【文章內(nèi)容簡介】 上。中間各塊篩板之間則用螺栓經(jīng)壓板壓緊。 螺栓固定篩面結(jié)構(gòu)簡圖2. 篩框：篩框由側(cè)板、橫梁等部分組成。側(cè)板采用厚度為6—16mm的20號(hào)鋼板制成。橫梁常用圓形鋼管、槽鋼、方形鋼管或工字鋼制造。篩框必須要由足夠的剛性。篩框各部件的聯(lián)接方式有鉚接、焊接和高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接三種。 10 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）本次設(shè)計(jì)的振動(dòng)給料機(jī)采用單軸振動(dòng)器。單軸振動(dòng)給料機(jī)是利用單不平衡重激振使機(jī)體振動(dòng)，篩面傾斜，槽體的運(yùn)動(dòng)軌跡一般為圓形或橢圓形。激振器裝設(shè)在槽體的兩側(cè),主要由偏心軸、皮帶輪和偏心塊組成，給料機(jī)的激振力是由偏心軸慣性產(chǎn)生的，偏心塊安裝在平衡輪上，平衡輪固定于皮帶輪上，激振器通過軸承固定在篩箱側(cè)板上。支承裝置主要是支承槽體的彈性元件，有吊式和座式兩種。振動(dòng)給料機(jī)的隔振裝置常用的有螺旋彈簧、板彈簧和橡膠彈簧。由于本次設(shè)計(jì)的振動(dòng)式給料機(jī)需要應(yīng)用于碎石篩分現(xiàn)場，所以支撐裝置與隔振裝置分別選擇了座式與螺旋彈簧[5]。本次設(shè)計(jì)的振動(dòng)式給料機(jī)采用三角皮帶傳動(dòng)裝置，它機(jī)構(gòu)簡單，可以任意選擇振動(dòng)器的轉(zhuǎn)數(shù)。12 4 碎石篩分振動(dòng)給料機(jī)動(dòng)力學(xué)基本理論 4 碎石篩分振動(dòng)給料機(jī)動(dòng)力學(xué)基本理論慣性振動(dòng)給料機(jī)的振動(dòng)系統(tǒng)是由振動(dòng)質(zhì)量（給料槽和振動(dòng)器的質(zhì)量）、彈簧和激振力（由回轉(zhuǎn)的偏心塊產(chǎn)生的）構(gòu)成。為了保證給料機(jī)的穩(wěn)定工作，必須對給料機(jī)的振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，以便找出振動(dòng)質(zhì)量、彈簧剛性、偏心塊的質(zhì)量矩與振幅的關(guān)系，合理地選擇彈簧的剛性和確定偏心塊的質(zhì)量矩[5]。 振動(dòng)系統(tǒng)力學(xué)模型圖 。為了簡化計(jì)算，假定振動(dòng)器轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)中心和機(jī)體的重心重合．激振力和彈性力通過機(jī)體重心。此時(shí)，篩面只作平面平移運(yùn)動(dòng)。今取機(jī)體靜止平衡時(shí)(即機(jī)體的重量為彈簧的彈性反作用力所平衡時(shí)的位置)的重心所在點(diǎn)o作為固定坐標(biāo)系統(tǒng)(xoy)的原點(diǎn)，而以振動(dòng)器轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心作為動(dòng)坐標(biāo)系統(tǒng)()的原點(diǎn)。 偏心重塊質(zhì)量m的重心不僅隨機(jī)體一起作平移運(yùn)動(dòng)(牽連運(yùn)動(dòng))，而且還繞振動(dòng)器的回轉(zhuǎn)中心線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(相對運(yùn)動(dòng))，則其重心的絕對位移為[5]：＝+＝+＝+rcos＝+＝+=y+rsin式中： ——偏心質(zhì)量的重心至回轉(zhuǎn)軸線的距離。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ——軸之回轉(zhuǎn)角度，＝,為軸回轉(zhuǎn)之角速度,t為時(shí)間。