双质体自同步振动系统的动力学耦合特性分析

利用改进小参数平均法,推导出了平面运动双质体振动系统中两偏心转子的无量纲耦合方程,并依据其零解的存在及稳定性,得出了实现同步与同步稳定性运行的条件,给出了系统负载系数及同步能力系数定义。通过数值分析,讨论了系统动力学参数对耦合同步特性的影响,得到了双偏心转子自同步的稳定运行的参数区间。结果表明:随着系统动力学参数的变化,同步极值点既可能是负载系数的极小值点,也可能是负载系数的极大值点。其原因是由于双质体的耦合作用,来自于机体运动的同步力矩,在一定参数范围内驱动两个偏心转子相位差向负载系数最大值点趋近;而在此区域以外,驱动两偏心转子相位差向负载系数极最小值点趋近。通过数值仿真,验证了耦合分析结果的正确。     

三激振器双质体振动系统自同步特性研究

提出了一种三机驱动双质体自同步振动系统,该系统具有有效筛分面积大、占地面积小和地基受动载荷小的优点.首先,依据Lagrange方程推导出双质体振动系统的运动微分方程,并求出了其稳态解.然后,由Hamilton原理推导出系统的同步性条件和稳定性条件;运用控制变量法分析了中间弹簧刚度和电机安装位置对系统同步性以及同步相位差角的影响.研究结果表明:当系统参数满足同步性和稳定性条件时系统可以实现稳定的自同步运动,同步时上质体两电机的相位差角为0°,上质体和下质体电机间的相位差角为180°.最后,用机电耦合仿真结果验证了理论分析的正确性.研究结果为该系统的设计分析提供了理论基础.     

两激振器同一旋转轴线振动系统的自同步理论

对两激振器同一旋转轴线振动系统的自同步理论进行了研究。采用拉格朗日方程建立振动系统的运动微分方程。应用小参数平均法获得两激振器的无量纲耦合方程,进而将该类振动系统的同步问题简化为小参数无量纲耦合方程零解的存在性与稳定性问题。由无量纲耦合方程零解存在的条件得出了两激振器实现同步运动的同步性条件,并根据Routh-Hurwitz判据得到了两激振器同步运动的稳定性条件。分析振动系统选择运动特性可知,在远共振的情况下当激振器的旋转中心距离质心的距离大于机体的当量回转半径时,振动系统实现相位差为0°的空间圆周运动;反之,振动系统实现相位差为180°的空间圆锥运动。最后通过试验验证了理论分析的正确性。     

空间单质体双机同轴线振动系统的自同步特性

对两偏心转子同一旋转轴线驱动振动系统的自同步特性进行了研究。首先建立了该类振动系统的动力学模型,利用拉格朗日方程推导出其运动微分方程。其次将两偏心转子的角速度和相位差进行平均,得到振动系统的稳态响应。接着由Hamilton原理推导出两偏心转子实现同步的两大条件,即同步性条件和同步运动的稳定性条件。然后根据两大条件得出振动系统具有两类工作状态的结论。最后通过试验验证了理论分析的正确性。试验结果证明了振动系统可以实现两偏心转子之间无联接轴形式的同步运动,而且在满足一定结构参数条件下,分别实现了空间0°相位差的圆周运动和180°相位差的圆锥运动。相关研究结果可以为双机同轴类振动机械的设计提供理论上的依据。     

自同步振动系统的稳定性与分岔

用偏心转子相位差角微分方程代替双激振器反向回转式自同步振动系统的运动方程，讨论了系统的平衡点稳定性和分岔特性。首先，根据振动系统的运动方程推导出关于偏心转子相位差角的微分方程。然后，基于该方程建立了同步运动的必要性条件，应用Lyapunov稳定性理论，讨论系统的平衡点稳定性及其分岔特性，最后，结合仿真，考察了系统质量、刚度参数和激振器参数的影响规律。     

双转子自同步系统的振动分析

同步现象广泛存在于许多工程领域中，尤其在振动机械中，同步理论得到了广泛应用，如自同步振动筛、振动输送机等。由双偏心回转式激振器驱动的平面同步振动筛可以简化为一个双转子自同步系统。本文以某典型的振动筛（ZZS4-70型）为对象，考虑两个激振器转子的驱动电机的机械特性，推导了一组双转子同步系统的动力学方程。在此基础上，定义了一个同步系数，用它来定量描述双转子回转的同步程度。对上述系统动力学模型进行仿真，采用了该型振动筛的实际参数，重点分析了其振动规律及其同步运动特征，并与实测结果进行了对比。     

双机驱动振动系统同步运转稳定性的研究

为了,研究双机驱动振动系统同步运转的稳定性问题,建立了振动系统的动力学模型,对系统进行了非线性动力学分析.通过对系统参数进行无量纲化处理,得到了振动系统的频率俘获方程和系统实现自同步运转稳定性的条件,计算出了自同步运转的稳定域.根据自同步运转稳定性的条件和稳定域对系统进行优化设计,调整了振动系统的参数.计算机仿真结果表明振动系统实现了速度同步和相位同步,达到了稳定的自同步状态,验证了自同步运转稳定性条件和稳定域的正确性,证实了优化设计的有效性.     

