【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2 122c o s 。 ta n( ) ( )xxxxxmr cAaK M m K M m?? ??????? ? ? ? 2 122c o s 。 ta n( ) ( )yyyyymr cAaK M m K M m?? ??????? ? ? ? 式中 yAxA和 yAyA和 為 x和 y方向機(jī)體的振幅； yax和 a 為 x方向和 y方向的激振力對(duì)位移之相位差角。 由于在慣性振動(dòng)篩中，阻尼力不大， yax和 a 通常為170~180? 。所以， cos cos 1xyaa? ? ?，這時(shí)將上式平方后相加后得： 22221xyxyAA?? 上式為標(biāo)準(zhǔn)橢圓方程，即機(jī)體的運(yùn)動(dòng)為橢圓。 畢業(yè)論文 當(dāng) 2()vK M m ??? ，時(shí)xyA A A??，即當(dāng)彈簧剛性很小時(shí)，機(jī)體做圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方程為： 2 2 2x y A?? 從振幅的計(jì)算式可知，當(dāng) 2()K M m ??? 時(shí)，即自振頻率KMm???????與強(qiáng)迫振動(dòng)頻率 ? 相等時(shí)，則機(jī)體將出現(xiàn)共振，這時(shí)彈簧就有因過載而被破壞的危險(xiǎn)。共振時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)可由下式求得： 30p Kn n M m? ?=126r/min 通過前面的計(jì)算可以知： n=820r/min﹥ 126r/min是可以的，在此范圍內(nèi)。 （ 1）低共振狀態(tài) 低共振狀態(tài) —— pnn? ，即 2()vK M m ??? 。若取2( 2 )K M m ??? ，則機(jī)體的振幅 Ar? 。在這種情況下，可以避免篩子起動(dòng)和停車時(shí)通過共振區(qū)，從而能提高彈簧的工作的耐久性，同時(shí)能減小軸承的壓力，延長(zhǎng)軸承壽命，并能減少篩子的能量消耗。但是在這種工作狀態(tài)下工作的篩子，彈簧剛度要求很大。因此必然會(huì)在地基及機(jī)體機(jī)架上出現(xiàn)很大的畢業(yè)論文 動(dòng)力，以至引起建筑物的振動(dòng)。所以必須設(shè)法消振，但目前還沒有妥善和簡(jiǎn)單的消振方法。 Aω P 圖 4— 1 振幅和轉(zhuǎn)子角速度的關(guān)系圖 （ 2）共振狀態(tài) 共振狀態(tài) —— pnn? ，即 2()K M m ??? 。振幅 A將無限大。但是由于阻力的存在，振幅是一個(gè)有限的數(shù)值。當(dāng)阻力及給料量改變的時(shí)，將會(huì)引起振幅較大的變化。由于振幅不穩(wěn)定，這種狀態(tài)沒有得到應(yīng)用。 （ 3）超共振狀態(tài) 超共振狀態(tài) —— pnn? ， 這種狀態(tài)又分為兩種情況： 畢業(yè)論文 〈 1〉 n稍大于pn，即 K 稍小 2()Mm?? 。若取 2KM?? ，則得 Ar?? 。因?yàn)閜nn?，所以篩子起動(dòng)與停車時(shí)通過共振區(qū)。這種狀態(tài)的優(yōu)缺點(diǎn)與低共振狀態(tài)相同。 〈 2〉 pnn，即為遠(yuǎn)離共振區(qū)的超共振狀態(tài)。此時(shí)，2()K M m ?? 。從上圖可以明顯的看出：轉(zhuǎn)速 ? 愈高，機(jī)體的A振幅欲平穩(wěn)，即振動(dòng)篩的工作狀態(tài)愈穩(wěn)定。這種工作狀態(tài)下，彈簧的剛度較小，傳給地基和機(jī)架的動(dòng)力也就很小，因此不會(huì)引起建筑物的振動(dòng)。同時(shí)，因?yàn)椴恍枰芏鄰椈?，篩子的構(gòu)造也比較簡(jiǎn)單。