[发明专利]基于托辊激振法的大型斗轮机悬臂低频振动测试方法

说明书

本发明公开了一种基于托辊激振法的大型斗轮机悬臂低频振动测试方法，利用悬臂之上的托辊旋转进行激振动，然后突然关停皮带输送机和斗轮电机的方式释放初位移，通过加速度计连续测试马达运行和突然停止后的悬臂振动自由衰减信号，从而获得悬臂固有频率，无需引入外部设备，简单经济而有效。

技术领域

本发明涉及斗轮机悬臂检测领域，具体涉及一种基于托辊激振法的大型斗轮机悬臂低频振动测试方法。

背景技术

臂式斗轮堆取料机是一种广泛应用于港口码头、水泥及矿山等原料储运场的高效散状物料输送设备。悬臂梁是取料作业的关键部件，长数十米，重数百吨。由于斗轮机的工作条件恶劣，激励源多且特性复杂，悬臂梁的振动问题非常突出。因此，研究大型斗轮堆取料机悬臂的振动特性，避免悬臂的剧烈振动，对于延长结构的疲劳寿命具有重要意义。

对于结构的减振设计，获取结构的固有频率是最基础关键问题，由于堆取料机悬臂属于超大型复杂结构，数值仿真模型准确建立的难度较大，因此通过测试测试手段获得固有频率是最快捷和有效的方式。在斗轮堆取料机振动测试方面，国内通常采用锤子激励法用以测量振动信号，这种激励法的缺点在于无法激励起大型结构的整体振动，所测得信号为局部的高频振动，无法准确获取大型结构的低频振动信号。针对此问题，国外，Rusinski等提出通过初位移释放法产生冲击激励，通过在悬臂远端悬挂重物使之发生初始弹性变形，然后通过爆破使重物跌落，悬臂回弹从而产生振动激励，再通过测量大型悬臂的自由振动响应，得到斗轮机的固有频率。事实证明该种方法十分有效，但其缺点在于测试难度和成本过于巨大，花费巨大。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于托辊激振法的大型斗轮机悬臂低频振动测试方法，无需引入外部设备，简单经济而有效。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

基于托辊激振法的大型斗轮机悬臂低频振动测试方法，利用悬臂之上的托辊旋转进行激振动，然后突然关停皮带输送机和斗轮电机的方式释放初位移，通过加速度计连续测试马达运行和突然停止后的悬臂振动自由衰减信号，从而获得悬臂固有频率；具体包括如下步骤：

S1、在带托辊的悬臂上安装五个加速度计，其中，两个安装在悬臂的远端，用于收集y方向加速度信号，另外两个安装在悬臂的近端，用于收集y和Z方向的加速度信号，最后一个传感器垂直安装在斜杆上，用于测量垂直振动信号；

S2、测量时，打开斗轮电机，斗轮以5.8rpm的速度开始旋转，几秒后，皮带输送机驱动传送带开始以400转/分的速度旋转，15秒后，待其稳定运行后，关停皮带输送机和斗轮电机，使悬臂振动自由衰减，直至完全停止，重复上述操作三次，整个测试过程中，通过加速度计连续测试马达运行和突然停止后的悬臂运行时间信号和自由衰减时间信号；

S3、通过快速傅里叶变换(FFT)将稳定运行时间信号和自由衰减时间信号转换到频域，从而获得悬臂固有频率。

本发明具有以下有益效果：

无需引入外部设备，即可获取到悬臂的固有频率，简单经济。

附图说明

图1为本发明实施例中五个加速度计的测试结果。

图中：(a)加速度时域图；(b)自由衰减信号局部放大图；(c)稳定运行阶段的FFT变换结果；(d)自由衰减段的FFT变换结果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例