[发明专利]一种多机驱动高频振动磨机的参数确定方法

摘要

本发明公开了一种多机驱动高频振动磨机的参数确定方法，该装置包括：2N个激振器，质体1和质体2、弹簧A与弹簧B；其中质体1和质体2皆为中心对称又为轴对称结构，质体1位于质体2的中心空间，通过弹簧A与质体2的内壁连接；质体2的轴对称边缘通过弹簧B与地基相连；2n个激振器设置于质体2中，同侧的N个激振器的旋转中心共轴，每个激振器中的偏心转子由各自的感应电动机驱动，分别绕着旋转轴线中心旋转，旋转都是逆时针方向且转速相同，利用振动自同步原理，通过建立动力学模型和运动微分方程、求出系统响应、质体相对运动、推导同步性条件和稳定性条件。提高了振动球磨机的工作效率，减少了成本的输出，进而满足了大型企业的需求。

主权项

1.一种多机驱动高频振动磨机装置的参数确定方法，其特征在于，将该振动磨机转化为动力学模型为：包括2n个激振器，n为大于1的整数，质体1和质体2、弹簧A与弹簧B；其中质体1和质体2皆既为中心对称又为轴对称结构，质体1位于质体2的中心空间，通过弹簧A与质体2的内壁连接；质体2的轴对称边缘通过弹簧B与地基相连；2n个激振器沿对称轴方向对称的设置于质体2中，同侧的n个激振器的旋转中心共轴，每个激振器中各有一偏心转子，偏心转子由各自的感应电动机驱动，分别绕着旋转中心轴旋转，旋转都是逆时针方向且转速相同，自同步振动磨机工作；两个激振器的参数确定方法，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：2n个激振器分别绕着旋转中心轴o₁,o₂旋转；当系统处于静止状态时，旋转中心轴是共轴线的；分别是多个偏心转子的旋转角；根据这个模型，这两个质体分别具有3个自由度；质体1的自由度由x₁,y₁,ψ₁表示，质体2的自由度由x₂,y₂,ψ₂表示；根据拉格朗日方程，推出系统的运动微分方程其中：n＝1，2，…；M₁＝m₁；M＝M₁+M₂；m_0i＝η_im₀；J_di＝m_0ir²，i＝1，2；J₁＝J_m1；J＝J₁‑J₂；步骤2，求出振动系统的响应偏心转子之间的平均相位及相位差关系如下：当振动系统稳定运转时，偏心转子的角速度稳定为一个常数，其表达式如下：根据偏心转子之间的相位关系，求得各个偏心转子之间的相位如下：通过传递函数法易求得质体的响应如下：其中：c₁＝k₁，d₁＝f₀₁ω_m0，c₂＝k_ψ1，d₂＝f_ψ12ω_m0，f₂＝f_ψ1ω_m0步骤3，两质体之间的相对运动当振动系统稳定运转时，质体的位移满足如下关系：系统的运动微分方程如下表示：其中，M′₁＝M₁，J′₁＝J₁，根据系统的相对运动方程，求得振动系统的相对运动固有频率以及相对运动位移响应，其表达式如下：其中：步骤4，推导同步性条件得到两个质体的耦合矩阵和特征方程：其中M为惯性耦合矩阵，K为刚度耦合矩阵，Δ(ω²)为特征值方程；令特征值方程等于0时，即Δ(ω²)＝0，求得振动系统在x、y、ψ方向上的四个固有频率，其表达式如下：ω′_inv是两质体在x和y方向上反相位相对运动的固有频率，ω′_sa则是两质体在x和y方向上同相位相对运动的固有频率，ω'_ψinv是两质体在ψ方向上反相位相对运动的固有频率，ω'_ψsa是两质体在ψ方向上同相位相对运动的固有频率；得到感应电动机的平衡方程如下：在积分过程中，由于2α_i在稳定状态下变化很小，为慢变参数，取其积分中值代替2α_i；将式(24)中的各式相减，得到各感应电动机之间的输出电磁力矩之差ΔT_0ij，其表达式如下：由于满足约束函数：故而有则式(28)描述为：任意两感应电动机的无量纲输出电磁力矩之差小于或等于其无量纲耦合力矩的最大值；步骤5，推导稳定性条件振动系统的动能T和势能V如下：振动系统的单周期内平均Hamilton作用量：I的Hesse矩阵H如下：其中：I的Hesse矩阵H在稳定相位差解的邻域内正定，即：H₁＞0,H₂＞0,…,H_2n‑1＞0      (33)其中：定义H_1i(i＝1,2,…,2n‑1)为系统的同步稳定性能力系数，其表达式如下：其中H_1i越大，振动系统的同步稳定性能力越强，系统越稳定。