考虑物料层作用的振动圆锥破碎机动力学分析

2011-09-17赵月静秦志英

振动与冲击 2011年9期

赵月静，秦志英，彭伟

(河北科技大学机械电子工程学院，石家庄 050018)

矿物的破碎磨碎作业能耗极高，因此破碎磨碎领域节能意义重大［1]。振动圆锥破碎机是实现超细破碎的节能型设备，可破碎高强度物料，磨损小。和振动颚式破碎机相比，不仅有冲击破碎还有碾压破碎，没有空行程，生产效率高。振动圆锥破碎机工作时，被破碎物料层始终存在于动锥和定锥形成的破碎腔中。被破碎物料既有能量积累又有能量耗散，在动锥和定锥之间起到传递能量的作用，因此有必要把被破碎物料层视为振动破碎机系统的一个组成部分［2]。振动圆锥破碎机系统不仅有刚体对物料的冲击挤压破碎作用，而且待破碎的物料层对刚体也有反作用，因此振动圆锥破碎机的动力学特性十分复杂［3]。为了更好地利用振动的能量，如何利用定锥和动锥这两刚体运动以及它们与物料层之间的刚散耦合冲击效应，提高破碎效果，是振动圆锥破碎机动力学设计理论研究的核心问题。

本文正是考虑物料层散体的作用，对振动圆锥破碎机进行建模和动力学分析。首先，给出振动圆锥破碎机工作原理图和在水平面内的物理模型图。其次，应用Lagrange方程推导建立系统的动力学方程，其中物料层的作用采用一个分段线性的广义力模型来代替。然后，对该方程用MATLAB进行数值仿真分析讨论。最后，探讨物料层对振动圆锥破碎机运动的影响。