[發明專利]一種單質體復合同步驅動振動機及其參數確定方法

有效

• 申請號: 202110314973.2
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113032924B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 張學良;胡文超;張偉;陳為昊;劉云山;任朝暉;聞邦椿
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F17/13;B07B1/42;B07B1/28;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉

本發明公開了一種單質體復合同步驅動振動機及其參數確定方法，該振動系統中質體通過彈簧A和彈簧B與地基相連，彈簧對稱分布于質體上；質體左右兩邊各安裝有兩個旋轉方向相反的激振器，每一側的兩個激振器之間通過齒輪連接，實現強制同步，且左右兩邊分別通過一個電機進行驅動，左右兩側激振器實現自同步，每個激振器中的偏心轉子分別繞著各自旋轉軸線中心旋轉，振動復合同步驅動設備工作；利用振動復合同步原理，通過建立動力學模型和運動微分方程、進行系統復合同步理論解析、推導四激振器同步狀態下穩定性條件。能夠有效提高振動系統工作效率和振動強度，特別適用于大型篩分物料的分級，也適合泥漿或污泥的固液分離等。

發明領域

本發明屬于振動裝置技術領域，涉及一種單質體復合同步驅動直線運動軌跡 大型振動機及參數確定方法。

背景技術

振動篩分設備是利用振動對物料進行分級，可實現各類干式物料的分級以及 泥漿或污泥的固液分離等，適用于大型選煤廠建設，對煤進行分級、脫介、脫泥、 脫水，提高煤資源的利用率，也可應用于礦山、建材、化工等其他領域的篩分作 業。本發明屬于復合同步驅動實現系統直線運動的振動機械。普通的振動或強制 同步機械會產生許多如下問題：

1.強制同步機械使機械結構復雜、工作效率低下、自身重量大，設備維護不 方便，加工成本高。

2.雙機振動同步機械，如高效雙激振振動直線篩(CN212069481U)，雖然 維修方便，但兩電機驅動兩激振器振動系統的功率較低，不足以支撐大量及大型 物料的篩分，設備篩分效率較低。

3.為了提高工作效率，考慮在設備中增加電機來滿足系統大功率要求，但是 多個電機同時工作時，其耦合動力學特性相對于雙機同步更加復雜，而且在運行 中會存在多機同步時系統性能不理想，工作質體的運動軌跡不滿足工作要求等問 題。

隨著振動同步和強制同步理論的不斷完善，有必要應用先進的復合同步技 術，設計一款既能提高設備功能，又能保證設備性能要求，且結構緊湊的大型振 動機械，使其既能提高效率又能可靠的長期穩定運行。本發明屬于強制同步和自 同步復合同步驅動實現系統直線運動的振動機械，既可以使機械維修方便，又可 以提高設備的篩分效率。

發明內容

本發明為了克服現有技術中存在的問題，提出了一種單質體復合同步驅動振 動機及其參數確定方法，通過以下技術方案實現：

單質體復合同步驅動振動機的動力學模型包括：兩組激振器、一個質體、彈 簧A與彈簧B；其中質體通過彈簧A與彈簧B與地基相連，彈簧對稱分布于質體 上；質體左右兩邊各安裝有兩個旋轉方向相反的激振器，每一側的兩個激振器之 間通過齒輪連接，實現強制同步，且左右兩邊分別通過一個電機進行驅動，左右 兩側激振器實現自同步，每個激振器中的偏心轉子分別繞著各自旋轉軸線中心旋 轉，復合同步驅動設備實現直線軌跡運動功能；以此提高振動篩分設備的工作效 率，改善該類設備的工作質量。

所述振動機的兩組激振器的參數確定方法，包括如下步驟：

步驟1，建立動力學模型和系統運動微分方程

如圖1所示，建立如圖所示的坐標系。兩組激振器分別繞著各自旋轉中心軸 o₁,o₂,o₃和o₄旋轉。左右兩邊各由一對大小相等的齒輪傳動，使得同側兩個偏心 轉子的旋轉角大小相等方向相反，分別由表示。根據這個模型，整個系統 展現出三個自由度：直線運動x，y和擺動角ψ。

根據Lagrange方程，得系統的運動微分方程如下：

其中

式中，

M——振動系統的總質量；