目前設(shè)計(jì)和應(yīng)用的振動(dòng)篩，通常都是采用這種工作狀態(tài)。為了減少振動(dòng)篩對(duì)地基的動(dòng)負(fù)荷，根據(jù)振動(dòng)隔離理論，只要使強(qiáng)迫振動(dòng)頻率 ? 大于自振頻率 p? 的五倍即可得到良好的效果。但是這種工作狀態(tài)下的篩子必須消除起動(dòng)和停車時(shí)，所以必須加消振裝置。 圖 4— 2 篩箱的運(yùn)動(dòng)軌跡 以上分析了激振力和彈性力通過機(jī)體重心的機(jī)體振動(dòng)特畢業(yè)論文 性。若由于結(jié)構(gòu)的限制，振動(dòng)器旋轉(zhuǎn)軸的中心在 y軸上，在這種情況下，激振力和彈性力并不通過機(jī)體重心，這時(shí)，振動(dòng)機(jī)體將繞其重心作不同程度的搖擺運(yùn)動(dòng)。 單軸振動(dòng)篩的慣性振動(dòng)器安裝于篩箱的上部或下部時(shí)，篩箱的前后端運(yùn)動(dòng)軌跡如上圖所示。當(dāng) 振動(dòng) 器 布置在機(jī)體重心上部時(shí)，兩端橢圓形長(zhǎng)軸延長(zhǎng)線在篩面以上相交。由于給料端長(zhǎng)軸向前，有利于給入篩子的物料迅速散開。排料端長(zhǎng)軸向后，起減低物料運(yùn)動(dòng)速度的作用，有利于難篩顆粒的篩選。震動(dòng)器在機(jī)體重心下部時(shí)，兩端橢圓長(zhǎng)軸在篩面以下相交。由于給料長(zhǎng)軸向后，阻礙給入篩子的物料散開。排料端長(zhǎng)軸向前，使物料加速通過篩面，不利于難篩顆粒的篩選。這種振動(dòng)器的布置方式國(guó)內(nèi)外很少采用。 隔振彈簧的確定 支撐彈簧是慣性振動(dòng)篩的重要彈性元件 ,既是主振彈簧 ,又是隔振彈簧 ,其性能好壞直接影響振動(dòng)篩的篩分效果。與金屬?gòu)椈上啾?,橡膠彈簧 具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝拆卸方便、吸振限幅性能好以及可同時(shí)承受壓縮與剪切變形的顯著特點(diǎn)。因此 ,它廣泛應(yīng)用在振動(dòng)篩上。目前 ,人們都是憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)、選擇減振彈簧 ,使得振動(dòng)篩的拋擲指數(shù)以及振動(dòng)軌跡達(dá)不到要求。 彈簧總剛度確定之后 ,每個(gè)彈簧的剛度為 1 /4kk? 。然后可用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中彈簧剛度的計(jì)算公式算出彈簧的 絲 畢業(yè)論文 動(dòng)篩所用 彈簧的彈簧指數(shù) C 一般取 8,有效工作圈數(shù)為 5,總?cè)?shù)為 60SiMn,熱處理硬度為 HRC~HRC50。 振動(dòng)篩除用鋼制彈簧外還用橡膠彈簧和復(fù)合彈簧 .鋼制彈簧制造容易 ,使用壽命長(zhǎng) ,應(yīng)用普遍 ,但是它在工作中產(chǎn)生的噪聲大 ,一旦失效斷裂造成設(shè)備跌落或傷及人員 ,橡膠彈簧的彈性變形較大 ,有很好的剛度 。而且工作中不會(huì)突然斷裂 ,產(chǎn)生的噪聲較小 ,在篩子啟動(dòng)和停止過程中越過共振區(qū)時(shí)的共振振幅也比鋼彈簧小 .復(fù)合彈簧是在鋼制彈簧的外面包一層橡膠 ,具有鋼彈簧和橡膠彈簧共有的優(yōu)點(diǎn) ,壽命長(zhǎng)、噪聲小、對(duì)環(huán)境的污染小、安全可靠。 選取彈簧剛度時(shí)，不僅要考慮使彈簧傳給基礎(chǔ)的動(dòng)負(fù)荷不使建筑物產(chǎn)生有還振動(dòng)，而且還要考慮彈簧應(yīng)有足夠的支承能力。彈簧 的剛度一般是通過強(qiáng)迫振動(dòng)頻率 ? 和自激振動(dòng)頻率 p? 的比值來控制。通常對(duì)于吊式振動(dòng)篩取頻率比為5 ~ 6pz ???? ；對(duì) 座式振動(dòng)篩頻率比取 4 ~ 5pz ???? 