【正文】 按照基本額定動(dòng)載荷來(lái)選取軸承 [5] P。m HMM0 = = 由于HrMM =,所以滿足 HHr MMMM 0? ,電機(jī)起動(dòng)校核合格。m 將 39。m () 將 M 總f 與 jM 值帶入公式 ()得 39。m () 式中 20 ?mrF ? () 將 fM 值帶入公式 (514)得 M 總f =2? = N0M 為偏心質(zhì)量的靜力矩與軸承的摩擦力矩之和 39。m () rM = HM ? i ? ? () 式中： i —— 速比 ?—— 起動(dòng)力矩系數(shù) ， 取 ? = i= nn電 = 8451460 = () 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） 20 因此有 HrMM =i ? ? =? = () 0M =?iM39。 電機(jī)的啟動(dòng)條件的校核 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)。 滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)—f ， ~?f 這里對(duì)于滾子軸承選取 ?f 。 由式 ()得， m= r?AMA = 245 ? ? =91kg 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 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(lái)確定 [21]。 對(duì)于單軸振動(dòng)給料機(jī) ： ()M m A mr? ? ? () 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。不同用途的篩分機(jī)械對(duì)篩分效率有不同的要求。篩分所用篩面的篩孔尺寸和形狀，應(yīng)與測(cè)定 篩分效率所用的篩子相同。篩分效率一般以百分?jǐn)?shù)表示。 2. 篩分效率 在篩分作業(yè)中，篩分效率是衡量篩分過(guò)程的質(zhì)量指標(biāo)。 V )20t a n41(308 2 ?????? = 工藝參數(shù)的確定 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(zhǎng)度和寬度 、 篩分效率。 給料槽 的實(shí)際強(qiáng)度： SK = ? K ； 即給料槽 的 振幅、 頻率和 拋 擲指數(shù) 分別為： A=5mm ； n=823 rpm ； vK =4。 5. 給料槽 的 振動(dòng)頻率 n 按照 2900000 cosv An ????和所確定的 A 值可以求解出頻率 n。通常取 A =3～ 6mm，其中篩孔大者取大值，篩孔小者取小值。 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 020?? 。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。本次設(shè)計(jì) 參考 圓振動(dòng)篩， 選取 4?VK 。難篩物料取大值，易篩物料取小值。 1. 拋擲指數(shù) VK 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) 。依賴上述各種振動(dòng)，使物料沿工作面移動(dòng)。目前采用的消振方法如前所述。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)。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)。此時(shí)， ? ? 2?mMK ??? 。這種狀態(tài)的其它優(yōu)缺點(diǎn)與低振狀態(tài)相同。若取 2?MK? ，則得 rA ?? 。由于振幅不穩(wěn)定，這種狀態(tài)沒(méi)有得到應(yīng)用。但由于阻力的存在，振幅是一個(gè)有限的數(shù)值。 AωAω 圖 振幅和轉(zhuǎn)子角速度的關(guān)系曲線 2. 共振狀態(tài) Pnn?:共振狀態(tài) 即 ? ? 2?mMK ?? 。在這種情況下，可以避免給料機(jī) 的起動(dòng)和停車(chē)時(shí)通過(guò)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(zhǎng)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)。 ? ?yy tAy ?? ?? s in () 其特解為 ? ? 22 ??? mMK C osmrA xx x??? ? ? 21ta n ??? mMK Cxx ??? ? () 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 ? ? 22???mMKCo smrAyyy??? ? ?21t a n ??? mMK Cyy ??? ? () 式中： 角為機(jī)體的振幅和相位差和方向機(jī)體的振幅；和為和 yxyx yxAA ??。 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(jiǎn)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(kāi)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。 wm —— 物 料 重 量 。 在單軸振動(dòng)系統(tǒng)中，作用在機(jī)體質(zhì)量 M 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）。 偏心質(zhì)量 m運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力為： )co s( 222 trxmdt xdmF mx ?????? ?? () )s in( 222 trymdt ydmF my ?????? ?? () 式中 tmr ?? cos2 和 tmr ?? sin2 為偏心質(zhì)量 m 在 x 與 y 方向之相對(duì)運(yùn)動(dòng)離心力或稱激振力。 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(duì)運(yùn)動(dòng) )，則其重心的絕對(duì)位移為 [5]： mx ＝ x + 1x ＝ x + ?cosr ＝ x +rcos t? my ＝ y + 1y ＝ y + ?sinr =y+rsin t? 式中 ： r —— 偏心質(zhì)量的重心至回轉(zhuǎn)軸線的距離。