1. 研究目的与意义
选题背景：
振动机械是20世纪后期迅速发展的一类新型的高效的细磨和超细磨机械，它是利用振动原理来完成各种工艺过程的机械设备。目前振动磨多为单质体线性振动系统，其效率低、功耗大、振动周期长，虽然具有良好的粉碎性能，但仍存在体积大、冲击力小、振动强度低、产量底、出料粒度大、电机功率大、造价高、维修量大等缺点。企业使用的普通振动磨装置不仅结构复杂、形体笨重，功耗大、噪声大、磨距离短，且维修频次高，维修时须停产进行，严重影响了正常生产秩序，企业提出了产品改进的迫切要求。
选题意义：
2. 课题关键问题和重难点
非线性振动对物料粉碎粒细化的影响。主振系统采用非线性变节距弹簧，其刚度为变量，且随动载荷即振动强度变化而变化，以适应系统变频调速与近共振的工作需求，达到系统稳定工作、节能高效的目的。选用合适的减振弹簧采用环形橡胶弹簧作为减振系统的减振弹簧，弹性模量小，可获得较大的弹性变形，易实现理想的非线性特性。采用单质体振动磨机时，由于缺少隔振弹簧，所以会将较大的动载荷传给地基。使地基和建筑物产生有害的振动，不仅产生噪声污染，严重情况下，会使机器损坏，影响机器的使用寿命。为解决此问题采用双质体振动磨机，克服了单质体结构的缺点，它在底架下方进行高振强振动状态下的隔振弹簧设计，保障系统强度、刚度等性能参数的基本要求前提下实施隔振弹簧优化，能适应高振强振动磨机对超硬材料的超微粉碎，解决高振强磨机运行中的隔振难题，使得机体在进行振动时，工作稳定，效率提高。采用变频调速技术，可有效调整和控制振动强度，使系统稳定在近共振区，实现小功率大驱动，可显著提高系统的粉碎效率，达到节能之目的。电动机的频率随着控制曲线发生改变，从改变振动磨产生的激振力，产生变化的激振力能尽量避免或减少颗粒间化学键力和氢键作用力的产生,能尽量减少颗粒间的毛细管作用力，从而能够打破团聚现象，解决了粉体加工中的团聚问题。
3. 国内外研究现状（文献综述）
此次设计，我进行了大量资料文献的搜集、整理、学习，对双质体振动磨机与变频控制的分析研究主要从以下几个方面着手准备：首先振动磨机设备的概念从《振动粉碎理论及设备》一书中了解到了振动粉碎的断裂力学理论；振动粉碎机械设备；振动粉碎的应用；振动粉碎的动力学；振动粉碎的设计计算；振动粉碎机械的元件以及振动粉碎的专利。再根据《振动机械的理论动态设计方法》一书中的振动机械的工艺过程的理论及工艺参数的设计与计算方法以及振动机械振动系统参数的计算与频率比的选择方法来计算参数设定参数、技术以及实验方法。根据《机械优化设计》机械优化设计的基本理论和方法、优化设计工具软件及工程应用，同时还介绍了优化设计学科的前沿知识。参照《破碎与筛分机械设计选用手册》《机械设计手册》选择合适电动机、轴承、螺纹、螺栓，设计激振器，调整外偏心重块与内侧固定偏心重块的相对角度，以改变惯性力的大小。按照《弹簧手册》对弹簧的理论公式、设计方法及基本参数进行标准化。《食品混和搅拌机变频调速的应用研究》一书指导我对振动磨机采用变频调速技术，不仅可以通过不断的改变输入参数曲线，得到不断变化无规律的混沌振动，从而解决粉体加工过程中常常出现的团聚现象，并且可以在最终试验中通过不同振动曲线，达到不同试验结果，通过对试验结果的观察分析，选出最优频率段曲线。与此同时变频技术在振动电机的启动和停止的过程中，可以使振动电机平缓加速或减速，并且可以在运行的过程中可以提高效率，大大降低能耗。《低应力变频振动精密下料的频率控制曲线的研究》阐述了低应力变频振动精密下料的工作机理。根据变频振动下料系统构成和坯料断面的质量要求，建立了多种变频振动下料的振动频率控制曲线，并详细地论述了各振动频率控制曲线的工作特性和参数配置。最后，完成了材质分别为LY8、20钢、45钢、1、8钢等棒料在不同振动频率控制曲线下的变频振动下料试验。通过对试验结果的观察分析，确定了较为理想的振动频率控制曲线。
参考资料
[1] 张世礼.振动粉碎理论及设备[M].冶金工业出版社，2005.
4. 研究方案
设计方案：
（1）根据对本次课题的认识与了解，初步设计了双质体振动磨样机由筒体、上质体、电动振动机、下质体、主振弹簧、减震橡胶弹簧、变频控制实验箱组成。
（2）在该双质体结构研制的振动磨样机中，筒体内装有待破碎的物料以及辅助磨介质，由振动电动机来驱动，以达到振动目的；为了减少对地面震动的传递以及提高振动磨样机的稳定性，构想在下质体下端装有环形橡胶弹簧；主振弹簧采用非线性变刚度弹簧，用来支撑上下质体；同时，在磨样机箱体的外侧装有变频控制实验箱。
5. 工作计划
2023.1.2~2023.1.15 完成译文翻译，查阅文献，完成开题报告并上传毕设网。
2023.1.16~2023.2.5 指导老师审核译文和开题报告，根据指导老师意见完成修改。
2023.2.6~2023.3.19 按照开题报告的方案，开始毕设课题的计算及设计。
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