21世纪以来,转子动力学在国内外都是一门非常活跃的学科,它是研究所有旋转机械转子动力学特性的基础。随着工业的迅速发展,各种旋转机械的转速越来越高,导致其工作转速超过一阶临界转速,甚至达到二、三阶临界转速。旋转机械在临界转速下工作,转子的振幅将急剧增大,严重时会使旋转机械的元件破坏,甚至造成重大的事故。当旋转机械在具有不平衡因素下高速运转,容易产生较大的振动。尤其是在临界转速下运行时,不平衡因素将导致转子产生更为剧烈的振动,这对转子动力学的研究和分析提出了更高的要求。因此,精确求解转子系统的固有频率和临界转速,以及准确地研究转子系统的不平衡响应,在工程实践中具有重要的意义。本文以垃圾焚烧尾气处理装备的雾化器转子系统为研究对象。在考虑陀螺力矩、转动惯量和剪切效应的前提下,首先将雾化器转子系统等效成Jeffcott转子系统模型,并推导雾化器转子系统的运动方程,研究不平衡质量对其不平衡响应的影响。然后根据等效原则对雾化器转子系统进行了离散处理,分别用Prohl传递矩阵法和Riccati传递矩阵法求得雾化器转子系统的前四阶固有频率,并与有限元结果进行对比验证,其结果表明本文的数值求解方法具有较高的精确度。其次,分析了支撑间距、自转角速度、雾化轮质量以及轴承约束位置等参数对雾化器转子系统振动特性的影响。进一步分析了雾化器转子系统的力学参数对前四阶临界转速的影响,以及临界转速对雾化器转子系统力学参数的敏感度。其结果表明:(1)雾化器转子系统的参数对其振动特性具有较大的影响,如随着自转角速度的增大,前三阶固有频率都在增大,而第四阶固有频率变化却不明显;(2)雾化轮质量对雾化器转子系统的前四阶固有频率有较大影响,在不考虑雾化轮质量时,其固有频率远大于考虑雾化轮的情况,且随雾化轮质量的增大,前四阶固有频率都在缓慢下降;(3)上下轴承约束位置对雾化器转子系统的振动特性亦有较大影响;(4)陶瓷约束刚度在接近20000 N/mm时会使第三、四阶临界转速发生较大的突变,当陶瓷约束刚度等于20000 N/mm时,第三、四阶临界转速又恢复正常变化;(5)雾化器转子系统的转动惯量对第三、四阶临界转速影响最大;(6)雾化器转子系统的第三阶临界转速对雾化器转子系统的参数变化最不敏感。最后,本文对雾化器转子系统的不平衡响应进行了分析,结果表明当不平衡质量位于含有雾化轮质量的节点时,雾化器转子系统的不平衡响应幅值最大。而在雾化器转轴末端施加一个反向的不平衡力矩可减小系统的不平衡响应幅值。