【正文】 降幅度較大。 468101214161820qm/mm , im /A , ia/A qm im ζ ia 由圖 310 可見，隨著阻尼的增加，系統(tǒng)的共振振幅逐漸減小，電機的啟動電流及穩(wěn)態(tài)電流逐漸增大。由于該類機械支承彈簧的靜變形是按最大振幅圖 37 系統(tǒng)阻尼率大于 時廣義坐標 q3 的仿真曲線論文28設(shè)計的，因此應(yīng)將共振振幅控制在某一下限內(nèi)。0 5 10 155. 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20505101520 圖 35 電機相電流、電磁轉(zhuǎn)矩仿真曲線由圖 35(b)可知 Te2 大小不是常量，而是在 和 之間波動的。 達到穩(wěn)態(tài)所8qamp。s1m2,cm = N通過對機電耦合模型的數(shù)值仿真，分析了該類機械的瞬態(tài)起動過程，研究了阻尼對共振振幅及啟動電流的影響，從而給出系統(tǒng)阻尼的合理取值范圍，為工程設(shè)計提供理論依據(jù)。 ()12ckcmrF?????在參考基 中，振動體對質(zhì)心的慣量張量 為：??2,Ce cJ ()(0)0ccJ???????由于 ，應(yīng)用式()及式() 可得：??0???()?? ?????45645656045645656sincosincossin0icocoscoi0qqqq??????? ?? ?? ?? ?????將式()、 () 、()、()代入式()，可得： ()?????????02121211212kiciPPzMAFMAFMT?????????偏重塊 1 的重力在基 中的坐標列陣為：0,Ce ()??10TGmg???論文18將 投影到基 ，可得：1G???2,Ce ()??2110cosiniTxyzGAG????????????? ?對轉(zhuǎn)軸 O1C3 的力矩為：1G? ()??177sincosoyxMGeq??同理可得偏重塊 2 的重力對轉(zhuǎn)軸 O2C4 的力矩為： ()??88sicsoyxeG反力對轉(zhuǎn)軸 O1CO 2C4 的矩為： ??17171sin(2,:)cos(,:)oMFeqeqF???? () ()28282i,:,:由式() 、 ()、()、()、()、()可得系統(tǒng)的動力學方程為： ?????????????120xx12112120728222ckcki iPPzoopmrFJJAMAMFTeIqGT?????????? ?? ???? ?????()由系統(tǒng)的動力學方程可知，該機械系統(tǒng)是一個多輸入，多輸出的系統(tǒng)，其中 ，1PT即為系統(tǒng)的輸入，即原動機的輸出轉(zhuǎn)矩，而系統(tǒng)的輸出為： ， ， ，i=1~8 。一般地，彈簧力和阻尼力可表示為相對位置和速度的已知函數(shù)，由電機產(chǎn)生的驅(qū)動力為時間的已知函數(shù)。所以可得： ()??12212TAA??而振動體的角速度 沿基 三個轉(zhuǎn)動軸分解后，在連體基 中可表示為：??1,Ce??1,Ce ()??56644565656cossin0cossinicoico1xyzqqqq?? ?????? ?????????? ?? ??? ?為了后面運算的方便，先求出旋轉(zhuǎn)變換矩陣 的一階及二階導(dǎo)數(shù)。初始狀態(tài)時，與慣性參考基重合。首先建立了該類機械的多剛體力學模型及動力學方程，進一步分析，考慮到兩驅(qū)動電機的狀態(tài)方程，建立了機電耦合的數(shù)學模型。1975 年，韓二中教授首先用結(jié)構(gòu)力學的方法對振動篩進行強度分析 [41]，由于當時計算條件的限制，只對橫梁做了等效靜強度計算。(2) 系統(tǒng)支承剛度的設(shè)計。物料運動狀態(tài)的選擇，主要應(yīng)根據(jù)物料的性質(zhì)（如易碎性、粘性、含水量和摩擦系數(shù)等） 、工作面的特性等，同時考慮有較高的產(chǎn)量與工作效率 [10,11]。慣性式振動機械按振動體的運動軌跡可分為慣性回轉(zhuǎn)式和慣性往復(fù)式兩種。振動體的慣性力通過曲柄連桿機構(gòu)傳遞給基礎(chǔ)，為了減小傳遞給基礎(chǔ)的動力，通常需要增加一偏重來平衡該動力。振動體包含了振動機全部的運動部件和主要的工作部件，如篩格、輸送槽。該類振動機械具有以下特點：(1)交變電流的頻率決定了振動體的工作頻率，采用變頻器可調(diào)節(jié)交變電流的頻率，從而改變振動體的振動頻率。