【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 9 .8 0 .9 0 .9 c o t 1 52 5 0?? ? ? ? ? 公式中 g 重力加速度 (m/ 2s ) f 激振器振動(dòng)頻率 (Hz) ? 振動(dòng)方向角 (176。 ) n 系數(shù)。 (上式中 n 取 ) 公式中的 n 是物料的拋擲時(shí)間和振蕩的周期之比， asttn t?? n 與 D 具有下述隱函數(shù)關(guān)系： 222c o s 2 2 1 12 s i n 2nnD ????????????? （ 4） 當(dāng) D= 時(shí)，拋擲時(shí)間 t 即等于振動(dòng)周期 1f。 上面激振器的動(dòng)力系數(shù) k 確定了， k 的數(shù)值為 ， 因此振動(dòng)方向角對(duì)物料運(yùn)送的速度的大小有很大的影響。其中，振蕩方向角越大，物料的拋擲指數(shù)也就越大。因此，物料就會(huì)被拋擲的角度比較大和高度比較高。系數(shù) n 也就變大，振蕩方向角變 ? 小時(shí)，則物料拋得幅度就較平，并且向?qū)τ趻伭显趻仈S的時(shí)間，物料在輸料槽里的停留時(shí)間就比較長(zhǎng)。 有三個(gè)因素影響振動(dòng)方向角的選擇，分別是理想的輸送速度、槽體的磨損、對(duì)物料的保護(hù)。不同的動(dòng)力系數(shù)都有一個(gè)最適合的振動(dòng)方向角 ? 。 對(duì)一系列物料進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出實(shí)際輸送速度與理論速度的差值，即實(shí)際速度為： ? ?2 c o t /2M H agnv m sf? ? ? ??? （ 5） 9 . 8 0 . 9 0 . 90 . 7 0 . 8 1 c o t 1 52 5 0?? ? ? ? ? ? ? ? ? /ms? 上面的公式中 10 M? —— 物料性質(zhì)速度降低系數(shù) (取 )； H? —— 料層厚度降低系數(shù)（取 ）； a? —— 槽體傾角影響速度系數(shù)（取 1）。 電磁振動(dòng)給 料機(jī)的力學(xué)模型 電磁振動(dòng)給料機(jī)的結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為一個(gè)雙自由度雙質(zhì)體的振動(dòng)系統(tǒng)，其力學(xué)模 型 [7]如圖 4所示。質(zhì)量 1m 為前質(zhì)量，包括給料槽、給料槽物料的結(jié)合質(zhì)量、聯(lián)接叉、銜鐵、主振彈簧折算質(zhì)量等幾部分。質(zhì)量 2m為后質(zhì)量，包括殼體、鐵芯、線圈和主振彈簧折算質(zhì)量部分 以及配重 。兩個(gè)質(zhì)體上的激振力 的 大小相等方向相反 。 相對(duì)阻尼力 大小相等，方向相反，被消耗在彈性系統(tǒng)上 。 物料輸送會(huì)引起外摩擦力 ，由于 其 阻力比較小， 因此可以近似的認(rèn)為分配在 2 個(gè)質(zhì)體上的力是反向相等的 。彈性元件的變形速度 和內(nèi)阻力 成比例，質(zhì)體的運(yùn)動(dòng)速度 和外阻力 成比例。 由 分析可以列出（ 6）的振動(dòng)微分方程。 ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?1 1 1 1 1 2 1 22 2 2 2 1 2 2 2sinsinm x f x f x x k x x F tm x f x f x x k x x F t????? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? （ 6） 圖 4 給料機(jī)力學(xué)模型 式中 1m , 2m —— 質(zhì)體 質(zhì)體 2 的質(zhì)量 (kg )； 1f , 2f —— 質(zhì)體 質(zhì)體 2 的阻尼 系數(shù)； f —— 質(zhì)體 質(zhì)體 2 之間的相對(duì)阻尼系數(shù) 1x 、 1x 、 2x 、 2x 、 2x 、 2x —— 分別為質(zhì)體 質(zhì)體 2 在振動(dòng)方向上的位移、速度和加速度； F —— 激振力幅 (N)； ? —— 角頻率 (rad/s)； t —— 時(shí)間 (s)； ? —— 初始相位角（ ? ） 振動(dòng)給料機(jī)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算 由原始數(shù)據(jù)和前面章節(jié)的計(jì)算推得，電磁振動(dòng)給料機(jī)的給料量為 30t/h，振動(dòng)頻率 11 ? =314rad/s，調(diào)諧指數(shù) z=，其動(dòng)力參數(shù)計(jì)算如下： 初步分配質(zhì)量比 前質(zhì)量 1m ， 由 給料槽、給料槽物料的結(jié)合質(zhì)量、聯(lián)接叉、銜鐵、主振彈簧折算質(zhì)量等幾部分 組成 。 后 質(zhì)量 2m ， 由 振動(dòng)器殼體、鐵芯、線圈和主振彈簧折算質(zhì)量部分及配重等。 由已知質(zhì)量比 12: ? 可以確定主振彈簧采用板彈簧或剪切型橡膠彈簧，此次設(shè)計(jì)采用板彈簧。 12 mm? （ 7） 1210000mm?? ， （ 8） 可以計(jì)算出 1m =4737kg， 2m =5263kg。 求 1m 和 2m 振幅 在振動(dòng)方向上，由于 k1是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 k2的，因此可以 忽略 k2對(duì)系統(tǒng)的 影響。