【技术实现步骤摘要】
一种内驱式自同步振动机及参数确定方法
[0001]本专利技术涉及振动装置
，尤其涉及一种内驱式自同步振动机及参数确定方法
。
技术介绍
[0002]振动技术在实际工程中有很多的用途，其中例如工程振动破碎筛分技术作为工业中重要的技术手段，渗透到非金属矿物
、
化工原料
、
基因工程
、
新型药品和高级陶瓷等多个领域，其产品性能须满足这些行业的不同需求
。
传统破碎筛分设备的驱动装置
(CN 216987799 U)
通常是激振器和柔性联轴节配合传动，装有待磨物料和介质的筒体在周期性转动过程中使物料受振动冲击作用，完成球磨
、
破碎或筛分工艺
。
其缺点如下：
[0003]1.
钢材
、
合成橡胶
、
大功率电机
、
齿轮传动部件
、
轴承和磨筒等都是破磨机械设备生产制造的重要材料和关键部件，而且其柔性联轴节和偏心轴等导致设备体积过大，在面对大型化破碎粉磨筛分生产时，会加重设备的质量和投资成本
。
[0004]2.
传统的破碎筛分等设备在驱动方式上存在局限性，只能通过改变单一电机的种类增加转速
。
[0005]3.
由于振动频率与幅值的限制，会导致粉磨产品颗粒不均匀或筛分效率不高，难以满足工程需求
。
[0006]所以，设计一种高效
、
结...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种内驱式自同步振动机，其特征在于，该内驱式自同步振动机包括：两个激振器
、
三个质体和弹簧；三个质体分别是两个内质体
(5)
和一个外质体
(6)
；外质体
(6)
通过对称分布的隔振弹簧
(2)
与地基相连；每个内质体
(5)
分别通过两组主振弹簧
(1)
对称安装在外质体
(6)
内部；内质体
(5)
上分别安装一激振器，两激振器的轴心分别与所安装的内质体
(5)
质心重合，每个激振器中各有一偏心转子；所述偏心转子由感应电机驱动，分别绕着各自的旋转轴线中心旋转，两激振器旋转方向相同
。2.
根据权利要求1所述的内驱式自同步振动机，其特征在于，所述激振器的工作频率位于
ω
n2
的亚共振区域内
。3.
一种如权利要求1或2所述的内驱式自同步振动机参数确定方法，其特征在于，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；设定固定坐标
Oxy
，两个激振器分别为第一激振器
(3)
和第二激振器
(4)
；第一激振器
(3)
和第二激振器
(4)
的旋转中心分别为
o1和
o2，第一激振器
(3)
和第二激振器
(4)
对应相位分别表示为和整个内驱式自同步振动机系统有三个自由度，分为
x
方向的振动
、y
方向的振动
、
绕内质体和外质体各自质心的摆动
ψ
；选定
x
，
y
，
ψ
，为广义坐标，基于
Lagrange
方程，内驱式自同步振动机系统的运动微分方程推导如下：其中，
x1、x2、x3分别为内驱式自同步振动机系统启动后，两内质体和外质体各自的质心离开其平衡位置的水平方向位移，
y1、y2、y3分别为内驱式自同步振动机系统启动后，两内质体和外质体各自的质心离开其平衡位置的竖直方向位移；
M1＝
m1+m
01
,M2＝
m2+m
02
,M3＝
m3,J1＝
J
m1
+m
01
(r2+l
12
),J2＝
J
m2
+m
02
(r2+l
12
)
式中；
m
0i
为激振器
i
的偏心转子质量，
i
＝
1,2
；
m
s
为质体质量，
s
＝
1,2,3
；
J
为整个系统的转动惯量；
J
md
为质体的转动惯量，
d
＝
1,2,3
；
J
i
为激振器
i
的转动惯量，
i
＝
1,2
；
l1为激振器
i
回转轴心
o
i
至外质体中心
O
的距离，
i
＝
1,2
；
l
e
为系统当量回转半径；
r
i
为激振器
i
的偏心距，
i
＝
1,2
；
g
为重力加速度；
f
p
为感应电机
p
的轴阻尼系数，
p
＝
1,2
；
T
ep
为感应电机
p
的电磁输出转矩，
p
＝
1,2
；
k
x
,k
y
,k
ψ
为内驱式自同步振动机系统在
x,y
和
ψ
方向上的弹簧刚度；
f
x
,f
y
,f
ψ
为内驱式自同步振动机系统在
x,y
和
ψ
方向上的阻尼系数；为时间一阶导数；为时间二阶导数；步骤2，系统的位移响应分析；步骤3，确定同步性和稳定性条件；根据各步骤所确定参数最终确定符合要求的内驱式自同步振动机系统
。4.
根据权利要求3所述的内驱式自同步振动机参数确定方法，其特征在于，所述步骤2具体为；将两激振器相位以其平均值和差值2α
表示，式中，和内驱式自同步振动机系统黏性阻尼系数的平方为0时，该系统固有频率在有阻尼和无阻尼的条件下数值相等；因此，该内驱式自同步振动机系统自由振动特征方程为：其中，
M
＝
diag(M1,M2,M3,M1,M2,M3,J1,J2,J3)
ω
n
为系统的固有频率；设定
m
01
＝
m
02
、M1＝
M2、k1＝
k2和外质体
(6)
与地基础间的隔振弹簧
(2)
刚度
k3和
k
ψ3为0，得到内驱式自同步振动机系统的固有频率为：
当内驱式自同步振动机系统电机间维持特定相位关系稳定运转后，电机的转速为一恒定值，不考虑偏心转子角加速度的影响，以传递函数法求解式
(1)
前9个方程，得到响应为：到响应为：到响应为：到响应为：到响应为：到响应为：到响应为：到响应为：到响应为：其中，其中，其中，其中，其中，其中，其中，
将公式
(5)
‑
(13)
各个自由度同频率的三个响应叠加后得到：其中，其中，其中，其中，其中，其中，
A1＝
r[F2sin(
α
+
γ2)
‑
F1sin(
α
‑
γ1)]B1＝
r[F1cos(
α
‑
γ1)+F2cos(
α
+
γ2)]A2＝
r[F1sin(
α
+
γ1)
‑
F2sin(
α
‑
γ2)]B2＝
r[F2cos(
α
‑
γ2)+F1cos(
α
+
γ1)]A3＝
r[F3sin(
α
+
γ3)
‑
...
【专利技术属性】
技术研发人员：张学良，李子谦，张家鑫，张振彪，程壮壮，施旭，于沃功，闻邦椿，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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