机电耦合高方平筛动力学特性研究、.pdf

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1、2014年第39卷第1期粮食加工39机电耦合高方平筛动力学特性研究李辉．侯守峰(1．西安交通大学机械工程学院，西安710049；2．郑州科技学院机械工程学院，郑州450064)摘要：以高方平筛为研究对象，建立其力学模型及机电耦合数学模型，应用ADAMS和MATLAB对其进行联合仿真。结果表明，偏重块在启动过程中不是匀加速启动的，其角加速度的仿真曲线与电机电磁转矩的仿真曲线相似：电机的启动电流可以达到稳态电流的8倍以上，持续时间是偏重块的加速时间。研究方法和步骤不仅适合该类型高方平筛的设计与改进，同时对其他产品的设计及研发也有一定的使用价值和参考意义。关键词：高方平筛；机电

2、耦合；虚拟样机；联合仿真中图分类号：21l-3文献标志码：A文章编号：1007—6395(2014)01—0039—05高方平筛是制粉生产中的主要设备之一，主要想绘制草图及生成实体模型。在此，利用ADAMS和用于面粉的分级和提取作业，具有运行平稳、功耗Pro／E两者共同支持的图形交换格式Parasolid可实小、筛理面积大和效率高等特点，因而也被广泛应用现数据交换。参考实物依据等效分析和可靠原理，用于化工、医药、制酒、粮油、食品等行业中【”。Pro／E建立零件及装配体，并保存为XJ文件格式。由于高方平筛结构复杂，非线性因素较多，很难将装配文件导入ADAMS，然后定义各部件

3、的材料得出与实际相符且较为精确的动力学结果，因此，现属性。ADAMS则自动计算出各部件转动惯量和质阶段国内高方平筛的设计主要是基于仿制国外产品量等属性。对各个零件之间进行约束：筛体(Part1)偏和试验中的经验[”。朱维斗等网对某种型号的高方平重块(Part2)~．间通过旋转副JOINT_I连接：电机底筛进行了实验应力分析；顾尧臣【3J运用有限元方法座和筛体之间用固定副连接：电机转轴和底座之间对高方平筛3个瞬时工况进行了静态的应力分析；用旋转副JOINT_2连接；JOINT_I和JOINT一2之间胡继云等『4_51对简化为两自由度振动的高方平筛模用耦合副连接：吊杆上端与基

4、础的四个固定吊挂点型的启动和停车过程进行了动力学分析；李爱花等和大地之间用固定副连接；吊杆下端与筛体的固定[63对高方平筛进行了有限元动力学分析；李辉等[71对也用固定副连接，在这里对结构进行了简化，只考虑高方平筛进行了刚柔耦合的动力学仿真分析。机械结构之间的相互关系。上述研究工作中，高方平筛通常多采用独立的高方平筛虚拟样机如图1所示，筛体通过相对机械系统模型建立其动力学方程。即假设启动过程于质心对称的四组玻璃钢吊杆吊挂固定在基础上，中偏重块角加速度是恒定的，即匀加速启动，而实际下端和横梁固定．筛体由偏重块产生的离心惯性力上偏重块的启动角加速度主要由电机负载启动的瞬激振。

5、变过程决定。由于非平稳过渡过程影响到设备的安全、寿命以及系统的工作稳定性，因此研究高方平筛的机电耦合的动力学特性对于工业生产具有重要的意义1高方平筛机电耦合虚拟样机模型1．1高方平筛筛体模型的建立在ADAMS／View中提供的建模工具可以创建刚性构件，但是造型功能相对较弱，操作不便。而图1高方平筛虚拟样机Pro／E作为专业的三维造型机械设计自动化软件．功能强大，易学易用，能使机械工程师快速按照设计思1．2高方平筛系统驱动设置收稿日期：2013—04—02在ADAMS中，当给系统施加驱动时，虽然系统作者简介：李~(1985一)，助教，博士，目前主要从事工作和研究课题振动、噪

6、声及控制。提供了很多函数可以定义，但由于系统启动时，电机粮食加工2014年第39卷第1期的电流等电磁参数是变化的，电磁转矩与输出转矩在ADAMS中创建好控制输入和控制输出后，不为常数，其变化规律由负载特性决定，而电机是通将系统的控制参数导出到MATLAB中。点击菜单过传动装置驱动偏重块，因而，偏重块启动角加速度【Controls]---+[Export]弹出导出控制参数对话框。然由电机负载启动的瞬变过程决定。因此，系统的驱动后进行参数设置。文件名FilePrefie为Co_simulink，函数的施加很困难．而利用ADAMS／Controls和通过选项Plant[nput

7、设置控制输入．PlantOutput设MATLAB／Simulink联合仿真很好地解决了此问题。置控制输入，ControlPackage设置MATLAB为控制程序，选择计算类型Type为非线性计算(non_lin．2ADAMS和MATLAB联合仿真ear)。完成后，系统生成Co—simulink．m、Co—simulink．2．1加载ADAMS／Controls模块cmd和Co—simulink．adm三个文件。ADAMS／Controls是ADAMS的控制模块，在使2．4创建控制系统模型用之前需要先将其加载进来。点击菜单【T