[发明专利]一种四机驱动自同步振动给料机的结构参数确定方法

权利要求书

1.一种四机驱动自同步振动给料机的结构参数确定方法，包括物料箱、基础、隔振弹簧，其特征在于，该振动给料机还包括两个对称的辅助刚体单元，由于两辅助刚体单元与物料箱刚体铰接在一起，因此在x、y、z方向与物料箱刚体一起运动，且有绕其各自质心的转动，四个电机做不同运转，强迫整个给料机在水平方向做来回摆动，在竖直方向做垂直向上的空间复合运动以达到给料输送的目的，其中每个辅助刚体单元包括带座轴承、带座轴承底架、浮动轴、浮动限位弹簧、偏心块和一个辅助刚体，其中每个辅助刚体包括两个定轴同向旋转且旋转平面不共面的对称振动电机和一个振动电机座；其中，物料箱通过隔振弹簧与基础连接；每个辅助刚体单元中带座轴承底架安装在物料箱上，带座轴承固定于带座轴承底架上，浮动轴安装在带座轴承上，振动电机座固定在浮动轴上方，两个振动电机分别安装于振动电机座上方两侧，偏心块安装在振动电机的输出轴上，浮动限位弹簧安装在带座轴承底架和振动电机座之间；

所述两个辅助刚体单元中的带座轴承底架分别安装在物料箱底部同一水平面且以Z轴为对称轴的对称位置上；

包括如下步骤：

1)建立四机驱动自同步振动给料机的数学模型；

式中，

其中，振动给料机的结构参数为：

m——物料箱刚体质量：

m₁m₂——辅助刚体质量

m_ij(i,j＝1,2)——偏心转子ij的质量

δ——安装角

l₀₁l₀₂——同一辅助刚体上的电机中心点到辅助刚体旋转质心的距离分别

l₂——两辅助刚体的质心到连接线的中心距离

l₀——物料箱的质心到两辅助刚体的中心距离

R——物料箱的半径

r——偏心转子的半径

k_x,k_y,k_z——弹簧K在x，y，z轴方向的刚度

f_x,f_y,f_z——弹簧K在x，y，z轴方向的阻尼

k_x1,k_y1,k_z1——弹簧K1在x，y，z轴方向的刚度

f_x1,f_y1,f_z1——弹簧K1在x，y，z轴方向的阻尼

k_x2,k_y2,k_z2——弹簧K2在x，y，z轴方向的刚度

f_x2,f_y2,f_z2——弹簧K2在x，y，z轴方向的阻尼

T_eij(i,j＝1,2)——电机ij(i,j＝1,2)的电磁转矩

J_x,J_y,J_z——物料箱体绕x，y，z轴的转动惯量

f_ij(i,j＝1,2)——电机ij(i,j＝1,2)的阻尼系数

ψ₁,ψ₂——两辅助刚体绕各自质心转动角度

ψ_x,ψ_y,ψ_z——物料箱绕其质心在x,y,z方向的转动角度

——四偏心转子相位角

2)建立四偏心转子的无量纲耦合方程

其中

式中，

——四偏心转子在ω_m附近运行时其角速度的无量纲平均扰动参数；

——四偏心转子的无量纲负载转矩；

A——四偏心转子的无量纲惯性耦合矩阵；

B——四偏心转子的无量纲阻尼耦合矩阵；

3)获取四偏心转子自同步运行条件

式中，

——第一辅助刚体上的两个电机之间、第二辅助刚体上的两个电机之间以及两个辅助刚体的两组电机之间的最大同步力矩系数；

4)四偏心转子同步稳定运行条件

当四个电机相同或相近时，

保证W_c13<0即2α₁接近180°。