此時(shí)，篩面 只作平面平移運(yùn)動(dòng)。 圖 振動(dòng)系統(tǒng)力學(xué)模型圖 圖 表示慣性振動(dòng)給料機(jī) 的振動(dòng)系統(tǒng)。 4 碎石篩分振動(dòng)給料機(jī)動(dòng)力學(xué)基本理論 12 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。 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(chǎng)，所以支撐裝置與隔振裝置分別選擇了座式與螺旋彈簧 [5]。 支承裝置和隔振裝置 支承裝置主要是支承槽體的彈性元 件，有吊式和座式兩種。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。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。橫梁 常用圓形鋼管、槽鋼、方形鋼管或工字鋼制造。 圖 螺栓固定篩面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 2. 篩框：篩框由側(cè)板、橫梁等部分組成。其緊固方式是 直接用螺栓將篩面壓緊在篩框上 ， 本設(shè)計(jì)采用的螺栓壓緊方式見(jiàn) 圖 。為減少噪 聲，提高耐磨性設(shè)計(jì)中采用成型橡膠條，用螺栓固定在篩面拖架上。 給料槽 給料槽 由篩框、篩面及其壓緊裝置組成。 由于主軸是偏心軸 ，產(chǎn)生離心慣性力，使 給料槽體產(chǎn)生近共振的振動(dòng)，給料槽體沿傾斜方向相對(duì)振動(dòng)，并使槽體中的物料向前運(yùn)動(dòng)由于隔振系統(tǒng)的固有頻率很小，隔振彈簧剛度不大， 從 而 產(chǎn)生 良好的隔振 效果 。 故得到： 221 sinsin 2d gSA ?? ? ???? () 物料跳動(dòng)平均速度： ]).(s in21s in[60 2???? gASnVd ??? () 當(dāng) ??360? 時(shí) ， 則 dd tg?? ?sin ， 0sin ?? ， 0cos1 ?? ? ， 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） 9 因此 ， 式 ()可以化簡(jiǎn)為 ： ??? 2s in ?? dd tg () 或者化簡(jiǎn)為： d?? sin2? () 由式 ()和式 ()， 可以將式 ()化簡(jiǎn)為 : )1(30 ?tgkAnVv?? () 按照上式計(jì)算得的結(jié)果與實(shí)際相比 ， 計(jì)算值較大 ， 因?yàn)槲纯紤]物料特點(diǎn) ,摩擦和沖擊等因素 .為此 ,上式應(yīng)該乘以修正系數(shù) 0k ， 1501300 .. ??k ， 所以： )1(300 ?tgkAnkV v?? () 3 碎石篩分振動(dòng)給料機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)組成 10 3 碎石篩分振動(dòng)給料機(jī) 的 工作原理及結(jié)構(gòu)組成 碎石篩分振動(dòng)給料機(jī) 的工作原理 本次設(shè)計(jì)的 振動(dòng)給 料機(jī)又稱單軸 慣性 振動(dòng)給料機(jī) ，其支承方式有懸掛支承與座式支承兩種， 因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的振動(dòng)給料機(jī)適用于碎石篩分現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合 實(shí)際，選擇座式支撐 。 由于目前使用的振動(dòng) 給料機(jī) 采用跳動(dòng)狀態(tài)，因此要討論跳動(dòng)終止角，跳動(dòng)角及運(yùn)動(dòng)速 度 [5]。 上式可以寫(xiě)成： 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） 8 0 223 0 c o s 3 0 c o ssin d dggn AAb??? ? ??? () 當(dāng) 1db? 時(shí)或者 1kv? ，則顆粒出現(xiàn)跳動(dòng)。 即 cos ymg ma? ? ，或者是 2cos sin dgA? ? ?? 。 當(dāng) 1qb? 時(shí)，可以求得使物料沿著篩面反向滑動(dòng)的最小轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)該是： m i n 2s i n ( )30 gn A???? ?? () 為了使物料顆粒沿著篩面產(chǎn)生正向滑動(dòng)，必須使篩子轉(zhuǎn)數(shù) minnn?? [5]。 當(dāng) 1kb? 的時(shí)候，可以求得使物料顆粒沿著篩面產(chǎn)生正向滑動(dòng)時(shí)最小轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)該為： m in 2s in ( )30 gN A???? ?? () 為了使物料顆粒沿著篩面產(chǎn)生正向滑動(dòng)，必須取篩子轉(zhuǎn)數(shù) minnn?? 。 令 cos ( )kkb ??? ? ?，則： 230 sin( )kgn Ab ??? ?? () 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） 7 式中 db 稱為正向滑動(dòng)系數(shù)。篩面上質(zhì)量為 m 的物料顆粒動(dòng)力平衡條件 [5]： 對(duì)質(zhì)量為 m 的顆粒受力分析（如圖 ）： 1. 物料顆粒重力： G mg? () 2. 篩面對(duì)顆粒的反作用力，由 2c o s s i nyN m g m a m A t? ? ?? ? ? ? 可以得到： 2c os sinN m g m A t? ? ??? () 式中 ? 為篩面傾角 3. 篩面對(duì)物料顆粒的極限摩擦力為： 2( c os sin )F fN f m g m A t? ? ?? ? ? () 式中 f 為顆粒對(duì)篩面的靜摩擦系數(shù)。物料在篩面上可能出現(xiàn)三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：正向滑動(dòng)、反向滑動(dòng)和跳動(dòng)。 關(guān)于篩上物料的分析 [5]， 如圖 所示： αψ 圖 篩上物料 的 運(yùn)動(dòng) 碎石篩分 振動(dòng)給