采煤机截割部双电机串联系统动态特性的研究

通过建立采煤机截割部双电机动态力学模型和仿真模型,分别对双电机静态特性和动态特性进行了研究。结果表明所建立模型能够充分反映双电机系统运行情况,双电机驱动系统中,弾性扭矩轴的刚度很大程度上决定了系统的传动刚度,利用弾性扭矩轴可以调整系统的等效刚度,对系统有缓冲作用;当两台电机机械特性存在差异时,对电机同步性影响不大,且增大两电机间的连接刚度,可以缩短两台电机达到同步运行的时间,改善系统平稳性。     

采煤机截割部双电机驱动系统研究

通过Pro/E建立采煤机截割部双电机仿真模型,并应用ADAMS分别对双电机空载启动和阶跃载荷状态下动态特性进行了研究。结果表明所建立模型能够充分反映双电机系统运行情况,双电机驱动系统中,弹性扭矩轴对系统刚度影响较大,对采煤机截割部的传动具有缓冲功能;当两台电机机械特性存在差异时,对电机同步性影响不大,且增大两电机间的连接刚度,可以缩短两台电机达到同步运行时间,改善系统平稳性。     

采煤机截割部双电机机械串接驱动的同步性研究

为了提高机械串接驱动的同步性,提出了采煤机截割部双电机机械串接驱动同步性研究。通过构建机械串接驱动模型,采用动力方程在拉格朗日方程的基础上进行改进,设步长大小为0.001 s展开仿真实验。实验结果表明:采煤机截割部双电机机械串接驱动系统受到的主要影响因素为两个电机之间连接的刚度,而两电动机机械特性之间的差异与系统等效刚度对同步性的影响比较小。     

突变载荷下采煤机截割传动系统的动力学特性研究

建立了采煤机传动机构的数学模型及动力学模型,利用仿真分析软件对采煤机在不同连接阻尼和连接刚度情况下驱动电机工作时的转速和输出转矩的变化情况进行了仿真分析。结果表明,传动系统的连接阻尼能够降低传动系统工作时的转矩波动,稳定电机的截割工作速度,同时在相同连接阻尼情况下通过适当降低系统的连接刚度可以有效地降低传动系统工作时电机的转速和转矩的波动情况,提高采煤机传动系统工作的平稳性和可靠性。     

轴流压缩机转子动力学特性研究

转子广泛应用于压缩机、航空发动机、汽轮发电机等旋转机械中。转子系统的临界转速和稳定性往往影响着机组是否安全运行。支承系统的刚度是影响转子动力学特性的重要因素。通过在有限元软件中建立某轴流压缩机壳体的三维有限元模型,计算得到其静刚度和动刚度,并与油膜刚度相结合,系统的研究了不同支承刚度条件下,转子系统的临界转速。在考虑等效支承刚度的基础上,根据API标准,计算转子的预期交叉耦合刚度,进而分析了该转子系统的稳定性。临界转速计算结果表明,考虑壳体刚度会降低转子系统的临界转速;稳定性计算结果表明,转子系统的稳定性符合API标准对稳定性裕度的要求。     

磁齿轮啮合型双转子电机建模及控制器设计

磁齿轮啮合双转子永磁电机将永磁电机结构与磁力齿轮结构融合,可以实现低转速大转矩输出,对于提高电机的运行效率和转矩密度开辟了崭新的思路。但是,这类元件的机电动力学建模以及高性能控制却是个亟待解决的问题。文章旨在建立磁啮合电机的机电耦合动力学解析模型,掌握控制器参数对驱动系统性能的影响规律。从电机运行原理出发,将磁啮合电机的电枢-高速转子部分等效为永磁同步电机子模型,而磁力齿轮部分等效为具有弹性相互作用的双转子动力学子模型,两部分通过高速转子转速相结合。在MATLAB/Simulink中建立了磁啮合电机数值模型,同时使用PID控制对整个系统进行调控。利用PID参数整定方法,对控制器系统的性能进行仿真和优化。仿真结果表明,虽然系统存在非线性和耦合问题,但是整定后的PID控制可以使系统对输入信号进行良好跟踪,系统能够达到较好的综合性能指标。     

