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0 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 題 目 一種懸吊式振動(dòng)輸送機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 英文題目 Structure design of suspension type vibrating conveyor 系 專 業(yè) 班 級(jí) 系 專業(yè) 班級(jí) 請(qǐng)參照書寫規(guī)范 學(xué) 生 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 1 職稱 指導(dǎo)教師 2 職稱 北 京 科 技 大 學(xué) 天 津 學(xué) 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 聲 明 本 人 鄭 重 聲 明 所 呈 交 的 論 文 是 本 人 在 指 導(dǎo) 教 師 的 指 導(dǎo) 下 進(jìn) 行 的 研 究 工 作 及 取 得 研 究 結(jié) 果 論 文 在 引 用 他 人 已 經(jīng) 發(fā) 表 或 撰 寫 的 研 究 成 果 時(shí) 已 經(jīng) 作 了 明 確 的 標(biāo) 識(shí) 除 此 之 外 論 文 中 不 包 括 其 他 人 已 經(jīng) 發(fā) 表 或 撰 寫 的 研 究 成 果 均 為 獨(dú) 立 完 成 其 它 同 志 對(duì) 本 文 所 做 的 任 何 貢 獻(xiàn) 均 已 在 論 文 中 做 了 明 確 的 說(shuō) 明 并 表 達(dá) 了 謝 意 學(xué) 生 簽 名 年 月 日 導(dǎo) 師 1 簽 名 年 月 日 導(dǎo) 師 2 簽 名 年 月 日 北 京 科 技 大 學(xué) 天 津 學(xué) 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 1 摘 要 面對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)近年來(lái)的快速發(fā)展 機(jī)械制造工業(yè)的壯大 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占重要 地位的制造業(yè)領(lǐng)域得以健康快速的發(fā)展 制造裝備的改進(jìn) 使得作為工業(yè)重要設(shè)備 的各類機(jī)械工藝裝備也有了許多新的變化 尤其是振動(dòng)篩分機(jī)械產(chǎn)品 其在今天機(jī) 械產(chǎn)品的地位越來(lái)越重要 本課題從國(guó)內(nèi)外目前振動(dòng)的發(fā)展情況著手 系統(tǒng)的分析了雙軸直線振動(dòng)輸送機(jī) 的工藝 作用 發(fā)展趨勢(shì)等等 然后又分析了輸送機(jī)的結(jié)構(gòu) 零部件 振動(dòng)原理 輸送工藝特點(diǎn)等發(fā)面的一些大致的情況 本課題主要介紹一種雙軸自同步直線振動(dòng)輸送機(jī) 通過(guò)振動(dòng)輸送機(jī)的具體設(shè)計(jì) 步驟以及相關(guān)參數(shù)的選擇與計(jì)算 充分熟悉了振動(dòng)輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特性 以及機(jī)械設(shè) 計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn) 可以為其他振動(dòng)設(shè)備的設(shè)計(jì)做個(gè)示范 關(guān)鍵詞 雙軸 振動(dòng)輸送機(jī) 激振器 輸送設(shè)備 箱體 2 Structure design of suspension type vibrating conveyor Abstract Facing the rapid development of China s economy in recent years the growth of machinery manufacturing industry in the national economy occupies an important position in the field of manufacturing industry to be healthy and rapid development 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 3 目 錄 摘 要 1 Abstract 2 目 錄 3 引 言 5 1 緒 論 7 1 1 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 簡(jiǎn) 介 7 1 2 國(guó) 內(nèi) 外 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 的 發(fā) 展 趨 勢(shì) 與 現(xiàn) 狀 8 1 3 振 動(dòng) 機(jī) 械 自 同 步 特 性 的 研 究 現(xiàn) 狀 10 1 4 本 章 小 結(jié) 11 2 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 的 工 作 原 理 及 物 料 的 運(yùn) 動(dòng) 理 論 11 2 1 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 的 動(dòng) 力 學(xué) 原 理 11 2 2 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 面 的 運(yùn) 動(dòng) 分 析 12 2 3 輸 送 機(jī) 面 上 物 料 的 運(yùn) 動(dòng) 分 析 13 2 4 物 料 在 拋 擲 過(guò) 程 中 的 周 期 性 分 析 15 2 5 結(jié) 構(gòu) 方 案 的 擬 訂 16 2 6 雙 軸 自 同 步 性 分 析 20 2 7 本 章 小 結(jié) 21 3 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 的 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 參 數(shù) 與 性 能 參 數(shù) 22 3 1 角 頻 率 的 選 擇 與 計(jì) 算 22 3 2 槽 體 傾 角 0 的 選 取 22 3 3 振 動(dòng) 方 向 角 的 選 擇 22 3 4 拋 擲 指 數(shù) 的 選 擇 22 3 5 輸 送 機(jī) 振 幅 的 計(jì) 算 23 3 6 物 料 的 平 均 速 度 23 3 7 電 動(dòng) 機(jī) 功 率 的 計(jì) 算 及 電 動(dòng) 機(jī) 選 擇 24 3 8 本 章 小 結(jié) 25 4 輸 送 機(jī) 各 部 分 的 設(shè) 計(jì) 與 選 擇 26 4 4 1 輸 送 機(jī) 箱 體 的 設(shè) 計(jì) 26 4 2 激 振 器 的 設(shè) 計(jì) 28 4 3 減 振 彈 簧 的 設(shè) 計(jì) 32 4 4 減 振 裝 置 設(shè) 計(jì) 33 4 5 聯(lián) 軸 器 設(shè) 計(jì) 34 4 6 本 章 小 結(jié) 35 5 輸 送 機(jī) 關(guān) 鍵 零 件 的 校 核 36 5 1 鍵 的 校 核 36 5 2 軸 承 壽 命 的 校 核 37 5 3 本 章 小 結(jié) 38 結(jié) 論 39 致 謝 40 參 考 文 獻(xiàn) 41 5 引 言 在 工 業(yè) 生 產(chǎn) 和 生 活 中 人 們 都 使 用 或 接 觸 過(guò) 許 多 機(jī) 器 這 些 機(jī) 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(dòng) 生 產(chǎn) 率 改 進(jìn) 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 還 能 改 善 人 們 的 勞 動(dòng) 環(huán) 境 減 輕 