一種雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)的參數(shù)確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于振動利用工程領(lǐng)域，具體涉及一種雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)的 參數(shù)確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 自同步振動機廣泛應(yīng)用礦山、冶金、水泥生產(chǎn)、材料運輸?shù)裙I(yè)各部門中；從運動 形式上，自同步振動機分為平面運動振動機和空間運動振動機兩種類型；平面運動的自同 步振動機的種類繁多、形式各異，在工程技術(shù)部門應(yīng)用十分普遍，其中有自同步振動給料 機、自同步振動輸送機、自同步振動冷卻機、自同步概率篩、自同步振動烘干機、自同步振動 落砂機、自同步直線振動篩、自同步冷礦振動篩和熱礦振動篩等。這類機械在物料供給、輸 送、篩分、冷卻、干燥、成型和鑄件落砂等方面得到了廣泛的應(yīng)用。在工業(yè)部門中除了推廣平 面運動的單質(zhì)體和雙質(zhì)體自同步振動機（例如，自同步振動給料機、自同步振動輸送機、自 同步概率篩、自同步振動冷卻機、自同步振動落砂機、自同步直線振動篩）之外，還采用空 間運動的單質(zhì)體與雙質(zhì)體自同步振動機，這類機械有螺旋式垂直振動輸送機、自同步振動 烘干機、自同步振動上料機、自同步振動冷卻機和大長度雙質(zhì)體近共振式振動輸送機等；自 同步振動機有如下優(yōu)點：
[0003] (1)利用自同步原理代替了強制同步式振動機中的齒輪傳動，使該類機械的傳動 部的結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡單；
[0004] (2)由于取消了齒輪傳動，使機器的潤滑、維護(hù)和檢修大為簡化；
[0005] (3)對于某些自同步振動機，可以減小啟動與停車通過共振區(qū)時的振幅；
[0006] (4)目前工業(yè)中應(yīng)用的自同步振動機多數(shù)采用激振電機直接驅(qū)動，使它的構(gòu)造更 為簡單，成本顯著降低，而且便于安裝；
[0007] (5)自同步振動機激振器兩根主軸可以在較大距離條件下進(jìn)行安裝；
[0008] (6)該類振動機便于實現(xiàn)系列化、通用化與標(biāo)準(zhǔn)化；
[0009] 目前上述振動機械其共同的結(jié)構(gòu)特點是：由兩個電動機分別驅(qū)動兩個安裝在同一 個剛性振動體上的兩個激振器，驅(qū)動振動系統(tǒng)使振動系統(tǒng)實現(xiàn)振動同步穩(wěn)定傳動；但是，并 沒有考慮到振動系統(tǒng)中含參振物料時系統(tǒng)的隔振效果以及生產(chǎn)效率；由于在生產(chǎn)實際中， 通常會造成振動的噪聲較大，生產(chǎn)效率不高的問題；而解決這一問題的辦法是把工作質(zhì)體 的振幅、參振物料的質(zhì)量變化和隔振效果的因素考慮進(jìn)去，并實現(xiàn)振動系統(tǒng)的同步和同步 穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)的參數(shù)確 定方法，在保證振動系統(tǒng)的同步和穩(wěn)定的情況下，考慮了振動系統(tǒng)有物料參振時，工作質(zhì)體 的振幅特性以及系統(tǒng)的隔振效果，使得設(shè)計出來的雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)在保證 隔振效果的前提下制造成本更經(jīng)濟(jì)，工作效率更高。
[0011] 一種雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)的參數(shù)確定方法，包括以下步驟：
[0012] 步驟1、根據(jù)雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，得到系統(tǒng)的總動能、總 勢能和總耗能，從而建立雙機驅(qū)動雙質(zhì)體振動系統(tǒng)的動力學(xué)模型；
[0013] 步驟2、確定雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)運行過程中的同步穩(wěn)定運行的條件， 具體步驟如下：
[0014] 步驟2-1、確定雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)中兩激振器的實現(xiàn)同步條件；