。由此，彈簧的剛度計(jì)算公式為：對(duì)于單軸振動(dòng)篩：22( ) ( )pK M m M m z?? ??? ? ? ? ????在這里選用 z=5，則 222( ) ( )4pK M m M m zKN?? ??? ? ? ?????????????? 畢業(yè)論文 若一臺(tái)篩子由 i個(gè)支承，每個(gè)彈簧的剛度 Kki? 78 98 .52 48KkiKN??? 振動(dòng)篩傳給地基的動(dòng)負(fù)荷可按照下式計(jì)算： 2210 KN? ??? 34 1 0 7 8 8 .3 33153T N?? ? ?? 激振器偏心質(zhì)量偏心距 振動(dòng)篩在超共振狀態(tài)下工作時(shí)，由于彈簧的剛度很小，故在振幅計(jì)算式中的 K值可以忽略，則可得： 對(duì)于單軸： ()M m A mr? ? ? 由參考資料 [1]可 知： r= 代入可知： m=. 激振力幅為： 2210 KN? ??? 參考東旭振動(dòng)機(jī)械廠的激振器可知選用 JZ— 100— 6型號(hào)。 畢業(yè)論文 式中負(fù)號(hào)表示機(jī)體振動(dòng)質(zhì)量 M和偏心塊 m的重心在振動(dòng)中心的兩個(gè)不同方向，計(jì)算時(shí)取絕對(duì)值。 5 電動(dòng)機(jī)的選擇 慣性振動(dòng)篩的功率消耗主要是由振動(dòng)器為克服篩子運(yùn)動(dòng)阻力而消耗的功率 1N 和克服軸在軸承中的摩擦力而消耗的功率 2N 來確定。 單軸振動(dòng)篩的振動(dòng)器為克服篩子運(yùn)動(dòng)的阻力而消耗的功畢業(yè)論文 率可按作用在篩子上的激振力所作的功率來計(jì)算。 作用在篩子上的激振力為： 2 cosoxF mr t??? 2 sinoyF mr t??? 激振器所做之單元功按下式計(jì)算： x o x o x o xdxd W F d x F d t F x d tdt? ? ? y o y o y o ydyd W F d y F d t F y d tdt? ? ? 根據(jù)上式可以求得篩子的運(yùn)動(dòng)速度： y o y o y o ydyd W F d y F d t F y d tdt? ? ? s( )yyy A co t a??? ? ? 若取機(jī)體振幅 xyA A A??，振幅周期 2T ??? ，則振動(dòng)器振動(dòng)一次所作之功： xyW W W?? ? ?? ?2/02/02c o s si n ( )s s( )2 si nmr t A t d tmr in t A c o t d tmr A????? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ?? ? ?? ? ???? 振動(dòng)器為克服運(yùn)動(dòng)阻力的功率消耗為： 畢業(yè)論文 1 2 sin6 0 1 0 2 2 0 4W n m r AN ????? 式中 22co s()mrA K M m???? ??當(dāng)篩子在 2()K M m ?? 狀態(tài)下工作時(shí)，則式中 K值可以忽略不計(jì)。 22cos()mrA K M m???? ??代入上式中，則得： 2 2 3 2 2 31 s in 22 0 4 ( ) 2 0 4 ( )m r c m rN M m M m??????? 千 瓦 式中 sin2c ?? ，計(jì)算時(shí)可取 c=~。 軸承上的壓力將決定于質(zhì)量 m在絕對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心慣性力。既可以大于相對(duì)運(yùn)動(dòng)的離心慣性力，也可能比這個(gè)小。因此，在軸承上的壓力不是固定不變的。通常計(jì)算時(shí)都把它看作不變的。 2oF mr?? =常數(shù)。因此，消耗于軸承中 的摩擦功率為： 302 6 0 1 0 2 6 0 1 2 0 2 0 4fF d nW n fm r dN ? ?????? 