故障载荷下刮板输送机动力学特性研究

考虑到刮板输送机的工作环境复杂、恶劣,链条牵引刮板群推移物料时不仅会引起链条的纵向振动,而且由于物料突然增加、异物卡死等因素容易造成卡链故障,通过有限元方法将链条传动系统离散并建立了基于Kelvin-Vogit模型链条体系动力学模型,并使用理论计算公式结合实测数据确定了刮板链条的刚度系数。通过数值仿真软件Matlab对刮板输送机在卡链故障工况下进行数值仿真,得到了设备不同位置卡链时链条速度变化与张力分布特性。最后通过实验的方法测得数据与仿真结果比对,测试数据与仿真结果基本一致。     

刮板输送机刮板链条体系扭摆动态特性研究

为了研究刮板输送机刮板链条体系的扭摆动态特性,采用有限元法建立了刮板链条体系的动力学模型,通过施加脉冲载荷、阶跃载荷及斜坡载荷对刮板链条体系的动力学问题进行了数值仿真,研究了刮板体系的扭摆特性、链条动力响应以及刮板间动力传递特性。研究结果表明:在承载处刮板产生了较大的扭摆角位移以及较大扭摆力矩,且扭摆角位移幅值以及扭摆力矩由承载处向两侧逐渐减小,研究成果为刮板输送机的动态设计提供了理论基础。     

卡链工况下刮板输送机圆环链张力分析

针对刮板输送机卡链工况,在考虑输送机中部槽的弹性和间隙、链轮与链条啮合特性等因素的基础上,建立了刮板输送机非线性动力耦合模型;通过仿真分析,得到了卡链工况下链条的最大动载;以仿真得到的最大动载为输入载荷,通过Ansys仿真分析了圆环链的受力状态。     

刮板输送机链条多边形效应振动特性研究

以刮板输送机链轮和链条啮合传动为研究对象,分析了刮板输送机无载和有载工况下链条的动力学特性,并运用数值仿真的方法对刮板输送机特殊点处的链条速度和张力进行了仿真分析。结果表明:链条多边型效应的最主要的影响参数是链轮齿数,并且刮板输送机运行平稳性与链轮齿数成正比,13齿链轮稳定性远强于9齿链轮刮板输送机;多边形效应在有载侧对链条张力波动的影响比无载侧明显;多边形效应反应灵敏度与刮板输送机链条长度成反比,此研究结果为刮板输送机链轮和链条的选取提供了一定的理论依据,并为其动态特性研究提供了研究方法和理论基础。     

矿用刮板输送机圆环链传动系统动力学行为研究

工作面刮板输送机是关键的煤矿综采设备之一,其采用圆环链传动实现对开采煤炭的输送,具有大载荷、高功率、长距离等特点。通过有限段法将刮板输送机的圆环链传动系统离散成Kelvin-Vogit模型,重点考虑其纵向动力学特性,利用Matlab/Simulink建立考虑链传动预紧力和双电动机驱动的系统动力学仿真模型。基于非线性有限元软件Abaqus分析链轮和链环的接触特性,并得到纵向动力学模型所需的链轮和链环的刚度系数。针对刮板输送机链传动系统的满载启动、自由停机和卡链等工况进行动力学仿真计算,计算得到了确保链条张力大于0所需的最小预紧力和链条预紧力对链条张力、速度等参数的影响。为刮板输送机链传动系统关键部件的优化设计和参数匹配提供理论依据。     

刮板输送机链条张力检测系统研究

为了研究刮板输送机复杂工况下链条的力学特性,实现了刮板输送机运行过程中链条随机张力谱的在线监测,采用无线信号收发模块采集并存储检测数据,待试验结束后将数据统一导出并分析。试验结果表明:同一圆环链的两条直边张力出现明显不均等现象;采煤机截煤时,随落煤量增加靠近采煤侧一端链条张力明显大于采空侧链条张力。图像表明链条每经过一次链轮都会产生一次张力阶跃突变,时间间隔为空载运行周期的一半51 s,刮板输送机空载时下端运动阻力为16 k N,链条最大张力值为896 k N。研究结果为链条的设计和优化提供了理论依据。     

刮板输送机卡链断链工况力学特性研究

考虑到刮板输送机长距重载的工作特性,恶劣的工作环境、复杂的工况,常导致卡、断链事故发生.为研究刮板输送机的卡、断链瞬态力学特性,基于弹性波动理论,考虑负载的阻力建立了链条纵向波动的普遍方程,确定了边界及初值条件,并对数学模型解析求解,采用Matlab软件对直接起动工况和卡、断链故障工况的刮板输送机动力学问题进行了数值仿...     

