李景慧

摘 要 慣性圓錐破碎機(jī)的表現(xiàn)出的優(yōu)異性能，使其在有色金屬領(lǐng)域中受到了人們的關(guān)注并被廣泛的應(yīng)用。慣性圓錐破碎機(jī)自投入起來(lái)，其良好的應(yīng)用效果使其成為金屬礦破碎加工中的重要設(shè)備，使生產(chǎn)產(chǎn)量得以明顯的提高。慣性圓錐破碎機(jī)的振動(dòng)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是二自由度非線性振動(dòng)。文章從慣性圓錐破碎機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理出發(fā)，通過(guò)對(duì)其振動(dòng)特性的分析，建立其動(dòng)力學(xué)模型，分析慣性圓錐破碎機(jī)的振動(dòng)影響因素，旨在提高生產(chǎn)效率，以獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞 慣性圓錐破碎機(jī)；非線性振動(dòng)；動(dòng)力學(xué)模型

中圖分類號(hào)：TF351 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）06-0035-01

慣性圓錐破碎機(jī)在金屬領(lǐng)域應(yīng)用以來(lái)，表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，能夠滿足多種金屬礦石的工藝需要，這充分說(shuō)明其具有優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和動(dòng)力性能，這也使其在金屬領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注，并得以大范圍的推廣使用。如今，慣性圓錐破碎機(jī)已經(jīng)成為有色金屬領(lǐng)域中最主要的機(jī)械設(shè)備，為金屬礦的破碎加工發(fā)揮了重要的作用。慣性圓錐破碎機(jī)改變了傳統(tǒng)的三段破碎工藝，全新的兩段破碎工藝取得了良好的破碎效果，使磨機(jī)的產(chǎn)量得到了顯著的提高，獲得了更高的經(jīng)濟(jì)效益。

1 慣性圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理

慣性圓錐破碎機(jī)有兩個(gè)破碎錐，分別為動(dòng)錐和定錐，位于內(nèi)外兩側(cè)，椎體有襯板嵌置，兩個(gè)襯板間為破碎腔。在內(nèi)側(cè)的動(dòng)錐軸上裝置不平衡激振器。不平衡激振器旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的慣性力帶動(dòng)動(dòng)錐繞球心無(wú)間隙的旋擺滾動(dòng)。

圖1 慣性圓錐破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖

慣性圓錐破碎機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，破碎腔內(nèi)的物料受到的阻力是不均衡的，則動(dòng)錐的振幅是有變化的，如果機(jī)器中有特別堅(jiān)硬物體不能被破碎，不能破碎的物料成為不平衡體，隨著不平衡體的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得位于破碎機(jī)內(nèi)部動(dòng)錐的振動(dòng)被迫暫停，但是慣性圓錐破碎機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)因?yàn)槭艿奖Ｗo(hù)而不被損壞。慣性圓錐破碎機(jī)破碎力不受物料的影響，其破碎力是轉(zhuǎn)動(dòng)的不平衡體加上動(dòng)錐轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力組成的，因此破碎力是固定的。慣性圓錐破碎力的動(dòng)力系統(tǒng)包含10個(gè)自由度，在通常情況下，破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)可使用微分方程系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行描述。在慣性圓錐破碎機(jī)中，當(dāng)破碎腔中的物料充滿率發(fā)生改變時(shí)，其所具有的破碎力是固定不變，破碎力是能夠依靠對(duì)不平衡體的靜力矩的調(diào)節(jié)來(lái)進(jìn)行調(diào)整的，調(diào)整幅度可根據(jù)物料的特點(diǎn)進(jìn)行選擇，以保持固定的不變。在破碎過(guò)程中，可以說(shuō)破碎錐的每一次的擺動(dòng)都同時(shí)帶來(lái)百次以上的振動(dòng)，這是因?yàn)槠洳痪鶆虻臐L動(dòng)導(dǎo)致的，其附加脈沖力使破碎力度加大，從而達(dá)到更好的破碎效果。

2 慣性圓錐破碎機(jī)的振動(dòng)分析

慣性圓錐破碎機(jī)的組成主要分為動(dòng)力、傳動(dòng)、工作三個(gè)部分，在其工作的過(guò)程中，產(chǎn)生復(fù)雜的振動(dòng)，不僅兩個(gè)笛卡爾坐標(biāo)軸產(chǎn)生微幅的高頻率的振動(dòng)，同時(shí)還有平面內(nèi)的圓振動(dòng)存在，而水平面內(nèi)的圓振動(dòng)則是慣性圓錐破碎機(jī)的主要振動(dòng)形式，因此，慣性圓錐破碎機(jī)的振動(dòng)實(shí)際上是二自由度非線性振動(dòng)。

