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高速旋转机械中不平衡的存在,产生强迫振动,有害振动对加工设备精度和使用寿命产生巨大影响。转轴转动时不平衡力大小随机变化,旋转机械也只能在运行时,才能取得平衡。采用高精度的动平衡与静平衡,存在很大局限性。回转机械中转子质量随时发生变化,严重影响转轴运行轨迹。如何抑制振动、保证旋转机械运行安全可靠,对于工业生产具有重要的现实意义,也是多年来转子系统研究热点和难点问题之一。球式自动平衡装置,由一系列自由运动的滚球与Jeffcott转子组成,圆盘中滚球绕距轴固定距离的轨迹运行。装置在运转过程中,不平衡力的大小、方位发生变化。滚球倾向于停留到偏心质量对侧位置,使惯性主轴重新定位在旋转轴上。球式自动平衡装置可以事先知道不平衡,就能达到平衡效果,该装置始终能够达到平衡转子、控制强迫振动的目的。因此,本文在球式自动平衡装置的基础上,利用双盘球式自动平衡装置控制刚性转子的动不平衡,并通过近似理论计算与数值仿真研究双盘球式自动平衡装置控制转子系统动不平衡响应的机理。本文主要研究内容如下:(1)基于拉格朗日方程建立了安装单盘球式自动平衡装置的Jeffcott转子系统的非线性动力学模型,利用谐波平衡法求解周期响应,根据劳斯-赫尔维茨稳定性判定法判定定常周期解的稳定性,求得转子系统幅频特性曲线,并利用数值模拟仿真求解转子系统的运动方程式,据此研究了转子系统的振动响应特性和平衡机理。(2)建立了安装双盘球式自动平衡装置转子系统的数学模型,对数学模型进行了无量纲化,利用平均法进行解析求解,得到了转子系统振动稳定与不稳定时,滚球平衡制振的特性、规律和机理。(3)利用MATLAB对安装双盘球式自动平衡装置的转子系统的运动微分方程进行数值仿真,分析了不同转速和不同滚球数目对转子系统振动的影响和滚球的运动规律。(4)研究表明,单盘球式自动平衡装置能控制转子系统的静不平衡,双盘球式自动平衡装置能控制转子系统的动不平衡。