采煤机惯性传感器的减振方法与装置

作者：李曼; 刘俊棋; 曹现刚

来源：煤炭科学技术, 2023, 1-10.

DOI：10.13199/j.cnki.cst.2023-0257

• 振动
• 采煤机
• 惯性传感器
• 减振器

惯性传感器以其鲜明的优点，已成为目前采煤机姿态测量及井下自主导航研究和应用的热点。针对惯性传感器在实际应用中因受采煤机强振动干扰，存在测量稳定性差和精度低等问题，研制了一种金属弹簧-可调摩擦阻尼三向减振装置。首先，介绍了惯性传感器种类和基于惯性传感器的采煤机姿态测量方法。分析MG500/1180WD滚筒式采煤机截割煤层时的振动加速度数据，得到其三方向主振频率为0～30Hz，三方向振动加速度范围分别为2～4m/s-2、1～2m/s-2、0.15～0.2m/s-2；其次，基于采煤机振动特性，提出了金属弹簧-可调摩擦阻尼单向减振器力学模型，建立了模型传递率方程。结合直线导轨机构设计了金属弹簧-可调摩擦阻尼三向减振装置。采用SolidWorks Motion建立了减振装置的仿真模型，通过仿真分析确定了减振装置的主要参数。最后，对减振装置进行了振动传递率仿真分析和实验测试，并使用惯性传感器验证其减振效果。仿真分析表明：在符合采煤机振动频率范围和振动加速度范围的振动条件下，设置减振装置可调摩擦阻尼为摩擦阻尼最大参考值的0.25～0.5倍，可得到较低的共振放大倍数和较低的振动传递率。实验结果表明：减振装置三方向的共振放大倍数低于4倍，10～30Hz频率范围的激振下，平均振动传递率维持在45%以下。增加减振装置后可有效降低惯性传感器测量数据的波动量，X、Y、Z方向传感器姿态角标准差平均下降率分别为78.36%、36.96%、66.51%，具有明显的减振作用。

• 出版日期2023
• 单位西安科技大学