双腔颚式破碎机动力学特性研究

双腔颚式破碎机动力学特性研究

第 35卷 2007年第 1期

论文编号：1001-3954(2007)01-0039-042

双腔颚式破碎机动力学特性研究 * 罗红萍 1,2 1

母福生 1 湖南长沙 410083

中南大学机电工程学院 2

广西工学院机械系

摘要：P E 型双腔颚式破碎机是一种新型的复摆颚式破碎机，它有两个破碎腔并具有倒置的曲柄摇杆机构。本文对此双腔颚式破碎机的曲柄摇杆机构进行了动力学分析，建立了破碎机四杆机构的动力学模型及数学模型，用计算机求解出四杆机构各运动副的反力，特别是机座的摆动力和摆动力矩。为破碎机的机构平衡以及整机性能分析打下了基础。叙词：双腔颚式破碎机摆动力摆动力矩机构平衡α G= arctan(v Gy/ vGx)求解出 G点的速度之后，G点在 x轴和 y轴上的加速度分量 a Gx、a Gy可以通过将 G点的速度分量对时间 T进行求导来求取，重心 G点的合成速度及其方向角分别用 a G、β G 表示，则 aGx= -L1ω1 2cosθ-aε2 sinφ2 -aω2 2cosφ2-bε2sin(90°+φ2 ) -bω2 2cos(90°φ2)+ aGy= -L1ω12sinθ+ aε2cosφ2-aω22sinφ2+bε2cos(90°+ φ2)-bω22sin(90°φ2) (3)+合成加速度的大小和方向 a G、β G 的表达式为 aG= 2 2 aGx+ aGy

由

于破碎机在野外工作条件恶劣，因而为确保破

碎机整机工作可靠，就必须保证机械传动部

件、控制部件、以及各受力部件的工作可靠性。双腔颚式破碎机[ 2]在运转过程中，其曲柄、动颚和肘板都具有一定的加速度，加上动颚又是双腔颚式破碎机的最大运动部件，因此，在设备运转过程中，必定会产生很大的惯性力。这种惯性力不仅会在机器各运动副中引起一种动压力，以增加运动副中的磨损，影响机构构件的强度，降低机器的效率；而且这种惯性力的大小和方向是呈周期性变化的，从而将使机器及其基础发生振动，使偏心轴回转不均匀。为此我们先从双腔颚式破碎机四杆机构的受力分析入手。

β G= arctan(aGy/ aGx)在 Matlab环境下编制计算机程序，最后运行得出连杆重心 G的位移、速度、加速度曲线如图 2所

1动颚 (连杆)运动分析 惯性力是对重心而言的，因此这里针对动颚重心进行运动分析。连杆的重心如果过多地偏离连

杆中心线，可能会引起比较大的动压力，使得破碎机的运转平稳性恶化。连杆重心用 G表示，它在连杆上的投影用 a表示，它与连杆之距用 b表示。如图 1所示。 G点在 x轴和 y轴上的位移分量分别用 x G,y G表示，其值可用下式求得 xG= L1cosθ+ acosφ2+ bcos(90°φ2) (1)+ yG= L1 sinθ+ asinφ2+ bsin(90°φ2)+在求解出 G点的位移之后，G点在 x轴和 y轴上的速度分量 v Gx、v Gy 可以通过将其位移分量对时间 T进行求导来求取，而 G点的合成速度及其方向分别用 vG和αG表示。对公式 (1)求导，经整理后得到 G点速度方程如下 v Gx= -L1ω1sinθ - aω2sinφ2 - bω2sin(90°φ2) (2)+ v Gy= L1ω1 cosθ+ aω2 cosφ2+ bω2cos(90°φ2)+速度的大小和方向 v G、α G 的表达式为 v G=图1机构运动简图 x y

破 磨

示。

图2

动颚重心 G的位移、速度、加速度曲线图

2型

复摆式双腔颚式破碎机动力学模

2.1复摆式双腔颚式破碎机四杆机构的受力分析 在对双腔颚式破碎机进行动力学分析前，必须先对它进行受力分析，而且受力分析也是破碎机的机构平衡、飞轮设计以及确定拉杆弹簧计算载荷的基础。 2.1.1四杆机构中曲柄 (偏心轴)的受力分析偏心轴是相当于绕不过质心 A的定轴回转构件，

vGx 2+ vGy 2

*广西工学院青年科学基金项目 (05002)。

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