《二级动摆混沌振动磨.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二级动摆混沌振动磨.pdf（11页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 101972689 A(43)申请公布日 2011.02.16CN101972689A*CN101972689A*(21)申请号 201010504002.6(22)申请日 2010.10.08B02C 17/14(2006.01)B02C 17/18(2006.01)B06B 1/16(2006.01)(71)申请人南京工程学院地址 211167 江苏省南京市江宁区弘景大道1号(72)发明人杨小兰 刘极峰 杨保成 邹景超杨珮 邹宇 刘东升(74)专利代理机构南京君陶专利商标代理有限公司 32215代理人奚胜元(54) 发明名称二级动摆混沌振动磨(57) 摘要本发明二。
2、级动摆混沌振动磨涉及一种能产生特殊惯性激振能力的振动磨，特别是一种具有特殊振动效果及混沌振动特性、具有二级动摆结构的振动磨。包括激振器、筒体、进料口、端盖、联轴器、电动机、电机座、底座、螺旋弹簧、出料口、右联接架、磨介、左联接架、配重体；激振器通过右联接架刚性地固定在筒体右侧，配重体通过左联接架刚性地固定在筒体左侧，筒体和激振器下部通过螺旋弹簧安装在底座上；激振器包括轴承座组件、激振器轴和二级动摆组件；电动机通过联轴器与激振器轴连接，二级动摆组件包括定摆、一级动摆、二级动摆及二级动摆轴、轴承一和轴承二；所述筒体设置有进料口、出料口，筒体两侧装有端盖，在筒体内有磨介。(51)Int.Cl.(19。
3、)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页CN 101972690 A 1/1页21.一种二级动摆混沌振动磨，其特征在于包括激振器、筒体、进料口、端盖、联轴器、电动机、电机座、底座、螺旋弹簧、出料口、右联接架、磨介、左联接架、配重体；激振器作为激振源通过右联接架刚性地固定在筒体右侧，激振器偏置地在单侧对筒体进行激振，配重体通过左联接架刚性地固定在筒体左侧，筒体和激振器下部通过螺旋弹簧安装在底座上，驱动侧的螺旋弹簧轴线位于筒体和激振器部件的重力轴线之间；激振器包括轴承座组件、激振器轴和二级动摆组件；电动机通过联轴器与激振器轴连接，轴承座组件。
4、包括轴承座、底座、轴承和压盖；二级动摆组件在激振器轴左右两端呈对称分布，二级动摆组件包括定摆、一级动摆、二级动摆及二级动摆轴、轴承一和轴承二，定摆固定在激振器轴上，一级动摆活套在激振器轴上或装在定摆轴上，二级动摆则活套在一级动摆轴上；所述筒体设置有进料口、出料口，筒体两侧装有端盖，在筒体内有磨介。2.根据权利要求1所述的二级动摆混沌振动磨，其特征在于所述定摆、一级动摆、二级动摆的质量比一般为53.51.5。3.根据权利要求1所述的二级动摆混沌振动磨，其特征在于所述激振器轴两端分别装有动摆罩。4.根据权利要求1所述的二级动摆混沌振动磨，其特征在于所述联轴器外部装有联轴器罩。5.根据权利要求1所述。
5、的二级动摆混沌振动磨，其特征在于所述二级动摆组件安装于激振器轴轴端，定摆通过平键固结于激振器轴；一级动摆与定摆之间装有轴套，它通过轴承一与激振器轴相铰接，其下部装有二级摆轴；二级动摆通过轴承二与二级摆轴相铰接。6.根据权利要求1所述的二级动摆混沌振动磨，其特征在于所述联轴器为万向节、挠性或轮胎联轴器。7.根据权利要求1所述的二级动摆混沌振动磨，其特征在于所述设置的筒体至少一个。8.根据权利要求1所述的二级动摆混沌振动磨，其特征在于所述激振器设置有至少一台。权 利 要 求 书CN 101972689 ACN 101972690 A 1/5页3二级动摆混沌振动磨技术领域0001 本发明二级动摆混沌。
