畢業(yè)論文終稿-一種懸吊式振動輸送機結(jié)構(gòu)設(shè)計[購買贈送配套CAD圖紙 論文答辯優(yōu)秀]

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The improvement of manufacturing equipment, making all kinds of machinery and equipment as the important equipment of industry also has many new changes, especially vibration screening machinery products, and its status in today's mechanical products is more and more important.This topic from at home and abroad at present, vibration of the development to proceed, system analysis of the biaxial elliptical vibration sieve process, function, development trends and so on, and then analyzes the structure of vibrating screen, some of the general parts, the principle of vibration screening process characteristics.This paper mainly introduces a biaxially self synchronized elliptical vibration screen, through the vibrating screen design of the specific steps and parameters selection and calculation, fully familiar with the structure characteristics of vibrating screen, and mechanical design experience, as a demonstration to other vibration screen design.Keywords：Dual-axis Elliptical vibrating screen Vibration exciter Screening equipment Sieve需 要 CAD 圖 紙 ， Q 咨 詢 414951605 或 1304139763圖 紙 預(yù) 覽 請 見 文 檔 前 面 的 插 圖 ， 原 稿 更 清 晰 ， 可 編 輯目 錄摘 　 　 要 ...............................................................................................................................................1Abstract..................................................................................................................................................2目 錄 ..................................................................................................................................................3引 言 ..................................................................................................................................................51 緒 論 ................................................................................................................................................71.1 振 動 輸 送 機 簡 介 ...................................................................................................................71.2 國 內(nèi) 外 振 動 輸 送 機 的 發(fā) 展 趨 勢 與 現(xiàn) 狀 ..............................................................................81.3 振 動 機 械 自 同 步 特 性 的 研 究 現(xiàn) 狀 .....................................................................................101.4 本 章 小 結(jié) .............................................................................................................................112 直 線 振 動 輸 送 機 的 工 作 原 理 及 物 料 的 運 動 理 論 .......................................................................112.1 直 線 振 動 輸 送 機 的 動 力 學(xué) 原 理 .........................................................................................112.2 直 線 振 動 輸 送 機 面 的 運 動 分 析 .........................................................................................122.3 輸 送 機 面 上 物 料 的 運 動 分 析 .............................................................................................132.4 物 料 在 拋 擲 過 程 中 的 周 期 性 分 析 .....................................................................................152.5 結(jié) 構(gòu) 方 案 的 擬 訂 ..................................................................................................................162.6 雙 軸 自 同 步 性 分 析 .............................................................................................................202.7 本 章 小 結(jié) .............................................................................................................................213 振 動 輸 送 機 的 運 動 學(xué) 參 數(shù) 與 性 能 參 數(shù) ........................................................................................22-5-3.1 角 頻 率 的 選 擇 與 計 算 ..........................................................................................................223.2 槽 體 傾 角 α0 的 選 取 ............................................................................................................223.3 振 動 方 向 角 的 選 擇 .............................................................................................................223.4 拋 擲 指 數(shù) 的 選 擇 .................................................................................................................223.5 輸 送 機 振 幅 的 計 算 .............................................................................................................233.6 物 料 的 平 均 速 度 .................................................................................................................233.7 電 動 機 功 率 的 計 算 及 電 動 機 選 擇 .....................................................................................243.8 本 章 小 結(jié) .............................................................................................................................254 輸 送 機 各 部 分 的 設(shè) 計 與 選 擇 .........................................................................................................264.1 輸 送 機 箱 體 的 設(shè) 計 .............................................................................................................264.2 激 振 器 的 設(shè) 計 ......................................................................................................................284.3 減 