[發(fā)明專利]單質(zhì)體四機(jī)倍頻自同步驅(qū)動(dòng)振動(dòng)機(jī)及其參數(shù)確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011353808.X
• 申請(qǐng)日: 2020-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN112620101B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張學(xué)良;胡文超;張偉;陳為昊;張旭;王志輝;聞邦椿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): B07B1/42
• 分類號(hào): B07B1/42;B07B1/28;G06F17/13
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉

本發(fā)明公開了單質(zhì)體四機(jī)倍頻自同步驅(qū)動(dòng)振動(dòng)機(jī)及其參數(shù)確定方法，該振動(dòng)系統(tǒng)中質(zhì)體通過(guò)彈簧A和彈簧B與地基相連，彈簧對(duì)稱分布于質(zhì)體上；四個(gè)激振器兩兩分別安裝在質(zhì)體的上側(cè)和下側(cè)，每個(gè)激振器中各有一偏心轉(zhuǎn)子，偏心轉(zhuǎn)子由各自的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，分別繞著旋轉(zhuǎn)軸線中心旋轉(zhuǎn)，同側(cè)的兩個(gè)頻率相同的激振器關(guān)于y軸對(duì)稱分布，但旋轉(zhuǎn)方向相反，自倍頻同步振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備工作；利用倍頻振動(dòng)自同步原理，通過(guò)建立動(dòng)力學(xué)模型和運(yùn)動(dòng)微分方程、進(jìn)行倍頻同步理論解析、推導(dǎo)二倍頻以及三倍頻同步性條件和穩(wěn)定性條件，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。能夠有效提高振動(dòng)系統(tǒng)工作效率。特別適用于黏濕性大等難篩分物料的分級(jí)，也適合粘性大雜質(zhì)多的工程泥漿及污泥的脫水等。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明屬于振動(dòng)裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種單質(zhì)體四機(jī)倍頻自同步驅(qū)動(dòng)雙直線運(yùn)動(dòng)軌跡振動(dòng)機(jī)及參數(shù)確定方法。

背景技術(shù)

振動(dòng)篩分/脫水/密實(shí)/成型設(shè)備，是一種利用振動(dòng)對(duì)物料進(jìn)行分級(jí)，實(shí)現(xiàn)泥漿或污泥的固液分離，以及實(shí)現(xiàn)預(yù)制混凝土及精密鑄造構(gòu)件的振動(dòng)密實(shí)與成型，適用于砂石骨料、礦山、鋼廠、食品、化工、石油、建筑、隧道工程及軌道交通等行業(yè)。該類設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)各類干式物料的分級(jí)，固液的分離以及泥漿或污泥的脫水，也能實(shí)現(xiàn)建筑及軌道交通行業(yè)用預(yù)制混凝土的振動(dòng)密實(shí)與成型等。本發(fā)明屬于振動(dòng)倍頻驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)雙頻運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)機(jī)械。普通的單頻振動(dòng)機(jī)械會(huì)產(chǎn)生許多如下問(wèn)題：

1.單頻驅(qū)動(dòng)振動(dòng)機(jī)械，如振動(dòng)篩很容易產(chǎn)生篩堵或篩糊現(xiàn)象，導(dǎo)致篩分效率較低；振動(dòng)脫水篩容易造成脫水效率低下；混凝土密實(shí)成型效果差及效率低下。

2.采取提高拋擲指數(shù)來(lái)提高設(shè)備振動(dòng)強(qiáng)度，某種意義上可以提高設(shè)備功能，但會(huì)使整個(gè)設(shè)備壽命降低，不利于工業(yè)生產(chǎn)中的使用性能要求。

3.為了提高工作效率，現(xiàn)在工程上普遍采用其他一些方式來(lái)改善機(jī)器功能及性能，但這些方法會(huì)導(dǎo)致設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、加工成本高。

隨著倍頻同步理論的不斷完善，有必要應(yīng)用先進(jìn)的倍頻振動(dòng)同步技術(shù)，設(shè)計(jì)一款既能提高設(shè)備功能，又能保證設(shè)備性能要求，且結(jié)構(gòu)緊湊的振動(dòng)機(jī)械，使其既能提高效率又能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

單質(zhì)體四機(jī)倍頻自同步驅(qū)動(dòng)振動(dòng)機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型包括：四個(gè)激振器、一個(gè)質(zhì)體、彈簧A與彈簧B；其中質(zhì)體通過(guò)彈簧A與彈簧B與地基相連，彈簧對(duì)稱分布于質(zhì)體上；四個(gè)激振器兩兩分別安裝在質(zhì)體的上側(cè)和下側(cè)，每個(gè)激振器中各有一偏心轉(zhuǎn)子，偏心轉(zhuǎn)子由各自的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，分別繞著旋轉(zhuǎn)軸線中心旋轉(zhuǎn)，同側(cè)的兩個(gè)頻率相同的激振器關(guān)于y軸對(duì)稱分布，但旋轉(zhuǎn)方向相反，倍頻自同步驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備雙頻雙直線軌跡運(yùn)動(dòng)功能；以此提高振動(dòng)篩分/脫水/密實(shí)/成型設(shè)備的工作效率，改善該類設(shè)備的工作質(zhì)量。

所述振動(dòng)機(jī)的四個(gè)激振器的參數(shù)確定方法，包括如下步驟：

步驟1，建立動(dòng)力學(xué)模型和系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程

如圖1所示，建立如圖所示的坐標(biāo)系。四個(gè)激振器分別繞著旋轉(zhuǎn)中心軸o₁,o₂,o₃和o₄旋轉(zhuǎn)。分別是四個(gè)轉(zhuǎn)子(URs)的旋轉(zhuǎn)角。而且，四個(gè)激振器與x軸的夾角分別用β₁，β₂，β₃和β₄表示。根據(jù)這個(gè)模型，整個(gè)系統(tǒng)展現(xiàn)出三個(gè)自由度：直線運(yùn)動(dòng)x，y和擺動(dòng)角ψ。

根據(jù)Lagrange方程，得系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程如下：

其中

J_i＝j(luò)_0i+m_ir_i²,i＝1,2,3,4

式中，