2.1 滯回力分析

慣性圓錐破碎機(jī)的每一次運(yùn)動(dòng)循環(huán)其所帶有的滯回力都是呈現(xiàn)出對(duì)稱的關(guān)系，這和其本身的結(jié)構(gòu)的特性有直接關(guān)系。它的函數(shù)性質(zhì)為奇函數(shù)，其對(duì)稱點(diǎn)為原點(diǎn)，特性為分段線性。如果物料在破碎腔中過(guò)于松散，并且超過(guò)了動(dòng)錐的間隙，這時(shí)候動(dòng)錐對(duì)物料產(chǎn)生正向加載的作用力，物料應(yīng)力的逐漸增加產(chǎn)生彈性變形。在動(dòng)錐的位移達(dá)到最高點(diǎn)的時(shí)候，破碎系統(tǒng)表現(xiàn)為正向卸載，隨著離物料距離的越來(lái)越遠(yuǎn)，滯回力逐漸減小直至消失。因?yàn)槠扑闄C(jī)的工作過(guò)程是呈對(duì)稱性的循環(huán)工作，所以當(dāng)其在進(jìn)行反向的加載以及反向的卸載時(shí)，破碎系統(tǒng)的運(yùn)行情況類似似于正向加載和卸載。

2.2 動(dòng)力學(xué)模型的建立

慣性圓錐破碎機(jī)以圓振動(dòng)為主振動(dòng)方式，其運(yùn)動(dòng)的模式也是由兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部分組成，一是相對(duì)運(yùn)動(dòng)，二是牽連運(yùn)動(dòng)，具體運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)參見圖2所示。

圖2 物料參振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

運(yùn)動(dòng)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)指的是位于內(nèi)側(cè)的動(dòng)錐相對(duì)于位于外側(cè)的定錐的運(yùn)動(dòng)，牽連運(yùn)動(dòng)指的是在上設(shè)定支承球面的中心位置，由破碎機(jī)機(jī)體的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)下使其運(yùn)動(dòng)，所以牽連運(yùn)動(dòng)也可以說(shuō)是在x軸方向上的運(yùn)動(dòng)。假設(shè)以質(zhì)體的絕對(duì)位移和質(zhì)體的絕對(duì)位移作為廣義坐標(biāo)，那么可建立破碎機(jī)體系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)微分方程：

（1）

方程式（1）中，和分別代表的是動(dòng)錐的總質(zhì)量和機(jī)體整體的質(zhì)量；和分別代表動(dòng)錐的粘滯阻尼和機(jī)體的粘滯阻尼；代表彈簧剛度；表示偏心塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中因?yàn)榛剞D(zhuǎn)慣性力；表示回轉(zhuǎn)角速度；表示滯回力。對(duì)此方程式根據(jù)已知數(shù)據(jù)和參數(shù)代入計(jì)算慣性圓錐破碎機(jī)振動(dòng)頻率。

3 結(jié)論

慣性圓錐破碎機(jī)得滯回力是對(duì)稱的，其對(duì)稱點(diǎn)為原點(diǎn)，以動(dòng)錐的速度和位移作為已知條件進(jìn)行滯回力方程式的建立。通過(guò)對(duì)動(dòng)力學(xué)模型的分析和對(duì)動(dòng)力學(xué)方程式的求解計(jì)算結(jié)果可知慣性圓錐破碎機(jī)的機(jī)體振動(dòng)頻率受多方面的影響，其中不僅包括機(jī)體本身的質(zhì)量、不平衡激振器的運(yùn)動(dòng)頻率、彈簧的剛度等因素的影響，還包括物料參數(shù)對(duì)其的影響。這些因素不僅影響著破碎機(jī)得振動(dòng)頻率，也影響著破碎機(jī)振動(dòng)的幅度，從而影響著破碎機(jī)的工作效率。在實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行中，使用慣性圓錐破碎機(jī)時(shí)可根據(jù)要破碎的物料特點(diǎn)選擇剛度合適的彈簧，并設(shè)定合適的激振頻率，這對(duì)于提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率具有促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]陳幫.慣性圓錐破碎機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)和振動(dòng)分析.2012.

