直線振動(dòng)輸送機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-01-06 16:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 用系統(tǒng)處于平衡的情況，不是我們所需要的解。對于 A1和 A2具有非零解的情況，方程組 5的系統(tǒng)行列式必須等于零，即： ?????????cpa 2 ?????????2pcb =0 我們將其展開后得： P4(a+c)p2+(acbc)=0 (6) 則式 (6)的兩個(gè)特征根為 : ? ?? ??????????????????bccacapbccacap22212/)(2/)(2/)(2/)( （ 7） P1和 P2是兩個(gè)正實(shí)根，由于公式 Sin(pt+ψ )中， P表示頻率，而在公式（ 6）中 P1和P2僅決定于系統(tǒng)本身的物理性質(zhì)（質(zhì)量和彈簧剛度），因此稱為振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，較低的稱為第一階固有頻率，較高的稱為第二階固有頻率。 （ 2）無阻尼強(qiáng)迫振動(dòng)的微分方程及振幅ω t 見圖（ 2）在質(zhì)體 m上作用簡諧振力 psinω t，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可以直接寫成系統(tǒng)強(qiáng)迫振動(dòng)的 微分方程： ????????????????0s i n)(1222222212111xkxkxmtPxkxkkxm ? （ 8） 令 a=(k1+k2)/m1 b=k2/m1 c=k2/m2 f=p/m1 則（ 8）式可寫成： 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 ???????????????0s in21212111cxcxxtfbxxax ? （ 9） 這是二階線性常系數(shù)齊次微分方程組，設(shè)其解為： ???????tBxtBx??sinsin2211 （ 10） 式中振幅 B1 B2為待定系數(shù)，代入（ 9）式則有： ????????????0)()(2211212BccBfbBBa?? （ 11） 解此系數(shù)方程組，得振幅式： ??????????)(/)(/1)(222221???CfBfCB （ 12） 式中Δ (ω 2)=(aω 2)(cω 2)bc=(p12ω 2)(p22ω 2) 由式 (12)可知，其振幅不僅僅決定于激振力的大?。ㄕ穹?P）而且與系統(tǒng)的固有頻率有著很大的關(guān)系，當(dāng)激振力等于 P1或 P2時(shí)，系統(tǒng)的振幅無限大，即為共振。 采用彈性力為非線性特性線時(shí)，由于采用變徑或變距硬特性螺旋彈簧，使 該變質(zhì)量系統(tǒng)能在承受突加載荷時(shí)，彈簧力增加，在突然減荷時(shí)，彈性力減小，對于減少功耗，簡化機(jī)體結(jié)構(gòu)，減輕整機(jī)重量起到了十分顯著的效果。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 5 振動(dòng)輸送機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)與性能參數(shù) 角頻率的選擇與計(jì)算 慣性共振動(dòng)輸送機(jī)一般采用中等大小的頻率和振幅，振動(dòng)次數(shù)通常為 7001800 次 /分，最常用的為 7001200 次 /分，單振幅為 110mm，此次設(shè)計(jì)綜合考慮到振動(dòng)電機(jī)及主振彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸等因素，取 n=1000r/min 的主振電機(jī)，額定轉(zhuǎn)速 n=960r/min. 則其角頻率為： ω =2π n/60 =2 960/60 = 槽體傾角α 0 的選取 對于長距離振動(dòng)輸送機(jī)，通常最大升角α max≤ 10176。 ~15176。，對容易產(chǎn)生滾動(dòng)的物體取最小值；對不易產(chǎn)生滾動(dòng)的物體取最大值。此次設(shè)計(jì)為水平安裝，即取α =0176。 振動(dòng)方向角的選擇 振動(dòng)方向角β為激振力方向與槽體平面的夾角。 雖然從理論上可以求出一個(gè)機(jī)械指數(shù) K相應(yīng)的速度最大的振動(dòng)方向角（即最佳振動(dòng)方向角），但實(shí)際上，在常用的那個(gè)角度范圍內(nèi)，輸送速度的變化并不很明顯。因此，最佳振動(dòng)方向角可在一定范圍內(nèi)選取。當(dāng) K=2~4 時(shí) ,β =31176。 ~50176。；當(dāng) K=4~6 時(shí)，β =24176。 ~31176。 ；當(dāng) K=6~8 時(shí)，β =20176。 ~24176。 