6、振动磨涉及一种能产生特殊惯性激振能力的振动磨，特别是一种具有特殊振动效果及混沌振动特性、具有二级动摆结构的振动磨，属于振动利用工程技术领域。背景技术0002 振动磨是利用振动原理来完成物料粉碎作业的振动机械设备，普通振动磨由支承在弹簧上的一个或多个筒形容器构成，此容器通过在其重心旋转或偏置在重心一侧上的普通激振器或振动电机，作振动的不平衡运动，装在磨机容器中的磨介与被磨物料产生碰撞和摩擦，破碎是由于磨介自身相互之间以及磨介、物料、容器壁之间的碰撞和摩擦带来的结果。磨机装料作与激振器的旋转方向相同或相反的运动，使得物料的粉碎、流动和输送工作正常进行。0003 普通激振器具有激振力较大且在停机后无。
7、级可调、体积小、重量轻、结构简单、安装使用维护方便等优点，故在很多振动利用工程中得到应用。0004 但是普通激振器的摆块固结于激振器轴上，最大激振力一经调定，在运行过程中即为定值，而其在启动和停机过程中，当振动频率接近于系统的固有频率时，振幅会迅速增加而产生共振，不仅使系统失去稳定性，且容易引起振动机械包括激振器本身结构的损坏。0005 普通振动磨(含特大型振动磨，下同)需要系统在启停阶段能顺利通过共振点，以保障振动系统的正常运行；在很多情况下，需要振动磨系统在工作过程中产生的振动，具有宽的功率谱曲线或运动轨迹的某些不规则性能等混沌振动特性，来完成一些特殊的作业内容，如解决超细、超微粉碎时出现。
8、的不细化、易团聚、反粉碎问题，解决对超硬、硬质、金属或非金属脆性粉体进行粉碎时效率低、能耗大等技术问题，现有技术中的普通振动磨或其它粉磨设备对于这些问题的解决几乎是无能为力的。发明内容0006 本发明的目的是针对上述不足之处提供一种二级动摆混沌振动磨，是将现有普通振动磨使用的普通激振器改为二级动摆激振器，为振动磨提供一种具有特殊振动效果，能使系统在启停阶段顺利通过共振点，且能使在工作过程中产生的振动，具有宽的功率谱曲线或运动轨迹的某些不规则性能等混沌振动特性，来实现一些具有特殊作业内容的振动磨。0007 二级动摆混沌振动磨是采取以下方案实现：0008 本发明的二级动摆混沌振动磨可为单质体结构形。
9、式，二级动摆混沌振动磨包括激振器、筒体、进料口、端盖、联轴器、电动机、电机座、底座、螺旋弹簧、出料口、右联接架、磨介、左联接架、配重体。振动质体包括筒体、磨介(含被磨物料与介质，下同)、激振器、配重体等。所述筒体设置有至少一个，激振器作为激振源通过右联接架刚性地固定在筒体右侧，激振器偏置地在单侧对筒体进行激振，即在筒体的重力轴线与重心之外对其激振，为平衡说 明 书CN 101972689 ACN 101972690 A 2/5页4激振器质量设置一配重体，配重体通过左联接架刚性地固定在筒体左侧，筒体和激振器下部通过螺旋弹簧安装在底座上，驱动侧的螺旋弹簧轴线位于筒体和激振器部件的重力轴线之间。00。
10、09 本发明中的激振器采用二级动摆结构，驱动激振器部件，一方面可在不同时刻、不同位置产生由不同尺寸的圆形、椭圆形和直线形振动组合而成的不均匀振动，形成特殊的振动效果和具有宽的功率谱曲线或运动轨迹的某些不规则性能等混沌振动特性，来实现一些具有特殊作业内容的振动磨；另一方面，由于激振器的结构设置，能使系统在启停阶段顺利通过共振点。0010 本发明中的激振源若为激振器，则电动机是动力源。它们通过联轴器连接起来，联轴器可为万向节、挠性或轮胎联轴器，激振器无论设在左或右侧，其转向与筒体内磨介的流向恰恰相反，这样才能与一般的圆形振动的振动磨不同，实现磨机装料的旋转运动。0011 本发明中的激振器包括轴承座。
11、组件、激振器轴和二级动摆组件。电动机通过联轴器与激振器轴连接，轴承座组件包括轴承座、底座、轴承和压盖等；二级动摆组件在激振器轴左右两端呈对称分布，二级动摆组件包括定摆、一级动摆、二级动摆及二级动摆轴和轴承。定摆形状常为扇形，动摆形状可为扇形亦可依据需要制作成其他形状；定摆固定在激振器轴上，一级动摆活套在激振器轴上或装在定摆轴上，二级动摆则活套在一级动摆轴上。定摆、一级动摆、二级动摆的质量比一般为53.51.5，也可为其他比值的质量比，应视系统需要、结构允许、保障系统的运转和效率等因素综合考虑。激振器轴两端分别装有动摆罩，它分别将左右动摆组件全部罩住，以保证运转时的安全。0012 所述筒体设置有。