[0015] 步驟2-2、確定雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)中兩激振器的穩(wěn)定運行條件；
[0016] 步驟3、在同步穩(wěn)定運行的條件下，結(jié)合雙機驅(qū)動雙質(zhì)體振動系統(tǒng)的動力學(xué)模型， 獲得能滿足同步穩(wěn)定運行的動力學(xué)參數(shù)區(qū)間，所述的動力學(xué)參數(shù)包括工作質(zhì)體頻率比、隔 振質(zhì)體頻率比、工作質(zhì)體與系統(tǒng)總質(zhì)量的質(zhì)量比；
[0017] 步驟4、確定雙機驅(qū)動雙質(zhì)體振動系統(tǒng)的參振物料系數(shù)，并根據(jù)上述參振物料系 數(shù)，獲得臨界頻率比差的取值范圍、工作質(zhì)體與系統(tǒng)總質(zhì)量的質(zhì)量比取值范圍；
[0018] 步驟5、在所獲的臨界頻率比差的取值范圍內(nèi)和工作質(zhì)體與系統(tǒng)總質(zhì)量的質(zhì)量比 的取值范圍內(nèi)，確定工作質(zhì)體振幅增幅度最大時，所對應(yīng)的臨界頻率比差和工作質(zhì)體與系 統(tǒng)總質(zhì)量的質(zhì)量比；
[0019] 步驟6、根據(jù)獲得的工作質(zhì)體與系統(tǒng)總質(zhì)量的質(zhì)量比，結(jié)合工作質(zhì)體與系統(tǒng)總質(zhì)量 的質(zhì)量比與工作質(zhì)體臨界頻率比之間的關(guān)系，獲得工作質(zhì)體臨界頻率比；
[0020] 步驟7、根據(jù)所獲得的臨界頻率比差與工作質(zhì)體臨界頻率比，進(jìn)一步獲得工作質(zhì)體 頻率比：
[0021] 步驟8、判斷所獲工作質(zhì)體頻率比和工作質(zhì)體與系統(tǒng)總質(zhì)量的質(zhì)量比是否在步驟 3所述的動力學(xué)參數(shù)區(qū)間內(nèi)，若是，則執(zhí)行步驟9,否則，返回執(zhí)行步驟4;
[0022] 步驟9、根據(jù)實際需求，在隔振質(zhì)體頻率比取值范圍內(nèi)進(jìn)行取值，并將其與所獲工 作質(zhì)體頻率比、工作質(zhì)體與系統(tǒng)總質(zhì)量的質(zhì)量比代入結(jié)合雙機驅(qū)動雙質(zhì)體振動系統(tǒng)的動力 學(xué)模型中，獲得雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)的所有參數(shù)，包括工作質(zhì)體質(zhì)量、隔振質(zhì)體 質(zhì)量、振動彈簧剛度、隔振彈簧剛度、工作振幅、偏心轉(zhuǎn)子偏心距和偏心塊質(zhì)量；
[0023] 步驟10、根據(jù)所獲雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)的參數(shù)，構(gòu)建雙機驅(qū)動雙質(zhì)體 自同步振動系統(tǒng)。
[0024] 步驟1所述的建立雙機驅(qū)動雙質(zhì)體振動系統(tǒng)的動力學(xué)模型，具體步驟如下：
[0025] 步驟1-1、確定雙機驅(qū)動雙質(zhì)體振動系統(tǒng)的總動能T ;
[0026] 公式如下：
【主權(quán)項】
1. 一種雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)的參數(shù)確定方法，其特征在于，包括以下步 驟： 步驟1、根據(jù)雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，得到系統(tǒng)的總動能、總勢能 和總耗能，從而建立雙機驅(qū)動雙質(zhì)體振動系統(tǒng)的動力學(xué)模型； 步驟2、確定雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)運行過程中的同步穩(wěn)定運行的條件，具體 步驟如下： 步驟2-1、確定雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)中兩激振器的實現(xiàn)同步條件； 步驟2-2、確定雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)中兩激振器的穩(wěn)定運行條件； 步驟3、在同步穩(wěn)定運行的條件下，結(jié)合雙機驅(qū)動雙質(zhì)體振動系統(tǒng)的動力學(xué)模型，獲得 能滿足同步穩(wěn)定運行的動力學(xué)參數(shù)區(qū)間，所述的動力學(xué)參數(shù)包括工作質(zhì)體頻率比、隔振質(zhì) 