筛分过程中颗粒运动的非线性特性研究-煤炭学报.pdf

　第３４卷第４期 煤　　炭　　学　　报 Ｖｏｌ．３４　Ｎｏ．４　 　２００９年 ４月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＩＮＡＣＯＡＬＳＯＣＩＥＴＹ Ａｐｒ．　 ２００９　 　　文章编号：０２５３－９９９３（２００９）０４－０５５６－０４ 筛分过程中颗粒运动的非线性特性研究 刘初升，陆金新 （中国矿业大学 机电工程学院，江苏 徐州　２２１００８） 摘　要：利用振动筛与颗粒之间关系的运动学模型，导出颗粒运动的周期性条件；然后利用 Ｐｏｉｎｃａｒé映射方法，推导出颗粒的运动对周期运动的扰动方程；最后对振动筛分过程中颗粒运动 特性进行了数值计算研究，得出了筛面上颗粒运动是经周期分叉和概周期分叉通向混沌的演化过 程．在筛分机正常的工作参数范围内，筛面上颗粒运动不存在周期运动、概周期运动，只存在混 沌运动． 关键词：筛分；颗粒运动；非线性特性 中图分类号：ＴＤ９２１３　　　文献标识码：Ａ Ｓｔｕｄｙｏｎｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｍｏｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏａｌｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ＬＩＵＣｈｕｓｈｅｎｇ，ＬＵＪｉｎｘｉｎ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ　２２１００８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｆｉｒｓｔｌｙｐｒｅｓｅｎｔｅｄｂｙｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｒｅｌａｔｉｏｎｂｅ ｔｗｅｅｎｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｃｒｅｅｎａｎｄｐａｒｔｉｃｌｅｔｏｄｅｄｕｃｅｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｍｏｔｉｏｎ，ｔｈｅｎｄｉｓｔｕｒｂｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆ ｐａｒｔｉｃｌｅｍｏｔｉｏｎｆｏｒｐｅｒｉｏｄｉｃｍｏｔｉｏｎｗａｓｅｄｕｃｅｄｂｙｕｓｉｎｇＰｏｉｎｃａｒéｍａｐｐｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｓｔｕｄｉｅｄｍｏｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ ｔｉｃｓｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｉｎｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｃｒｅｅｎｉｎｇｉｎｔｅｒｍｓｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｐａｒｔｉｃｌｅｍｏｔｉｏｎｏｎｓｃｒｅｅｎ ｓｕｒｆａｃｅｉｓａｎｅｖｏｌｕｔｉｖｅｐｒｏｃｅｓｓｆｒｏｍｐｅｒｉｏｄｉｃｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎａｎｄａｌｍｏｓｔｐｅｒｉｏｄｉｃｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎｔｏｃｈａｏｔｉｚａｔｉｏｎ．Ｐｅｒｉｏｄｉｃｂｉ ｆｕｒｃａｔｉｏｎａｎｄａｌｍｏｓｔｐｅｒｉｏｄｉｃｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎａｒｅｎｏｎｅｘｉｓｔｅｎｔｉｎｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｍｏｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｏｎｌｙｈａｓｃｈａ ｏｓｂｅｈａｖｉｏｒｕｎｄｅｒｖｉｂｒａｔｉｎｇｓｃｒｅｅｎ’ｓｎｏｒｍａｌｗｏｒｋｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ；ｐａｒｔｉｃｌｅｍｏｔｉｏｎ；ｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ 　　物料在振动筛面上的运动有着丰富的动力学特性，通过研究筛面上物料的运动规律，认识物料在筛面 上的运动特性，寻求最优的运动学参数并指导筛分机的设计．目前，筛分机的设计和运动学参数的选择都 是以线性动力学为基础，即颗粒在筛面上跳动一次再落到筛面上，筛面恰好运动一个周期．陈予恕等研究  ［１－２］ ［３－４］ 了筛分过程中颗粒运动的复杂性 ；谢建华等 研究了振动落砂机的非线性运动问题；罗冠炜等 系 统地研究了碰撞系统的周期运动稳定性．而对振动筛面的颗粒运动状态至今研究较少，到目前为止，筛分 机的设计仍以此线性运动假设为基础，颗粒运动在筛