【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】
? ? 式中 M 為振動(dòng)為機(jī)體的計(jì)算質(zhì)量,其式可按下式確定: j w wM m K m?? 式中 jm —— 振動(dòng)機(jī)體質(zhì)量; ? ?2 22 s inmy dyF m m y r tdt ??? ? ? ? ?畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 wm —— 篩子上的物料重量; wK —— 物料結(jié)合系數(shù),一般 wK 取 ~; 估計(jì)振動(dòng)篩的重量: 中小型單軸振動(dòng)篩: /噸 米 篩 面 ; 中小型雙軸振動(dòng)篩: /噸 米 篩 面 ; 大型單軸振動(dòng)篩: /噸 米 篩 面 ; 大型雙軸振動(dòng)篩: /噸 米 篩 面 ; 則振動(dòng)篩體質(zhì)量為: ? ? ? 噸 由參考資料 [5]公式 17615: ? ?/ 36 00wm QL v? L—— 篩面長(zhǎng)度; ? ?/ 360 0150 3 / 360 0 300wm QL vkg?? ? ?? 在這里 wK 取 ,則代入得: 2 5 0 0 0 .3 0 .1 5M ? ? ? =2545㎏ 根據(jù)單軸振動(dòng)篩運(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)諧振動(dòng)相加而成。事實(shí) 上,由于有阻畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 尼力存在的緣故,自由振動(dòng)在機(jī)器工作開始后會(huì)逐漸消失,因此,機(jī)體振動(dòng)只剩下強(qiáng)迫振動(dòng)這部分了。所以,只須討論公式的特解,其解為: ? ?c o s( ) 。 sinx x y yx A a y A t a??? ? ? ? 式中 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。 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: 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 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)。 單軸振動(dòng)篩的工作狀態(tài) ( 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 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 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: 〈 1〉 n 稍大于 pn ,即 K 稍小 2()Mm?? 。若取 2KM?? ,則得Ar?? 。因?yàn)?pnn? ,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?多彈簧,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 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 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。與金屬彈簧相比 ,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 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。彈簧的剛度一畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 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?? ??? ? ? ?????????????? 若一臺(tái)篩子由 i 個(gè)支承,每個(gè)彈簧的剛度 Kk i? 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=. 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 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)。 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??? ? ? 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 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: 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)。 22co s()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 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 f—— 滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù) , f=~。當(dāng)潤滑油粘度小時(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: ? ? ? ? ? ? ? ?? ?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= 可得: ? ? ? ? ? ? ? ?? ?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??? ? ?