[2]聞邦椿，李以農(nóng).非線性振動(dòng)理論中的解析方法及工程應(yīng)用[M].沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2011.endprint

摘 要 慣性圓錐破碎機(jī)的表現(xiàn)出的優(yōu)異性能，使其在有色金屬領(lǐng)域中受到了人們的關(guān)注并被廣泛的應(yīng)用。慣性圓錐破碎機(jī)自投入起來(lái)，其良好的應(yīng)用效果使其成為金屬礦破碎加工中的重要設(shè)備，使生產(chǎn)產(chǎn)量得以明顯的提高。慣性圓錐破碎機(jī)的振動(dòng)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是二自由度非線性振動(dòng)。文章從慣性圓錐破碎機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理出發(fā)，通過(guò)對(duì)其振動(dòng)特性的分析，建立其動(dòng)力學(xué)模型，分析慣性圓錐破碎機(jī)的振動(dòng)影響因素，旨在提高生產(chǎn)效率，以獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞 慣性圓錐破碎機(jī)；非線性振動(dòng)；動(dòng)力學(xué)模型

中圖分類號(hào)：TF351 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）06-0035-01

慣性圓錐破碎機(jī)在金屬領(lǐng)域應(yīng)用以來(lái)，表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，能夠滿足多種金屬礦石的工藝需要，這充分說(shuō)明其具有優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和動(dòng)力性能，這也使其在金屬領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注，并得以大范圍的推廣使用。如今，慣性圓錐破碎機(jī)已經(jīng)成為有色金屬領(lǐng)域中最主要的機(jī)械設(shè)備，為金屬礦的破碎加工發(fā)揮了重要的作用。慣性圓錐破碎機(jī)改變了傳統(tǒng)的三段破碎工藝，全新的兩段破碎工藝取得了良好的破碎效果，使磨機(jī)的產(chǎn)量得到了顯著的提高，獲得了更高的經(jīng)濟(jì)效益。

1 慣性圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理

慣性圓錐破碎機(jī)有兩個(gè)破碎錐，分別為動(dòng)錐和定錐，位于內(nèi)外兩側(cè)，椎體有襯板嵌置，兩個(gè)襯板間為破碎腔。在內(nèi)側(cè)的動(dòng)錐軸上裝置不平衡激振器。不平衡激振器旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的慣性力帶動(dòng)動(dòng)錐繞球心無(wú)間隙的旋擺滾動(dòng)。

圖1 慣性圓錐破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖

慣性圓錐破碎機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，破碎腔內(nèi)的物料受到的阻力是不均衡的，則動(dòng)錐的振幅是有變化的，如果機(jī)器中有特別堅(jiān)硬物體不能被破碎，不能破碎的物料成為不平衡體，隨著不平衡體的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得位于破碎機(jī)內(nèi)部動(dòng)錐的振動(dòng)被迫暫停，但是慣性圓錐破碎機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)因?yàn)槭艿奖Ｗo(hù)而不被損壞。慣性圓錐破碎機(jī)破碎力不受物料的影響，其破碎力是轉(zhuǎn)動(dòng)的不平衡體加上動(dòng)錐轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力組成的，因此破碎力是固定的。慣性圓錐破碎力的動(dòng)力系統(tǒng)包含10個(gè)自由度，在通常情況下，破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)可使用微分方程系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行描述。在慣性圓錐破碎機(jī)中，當(dāng)破碎腔中的物料充滿率發(fā)生改變時(shí)，其所具有的破碎力是固定不變，破碎力是能夠依靠對(duì)不平衡體的靜力矩的調(diào)節(jié)來(lái)進(jìn)行調(diào)整的，調(diào)整幅度可根據(jù)物料的特點(diǎn)進(jìn)行選擇，以保持固定的不變。在破碎過(guò)程中，可以說(shuō)破碎錐的每一次的擺動(dòng)都同時(shí)帶來(lái)百次以上的振動(dòng)，這是因?yàn)槠洳痪鶆虻臐L動(dòng)導(dǎo)致的，其附加脈沖力使破碎力度加大，從而達(dá)到更好的破碎效果。

2 慣性圓錐破碎機(jī)的振動(dòng)分析

慣性圓錐破碎機(jī)的組成主要分為動(dòng)力、傳動(dòng)、工作三個(gè)部分，在其工作的過(guò)程中，產(chǎn)生復(fù)雜的振動(dòng)，不僅兩個(gè)笛卡爾坐標(biāo)軸產(chǎn)生微幅的高頻率的振動(dòng)，同時(shí)還有平面內(nèi)的圓振動(dòng)存在，而水平面內(nèi)的圓振動(dòng)則是慣性圓錐破碎機(jī)的主要振動(dòng)形式，因此，慣性圓錐破碎機(jī)的振動(dòng)實(shí)際上是二自由度非線性振動(dòng)。