振 彈 簧 的 設(shè) 計 ..................................................................................................................324.4 減 振 裝 置 設(shè) 計 ......................................................................................................................334.5 聯(lián) 軸 器 設(shè) 計 ..........................................................................................................................344.6 本 章 小 結(jié) ..............................................................................................................................355 輸 送 機 關(guān) 鍵 零 件 的 校 核 .................................................................................................................365.1 鍵 的 校 核 ..............................................................................................................................365.2 軸 承 壽 命 的 校 核 ..................................................................................................................375.3 本 章 小 結(jié) ..............................................................................................................................38結(jié) 論 ..............................................................................................................................................39致 謝 ................................................................................................................................................40-6-參 考 文 獻(xiàn) ......................................................................................................................................41-7--8--9--10--11--12--13-引 言在 工 業(yè) 生 產(chǎn) 和 生 活 中 ， 人 們 都 使 用 或 接 觸 過 許 多 機 器 ， 這 些 機 器 能 承 擔(dān) 人 力 不 能 或 不便 承 擔(dān) 的 工 作 ， 能 大 大 提 高 人 們 的 勞 動 生 產(chǎn) 率 ， 改 進 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 ， 還 能 改 善 人 們 的 勞 動 環(huán) 境 ，減 輕 勞 動 強 度 ， 尤 其 是 使 用 機 器 可 大 規(guī) 模 進 行 生 產(chǎn) ， 實 現(xiàn) 高 度 的 機 械 化 生 活 的 需 要 。 因 此使 用 機 器 進 行 生 產(chǎn) 的 水 平 是 一 個 國 家 綜 合 國 力 的 標(biāo) 志 ， 也 是 這 個 國 家 工 業(yè) 化 水 平 的 標(biāo) 志 。此 次 我 們 設(shè) 計 的 機 器 為 直 線 振 動 輸 送 機 。該 機 用 于 各 種 顆 粒 狀 ， 中 等 塊 度 以 下 的 非 粘 性 物 料 （ 含 水 量 小 于 5%） 。 最 適 宜 于 輸 送高 磨 耗 ， 高 溫 度 （ 300 度 以 下 的 物 料 ） 如 水 泥 ， 熟 料 ， 烘 干 熱 礦 渣 ， 沙 等 ， 還 可 以 用 于 冶金 ， 礦 山 ， 化 工 ， 電 力 等 行 業(yè) ， 是 一 種 理 想 的 新 型 輸 送 設(shè) 備 。 本 機 有 以 下 特 點 ：1.輸 送 量 大 ， 重 量 輕 ， 電 耗 低 。2.負(fù) 載 特 性 好 ， 機 槽 振 幅 受 電 壓 波 動 動 輸 送 量 的 影 響 很 小 ；3.起 動 快 ， 在 滿 足 負(fù) 載 的 情 況 下 正 常 起 動 ； 起 動 快 ， 停 車 時 整 機 穩(wěn) 定 。4.結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 調(diào) 試 容 易 ， 磨 損 件 少 ， 維 修 量 小 。5.安 裝 方 便 ， 不 需 要 專 用 的 地 基 和 地 腳 螺 栓 ， 便 于 移 動 位 置 。