双电机驱动振动磨

熊万里等Ｍ２１通过建立电机系统和振动机械系统的机电耦合数学模型，从机电耦合的角度定量再现了系统从不同步到同步、或是从一种同步状态过渡到另一种同步状态的过渡过程中系统各参量的变化规律，从而揭示了自同步系统的机电耦合同步机理。张天侠等呻３应用非线性振动分析方法建立了系统偏心转予耦合运动的微分方程，深入研究了偏心转子同步运动的演化过程，给出了振动同步系统结构参数设计和选择的工程方法。 Ｙ ： ● ： ● 图卜２双轴式惯性激振器简图 ４ 章绪论 二十世纪八十年代，闻邦椿、Ｂｌｅｋｈｍａｎ等㈣１学者对双激振器振动同步机械的工作原理及计算与调试方法作了较系统、详细的叙述，对六十年代到八十年代国内外科技工作者对振动同步机械研究的成果做了总结。下面讨论轨迹方程 与攀的变化关系。由于这个重要的发现，机械系统同步的实现方式由代同步方式过渡到代同步（振动同步）。双电机驱动振动磨Ｌ一（ ＋）∥Ｊ 、７ 从而可以得出振动体质心绕ｚ轴在ｘｙ平面内做半径 ｋ驴ｎ…她抓ｃ鬟仙 则删㈣¨Ⅳ 幻加 ×ｎ鲫 ＭｍＫ，ｎ”一一～，％～¨一 一一¨～一 万方数据第６期 杨万东等：同一轴线上双激振器驱动的振动体同步运动状态分析 ９为尺的圆周运动（也是过振动体质心轴线的运动轨 迹），如图４所示。

双电机驱动振动磨ｓ０４＝一鲁 Ｉ菇＋瓦耐Ｋ＝丽ｍ ｒ（；２ｓｉｎ０２＋ｃｏｓ０２＋０“４ｓｉｎ０４＋ｃｏｓ０４） 【梦＋面南＝万而ｍ ｒ（一；ｚｃ。在各种振动机械中，惯性式振动机（如图卜１所示）是较为常用的一种。 振动机械通常是由激振器、工作机体及弹性元件三个部分组成。一９： ＝订时，振动体质心振幅为零，产生锥形振动。ｓ（∞ｚ＋妒ｔ）＋ｃ。柔性联轴器使电动机转子和偏心块存在转角差。

二十世纪九十年代，大量科研人员对这一领域进行了更加深入的研究。（０４—０３）２＋ｍｇｒｓｉｎ０２＋ｍｇｒｓｉｎ０４＋ ÷Ｋ［ｚ２＋（Ｙ—Ｙｏ）２］＋Ｍｇｙ （２） 其中Ｘ２＝ｘ＋ｒ・ ｃｏｓＯ：，匕２ Ｙ＋ｒ・ ｓｉｎ０２，ｘ４＝菇＋ ｒ。双电机驱动振动磨双轴式激振器的同步问题，尤其是同一轴线上双激振器振动机的同步问题已成为振动机械向大型化发展所必需重视的课题。 图４无转角差同步振动时质心轴线的运动轨迹图 图５无转角差同步振动时ｘｙ与ｔ的关系图 从图４、５可以看出，振动体质心轴线做圆周运动， 这与同一轴线双激振器驱动的振动磨的实际工作状态 吻合。，０２，０，，０４，髫，Ｙ｝，Ｑｉ是ｑｉ受到的广义 力，则可得系统动力学方程： ｒ蚂一ｒｏ（０２一０１）＝Ｍｌ—Ｍｚｌ Ｉ』岛一Ｋｏ（０２—０１）＝Ｍ３一Ｍ刀 ｒ赴一ｘ＇ｓｉｎ０２＋ｙＣＯ￥０２＋鲁（如一０１）馏。他发现，当两台挂钟同时放在可摆动的薄板上时，可以观察到这两台挂钟的摆实现同步摆动，而将他们挂于墙壁上时，它们则会失去同步。

