[发明专利]一种三机驱动亚共振自同步振动输送机装置的参数确定方法

摘要

本发明公开了一种三机驱动亚共振自同步振动输送机装置的参数确定方法，装置的质体通过弹簧和导向杆与基础相连；三个激振器固定在质体上，三个不平衡转子分别由感应电动机驱动，旋转方向皆为逆时针方向；三个不平衡转子分别绕旋转轴的三个中心点旋转，旋转中心点共线；另外，振动弹簧伸缩方向与装置的运动方向平行，同时与导向杆垂直；利用振动自同步原理，通过建立动力学模型和系统微分方程、推导同步性条件和稳定性条件。并做了数值分析和仿真模拟。证明了在振动机械的设计过程中，其工作点只有选择在亚共振区域，并且当三个不平衡转子一样时，其工作效率最好。本发明采用三机自同步驱动，结构简单，稳定性强，既能提高生产效率又能节约能源。

主权项

1.一种三机驱动亚共振自同步振动输送机装置的参数确定方法，其特征在于，该装置的动力学模型包括：激振器、不平衡转子、质体、支撑装置；支撑装置包括弹簧和导向杆；质体通过弹簧和导向杆与地基相连；三个激振器固定在质体上，三个不平衡转子分别由感应电动机驱动，并且旋转方向皆为逆时针方向旋转；三个不平衡转子分别绕旋转轴的三个中心点旋转，并且三个旋转中心点共线；另外，振动弹簧伸缩方向与装置的运动方向平行，同时与导向杆垂直；所述的三机驱动亚共振自同步振动输送机装置的参数确定方法，包括如下步骤：步骤1，建立动力学模型和系统运动微分方程建立坐标系，基于拉格朗日方程，推到出系统运动的微分方程为：其中M＝m+m₁+m₂+m₃；J_oi＝m_ir_i²；r₁＝r₂＝r₃＝r步骤2，推导同步性条件据动力学模型，假定三个转子质量：m₁＝η₁m₀；m₂＝η₂m₀；m₃＝η₃m₀(其中质量比η₁＝1)；三个转子的相位关系满足其中2α₁，2α₂分别为转子1、2和转子2、3之间的相位差，为三个转子的平均相位；得系统的响应方程：通过传递函数法求解式(4)，得系统响应：其中得三电机的平衡方程如下：其中式中，为标准激励的动能，为电机的输出电磁力矩；三个激励器的同步判据为：式(11)和(12)描述为：任意两个电机的无量纲残余力矩之差的绝对值小于或等于其无量纲耦合力矩的最大值；步骤3，推导稳定性条件令Δν_i＝ν_i‑ν_i0，将(Δν_i)'关于线性化得其中为稳定时相位差积分中值，(·)₀表示时Δα＝{Δα₁ Δα₂}^T的值；其中D＝(d_ij)_2×2，且有得D的特征多项式为λ²‑(d₁₁+d₂₂)λ+(d₁₁d₂₂‑d₁₂d₂₁)＝0                 (21)当且仅当所有λ的值具有负实部时，式(21)的解稳定；根据Routh判据，D的所有特征值全部具有负实部的条件为‑(d₁₁+d₂₂)>0                   (22)d₁₁d₂₂‑d₁₂d₂₁>0                 (23)式(22)和(23)即为振动系统同步状态下的稳定性判据。