一種礦用破碎機(jī)抗共振的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種礦用破碎機(jī)抗共振的方法，屬于礦用機(jī)械控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 礦用破碎機(jī)主要對各類石料進(jìn)行破碎作業(yè)，可以廣泛運(yùn)用于礦山、冶煉、建材、公 路、鐵路、水利和化學(xué)工業(yè)等眾多部門。破碎機(jī)的固有頻率由自身結(jié)構(gòu)和破碎載荷共同決 定，當(dāng)破碎機(jī)載荷由空載至滿載的運(yùn)行過程中，其固有頻率會(huì)逐漸減小，當(dāng)外界激勵(lì)頻率接 近破碎機(jī)結(jié)構(gòu)的某一固有頻率，就會(huì)出現(xiàn)振幅急劇增大直至達(dá)到共振。共振會(huì)引起機(jī)械和 結(jié)構(gòu)很大的變形和動(dòng)應(yīng)力，甚至造成破壞性事故，降低破碎機(jī)的使用壽命。
[0003] 破碎機(jī)在運(yùn)行時(shí)負(fù)載工況變化情況很大，導(dǎo)致破碎機(jī)實(shí)際諧振模態(tài)與理論模態(tài)有 很大的偏離，現(xiàn)有產(chǎn)品大多采用工頻驅(qū)動(dòng)，當(dāng)實(shí)際諧振模態(tài)與理論模態(tài)有偏離時(shí)，無法解決 設(shè)備共振的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述問題，本發(fā)明提供一種礦用破碎機(jī)抗共振的方法，可以根據(jù)破碎機(jī)的 實(shí)際工況，自動(dòng)調(diào)節(jié)激勵(lì)頻率，使激勵(lì)頻率偏離破碎機(jī)的固有頻率，避免共振現(xiàn)象的發(fā)生， 提高破碎機(jī)使用壽命。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本方法具有以下步驟，
[0006] 第一步：在破碎機(jī)的機(jī)身上安裝振動(dòng)傳感器，在破碎機(jī)電機(jī)的主電路上安裝電流 互感器；
[0007] 第二步：獲取破碎機(jī)在不同負(fù)載下的固有頻率及其對應(yīng)的破碎機(jī)振幅，并建立標(biāo) 準(zhǔn)模態(tài)曲線輸入PLC控制器；
[0008] 第三步：根據(jù)破碎機(jī)機(jī)身上安裝的振動(dòng)傳感器得到破碎機(jī)當(dāng)前振幅，與當(dāng)前負(fù)載 下固有頻率對應(yīng)的振幅作比較，當(dāng)前振幅接近固有頻率對應(yīng)的振幅時(shí)，PLC控制器按照標(biāo)準(zhǔn) 模態(tài)曲線進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)激勵(lì)頻率。
[0009] 第二步中建立標(biāo)準(zhǔn)模態(tài)曲線的步驟包括：（1)對破碎機(jī)的主要傳動(dòng)部件進(jìn)行適當(dāng) 的網(wǎng)格劃分，并對傳動(dòng)部件兩端固定支撐，構(gòu)建各傳動(dòng)部件的有限元模型。
[0010] (2)負(fù)載 L 加載范圍是 OLn-L 25Ln，平均劃分為 0Ln、0. 05Ln、0. 1Ln、0. 15Ln··· I. 2Ln、 I. 25Ln 26個(gè)加載值，其中Ln為破碎機(jī)額定電流I 的額定負(fù)載；
[0011] (3)對不同負(fù)載下的破碎機(jī)主要傳動(dòng)部件建立有限元分析模型，獲取在不同負(fù)載 下的破碎機(jī)的固有頻率f N及其對應(yīng)的振幅A N，并建立破碎機(jī)標(biāo)準(zhǔn)模態(tài)曲線。
[0012] 第三步中PLC控制器動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的過程如下：
[0013] (1)判斷當(dāng)前振幅A與根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模態(tài)曲線得出的當(dāng)前負(fù)載下對應(yīng)的固有振幅Αν2 間的差值Λ A是否小于實(shí)際諧振模態(tài)與理論模態(tài)所允許的最小偏離值Λ Amin，所述當(dāng)前負(fù) 載L = LNI/IN，I為電流互感器測定的破碎機(jī)電機(jī)的主電路電流；
