礦用刮闆輸送機鍊傳動系統的縱向扭轉振動
刮闆輸送機可視為連續的剛柔耦合結構。裝置的運作往往伴随着相應的縱向和扭擺振動。由于惡劣的工作環境和剪切大塊煤岩的沖擊，鍊條被沖擊載荷卡住而停止工作，嚴重時甚至斷裂。
目前，已有學者對刮闆輸送機剛柔聯軸器的動态特性進行了研究。多利普斯克等人。建立了刮闆輸送機非均勻載荷狀态的動力學模型，對長距離輸送機的工作載荷進行了計算機模拟和分析。
研究了載荷變化對刮闆輸送機動态特性的影響，采用多個空間固定有限元模拟鍊傳動系統，包括貨物載荷的分布和運動形式，并采用歐拉法求解各單元的動态特性。
在故障條件下的動态特性分析中Miao等人建立了鍊條縱向波動的一般方程，确定了邊界條件和初值條件，解析求解了數學模型。利用MATLAB軟體對刮闆輸送機在直接啟動和鍊條故障工況下的動态問題進行了仿真。
一、刮闆輸送機鍊傳動系統的機械模型
刮闆輸送機是綜采裝置的主要部件。刮闆輸送機是一個複雜的、高度耦合的多體動力學系統。工作原理是利用中間槽和鍊條傳動系統輸送煤炭。驅動電機推動鍊輪旋轉。
鍊條與鍊輪齧合。刮闆固定在鍊條上作為其牽引部件。如圖 1所示，刮闆輸送機主要由驅動電機、中間槽、鍊輪、刮闆和鍊條組成。
為建立刮闆輸送機縱扭耦合模态的動力學模型，需要做出以下假設：
(1)忽略前後鍊輪動張力的影響。
(2)每個刮闆的品質是刮闆和連接配接段鍊條品質的總和，均勻分布在每個分支上。
(3)刮闆轉動慣量是刮闆自動轉動慣量與鍊條轉動慣量之和。
二、扭轉振動應力波的衰減
上料過程、鍊條斷裂等故障工況導緻刮闆鍊傳動系統運作速度波動、刮闆扭轉振動、刮闆前後鍊條張力波動。在刮闆的扭擺振動過程中，如果将每個刮闆及其連接配接鍊視為一個單元，會使模型求解困難。是以，确定輸送機沿線不同段扭擺振動單元刮闆的最大數量是實作模型數值求解的關鍵。
三、正常情況下引力波的衰減
在正常工作狀态下，刮闆機運作平穩，無卡鍊、斷鍊等故障。影響刮闆鍊傳動系統縱扭振動的主要原因是貨物載荷的激振。本節針對變化的貨物載荷，模拟輕載和中載下刮闆鍊傳動系統扭轉振動應力波的衰減情況。
煤炭被采煤機的螺旋滾筒切割并裝載到刮闆輸送機上。對于刮闆鍊傳動系統，這相當于一個突然的負載。由于煤在刮闆輸送機斷鍊方向的分布最初是不均勻的，這就造成了刮闆與鍊條的偏載。
四、貨物載荷激勵下的耦合振動分析
通過數值模拟得到了刮闆輸送機各機關段的振動速度和張力脈動以及扭振激勵下各刮闆在機關段内的扭轉振動。在刮闆輸送機中間施加負載激勵，假設在負載激勵之前刮闆輸送機上沒有物料。各單元段的速度波動和張力波動如圖9所示 。
根據前人研究，加載激振前後的5個刮闆是受扭擺振動影響的區域，是以激振段共有10個刮闆。仿真結果表明，貨物載荷激勵引起刮闆輸送機的縱向振動，導緻運作速度和鍊條張力的波動。
五、結論
在這項研究中，Kelvin-Voigt 模型和逐點拉伸法被用來建立刮闆鍊驅動系統的耦合縱向和扭轉振動的力學模型。通過數值模拟結合現場試驗驗證，研究了刮闆鍊傳動系統在不同載荷激勵下的縱扭振動特性。
輕載工況下，扭振影響範圍為激勵點前5段至激勵點後5段。中載工況下，扭振影響範圍為激振點前4段至激振點後4段。
研究結果表明，貨物載荷的激勵引起刮闆輸送機的縱向振動，導緻運作速度和鍊條張力的波動。刮闆運作速度和鍊條張力的波動最劇烈的是施加貨物負載激勵的結果，其引起的最大速度波動為119.5%，最大張力波動為78.6%。
貨物對一段的激振引起該段刮闆鍊傳動系統的扭振，導緻刮闆鍊傳動系統中兩條鍊條之間的張力差發生波動。