转子轴系弯扭耦合振动的次同步谐振分析

考虑次同步谐振对汽轮发电机转子轴系的影响,建立了低压缸转子和发电机转子弯扭耦合振动系统的非线性动力学模型。质量偏心是引起弯扭耦合振动的重要因素,偏心量越大弯扭耦合越明显。应用平均法得到系统的分岔方程,通过奇异性理论分析得出：转迁集将参数平面划分为四个不同区域,在不同的参数区域内系统的运动模式不同。应用解析和数值的方法分析了系统的分岔特性比较发现：在次同步谐振作用下,仅考虑扭转振动是不全面的,应该将弯曲振动和扭转振动同时考虑更为合理。该结果可以为该系统的参数设计和故障诊断提供理论依据     

弹性连接直流电机驱动振动系统的自同步研究

由弹性连接的直流电机驱动的振动系统体积更小,其自同步理论对于小型化同步装置的研制具有重要意义,本文基于理论、仿真对这类系统进行研究。使用Lagrange方程建立振动系统的动力学模型,并通过小参数法得到两电机的耦合方程,将此类振动系统的同步问题转化为小参数耦合方程零值解的存在性与稳定性问题。根据耦合方程零解的存在条件推导两直流电机达到同步运动的必要性条件,并应用Routh-Hurwitz准则得到两电机同步运动的稳定性条件。最后通过数值仿真对理论进行验证。结果表明：系统满足一定参数条件时可以实现相位差在0°和180°附近的两种稳定同步运动。     

双机驱动双质体振动机械系统的同步及其稳定性

对双机驱动双质体振动机械系统的同步及其稳定性进行研究.基于拉格朗日方程求得系统运动微分方程,应用平均法和Hamilton原理分别推导出系统实现同步运行及其同步状态稳定性条件的理论判据.数值上,对理论研究结果进行定性分析,得到系统同步稳定区域及相对运动幅频特性曲线.在此基础上给出满足工程实际需求的系统最佳参数匹配规则.最...     

非对称双激振器振动同步传动

在振动同步理论研究中,存在着一种特殊现象,无直接驱动源的激振器仍能跟随其他有源驱动的激振器进行同步运转,称之为振动同步传动。对同向回转且非对称布置的双激振器振动系统的振动同步传动理论进行了研究。采用拉格朗日方程建立振动系统的运动微分方程。应用小参数平均法获得振动系统的频率俘获方程,进而获得系统实现振动同步传动的同步性判据及振动同步传动状态的稳定性判据。根据理论结果对系统进行数值分析与讨论,得到振动系统的运动选择特性;最后,对该振动系统样机进行试验,验证了理论分析的正确性。     

双异步电机驱动双质体振动系统同步滑模控制

针对2个异步电机安装在2个不同质体上的振动系统在部分参数条件下不能同步运转或同步相位差不满足设计要求的问题，提出采用主从控制结构和滑模控制算法对异步电机进行矢量控制，以使振动系统实现0或π相位差的同步运转。首先，基于拉格朗日方程建立了振动系统的运动微分方程，并推导了其固有频率的表达式。然后，设计了振动系统异步电机的控制器，并分别证明了其稳定性。最后，在MATLAB/Simulink环境中建立了振动系统的机电-控制仿真模型，开展了自同步和控制同步仿真并进行了对比。结果表明：所设计的控制器可使振动系统实现0或π相位差的同步运转。研究结果可为双异步电机驱动双质体振动系统的研制提供参考。     

自同步振动及振动同步传动的机电耦合机理

自同步振动和振动同步传动在机械工程上已获得成功应用 ,但是振动机械实现自同步振动和振动同步传动的过渡过程长期以来却一直不明确 ,利用现有的振动机械模型还不能定量解释系统从不同步到同步、或是从一种同步状态过渡到另一种同步状态的物理过程。本文对此进行了专门的研究 ,在传统的振动机械模型基础上建立了电机 -振动机械系统的机电耦合模型 ,利用该模型进行数值模拟对过渡过程中的一系列实际现象做出了合理的定量解释 ,揭示了自同步振动和振动同步传动的机电耦合机理     