6.隔 振 性 能 好 ， 故 適 宜 水 泥 及 礦 渣 庫 頂 輸 送 。本 機 主 要 組 成 部 分 ：本 機 主 要 由 出 料 槽 體 、 底 架 、 主 振 彈 簧 、 減 振 彈 簧 、 彈 簧 座 、 振 動 電 機 等 部 件 組 成 。1.輸 送 槽 體 截 面 采 用 優(yōu) 化 理 論 確 定 ， 槽 體 采 用 耐 熱 板 制 作 ， 各 段 間 的 連 接 部 件 要 求 平整 。2.振 動 電 機 兩 臺 采 用 穿 透 螺 栓 連 接 ， 激 振 力 可 調(diào) 。-14-3.主 振 彈 簧 為 非 線 形 彈 簧 ， 可 用 調(diào) 整 螺 栓 調(diào) 節(jié) 其 預(yù) 壓 縮 量 ， 以 適 應(yīng) 不 同 比 重 的 物 料 輸 送 。該 產(chǎn) 品 由 于 研 制 及 小 批 量 生 產(chǎn) 狀 態(tài) ， 其 工 時 、 工 裝 費 用 較 高 ， 使 成 本 提 高 ， 在 推 廣 新產(chǎn) 品 的 同 時 ， 嚴(yán) 格 控 制 產(chǎn) 品 的 各 種 消 耗 ， 在 保 證 質(zhì) 量 的 前 提 下 ， 進 一 步 降 低 成 本 ， 降 低 費用 ， 加 強 核 算 ， 就 能 使 該 產(chǎn) 品 的 價 格 進 一 步 降 低 ， 取 得 更 好 的 社 會 效 益 和 經(jīng) 濟 利 益 。-15-1 緒 論1.1 振 動 輸 送 機 簡 介振動輸送機是通過激振源產(chǎn)生的激振力，強迫物料在振動輸送機的槽體內(nèi)按一定方向做簡諧運動。當(dāng)其運動速度達(dá)到一定值時（大于重力加速度） ，物料便在承載體（槽體）內(nèi)做微小的連續(xù)的拋擲運動，從而使物料向前運動，實現(xiàn)輸送目的。激振源的選擇是振動機械設(shè)計的一個關(guān)鍵問題，考慮上述工況下輸送機的載荷、速度情況等，參考國內(nèi)外的先進經(jīng)驗，以振動電機為激振源可使結(jié)構(gòu)簡化、調(diào)節(jié)方便、安裝維修量小、能耗降低。激振電機是在電機軸上安裝偏心塊，振動電機工作時，電機帶動偏心塊做回轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生激振力，該類振動輸送機采用兩臺振動電機產(chǎn)生一個合成的斜向上的振動力，使物料在槽體內(nèi)做斜向上簡諧運動。兩臺電機不斷振動，物料連續(xù)做周期拋擲運動，從而達(dá)到輸送物料的目的。在 礦 山 、 水 泥 、 冶 金 等 行 業(yè) 中 ， 大 量 使 用 的 是 慣 性 振 動 輸 送 機 ， 一 般 習(xí) 慣 地 稱 之 為 振動 輸 送 機 。 將 振 動 輸 送 機 按 輸 送 機 面 工 作 時 運 動 軌 跡 的 特 點 ， 分 為 圓 運 動 振 動 輸 送 機 (簡 稱圓 振 動 輸 送 機 )和 直 線 運 動 振 動 輸 送 機 (簡 稱 直 線 振 動 輸 送 機 )。 本 節(jié) 主 要 討 論 目 前 在 工 業(yè) 上大 量 使 用 的 直 線 振 動 輸 送 機 。 其 中 ， 直 線 振 動 輸 送 機 因 其 激 振 器 有 兩 個 軸 ， 又 被 稱 為 雙 軸慣 性 振 動 輸 送 機 。 該 振 動 輸 送 機 的 運 動 軌 跡 簡 單 、 物 料 的 運 動 情 況 良 好 ， 并 具 有 較 高 的 輸送 效 率 ； 此 外 ， 該 振 動 輸 送 機 的 輸 送 機 面 可 以 水 平 安 裝 ， 故 輸 送 機 分 機 高 度 較 低 ； 與 其 他輸 送 機 分 機 相 比 ， 該 振 動 輸 送 機 還 具 有 較 大 的 振 動 和 速 度 等 優(yōu) 點 。 基 于 以 上 原 因 ， 該 振 動輸 送 機 在 物 料 的 脫 水 、 脫 泥 、 脫 介 和 分 級 等 領(lǐng) 域 中 應(yīng) 用 非 常 廣 泛 。直 線 振 動 篩 的 分 類 如 下 所 示 :直線振動輸送機按驅(qū)動電機的數(shù)量可分為：單電機驅(qū)動直線輸送機，雙電機驅(qū)動直線輸送機。直線振動輸送機按激振器的類型可分為：筒式激振器直線輸送機，箱式激振器直線輸送機。-16-直線振動輸送機按電機是否為振動電機可分為：普通電機驅(qū)動直線輸送機，振動電機驅(qū)動直線輸送機。1.1.1 直 線 振 動 輸 送 機 優(yōu) 點該 機 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 重 量 較 輕 、 造 價 不 高 ； 能 量 消 耗 較 少 、 設(shè) 備 運 行 費 用 低 ； 潤 滑 點 與 易損 件 少 ， 維 護 保 養(yǎng) 方 便 ； 物 料 呈 拋 擲 狀 態(tài) 運 輸 ， 對 承 載 體 磨 損 少 ， 可 輸 送 磨 琢 性 材 料 ； 可以 多 點 給 料 和 多 點 卸 料 ； 便 于 對 含 塵 的 、 有 毒 的 、 帶 揮 發(fā) 性 氣 體 的 物 料 進 行 密 閉 輸 送 ， 有利 于 環(huán) 境 保 護 。1.1.2 直 線 振 動 輸 送 機 缺 點向 上 輸 送 效 率 低 ； 粉 狀 和 含 水 量 大 、 粘 性 物 料 輸 送 效 果 不 佳 ； 制 造 和 調(diào) 試 不 良 時 噪 音加 大 ； 某 些 機 型 對 地 基 有 一 定 的 動 載 荷 ； 輸 送 距 離 不 長 。1.2 國 內(nèi) 外 振 動 輸 送 機 的 發(fā) 展 趨 勢 與 現(xiàn) 狀1.2.1 振 動 設(shè) 備 的 發(fā) 展 歷 程振動設(shè)備的發(fā)展主要包含振動輸送設(shè)備以及振動篩分機械的發(fā)展，其兩者的原理最早的篩分機械的研究與生產(chǎn)可以追溯到 16 世紀(jì)，出現(xiàn)在歐洲，直到 18 世紀(jì)借助歐洲工業(yè)革命，篩分機械才得到迅速的發(fā)展 [6]。