[发明专利]一种亚共振双质体四机驱动振动筛分输送机的参数确定方法

说明书

本发明属于大型设备筛分输送技术领域，提供了一种亚共振双质体四机驱动振动筛分输送机的参数确定方法。将该振动筛分输送机转化成动力学模型为：主振系统上分别刚性连接四个激振器，分左右两组，每组激振器沿弹簧对称分布于质体m₁上下两侧，相互对称的激振器转向相反；质体m₁通过弹簧k₁与质体m₂连接，并在两个质体之间垂直于弹簧伸缩的方向上设置导向板，使系统只沿x方向一个自由度；隔振系统质体m₂下方通过弹簧k₂和导向板固连于基础上；应用振动同步理论，利用不同共振类型的振动状态对筛分输送机的激振器参数确定，当系统处于相对于ω₀的亚共振状态下，各激振器之间的稳定相位差为0，可将该设备的工作点选择在该区域内，并最终实现其工程应用价值。

技术领域

本发明属于大型设备筛分输送技术领域，主要应用振动同步理论，利用振动系统不同共振类型的振动状态对物料进行筛分输送的大型设备的开发研制，并最终实现其工程应用价值。

背景技术

在振动筛分输送领域，很多设备已经应用到工程实际中，而本专利提出一种新的振动筛分输送设备模型。以双质体四机驱动动力学模型为研究对象，应用平均法和哈密顿最小作用量的原理，分别得到四激振器最终实现同步的同步性判据，分析了系统实现同步的耦合机理，定义了同步性和稳定性能力系数，数值方面，给出了两质体相对运动的幅-频曲线关系、系统同步能力系数曲线、无量纲耦合力矩最大值及稳定性系数，界定出系统不同共振区间下的三类相位关系：激振器间、质体间以及质体与激振器间的相位关系。而三类相位关系就是机械设备最终功能的体现。仿真方面，验证了数值结论的正确性。可根据双质体四机驱动振动同步理论为新型、长距离、大输送量的振动筛分输送设备的研制开发提供理论指导。

发明内容

发明目的：针对目前振动筛分输送设备的短距离、小型化、耗能等弊端，本发明提出了亚共振双质体四机驱动振动筛的设计方法，理论上论述了该动力学模型的同步性条件及同步状态下的稳定性判据，并通过仿真分析验证数值分析的正确性，最终确定了亚共振区为系统的合理工作点，以实现两激振器正向叠加，进而，为新型、长距离、大输送量的振动输送机的研制开发提供理论指导。

本发明是通过以下技术方案实现的，将该振动筛分输送机转化成动力学模型为：包括两个质体、四个激振器及两组弹簧，上下两部分分别称为主振系统和隔振系统；

主振系统上分别刚性连接四个激振器，分别记为左右两组，每组激振器均沿着弹簧对称分布于质体m₁上下两侧，相互对称的一组激振器转向相反；质体 m₁通过一组弹簧k₁将其与质体m₂连接，并在两个质体之间垂直于弹簧伸缩的方向上设置导向板，使系统只有沿x方向一个自由度；

隔振系统质体m₂上方连接于质体m₁，下方通过弹簧k₂和导向板固连于基础上；所述的激振器和振动系统的参数确定方法，包括如下步骤：

步骤1,动力模型的建立

振动筛分输送机动力学模型见图1,分别以质体1和质体2的质心为原点建立两个坐标系O₁-x₁、O₂-x₂。

在广义坐标系o-x，根据系统的动能T，势能V以及能量函数，得出两质体在x方向上的运动微分方程如下

其中