煤的脱水是湿法选煤厂不可缺少的生产环节，它的工作不仅决定着选煤产物的水分，也影响到洗煤用水的闭路循环。卧式振动离心机是指附加了轴向水平振动的卸料离心机，当离心机转子带动筛篮作回转运动时，筛篮内壁上煤层的水分透过煤层缝隙和筛孔流出，与此同时，筛篮在轴向往复振动，从而降低煤层的排出阻力。随着煤炭市场竞争的日趋激烈，对离心机工作效率、运行稳定性、处理量以及煤炭产品水分的要求日益严格，同时，卧式振动离心机也逐渐向大型化、低能耗、稳定性好发展，这就对离心机的设计制造提出了更高的要求。卧式振动离心机的动力学问题较为复杂，其系统往往含有间隙弹簧、剪切橡胶弹簧等结构和材料的非线性特征，这直接影响到振动离心机工作点的选取，同时，物料的性质和运行规律也关系到振动离心机的运行稳定性、筛面的磨损以及脱水效果。与国外企业相比，国内的离心机生产企业起步较晚，工艺技术的落后以及理念上的差距使得国产卧式振动离心机在处理效率和稳定性上与国外依然存在着一定的差距，致使煤炭企业经常停机检修，影响加工效率，同时，筛篮等易损件较多，导致后期维护产生较大的成本，影响企业的经济效益。因此，研制出处理量大且性能稳定可靠的卧式振动离心机是当前选煤行业亟待解决的问题，具有显著的经济效益和社会效益。　　本文以HSG/VM1400卧式振动离心机为对象，采用非线性动力学、振动摩擦学和有限元分析方法，对离心机筛篮内的物料运动规律、物料对系统稳定性的影响、系统非线性动力学特性以及结构动态分析等方面展开了研究，形成了一套适用于指导振动离心机设计与改进的分析方法，为评判振动离心机的动力学特性优劣、制定科学的工艺过程，提高卧式振动离心机产品的国产化水平提供了坚实的理论基础。论文内容如下：　　(1)第1章主要介绍了国内外卧式振动离心机的发展现状和HSG/VM1400振动离心机的工作原理，并对双质体近共振机械、弹簧非线性、振动摩擦的研究现状进行了深入研究，在此基础上提出了论文的主要研究内容。　　(2)第2章通过理论方法建立物料在筛面上的力学表达式，推导出物料的正向滑动条件以及平均速度公式，为分析振动参数，摩擦因数对物料运动的影响提供条件。　　研究结果表明:物料在振动离心机中仅存在正向滑动，筛篮振幅对物料运动的影响十分明显，当振幅提高时，物料的滑动角增大，滑动速度加快。增大振动频率和降低转速也有类似效果，但相比之下振幅的影响更为显著。　　(3)第3章利用电子万能试验机对HSG/VM1400振动离心机中的橡胶弹簧进行压缩和剪切静刚度测试。根据邵氏硬度计测量的橡胶硬度和弹簧的实际形状，对弹簧静刚度进行理论计算，与试验结果进行对比。由动力学试验测得的共振点频率计算出橡胶板和减振块的动刚度。　　研究结果表明:预压量影响橡胶弹簧的剪切刚度，在剪切试验前需要根据压缩试验确定橡胶弹簧的实际预压量。橡胶弹簧的动刚度通常比静刚度大。减振块和橡胶板作为主振弹簧，其动刚度的准确性至关重要。因此，需要利用动力学试验对静刚度进行修正。其余橡胶弹簧对离心机的动力学特性影响较小，可以将试验测得的静刚度乘以与硬度相关的动载荷系数作为其动刚度。　　(4)第4章利用基于二次规划的Lemke方法和以正交变换与渐近法为基础的解析方法研究HSG1400振动离心机的动力学特性，分析橡胶弹簧和物料惯性力等非线性因素对系统幅频特性的影响;利用龙格库塔方法和解析法研究VM1400振动离心机的动力学特性。　　研究结果表明:HSG1400振动离心机的高阶共振区在间隙弹簧的影响下呈现出硬式非线性的特征由于橡胶板的材料非线性影响，VM1400振动离心机的共振曲线呈现出软式特征。对两种离心机分别进行解析计算，所得结果与数值仿真基本吻合。物料量和筛篮转速的增大使离心机的共振点降低，同时，在过共振区域内物料对振幅的影响较为明显，而对近共振区域影响较小。为了使振动离心机有较稳定的振幅和减小所需的激振力，其主振频率比通常在0.75～0.95的范围内。　　(5)第5章根据物料的非线性惯性力公式，利用谐波平衡法计算出物料在振动离心机中的结合系数与阻尼系数，为分析物料对离心机稳定性的影响奠定了基础。　　研究结果表明:随着振幅的增大，物料的结合系数逐渐下降，阻尼系数呈现出先增大后减小的趋势。相比之下，振动频率和转速的影响较小。摩擦因数直接影响物料滑动的难易程度，且对结合系数和阻尼系数的整体变化趋势影响显著。当机器满载工作，且振幅较小时，系统在物料的影响下容易处于过共振状态，稳定性差。由于筛篮半锥角较小，HSG1400振动离心机对振幅的要求更高。　　(6)第6章以VM1400振动离心机为对象，对整机进行模态和谐响应分析，研究离心机的结构振动特性和应力水平。　　研究结果表明:VM1400振动离心机的隔振和主振频率分别为4.12Hz和29.51Hz。当阻尼比为0.05时，利用模态叠加法得到的幅频特性曲线与理论分析基本一致。当离心机正常工作时，料槽、外振动箱与机壳间的角点处应力值较大，但结构强度基本满足要求。　　(7)第7章根据振动离心机的工作原理建立双质体近共振试验台，通过两种工况模拟HSG/VM1400振动离心机的工作特点，利用动力学试验分析近共振试验台的振动特性以及电机同步性。　　研究结果表明:当试验台工作在近共振条件时，系统振幅较大，电机同步性很好，相位差基本稳定在±5°以内。当激振力较大时，电机转速的提升会在靠近共振点时受到抑制，幅频特性曲线存在头部缺失的现象。当试验台仅含有橡胶板时，系统的幅频特性为软式特征，而增加减振块后，系统幅频特性则呈现出明显的硬式特征。将由共振点求得的橡胶板和减振块动刚度分别代入解析中，所得结果均与试验吻合。