基于动态啮合刚度的直齿圆柱齿轮动态特性研究

齿轮系统转速直接影响齿轮系统的动态特性,然而在啮合刚度的计算中该因素却被许多学者们忽略。为了研究转速对啮合刚度的影响,基于有限元框架使用平均加速度法提出了一种计算与转速相关的动态啮合刚度的算法,同时对不同转速下的动态啮合刚度进行仿真计算与分析,最后进一步探究了受动态啮合刚度影响后的齿轮系统所具有的相关动态特性。分析表明,动态啮合刚度始终围绕着静态啮合刚度上下波动;随着转速的增加,其波动幅度增加,振荡次数减少;随着转速的变化,动态啮合刚度计算的动态传动误差振幅相对于静态啮合刚度而言大小关系不一致,且计算的齿轮系统共振转速区间或超前或滞后于静态啮合刚度模型;动态啮合刚度影响特定转速区间的齿轮系统的振动周期。对与转速相关的动态啮合刚度的研究可为直齿圆柱齿轮传动性能的改善及减振降噪提供参考。     

螺旋滚筒的非线性动态特性分析

针对采煤机滚筒在生产中出现的振动现象,利用非线性振动理论,建立了滚筒在变刚度变阻尼下的两自由度非线性振动模型,分析了截割转速变化对滚筒振动的影响。结果表明,合理选择截割转速可以有效的减少滚筒的振动,保证采煤机良好的工作性能和稳定性。     

滚珠丝杠进给系统刚度建模及仿真

以数控机床为研究对象,建立滚珠丝杠进给系统动力学模型,并根据滚珠丝杠的安装方式,建立进给系统轴向刚度和扭转刚度模型.根据刚度对进给系统动态特性的影响,利用动态仿真工具MATLAB/Simulink建立包含刚度环节的进给系统仿真模型,获得了反映系统性能的仿真曲线.为减小刚度因素对系统性能的影响,提出控制补偿策略,仿真结果表明该策略提高了进给系统的稳定性和快速响应特性,减少了系统稳态误差.     

轮盘-轴组件结合面螺栓等效刚度及其对动力学性能影响的研究

轮盘-轴组件的结合面特性对转子静动特性有着重要的影响,并且螺栓紧固质量是其中重要因素之一。本文以某燃机轮盘-轴组件为研究对象,采用弹簧阻尼单元等效处理结合面的螺栓连接,建立组件整体有限元模型。然后,基于吉村允孝的结合面等效刚度计算理论,提取试验测得的轮盘-轴组件结合面的面压参数,对等效模型中的弹簧阻尼单元各向刚度进行校准。对计算结果进行对比分析,并结合了模态测试的振型和固有频率数据,结果表明,该等效模型能够很好地模拟螺栓连接特性对轮盘-轴组件动态特性的影响。最后,基于该等效模型计算分析了螺栓连接的等效连接刚度大小和离散度对组件动态特性的影响规律。     

超高速磨削机床主轴系统模态分析

针对液体动静压轴承支撑的超高速磨削主轴系统工作的特殊性,在机床工作过程中,主轴高速旋转,动静压轴承的支撑刚度随转速动态变化.为了解主轴系统工作过程中的动态特性,应用Flunent软件求解液体动静压轴承的动态支撑刚 度,而后在此基础上利用有限元分析软件ANSYS建立超高速磨床主轴系统的三维有限元模型,并对其进行模态分析,得到了各阶固有频率和振型.通过设置不同转速下轴承的支撑刚度,获得主轴系统模态分析结果,并利用图解法求解出主轴系统的临界转速.分析结果表明主轴系统在高速旋转状态下,系统的结构刚度会发生变化,使主轴系统的固有频率改变,并且随着转速提高差异越显著.通过振动试验测试验证仿真分析的可靠性,经分析可知,试验与仿真的误差主要来源于支撑模型的简化.     

基于Matlab的重型数控机床双电机消隙的仿真

为了提高重型数控机床的动态精度和稳态性能,减小齿隙在系统中带来的负面影响,首次对重型数控机床采用双电机控制,利用机理分析法分析了齿轮啮合动力学原理,通过齿隙特性的分析,建立了含齿隙单电机及双电机的伺服驱动系统模型和含齿隙双电机的动力学模型,采用仿真软件Matlab对伺服驱动系统模型进行仿真.比较了含齿隙单、双电机伺服驱动系统的动态特性,得出双电机驱动的性能优于单电机.     

