[發明專利]一種基于阻尼顆粒的減振采煤裝置、阻尼減振設計方法及用途

在審

• 申請號: 202211049206.4
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115324576A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 段東平;高揚;張曉冬;任玉枝
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: E21C25/10
• 分類號: E21C25/10;F16F15/02;F16F15/131;F16F15/139;F16F15/14;F16F7/01
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王艷齋

本發明提供了一種基于阻尼顆粒的減振采煤裝置、阻尼減振設計方法及用途，所述截割滾筒的殼體、所述截割搖臂的殼體以及所述機架的殼體均夾層結構，所述截割滾筒的殼體夾層內填充有不同粒徑的滾筒阻尼顆粒，所述截割搖臂的殼體夾層內填充有不同粒徑的搖臂阻尼顆粒，所述機架殼體的夾層內填充有相同粒徑的機架阻尼顆粒。能有效提高采煤裝置整體模態阻尼比，大幅提高因采煤裝置工作時振動產生的能量在采煤裝置結構傳遞路徑上的衰減量，有效抑制采煤裝置結構及相關部件的疲勞破壞，不僅可以提高采煤裝置減振降噪水平，還可以降低采煤裝置日常運行期間的維保成本。

技術領域

本發明屬于采煤設備技術領域，涉及一種基于阻尼顆粒的減振采煤裝置、阻尼減振設計方法及用途。

背景技術

煤礦井下工作面環境惡劣，在截割煤巖過程中難免會因為煤巖強度不均勻造成沖擊載荷，以及截齒截割過程中煤巖擠壓爆裂產生振動。而過度的振動會大大降低采煤裝置各部件的工作壽命，從而發生非正常損耗。在實際工作過程中，因過度的劇烈振動，時常發生采煤裝置截齒斷裂、搖臂傳動系統中齒輪的齒尖斷裂、搖臂連接銷軸、行走部導向機構的齒輪、刮板輸送機銷軸的非正常損耗和電氣故障，嚴重時會造成停機，影響生產效率，造成經濟損失。另外，振動的產生會伴隨較大的噪音，這會使操作人員的工作環境更加惡劣，嚴重影響操作人員的身心健康。

采煤裝置截割煤巖過程中產生的振動沖擊激勵，通過搖臂內部傳動系統和結構殼體構件傳遞至機身，并與其它振源相疊加，引起設備主體及附屬結構的振動。實際工程統計，采煤裝置最常見的故障就是機械和電氣故障，而50％以上的故障原因是由沖擊振動引發的。通過調研采煤裝置振動的相關研究發現，滾筒式采煤裝置的振動呈現中低頻、大沖擊的特點，并且采煤裝置滾筒搖臂部分的振動最為劇烈，振幅較大。因此，必須對交變力引起的振動進行約束,才能保證采煤裝置整體的振動在允許的范圍內。而約束的主要措施有增強結構的靜剛度、動剛度和阻尼作用兩方面。目前，已有多家科研院所及企業開展采煤裝置減振技術應用研究工作。

現有技術中，專利CN206053945U公開了一種防振滾筒采煤裝置，其方案是：防振滾筒采煤裝置包括運動部和兩個截割部；兩個截割部分別對稱設置在運動部的兩端；截割部具有搖臂，搖臂的自由端連接有滾筒；搖臂內設有截割電機，截割電機的輸出軸連接有行星減速機；行星減速機設置在滾筒內，其與截割電機為同軸線設置；運動部兩側設置有多個防振機構，防振機構包括相互連接的阻力系統和支撐架，阻力系統為可伸縮的液壓緩沖器。

專利CN210370626U公開了一種防振滾筒采煤裝置，包括破碎機給、搖臂和擋板，破碎機構的兩端嵌入連接有搖臂，搖臂的底部固定連接有減振架，破碎機構的中間部位固定連接有電控部，電控部的兩側固定連接有牽引部，破碎機構的兩側頂部固定連接有作業部，搖臂的底部固定連接有減振機構，減振機構一側的橡膠墊、中間部位的連接板、另一側的第二減振氣缸，橡膠墊的另一側的抵板，連接板的一側的減振三角架共同組成，減振機構可以將采煤裝置整個裝置，通過橡膠墊進行初步的減振，再通過減振三角架再次進行減振，最后通過第二減震氣缸最后對采煤裝置進行減振。

專利CN103742137A公開了一種搖臂減震裝置及采煤裝置，該搖臂減震裝置包括用于與采煤裝置的搖臂相鉸接的鉸接部、外筒、減震元件及連接元件，所述鉸接部固定于所述外筒的封閉端，所述減震元件設置于所述外筒內，所述連接元件可移動地設置于所述外筒內，所述連接元件的一端與所述減震元件相抵持，另一端與采煤裝置的搖臂調高油缸相連接。

專利CN103742141A公開了一種支撐部減震裝置及采煤裝置，該支撐部減震裝置包括外座、支撐滑靴、減震元件及伸縮腿，所述支撐滑靴與所述外座相連接，所述減震元件設置于所述外座內，所述伸縮腿可移動地設置于所述外座內，所述伸縮腿的一端與所述減震元件相接觸，另一端與采煤裝置的機身相連接。