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 尤 其 是 使 用 機(jī) 器 可 大 規(guī) 模 進(jìn) 行 生 產(chǎn) 實(shí) 現(xiàn) 高 度 的 機(jī) 械 化 生 活 的 需 要 因 此 使 用 機(jī) 器 進(jìn) 行 生 產(chǎn) 的 水 平 是 一 個(gè) 國(guó) 家 綜 合 國(guó) 力 的 標(biāo) 志 也 是 這 個(gè) 國(guó) 家 工 業(yè) 化 水 平 的 標(biāo) 志 此 次 我 們 設(shè) 計(jì) 的 機(jī) 器 為 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 該 機(jī) 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(jī) 有 以 下 特 點(diǎn) 1 輸 送 量 大 重 量 輕 電 耗 低 2 負(fù) 載 特 性 好 機(jī) 槽 振 幅 受 電 壓 波 動(dòng) 動(dòng) 輸 送 量 的 影 響 很 小 3 起 動(dòng) 快 在 滿 足 負(fù) 載 的 情 況 下 正 常 起 動(dòng) 起 動(dòng) 快 停 車 時(shí) 整 機(jī) 穩(wěn) 定 4 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 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(dòng) 位 置 6 隔 振 性 能 好 故 適 宜 水 泥 及 礦 渣 庫(kù) 頂 輸 送 本 機(jī) 主 要 組 成 部 分 本 機(jī) 主 要 由 出 料 槽 體 底 架 主 振 彈 簧 減 振 彈 簧 彈 簧 座 振 動(dòng) 電 機(jī) 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(dòng) 電 機(jī) 兩 臺(tái) 采 用 穿 透 螺 栓 連 接 激 振 力 可 調(diào) 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(shí) 工 裝 費(fèi) 用 較 高 使 成 本 提 高 在 推 廣 新 產(chǎn) 品 的 同 時(shí) 嚴(yán) 格 控 制 產(chǎn) 品 的 各 種 消 耗 在 保 證 質(zhì) 量 的 前 提 下 進(jìn) 一 步 降 低 成 本 降 低 費(fèi) 用 加 強(qiáng) 核 算 就 能 使 該 產(chǎn) 品 的 價(jià) 格 進(jìn) 一 步 降 低 取 得 更 好 的 社 會(huì) 效 益 和 經(jīng) 濟(jì) 利 益 6 1 緒 論 1 1 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 簡(jiǎn) 介 振動(dòng)輸送機(jī)是通過(guò)激振源產(chǎn)生的激振力 強(qiáng)迫物料在振動(dòng)輸送機(jī)的槽體內(nèi)按一定方 向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 當(dāng)其運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到一定值時(shí) 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(yùn)動(dòng) 從而使物料向前運(yùn)動(dòng) 實(shí)現(xiàn)輸送目的 激振源的選擇是振 動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題 考慮上述工況下輸送機(jī)的載荷 速度情況等 參考國(guó)內(nèi)外 的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn) 以振動(dòng)電機(jī)為激振源可使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化 調(diào)節(jié)方便 安裝維修量小 能耗降低 激振電機(jī)是在電機(jī)軸上安裝偏心塊 振動(dòng)電機(jī)工作時(shí) 電機(jī)帶動(dòng)偏心塊做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生 激振力 該類振動(dòng)輸送機(jī)采用兩臺(tái)振動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生一個(gè)合成的斜向上的振動(dòng)力 使物料在 槽體內(nèi)做斜向上簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 兩臺(tái)電機(jī)不斷振動(dòng) 物料連續(xù)做周期拋擲運(yùn)動(dòng) 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(dòng) 輸 送 機(jī) 一 般 習(xí) 慣 地 稱 之 為 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 將 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 按 輸 送 機(jī) 面 工 作 時(shí) 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 的 特 點(diǎn) 分 為 圓 運(yùn) 動(dòng) 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 簡(jiǎn) 稱 圓 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 和 直 線 運(yùn) 動(dòng) 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 簡(jiǎn) 稱 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 本 節(jié) 主 要 討 論 目 前 在 工 業(yè) 上 大 量 使 用 的 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 其 中 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 因 其 激 振 器 有 兩 個(gè) 軸 又 被 稱 為 雙 軸 慣 性 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 該 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 的 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 簡(jiǎn) 單 物 料 的 運(yùn) 動(dòng) 情 況 良 好 并 具 有 較 高 的 輸 送 效 率 此 外 該 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 的 輸 送 機(jī) 面 可 以 水 平 安 裝 故 輸 送 機(jī) 分 機(jī) 高 度 較 低 與 其 他 輸 送 機(jī) 分 機(jī) 相 比 該 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 還 具 有 較 大 的 振 動(dòng) 和 速 度 等 優(yōu) 點(diǎn) 基 于 以 上 原 因 該 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 在 物 料 的 脫 水 脫 泥 脫 介 和 分 級(jí) 等 領(lǐng) 域 中 應(yīng) 用 非 常 廣 泛 直 線 振 動(dòng) 篩 的 分 類 如 下 所 示 直線振動(dòng)輸送機(jī)按驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量可分為 單電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線輸送機(jī) 雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)直 