[发明专利]煤矿井塔与提升机系统耦合振动计算机仿真分析方法

摘要

本发明公开一种煤矿井塔与提升机系统耦合振动计算机仿真分析方法，其特征是首先根据实测数据和结构图分别建立提升机系统和井塔的三维模型，将三维模型进行装配并导入ADAMS软件；将井塔结构的楼板、柱、梁等模型导入ANSYS软件划分网格，生成模态中性文件，替换ADAMS软件中的对应的板、柱、梁等刚体，形成刚柔耦合模型；根据驱动电机的运行曲线设置动力参数，设置仿真参数，进行振动耦合分析。本发明建立了一个耦合振动分析仿真平台，可以对类似井塔提升机系统的耦合振动进行分析，最终对系统进行运行安全评估和监测。

主权项

煤矿井塔与提升机系统耦合振动计算机仿真分析方法，其特征是按如下步骤进行：步骤1、利用Solidworks三维建模软件分别建立煤矿井塔与提升机的三维模型；利用Solidworks软件根据煤矿井塔与提升机的实测数据和结构图，以及所定义的井塔提升机系统的三维实体模型中各构件的相关属性，分别建立煤矿井塔数字化模型与提升机数字化模型，利用所述煤矿井塔数字化模型和提升机数字化模型装配井塔提升机系统，获得所述井塔提升机系统数字化模型，将所述井塔提升机系统数字化模型保存为后缀为.x_t的交换文件；所述相关属性包括各构件的材质、质量和转动惯量；步骤2、将步骤1中所获得的后缀为.x_t的交换文件导入MSC.ADAMS动力学分析软件，在MSC.ADAMS动力学分析软件中对所述井塔提升机系统中的各部件修改材质属性，并对各部件之间的连接关系施加相关约束，获得井塔提升机系统的刚性计算模型；步骤3、利用ANSYS有限元软件，对井塔结构的刚性构件柔性化，建立井塔提升机系统的刚柔耦合模型；所述井塔结构的刚性构件为楼板、柱及梁构件；步骤4、利用MSC.ADAMS动力学软件的宏命令建立提升机中提升钢丝绳的计算模型；所述提升机包括：电机(1)、电机端联轴器(2)、减速机(3)、减速机端联轴器(4)、提升滚筒(5)、导向滚筒(9)、提升钢丝绳(6)和箕斗；所述提升钢丝绳(6)的计算模型选择离散短圆柱模型，各短圆柱之间添加bushing约束，弹性刚度按拉伸刚度、剪切刚度、扭转刚度和弯曲刚度分别计算设定值，阻尼系数按弹性刚度的1％设定；使用宏命令使提升钢丝绳(6)缠绕在提升滚筒(5)上，并且与箕斗连接，形成可仿真的提升机动力学计算模型；步骤5、设置仿真驱动进行仿真分析；在MSC.ADAMS动力学软件中采用Step函数模拟电动机驱动轴的转速运行曲线，使提升滚筒(5)的转动在一个周期内分别呈现加速、匀速和减速三个阶段；取提升机与楼板接触面的约束联接点作为动力响应分析点；对井塔提升机系统运行仿真，提取所述动力响应分析点的仿真数据进行分析。