双离合器变速器起步过程建模仿真研究

为了研究双离合器自动变速器起步过程控制时系统弹性对起步过程的影响,针对某双离合器变速器分别建立了考虑中间轴系弹性的七自由度模型和传统的四自由度模型,以及考虑一对齿轮啮合刚度与阻尼的八自由度模型,并建立发动机动态转矩模型、离合器转矩模型、行驶阻力模型。仿真结果表明,系统的刚度与阻尼会影响起步时间以及动载频率,而齿轮啮合刚度阻尼对起步仿真结果影响不大,且会大大增加仿真计算时间。     

高速主轴离心膨胀及对轴承动态特性的影响

以高速主轴系统为对象,将主轴转子和轴承内圈分别等效为等截面梁和空心圆盘,计算离心力作用下主轴转子和轴承内圈的径向弹性变形,并分析主轴转子与轴承连接状态随转速升高的变化趋势。考虑旋转部件的离心膨胀变形,建立高速主轴轴承动力学模型并进行试验验证。在此基础上,研究离心效应对主轴轴承径向预紧状态的影响,揭示高速主轴轴承动态特性随转速的变化规律。研究结果表明,离心力引起的径向膨胀变形使滚动体与轴承内、外圈之间的接触角减小,接触力增加。主轴轴承的轴向刚度和径向刚度均随转速的升高而降低。轴承内圈的离心膨胀变形对轴承轴向刚度的影响可以忽略不计,而能在一定程度上提高轴承的径向刚度。     

角接触球轴承的3D接触动态特性分析

基于弹性接触动力学理论,同时考虑转速,轴向力,径向力,摩擦力与离心力的影响,建立了轴承接触动力学模型,利用数值积分和数值仿真方法对其进行了时变的接触刚度、接触力和时变位移的振动分析.结果表明,考虑影响轴承振动位移的时变因素所获得的计算结果比用传统的轴承结合部等效参数计算结果要大,该方法有效地解决轴承转速、摩擦等时变因素影响下的时变位移等问题.仿真结果为机床主轴系统的动态设计和研究轴承的时变特性提供理论依据.     

基于主轴系统动力学的铣削稳定性建模与分析

高速切削技术具有加工精度高和表面质量好的特点,但在切削难加工材料时易发生颤振。基于主轴系统动力学进行铣削稳定性的建模与分析,采用有限元法建立主轴系统动力学模型,重点考虑主轴旋转时产生的离心力对结合面刚度的影响,分析主轴转速对结合面刚度和主轴系统频响函数的影响规律。结合主轴系统动力学特性和动态铣削过程建立铣削动力学模型,利用全离散法进行铣削稳定性预测,分析主轴转速、刀具直径和刀具悬伸量对铣削稳定域的影响规律。     

行波型放置超声电机的低温特性

将行波型旋转超声电机的定子环形体等效为压电复合梁模型,考虑温度分 别对压电材料和定子金属基体的影响,引入温度影响系数得到温度对超声电机共振频率影响 的数学模型,通过对模型进行计算机仿真,分析 了电机共振频率随温度的变化。建立了超声电机在低温下的试验测试系统,测试了低温环境 下电机的机械特性,以及摩擦材料对电机转速稳定性的影响。对比 常温和低温下摩擦材料表面的形貌显示,低温对磨擦界面的影响较小。总之,目前研制的行波 型旋转 超声电机在低温下的性能有所下降,在超低温环境中性能变化则较大。     

双电机驱动平面单质体振动系统自同步研究

根据哈密顿原理研究了同向双电机驱动平面单质体振动系统的自同步运动。首先建立单质体自同步振动系统的模型,运用哈密顿原理建立了振动系统运动微分方程并得到系统的振动响应,然后推导出哈密顿作用量的表达式,之后得到振动电机的同步条件,并由系统工作稳定性的一次近似判别法求得振动电机同步运行的稳定性工作条件。最后,利用相关数值对双电机驱动平面单质体振动系统自同步过程中的相关参数的关系,相位差、转速等进行了仿真,从而验证了理论分析的正确性。     

行波型旋转超声电机的低温特性

将行波型旋转超声电机的定子环形体等效为压电复合梁模型,考虑温度分别对压电材料和定子金属基体的影响,引入温度影响系数得到温度对超声电机共振频率影响的数学模型,通过对模型进行计算机仿真,分析了电机共振频率随温度的变化。建立了超声电机在低温下的试验测试系统,测试了低温环境下电机的机械特性,以及摩擦材料对电机转速稳定性的影响。对比常温和低温下摩擦材料表面的形貌显示,低温对磨擦界面的影响较小。总之,目前研制的行波型旋转超声电机在低温下的性能有所下降,在超低温环境中性能变化则较大。     

双电机驱动卷绕式系统转速同步控制研究

为解决拖锥自动收放系统双电机转速同步的问题,提出了基于PID交叉耦合补偿的转速同步控制方法,建立了系统数学模型,并进行了电机参数变化及负载干扰情况下的双电机转速同步仿真.结果表明,采用交叉耦合转速补偿方法,可以极大地降低双电机转速差,实现双电机的转速同步控制.