線輸送機(jī) 直線振動(dòng)輸送機(jī)按激振器的類型可分為 筒式激振器直線輸送機(jī) 箱式激振器直線 輸送機(jī) 直線振動(dòng)輸送機(jī)按電機(jī)是否為振動(dòng)電機(jī)可分為 普通電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線輸送機(jī) 振動(dòng)電 機(jī)驅(qū)動(dòng)直線輸送機(jī) 7 1 1 1 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 優(yōu) 點(diǎn) 該 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 重 量 較 輕 造 價(jià) 不 高 能 量 消 耗 較 少 設(shè) 備 運(yùn) 行 費(fèi) 用 低 潤(rùn) 滑 點(diǎn) 與 易 損 件 少 維 護(hù) 保 養(yǎng) 方 便 物 料 呈 拋 擲 狀 態(tài) 運(yùn) 輸 對(duì) 承 載 體 磨 損 少 可 輸 送 磨 琢 性 材 料 可 以 多 點(diǎn) 給 料 和 多 點(diǎn) 卸 料 便 于 對(duì) 含 塵 的 有 毒 的 帶 揮 發(fā) 性 氣 體 的 物 料 進(jìn) 行 密 閉 輸 送 有 利 于 環(huán) 境 保 護(hù) 1 1 2 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 缺 點(diǎn) 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(shí) 噪 音 加 大 某 些 機(jī) 型 對(duì) 地 基 有 一 定 的 動(dòng) 載 荷 輸 送 距 離 不 長(zhǎng) 1 2 國(guó) 內(nèi) 外 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 的 發(fā) 展 趨 勢(shì) 與 現(xiàn) 狀 1 2 1 振 動(dòng) 設(shè) 備 的 發(fā) 展 歷 程 振動(dòng)設(shè)備的發(fā)展主要包含振動(dòng)輸送設(shè)備以及振動(dòng)篩分機(jī)械的發(fā)展 其兩者的原理 最早的篩分機(jī)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(jī)械才得到迅速的發(fā)展 6 到目前 篩分機(jī)械領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)完 善 機(jī)械設(shè)備的制造水平也相當(dāng)高 7 國(guó)內(nèi)的篩分設(shè)備的研究設(shè)計(jì)水準(zhǔn)與國(guó)際比差距還是相當(dāng)明顯的 篩分機(jī)械設(shè)備的研 發(fā)創(chuàng)新還都來(lái)源于國(guó)外的篩分設(shè)備公司 8 國(guó)際上篩分設(shè)備方面的大公司主要有 9 12 德國(guó)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(lè)曼公司開發(fā)出來(lái) 通過(guò)結(jié)合旋轉(zhuǎn)和旋和運(yùn)動(dòng) 東海株式會(huì)社和 RXR 等公司 合作開發(fā)出了垂直料流篩 此種篩子對(duì)小直徑物料的一次分級(jí)效果非常好 振動(dòng)設(shè)備國(guó)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(guó)的振動(dòng)篩 分設(shè)備在發(fā)展過(guò)程中不可避免的經(jīng)歷了測(cè)繪仿制階段 上世紀(jì)五十年代 我國(guó)生產(chǎn)中必 需的振動(dòng)篩分設(shè)備主要引進(jìn)自前蘇聯(lián)和波蘭等國(guó)家 引進(jìn)的振動(dòng)篩主要有 TYll 型圓振動(dòng) 篩和 WP 型吊式振動(dòng)篩 通過(guò)對(duì)引進(jìn)的各種振動(dòng)篩的測(cè)繪仿制 在這個(gè)時(shí)期我國(guó)仿制出 國(guó)產(chǎn)振動(dòng)篩 有 SZZ 系列的自定中心振動(dòng)篩 在對(duì)國(guó)外的振動(dòng)篩進(jìn)行測(cè)繪轉(zhuǎn)化的過(guò)程中 我國(guó)的科學(xué)家也在逐步的考試自行研究振動(dòng)篩 二十世紀(jì)六十年代中期至八十年代初這 段時(shí)間里 我國(guó)的學(xué)者先驅(qū)們通過(guò)自己的努力成功研制出了一批性能優(yōu)良的新型振動(dòng)篩 分設(shè)備 其中包括在當(dāng)時(shí)已屬于大型篩的 1 5m 3m 的重型篩 面積為 18 平米 32 平米 8 的共振原理篩系列 雙激振軸的振動(dòng)篩系列以及自同步運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩 香蕉篩 概率振動(dòng) 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(jì)時(shí) 采用偏心塊振動(dòng)器 復(fù)合彈簧等當(dāng)時(shí)已經(jīng)相當(dāng)先進(jìn)的技術(shù) 由仿制到自行研制 這是我 國(guó)振動(dòng)篩分設(shè)備發(fā)展階段非常重要的一步 從此以后 我國(guó)振動(dòng)篩分設(shè)備的發(fā)展進(jìn)入了 迅速提高階段 改革開放以后 我國(guó)加大了對(duì)國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)篩分設(shè)備產(chǎn)品的引進(jìn) 日本德國(guó)等機(jī)械傳統(tǒng)強(qiáng)國(guó)都是引進(jìn)的對(duì)象 這也為國(guó)內(nèi)對(duì)篩分設(shè)備的發(fā)展提供了與國(guó)際 接軌的機(jī)會(huì) 在這一階段 我國(guó)研制出一批技術(shù)含量相當(dāng)高的振動(dòng)篩 在相關(guān)科研技術(shù) 方面取得了重大突破 比如振動(dòng)概率振動(dòng)篩 弛張篩 螺旋式三段篩以及在現(xiàn)在都屬于 振動(dòng)篩分先進(jìn)領(lǐng)域的琴弦振動(dòng)篩和旋流振動(dòng)篩都在這一時(shí)期有了技術(shù)上的突破 1 2 2 振 動(dòng) 輸 送 設(shè) 備 的 發(fā) 展 由于振動(dòng)理論的日趨成熟及振動(dòng)電機(jī)在振動(dòng)機(jī)械上的應(yīng)用 使得世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家 近年來(lái)在輸送機(jī)方面的開發(fā)與研制發(fā)展異常迅速 現(xiàn)已廣泛用于礦山 冶金 建材 化 工等各個(gè)領(lǐng)域 其發(fā)展趨勢(shì)大致有以下幾個(gè)方面 1 標(biāo)含數(shù)優(yōu)化 重量最輕 造價(jià)最低 能耗最少 噪聲最小 效率最高 輸送 量最大 2 磨損輕 潤(rùn)滑點(diǎn)少 磨損環(huán)節(jié)少 零部件壽命長(zhǎng) 維修量小 維修費(fèi)用低 3 輸送高溫材料 允許輸送物料的溫度可達(dá) 350 短時(shí)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 5 輸送過(guò)程中 可同時(shí)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(shí)現(xiàn)一機(jī)多用 6 可水平或傾斜安裝 一般向上 向下傾角分別不超過(guò) 12 15 近年來(lái) 國(guó)內(nèi)在振動(dòng)輸送機(jī)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(duì) 振動(dòng)輸送機(jī)進(jìn)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(guó) 