重型刮板输送机故障载荷工况与结构载荷工况的动力学仿真研究

为了研究重型刮板输送机在故障载荷与结构载荷卡链工况下的动态特性,建立了刮板输送机动力学模型,研究了故障载荷和结构载荷两种工况下刮板输送机的动力学特性,通过实例对输送机卡链、断链工况下的动力学特性以及链轮驱动的多边形效应、链条节距误差引起的动力学问题进行了数值仿真分析,仿真结果为重型刮板输送机的设计提供了理论基础。     

刮板输送机张力监测系统的应用研究

根据刮板输送机运行时的实际工况,提出了一种解决传统链环张力监测装置需要定期更换电源模块,影响张力监测准确性的基于压电振动俘能的刮板输送机自动张力监测装置。对张力监测原理、监测装置布置结构以及压电振动俘能装置的工作原理、布置结构等进行了研究,结果表明:链传动系统工作时的最大张力约为125k N,其运行阻力约为13 k N,与刮板输送机运行实际工况一致,验证了该监测装置的可靠性。     

刨煤机系统纵向振动与刨头斜切碰撞振动耦合特性研究

为了更精确研究斜切进刀工况下刨煤机系统动态特性,考虑刨头与滑架体之间的间隙,推导了斜切工况下刨头与滑架体的碰撞接触条件,建立了刨头接触碰撞动力学模型,推导了间隙条件下的刨刀截割阻力,以此为外激励模型,构建了刨煤机系统纵向振动与刨头碰撞振动耦合模型,采用数值分析方法对耦合模型进行求解。分析了不同刨速下刨煤机系统的动力学特性,并与改进前动力学模型的计算结果及试验测试结果进行了对比分析,结果表明,文中方法提高了动力学模型的计算准确度。     

The dynamic behavior of a rotor system with a slant crack on the shaft

For a Jeffcott rotor system with a 45° slant crack on the shaft, the motion equations are established with four directions, i.e. two transversal directions, one torsional direction and one longitudinal direction. It can be seen from the deducing process of the stiffness with the strain energy release approach that there are coupling stiffnesses of bending–torsion, bending–tension and torsion–tension for the slant-cracked shaft and only bending–tension for the transverse-cracked one. The paper shows that besides the coupling stiffnesses, there is bending–torsion coupling caused by the eccentricity. All these couplings affect the responses of the slant-cracked shaft and the transverse-cracked one. Comparing responses of a cracked shaft with an open crack model and those with a breathing crack model finds that there are the same prominent characteristic frequencies for these two kinds of shafts, even though the cracked shaft with a breathing crack model behaves much more non-linear than that with an open crack model. Therefore, almost all studies in this paper adopt the open crack model since it needs taking much longer time to compute responses of a breathing cracked shaft than that of an open cracked shaft. Analyses of steady responses indicate that the combined frequencies of the rotating speed and the torsional excitation in the transversal response and the frequency of the torsional excitation in the longitudinal response can be used to detect the slant crack on the shaft of the rotor system.     

失谐摆在导线上安装位置的确定

失谐摆是一种基于扭振激发机理的有效防舞动装置，导线运用失谐摆来调整扭振固有频率ft，使之与横向振动的高阶固有频率fvn分离，从而防止其耦合而诱发舞动。失谐摆对提高导线系统扭振固有频率的作用取决于它在导线上的配置，主要讨论了多种舞动波型的多种配置方式。     

弹性联轴器对车辆动力传动系统扭振特性影响研究

车辆动力传动系统属于多自由度扭转振动系统，其轴系的扭转振动是影响其系统安全的重要因素之一。文中通过建立某车辆动力传动系统的多自由度质量-弹性-阻尼动力学模型，根据振动理论并依托系统扭振实验研究了3种弹性联轴器对该系统扭振特性的影响规律，着重分析联轴器刚度和阻尼对系统固有频率、固有振型、强迫振动响应等模态参数的影响。通过对比研究获得如下结论．匹配的弹性联轴器可以调整系统的低阶固有频率、避免系统发生共振、衰减共振振幅和发动机输出力矩的幅值不均匀性，即改善动力传动系统的扭振特性。     

装多级扭转减振器的发动机曲轴系统扭振分析

对装有n级橡胶阻尼式扭转减振器的发动机曲轴系统,建立其扭振分析的通程化模型。该模型适用于任意气缸数的发动机(V型或直列)曲轴系统。以优化参数的单级、两级并联和两级串联扭转减振器为例,对装有优化参数的减振器的发动机曲轴扭振进行计算比对,分析各减振器对发动机曲轴扭振的影响。计算结果表明,以控制曲轴在单简谐激励下各共振峰最小为优化目标选定的减振器,需要经过在实际发动机激励下进行强迫扭转振动分析验证后,方能实现最优选择。     

