大型港口散料装船机,在能源、电力、冶金、港口等行业特别是一些大宗散料集散中心的高速、稳定、集效、滚动式发展中,发挥着重要作用。随着经济全球化进程的加快,新的设计理念使装船机的装载能力不断提高,设备结构越来越庞大。因此设备的稳定性、钢结构的动强度与刚度、整机的振动特性等也越来越受到人们的重视。目前国内外对于装船机的力学特性分析主要集中在静力结构与静强度方面,而对人们所关注的动力学问题涉及很少,因此对装船机的动态力学行为研究具有重要的理论意义和工程价值。本文以神华黄骅港务公司与燕山大学签订的《神华黄骅港二期工程SL6装船机卷扬机构平台振动问题研究》项目为依托,针对黄骅港SL6装船机在俯仰臂高速升降时卷扬系统平台的异常振动问题,从动力学角度进行了现场实测和理论研究,提出并实施了平台减振加固改造方案。方案实施后,平台振幅显著降低,装船机作业率提高,经济效益增加。由于装船机设备庞大,振源分散,难以确定主要振源。为全面地分析卷扬系统平台振动的振源,采用集中质量法,针对卷扬机主传动系统建立扭振非线性数学模型,引入卷筒齿轮综合啮合刚度非线性,并对俯仰臂不同升降速度下卷筒负载进行建模求解,使扭振数学模型与实际结构相吻合。采用变步长Runge-Kutta方法对该非线性系统进行动力学响应求解,得到了扭振系统的固有振动特性和响应,通过频谱分析得到非线性扭振系统的响应特征。建立了SL6装船机整机以及卷扬机平台有限元模型,通过对装船机整机在伸缩臂处于不同位置下进行模态仿真,得到了装船机和卷扬系统平台的模态。通过对卷扬系统平台进行谐响应分析和应力位移分析,得到了不同工况下平台的频响特征和应力状态。为了确定卷扬系统平台产生振动的根本原因,对平台动态应变和卷扬系统齿轮轴动态扭矩进行了现场测试,采用现代数据处理技术对测试信号进行时域和频域分析,找到平台振动和卷扬系统扭振的频率成分,得到了平台在实际工况下的力学状态,理论分析结果与测试结果相吻合,验证了仿真模型正确性。在理论分析和现场测试的基础上,结合现场实际提出合理可行的卷扬系统平台的减振方案,并将其付诸实践,有效提高了平台结构刚度。为了评估减振方案的有效性,建立了减振改造后的卷扬系统平台有限元模型,并对其进行了强度校核,通过模态分析和谐响应分析得到了改造后振动模态和不同激励下的响应水平;对平台动态特性进行了对比测试,获得了不同工况下平台的动态应力水平和振动响应水平。通过改造前后仿真和测试结果的对比,验证了卷扬系统平台的减振方案的合理性和有效性。本文针对黄骅港SL6装船机卷扬系统平台振动问题提出的研究方法和减振方案,为类似结构装船机振动问题的解决开拓了新思路,具有重要的学术研究意义和工程参考价值。