家相比 還有較大的差距 國(guó)內(nèi)較為成功的結(jié)構(gòu)形式主要有 單管 雙管輸送機(jī) 平衡 式 不平衡式輸送機(jī) 單質(zhì)體 雙質(zhì)體輸送機(jī) 偏心連桿式 慣性激振式 電磁激振式 9 輸送機(jī) 慣性式振動(dòng)輸送機(jī)是近年來(lái)開始研制的 其長(zhǎng)度多在 7m 以下 個(gè)別樣機(jī)可達(dá) 12m 目前 國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品存在主要問(wèn)題如下 1 動(dòng)裝置多采用偏心連桿機(jī)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(jī)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(jī)體重量大 功耗 大 效率低 3 當(dāng)設(shè)計(jì) 制造 安裝 調(diào)試不當(dāng)時(shí) 常產(chǎn)生較大噪聲和振動(dòng) 彈簧易損壞 維修量過(guò)大 影響機(jī)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(hù)工作量大 成本提高 以至 整機(jī)壽命大大縮短 5 彈性或剛性連桿驅(qū)動(dòng)集中作用于輸送機(jī)槽體和底架上 使該處極易損壞或斷 裂 在本次設(shè)計(jì)中 我們?cè)O(shè)計(jì)的主要是雙軸自同步式慣性振動(dòng)輸送機(jī) 即我們說(shuō)明的直 線振動(dòng)輸送機(jī) 1 3 振 動(dòng) 機(jī) 械 自 同 步 特 性 的 研 究 現(xiàn) 狀 雙 軸 式 和 多 軸 式 慣 性 振 動(dòng) 設(shè) 備 為 了 保 證 其 各 慣 性 激 振 軸 的 同 步 運(yùn) 轉(zhuǎn) 可 以 通 過(guò) 強(qiáng) 迫 聯(lián) 系 法 和 自 同 步 方 法 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 由 于 自 同 步 法 具 有 噪 聲 小 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 運(yùn) 動(dòng) 平 穩(wěn) 等 諸 多 優(yōu) 點(diǎn) 在 各 個(gè) 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(dòng) 力 學(xué) 機(jī) 械 學(xué) 原 理 的 自 同 步 理 論 可 以 實(shí) 現(xiàn) 兩 臺(tái) 或 多 臺(tái) 電 動(dòng) 機(jī) 的 無(wú) 強(qiáng) 制 自 同 步 運(yùn) 行 于 是 自 同 步 慣 性 振 動(dòng) 設(shè) 備 就 被 研 制 出 來(lái) 目 前 在 各 工 業(yè) 部 門 中 這 類 自 同 步 振 動(dòng) 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(dòng) 給 料 機(jī) 自 同 步 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 自 同 步 振 動(dòng) 冷 卻 機(jī) 自 同 步 振 動(dòng) 成 型 機(jī) 自 同 步 振 動(dòng) 篩 等 1985 年 聞 邦 椿 研 究 了 激 振 器 偏 移 式 自 同 步 振 動(dòng) 機(jī) 的 運(yùn) 動(dòng) 規(guī) 律 導(dǎo) 出 了 兩 個(gè) 偏 心 轉(zhuǎn) 子 做 反 向 回 轉(zhuǎn) 時(shí) 的 同 步 性 條 件 和 自 同 步 運(yùn) 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(jìn) 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(dòng) 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(jī) 自 同 步 振 動(dòng) 篩 的 動(dòng) 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(dòng) 篩 的 三 電 機(jī) 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(shí) 10 現(xiàn) 自 同 步 穩(wěn) 定 運(yùn) 轉(zhuǎn) 2008 年 張 楠 聞 邦 椿 提 出 一 種 四 電 機(jī) 激 振 的 大 型 振 動(dòng) 篩 并 且 建 立 了 該 振 動(dòng) 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(dòng) 輸 送 機(jī) 械 的 簡(jiǎn) 介 以 及 輸 送 機(jī) 械 的 發(fā) 展 歷 程 對(duì) 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 的 原 理 以 及 國(guó) 內(nèi) 外 的 研 究 現(xiàn) 狀 和 發(fā) 展 趨 勢(shì) 做 了 詳 細(xì) 的 介 紹 最 后 提 出 了 自 同 步 實(shí) 現(xiàn) 的 可 能 性 為 后 續(xù) 的 設(shè) 計(jì) 奠 定 了 理 論 基 礎(chǔ) 2 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 的 工 作 原 理 及 物 料 的 運(yùn) 動(dòng) 理 論 2 1 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 的 動(dòng) 力 學(xué) 原 理 圖 2 1 所 示 為 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 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(jī) 箱 質(zhì) 心 的 y y 軸 線 對(duì) 稱 見 圖 2 1 a 當(dāng) 兩 軸 同 步 反 向 轉(zhuǎn) 動(dòng) 時(shí) 所 產(chǎn) 生 的 慣 性 離 心 力 可 分 解 為 兩 個(gè) 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(jiǎn) 諧 力 當(dāng) 該 合 成 力 作 用 在 輸 送 機(jī) 箱 上 時(shí) 將 驅(qū) 動(dòng) 整 個(gè) 輸 送 機(jī) 箱 做 直 線 往 復(fù) 振 動(dòng) 1 2 4 3 y y x x y y x x F0 m0 r 2 Fy F0 sin t t t r r m m F0 m0 r 2 Fy F0 sin t a b 1 激 振 器 2 支 撐 彈 簧 3 輸 送 機(jī) 箱 4 輸 送 機(jī) 面 圖 2 1 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 的 基 本 工 作 原 理 Figure 2 1 Linear vibrating screen s working principle 任 意 t 時(shí) 刻 時(shí) 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(shí) 間 變 化 的 規(guī) 律 2 1 02sinyFmrtF 11 式 中 結(jié) 構(gòu) 偏 心 質(zhì) 量 總 和 kg m0m 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(dòng) 時(shí) 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(dòng) 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(guò) 輸 送 機(jī) 箱 質(zhì) 心 的 簡(jiǎn) 諧 激 振 