將式 (6)中兩方程式相加可得： 1 1 2 2 1 1 2 2 0m x m x f x f x? ? ? ? （ 9） 在每個(gè)瞬時(shí)的時(shí)候，質(zhì)體的慣性力和阻力是大小相等，方向相反的。 1 1 2 20f x f x?? （ 10） 則式 (9)可寫成： 1 1 2 2 0m x m x?? （ 11） 當(dāng)強(qiáng)迫振動(dòng) 彈性 系統(tǒng)滿足 式 (10)和式 (11)時(shí) ， 易知 ： 2 1 21 2 1x f mx f m? ? ? ? （ 12） 電磁振動(dòng)給料機(jī)的質(zhì)量與振幅成反比，即： 1221am?? （ 13） 公式中 1a 、 2a —— 分別 為質(zhì)體 1 和質(zhì)體 2 的振幅。 相對(duì)振幅 A 一般由一次諧波激振力幅和二次諧波激振力幅組成。 ? ?12 1 .5A a a m m? ? ? 可得出： ? ?mma ? ? ?mma ? 12 計(jì)算質(zhì)量 m 雙質(zhì)體振動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)時(shí)，在彈簧上有一點(diǎn)處于 極致 ，這一點(diǎn)稱為震動(dòng)系統(tǒng)的惰性中心，它隨兩個(gè)質(zhì)量比的不同而處于不同位置。當(dāng) 1:1: 21 ?mm 時(shí)，惰性中心在 2l 處。當(dāng) 10: 21 ?mm時(shí)，惰性中心接近 1m 處。如果比值更大，則雙質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)變?yōu)閱钨|(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)。 公 式 (11)可以簡(jiǎn)化為單質(zhì)量的強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)，其方程為： )s i n (1... ?? ????? tmFxmkxm cfx （ 14） 12221111 mmfmmfc???? （ 15） 1212mmm mm? ? （ 16） 可公式 ()得出 ? ?1212 4 7 3 7 5 2 6 3 24931 0 1 0 0 0mmm k gmm ?? ? ??? （ 17） 式中 m—— 計(jì)算質(zhì)量（ kg）； c—— 摩擦阻尼力折算系數(shù)。 主振彈簧剛度 1k 不考慮阻尼時(shí)， 質(zhì)體 1m 和 2m 可 以 以惰性中心為靜止點(diǎn)， 同頻率作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則振動(dòng)系統(tǒng)固有頻率為： 10 km?? （ rad/s） 代入數(shù)據(jù)，可計(jì)算得 ? ?222910 3142 4 9 3 3 . 0 3 1 0 /0 . 9k m m N mz?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? （ 18） 式中： ? —— 角頻率 (rad/s)； z—— 調(diào)諧指數(shù)；（ z 取 ） 方程 )s in (1... ?? ????? tmFxmkxm cfx 的特解為： ? ?20 s i nFxtm ? ? ? ??? ? ? （ 19） 13 2222 4)1(1 zbz ???? （ 20） 0???z ， z= 0?fcb ?? ， b= （ 21） 212arc tanzbz??? )(? （ 22） 由公式（ 22）得， （ 23） ? ???? ????? r c t a n1 2a r c t a n 22zbz? 式中 x—— 相對(duì)位移（ m）； F —— 激振力幅（ N）； ? —— 共振放大 系數(shù)： ? —— 激振力 與 位移的相位角 )(? ； z —— 調(diào)諧指數(shù)； b —— 衰減系數(shù)。 激振力 F 是 主振彈簧最大變形與彈簧剛度 的乘積 ： 1 maxf kx? （ 24） 將式 (24)代入式 (20)，激振力為： 222211 4)1( zbzAkAkF ???? ?（ N） （ 25） ? ? ? ?23 8 2 10 10 1 4 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 式中 A —— 相對(duì)振幅（ m）； z—— 調(diào)諧指數(shù)；（ z 取 ） b —— 衰減系數(shù)； (b 取 ) 1k —— 主振彈 簧剛度（ N m）。 共振放大系數(shù) 在激振力 的作用下，主 振彈簧的動(dòng)態(tài)變形量與靜態(tài)變形量之比， 就是 相對(duì)振幅與靜變形量之比。從式 (25)也可以看出， 振動(dòng)狀態(tài)下， 調(diào)諧指數(shù)的變化影響振幅的穩(wěn)定。 14 一般來說， 電磁振動(dòng)機(jī)械選擇在低臨界近共振狀態(tài)下 運(yùn)行 ，即 0/?? =~， 以便獲得穩(wěn)定的振幅。 阻尼系數(shù)是 參變量，在低臨界近共振狀態(tài)下， 會(huì)由于 外部因素 而變化 ， 比如料槽中物料量增加等因素，阻尼增大時(shí)，振幅將降低， 系統(tǒng)固有頻率也 降低 ，調(diào)諧指數(shù) z趨近于 1，則振幅趨于增加， 形成一個(gè)互補(bǔ) 。當(dāng)阻尼減小時(shí)，則上述因素將向相反方向變化，同樣能 保持這種相互補(bǔ)償關(guān)系，從而可使電磁振動(dòng)給料機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。 當(dāng) z接近 1時(shí)， 電磁振動(dòng)給料機(jī)在 趨近 共