煤矿提升机的性能好坏直接影响着矿山的安全和井下人员的生命安全。随着矿山机械的不断发展和技术的进步以及对资源需求的日益增长,提升机正朝着大型、高速、重载的方向发展,对其性能提出了越来越高的要求。本文通过理论分析、数值仿真以及实验研究相结合的方法,对塔式摩擦提升机系统及关键部件动力学问题进行了深入的研究。主要工作如下:(1)以塔式摩擦提升机为研究对象,将平衡绳作为具有阻尼的独立变量考虑,将系统考虑为质量、刚度及阻尼随时间动态变化的系统,建立了提升机系统多自由度非线性动力学模型。在此基础上考虑工程实际简化了多自由度模型,分别建立了塔式提升机五自由度和系统单侧两自由度非线性动力学模型及方程。研究理论有利于进一步研究复杂工况下的提升机关键部件动力学问题;(2)把提升钢丝绳看作粘弹性体,对提升设备纵向耦合运动进行了动力学建模,并且对模型进行了求解;详细分析了罐笼提升系统中承载设备的工作过程,考虑了承载设备的弹性及阻尼特性,对罐笼承载瞬时动力学行为进行了建模,并结合实例进行了仿真分析。(3)对箕斗提升系统卸载装置进行了受力分析,建立了卸载工作的动力学模型;同时建立箕斗装载工作的瞬时动力学模型;并结合箕斗工作过程进行了防滑动张力分析。对提升设备发生过卷状态进行了详细的讨论与分析,利用前述理论建立过卷状态时六自由度非线性动力学模型,并结合实例对模型进行仿真分析。(4)通过有限元法对提升机工作机构进行了详细的静力学分析、模态分析以及瞬时动力学分析。分析过程中首次将提升机工作机构作为整体进行研究,充分考虑了工作机构各元件的相互耦合作用,研究理论为提升机工作机构的动态设计提供了理论基础;(5)通过自行研制的提升机实验设备,采用TC-3C提升机安全性能检测仪测试提升机系统运行过程中的速度、加速度及张力变化情况;应用了新一代Somat测试系统对提升机工作机构进行了现场的应力测试;与所建立的提升机动力学模型仿真结果进行比较,验证了研究理论的正确性与可行性。为提升机动力学分析和动态设计提供依据,可进一步完善提升机的设计理论。