力 從 而 使 輸 送 機(jī) 箱 作 定 向 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 激 振 器 必 須 作 同 步 反 向 的 回 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 對(duì) 于 激 振 電 機(jī) 激 勵(lì) 的 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 來(lái) 說(shuō) 其 工 作 原 理 與 激 振 器 激 勵(lì) 的 原 理 相 同 激 振 電 機(jī) 是 由 特 制 的 電 機(jī) 加 上 激 振 重 塊 組 成 的 振 動(dòng) 電 機(jī) 通 電 旋 轉(zhuǎn) 就 會(huì) 帶 動(dòng) 電 機(jī) 軸 兩 端 的 偏 心 塊 轉(zhuǎn) 動(dòng) 產(chǎn) 生 慣 性 激 振 力 慣 性 激 振 力 通 過(guò) 振 動(dòng) 電 機(jī) 的 軸 承 和 底 座 傳 遞 給 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 以 代 替 普 通 電 機(jī) 帶 動(dòng) 激 振 器 給 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 激 勵(lì) 通 常 要 使 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 具 有 直 線 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 需 要 對(duì) 稱 并 聯(lián) 兩 臺(tái) 振 動(dòng) 電 機(jī) 當(dāng) 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 采 用 不 同 的 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 參 數(shù) 即 振 動(dòng) 頻 率 振 幅 輸 送 機(jī) 面 傾 角 和 振fA 動(dòng) 方 向 角 時(shí) 可 使 物 料 在 輸 送 機(jī) 面 上 出 現(xiàn) 相 對(duì) 靜 止 正 向 滑 動(dòng) 反 向 滑 動(dòng) 和 拋 擲 運(yùn) 動(dòng) 四 種 運(yùn) 動(dòng) 形 式 物 料 作 拋 擲 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) 可 使 物 料 分 層 實(shí) 現(xiàn) 細(xì) 粒 物 料 的 透 輸 送 機(jī) 防 止 輸 送 機(jī) 孔 堵 塞 并 能 獲 得 較 高 的 輸 送 機(jī) 分 效 率 和 生 產(chǎn) 率 因 此 大 多 數(shù) 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 均 采 用 拋 擲 運(yùn) 動(dòng) 狀 態(tài) 2 2 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 面 的 運(yùn) 動(dòng) 分 析 直 線 振 的 輸 送 機(jī) 面 是 沿 振 動(dòng) 方 向 作 簡(jiǎn) 諧 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 面 的 位 移 方 程 為 siniSAt 式 中 S 輸 送 機(jī) 面 運(yùn) 動(dòng) 的 位 移 mm A 輸 送 機(jī) 面 的 振 幅 mm 激 振 器 軸 回 轉(zhuǎn) 相 位 角 rad t 時(shí) 間 s 輸 送 機(jī) 面 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) 的 位 移 速 度 和 加 速 度 分 別 在 平 行 于 輸 送 機(jī) 面 的 x 方 向 和 垂 直 于 輸 送 機(jī) 面 的 y 方 向 的 分 量 為 12 式 中 為 振 動(dòng) 方 向 與 輸 送 機(jī) 面 的 夾 角 同 時(shí) 它 又 是 物 料 顆 粒 跳 離 輸 送 機(jī) 面 瞬 間 的 運(yùn) 動(dòng) 方 向 與 輸 送 機(jī) 面 的 夾 角 故 又 稱 之 為 拋 射 角 2 3 輸 送 機(jī) 面 上 物 料 的 運(yùn) 動(dòng) 分 析 物料在輸送機(jī)分時(shí) 輸送機(jī)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(jī)面振動(dòng)時(shí) 所有顆粒都會(huì)受到輸送機(jī)面運(yùn)動(dòng)的影響 但是只有最下面的物料才 能與輸送機(jī)面接觸 物料群中的顆粒形狀各異 雜亂無(wú)章的聚集在輸送機(jī)面上 既有單 獨(dú)運(yùn)動(dòng) 又會(huì)相互影響 運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜 為了研究物料運(yùn)動(dòng)與輸送機(jī)機(jī)各運(yùn)動(dòng)參數(shù)的關(guān) 系 將輸送機(jī)面上物料的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化成一個(gè)顆粒在緊貼輸送機(jī)面運(yùn)動(dòng) 當(dāng)輸送機(jī)面以不同的振幅和振動(dòng)次數(shù)作連續(xù)振動(dòng)時(shí) 輸送機(jī)面上的顆粒可能出現(xiàn)相 對(duì)輸送機(jī)面的正向滑動(dòng) 相對(duì)輸送機(jī)面的反向滑動(dòng)和拋擲運(yùn)動(dòng)等不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 振動(dòng) 輸送機(jī)工作時(shí)均采用拋擲運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 下面就對(duì)單顆粒在輸送機(jī)面上做拋擲運(yùn)動(dòng)的特性加 以研究 假設(shè)單顆粒物料直接與輸送機(jī)面相接觸 其受力情況如圖 2 5 所示 輸送機(jī)面傾角為 s 輸送機(jī)面在該點(diǎn)沿圖中所示 S 方向往復(fù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 當(dāng)振動(dòng)輸送機(jī)正常工作時(shí) 輸送機(jī) 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(jī)面上的受力 式中 N 輸送機(jī)面對(duì)物料的法向反力 N Ff 物料所承受輸送機(jī)面的靜摩擦力 N s 輸送機(jī)面傾角 rad 輸送機(jī)箱運(yùn)動(dòng)的相位角 rad 13 輸送機(jī)箱運(yùn)動(dòng)的角速度 rad s t 時(shí)間 s 振動(dòng)方向角 rad 從圖 2 5 可以得出顆粒離開輸送機(jī)面做拋擲運(yùn)動(dòng)的條件為 0yF 2 11 即 顆粒給輸送機(jī)面的正壓力 N 0 根據(jù)式 2 11 則有 2 ssincodmAmg 2 12 式中 d 為物料顆粒的跳動(dòng)起始角 式 2 12 可以轉(zhuǎn)換為 2sin1coidg 2 13 設(shè)物料的拋射強(qiáng)度為 1sinvdK 2 14 因此直線振動(dòng)輸送機(jī)面上物料的拋射強(qiáng)度為 2s1isincovdAg 2 15 或 sicvKD 2 16 其中 2ADg 稱為振動(dòng)強(qiáng)度 反映了機(jī)器振動(dòng)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(jī)機(jī)激振的轉(zhuǎn)數(shù) 由式 2 10 可得 當(dāng) Kv 1 時(shí) 顆粒能 被拋起 即顆粒出現(xiàn)拋擲運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 當(dāng) Kv 1 則 d 無(wú)解 