2.1 滯回力分析

慣性圓錐破碎機(jī)的每一次運(yùn)動(dòng)循環(huán)其所帶有的滯回力都是呈現(xiàn)出對(duì)稱的關(guān)系，這和其本身的結(jié)構(gòu)的特性有直接關(guān)系。它的函數(shù)性質(zhì)為奇函數(shù)，其對(duì)稱點(diǎn)為原點(diǎn)，特性為分段線性。如果物料在破碎腔中過(guò)于松散，并且超過(guò)了動(dòng)錐的間隙，這時(shí)候動(dòng)錐對(duì)物料產(chǎn)生正向加載的作用力，物料應(yīng)力的逐漸增加產(chǎn)生彈性變形。在動(dòng)錐的位移達(dá)到最高點(diǎn)的時(shí)候，破碎系統(tǒng)表現(xiàn)為正向卸載，隨著離物料距離的越來(lái)越遠(yuǎn)，滯回力逐漸減小直至消失。因?yàn)槠扑闄C(jī)的工作過(guò)程是呈對(duì)稱性的循環(huán)工作，所以當(dāng)其在進(jìn)行反向的加載以及反向的卸載時(shí)，破碎系統(tǒng)的運(yùn)行情況類似似于正向加載和卸載。

2.2 動(dòng)力學(xué)模型的建立

慣性圓錐破碎機(jī)以圓振動(dòng)為主振動(dòng)方式，其運(yùn)動(dòng)的模式也是由兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部分組成，一是相對(duì)運(yùn)動(dòng)，二是牽連運(yùn)動(dòng)，具體運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)參見圖2所示。

圖2 物料參振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

運(yùn)動(dòng)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)指的是位于內(nèi)側(cè)的動(dòng)錐相對(duì)于位于外側(cè)的定錐的運(yùn)動(dòng)，牽連運(yùn)動(dòng)指的是在上設(shè)定支承球面的中心位置，由破碎機(jī)機(jī)體的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)下使其運(yùn)動(dòng)，所以牽連運(yùn)動(dòng)也可以說(shuō)是在x軸方向上的運(yùn)動(dòng)。假設(shè)以質(zhì)體的絕對(duì)位移和質(zhì)體的絕對(duì)位移作為廣義坐標(biāo)，那么可建立破碎機(jī)體系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)微分方程：

（1）

方程式（1）中，和分別代表的是動(dòng)錐的總質(zhì)量和機(jī)體整體的質(zhì)量；和分別代表動(dòng)錐的粘滯阻尼和機(jī)體的粘滯阻尼；代表彈簧剛度；表示偏心塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中因?yàn)榛剞D(zhuǎn)慣性力；表示回轉(zhuǎn)角速度；表示滯回力。對(duì)此方程式根據(jù)已知數(shù)據(jù)和參數(shù)代入計(jì)算慣性圓錐破碎機(jī)振動(dòng)頻率。

3 結(jié)論

慣性圓錐破碎機(jī)得滯回力是對(duì)稱的，其對(duì)稱點(diǎn)為原點(diǎn)，以動(dòng)錐的速度和位移作為已知條件進(jìn)行滯回力方程式的建立。通過(guò)對(duì)動(dòng)力學(xué)模型的分析和對(duì)動(dòng)力學(xué)方程式的求解計(jì)算結(jié)果可知慣性圓錐破碎機(jī)的機(jī)體振動(dòng)頻率受多方面的影響，其中不僅包括機(jī)體本身的質(zhì)量、不平衡激振器的運(yùn)動(dòng)頻率、彈簧的剛度等因素的影響，還包括物料參數(shù)對(duì)其的影響。這些因素不僅影響著破碎機(jī)得振動(dòng)頻率，也影響著破碎機(jī)振動(dòng)的幅度，從而影響著破碎機(jī)的工作效率。在實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行中，使用慣性圓錐破碎機(jī)時(shí)可根據(jù)要破碎的物料特點(diǎn)選擇剛度合適的彈簧，并設(shè)定合適的激振頻率，這對(duì)于提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率具有促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]陳幫.慣性圓錐破碎機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)和振動(dòng)分析.2012.

