矿井提升系统建模和振动特性分析

针对矿井提升机时变长度柔性悬、垂绳索轴向耦合运动非线性响应的复杂性,提出了一种考虑绳索-天轮摩擦的提升悬、垂绳索轴向耦合动力学模型。首先,利用任意拉格朗日-欧拉描述和绝对节点坐标公式(ALE_ANCF)建立了绳索单元的动力学模型;其次,建立一种双节点直线过渡式绳索单元模拟与刚性体接触的钢丝绳;然后,建立变质量罐笼的无约束动力学方程,组合钢丝绳、罐笼的动力学方程,得到提升系统的微分代数方程(DAEs);最后,通过实验测试结果验证了模型的正确性。研究表明:在提升系统下放制动阶段,垂绳的轴向振动位移约为悬绳的10倍。