货车传动系统扭转疲劳载荷仿真

针对货车非线性悬架系统,提出了一种确定货车传动系统扭转疲劳载荷的模拟方法。建立了4自由度双轴货车振动模型,以标准路面功率谱反推算法得到路面不平度为随机输入,用MATLAB／Simulink仿真计算得到车轮上的垂直随机动载荷,并将其转化为驱动轮上的扭转载荷。计算载荷可以用来编制货车传动系统扭转疲劳试验载荷谱、估计零部件的疲劳寿命。     

前置后驱车辆传动系统扭转振动建模仿真与优化

车辆动力传动系统的扭转振动(简称扭振)表现对于车辆舒适性有极大的影响,为了解决某前置后驱车辆传动系统的扭振控制,结合机械动力学知识通过LMS AMEsim软件建立车辆传动系统模型,与实测数据进行比较以验证模型的可靠性。通过扭振频率与模态分析,确认发动机与传动系统在35.2334 Hz下有共振发生,通过优化离合器参数可使扭振得到很好的控制,同时也提出通过多目标遗传算法对传动系统多参数进行优化,更好地提高传动系统的扭振表现。     

基于主振模态预测的带锯振动主动抑制系统

针对带锯条振动引起的材料损失、锯条寿命降低、锯材尺寸精度及加工面质量变差的状况,设计了一种基于主振模态预测的带锯条振动主动抑制装置。该装置实时采集带锯条横向、纵向及扭转方向上的多维度振动信号,并采用基于EMD筛分方法的主振型模态识别算法,来构建振动信号关于主振型模态的预测模型,最后基于实时采得的数据及其预测模型的输出量,通过PID控制方法控制电液阻尼减振器。实验结果表明,该装置对带锯条横向、纵向及扭转方向上的抑振效果分别可达80%、66%、75%。     

扭振对轴承受力及整机噪声影响的研究

针对曲轴扭转振动与整机辐射噪声问题,以某直列四缸发动机曲轴系统为研究对象,基于AVL Excite软件,在匹配扭振减振器(torsional vibration damper,TVD)与不匹配TVD两种情况下,采用弹性流体动力学模型轴承计算模型研究了曲轴扭振对机体所受激励与轴瓦表面压力分布的影响;并且在两种情况下,分别对曲轴扭振与车内噪声进行了试验测试,测试与主观评价表明,匹配TVD情况下曲轴扭振幅值降低,车内原有异响声明显改善。研究分析结果表明,扭振会使得曲轴模态频率附近范围内机体所受激励幅值增加,改变轴瓦表面载荷的幅值与分布规律,导致发动机乃至整车产生异响。     

周向长弧形弹簧式双质量飞轮迟滞非线性扭转特性模型研究

周向长弧形弹簧式双质量飞轮（DMF-CS）的扭转特性是扭转刚度及阻尼作用的综合效果,能更贴切地反映DMF-CS的隔振、阻振特性。对DMF-CS的扭转特性进行仿真分析,获得了不同摩擦因数下的扭转特性迟滞非线性曲线。仿真结果表明其滞回面积随摩擦因数的增大而增大,且以无摩擦时的扭矩曲线为基架。根据仿真分析结果建立了该DMF-CS的迟滞非线性扭转特性模型。进行了该DMF-CS扭转特性试验,应用试验数据对建立的模型进行了参数识别,模型识别结果与试验结果较接近,从而验证了模型的可靠性。     

Mechanism analysis and suppression strategy research on permanent magnet synchronous generator wind turbine torsional vibration

Torsional vibration of flexible drive chain is a historical issue. With the maximization development and the rotating machinery high-speed operation, the drive chain systems of large-scaled units become more and more complex, which makes the torsional vibration problems becoming increasingly prominent in recent years. This article deeply analyzed the small signal stability of large-scaled WECS based on CMT, elaborated the torsional vibration mechanism and reasons for the first time and pointed out torsional vibration is caused by the disturbance wind and the DPC strategy. The disturbance wind is an external stimulus and can produce a low-frequency torsional vibration at the same frequency as wind speed. The DPC could weaken the drive chain damping. If the total damping of drive chain is negative, the unstable torsion vibration will occur. And if the drive chain is still a under-damped dynamic, the high-frequency torsional vibration at natural frequency will be generated. Therefore, large-scaled WECS must have damping control. This study found that appropriate enhancing drive chain stiffness could reduce low-frequency torsional vibration caused by wind speed. Therefore, a damping and stiffness compensation control method was proposed to suppress the torsional vibration. Compared with the conventional damping control, the new method not only can suppress the high-frequency torsional vibration but also has a good restraining effect on the low-frequency torsional vibration. Furthermore, the detailed design procedures including the calculation of injection damping and stiffness were given in this paper. Finally, the correctness and effectiveness of our analysis were further verified by the simulation experiments