非线性耦合同向回转的双偏心转子振动系统同步行为研究

随着振动系统逐渐朝着大型化、重型化的方向发展,大激振力振动系统是未来发展一个较热的趋势。基于这一特殊背景,提出了非线性(拉簧)耦合同向回转的双偏心转子振动系统及其同步问题。首先基于拉格朗日方程建立了系统动力学方程;随后采用运动分离法建立系统慢变参数的积分方程,推导出了系统实现同步的同步条件和稳定性准则;其次,通过数值分析研究了系统结构参数对系统同步能力及同步特性的影响;继而,采用龙格库塔法建立了非线性耦合同向回转的双偏心转子振动系统的机电耦合仿真模型,开展了系统的同步状态与系统机电耦合的动力特性的仿真分析;最后设计了相关试验装置,开展了同步试验测试。研究结果表明,系统的同步行为主要受拉簧和支撑弹簧的刚度系数、激振电机的位置参数等的影响;激振电机的相位差随着拉簧刚度系数的增加逐渐稳定在零度附近,相应地系统同步状态从反相同步逐渐变成同相同步,理论研究和试验结果能较好吻合。所有研究为研发高效节能的大型振动机械提供指导作用,同时研究成果也对振动同步领域共性问题的解决具有促进作用。     

凸轮和齿扇齿条复合驱动的新型往复泵仿真及分析

针对传统往复泵结构复杂、流量波动较大、凸轮驱动往复泵寿命短等问题,提出了一种凸轮和齿扇齿条复合驱动的新型往复泵,凸轮机构和齿扇齿条机构的交替工作驱动该往复泵的活塞做往复运动,使活塞呈现匀加速—匀速—匀减速的运动规律。建立了活塞的运动方程,并以三缸往复泵为例分析了往复泵的流量特性和相位误差角对流量脉动的影响,建立了凸轮和齿扇齿条复合驱动的三缸往复泵的动力学仿真模型,讨论了液力端载荷作用下活塞的运动特性。研究结果表明:凸轮和齿扇齿条复合驱动的三缸往复泵的流量脉动率仅为1.68%,已经达到曲柄滑块机构往复泵有空气包作用时的效果;相位误差对流量脉动存在一定影响,其大小应控制在±30′以内。仿真结果验证了所提出的凸轮和齿扇齿条复合驱动的新型往复泵的合理性与可行性。     

脉动进料气液旋流分离器分离性能分析

为提高钻井液振动筛的气、固、液分离能力,一种以振动筛形成的脉动真空与压缩空气注入相结合的固液分离钻井方法被提出,在此基础上出现了一种采用脉动进料边界的旋流器。为分析旋流器的气液分离性能,需要探究其脉动进料条件下的最佳气液分离效率及其影响参数。为此,采用Fluent对稳定、脉动进料状态下不同结构参数的旋流分离器进行流动模拟,通过UDF函数设置脉动进料边界,并分析效率曲线得到脉动进料状态下分离器的最优参数。结果表明,脉动进料状态下的流场可以较好地实现稳定;采用频率为0.4 Hz的正弦脉冲进料气液分离效率最高,可达85.5%;在脉动进料状态下,其脉动不连续性会导致流场湍动能变大,径向压力降梯度降低,切向速度峰值降低。     

双激振电机振动筛自同步特性研究

自同步特性实验研究中,振动筛激振电机的相位差角是衡量自同步能力的直接物理量.针对动态条件下获取相位角存在失准的问题,考虑激振电机与振动筛体之间的抖动和扭摆,不利于传感器测量角位移,所以总结以往设计思路,提出新的测试方法.由电机和偏心质量块、振动筛体与阻尼弹簧所组成的多体耦合同步实验,不仅研究振动筛相位差角的时程变化,同时寻找出实验与理论存在偏差的原因.实验结果表明:由于电机的特性参数不同,导致电机间不能实现同速运转;经调整后的双电机振动筛达到同步振动,测试数据验证振动筛自同步理论的正确性.     

