滚道偏心对球式自动平衡装置动态特性影响的研究

发布时间：2017-08-20 21:19

  本文关键词：滚道偏心对球式自动平衡装置动态特性影响的研究

  更多相关文章： 球式自动平衡装置 滚道偏心 数学建模 达朗伯原理 稳定性分析

【摘要】：关于球式自动平衡装置的研究,国内外学者通常认为滚道是无偏的,即转子回转轴轴心线经过滚道的几何中心。然而实际生产中,由于加工和装配误差等因素的影响,滚道偏心是不可避免的,因此,在研究球式自动平衡装置时考虑滚道偏心的影响具有一定的意义。 基于上述背景,本文在查阅大量国内外文献的基础上,通过建立球式自动平衡装置在滚道偏心下的数学模型,对系统进行稳态响应求解和稳定性计算,数值仿真与实验研究,研究了滚道偏心对球式自动平衡装置动态特性的影响。 本文的研究成果如下： (1)在惯性坐标系和非惯性坐标系下对系统的运动情况进行分析,利用达朗伯原理建立球式自动平衡装置在滚道偏心下的数学模型,利用谐波平衡法求解了系统的稳态响应,并根据劳斯-赫尔维茨判据对单球系统的完全平衡状态进行了稳定性计算。 (2)通过对该数学模型进行数值仿真及相关实验研究,分析了滚道偏心对球式自动平衡装置动态特性的影响,得到了过临界转速下滚道偏心对单球系统和双球系统稳态振幅及滚球停留位置影响的规律。 (3)通过实验对数值仿真进行验证,证明了球式自动平衡装置在滚道偏心下的数学模型的正确性。
【关键词】：球式自动平衡装置 滚道偏心 数学建模 达朗伯原理 稳定性分析
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH113.25
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 课题来源和研究意义9
• 1.1.1 课题来源9
• 1.1.2 研究意义9
• 1.2 国内外相关研究现状9-14
• 1.2.1 被动式自动平衡装置的研究现状10-13
• 1.2.2 主动式自动平衡装置的研究现状13-14
• 1.3 本文研究内容14-15
• 1.3.1 主要内容14-15
• 1.3.2 研究思路15
• 1.4 本章小结15-16
• 2 球式自动平衡装置在滚道偏心下的数学模型16-28
• 2.1 转子动力学基础16-17
• 2.1.1 刚性转子模型16
• 2.1.2 挠性转子模型16-17
• 2.2 平面转子的动力学分析17-19
• 2.3 球式自动平衡装置在滚道偏心下的建模分析19-27
• 2.3.1 结构简图和物理模型19-21
• 2.3.2 数学模型的建立21-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 系统的稳态响应及稳定性分析28-42
• 3.1 非线性振动的常用分析方法28
• 3.2 系统的稳态响应分析28-33
• 3.2.1 系统的数学模型转换28-31
• 3.2.2 系统的稳态响应31-33
• 3.3 系统的稳定性分析33-41
• 3.3.1 稳定性理论简述33
• 3.3.2 系统的扰动方程33-35
• 3.3.3 系统的稳定性讨论35-41
• 3.4 本章小结41-42
• 4 基于Matlab的数值仿真研究42-58
• 4.1 仿真方法与计算流程42-45
• 4.1.1 数值计算方法42
• 4.1.2 系统数学模型的降阶和计算流程42-45
• 4.2 仿真参数45-46
• 4.3 仿真结果46-57
• 4.3.1 转速对系统稳态振幅的影响46-51
• 4.3.2 滚道偏心距对系统稳态振幅的影响51-55
• 4.3.3 滚道中心偏移角对系统稳态振幅的影响55-57
• 4.4 本章小结57-58
• 5 实验研究58-87
• 5.1 实验目的与内容58
• 5.1.1 实验目的58
• 5.1.2 实验内容58
• 5.2 实验台介绍58-63
• 5.3 振动信号采集系统63-68
• 5.3.1 振动信号采集系统硬件介绍63-65
• 5.3.2 振动信号采集系统软件介绍65-68
• 5.4 实验结果68-85
• 5.4.1 单球系统的实验结果69-77
• 5.4.2 双球系统的实验结果77-85
• 5.5 实验结论85
• 5.6 本章小结85-87
• 6 总结与展望87-89
• 6.1 本文工作总结87
• 6.2 本文的不足与展望87-89
• 参考文献89-94
• 攻读学位期间主要的研究成果94-95
• 致谢95

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 谭青，，钟掘，刘光连，李仲阳;在单级风机中应用自动平衡技术探讨[J];风机技术;1995年04期

2 孙世贤,唐乾刚;解非线性振动问题的摄动谐波平衡法[J];国防科技大学学报;1989年03期

3 陶利民,葛哲学,温熙森;刚性转子自动平衡控制策略[J];机械科学与技术;2004年02期

4 高阳,王三民,刘晓宁;一种改进的增量谐波平衡法及其在非线性振动中的应用[J];机械科学与技术;2005年06期

5 欧阳红兵,曾胜,汪希萱;转子系统在线动平衡综述及展望[J];机械强度;1997年04期

6 张小龙;东亚斌;;滚珠自动控制转子不平衡响应的动力学机理[J];机械工程学报;2009年07期

7 谭青,张芙蓉,陈欠根;锤式破碎机锤头动力学仿真与参数选择[J];矿山机械;1998年10期

8 谭青,张芙蓉;锤式破碎机锤头偏摆的相似性原理及应用[J];矿山机械;1999年04期

9 曾胜,汪希萱;电磁式在线自动平衡调节器的原理及其实验[J];流体机械;1997年05期

10 杨东波,潘丽,刘永光;球式自动平衡装置的理论研究[J];汽轮机技术;2000年03期

本文编号：708937