千 瓦 式中 d—— 軸頸的直徑 f—— 滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù) , f=~。當(dāng)潤(rùn)滑油粘度小時(shí)取較小值，反之取較大值。 單軸振動(dòng)篩的電動(dòng)機(jī)功率為： 畢業(yè)論文 ? ? ? ? ? ? ? ?? ?32 2 3 3123 3 3 31 1 c m2 0 4 2 0 4 1 7 7 5 0 0 02 5 4 5 4 1 0 8 2 0 0 .2 4 1 0 0 .0 0 5 5 4 1 01 7 7 5 0 0 0 0 .9 59 .8 7M m A n c A fdr fm r dN N NMmKW??? ? ?? ? ??? ??? ? ? ? ??????? ? ? ? ? ? ? ???? 式中 ? —— 傳動(dòng)效率， ? ＝ 式中其它符號(hào)表示意義同前。長(zhǎng)度單位取米，重量單位取公斤。 由前面的激振器型號(hào)可知 d=54mm， c=： ? ? ? ? ? ? ? ?? ?32 2 3 3123 3 3 31 1 c m2 0 4 2 0 4 1 7 7 5 0 0 02 5 4 5 4 1 0 8 2 0 0 .2 4 1 0 0 .0 0 5 5 4 1 01 7 7 5 0 0 0 0 .9 59 .8 7M m A n c A fdr fm r dN N NMmKW??? ? ?? ? ??? ??? ? ? ? ??????? ? ? ? ? ? ? ???? 根據(jù)參考資料 [6]表 20— 1則電動(dòng)機(jī)選用 Y160L— 4型普通電機(jī)。 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 dn in? 式中 dn —— 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速； i —— 傳動(dòng)比，在這里我們?nèi)?? ； n —— 激振器轉(zhuǎn)速。 于是 ???? 畢業(yè)論文 30 ???? 1360 / minr? 表 5— 1 Y160L— 4 型電機(jī)的主要參數(shù) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 (KW) 滿載轉(zhuǎn)速（ r/min） 額定轉(zhuǎn)距 最大轉(zhuǎn)距 質(zhì)量（ kg） 同步轉(zhuǎn)速 1500 r/min （ 4級(jí)） Y160L－ 4 11 1460 114 畢業(yè)論文 6 篩箱的設(shè)計(jì) 篩箱是篩子的承載部分和參振部件，由篩箱及固定在它上面的篩面組成。它由側(cè)板、后檔板、下橫梁和上橫梁組成。側(cè)板是由鋼板制成利用橫梁將兩側(cè)傍連接起來，使篩箱成為整體結(jié)構(gòu)，為了加強(qiáng)側(cè)板的剛度，在適當(dāng)?shù)奈恢勉T接角鋼以補(bǔ)強(qiáng)。下橫梁采用無縫鋼管或槽鋼，上橫梁采用無縫鋼管，由于篩子是在高頻振動(dòng)下工作，篩框不僅承受篩子物料的重量，而且還要承受很大的振動(dòng)力。因此篩框的接都要牢固，不但有足夠的整體剛度；使篩箱不致因發(fā)生變形而損壞。對(duì)于這樣大的振動(dòng)篩面猶為重要。下面對(duì)各部分分別選?。? 側(cè)板和橫梁是 主要受力構(gòu)件，由于篩箱是借助于側(cè)板支撐在機(jī)架上，所以側(cè)板承受物料和篩箱的重量，并將激振力傳遞到篩框的各個(gè)部分，側(cè)板一般選用 6~16mm的鋼板或角鋼畢業(yè)論文 組成，這里選用 8mm的鋼板。 橫梁承受篩板和物料的重量及它在工作中的慣性力，橫梁可以采用工子鋼、槽鋼、無縫鋼管、箱形梁、重壓梁等在這里選用 10mm厚的槽鋼。 篩箱的剛度是指其抵抗變形的能力。在篩子工作時(shí)，篩框受振動(dòng)產(chǎn)生的高頻慣性力可使局部