通过对该动力学方程的求解分析，得到了振动体的运动轨迹随两个激振器转角差的变化规律。利用Ｌａｇｒａｎｇｅ方程建立了运动系统的动力学方程，通过对动力学方程的求解分析，得到了振动体的运动轨 迹随两个激振器转角差的变化规律，振动体在运动过程中，随着两个激振器转角差的增大，振动体质心的运动幅值减小， 而沿质心轴线两端的运动幅值增大，当两个激振器转角差达到１８０度时，质心运动幅值为零，沿质心轴线两端的运动幅值 达到极大，此时振动系统产生锥形运动，使得振动设备无法正常工作。 本文以我们研究开发的ＺＭＬ一３ ０００大型振动磨机 为研究对象”曲Ｊ，建立振动系统的动力学方程，对同一 轴线上双激振器驱动的振动体同步运动状态进行分析 研究，目的是为研究更复杂振动系统的同步运动和利 用同步运动减少参振体质量提供理论基础。振动体在运动过程中，随着两个激振器转角差的增大，振动体质心的运动幅值减小，当两个激振器转角差达到１８０度时，质心运动幅值为零，此时振动系统演变成完全的锥形运动。２＋锷）＋告‘，研＋专．，幺 （１） ｙ＝ｙ＾ｆ＋Ｅ＋ｋ＋Ｋ＝－专－Ｋｏ（０２—０１）２＋ ÷Ｋ。双电机驱动振动磨经过简化，我们可以得到系统的力学模型图２－２．如根据其运动情况，可将其简化为两个力学系统，一个是由电动机驱动偏心块组成的两个相对独立的旋转系统，如图２－３所示；另～个是由参振体组成的振动系统。

在图７中，线１为无转角差同步时茗、Ｙ与ｔ的关系 图，线２为妒。随着我国建设事业迅猛发展和现代化建设的迫切要求，对振动机械不仅在品种和规格上，而且在产品质量上也提出了越来越高的要求，因此，振动机械的研究日益引起人们的关注。 另外，对于其他具有多旋转体同时工作的设备，由于不 可避免的偏心量引发的系统振动，如果不同步，则会引 起锥形振动，破坏设备的稳定性，甚激起耦合振动， 加速系统破坏。双电机驱动振动磨一妒：＞０时，随着妒。井上顺吉等∞３研究了带有液压马达驱动的双偏心转子激振器的自同步运动，液压马达的流量差决定了两偏心转子回转速度微小变化的相位差。 前面所叙述的大量成果，它们都是以两个激振器轴线在同一平面上的振动机为力学模型，而作者所在的研究小组为了减少参振体的质量，提高磨机的效率，在把单电机单边驱动改为双电机两端驱动（即两个激振器轴线在同一直线上）后，遇到了两个偏心激振器不同步的问题。

耦合作用的结果，使两转子由各自独立的回转状态自动进入转速一致的同步运动状态。 ２．２有相同转角差的同步振动 当０ｌ＝０３＝ｔｏｔ，０２＝０４＝ｔｏｔ＋ｐ时，即两个电动机以 相同的角速度转动，两个偏心块也以相同的角速度转 动，但与电动机之间有转角差ｐ。双电机驱动振动磨 给定妒＝３００，振动体位移茗、Ｙ与时间ｔ的关系如图 ６所示。 随着控制理论和方法的迅速发展ｎ¨引，通过现代控制的理论和方法实现振动机械的同步，不仅在技术上已成为可能，而且还可获得良好的控制效果。张天侠等瞄３研究了液压马达驱动的偏心转子的自同步问题。在这一章中，力学模型采用的是同一轴线上双激振器两端驱动的大型振动磨机的简化模型，方法是利用Ｌａｇｒａｎｇｅ方法，对于振动体的运动，则认为不存在锥形振动，对于电动机的转角，则是由我们给定的。

双电机驱动振动磨Ｂｌｅｋｈｍａｎ口３根据机电耦合数学模型，对振动系统在不同初始条件和不同物理条件下的同步运动的过渡过程进行了仿真研究。在电动机转子、激振器之间的转角差在某些情况下进行求解，得到了振动磨系统在某些特定情况下的运动状态。旋 转系统主要由轴、电动机转子、柔性联轴器和偏心块组 成。 ２．１无转角差的同步振动 当口ｌ＝０２＝巩＝０４＝ｔｏｔ时，即两个电动机和两个 偏心块都以相同的角速度运动，则方程（３）化简为 Ｕ２』竹１一ＭＺｌ ０＝Ｍ３一Ｍ乃 。的同步振 动与无转角差同步振动的振幅、频率完全一致，只是在 初相位上有差别。双电机驱动自同步振动磨结构分析与设计--《材料科学与工艺》2009年02期#石国彬;孙长新;苏权科;吴清发;刘朝军;;[A];中国公路学会桥梁和结构工程学会一九九九年桥梁学术讨论会论文集[C];1999年。