偏心質(zhì)量m運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力為： () ()式中和為偏心質(zhì)量m在x與y方向之相對運(yùn)動(dòng)離心力或稱激振力。在慣性振動(dòng)給料機(jī)的振動(dòng)系統(tǒng)中，作用在機(jī)體質(zhì)量M上的力除了和外，還有機(jī)體慣性力(其方向與機(jī)體加速度方向相反)、彈簧的作用力 (和表示彈簧在x和y方向的剛度，彈簧作用力的方向永遠(yuǎn)是和機(jī)體重心的位移方向相反)及阻尼力(c稱為粘滯阻力系數(shù)，阻尼力的方向與機(jī)體運(yùn)動(dòng)速度方向相反)。 在單軸振動(dòng)系統(tǒng)中，作用在機(jī)體質(zhì)量上的力除了和之外，還有機(jī)體的慣性力和（其方向與機(jī)體的速度方向相反）、彈簧的作用力，（表示彈簧在方向的剛度），及阻尼力（稱為粘滯阻力系數(shù)，阻尼力的方向與機(jī)體的運(yùn)動(dòng)方向相反）。當(dāng)振動(dòng)器在作等速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，將作用在機(jī)體上的各力，按照理論力學(xué)中的動(dòng)靜法建立的運(yùn)動(dòng)微分方程式為： () 式中：——機(jī)體的計(jì)算質(zhì)量 ()式中：——?！??！?。根據(jù)單軸振動(dòng)給料機(jī)運(yùn)動(dòng)微分方程式的全解可知，機(jī)體在x和y軸方向的運(yùn)動(dòng)是自由振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)兩個(gè)簡諧振動(dòng)相加而成的，事實(shí)上，由于有阻尼力存在的緣故，自由振動(dòng)在機(jī)器工作開始后就會(huì)逐漸消失，因此，機(jī)體的運(yùn)動(dòng)就只剩下強(qiáng)迫振動(dòng)了。所以，只需要討論公式的特解[3]：。 ()其特解為 () 13 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14 5 碎石篩分振動(dòng)給料機(jī)參數(shù)計(jì)算 ()式中：。系統(tǒng)的自振頻率為： ()[5]：1. 低共振狀態(tài) ：即若取 ，則機(jī)體的振幅。在這種情況下，可以避免給料機(jī)的起動(dòng)和停車時(shí)通過共振區(qū)，從而能提高彈簧的工作耐久性，同時(shí)能減小軸承的壓力，延長軸承的壽命，并能減少給料機(jī)的能量消耗，但是在這種工作狀態(tài)下工作的給料機(jī)，彈簧的剛度要很大，因此，必然會(huì)在地基及機(jī)架上出現(xiàn)很大的動(dòng)力，以致引起建筑物的震振動(dòng)。所以，必須設(shè)法消振，但目前尚無妥善和簡單的消振方法。 振幅和轉(zhuǎn)子角速度的關(guān)系曲線2. 共振狀態(tài) 即。振幅A將變?yōu)闊o限大。但由于阻力的存在，振幅是一個(gè)有限的數(shù)值。當(dāng)阻力及給料量改變時(shí)，將會(huì)引起振幅的較大變化。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) ，這種狀態(tài)又分為兩種情況：(1) n稍大于，即稍小于。若取，則得。因?yàn)?，所以給料機(jī)起動(dòng)與停車時(shí)要通過共振區(qū)。這種狀態(tài)的其它優(yōu)缺點(diǎn)與低振狀態(tài)相同。(2) ，即為遠(yuǎn)離共振區(qū)的超共振狀態(tài)。此時(shí)。從圖可以 16 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）明顯地看出：轉(zhuǎn)速愈高，機(jī)體的振幅A就愈平穩(wěn)，即振動(dòng)給料機(jī)的工作就愈穩(wěn)定。這種工作狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)是：彈簧的剛度越小，傳給地基及機(jī)架的動(dòng)力就愈小，因而不會(huì)引起建筑物的振動(dòng)。