6.25 m捣固焦炉成套设备是焦化生产中广泛使用的先进的机械设备,该设备的使用对于提高焦炭产量、降低能耗、减少污染物的排放具有明显的经济效益和社会效益。推焦装置作为该成套设备的核心部件,在使用过程中存在明显的振动现象,该振动不仅会影响推焦设备的正常工作和使用,还可能导致焦饼坍塌,造成设备停机无法工作。因而,深入研究推焦装置的振动机理对于减轻推焦装置的振动具有十分重要的理论和工程应用价值。推焦装置工作过程中会与炭化室地面间产生强烈的摩擦,该摩擦对推焦装置的振动具有重要影响,通过课题组多年来对推焦装置的振动特点进行分析,发现推焦装置工作过程中存在明显的粘滑振动和颤振现象,这符合摩擦自激振动的典型特征,可见,推焦装置的主要振动类型为摩擦引起的自激振动。然而未见学者专门对推焦装置建立摩擦模型进行振动特性的研究,对此,本文建立了焦炉推焦系统的动力学模型,通过理论计算、仿真分析和现场试验的方法对推焦装置的摩擦自激振动机理进行了研究。主要研究内容为:通过对基于Stribeck效应的摩擦模型进行深入的研究,并结合焦炉推焦系统的实际结构特点,建立了基于Stribeck摩擦效应的焦炉推焦自激振动系统力学模型,为深入研究推焦装置的自激振动机理,推焦系统的稳定系及粘滑运动特性奠定了理论基础。将李雅普诺夫稳定性理论引入到焦炉推焦系统的稳定性分析中,求解了推焦系统的临界失稳速度,并对焦炉推焦系统稳定性进行了分析。通过对推焦系统的动力学方程进行仿真分析,获取了推焦装置在不同系统参数下的相平面图和Poincare截面图,结果表明,随着驱动速度和系统阻尼的增加,系统由不稳定状态逐步达到渐近稳定状态;当推焦装置的质量和沿x轴的等效刚度增大时,系统由不稳定状态逐步达到稳定状态;增大沿y轴的等效刚度,减小动、静摩擦系数的差值有助于系统稳定性的提高。通过多体动力学仿真分析的方法研究了驱动速度、刚度、阻尼、摩擦系数等参数对推焦装置粘滑运动的影响。不同系统参数下推焦装置的速度和加速度响应曲线结果表明,提高驱动速度是减少粘滑运动的有效途径,增加刚度k3和系统阻尼可以减少粘滑运动的发生,增加刚度k1和k2会增大粘滑运动发生的可能性,减小动静摩擦系数的差值不利于减轻推焦装置的粘滑运动现象。采用有限元仿真的方法对推焦装置的粘滑振动特性进行了研究。通过对推焦装置进行模态分析,发现变形较大的部位主要集中在三个区域,分别为推焦杆杆身、推焦头和滑履;通过对推焦装置的粘滑自激振动进行谐响应分析发现推焦装置在行进方向、竖直方向和横向三个方向都发生了频率为51 Hz的低频振动,该振动频率与模态分析中的第14阶模态相同,主要振动形式为推焦装置沿着竖直方向的弯曲振动,变形较大的区域主要集中在推焦杆尾部。为了提取实际工况下推焦装置的自激振动频率以及对有限元仿真结果进行验证,本文在EMD算法的基础上提出了一种新的改进算法,并用该算法对推焦装置作业过程中的振动信号进行分析,提取出了推焦装置自激振动的频率,并与仿真分析进行比较,发现试验分析与仿真分析的结果基本一致,证明仿真分析方法的有效性。