到目前，篩分機械領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)完善，機械設(shè)備的制造水平也相當(dāng)高 [7]。國內(nèi)的篩分設(shè)備的研究設(shè)計水準(zhǔn)與國際比差距還是相當(dāng)明顯的，篩分機械設(shè)備的研發(fā)創(chuàng)新還都來源于國外的篩分設(shè)備公司[8]。國際上篩分設(shè)備方面的大公司主要有[9-12]，德國的肖申克公司，致力于設(shè)備種類的開發(fā)，已可以提供出近 300 種的篩分設(shè)備； KHD公司在篩分設(shè)備的通用化方面做得相當(dāng)出色；在技術(shù)創(chuàng)新方面，雙傾角的篩分設(shè)備已被KUP 和海音樂曼公司開發(fā)出來；通過結(jié)合旋轉(zhuǎn)和旋和運動，東海株式會社和 RXR 等公司合作開發(fā)出了垂直料流篩，此種篩子對小直徑物料的一次分級效果非常好；振動設(shè)備國內(nèi)的的研究開始，最早出現(xiàn)在解放初期。由于起步較晚，我國的振動篩分設(shè)備在發(fā)展過程中不可避免的經(jīng)歷了測繪仿制階段，上世紀(jì)五十年代，我國生產(chǎn)中必需的振動篩分設(shè)備主要引進自前蘇聯(lián)和波蘭等國家。引進的振動篩主要有 TYll 型圓振動-17-篩和 WP 型吊式振動篩。通過對引進的各種振動篩的測繪仿制，在這個時期我國仿制出國產(chǎn)振動篩，有 SZZ 系列的自定中心振動篩，在對國外的振動篩進行測繪轉(zhuǎn)化的過程中，我國的科學(xué)家也在逐步的考試自行研究振動篩。二十世紀(jì)六十年代中期至八十年代初這段時間里，我國的學(xué)者先驅(qū)們通過自己的努力成功研制出了一批性能優(yōu)良的新型振動篩分設(shè)備。其中包括在當(dāng)時已屬于大型篩的 1.5m×3m 的重型篩、面積為 18 平米、32 平米的共振原理篩系列、雙激振軸的振動篩系列以及自同步運動振動篩、香蕉篩、概率振動篩和冷熱礦篩系列等等。在技術(shù)理論方面，學(xué)者們開始初步的使用自同步理論，設(shè)計時采用偏心塊振動器、復(fù)合彈簧等當(dāng)時已經(jīng)相當(dāng)先進的技術(shù)。由仿制到自行研制，這是我國振動篩分設(shè)備發(fā)展階段非常重要的一步，從此以后，我國振動篩分設(shè)備的發(fā)展進入了迅速提高階段。改革開放以后，我國加大了對國際上發(fā)達(dá)國家先進篩分設(shè)備產(chǎn)品的引進，日本德國等機械傳統(tǒng)強國都是引進的對象，這也為國內(nèi)對篩分設(shè)備的發(fā)展提供了與國際接軌的機會。在這一階段，我國研制出一批技術(shù)含量相當(dāng)高的振動篩，在相關(guān)科研技術(shù)方面取得了重大突破。比如振動概率振動篩、弛張篩、螺旋式三段篩以及在現(xiàn)在都屬于振動篩分先進領(lǐng)域的琴弦振動篩和旋流振動篩都在這一時期有了技術(shù)上的突破。 1.2.2 振 動 輸 送 設(shè) 備 的 發(fā) 展由于振動理論的日趨成熟及振動電機在振動機械上的應(yīng)用，使得世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家近年來在輸送機方面的開發(fā)與研制發(fā)展異常迅速?，F(xiàn)已廣泛用于礦山、冶金、建材、化工等各個領(lǐng)域。其發(fā)展趨勢大致有以下幾個方面：1 標(biāo)含數(shù)優(yōu)化：重量最輕，造價最低、能耗最少；噪聲最小，效率最高，輸送量最大；2 磨損輕，潤滑點少，磨損環(huán)節(jié)少，零部件壽命長，維修量小，維修費用低；3 輸送高溫材料：允許輸送物料的溫度可達(dá) 350℃，短時溫度可達(dá) 680℃—1000℃；4 承載構(gòu)件做成密封結(jié)構(gòu)，便于封閉輸送粉塵性大、有毒、有揮發(fā)性異味、危害人體健康和環(huán)境衛(wèi)生的物料；-18-5 輸送過程中，可同時完成其他工藝作業(yè)，如篩分、混合、烘干和加熱、冷卻、清洗等，實現(xiàn)一機多用；6 可水平或傾斜安裝，一般向上、向下傾角分別不超過 12°—15°；近年來，國內(nèi)在振動輸送機方面也得到迅速發(fā)展和應(yīng)用。不少研制單位、高校及廠家對 振動輸送機進行了廣泛的研究，但就其效率、功能、規(guī)格、壽命等諸方面與發(fā)達(dá)國家相比，還有較大的差距。國內(nèi)較為成功的結(jié)構(gòu)形式主要有：單管、雙管輸送機、平衡式、不平衡式輸送機，單質(zhì)體、雙質(zhì)體輸送機，偏心連桿式、慣性激振式、電磁激振式輸送機。慣性式振動輸送機是近年來開始研制的，其長度多在 7m 以下，個別樣機可達(dá)12m。目前，國內(nèi)同類產(chǎn)品存在主要問題如下：1 動裝置多采用偏心連桿機構(gòu)，偏心連桿負(fù)荷大，應(yīng)力高，槽體的彎曲應(yīng)力大，槽體的橫向剛度要求高，由此整機重量也成正比增加；2 結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工件多，安裝、調(diào)試、維修工作量大，機體重量大，功耗大，效率低；3 當(dāng)設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試不當(dāng)時，常產(chǎn)生較大噪聲和振動，彈簧易損壞，維修量過大，影響機器的正常工作；4 激震源效率低，壽命短，易出現(xiàn)故障，導(dǎo)致維護工作量大，成本提高，以至整機壽命大大縮短；5 彈性或剛性連桿驅(qū)動集中作用于輸送機槽體和底架上，使該處極易損壞或斷裂。