[0014] (2)當(dāng)Λ Α〈 Λ Amin時(shí)，判斷激勵(lì)頻率f與根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模態(tài)曲線得出的當(dāng)前負(fù)載下 的固有頻率fN之間的大小，如果f>fN，則在當(dāng)前激勵(lì)頻率的基礎(chǔ)上加2Hz，然后繼續(xù)判斷 Λ A與Λ Amin之間的大小，如若Λ A依然小于Λ A min，則繼續(xù)按照上述程序調(diào)節(jié)當(dāng)前激勵(lì)頻 率，直至Λ Α> Λ Amin;如果f〈f N，則在當(dāng)前激勵(lì)頻率的基礎(chǔ)上減2Hz，然后繼續(xù)判斷Λ A與 Λ Amin之間的大小，如若Λ A依然小于Λ Amin，則繼續(xù)按照上述程序調(diào)節(jié)當(dāng)前激勵(lì)頻率，直至 Δ Α〉Δ Amin〇
[0015] 破碎機(jī)電機(jī)通過變頻器調(diào)節(jié)控制，變頻器由PLC控制器控制，所述激勵(lì)頻率為變 頻器的輸出頻率。
[0016] PLC控制器具有PID反饋超前調(diào)節(jié)模型。
[0017] 所述振動(dòng)傳感器為位移傳感器。
[0018] -種礦用破碎機(jī)抗共振系統(tǒng)，負(fù)載加載至破碎機(jī)模塊，安裝在破碎機(jī)機(jī)身上的振 動(dòng)傳感器以及安裝在破碎機(jī)電機(jī)主電路上電流互感器，通過變送器模塊將信號輸送至控制 器模塊，控制器模塊根據(jù)預(yù)先設(shè)定的模式調(diào)整變頻器模塊的頻率。
[0019] 本發(fā)明通過建立破碎機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)模態(tài)表獲取不同負(fù)載下的破碎機(jī)的固有振幅和固 有頻率，并根據(jù)破碎機(jī)當(dāng)前負(fù)載工況，自動(dòng)調(diào)節(jié)外界激勵(lì)頻率，使其避開當(dāng)前破碎機(jī)的固有 頻率，從而避免破碎機(jī)發(fā)生共振現(xiàn)象。方法簡單可靠，提高了破碎機(jī)的使用壽命。PID反饋 超前調(diào)節(jié)模型增強(qiáng)了系統(tǒng)的預(yù)測能力，從而進(jìn)一步改善系統(tǒng)的控制質(zhì)量。
【附圖說明】
[0020] 圖1是控制器動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)激勵(lì)頻率的流程圖；
[0021] 圖2是PID微分先行控制流程圖；
[0022] 圖3為礦用破碎機(jī)抗共振系統(tǒng)的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0024] 一種礦用破碎機(jī)抗共振的方法，包括以下步驟，
[0025] 第一步：在破碎機(jī)的機(jī)身上安裝振動(dòng)傳感器，在破碎機(jī)電機(jī)的主電路上安裝電流 互感器；
[0026] 所述振動(dòng)傳感器為位移傳感器；破碎機(jī)電機(jī)提供外界激勵(lì)頻率。
[0027] 第二步：獲取破碎機(jī)在不同負(fù)載下的固有頻率及其對應(yīng)的破碎機(jī)振幅，并建立標(biāo) 準(zhǔn)模態(tài)曲線輸入PLC控制器；建立標(biāo)準(zhǔn)模態(tài)曲線的步驟包括：
[0028] 對破碎機(jī)的主要傳動(dòng)部件進(jìn)行適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格劃分，并對傳動(dòng)部件兩端固定支撐，構(gòu) 建各傳動(dòng)部件的有限元模型。
[0029] (2)負(fù)載L加載范圍是 OLn-L 25Ln，平均劃分為 0Ln、0. 05Ln、0. 1Ln、0. 15Ln. · · I. 2Ln、 I. 25Ln 26個(gè)加載值，其中Ln為破碎機(jī)額定電流I 的額定負(fù)載；
[0030] (3)對不同負(fù)載下的破碎機(jī)主要傳動(dòng)部件建立有限元分析模型，獲取在不同負(fù)載 下的破碎機(jī)的固有頻率f N及其對應(yīng)的振幅A N，并建立破碎機(jī)標(biāo)準(zhǔn)模態(tài)曲線。
[0031] 獲取破碎機(jī)固有頻率的方法還有很多，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法主要通過簡諧力激振，弓丨 起系統(tǒng)共振，從而找到系統(tǒng)的各階固有頻率；或者采用錘擊法，用沖擊力激振，通過輸入的 力信號和輸出的響應(yīng)信號進(jìn)行傳函分析，得到各階固有頻率。
[0032] 本方法先將圖形導(dǎo)入有限元分析軟件中，并進(jìn)行