12、进料口、出料口，筒体两侧装有端盖，在筒体内装有磨介。0013 本发明中的激振器，在运行过程中两动摆不仅相对于定摆的位置是自由的，且两动摆之间的相对位置也是自由的，即激振器轴任一端的定摆、一级动摆、二级动摆共具有3个自由度，由此可知本发明至少为3自由度机构。由于动摆的作用，使激振器各摆块瞬时合成的总惯性力可在运行过程中发生较大变化，特别是在启动、停机过程中，基于激振器结构所致可使其总惯性力很小或接近于零，从而使激振器能以很小或接近于零的激振力情况下通过共振区，进而避免系统的共振。0014 运行过程中影响两动摆运动特性的因素很多，使激振器具有确定输入而不确定输出的混沌运动，混沌运动的特点就是具有宽。
13、的功率谱曲线和运动轨迹的某些不规则性能，本发明恰是利用这些特点将混沌运动应用于一些具有特殊作业要求的振动磨系统。0015 由于左右二级动摆组件的结构为对称分布，故仅对左动摆组件陈述之即可；还是由于对称性，运动时左右动摆组件易实现同步，偶有短时不同步的情况，则产生的轴向力偶矩完全在系统承受范围内，故不另加说明。0016 激振器的二级动摆组件的结构原理说明如下：0017 二级动摆组件安装于激振器轴轴端，定摆通过平键固结于激振器轴；一级动摆与定摆之间装有轴套，它通过轴承与激振器轴相铰接，其下部装有二级摆轴；二级动摆通过轴承与二级摆轴相铰接。0018 本发明启动运转时，由于激振器中一、二级动摆的自由度。
14、不受限制，以及定摆与定位装置的作用，可使得启动力矩降低，提高启动的快速性；正常运转时，其相对位置和运动情况复杂；停机时定摆转速减慢，一级动摆由于惯性会沿激振器转向移至由定位装置所限说 明 书CN 101972689 ACN 101972690 A 3/5页5定的位置，此时一级动摆与定摆的偏心基本抵消，此时的二级动摆无论在任何角度，都使激振器以很小的激振力通过其系统的共振区，从而防止共振的产生；在定摆上设有若干定位孔，定位销可以插在不同的定位孔内，以调节动摆与定摆启停时的夹角，达到调节启停激振力的目的；当本发明按激振器转向反向运转时，可采用定摆右侧的定位销孔，装上定位销即可达到上述相同的效果。0。
15、019 在激振器轴两端分别装有动摆罩，将动摆组件罩在动摆罩内，动摆罩的径向尺寸应依据所有摆块的运动范围尺寸而定。0020 本发明的有益效果表现在：0021 (1)由于系统载荷的变化、电源电压波动、系统速度波动、加速度波动等因素的影响，其一级、二级动摆会在复杂多变的情况下和定摆发生相对转动，使各摆块质心位置和运动发生变化而产生混沌运动，使得系统的振频、振幅、激振力、振动强度等性能参数将发生较大变化，进而实现宽的功率谱或运动的某些不规则性能，如实现瞬态或在某个短时段上的大振幅、大激振力、大振动强度等特殊惯性性能，由此产生的的瞬态大振幅、高振动强度对实现超细粉体解团聚具有关键作用，且大大增强振动磨的。
16、颗粒细化和粉碎效果。0022 (2)由于二级动摆激振器及其偏置作用，筒体内磨介将产生不同时刻、不同位置、不同尺寸的圆形、椭圆、直线振动轨迹，此对于通过改变旋转速度以改善粉碎、传送过程具有重要作用，对于磨碎效果具有决定意义。0023 (3)使系统在启动阶段以较小的激振力启动，大大降低激振器的启动力矩，提高振动机械启动的快速性和可靠性；停机阶段以很小的激振力通过其系统的共振区，从而防止共振的产生，达到能耗低、寿命长的目的，对于具有较大载荷的大中型及特大型振动磨场合尤为适用。附图说明0024 以下将结合附图对本发明作进一步说明：0025 图1是本发明的结构示意主视图。0026 图2是图1中本发明拆去。