即輸送機(jī)面不 能被拋起 當(dāng) Kv 1 時(shí) d 90 可以求出輸送機(jī)面上顆粒開始出現(xiàn)跳動(dòng)時(shí)的最小轉(zhuǎn)速 為 s0min2coingA 2 18 14 可見在直線振動(dòng)輸送機(jī)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(duì)不同的物料和輸送機(jī)分的要求 為了得到更高的輸送機(jī)分效率 必須要給輸送 機(jī)機(jī)選擇合理的 Kv 值 但是 Kv 過(guò)大相當(dāng)于輸送機(jī)機(jī)振動(dòng)的劇烈程度變大 這對(duì)于輸送機(jī) 機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度和使用壽命是不利的 通常 Kv 小于 5 t y O 4 0 3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 圖 2 6 物料顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡及輸送機(jī)面位移曲線 圖 2 6 給出了幾種不同拋射強(qiáng)度的物料顆粒在受到輸送機(jī)面作用后的拋射軌跡 以及 物料顆粒重新落至輸送機(jī)面的位置 圖中虛線為輸送機(jī)面在 y 方向運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系 是一條正弦曲線 不同的拋射強(qiáng)度 Kv 決定了不同的輸送機(jī)分性能 K v 值太小 物料不能被拋起 致使 輸送機(jī)分效率低下 K v 過(guò)大雖然輸送機(jī)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(guò) 程 中 的 周 期 性 分 析 物料在拋擲過(guò)程中 為了減小不必要的能量損耗和提高振動(dòng)機(jī)的工作效率 應(yīng)使物 料每拋擲一次振動(dòng)體做一個(gè)周期振動(dòng) 且拋擲一次時(shí)間小于一個(gè)振動(dòng)周期 即拋離系數(shù) ID 1 ID 拋擲一次時(shí)間與一個(gè)振動(dòng)周期之比 這種情況下 物料下落正處于振動(dòng)體做起拋 段 此時(shí) 工作面的加速度 dy gcos 物料下落后 便與工作面結(jié)合并滑行一小段距離 接著進(jìn)行第二次拋起 這樣 循環(huán)往復(fù) 即物料做周期性拋擲運(yùn)動(dòng) 又由于 D 與 iD 的關(guān)系可知 1 2sin 12cos Di 當(dāng) iD 1 時(shí) 則 D3 3 時(shí) 振動(dòng)出現(xiàn) 非周期振動(dòng) 此時(shí) 物料下落期間 正處于拋起區(qū) dy gcos 馬上又開始拋擲 振動(dòng) 15 過(guò)程互相碰撞 物料不停地向上拋擲 而可能不向前移動(dòng) 這樣會(huì)使振動(dòng)發(fā)生紊亂 從 而降低振動(dòng)效率 為此 在振動(dòng)輸送機(jī)設(shè)計(jì)時(shí) 應(yīng)滿足 1 D1 時(shí) 即 4 2 f2sin gcos 時(shí) 物料做拋擲運(yùn)動(dòng) 同時(shí)考慮無(wú)聊被拋起的時(shí)間不 得超過(guò)振動(dòng)周期 以免物料與槽底面沖擊過(guò)大和盡量減小功率消耗 一般 K 應(yīng)限制在 22 4 10 之間 可按下式計(jì)算 D Ksin 10 sin30 5 此數(shù)值在上面限制范圍內(nèi) 說(shuō)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 查相關(guān)的表格 N 取 0 82 3 5 輸 送 機(jī) 振 幅 的 計(jì) 算 根 據(jù) 被 輸 送 物 料 的 粒 度 及 性 質(zhì) 我 們 來(lái) 選 擇 輸 送 機(jī) 的 振 幅 A 對(duì) 于 粒 度 較 大 的 物 料 選 用 較 大 的 振 幅 對(duì) 于 粒 度 較 小 的 物 料 選 用 較 小 的 振 幅 根 據(jù) 實(shí) 踐 經(jīng) 驗(yàn) 一 般 按 下 表 選 擇 振 幅 表 2 2 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 振 幅 A 的 選 擇 輸 送 機(jī) 機(jī) 形 式 振 幅 A mm 圓 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 4 5 8 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 5 10 其 他 形 式 的 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 根 據(jù) 實(shí) 際 需 要 選 擇本 課 題 研 究 的 雙 軸 直 線 輸 送 機(jī) 要 進(jìn) 行 具 體 帶 料 輸 送 機(jī) 分 實(shí) 驗(yàn) 還 需 考 慮 輸 送 機(jī) 機(jī) 的 動(dòng) 力 學(xué) 和 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 特 性 選 用 振 幅 為 設(shè) 計(jì) 要 求 的 8 10mm 勢(shì) 必 需 要 較 大 的 激 振 力 從 而 要 選 用 較 大 的 電 動(dòng) 機(jī) 造 成 能 量 的 浪 費(fèi) 在 不 影 響 輸 送 機(jī) 機(jī) 動(dòng) 力 學(xué) 和 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 特 性 的 前 提 下 選 定 輸 送 機(jī) 機(jī) 質(zhì) 心 處 的 振 幅 為 A 8mm 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 的 輸 送 機(jī) 分 工 藝 效 果 通 常 由 振 動(dòng) 強(qiáng) 度 決 定 振 動(dòng) 強(qiáng) 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(dòng) 輸 送 機(jī) 輸 送 機(jī) 面 振 動(dòng) 強(qiáng) 度 變 化 規(guī) 律 很 難 掌 握 可 先 以 輸 送 機(jī) 箱 質(zhì) 心 的 振 動(dòng) 強(qiáng) 度 作 為 選 取 對(duì) 象 質(zhì) 心 振 動(dòng) 強(qiáng) 度 滿 足 由公式 D 4 2f2A g 得 A Dg 4 2f2 Dg 2 5 9 8 78 52 8 04mm 3 6 物 料 的 平 均 速 度 a 物料的理論平均速度 當(dāng) D 3 6 時(shí) 物料的平均速度可按下式計(jì)算 23 Vd 0 86 0 95 Acos D 5 時(shí) f D 0 93 Vd 0 93 Acos 0 93 78 5 8 cos30 0 51m s b 實(shí)際水平速度 V CaChCmCwVd 1 0 0 95 0 9 1 05 0 43 0 44m s Ca 傾角影響系數(shù) 查得 C a 1 0 Ch 物料層厚度影響系數(shù) 查得 C h 0 95 Cm 物料性質(zhì)影響系數(shù) 查得 C m 0 9 Cw 滑行運(yùn)動(dòng)影響系數(shù) 查得 C w 1 05 3 7 電 動(dòng) 機(jī) 功 率 的 計(jì) 算 及 電 動(dòng) 機(jī) 選 擇 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 工 作 所 需 電 機(jī) 的 功 率 為 12N 2 25 式 中 N1 N2 通 常 取 0 95 這 里 N1 即 為 輸 送 機(jī) 箱 全 部 激 振 力 所 消 耗 的 功 率 其 簡(jiǎn) 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(jī) 箱 運(yùn) 動(dòng) 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 24 0 5f f 由 式 2 