弯扭耦合共振式振动时效的参激稳定性分析

研究弯扭耦合共振消减转轴的残余应力的动力稳定性,对转子-轴承系统进行有限元离散,建立动力学模型。然后,对转子-轴承系统进行模态分析,得到合适的阵型。根据共振条件在共振转速之下用Newmark法求得转轴受到扭转振动激励的弯扭耦合位移响应和动应力响应,分析了转轴弯扭耦合共振特性。当转轴从零转速上升到耦合共振转速的过程中,通过Floquet稳定性理论和Poincaré法对参数激励系统进行周期稳定性分析。研究结果表明,弯扭耦合振动时效过程中的耦合动力特性明显,且振动是稳定的,对弯扭耦合共振理论应用于振动时效领域有一定的参考价值。     

三电机激振自同步振动系统的机电耦合机理

提出了一种三电机激振自同步振动系统,根据拉格朗日力学原理推导出了其动力学模型,给出了其机电耦合数学模型,建立了基于Matlab/Simulink的仿真模型.通过对几种典型自同步振动过渡过程的机电耦合行为的仿真分析,揭示了三电机激振振动系统自同步振动和振动同步的机电耦合机理,验证了所建机电耦合模型的正确性,为进一步开发大功率、高效节能的新型振动筛提供了理论基础.     

同步坐标系下异步感应电机外转子弹性振动分析

针对旋转磁载荷造成的外转子异步感应电机的弹性振动问题,通过建立与旋转磁载荷转速一致的同步坐标系消除了参数时变性的影响。依Hamilton原理建立了外转子时不变横向振动动力学模型,并运用经典振动理论分析了基本机电参数对系统稳定性的影响,还给出了解析形式的不稳定边界,经坐标变换建立了惯性坐标系下外转子的参激动力学模型。应用Floquét理论计算了系统的发散和颤振不稳定域,并利用Runge-Kutta方法求解响应,结果表明两种动力学模型的结果一致,验证了磁场同步坐标系建模方法及动力稳定性计算结果的正确性。     

齿轮传动多转子耦合系统振动特性研究

为了分析齿轮传动复杂轴系的振动特性,基于全自由度齿轮副有限元模型,计入油膜支承对转子振动的影响,并考虑齿轮啮合线瞬时位置的变化对齿间动态啮合力的影响,建立了齿轮传动多转子耦合系统动力学分析的通用模型,给出了建立多转子耦合振动模型的方法以及振动特性分析方法。利用典型的两级齿轮传动转子系统对耦合系统分析模型进行了分析,通过已有实验结果验证了模型与方法的有效性。最后利用耦合分析模型对大功率多级离心泵机组轴系进行了振动及响应分析,得到了齿轮副耦合作用对机组振动特性的影响,该结果对改善轴系设计和提高机组运行稳定性具有实际意义。     

多轴齿式离心压缩机转子系统耦合振动特性分析

以某五平行轴齿式离心压缩机为研究对象,建立多平行轴齿轮耦合转子系统有限元模型。采用数值方法,在考虑齿轮耦合与不考虑齿轮耦合两种情况下分别对系统运动方程进行求解,得到系统横向及轴向振动的固有频率和振型,在考虑陀螺力矩的情况下计算系统临界转速值并绘制Campbell图,进而详细分析齿轮啮合作用对多平行轴转子系统动力学特性的影响。研究表明齿轮的耦合作用会使系统派生出新的固有频率及耦合振型,整体系统表现为原有单轴的固有特性与耦合特性两种模式,系统出现新的临界转速值,同时分别指出齿轮耦合作用对系统横向振动和轴向振动的不同影响以及派生频率的来源。     

多桩锤同步振动系统及同步控制策略研究

随着桩径越来越大,桩长越来越长,单台振动桩锤很难达到大直径桩基施工的功率要求,多锤联动同步振动是解决这一问题的有效方法。对多锤同步振动控制的基本原理与实现方法作了分析和探讨,在此基础上设计了基于现场总线的同步控制系统,构建了一个开放的分布式控制网络。考虑振动桩锤的工作特点和机械特性,制定了速度同步与相位同步的控制策略。仿真分析和实验均表明,设计的同步控制器响应速度快,鲁棒性强,稳定性好;这种通过现场总线互连的多锤联动系统能较好地实现同步振动,速度差与相位差均能满足工程要求     

含二次隔振架的双机驱动振动机的自同步理论研究

研究了一种含有二次隔振架的双机驱动振动机的运动自同步及其稳定性条件。该振动机由于二次隔振架的作用,既可以保证物料箱具有足够大的振幅便于筛分物料,又能减小振动机传递到地基的动载荷。首先利用拉格朗日方程建立了振动机的运动微分方程,利用平均小参数法得到了偏心转子的无量纲耦合方程;然后由偏心转子耦合方程零解存在条件得到了振动机实现自同步运动条件,并根据Routh-Hurwitz判据得到振动机同步运行的稳定性条件。最后,通过数值仿真验证了理论分析的正确性。