17、左动摆罩的B-B剖视侧视图。0027 图3是图1中本发明的激振器的动摆结构局部放大示意主视图。0028 图4是图2中本发明的激振器的动摆结构局部放大示意侧视图。0029 图5是示意表达本发明的激振器偏置时磨介的振动轨迹分布。0030 图6是示意表达本发明振动磨具有一台激振器的实施形式。0031 图7是示意表达本发明振动磨的配重采用激振器的实施形式。0032 图8是示意表达本发明振动磨的激振器设置在筒体内部的实施形式。0033 图9是示意表达本发明振动磨的激振器设置在筒体下部的实施形式。具体实施方式0034 附图1-2是本发明为单质体结构形式的实施例，附图1-2中的二级动摆混沌振动磨包括激振器1。
18、、筒体2、进料口3、端盖4、联轴器5、联轴器罩6、电动机7、电机座8、底座9、螺旋弹簧10、动摆罩11、出料口12、右联接架13、磨介14、左联接架15、配重体16。0035 参照附图1，本发明振动质体包括激振器1、筒体2、磨介14、配重体16等。本实施说 明 书CN 101972689 ACN 101972690 A 4/5页6例有一个筒体，激振器1作为激振源刚性的固定在筒体2右侧，偏置地在单侧对筒体2进行激振，即在筒体2的重力轴线与重心之外对其激振，为平衡激振器质量设置一配重体16，筒体2和激振器1下部通过螺旋弹簧10安装在底座9上，驱动侧的弹簧轴线位于筒体2和激振器1的重力轴线之间；本发。
19、明中的激振器1采用二级动摆结构，驱动激振器部件，可产生由不同尺寸的圆形、椭圆形和直线形振动组合而成的不均匀振动，形成特殊的振动效果及混沌振动特性。0036 所述配重体16采用内置块箱式结构，用左联接架15刚性固结于筒体左侧，实现与右侧激振器质量的平衡。0037 参照附图3-4，本发明的激振器主要包括轴承座组件、激振器轴22和二级动摆组件。电动机7通过联轴器5与激振器轴22连接，二级动摆组件在激振器轴22左右两端呈对称分布，二级动摆组件包括定摆17、平键18、轴套19、一级动摆20、轴承一21、二级动摆轴23、轴承二24、二级动摆25、定位销一26、定位销二27、定位销三28、定位销四29、定位。
20、销孔一30、定位销孔二31、定位销孔三32、定位销孔四33。所述联轴器5可为万向节、挠性或轮胎联轴器。所述联轴器5外部装有联轴器罩6。0038 所述筒体2设置有至少一个。0039 所述激振器1设置有至少一台。0040 在激振器轴22两端分别装有动摆罩11，它分别将左右二级动摆组件全部罩住，以保证运转时的安全。0041 如图1所示，由于左右二级动摆组件的结构为对称分布，故具体实施方式中仅对左动摆组件陈述之即可；还是由于对称性，运动时左右动摆组件易实现同步，偶有短时不同步的情况，则产生的轴向力偶矩完全在系统承受范围内。0042 二级动摆组件结构原理的说明：0043 图3中，二级动摆组件安装于激振器。
21、轴端部分，定摆17通过平键18固结于激振器轴22；一级动摆20与定摆17之间装有轴套19，一级动摆20通过轴承一21与激振器轴22相铰接，其下部装有二级动摆25，它通过轴承二24与二级摆轴23相铰接。0044 由图4可知，本发明中的激振器按图示转向运转时，由于一、二级动摆20、25的自由度不受限制，以及定摆17与定位销一26或定位销二27的作用，可使得启动力矩降低，提高启动的快速性；停机时定摆17转速减慢，一级动摆20由于惯性被移至由定位销四29或定位销三28所限定的位置(图中双点划线所示位置)，此时一级动摆20与定摆17的偏心基本抵消，而此时二级动摆25无论在任何位置，如图中双点划线所示位置。
22、，都能使激振器以很小的激振力通过其系统的共振区，从而防止共振的产生，同时在定摆17上设有许多定位孔，定位销可以插在不同的定位孔内，以调节动摆与定摆的夹角，达到调节激振器激振力的目的；本发明中的激振器当按图示转向反向运转时，可采用定摆17右侧的定位销孔一30、定位销孔二31、定位销孔三32、定位销孔四33，装上相应的定位销即可达到上述相同的效果。0045 在激振器两端装有动摆罩11，将动摆组件罩在动摆罩11内，动摆罩11的径向尺寸应依据所有摆块的运动范围尺寸而定。0046 由上述分析可知，本发明机构自由度至少为3，自由度越多，系统的运动就越复杂；当输入原动力通过激振器轴22带动定摆17转动时，由。
