双质体活化给料机动力学分析与研究

　　美国GK公司是世界的振动机械供应商，它所设计制造的活化给料机经过40a的实际应用和技术改进，以其的设计理念，优良的性价比在范围受到普遍选用，在我国也拥有众多客户。该活化给料机应用亚共振的设计原理使得该机的功率小、能耗低，同时将给料功能和活化物料功能有机地组合成一体，有效地消除了膨仓、堵仓问题，是当前和未来振动给料机的发展方向。我国自引进活化给料机以来，国内众多厂商不断在努力仿造该产品，但都没有成功。据笔者分析，失败的主要原因便是对活化给料机的技术原理不掌握，只是简单的外形模仿，造成设备振动方式不合理，设备出力不满足要求，堵煤严重，噪音超标。同时，Matlab作为目前工程学科计算必不可少的基础软件，其所带的Simuliric仿真软件不但编程效率高、可视性强，而且具有较高的可靠性，因而可以应用该软件对活化给料机动力学进行深入的分析研究，从而为我国的国产振动设备的改进、发展提供更加科学、合理的依据。

　　1动力学建模1.1建立模型为了便于分析计算，建立模型时，需要对振动系统作一些简化，忽略次要因素，其简化原则可归纳为如下几点：质量集中实际的振动机体构造是分散的，在建立参数模型时，需要适当的集中，如质量大的，弹性小的简化为不计弹性的集中质量；刚度集中弹簧产生单位位移所需的力称为弹簧的刚度，在振动系统中，弹簧是分散的，建立模型时，把弹性大、质量小的集中为不计质量的弹簧刚度，当质量大时，把弹簧质量结合到系统质量中；阻尼集中振动过程中的阻尼多种多样，弹簧的内阻、外阻、槽体运动中的摩擦、冲击等等全部简化为等效线性阻尼。

　　根据上述简化分析，建立如所示的力学模型。

　　1.2建立振动方程以质体1和质体2为分离体，按照达伦培尔原理可列出质体1和质体2沿振动方向及垂直于振动方向的振动方程。忽略质体1和质体2运动的阻尼及微小的摆动。

　　-质体1和质体2的振动质量；-相对运动阻尼系数；-主振弹簧刚度；-隔振弹簧刚度；-激振力。

　　沿振动方向，作用于质体1上的力有质体1的惯性力-i、相对运动阻尼力-/'（a-X2）、主振弹簧的弹性力-k（xi-x2）。作用于质体2上的力有质体2的惯性力-m22、相对运动阻尼力-/（X2-X1）、主振弹簧的弹性力-k（X2-X1）以及激振4等。按照达伦培尔原理，作用于每个分离体上的所有力的合力必等于零。即垂直振动方向，可忽略质体1和质体2间的微小阻尼，因此可当作单自由度强迫振动系统。作用于质体1和质体2上的惯性力-（m1+m2）>\隔振弹簧的弹性力-k1y、以及激振力Fcos4等。按照达伦培尔原理，作用于每个分离体上的所有力的合力必等于零。即F―-2动力学仿真把质体1和质体2的振幅是平稳振幅的数倍，系统不稳定，因而在给料机设计中要通过某些措施加强启动过程的振幅稳定型。同时还可以看到，质体1在x和y方向的振幅相差加大，本例中该比值>10.（2）由可以看出，系统进入平稳运矿井提升机钢丝绳的虚拟样机研究1尹海轮，杨兆建（太原理工大学，太原030024）析，为设计经济、可靠的提升机系统提供有力的工具和实现方法。

　　ADAMS软件的接口程序Mechanism/Pro来生成AAMS可以读取的文件，并按照提升机实际运转情况建立相关约束。在ADAMS软件中，利用离散的小圆柱体模拟钢丝绳，用长方体重物模拟提升箕斗，如所示。小圆柱体之间用约束BUSHING（轴套力）连接，各离散的小圆柱体与滚筒和天轮之间的约束为接触。接触类型为实体对实体，并考虑钢丝绳与滚筒及钢丝绳与天轮之间的摩擦。钢丝绳起始端与滚筒间约束为球副。

　　引言在正常的工作条件下，提升机钢丝绳承受各种机械损伤，这些损伤与钢丝绳的物理、几何特性密切相关。

　　钢丝绳的理论分析相当复杂，1950年之前很多研究人员做了大量的静态和疲劳加载实验，1945年以后，很多学者在这一领域进行理论研究，给出了大量的钢丝绳设计准则。目前对于钢丝绳的模拟和研究有2种主要方法，即半连续法和离散方法。利用钢丝绳的虚拟样机对其进行分析可以避免做物理样机的周期长、损耗大的缺点，也可以避免各种理论准则的使用局限性。

　　1计算模型（1）提升机钢丝绳动力学模型利用Ro/E软件建立提升机模型，通过Po/E和动时，质体1和质体2的运动均为简谐运动，这和用数学求解方法求出的结论相吻合。（3）从上可得到，虽然质体1和质体2在主振动方向及垂直主振动方向均有振动量，但由于其振幅相差较大，因而在其合运动轨迹上只显示为一段直线。在给料机的设计过程中可以近似认为给料机只作x方向的直线运动，而忽略y方向的微小运动，从而简化设计计算。