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摘要：本文先在豎向振動(dòng)與縱擺角振動(dòng)和橫向振動(dòng)方面，總結(jié)礦山工程機(jī)械中的有害振動(dòng)，然后在隨機(jī)性振源控制和振動(dòng)傳播路徑控制相關(guān)基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析和闡述礦山工程機(jī)械中有害振動(dòng)的控制措施。
關(guān)鍵詞：礦山工程；機(jī)械；有害振動(dòng)；控制
為了滿足現(xiàn)代化礦山工程的需求，當(dāng)前礦山施工設(shè)備正在逐漸轉(zhuǎn)向?yàn)橹匦突Ｊ健Ｊ褂迷诘V山工程施工中的機(jī)械裝備有著重負(fù)載和高效能的特點(diǎn)，這樣勢(shì)必會(huì)增加振動(dòng)中的危害性。因?yàn)楦吖β试O(shè)備在工作中會(huì)有劇烈的振動(dòng)，這種振動(dòng)會(huì)對(duì)施工設(shè)備結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、運(yùn)行周期和運(yùn)行穩(wěn)定性形成不良影響，同時(shí)還可能對(duì)工作人員與周邊環(huán)境造成噪音干擾。所以，有害振動(dòng)會(huì)對(duì)礦上機(jī)械裝備形成影響，同時(shí)也是礦山設(shè)備運(yùn)行功能品質(zhì)中的一個(gè)重要問題。因此，對(duì)礦山工程機(jī)械中的有害振動(dòng)和控制進(jìn)行分析有一定現(xiàn)實(shí)意義。
1礦山工程機(jī)械中的有害振動(dòng)
1.1豎向振動(dòng)與縱擺角振動(dòng)
礦山工程建設(shè)之中，裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)都是一些自運(yùn)行機(jī)械，經(jīng)常是剛性懸掛。和地面接觸的彈性支承元件主要是四個(gè)充氣輪胎。因?yàn)檩喬ピ诟鱾€(gè)方向都有彈性和阻尼，因此在通常情況下，系統(tǒng)有六個(gè)自由度振動(dòng)。為了將問題簡(jiǎn)單化，并且符合項(xiàng)目建設(shè)要求，可以做好下面的假設(shè)：機(jī)身沒有彈性，整機(jī)在縱軸線垂直平面中對(duì)稱布置，左右輪轍路況一樣。在這種情況下，此機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中大多數(shù)情況之下認(rèn)為是兩個(gè)自由度振動(dòng)系統(tǒng)。此外，還有發(fā)動(dòng)機(jī)激振源和傳遞的現(xiàn)象，在礦山工程建設(shè)中，為施工設(shè)備提供動(dòng)力的是高速運(yùn)行的核心部件。發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)屬于是機(jī)械設(shè)備的內(nèi)部振動(dòng)，而發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)則可以分成內(nèi)部與外部?jī)煞N，振動(dòng)主要是因?yàn)闅飧變?nèi)周期變化氣體壓力與曲柄部分運(yùn)動(dòng)形成的關(guān)系。內(nèi)部振動(dòng)是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)慣性和與攪拌壓力導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)零件之間互相振動(dòng)，比較常見的有曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)與彎曲振動(dòng)。而外部振動(dòng)，具體是指發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)整體而進(jìn)行的振動(dòng)，具體是因?yàn)椴黄胶饬嘏c慣性力導(dǎo)致的。從此就可以知道，發(fā)動(dòng)機(jī)是工程機(jī)械的振源。振動(dòng)經(jīng)過連接件和支撐件傳輸?shù)綑C(jī)架和輪胎部位，這樣會(huì)對(duì)整個(gè)機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性、質(zhì)量和使用壽命形成一定的影響。
1.2長臂桿架橫向振動(dòng)
長臂鏟、伸縮臂模式的裝載機(jī)和輪胎式起重機(jī)等等，通常是懸空伸出臂架實(shí)施相關(guān)的工作，所以可以把整個(gè)設(shè)備看作長臂——鏟斗系結(jié)構(gòu)。建設(shè)中如果找到了外部環(huán)境的影響，比如巖石回彈和風(fēng)雨沖刷等，這個(gè)結(jié)構(gòu)就必定會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。特別是鏟斗裝滿的狀態(tài)下，如果外部刺激頻率和系統(tǒng)頻率相近，則會(huì)產(chǎn)生一定的共振，從而致使事故出現(xiàn)。
2.1隨機(jī)性振源控制
