随着经济和社会的发展,矿井提升机朝着高速、重载和大运程方向发展。钢丝绳作为矿井提升机的关键承载部件,高速运动中极易受外界激励和系统运动状态突变影响产生剧烈振动。随着矿井深度不断增加,提升容器在不同位置下钢丝绳长度存在差异,导致提升系统在外界激励和运动冲击作用下动力学特性更加复杂。钢丝绳在实际运行过程中纵向-横向-侧向均存在振动现象,由于弹性变形导致不同方向的振动相互耦合,使综合分析其动力学特性带来挑战。为避免钢丝绳异常振动和动张力波动加剧钢丝绳疲劳和磨损,甚至造成断绳事故,需明确提升系统运行过程中的振动机理以及钢丝绳动张力特性,并据此提出相应的振动控制方案。针对上述问题,本研究通过Hamilton原理建立摩擦提升系统在外界激励作用下的纵向-横向-侧向非线性耦合振动模型;应用Galerkin法离散振动控制方程并进行数值求解,对外界激励和运动自激作用下钢丝绳复杂动力学问题开展了研究;为验证理论模型的可靠性和有效性,设计实验方案对矿井提升机运行过程中钢丝绳末端振动响应进行了现场测试。研究结果表明:提升系统耦合振动以纵向振动为主;受外界激励影响,系统运行速度增加会导致钢丝绳横向和侧向振动更加剧烈;钢丝绳长度增加时,系统对运动状态突变产生的冲击更加敏感,更易激发剧烈的纵向振动,且阻尼衰减速率更慢;提升工况下钢丝绳靠近卷筒的部分承受更大的动张力为钢丝绳的危险截面,而下放工况下钢丝绳末端到达井底位置时振动更加剧烈,动张力峰值更大。针对研究过程中钢丝绳受运动状态突变表现出的冲击振动现象,研究了运行参数和运动轨迹对钢丝绳纵向振动和动张力影响,发现增强运动轨迹平滑性可以在保证系统运行效率前提下有效减小运动冲击。据此,提出了一种基于标准逻辑函数的轨迹优化方法,在使用更少轨迹段的同时可以规划更光滑的运动曲线,有效抑制运动状态突变产生的冲击振动以及动张力波动。考虑井深增加导致尾绳长度增加,对系统影响不可忽略,研究了尾绳振动规律及提升载荷、高度以及摩擦轮纵向激励幅值对系统纵向振动的影响。结果表明:提升绳与尾绳边界的耦合会使其振动相互影响,二者纵向振动位移特征相似;提升绳和尾绳长度是影响其振动的关键因素,钢丝绳长度较长时更易受冲击影响导致振动加剧;提升载荷、高度以及纵向激励幅值的增加均会使系统运行过程中产生更剧烈的纵向振动。本研究为矿井提升系统的相关研究提供了分析思路和理论基础,为后续进一步开展提升机工程设计、参数优化及振动控制提供理论与技术支持。