如圖 1圖 12 和圖 13 所示。(1) 系統(tǒng)的建模研究。工程實際中，由于該類機械的y(t)f(t)k cm機械振動篩畢業(yè)論文5系統(tǒng)阻尼較為復(fù)雜，理論上設(shè)計時可以給出合理的系統(tǒng)阻尼值，但機械實際運行時，系統(tǒng)阻尼主要由結(jié)構(gòu)阻尼，物料摩擦阻尼，空氣阻尼等組成 [20]，使得機械的實際阻尼值并不能通過計算得出。 本課題的研究內(nèi)容及意義根據(jù)慣性往復(fù)振動機械的研究現(xiàn)狀及存在的問題，提出本文的研究內(nèi)容及意義如下：? 建立該類振動機械的多剛體力學模型及其動力學方程，同時將兩電機的狀態(tài)方程與機械系統(tǒng)的狀態(tài)方程相耦合，建立機電耦合的數(shù)學模型，通過對數(shù)學模型論文6的數(shù)值仿真及結(jié)果分析，研究阻尼對系統(tǒng)共振振幅及電機啟動電流的影響，為該類機械阻尼的設(shè)計提供工程依據(jù)。對慣性往復(fù)振動機械系統(tǒng)動力學的研究，首先應(yīng)建立該類機械的力學模型 [47]。q q 2 和 q3 分別為振動體質(zhì)心關(guān)于參考基 的矢徑在基矢量 、 和 方向的分量（坐標） ，取振動體的質(zhì)??0,Ce01e203心 C 在參考基 中的矢徑為 ，則 ；q q 8 為偏重塊相對于振動cr???Tc?體繞基矢量 、 的轉(zhuǎn)角。()i iir???比較公式 和公式 ，并利用公式 ，得：()()iijrA??()()iir??()()iijAr?()ijijA? ()即： ，角速度 在連體基 中分解的角速度矩陣 也有類似的關(guān)??()Tiij?????()je()j??系式，由此可得： ??()()TiijijA?? ()所以有： ， 。1zF?2e0mg1231pT?41e431zF?2圖 24 偏重塊的受力圖偏重塊 1 和偏重塊 2 上作用的主動力矩在基 中的坐標列陣分別為：??2,Ce， ()??110TPT??220Tp??????為了確定反力與廣義坐標的關(guān)系，對偏重塊 1 應(yīng)用牛頓方程，有：， ()01czmFG????其中 ， 為偏重塊 1 的質(zhì)心 C1 在慣性參考基中的矢徑， 為振動??10TGg???1c 1zF?體對偏重塊 1 的反力。在這個變頻變幅激勵的作用下，系統(tǒng)會經(jīng)歷一個啟動瞬態(tài)過程，直到系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)振動。??+23??????23????將式()對 θ 求一階偏導(dǎo)數(shù)，有 ()00sinisiniiisinisin00iiimL????????????????? ?? ???? ?? ?將上式和式() 代入式()，得到機械振動篩畢業(yè)論文21????012121221sinsinmabcabcaccceTpLiii???????????? ()電機的狀態(tài)方程為 [5658] ()??7LuiRipq????????110amp。對該模型采用分段線性 RungeKutta 算法 [61,62]，零初始條件下數(shù)值計算的主要結(jié)果如圖 3圖 3圖 3圖 3圖 35 所示。同時，自由振動不再起主導(dǎo)作用，并衰減。由圖 34(b)可見，在起動過程中，廣義加速度 ，即偏重塊 2 的角加速度，不是常8量，且變化規(guī)律比較復(fù)雜。 不同系統(tǒng)阻尼時數(shù)值仿真設(shè)系統(tǒng)的其它參數(shù)保持不變，取系統(tǒng)的阻尼 ，i＝1～4，c 分別取uiviwic? 電磁轉(zhuǎn)矩Te2/ 電流ia1/Atime/s time/stime/s time/s(a) 電機 A 相電流(b) 電機的電磁轉(zhuǎn)矩論文26表 31 中的 8 組數(shù)值對系統(tǒng)進行數(shù)值仿真，為了便于后面的討論，可將系統(tǒng)的阻尼用阻尼率 ζ 表示。表 33 不同阻尼率時的仿真結(jié)果ζ 電機起動時間 Td/s 15 14 12 9 最大啟動電流 im/A 穩(wěn)態(tài)電流 ia/A 機械振動篩畢業(yè)論文31由表 33 可見，隨著阻尼的增加，系統(tǒng)的啟動時間逐漸縮短，電動機過載運行的時間也相應(yīng)縮短，系統(tǒng)的啟動電流、穩(wěn)態(tài)電流隨之增大。