煤矿全液压动力头式钻机振动测试与分析

作者：张幼振; 刘焱杰; 钟自成; 刘若君; 张刚

来源：煤炭科学技术, 2022, 50(02): 271-279.

DOI：10.13199/j.cnki.cst.2021-1303

• 液压钻机
• 振动测试
• 频域分析
• 1/3倍频程
• 振动特性

为研究煤矿井下液压钻机的振动特性，指导钻机优化设计和状态监测，以ZDY6500LQ型全液压动力头式钻机为研究对象，进行了整机振动测试与分析。根据钻机工作原理得出主要激振源，以低速高转矩运行状态为例，计算了该状态主要部件激振频率。基于振动测试原理，确定了试验方案，结合钻机综合性能检测平台搭建了振动测试系统。在空载、低速高转矩和高速低转矩3种工作状态下对钻机的8个主要位置进行了振动测试。应用频域分析方法，将测试数据转化为对应频谱，分析了低速高转矩状态下主要激振源引起的钻机振动特性；应用1/3倍频程方法，对比分析了3种工作状态下钻机8个测点位置的振动总量，以及前后、左右、上下3个方向加速度均方根值的变化规律。结果表明：钻机在低速高转矩状态下，动力头减速箱和泵站柱塞泵是最大激振源；振动频率高于100 Hz时，对钻机整机振动影响较大。在钻机动力头位置，低速高转矩负载使减速器箱体振动总量较空载减少3.11%～7.27%,高速低转矩状态下振动总量较空载增加5～6倍；除动力头外，钻机空载状态下各测点振动最小，拖板、导轨、卡板振动与负载成正相关，低速高转矩状态下振动总量是空载状态的2～5倍；钻机在低速高转矩状态下整机有效功率大于50%,能耗较低。研究结果为优化钻机结构，提升钻探施工安全及可靠性提供了参考。

• 单位
  中煤科工集团西安研究院有限公司; 煤炭科学技术研究院有限公司