在上文的分析中，可以將豎向線振動(dòng)、橫向振動(dòng)等都?xì)w納成為隨機(jī)振源。在一般情況下，此振動(dòng)控制難度比較大。但是振動(dòng)理論中有支出，不管是哪種結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，除開振源之外，還有來自設(shè)備自身結(jié)構(gòu)和對(duì)振動(dòng)的相應(yīng)。簡(jiǎn)單一點(diǎn)來說，激振因?yàn)榧ふ窳Α⒔Y(jié)構(gòu)相關(guān)因素影響而產(chǎn)生的現(xiàn)象。因此，對(duì)的礦山機(jī)械設(shè)備來說，為了控制行駛中因?yàn)榈孛娌黄街率沟恼駝?dòng)，可以通過對(duì)設(shè)備施工場(chǎng)地、使用范圍，以此為基礎(chǔ)做出提前的估計(jì)，測(cè)量出行駛地面的相對(duì)高度。然后使用統(tǒng)計(jì)規(guī)律，獲得相應(yīng)的函數(shù)，通過這種方式可以計(jì)算出可能發(fā)生的共振行駛速度，在此基礎(chǔ)上控制有害振動(dòng)。在實(shí)際工作中還需要控制好振源，也就是消除和削弱振源，這也是有效的減振方式。就比如發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)而言，發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)功率、轉(zhuǎn)動(dòng)速度有很大關(guān)系。發(fā)動(dòng)機(jī)形成的振動(dòng)，要尤其注重發(fā)動(dòng)機(jī)支腳固定裝置零件的強(qiáng)度，比如支腳裝置的、此位置的車架強(qiáng)度，以免車架自振頻率和發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生共振。
2.2傳播路徑控制
振源產(chǎn)生振動(dòng)，會(huì)經(jīng)過車架、鏈接機(jī)構(gòu)等傳輸出去。若是能夠?qū)鬏斅窂角袛嗪透綦x，就能夠控制振動(dòng)的闡述，從而降低振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)控制振動(dòng)的目標(biāo)。在控制傳播路徑時(shí)候，可以在振源和接受裝置中加入一個(gè)子系統(tǒng)，以此進(jìn)行振動(dòng)的隔離，從而減少接收裝置對(duì)振源的響應(yīng)。在這其中還可以運(yùn)用有一定彈性的支承設(shè)備，隔開振源。或是將一些裝置當(dāng)做保護(hù)，隔離振源振動(dòng)向其傳輸。在實(shí)際工作中，把橡膠夾鋼板當(dāng)做發(fā)動(dòng)機(jī)與機(jī)架連接處的支承，以此隔離振動(dòng)的傳輸。通過運(yùn)用阻尼能耗，減少受迫振動(dòng)幅度，削弱傳輸振動(dòng)能力，這是目前使用最廣泛的減振方式。
2.3接收裝置控制
對(duì)于礦山施工設(shè)備的有害振動(dòng)而言，其中的振動(dòng)主要是在源頭上開始，經(jīng)過傳播路徑，到達(dá)接收裝置上，這樣就形成了一個(gè)完整的振動(dòng)傳輸系統(tǒng)。從具體環(huán)節(jié)角度上看，接收裝置主要指受影響和干擾的結(jié)構(gòu)。在整個(gè)機(jī)械設(shè)設(shè)備系統(tǒng)的角度上看，接收裝置具體指人員可以直接感受到的部件和位置，從接收裝置上控制振動(dòng)的方式主要有以下幾種:其一是將阻尼材料裝置在接收裝置之上，比如軟橡膠，以此實(shí)現(xiàn)減振目標(biāo)；其二是裝置子系統(tǒng)，讓某頻率振動(dòng)被有效控制，此方式是動(dòng)力吸振。主要是運(yùn)用子系統(tǒng)形成的吸振力，降低受控對(duì)象對(duì)振源的響應(yīng)。比較常見的方式，就是將減振器安裝到駕駛艙連通車架結(jié)構(gòu)上，以此來達(dá)到吸振目標(biāo)；其三是選用減振系統(tǒng)、減振效果較好的座椅。駕駛艙中，駕駛員直接接觸額座椅能夠感受到整個(gè)機(jī)械的振動(dòng)。所以，通過座椅減振也是一種十分有效和直接的方式，這樣能夠緩解與吸收來自于地面和機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)。在實(shí)際工作中，經(jīng)過選用減振效果好的座椅，能夠降低振動(dòng)幅度，在此基礎(chǔ)上有效控制有害振動(dòng)，促使工程項(xiàng)目的順利開展，從而保障機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量，延長設(shè)備的使用壽命，提升礦山工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效應(yīng)。
3結(jié)束語
在礦山工程施工中，通過對(duì)機(jī)械設(shè)備的使用，可以讓施工過程更加規(guī)范和高效。而工程機(jī)械運(yùn)行工作中，因?yàn)橐恍┮蛩氐挠绊懀鋾?huì)產(chǎn)生有害振動(dòng)，這種振動(dòng)對(duì)機(jī)械設(shè)備的壽命和施工安全質(zhì)量都有一定的影響。所以在施工工程進(jìn)行時(shí)，需要總結(jié)有害振動(dòng)的原因，并在此基礎(chǔ)上有效控制振動(dòng)。
參考文獻(xiàn)：
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作者:李韞劍 單位:中煤平朔露天設(shè)備維修中心