由于電機的穩(wěn)態(tài)電流值隨著阻尼的增加而增大，所以電機消耗的功率也隨之增大。主要結(jié)果如下。穩(wěn)態(tài)下 Te1 和 Te2 的周期波動，對穩(wěn)態(tài)輸出 qq 3 的振幅造成一定的影響。0 5 10 153020100102030149 30201001020300 5 10 153020100102030 149. 150 3020100102030圖 34 系統(tǒng)廣義加速度仿真曲線由圖 34(a)可見，系統(tǒng)在啟動時廣義坐標 沒有出現(xiàn)共振， 的變化趨勢與 相2qamp。(c) 廣義速度 q8rad1， = 1。所以分析由電機驅(qū)動的機械系統(tǒng)的瞬態(tài)過程時，必須考慮電機瞬態(tài)特性的影響，即所謂的機電耦合。機械振動篩畢業(yè)論文19第三章 慣性往復(fù)振動機械機電耦合模型及數(shù)值仿真本章摘要：以振動電機驅(qū)動的慣性往復(fù)振動機械為例，將電機的狀態(tài)方程與慣性往復(fù)振動機械的動力學方程耦合，建立機電耦合的數(shù)學模型。偏重塊 1 的隔離體如圖 24 所示。所以 。兩激振??1,Ce??Tiiixyz??器的質(zhì)心 C C4 在連體基 中的坐標列陣分別為： 、, 311cll????，鉸接點 O1 與激振器質(zhì)心 C3 之間的距離為 r，鉸接點 O2 與激振422Tcxyzll??????器質(zhì)心 C4 之間的距離也為 r。因此又通過實驗實測了機械的系統(tǒng)阻尼。從 70 年代以來，人們先后用有限元分析法對多種振動機械作了靜強度和動態(tài)特性的計算分析，積累了較多的經(jīng)驗，證明了有限元法是計算振動機械結(jié)構(gòu)強度問題的較好的計算方法。而工程中一般的慣性往復(fù)振動機械振動體的運動通常是鉛垂和水平方向上運動的合成，振動體的運動軌跡與鉛垂和水平支承剛度有密切關(guān)系，顯然僅給出鉛垂支承剛度的設(shè)計是不夠的，所以對水平和鉛垂支承剛度與振動體振動軌跡的關(guān)系以及兩個方向上支承剛度的設(shè)計還需作進一步的研究。物料的性質(zhì)不同，其產(chǎn)生的摩擦力和其他的阻尼力也就不相同，導(dǎo)致實際的輸送速度低于理論的輸送速度，各種不同物料的性質(zhì)對輸送速度的影響還缺乏充足的實驗資料，目前只能依賴經(jīng)驗選擇 [13,15]。通過調(diào)節(jié)激振力的大小可改變振動體的振幅。主要用于低頻，大振幅的工藝過程中。機械振動篩畢業(yè)論文機械振動篩畢業(yè)論文I目 錄目 錄 ................................................................I第一章 緒論 ..........................................................1 引言 ..........................................................................................................................1 慣性往復(fù)振動機械的研究現(xiàn)狀 ..............................................................................3 慣性往復(fù)振動機械篩分工藝參數(shù)的研究 .......................................................4 慣性往復(fù)振動機械的機構(gòu)動力學研究 ...........................................................4 慣性往復(fù)振動機械的結(jié)構(gòu)動力學研究 ...........................................................6 本課題的研究內(nèi)容及意義 ......................................................................................6 本課題研究的技術(shù)路線 ..........................................................................................8