同時(shí)，因?yàn)椴恍枰芏嗟膹椈?，給料機(jī)的構(gòu)造也簡單。目前設(shè)計(jì)和應(yīng)用的振動(dòng)給料機(jī)，通常采用這種工作狀態(tài)。為了減少給料機(jī)對地基的動(dòng)負(fù)荷，根據(jù)振動(dòng)隔離理論，只要使強(qiáng)迫振動(dòng)頻率大于自振動(dòng)頻率的五倍即可得到良好的效果，采用這種工作狀態(tài)的給料機(jī)，必須設(shè)法消除篩子在起動(dòng)時(shí)，由于通過共振區(qū)而產(chǎn)生的共振現(xiàn)象。目前采用的消振方法如前所述。 15 5 碎石篩分振動(dòng)給料機(jī)參數(shù)計(jì)算5 碎石篩分振動(dòng)給料機(jī)參數(shù)計(jì)算選取和計(jì)算振動(dòng)給料機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)[5]振動(dòng)機(jī)械的工作平面通常完成以下各種振動(dòng)：簡諧直線振動(dòng)、非簡諧直線振動(dòng)、圓周振動(dòng)和橢圓振動(dòng)等。依賴上述各種振動(dòng)，使物料沿工作面移動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)機(jī)械采用不同的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)（振幅、頻率、振動(dòng)角和傾角）時(shí)，便可使物料在工作面上出現(xiàn)下列不同形式的運(yùn)動(dòng)：相對運(yùn)動(dòng)、正向滑動(dòng)、反向滑動(dòng)和拋擲運(yùn)動(dòng)。1. 拋擲指數(shù)由于本次設(shè)計(jì)的給料機(jī)具有篩分功能，與圓振動(dòng)篩同樣都屬于單軸振動(dòng)型，所以在篩分方面可以參考圓振動(dòng)篩的參數(shù)。圓振動(dòng)篩一般取=3～5，直線振動(dòng)篩宜取=～4；。難篩物料取大值，易篩物料取小值。篩孔小時(shí)取大值，篩孔大是取小值。本次設(shè)計(jì)參考圓振動(dòng)篩，選取。2. 振動(dòng)強(qiáng)度K 振動(dòng)強(qiáng)度K的選擇。主要受材料強(qiáng)度及其構(gòu)件剛度等的限制，目前的機(jī)械水平K值一般在3～8的范圍內(nèi)，為了同時(shí)達(dá)到篩分與給料作用，本次設(shè)計(jì)選擇K=4。3. 篩面傾角對于單軸振動(dòng)篩的傾角為：作預(yù)先分級用 作最終分級用 對于圓振動(dòng)篩一般取～，振幅大時(shí)取小值，振幅小時(shí)取大值。本次設(shè)計(jì)的振動(dòng)式給料機(jī)具有篩分作用，與圓振動(dòng)篩同樣都屬于單軸振動(dòng)型，所以在篩分方面可以參考圓振動(dòng)篩的參數(shù)，故選取。4. 給料槽的振幅給料槽振幅；是設(shè)計(jì)給料機(jī)的重要參數(shù)，其值必須適宜，以保證物料充分分層，減少堵塞，以利透篩。通常取=3～6mm，其中篩孔大者取大值，篩孔小者取小值。本次設(shè)計(jì)選取=5mm。5. 給料槽的振動(dòng)頻率按照和所確定的A值可以求解出頻率n。 16 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ()6. 振動(dòng)強(qiáng)度校核實(shí)際振動(dòng)強(qiáng)度K按照下式計(jì)算： () 在本設(shè)計(jì)中，所以符合振動(dòng)強(qiáng)度要求。給料槽的實(shí)際強(qiáng)度：= ；即給料槽的振幅、頻率和拋 擲指數(shù)分別為：A=5；n=823 ；=4。7. 物料的運(yùn)動(dòng)速度慣性振動(dòng)給料機(jī)的物料運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算： ()式中：取修正系數(shù)≈。