[发明专利]一种四机驱动双质体振动冲击破碎机及其参数确定方法

说明书

本发明专利属于振动破碎技术领域，一种四机驱动双质体振动冲击破碎机的参数确定方法，该破碎机的动力学模型包括两个质体、四个激振器及两组弹簧，两质体间、质体与基座间分别装有橡胶垫，质体1通过弹簧1与质体2连接，同时，质体2通过弹簧2连接在地基上；激振器1与激振器2对称设置于同一质体上，激振器3与激振器4对称设置于另一质体上；激振器1与激振器4同向回转，激振器2与激振器3同向回转，在同一质体上的两个激振器反向运动；整个系统只在x方向上产生位移；主要应用振动同步理论，获得该系统的同步性及稳定性判据，得出了该模型的合理工作点，并为工程中实际振动系统的振动同步问题提出了理论依据，并最终实现其工程应用价值。

技术领域

本发明属于振动破碎装置技术领域，涉及一种基于四机驱动双质体振动冲击破碎机及其参数确定方法。

背景技术

在振动破碎领域，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冲击破碎设备模型。其自动化程度高，拥有较高的破碎效率，经济性能有所提高。本专利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及稳定性系数，界定出系统处于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。通过对仿真区域进行特性分析，选择适合工程实际的稳定区域，这样可根据双质体四机驱动振动同步理论为新型、高效率、大破碎量的振动冲击破碎设备的研制开发提供理论指导。普通的振动破碎机有如下问题：

1.单个激振器，或者双激振器驱动设备工作时，要求较大功率的激振器，使得激振器自身体积增大，从而对激振器的技术要求提高，成本大幅提高。

2.单一质体或单、双激振器，相对于双质体四机驱动来说能量利用率低，不符合国家节能减排的要求。

随着振动理论的不断完善，需要依照先进的振动原理设计一款性能完善，符合要求的振动冲击破碎机，使其既提升生产率又提高能源的利用率，并且实现自动化。

发明内容

发明目的：针对目前振动破碎设备存在的使用大功率激振器、破碎率低、耗能等弊端，本发明提出了双质体四机驱动振动冲击破碎机的设计方法，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，最终确定了系统的合理工作区域，以实现运动类型为线性往复运动，进而，为新型、破碎率高、破碎量大的振动冲击破碎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：

一种四机驱动双质体振动冲击破碎机的参数确定方法，该破碎机的动力学模型包括：两个质体、四个激振器及两组弹簧，两质体间、质体与基座间分别装有橡胶垫，质体1通过弹簧1与质体2连接，同时，质体2通过弹簧2连接在地基上；激振器1与激振器2对称设置于同一质体上，激振器3与激振器4对称设置于另一质体上；激振器1与激振器4同向回转，激振器2与激振器3同向回转，在同一质体上的两个激振器反向运动；整个系统只在x方向上产生位移；所述激振器的参数确定方法，包括如下步骤：

步骤1,动力模型的建立

振动系统动力学模型如图1所示，安装在电机上的四个不平衡转子的转角分别为两个质体的运动方向被限制在x方向，并分别用x₁和x₂表示，基于拉格朗日方程振动系统的运动微分方程如下：

其中