[2]聞邦椿，李以農(nóng).非線性振動(dòng)理論中的解析方法及工程應(yīng)用[M].沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2011.endprint

摘 要 慣性圓錐破碎機(jī)的表現(xiàn)出的優(yōu)異性能，使其在有色金屬領(lǐng)域中受到了人們的關(guān)注并被廣泛的應(yīng)用。慣性圓錐破碎機(jī)自投入起來(lái)，其良好的應(yīng)用效果使其成為金屬礦破碎加工中的重要設(shè)備，使生產(chǎn)產(chǎn)量得以明顯的提高。慣性圓錐破碎機(jī)的振動(dòng)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是二自由度非線性振動(dòng)。文章從慣性圓錐破碎機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理出發(fā)，通過(guò)對(duì)其振動(dòng)特性的分析，建立其動(dòng)力學(xué)模型，分析慣性圓錐破碎機(jī)的振動(dòng)影響因素，旨在提高生產(chǎn)效率，以獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞 慣性圓錐破碎機(jī)；非線性振動(dòng)；動(dòng)力學(xué)模型

中圖分類號(hào)：TF351 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）06-0035-01

慣性圓錐破碎機(jī)在金屬領(lǐng)域應(yīng)用以來(lái)，表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，能夠滿足多種金屬礦石的工藝需要，這充分說(shuō)明其具有優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和動(dòng)力性能，這也使其在金屬領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注，并得以大范圍的推廣使用。如今，慣性圓錐破碎機(jī)已經(jīng)成為有色金屬領(lǐng)域中最主要的機(jī)械設(shè)備，為金屬礦的破碎加工發(fā)揮了重要的作用。慣性圓錐破碎機(jī)改變了傳統(tǒng)的三段破碎工藝，全新的兩段破碎工藝取得了良好的破碎效果，使磨機(jī)的產(chǎn)量得到了顯著的提高，獲得了更高的經(jīng)濟(jì)效益。

1 慣性圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理

慣性圓錐破碎機(jī)有兩個(gè)破碎錐，分別為動(dòng)錐和定錐，位于內(nèi)外兩側(cè)，椎體有襯板嵌置，兩個(gè)襯板間為破碎腔。在內(nèi)側(cè)的動(dòng)錐軸上裝置不平衡激振器。不平衡激振器旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的慣性力帶動(dòng)動(dòng)錐繞球心無(wú)間隙的旋擺滾動(dòng)。

圖1 慣性圓錐破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖

慣性圓錐破碎機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，破碎腔內(nèi)的物料受到的阻力是不均衡的，則動(dòng)錐的振幅是有變化的，如果機(jī)器中有特別堅(jiān)硬物體不能被破碎，不能破碎的物料成為不平衡體，隨著不平衡體的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得位于破碎機(jī)內(nèi)部動(dòng)錐的振動(dòng)被迫暫停，但是慣性圓錐破碎機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)因?yàn)槭艿奖Ｗo(hù)而不被損壞。慣性圓錐破碎機(jī)破碎力不受物料的影響，其破碎力是轉(zhuǎn)動(dòng)的不平衡體加上動(dòng)錐轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力組成的，因此破碎力是固定的。慣性圓錐破碎力的動(dòng)力系統(tǒng)包含10個(gè)自由度，在通常情況下，破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)可使用微分方程系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行描述。在慣性圓錐破碎機(jī)中，當(dāng)破碎腔中的物料充滿率發(fā)生改變時(shí)，其所具有的破碎力是固定不變，破碎力是能夠依靠對(duì)不平衡體的靜力矩的調(diào)節(jié)來(lái)進(jìn)行調(diào)整的，調(diào)整幅度可根據(jù)物料的特點(diǎn)進(jìn)行選擇，以保持固定的不變。在破碎過(guò)程中，可以說(shuō)破碎錐的每一次的擺動(dòng)都同時(shí)帶來(lái)百次以上的振動(dòng)，這是因?yàn)槠洳痪鶆虻臐L動(dòng)導(dǎo)致的，其附加脈沖力使破碎力度加大，從而達(dá)到更好的破碎效果。