25 2 26 2 27 可 得 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 的 所 需 電 動(dòng) 機(jī) 功 率 為 3731 61 204MAfdNMAnfd 2 28 2 16 qssqrrM 2 29 式 中 Ms 電 機(jī) 啟 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩 N m Mq 偏 心 塊 的 靜 力 矩 N m qrg m 為 偏 心 質(zhì) 量 r 為 偏 心 距 Mr 電 機(jī) 額 定 轉(zhuǎn) 矩 N m 由 式 2 28 得 7315 6310 2 8750 280 5 9N 26 51kw 綜 合 以 上 選 型 原 則 根 據(jù) 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 選 定 Y 系 列 三 相 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 2 臺(tái) 型 號(hào) 為 Y200L 6 其 單 臺(tái) 額 定 功 率 為 15kW 額 定 轉(zhuǎn) 速 為 750r min 3 8 本 章 小 結(jié) 25 4 輸 送 機(jī) 各 部 分 的 設(shè) 計(jì) 與 選 擇 4 1 輸 送 機(jī) 箱 體 的 設(shè) 計(jì) 輸送機(jī)的箱體由輸送機(jī)側(cè)板和輸送機(jī)的槽底板構(gòu)成 側(cè)板的材質(zhì)一般 20 號(hào)鍋爐鋼板 鋼板厚度 8 12mm 槽底板選用 Q235A 鋼板焊接在在箱體的主題上 為了減少慣性力 應(yīng)盡量減輕輸送機(jī)箱體的重量 1 總長(zhǎng)度 L 根據(jù)輸送要求 L 5 米 側(cè)板為整塊鋼板加工而成 2 箱體寬 B 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求 B 1500mm 3 槽深 H 為滿足各種寬度物料的輸送取 H 300mm 4 1 1 箱 體 形 狀 的 確 定 根 據(jù) 輸 送 的 設(shè) 計(jì) 要 求 輸 送 機(jī) 箱 體 的 整 體 形 狀 圖 4 1 所 示 圖 4 1 輸 送 機(jī) 箱 體 形 狀 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 箱 體 整 體 結(jié) 構(gòu) 包 含 主 橫 梁 安 裝 激 振 器 小 橫 梁 加 強(qiáng) 梁 輸 送 槽 底 板 以 及 吊 鉤 組 成 個(gè) 部 分 主 要 采 用 高 強(qiáng) 螺 栓 連 接 其 中 槽 底 板 與 箱 體 框 架 采 用 焊 接 結(jié) 構(gòu) 使 得 整 個(gè) 輸 送 機(jī) 輸 送 面 平 整 便 于 物 料 的 流 動(dòng) 輸 送 效 率 高 輸 送 機(jī) 吊 鉤 焊 接 在 箱 體 支 撐 上 箱 體 支 撐 再 焊 接 在 箱 體 的 側(cè) 板 上 這 樣 可 以 保 證 焊 接 應(yīng) 力 的 均 勻 分 布 使 得 箱 體 的 側(cè) 板 受 力 均 勻 4 1 2 主 橫 梁 的 設(shè) 計(jì) 輸 送 機(jī) 的 主 橫 梁 是 整 個(gè) 輸 送 機(jī) 的 主 要 關(guān) 鍵 部 件 其 只 要 作 用 就 是 將 激 振 器 所 產(chǎn) 生 的 激 振 力 傳 遞 給 箱 體 從 而 使 得 物 料 往 前 輸 送 其 設(shè) 計(jì) 質(zhì) 量 的 高 低 直 接 影 響 到 輸 送 機(jī) 的 整 體 效 率 和 運(yùn) 行 壽 命 本 設(shè) 計(jì) 中 主 橫 梁 采 用 焊 接 結(jié) 構(gòu) 由 中 間 主 題 部 分 和 端 部 端 法 蘭 板 組 成 由 于 主 體 部 分 的 尺 寸 較 大 而 且 需 要 安 裝 激 振 器 等 部 件 因 此 采 用 鋼 板 拼 焊 其 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 見 圖 4 2 所 示 26 圖 4 2 輸 送 機(jī) 主 橫 梁 設(shè) 計(jì) 主 橫 梁 的 端 板 法 蘭 和 主 體 部 分 均 采 用 Q235 鋼 板 拼 焊 其 焊 接 性 能 好 機(jī) 械 性 能 也 可 以 滿 足 設(shè) 計(jì) 的 要 求 而 且 成 本 較 低 采 購(gòu) 相 對(duì) 容 易 4 1 3 小 橫 梁 的 設(shè) 計(jì) 雙 軸 直 線 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 的 小 橫 梁 以 普 通 方 鋼 管 為 主 體 部 分 兩 端 焊 上 法 蘭 板 而 成 其 焊 接 需 制 作 工 裝 少 焊 接 量 少 應(yīng) 力 集 中 小 使 用 效 果 很 好 根 據(jù) 本 設(shè) 計(jì) 的 尺 寸 和 工 藝 需 要 將 要 設(shè) 計(jì) 的 小 橫 梁 如 下 圖 所 示 小 橫 梁 主 體 部 分 選 擇 為 熱 軋 普 通 方 鋼 管 尺 寸 為 120 80mm 壁 厚 10mm 由 于 任 務(wù) 書 中 輸 送 機(jī) 箱 體 的 尺 寸 為 要 求 5m 1 5m 減 去 兩 端 法 蘭 板 的 厚 度 40mm 所 以 型 鋼 長(zhǎng) 度 為 1460 法 蘭 板 的 大 小 是 根 據(jù) 它 與 側(cè) 板 連 接 選 用 螺 栓 的 大 小 規(guī) 格 留 足 扳 手 空 間 來(lái) 確 定 的 圖 4 3 小 橫 梁 的 設(shè) 計(jì) 27 本 設(shè) 計(jì) 的 長(zhǎng) 度 為 5 米 所 以 選 用 9 根 橫 梁 之 間 的 間 距 為 600mm 4 1 4 輸 送 機(jī) 參 振 質(zhì) 量 計(jì) 算 根 據(jù) 輸 送 機(jī) 處 理 量 要 求 Q 100t h 以 及 物 料 的 實(shí) 際 運(yùn) 動(dòng) 速 度 v 0 44m s 可 以 得 出 正 常 工 作 狀 態(tài) 下 輸 送 機(jī) 上 每 米 物 料 的 質(zhì) 量 md Q 3600v 100 3600 0 44 0 065t m 本 設(shè) 計(jì) 輸 送 機(jī) 箱 體 的 長(zhǎng) 度 為 l 5m 因 此 在 正 常 工 作 狀 態(tài) 下 輸 送 機(jī) 上 物 料 的 總 重 量 mw 為 mw md l 0 0065 5 0 32t 3200kg 根 據(jù) 設(shè) 計(jì) 情 況 預(yù) 估 輸 送 機(jī) 箱 體 以 及 激 振 器 等 參 振 質(zhì) 量 為 M1 4000kg 因 此 整 個(gè) 輸 送 機(jī) 的 整 體 參 振 質(zhì) 量 M mw M1 7200kg 4 1 5 其 他 零 件 的 介 紹 及 尺 寸 的 確 定 1 側(cè) 板 側(cè) 板 由 20 號(hào) 鍋 爐 鋼 鋼 板 制 作 國(guó) 外 都 用 整 塊 寬 鋼 板 制 作 整 個(gè) 板 面 經(jīng) 過(guò) 嚴(yán) 格 的 無(wú) 損 探 傷 國(guó) 內(nèi) 由 于 很 難 采 購(gòu) 到 寬 鋼 板 常 用 兩 塊 寬 鋼 板 拼 焊 而 成 盡 量 使 焊 縫 短 些 雖 沒(méi) 有 整 體 板 好 但 由 于 側(cè) 板 材 料 一 般 可 焊 性 都 較 好 如 果 采 用 合 理 的 焊 接 工 藝 嚴(yán) 格 探 傷 焊 后 熱 處 理 將 焊 縫 表 面 削 平 是 不 會(huì) 影 響 側(cè) 板 性 能 的 如 果 進(jìn) 行 表 面 噴 丸 強(qiáng) 化 處 理 疲 勞 強(qiáng) 度 會(huì) 更 高 兩 側(cè) 板 上 的 里 側(cè) 安 裝 防 磨 側(cè) 擋 板 與 輸 送 機(jī) 面 一 起 形 成 料 槽 在 側(cè) 板 的 外 側(cè) 貼 有 加 強(qiáng) 板 以 提 高 側(cè) 板 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 在 本 課 題 的 設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 