矿山工程机械中的有害振动及其控制

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　　摘 要：本文先在竖向振动与纵摆角振动和横向振动方面，总结矿山工程机械中的有害振动，然后在随机性振源控制和振动传播路径控制相关基础上，详细分析和阐述矿山工程机械中有害振动的控制措施。
　　关键词：矿山工程;机械;有害振动;控制
　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.047
　　 为了满足现代化矿山工程的需求，当前矿山施工设备正在逐渐转向为重型化模式。使用在矿山工程施工中的机械装备有着重负载和高效能的特点，这样势必会增加振动中的危害性。因为高功率设备在工作中会有剧烈的振动，这种振动会对施工设备结构强度、运行周期和运行稳定性形成不良影响，同时还可能对工作人员与周边环境造成噪音干扰。所以，有害振动会对矿上机械装备形成影响，同时也是矿山设备运行功能品质中的一个重要问题。因此，对矿山工程机械中的有害振动和控制进行分析有一定现实意义。
　　1 矿山工程机械中的有害振动
　　1.1 竖向振动与纵摆角振动
　　 矿山工程建设之中，装载机、铲运机都是一些自运行机械，经常是刚性悬挂。和地面接触的弹性支承元件主要是四个充气轮胎。因为轮胎在各个方向都有弹性和阻尼，因此在通常情况下，系统有六个自由度振动。为了将问题简单化，并且符合项目建设要求，可以做好下面的假设：机身没有弹性，整机在纵轴线垂直平面中对称布置，左右轮辙路况一样。在这种情况下，此机械设备在运行中大多数情况之下认为是两个自由度振动系统。此外，还有发动机激振源和传递的现象，在矿山工程建设中，为施工设备提供动力的是高速运行的核心部件。发动机振动属于是机械设备的内部振动，而发动机振动则可以分成内部与外部两种，振动主要是因为气缸内周期变化气体压力与曲柄部分运动形成的关系。内部振动是因为运动惯性和与搅拌压力导致的发动机零件之间互相振动，比较常见的有曲轴扭转振动与弯曲振动。而外部振动，具体是指发动机是一个整体而进行的振动，具体是因为不平衡力矩与惯性力导致的。从此就可以知道，发动机是工程机械的振源。振动经过连接件和支撑件传输到机架和轮胎部位，这样会对整个机械设备的稳定性、质量和使用寿命形成一定的影响。
　　1.2 长臂杆架横向振动
　　 长臂铲、伸缩臂模式的装载机和轮胎式起重机等等，通常是悬空伸出臂架实施相关的工作，所以可以把整个设备看作长臂——铲斗系结构。建设中如果找到了外部环境的影响，比如岩石回弹和风雨冲刷等，这个结构就必定会产生振动。特别是铲斗装满的状态下，如果外部刺激频率和系统频率相近，则会产生一定的共振，从而致使事故出现。
　　2 矿山工程机械中有害振动的控制措施
　　2.1 随机性振源控制
　　 在上文的分析中，可以将竖向线振动、横向振动等都归纳成为随机振源。在一般情况下，此振动控制难度比较大。但是振动理论中有支出，不管是哪种结构的振动，除开振源之外，还有来自设备自身结构和对振动的相应。简单一点来说，激振因为激振力、结构相关因素影响而产生的现象。因此，对的矿山机械设备来说，为了控制行驶中因为地面不平致使的振动，可以通过对设备施工场地、使用范围，以此为基础做出提前的估计，测量出行驶地面的相对高度。然后使用统计规律，获得相应的函数，通过这种方式可以计算出可能发生的共振行驶速度，在此基础上控制有害振动。在实际工作中还需要控制好振源，也就是消除和削弱振源，这也是有效的减振方式。就比如发动机的振动而言，发动机振动和发动机功率、转动速度有很大关系。发动机形成的振动，要尤其注重发动机支脚固定装置零件的强度，比如支脚装置的、此位置的车架强度，以免车架自振频率和发动机产生共振。
　　2.2 传播路径控制
　　 振源产生振动，会经过车架、链接机构等传输出去。若是能够将传输路径切断和隔离，就能够控制振动的阐述，从而降低振动，实现控制振动的目标。在控制传播路径时候，可以在振源和接受装置中加入一个子系统，以此进行振动的隔离，从而减少接收装置对振源的响应。在这其中还可以运用有一定弹性的支承设备，隔开振源。或是将一些装置当做保护，隔离振源振动向其传输。在实际工作中，把橡胶夹钢板当做发动机与机架连接处的支承，以此隔离振动的传输。通过运用阻尼能耗，减少受迫振动幅度，削弱传输振动能力，这是目前使用最广泛的减振方式。
　　2.3 接收装置控制
　　 对于矿山施工设备的有害振动而言，其中的振动主要是在源头上开始，经过传播路径，到达接收装置上，这样就形成了一个完整的振动传输系统。从具体环节角度上看，接收装置主要指受影响和干扰的结构。在整个机械设设备系统的角度上看，接收装置具体指人员可以直接感受到的部件和位置，从接收装置上控制振动的方式主要有以下几种：其一是将阻尼材料装置在接收装置之上，比如软橡胶，以此实现减振目标;其二是装置子系统，让某频率振动被有效控制，此方式是动力吸振。主要是运用子系统形成的吸振力，降低受控对象对振源的响应。比较常见的方式，就是将减振器安装到驾驶舱连通车架结构上，以此来达到吸振目标;其三是选用减振系统、减振效果较好的座椅。驾驶舱中，驾驶员直接接触额座椅能够感受到整个机械的振动。所以，通过座椅减振也是一种十分有效和直接的方式，这样能够缓解与吸收来自于地面和机械系统振动。在实际工作中，经过选用减振效果好的座椅，能够降低振动幅度，在此基础上有效控制有害振动，促使工程项目的顺利开展，从而保障机械设备的质量，延长设备的使用寿命，提升矿山工程的经济效益和社会效应。
　　3 结束语
　　 在矿山工程施工中，通过对机械设备的使用，可以让施工过程更加规范和高效。而工程机械运行工作中，因为一些因素的影响，其会产生有害振动，这种振动对机械设备的寿命和施工安全质量都有一定的影响。所以在施工工程进行时，需要总结有害振动的原因，并在此基础上有效控制振动。
　　参考文献：
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