[發(fā)明專利]一種四機(jī)驅(qū)動(dòng)雙質(zhì)體振動(dòng)沖擊破碎機(jī)及其參數(shù)確定方法

有效

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• 申請(qǐng)日: 2018-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN109701697B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張學(xué)良;高志國;徐金林;岳紅亮;李超;王志輝;馬輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): B02C17/14
• 分類號(hào): B02C17/14;B02C17/24;B02C25/00;G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉;梅洪玉

本發(fā)明專利屬于振動(dòng)破碎技術(shù)領(lǐng)域，一種四機(jī)驅(qū)動(dòng)雙質(zhì)體振動(dòng)沖擊破碎機(jī)的參數(shù)確定方法，該破碎機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型包括兩個(gè)質(zhì)體、四個(gè)激振器及兩組彈簧，兩質(zhì)體間、質(zhì)體與基座間分別裝有橡膠墊，質(zhì)體1通過彈簧1與質(zhì)體2連接，同時(shí)，質(zhì)體2通過彈簧2連接在地基上；激振器1與激振器2對(duì)稱設(shè)置于同一質(zhì)體上，激振器3與激振器4對(duì)稱設(shè)置于另一質(zhì)體上；激振器1與激振器4同向回轉(zhuǎn)，激振器2與激振器3同向回轉(zhuǎn)，在同一質(zhì)體上的兩個(gè)激振器反向運(yùn)動(dòng)；整個(gè)系統(tǒng)只在x方向上產(chǎn)生位移；主要應(yīng)用振動(dòng)同步理論，獲得該系統(tǒng)的同步性及穩(wěn)定性判據(jù)，得出了該模型的合理工作點(diǎn)，并為工程中實(shí)際振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)同步問題提出了理論依據(jù)，并最終實(shí)現(xiàn)其工程應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于振動(dòng)破碎裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于四機(jī)驅(qū)動(dòng)雙質(zhì)體振動(dòng)沖擊破碎機(jī)及其參數(shù)確定方法。

背景技術(shù)

在振動(dòng)破碎領(lǐng)域，很多設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用到工程實(shí)際中，而本專利提出一種新的振動(dòng)沖擊破碎設(shè)備模型。其自動(dòng)化程度高，擁有較高的破碎效率，經(jīng)濟(jì)性能有所提高。本專利以雙質(zhì)體四機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型為研究對(duì)象，應(yīng)用平均法和哈密頓最小作用量的原理，分別得到四激振器最終實(shí)現(xiàn)同步的同步性判據(jù)，分析了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同步的耦合機(jī)理，定義了同步性和穩(wěn)定性能力系數(shù)，數(shù)值方面，給出了兩質(zhì)體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的幅-頻曲線關(guān)系、系統(tǒng)同步能力系數(shù)曲線及穩(wěn)定性系數(shù)，界定出系統(tǒng)處于不同共振區(qū)間下的三類相位關(guān)系：激振器間、質(zhì)體間以及質(zhì)體與激振器間的相位關(guān)系。而三類相位關(guān)系就是機(jī)械設(shè)備最終功能的體現(xiàn)。仿真方面，驗(yàn)證了數(shù)值結(jié)論的正確性。通過對(duì)仿真區(qū)域進(jìn)行特性分析，選擇適合工程實(shí)際的穩(wěn)定區(qū)域，這樣可根據(jù)雙質(zhì)體四機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)同步理論為新型、高效率、大破碎量的振動(dòng)沖擊破碎設(shè)備的研制開發(fā)提供理論指導(dǎo)。普通的振動(dòng)破碎機(jī)有如下問題：

1.單個(gè)激振器，或者雙激振器驅(qū)動(dòng)設(shè)備工作時(shí)，要求較大功率的激振器，使得激振器自身體積增大，從而對(duì)激振器的技術(shù)要求提高，成本大幅提高。

2.單一質(zhì)體或單、雙激振器，相對(duì)于雙質(zhì)體四機(jī)驅(qū)動(dòng)來說能量利用率低，不符合國家節(jié)能減排的要求。

隨著振動(dòng)理論的不斷完善，需要依照先進(jìn)的振動(dòng)原理設(shè)計(jì)一款性能完善，符合要求的振動(dòng)沖擊破碎機(jī)，使其既提升生產(chǎn)率又提高能源的利用率，并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)目前振動(dòng)破碎設(shè)備存在的使用大功率激振器、破碎率低、耗能等弊端，本發(fā)明提出了雙質(zhì)體四機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)沖擊破碎機(jī)的設(shè)計(jì)方法，理論上論述了該動(dòng)力學(xué)模型的同步性條件及同步狀態(tài)下的穩(wěn)定性判據(jù)，并通過仿真分析驗(yàn)證數(shù)值分析的正確性，最終確定了系統(tǒng)的合理工作區(qū)域，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)類型為線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而，為新型、破碎率高、破碎量大的振動(dòng)沖擊破碎機(jī)的研制開發(fā)提供理論指導(dǎo)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種四機(jī)驅(qū)動(dòng)雙質(zhì)體振動(dòng)沖擊破碎機(jī)的參數(shù)確定方法，該破碎機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型包括：兩個(gè)質(zhì)體、四個(gè)激振器及兩組彈簧，兩質(zhì)體間、質(zhì)體與基座間分別裝有橡膠墊，質(zhì)體1通過彈簧1與質(zhì)體2連接，同時(shí)，質(zhì)體2通過彈簧2連接在地基上；激振器1與激振器2對(duì)稱設(shè)置于同一質(zhì)體上，激振器3與激振器4對(duì)稱設(shè)置于另一質(zhì)體上；激振器1與激振器4同向回轉(zhuǎn)，激振器2與激振器3同向回轉(zhuǎn)，在同一質(zhì)體上的兩個(gè)激振器反向運(yùn)動(dòng)；整個(gè)系統(tǒng)只在x方向上產(chǎn)生位移；所述激振器的參數(shù)確定方法，包括如下步驟：

步驟1,動(dòng)力模型的建立

振動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型如圖1所示，安裝在電機(jī)上的四個(gè)不平衡轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角分別為兩個(gè)質(zhì)體的運(yùn)動(dòng)方向被限制在x方向，并分別用x₁和x₂表示，基于拉格朗日方程振動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程如下：

其中