V =選取設(shè)計(jì)振動(dòng)給料機(jī)工藝參數(shù)[6]：振動(dòng)給料機(jī)的工藝參數(shù)包括篩面的長度和寬度、篩分效率。1. 篩面的長度和寬度由公式：Fq式中：Q—處理量，根據(jù)以上參數(shù)的選擇，根據(jù)文獻(xiàn)[6]可得Q=375t/h F—篩面的工作面積 q—單位面積處理量, 根據(jù)以上參數(shù)的選擇，根據(jù)文獻(xiàn)[6]q=50則可得出F=,選取篩面長度L=，所以B=F/L=。2. 篩分效率在篩分作業(yè)中，篩分效率是衡量篩分過程的質(zhì)量指標(biāo)。篩分效率是指篩下產(chǎn)物重量與原料中篩下級別(篩下級別是指原料中所含粒度小于篩孔尺寸的物料)重量的比值。篩分效率一般以百分?jǐn)?shù)表示。篩分效率可按下式計(jì)算： () 17式中 ——原料中篩下產(chǎn)物含量的百分?jǐn)?shù)； ——篩上產(chǎn)物中篩下級別含量的百分?jǐn)?shù)； 將原料和篩上產(chǎn)物進(jìn)行精確的篩分，根據(jù)篩分結(jié)果即可算出篩下級別含量及。篩分所用篩面的篩孔尺寸和形狀，應(yīng)與測定篩分效率所用的篩子相同。篩分機(jī)械的篩分效率與物料的粒度特性、物科的濕度、篩孔形狀、篩面傾角、篩面長度、篩面的運(yùn)動(dòng)特性及生產(chǎn)率等因素有關(guān)。不同用途的篩分機(jī)械對篩分效率有不同的要求?？偨Y(jié)可得下表： 碎石篩分振動(dòng)給料機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)和工藝參數(shù)名稱數(shù)值名稱數(shù)值篩面長度篩面寬度振動(dòng)強(qiáng)度拋擲指數(shù)4篩面傾角20振動(dòng)方向角——機(jī)體振幅5mm篩子頻率823rmp處理量375t/h物料運(yùn)動(dòng)速度振動(dòng)器偏心質(zhì)量及偏心距的確定[5]：工作時(shí)，彈簧剛度小，故振幅計(jì)算式中值可以略。對于單軸振動(dòng)給料機(jī)： ()式中M—振動(dòng)機(jī)體質(zhì)量，M=；m—偏心塊質(zhì)量；A—篩箱振幅，A=5mm；r—偏心距，r=24mm。負(fù)號(hào)表示重心在振動(dòng)中心的兩個(gè)不同方向上。由式()得，m===91kg慣性振動(dòng)給料機(jī)的功率消耗主要是由振動(dòng)器為克服槽體的運(yùn)動(dòng)阻力而消耗的功率和克服軸在軸承中的摩擦力而消耗的功率來確定[21]。電機(jī)的功率為：18 KW ()式中：—. 。，這里對于滾子軸承選取 。=由上式可求N=根據(jù)所得電機(jī)功率N=，查閱文獻(xiàn)[19]選擇傳動(dòng)電機(jī)型號(hào)為，其額定功率為，n。慣性振動(dòng)給料機(jī)起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)需克服偏心質(zhì)量的靜力矩和摩擦力矩，起動(dòng)后由于慣性作用，功率消耗較少，因而需選用高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)。因此，按公式計(jì)算的功率，必須按起動(dòng)條件校核[19]： ()式中: ——電機(jī)的移動(dòng)轉(zhuǎn)矩； ——電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩； ——振動(dòng)篩偏心重量的靜力矩與軸承的摩擦靜力矩之和 =9550=9550= Nm ()= ()式中： ——速比 ——起動(dòng)力矩系數(shù)，取= === () 19因此有 === () = ()式中為偏心質(zhì)量的靜力矩與軸承的摩擦力矩之和 = + ()式中為振動(dòng)器上軸承的摩擦力矩 =2M ()===m ()式中 ()將值帶入公式(514)得 == Nm 為靜力矩 == Nm ()將與值帶入公式()得=+= Nm將值帶入公式()得==m==由于=,所以滿足 ,電機(jī)起動(dòng)校核合格。