2 慣性圓錐破碎機(jī)的振動(dòng)分析

慣性圓錐破碎機(jī)的組成主要分為動(dòng)力、傳動(dòng)、工作三個(gè)部分，在其工作的過(guò)程中，產(chǎn)生復(fù)雜的振動(dòng)，不僅兩個(gè)笛卡爾坐標(biāo)軸產(chǎn)生微幅的高頻率的振動(dòng)，同時(shí)還有平面內(nèi)的圓振動(dòng)存在，而水平面內(nèi)的圓振動(dòng)則是慣性圓錐破碎機(jī)的主要振動(dòng)形式，因此，慣性圓錐破碎機(jī)的振動(dòng)實(shí)際上是二自由度非線性振動(dòng)。

2.1 滯回力分析

慣性圓錐破碎機(jī)的每一次運(yùn)動(dòng)循環(huán)其所帶有的滯回力都是呈現(xiàn)出對(duì)稱的關(guān)系，這和其本身的結(jié)構(gòu)的特性有直接關(guān)系。它的函數(shù)性質(zhì)為奇函數(shù)，其對(duì)稱點(diǎn)為原點(diǎn)，特性為分段線性。如果物料在破碎腔中過(guò)于松散，并且超過(guò)了動(dòng)錐的間隙，這時(shí)候動(dòng)錐對(duì)物料產(chǎn)生正向加載的作用力，物料應(yīng)力的逐漸增加產(chǎn)生彈性變形。在動(dòng)錐的位移達(dá)到最高點(diǎn)的時(shí)候，破碎系統(tǒng)表現(xiàn)為正向卸載，隨著離物料距離的越來(lái)越遠(yuǎn)，滯回力逐漸減小直至消失。因?yàn)槠扑闄C(jī)的工作過(guò)程是呈對(duì)稱性的循環(huán)工作，所以當(dāng)其在進(jìn)行反向的加載以及反向的卸載時(shí)，破碎系統(tǒng)的運(yùn)行情況類似似于正向加載和卸載。

2.2 動(dòng)力學(xué)模型的建立

慣性圓錐破碎機(jī)以圓振動(dòng)為主振動(dòng)方式，其運(yùn)動(dòng)的模式也是由兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部分組成，一是相對(duì)運(yùn)動(dòng)，二是牽連運(yùn)動(dòng)，具體運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)參見圖2所示。

圖2 物料參振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

運(yùn)動(dòng)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)指的是位于內(nèi)側(cè)的動(dòng)錐相對(duì)于位于外側(cè)的定錐的運(yùn)動(dòng)，牽連運(yùn)動(dòng)指的是在上設(shè)定支承球面的中心位置，由破碎機(jī)機(jī)體的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)下使其運(yùn)動(dòng)，所以牽連運(yùn)動(dòng)也可以說(shuō)是在x軸方向上的運(yùn)動(dòng)。假設(shè)以質(zhì)體的絕對(duì)位移和質(zhì)體的絕對(duì)位移作為廣義坐標(biāo)，那么可建立破碎機(jī)體系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)微分方程：

（1）

方程式（1）中，和分別代表的是動(dòng)錐的總質(zhì)量和機(jī)體整體的質(zhì)量；和分別代表動(dòng)錐的粘滯阻尼和機(jī)體的粘滯阻尼；代表彈簧剛度；表示偏心塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中因?yàn)榛剞D(zhuǎn)慣性力；表示回轉(zhuǎn)角速度；表示滯回力。對(duì)此方程式根據(jù)已知數(shù)據(jù)和參數(shù)代入計(jì)算慣性圓錐破碎機(jī)振動(dòng)頻率。

3 結(jié)論

慣性圓錐破碎機(jī)得滯回力是對(duì)稱的，其對(duì)稱點(diǎn)為原點(diǎn)，以動(dòng)錐的速度和位移作為已知條件進(jìn)行滯回力方程式的建立。通過(guò)對(duì)動(dòng)力學(xué)模型的分析和對(duì)動(dòng)力學(xué)方程式的求解計(jì)算結(jié)果可知慣性圓錐破碎機(jī)的機(jī)體振動(dòng)頻率受多方面的影響，其中不僅包括機(jī)體本身的質(zhì)量、不平衡激振器的運(yùn)動(dòng)頻率、彈簧的剛度等因素的影響，還包括物料參數(shù)對(duì)其的影響。這些因素不僅影響著破碎機(jī)得振動(dòng)頻率，也影響著破碎機(jī)振動(dòng)的幅度，從而影響著破碎機(jī)的工作效率。在實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行中，使用慣性圓錐破碎機(jī)時(shí)可根據(jù)要破碎的物料特點(diǎn)選擇剛度合適的彈簧，并設(shè)定合適的激振頻率，這對(duì)于提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率具有促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

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