在本次設(shè)計中，我們設(shè)計的主要是雙軸自同步式慣性振動輸送機，即我們說明的直線振動輸送機。1.3 振 動 機 械 自 同 步 特 性 的 研 究 現(xiàn) 狀雙 軸 式 和 多 軸 式 慣 性 振 動 設(shè) 備 ， 為 了 保 證 其 各 慣 性 激 振 軸 的 同 步 運 轉(zhuǎn) ， 可 以 通 過 強 迫聯(lián) 系 法 和 自 同 步 方 法 來 實 現(xiàn) 。 由 于 自 同 步 法 具 有 噪 聲 小 、 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 運 動 平 穩(wěn) 等 諸 多 優(yōu) 點 ，-19-在 各 個 行 業(yè) 已 得 到 了 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 自 同 步 現(xiàn) 象 在 自 然 界 的 存 在 是 很 廣 泛 的 。 基 于 動 力 學(xué) 、機 械 學(xué) 原 理 的 自 同 步 理 論 ， 可 以 實 現(xiàn) 兩 臺 或 多 臺 電 動 機 的 無 強 制 自 同 步 運 行 ， 于 是 自 同 步慣 性 振 動 設(shè) 備 就 被 研 制 出 來 。 目 前 在 各 工 業(yè) 部 門 中 ， 這 類 自 同 步 振 動 設(shè) 備 技 術(shù) 已 經(jīng) 被 大 范圍 推 廣 ， 具 體 應(yīng) 用 有 自 同 步 振 動 給 料 機 、 自 同 步 振 動 輸 送 機 、 自 同 步 振 動 冷 卻 機 、 自 同 步振 動 成 型 機 、 自 同 步 振 動 篩 等 。1985 年 聞 邦 椿 研 究 了 激 振 器 偏 移 式 自 同 步 振 動 機 的 運 動 規(guī) 律 ， 導(dǎo) 出 了 兩 個 偏 心 轉(zhuǎn) 子 做反 向 回 轉(zhuǎn) 時 的 同 步 性 條 件 和 自 同 步 運 轉(zhuǎn) 的 穩(wěn) 定 性 條 件 。 2006 年 11 月 西 華 大 學(xué) 的 晏 靜 江 在雙 軸 變 橢 圓 軌 跡 篩 的 理 論 方 面 進 行 了 詳 細(xì) 的 推 導(dǎo) 與 完 善 ， 并 研 制 出 效 率 較 高 的 雙 軸 橢 圓 振動 篩 ， 已 經(jīng) 投 入 生 產(chǎn) 一 線 。 2006 年 由 湘 潭 大 學(xué) 陳 文 論 證 了 三 軸 自 同 步 理 論 的 可 行 性 ， 為 三軸 自 同 步 橢 圓 篩 的 研 制 奠 定 了 一 定 的 理 論 基 礎(chǔ) 。 2007 年 侯 勇 俊 根 據(jù) 已 經(jīng) 建 立 的 三 電 機 自 同步 振 動 篩 的 動 力 學(xué) 模 型 ， 根 據(jù) 一 般 完 整 系 統(tǒng) 的 Hamilton 原 理 ， 導(dǎo) 出 了 該 振 動 篩 的 三 電 機 自同 步 條 件 和 同 步 的 穩(wěn) 定 性 條 件 。 其 結(jié) 果 表 明 ， 三 軸 自 同 步 橢 圓 篩 在 一 定 的 條 件 下 是 能 夠 實現(xiàn) 自 同 步 穩(wěn) 定 運 轉(zhuǎn) 。 2008 年 張 楠 、 聞 邦 椿 提 出 一 種 四 電 機 激 振 的 大 型 振 動 篩 ， 并 且 建 立 了該 振 動 篩 系 統(tǒng) 的 自 同 步 條 件 和 同 步 穩(wěn) 定 性 判 據(jù) 。1.4 本 章 小 結(jié)本 章 概 括 介 紹 了 本 課 題 的 背 景 ， 振 動 輸 送 機 械 的 簡 介 以 及 輸 送 機 械 的 發(fā) 展 歷 程 ， 對 直線 振 動 輸 送 機 的 原 理 以 及 國 內(nèi) 外 的 研 究 現(xiàn) 狀 和 發(fā) 展 趨 勢 做 了 詳 細(xì) 的 介 紹 ， 最 后 提 出 了 自 同步 實 現(xiàn) 的 可 能 性 。 為 后 續(xù) 的 設(shè) 計 奠 定 了 理 論 基 礎(chǔ) 。2 直 線 振 動 輸 送 機 的 工 作 原 理 及 物 料 的 運 動 理 論2.1 直 線 振 動 輸 送 機 的 動 力 學(xué) 原 理圖 2-1 所 示 為 直 線 振 動 輸 送 機 的 工 作 原 理 [6,134]。 激 振 器 的 兩 軸 具 有 相 同 的 偏 心 質(zhì) 量 和偏 心 距 ， 且 關(guān) 于 經(jīng) 輸 送 機 箱 質(zhì) 心 的 y-y 軸 線 對 稱 ， 見 圖 2-1(a)。 當(dāng) 兩 軸 同 步 反 向 轉(zhuǎn) 動 時 ， 所產(chǎn) 生 的 慣 性 離 心 力 可 分 解 為 兩 個 方 向 上 的 力 ： x-x 軸 線 方 向 和 y-y 軸 線 方 向 。 其 中 ， x-x 軸線 方 向 的 分 力 始 終 大 小 相 同 、 方 向 相 反 ， 而 y-y 軸 線 方 向 的 分 力 始 終 大 小 相 同 、 方 向 也 相同 ， 故 而 合 成 后 只 存 在 單 一 的 y-y 方 向 的 簡 諧 力 。 當(dāng) 該 合 成 力 作 用 在 輸 送 機 箱 上 時 ， 將 驅(qū)動 整 個 輸 送 機 箱 做 直 線 往 復(fù) 振 動 。1-激 振 器 ； 2-支 撐 彈 簧 ； 3-輸 送 機 箱 ； 4-輸 送 機 面-20-圖 2-1 直 線 振 動 輸 送 機 的 基 本 工 作 原 理Figure 2-1 Linear vibrating screen’s working principle任 意 t 時 刻 時 ， 兩 激 振 器 偏 心 重 處 在 如 圖 2-1(b)所 示 的 位 置 ， 可 以 求 出 兩 偏 心 重 產(chǎn) 生的 激 振 力 隨 時 間 變 化 的 規(guī) 律 ：(2-1)20sinyFmrtF????