GW—S1型自同步平动椭圆振动筛动力学

自同步平动椭圆振动筛具有处理能力大、工作噪声小、结构简单和维护保养方便等特点。介绍了一种工作噪声小于75dB,利用两具有不等质径积的激振电动机激振的GW—S1型自同步平动椭圆振动筛,建立了其动力学模型;根据Hamilton原理,导出了该型振动筛的自同步条件和稳定运转条件;讨论了影响振动筛同步性能和稳定性的因素,给出了要实现平动椭圆运动的条件。分析结果表明,在满足自同步条件和稳定运转条件时,振动筛能够同步稳定运转,且影响振动筛同步性能和稳定性的因素是一致的。设计时保证“力心”与参振质量的平均质心重合,就能实现振动筛的平动椭圆运动。     

���ʾ���˫�����ͬ����Բ��ɸ����ѧ�о�

介绍了一种采用两个具有相同质径积激振电机的自同步椭圆振动筛，其具有筛堵现象轻微，处理量大、结构简单、维护保养方便等特点，在众多自同步椭圆振动筛中成本较低。为了建立该种自同步椭圆振动筛较为简便而实用的设计方法，考虑其在惯性区工作，略去弹簧力和阻尼力的影响，通过建立其动力学方程，导出了该振动筛实现平动椭圆运动的条件，由Hamilton原理建立了两电机轴间相位差角的计算公式，以及振动筛的自同步运转和稳定运转条件。研究结果表明：两电机轴自同步稳定运转时相位差角为零，且两电机轴线中点在筛箱铅垂面内必须与筛箱的总质心重合时，该振动筛可实现平动椭圆运动；在满足自同步条件和稳定性条件时，两电机轴间就能实现自同步稳定运转。运用上述结论可以方便地设计出一种高性能的自同步平动椭圆振动筛。     

XRZS-Z型振动筛结构强度有限元分析

为确定振动筛筛箱应力分布规律，保证筛箱具有足够的强度，采用大型设计分析软件Pro／E中的Mechanica模块，建立了XRZS-Z型振动筛的强度计算有限元模型。分析结果表明，筛箱上各点应力为周期性变应力，应力集中主要出现在电机座各块板的连接部位，以及L型横梁与筛箱侧板的连接部位，筛箱各部分满足强度要求。     

XJ350修井机起升系统动力学仿真

在合理假设的基础上,考虑了井架的弹性及钢丝绳与滑轮间的缠绕关系,应用ADAMS软件建立了XJ350修井机起升系统的仿真模型。通过不同工况下的分析运算,得到起升系统传动轴、大锥齿轮轴、滚筒轴、水刹车轴、快绳、死绳、吊环及井架起升和下钻过程较为准确的动载特性参数。仿真分析结果与以往的试验结果非常接近,表明仿真结果已达到较高精度。最后根据仿真结果,对XJ350修井机起升系统的设计和使用提出了建议。     

TMS型三电机自同步振动筛有限元分析

TMS型三电机自同步振动筛,是一种新型振动筛。为了确定TMS型振动筛筛箱的应力分布规律,保证筛箱具有足够的强度,采用Pro／mechanica建立了筛箱的计算有限元模型。进行了强度分析,同时对筛箱进行了动态特性分析,并计算出筛箱前15阶固有频率和振动模态。分析结果表明,筛箱应力集中主要出现在电机座板的连接部位,以及L型梁与筛箱侧板的连接部位,筛箱整体满足强度要求。     

修井机起升系统动力学仿真的初步研究

针对国产修井机设计中采用传统静态设计方法和对修井机动态特性分析较少等问题，以国产XJ350修井机为研究对象，采用ADAMS机械系统动力学自动分析软件，建立了修井机起升系统在起升和下钻过程中的动力学仿真模型。按照ADAMS仿真算法，对不同井深下以不同挡速起升和下钻时修井机起升系统的承载状况作了分析，得到起升系统中传动轴、大锥齿轮轴、滚筒轴。水刹车轴、钢丝绳和吊环等构件的载荷曲线和动载系数。研究分析表明，仿真试验结果与以往有关试验结果相比，具有相同的变化规律，说明仿真分析结果是可靠的。但对此项研究尚须进一步加深。