而慣性振動(dòng)輸送機(jī)的 K一般取 K=4~6，此處取 K=5，由圖 （機(jī)械工程手冊）查得β =30176。 拋擲指數(shù)的選擇 拋擲指數(shù)是振動(dòng)加速度的最大值在槽底法向的分量與重力加速度的在槽底法向分量的比值。 D=ksinβ /cosα 當(dāng) D1時(shí)，即 4π 2 f 2 sinβ gcosα?xí)r，物料做拋擲運(yùn)動(dòng)。同時(shí)考慮無聊被拋起的時(shí)間不得超過振動(dòng)周期，以免物料與槽底面沖擊過大和盡量減小 功率消耗，一般 D 應(yīng)限制在濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 ~ 之間，可按下式計(jì)算： D=Ksinβ =5 sin30176。 = 此數(shù)值在上面限制范圍內(nèi)，說明拋擲指數(shù)是適宜的。 拋擲時(shí)間與振動(dòng)周期之比 N 的選取 由 D， K 查表 ， N取 振幅的計(jì)算 由公式： k=4π 2f2A/g 得 A=kg/4π 2f2 =kg/ω 2 =5 = 物料的平均速度 a) 物料的理論平均速度 當(dāng) D=2~ 時(shí)，物料的平均速度可按下式計(jì)算： Vd=(~) ω Acosβ D= 時(shí) ,f(D)= Vd= Acosβ = cos30176。 =b)實(shí)際水平速度 V=CaChCmCwVd = =Ca：傾角影響系數(shù)。查得： Ca= Ch：物料層厚度影響系數(shù)。查得： Ch= Cm：物料性質(zhì)影響系數(shù)。查得： Cm= Cw：滑行運(yùn)動(dòng)影響系數(shù)。查得： Cw= 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 輸料槽的設(shè)計(jì) 大多數(shù)槽體是壓制而成的，一般采用 Q235A 鋼板或采用 16Mn 低合金鋼板，鋼板厚度38mm，為了減少慣性力，應(yīng)盡量減輕槽體的重量。 （ 1）總長度 L 根據(jù)輸送要求 L=30 米，為便于制造，運(yùn)輸和鋼板尺寸及彎板機(jī)的生產(chǎn)能力。槽體制成每段 6 米的長度。 （ 2）槽寬 B：根據(jù)用戶要求 B=600mm （ 3）槽深 H：為滿足各種寬度物料的輸送取 H=200mm 上質(zhì)體質(zhì)量 m2 （ 1）物料槽體的質(zhì)量 m2′經(jīng)粗略估算 m2′ =1750kg （ 2）物料的結(jié)合質(zhì)量 m2〞 （ a） 槽體中物料質(zhì)量 mm=QL/(3600 V) 其中 Q=30 1000kg/h L=30m V= mm=30 1000 30/(3600 ) =641kg （ b）結(jié)合質(zhì)量系數(shù) Km，取 Km= (c) 結(jié)合質(zhì)量 m2〞 m2〞 =Km mm= 641=109kg （ 3）上質(zhì)體參振質(zhì)量 m2=m2′ +m2〞 =1750+109=1859kg 下質(zhì)體質(zhì)量 m1 m1=2m2=1859 2=3718kg 誘導(dǎo)質(zhì)量的計(jì)算： 誘導(dǎo)質(zhì)量是將雙質(zhì)體系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為單質(zhì)體系統(tǒng)的當(dāng)量質(zhì)量 m=m1m2/(m1+m2) =3718 1859/(3718+1859) =1239kg 主振系統(tǒng)的頻率比 Z： 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 為了使振動(dòng)輸送機(jī)體有較穩(wěn)定的振幅及傳動(dòng)部件承受較小的作用力，頻率比一般在大于 1的范圍內(nèi)選取，該機(jī)取 Zof=,則系統(tǒng)的高階固有頻率ω og應(yīng)為： ω og=ω /Zof = = 主振彈簧的剛度： k2=1/ Zof2(ω og2m) =1/ 1239 =6032134N/m 則單個(gè)彈簧的剛度為： K2′ =k2/n=100535 N/m 減振彈簧的頻率比： 通常取 Zog=45，該振動(dòng)輸送機(jī) Zog=4 減振系統(tǒng)彈簧剛度： 由于主振彈簧剛度較大，可以將 m1， m2視為一個(gè)單質(zhì)體 M，即： M= m1+ m2=3718+1859=5577kg 故減振彈簧在主振方向上的剛度為： K1=1/ Zof2( Mω 2) =1/42 (5577 ) =3519167N/m 校核計(jì)算機(jī)主振系統(tǒng)固有頻率 由前面公式（ 7）得： P122=(a+c)/2177?！?[(ac)/2]2+bc 其中 a=(k1+k2)/m1=(6032134+3519167)/3718 =2569 b=k2/m1=3519167/3718=947
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