式 中 ， —結(jié) 構(gòu) 偏 心 質(zhì) 量 總 和 ， ， kg；m0—結(jié) 構(gòu) 偏 心 質(zhì) 量 產(chǎn) 生 激 振 力 幅 值 ， N；F—系 統(tǒng) 經(jīng) 歷 轉(zhuǎn) 動 時 間 ， s；t—偏 心 質(zhì) 量 回 轉(zhuǎn) 半 徑 ， m；r—偏 心 質(zhì) 量 回 轉(zhuǎn) 角 速 度 ， rad/s；?—振 動 方 向 上 總 的 激 振 力 值 ， N；yF—偏 心 塊 質(zhì) 量 ， kg。0m從 式 (2-1)可 以 看 出 ， 要 想 產(chǎn) 生 能 夠 通 過 輸 送 機 箱 質(zhì) 心 的 簡 諧 激 振 力 ， 從 而 使 輸 送 機 箱作 定 向 往 復(fù) 運 動 ， 激 振 器 必 須 作 同 步 反 向 的 回 轉(zhuǎn) 運 動 。 對 于 激 振 電 機 激 勵 的 直 線 振 動 輸 送機 來 說 ， 其 工 作 原 理 與 激 振 器 激 勵 的 原 理 相 同 。 激 振 電 機 是 由 特 制 的 電 機 加 上 激 振 重 塊 組成 的 ， 振 動 電 機 通 電 旋 轉(zhuǎn) 就 會 帶 動 電 機 軸 兩 端 的 偏 心 塊 轉(zhuǎn) 動 產(chǎn) 生 慣 性 激 振 力 。 慣 性 激 振 力通 過 振 動 電 機 的 軸 承 和 底 座 傳 遞 給 振 動 輸 送 機 以 代 替 普 通 電 機 帶 動 激 振 器 給 振 動 輸 送 機 激勵 。 通 常 要 使 振 動 輸 送 機 具 有 直 線 運 動 軌 跡 ， 需 要 對 稱 并 聯(lián) 兩 臺 振 動 電 機 。當(dāng) 振 動 輸 送 機 采 用 不 同 的 運 動 學(xué) 參 數(shù) ， 即 振 動 頻 率 、 振 幅 、 輸 送 機 面 傾 角 和 振fA?動 方 向 角 時 ， 可 使 物 料 在 輸 送 機 面 上 出 現(xiàn) 相 對 靜 止 、 正 向 滑 動 、 反 向 滑 動 和 拋 擲 運 動 四?種 運 動 形 式 。 物 料 作 拋 擲 運 動 時 ， 可 使 物 料 分 層 ， 實 現(xiàn) 細(xì) 粒 物 料 的 透 輸 送 機 ， 防 止 輸 送 機孔 堵 塞 ， 并 能 獲 得 較 高 的 輸 送 機 分 效 率 和 生 產(chǎn) 率 。 因 此 ， 大 多 數(shù) 振 動 輸 送 機 均 采 用 拋 擲 運動 狀 態(tài) 。2.2 直 線 振 動 輸 送 機 面 的 運 動 分 析直 線 振 的 輸 送 機 面 是 沿 振 動 方 向 作 簡 諧 振 動 ， 輸 送 機 面 的 位 移 方 程 為-21-siniSAt???式 中 S —輸 送 機 面 運 動 的 位 移 (mm)； A —輸 送 機 面 的 振 幅 (mm)； ? —激 振 器 軸 回 轉(zhuǎn) 相 位 角 (rad)； t —時 間 (s)。輸 送 機 面 運 動 時 的 位 移 、 速 度 和 加 速 度 分 別 在 平 行 于 輸 送 機 面 的 x 方 向 和 垂 直 于 輸 送機 面 的 y 方 向 的 分 量 為 ：式 中 ， β 為 振 動 方 向 與 輸 送 機 面 的 夾 角 ， 同 時 它 又 是 物 料 顆 粒 跳 離 輸 送 機 面 瞬 間 的 運動 方 向與 輸 送 機 面 的 夾 角 ， 故 又 稱 之 為 拋 射 角 。2.3 輸 送 機 面 上 物 料 的 運 動 分 析物料在輸送機分時，輸送機面上的物料是由很多大小不同的顆粒所組成的顆粒群體。當(dāng)輸送機面振動時，所有顆粒都會受到輸送機面運動的影響，但是只有最下面的物料才能與輸送機面接觸。物料群中的顆粒形狀各異、雜亂無章的聚集在輸送機面上，既有單獨運動，又會相互影響，運動非常復(fù)雜。為了研究物料運動與輸送機機各運動參數(shù)的關(guān)系，將輸送機面上物料的復(fù)雜運動簡化成一個顆粒在緊貼輸送機面運動。當(dāng)輸送機面以不同的振幅和振動次數(shù)作連續(xù)振動時，輸送機面上的顆?？赡艹霈F(xiàn)相對輸送機面的正向滑動、相對輸送機面的反向滑動和拋擲運動等不同的運動狀態(tài)。振動輸送機工作時均采用拋擲運動狀態(tài)，下面就對單顆粒在輸送機面上做拋擲運動的特性加以研究。-22-假設(shè)單顆粒物料直接與輸送機面相接觸，其受力情況如圖 2-5 所示，輸送機面傾角為αs，輸送機面在該點沿圖中所示 S 方向往復(fù)簡諧運動，當(dāng)振動輸送機正常工作時，輸送機面上顆粒的受力情況可表示為如下方程式： 2ssincoinfmAGNF???????????（2-10）圖 2-5 單顆粒物料在輸送機面上的受力式中： N—輸送機面對物料的法向反力(N)；Ff—物料所承受輸送機面的靜摩擦力(N)；αs—輸送機面傾角(rad)；φ—輸送機箱運動的相位角(rad)；ω—輸送機箱運動的角速度 (rad/s)；t—時間(s)；γ—振動方向角 (rad)。從圖 2-5 可以得出顆粒離開輸送機面做拋擲運動的條件為： 0yF??(2-11)即：顆粒給輸送機面的正壓力 N = 0，根據(jù)式(2-11)則有：-23-2 ssincodmAmg????? (2-12)式中： d?為物料顆粒的跳動起始角。式(2-12)可以轉(zhuǎn)換為： 2sin1coidAg?????(2-13)設(shè)物料的拋射強度為： 1sinvdK??(2-14)因此直線振動輸送機面上物料的拋射強度為： 2s1insincovdAKg?????(2-15)或： sincovD???(2-16)其中，2ADg??稱為振動強度，反映了機器振動激烈程度。式(2-16)還可以轉(zhuǎn)換成如下形式： s02co3insidgnA?????