體頻率比、工作質(zhì)體與系統(tǒng)總質(zhì)量的質(zhì)量比； 步驟4、確定雙機驅(qū)動雙質(zhì)體振動系統(tǒng)的參振物料系數(shù)，并根據(jù)上述參振物料系數(shù)，獲 得臨界頻率比差的取值范圍、工作質(zhì)體與系統(tǒng)總質(zhì)量的質(zhì)量比取值范圍； 步驟5、在所獲的臨界頻率比差的取值范圍內(nèi)和工作質(zhì)體與系統(tǒng)總質(zhì)量的質(zhì)量比的取 值范圍內(nèi)，確定工作質(zhì)體振幅增幅度最大時，所對應(yīng)的臨界頻率比差和工作質(zhì)體與系統(tǒng)總 質(zhì)量的質(zhì)量比； 步驟6、根據(jù)獲得的工作質(zhì)體與系統(tǒng)總質(zhì)量的質(zhì)量比，結(jié)合工作質(zhì)體與系統(tǒng)總質(zhì)量的質(zhì) 量比與工作質(zhì)體臨界頻率比之間的關(guān)系，獲得工作質(zhì)體臨界頻率比； 步驟7、根據(jù)所獲得的臨界頻率比差與工作質(zhì)體臨界頻率比，進(jìn)一步獲得工作質(zhì)體頻率 比； 步驟8、判斷所獲工作質(zhì)體頻率比和工作質(zhì)體與系統(tǒng)總質(zhì)量的質(zhì)量比是否在步驟3所 述的動力學(xué)參數(shù)區(qū)間內(nèi)，若是，則執(zhí)行步驟9,否則，返回執(zhí)行步驟4 ; 步驟9、根據(jù)實際需求，在隔振質(zhì)體頻率比取值范圍內(nèi)進(jìn)行取值，并將其與所獲工作質(zhì) 體頻率比、工作質(zhì)體與系統(tǒng)總質(zhì)量的質(zhì)量比代入結(jié)合雙機驅(qū)動雙質(zhì)體振動系統(tǒng)的動力學(xué)模 型中，獲得雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)的所有參數(shù)，包括工作質(zhì)體質(zhì)量、隔振質(zhì)體質(zhì) 量、振動彈簧剛度、隔振彈簧剛度、工作振幅、偏心轉(zhuǎn)子偏心距和偏心塊質(zhì)量； 步驟10、根據(jù)所獲雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)的參數(shù)，構(gòu)建雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同 步振動系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙機驅(qū)動雙質(zhì)體自同步振動系統(tǒng)的參數(shù)確定方法，其特征在 于，步驟1所述的建立雙機驅(qū)動雙質(zhì)體振動系統(tǒng)的動力學(xué)模型，具體步驟如下： 步驟1-1、確定雙機驅(qū)動雙質(zhì)體振動系統(tǒng)的總動能T; 公式如下：
(1) 其中，Jen表示雙機驅(qū)動雙質(zhì)體振動系統(tǒng)第一偏心轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量；表示雙機驅(qū)動 雙質(zhì)體振動系統(tǒng)第二偏心轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量4表示工作質(zhì)體繞自身質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量；12表 示隔振質(zhì)體繞自身質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量；$表示第i個偏心轉(zhuǎn)子的振動速度；表示工作質(zhì) 體的質(zhì)心的振動速度；表示工作質(zhì)體的質(zhì)心的振動速度；只表示第i個偏心轉(zhuǎn)子的相位 角，i= 1，2叫表示工作質(zhì)體質(zhì)量；m2表示隔振質(zhì)體質(zhì)量；mQi表示第i個偏心轉(zhuǎn)子的質(zhì)量， 步表示工作質(zhì)體和隔振質(zhì)體的繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動的角度； 步驟1-2、確定雙機驅(qū)動雙質(zhì)體振動系統(tǒng)的總勢能U; 公式如下：
(2) 其中，XK2j表示與隔振質(zhì)體連接的四個隔振彈簧的變形矢量，j= 1，2,3,4;Xk^*I作質(zhì)體與隔振質(zhì)體之間的兩個軟彈簧的變形矢量，i= 1，2 ;XK3表示在水平方向為y軸、豎 直方向為x軸的坐標(biāo)系中y方向與隔振質(zhì)體連接的彈簧的變形矢量；K表示振動彈簧的剛 度矩陣，K2表示x方