23、于系统载荷的变化、电源电压波动、说 明 书CN 101972689 ACN 101972690 A 5/5页7系统速度波动等因素的影响，一级动摆20、二级动摆25会在复杂多变的情况下和定摆17发生相对转动，使各摆块质心位置和运动发生变化而产生混沌运动，可导致系统的总惯性力、激振力、振幅及振动强度发生较大变化，能实现较宽的功率谱或运动轨迹某些不规则性能，如实现瞬态或在某个短时段上的大振幅、大激振力、大振动强度等特殊惯性性能，这些特殊惯性性能的实现正是本发明的主要特点，通过控制装置可对其大小、作用时间进行有效控制。0047 本发明可用于振动机械中各种料仓、料斗、溜槽的仓壁振动，以防止物料粘结、起拱。
24、、滞留，促使物料正常运动；可用于直线振动筛、概率筛、旋振筛、振动给料机、振动给料斗、振动输送机、振动球磨机、振动棒磨机、行星式球磨机等各种振动机械作激振源和驱动源，使系统产生较宽的功率谱，实现系统运动轨迹某些不规则性能如大振幅、大激振力、大振动强度等特殊惯性性能的需求，更有效地完成系统的各种特殊作业内容和作业要求。0048 本发明也可用于一般振动机械，使系统在启动阶段以较小的激振力启动，以降低激振器的启动力矩，提高振动机械启动的快速性和可靠性；停机阶段以很小的激振力通过其系统的共振区，从而防止共振的产生，达到能耗低、寿命长的目的，本发明对系统载荷较大的大中型及特大型振动磨尤其适用。0049 图。
25、5所示，所述筒体2设置有进料口3、出料口12，筒体2两侧装有端盖4，在筒体2内有磨介14。系统工作时，激振器1带动整个上质体运动，由于单侧激振，筒体2内磨介14振动轨迹在激振器1所在侧呈圆形，经过在中心的椭圆形振动，转变为在筒体2与激振器1相对一侧的直线形振动；由于系统变刚度特性的作用，系统载荷的变化使得磨介振动轨迹的圆形、椭圆形、直线形的尺寸会有一定幅度的变化，这将有利于提高系统的粉碎效果。0050 本发明的变刚度特性的单侧激振，附加出现的不同时刻、不同位置、不同尺寸的圆形、椭圆、直线振动对于通过提高旋转速度以改善传送过程具有重要作用，对于磨碎效果具有决定意义。0051 本发明可将具有直径相。
26、同的筒体结构单元连接成长度不同的磨机，以满足不同的磨碎作业和停留时间，这就使模块化设计成为可能。0052 以下介绍本发明的6种实施例，其中二级动摆激振器结构相同，不再赘述。0053 图6示意表示一种实施形式，它有一个可振动地支承着的磨机容器，此容器在形式上可为直径1.8米的筒体1，它的一侧在重力轴线与重心之外与一个激振器刚性连接。激振器1质量的平衡通过一个设在筒体相对侧轴线与之平衡的配重体16来完成。0054 图7中扩展了与图6所示相同的结构，即用紧挨着筒体2的第二台激振器1替代配重体16。振动磨可根据选择或由激振器1或激振器34驱动，此时，另一台激振器(34或1)总是起平衡质量的作用。这种结。
27、构形式允许振动磨机的工作具有不同的激振器参数，如转速和振动圆的直径等。0055 图8表示本发明的另一种实施例。在该例中，激振器1设置在筒体2内部，激振器重力轴线与筒体重心轴线相重合，激振器的旋转方向与筒体内磨介的旋转运动方向一致，筒体作一般圆形振动的不平衡运动。0056 图9表示本发明的另一种实施例。在该例中，激振器1设置在筒体2下部，激振器重力轴线与筒体重心轴线相重合，激振器的旋转方向与筒体内磨介的旋转运动方向一致，筒体作近似圆形振动的不平衡运动。说 明 书CN 101972689 ACN 101972690 A 1/4页8图1图2说 明 书 附 图CN 101972689 ACN 101972690 A 2/4页9图3图4说 明 书 附 图CN 101972689 ACN 101972690 A 3/4页10图5图6说 明 书 附 图CN 101972689 A。