(2-17)n0 是由臨界條件求得的輸送機機激振的轉(zhuǎn)數(shù)，由式(2-10)可得：當(dāng) Kv > 1 時，顆粒能被拋起，即顆粒出現(xiàn)拋擲運動狀態(tài)，當(dāng) Kv 1，則 d?無解，即輸送機面不能被拋起，當(dāng) Kv = 1 時， d?= 90o，可以求出輸送機面上顆粒開始出現(xiàn)跳動時的最小轉(zhuǎn)速為： s0mincoingA????(2-18)-24-可見在直線振動輸送機上，要使物料顆粒被拋起，激振器軸的轉(zhuǎn)速 n 必須大于n0min。針對不同的物料和輸送機分的要求，為了得到更高的輸送機分效率，必須要給輸送機機選擇合理的 Kv 值。但是 Kv 過大相當(dāng)于輸送機機振動的劇烈程度變大，這對于輸送機機的機械強度和使用壽命是不利的，通常 Kv 小于 5。tyO4 . 03 . 53 . 02 . 52 . 01 . 5圖 2-6 物料顆粒運動軌跡及輸送機面位移曲線圖 2-6 給出了幾種不同拋射強度的物料顆粒在受到輸送機面作用后的拋射軌跡，以及物料顆粒重新落至輸送機面的位置。圖中虛線為輸送機面在 y 方向運動位移與時間的關(guān)系，是一條正弦曲線。不同的拋射強度 Kv 決定了不同的輸送機分性能，K v 值太小，物料不能被拋起，致使輸送機分效率低下；K v 過大雖然輸送機分效率有所提高，但是物料容易產(chǎn)生粉碎現(xiàn)象，所以 Kv 一般選取 2.5~5 之間。2.4 物 料 在 拋 擲 過 程 中 的 周 期 性 分 析物料在拋擲過程中，為了減小不必要的能量損耗和提高振動機的工作效率，應(yīng)使物料每拋擲一次振動體做一個周期振動，且拋擲一次時間小于一個振動周期，即拋離系數(shù)ID3.3 時，振動出現(xiàn)非周期振動，此時，物料下落期間，正處于拋起區(qū)（dy1 時，即 4π2 f2sinβ>gcosα?xí)r，物料做拋擲運動。同時考慮無聊被拋起的時間不得超過振動周期，以免物料與槽底面沖擊過大和盡量減小功率消耗，一般 K 應(yīng)限制在4~10 之間，可按下式計算：D=Ksinβ=10×sin30°=5此數(shù)值在上面限制范圍內(nèi)，說明拋擲指數(shù)是適宜的。拋擲時間與振動周期之比 N 的選取由 D，K 查相關(guān)的表格，N 取 0.823.5 輸 送 機 振 幅 的 計 算根 據(jù) 被 輸 送 物 料 的 粒 度 及 性 質(zhì) ， 我 們 來 選 擇 輸 送 機 的 振 幅 A， 對 于 粒 度 較 大 的 物 料 ，選 用 較 大 的 振 幅 ； 對 于 粒 度 較 小 的 物 料 ， 選 用 較 小 的 振 幅 。 根 據(jù) 實 踐 經(jīng) 驗 ， 一 般 按 下 表 選擇 振 幅 ：表 2-2 振 動 輸 送 機 振 幅 A 的 選 擇輸 送 機 機 形 式 振 幅 A（ mm）圓 振 動 輸 送 機 4.5~8直 線 振 動 輸 送 機 5~10其 他 形 式 的 振 動 輸 送機根 據(jù) 實 際 需 要 選擇本 課 題 研 究 的 雙 軸 直 線 輸 送 機 ， 要 進 行 具 體 帶 料 輸 送 機 分 實 驗 ， 還 需 考 慮 輸 送 機 機 的動 力 學(xué) 和 運 動 學(xué) 特 性 。 選 用 振 幅 為 設(shè) 計 要 求 的 8~10mm， 勢 必 需 要 較 大 的 激 振 力 ， 從 而 要選 用 較 大 的 電 動 機 ， 造 成 能 量 的 浪 費 。 在 不 影 響 輸 送 機 機 動 力 學(xué) 和 運 動 學(xué) 特 性 的 前 提 下 選定 輸 送 機 機 質(zhì) 心 處 的 振 幅 為 A=8mm。振 動 輸 送 機 的 輸 送 機 分 工 藝 效 果 通 常 由 振 動 強 度 決 定 ， 振 動 強 度 一 旦 確 定 ， 就 要 選 擇合 理 的 振 幅 和 工 作 頻 率 [22]。 由 于 雙 軸 直 線 軌 跡 振 動 輸 送 機 輸 送 機 面 振 動 強 度 變 化 規(guī) 律 很 難掌 握 ， 可 先 以 輸 送 機 箱 質(zhì) 心 的 振 動 強 度 作 為 選 取 對 象 ， 質(zhì) 心 振 動 強 度 滿 足 ：-34-由公式：D=4π 2f2A/g 得A=Dg/4π2f2=Dg/ω2=5×9.8/78.52=8.04mm3.6 物 料 的 平 均 速 度a) 物料的理論平均速度當(dāng) D=3~6 時，物料的平均速度可按下式計算：Vd=(0.86~0.95) ωAcosβD=5 時,f (D)=0.93Vd=0.93ωAcosβ=0.93×78.5×8×cos30°=0.51m/sb)實際水平速度V=CaChCmCwVd=1.0×0.95×0.9×1.05×0.43=0.44m/sCa：傾角影響系數(shù)。查得：C a=1.0Ch：物料層厚度影響系數(shù)。查得：C h=0.95Cm：物料性質(zhì)影響系數(shù)。查得：C m=0.9Cw：滑行運動影響系數(shù)。查得：C w=1.05-35-3.7 電 動 機 功 率 的 計 算 及 電 動 機 選 擇振 動 輸 送 機 工 作 所 需 電 機 的 功 率 為 ： 12N???。(2-25)式 中 ： N1 —。。N2 —?—。， 通 常 取 ?= 0.95。這 里 ， N1 即 為 輸 送 機 箱 全 部 激 振 力 所 消 耗 的 功 率 ， 其 簡 化 表 達(dá) 式 為 ：2104MAN???(2-26)式 中 ： ?—阻 尼 系 數(shù) ， 通 常 取 0.2~3。軸 承 上 所 承 受 的 壓 力 主 要 是 由 偏 心 塊 的 激 振 力 或 者 輸 送 機 箱 運 動 的 慣 性 力 產(chǎn) 生 的 ， 所以 軸 承 的 摩 擦 消 耗 的 功 率 N2 可 表 達(dá) 為 ： 2321004TdfMAfd???(2-27)式 中 ： MT — 。（ N·m） ；d — 軸 承 內(nèi) 徑 （ m） ； 0.5f f?。