中 初 步 選 定 側(cè) 板 的 厚 度 10mm 2 加 強(qiáng) 角 鋼 側(cè) 板 加 強(qiáng) 角 鋼 為 等 邊 貨 不 等 邊 角 鋼 將 其 和 側(cè) 板 連 接 成 一 體 用 來(lái) 提 高 側(cè) 板 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 加 強(qiáng) 角 鋼 主 要 是 為 了 提 高 側(cè) 板 整 體 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 在 本 課 題 的 設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 中 初 步 選 定 熱 軋 等 邊 角 鋼 加 強(qiáng) 角 鋼 的 尺 寸 為 100 100 10 3 吊 鉤 連 接 座 吊 鉤 連 接 座 是 連 接 吊 鉤 與 輸 送 機(jī) 箱 體 的 機(jī) 構(gòu) 主 要 是 使 吊 鉤 與 箱 體 之 間 的 受 力 均 勻 分 布 減 少 應(yīng) 力 集 中 通 過(guò) 焊 接 的 方 式 與 箱 體 固 定 在 一 起 4 2 激 振 器 的 設(shè) 計(jì) 本 設(shè) 計(jì) 采 用 箱 式 激 振 器 激 振 器 部 分 單 獨(dú) 設(shè) 計(jì) 激 振 器 整 體 安 裝 在 主 橫 梁 上 箱 式 激 振 器 主 要 包 含 激 振 器 殼 體 激 振 軸 激 振 塊 軸 承 以 及 軸 承 改 其 結(jié) 構(gòu) 如 圖 28 4 4 所 示 圖 4 4 激 振 器 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 1 激 振 器 殼 體 2 軸 承 3 激 振 軸 4 激 振 塊 5 軸 承 蓋 激 振 器 殼 體 由 鑄 造 而 成 后 期 進(jìn) 行 加 工 各 偏 心 塊 尺 寸 一 致 分 別 安 裝 在 兩 種 激 振 軸 上 偏 心 塊 的 軸 向 定 位 采 用 軸 肩 和 軸 檔 套 的 方 式 限 制 偏 心 軸 的 軸 向 運(yùn) 動(dòng) 保 證 運(yùn) 行 的 安 全 性 4 2 1 激 振 器 軸 的 設(shè) 計(jì) 4 2 2 偏 心 塊 的 設(shè) 計(jì) 由 于 直 線 輸 送 機(jī) 的 振 幅 計(jì) 算 按 3 4 mrAM 其 中 A 8mm 29 參 振 質(zhì) 量 M 7200Kg 帶 入 得 設(shè) r 60mm 本 設(shè) 計(jì) 中 輸 送 機(jī) 共 有 8 個(gè) 激 振 塊 其 最 大 激 振 力 為 所 有 激 振 塊 激 振 力 的 疊 加 故 每 個(gè) 激 振 塊 則 m1 20 68kg 由 式 2222 d D0 37037Ys 3 6 D 324mm 面 積 22113 08 d S 19m2 其 厚 度 h 70mm 偏 心 塊 的 整 體 結(jié) 構(gòu) 如 圖 4 5 所 示 圖 4 5 偏 心 塊 的 設(shè) 計(jì) 結(jié) 構(gòu) 4 2 3 激 振 器 殼 體 設(shè) 計(jì) 激 振 器 的 殼 體 主 要 承 擔(dān) 支 撐 偏 心 軸 以 及 軸 承 的 作 用 還 有 就 是 傳 遞 動(dòng) 力 的 作 用 殼 體 的 主 體 部 分 采 用 HT200 鑄 造 鑄 造 后 進(jìn) 行 銑 斷 面 以 及 鉆 孔 鏜 孔 加 工 加 工 要 保 證 軸 承 安 裝 面 的 光 潔 度 以 及 斷 面 的 平 整 度 確 保 密 封 面 密 封 良 好 r 30 圖 4 7 激 振 器 殼 體 4 2 4 激 振 器 其 他 方 面 設(shè) 計(jì) 激 振 器 采 用 盤 式 塊 偏 心 振 動(dòng) 器 形 式 它 在 工 作 時(shí) 刻 實(shí) 現(xiàn) 自 同 步 無(wú) 需 增 加 強(qiáng) 制 同 步 齒 輪 兩 個(gè) 激 振 器 之 間 采 用 萬(wàn) 向 軸 連 接 以 抵 消 特 殊 情 況 下 造 成 的 兩 個(gè) 激 振 器 軸 不 同 心 的 情 況 激 振 器 的 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 由 軸 偏 心 塊 軸 承 端 蓋 軸 端 擋 圈 螺 栓 等 組 成 軸 承 選 用 調(diào) 心 滾 子 軸 承 型 號(hào) 21313C 由 于 振 動(dòng) 輸 送 機(jī) 軸 承 和 其 他 機(jī) 械 的 工 作 條 件 不 一 樣 其 內(nèi) 外 擋 圈 的 配 合 不 同 內(nèi) 圈 用 較 緊 的 配 合 外 圈 用 較 松 的 配 合 這 樣 選 取 配 合 可 以 避 免 軸 承 在 旋 轉(zhuǎn) 式 抱 死 使 激 振 器 軸 不 能 正 常 的 旋 轉(zhuǎn) 從 而 導(dǎo) 致 激 振 器 較 早 的 失 效 激 振 器 安 裝 前 軸 承 軸 承 座 內(nèi) 壁 清 洗 干 凈 潤(rùn) 滑 脂 的 加 入 量 為 軸 承 空 隙 的 1 3 到 1 2 在 迷 宮 密 封 的 環(huán) 槽 內(nèi) 要 注 滿 潤(rùn) 滑 脂 要 求 2 個(gè) 振 動(dòng) 器 的 潤(rùn) 滑 脂 加 入 量 盡 量 一 致 迷 宮 型 密 封 圈 的 環(huán) 形 彈 簧 收 縮 力 也 應(yīng) 該 保 持 一 致 振 動(dòng) 器 裝 配 還 應(yīng) 該 進(jìn) 行 阻 力 拒 實(shí) 驗(yàn) 方 法 是 將 偏 心 塊 有 自 由 位 置 旋 轉(zhuǎn) 到 90 度 放 開 四 個(gè) 振 動(dòng) 器 的 擺 動(dòng) 次 數(shù) 盡 量 一 致 否 則 應(yīng) 調(diào) 整 迷 宮 型 密 封 圈 內(nèi) 環(huán) 形 彈 簧 的 抱 緊 力 貨 檢 測(cè) 振 動(dòng) 器 內(nèi) 妨 礙 轉(zhuǎn) 動(dòng) 件 運(yùn) 動(dòng) 的 原 因 清 楚 增 大 阻 力 的 根 本 源 頭 由 于 激 振 器 的 工 作 轉(zhuǎn) 速 高 負(fù) 荷 大 連 續(xù) 運(yùn) 轉(zhuǎn) 所 以 潤(rùn) 滑 設(shè) 計(jì) 的 好 壞 常 常 是 決 定 激 振 器 能 否 正 常 工 作 的 關(guān) 鍵 一 般 常 用 油 杯 法 或 壓 力 供 脂 潤(rùn) 滑 和 油 浴 法 倆 種 方 式 潤(rùn) 滑 若 不 超 過(guò) 軸 承 潤(rùn) 滑 脂 的 極 限 轉(zhuǎn) 速 可 以 用 脂 潤(rùn) 滑 它 具 有 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 密 封 容 易 的 有 點(diǎn) 但 需 要 加 酯 維 護(hù) 小 型 輸 送 機(jī) 應(yīng) 采 用 脂 潤(rùn) 滑 脂 潤(rùn) 滑 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 保 證 新 加 入 的 潤(rùn) 滑 脂 順 利 到 達(dá) 滾 動(dòng) 面 冰 能 將 舊 脂 排 除 軸 承 腔 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 留 有 足 夠 的 空 間 潤(rùn) 達(dá) 被 排 出 的 舊 脂 并 方 便 舊 脂 排 出 激 振 器 軸 承 必 須 間 隔 較 短 的 時(shí) 間 進(jìn) 行 潤(rùn) 滑 間 隔 潤(rùn) 滑 脂 量 不 宜 過(guò) 大 多 少 可 以 根 據(jù) 經(jīng) 驗(yàn) 公 式 求 出 一 般 可 以 為 24 小 時(shí) 在 潤(rùn) 滑 一 次 在 潤(rùn) 滑 脂 量 不 宜 過(guò) 大 多 少 可 以 根 據(jù) 軸 承 尺 寸 定 潤(rùn) 滑 長(zhǎng) 才 用 含 有 極 壓 添 加 劑 和 防 銹 添 加 劑 的 二 硫 化 鐳 鋰 基 脂 極 壓 添 加 劑 是 必 31 不 可 少 的 為 了 不 停 機(jī) 加 脂 常 用 激 振 器 上 接 出 軟 管 然 后 與 手 動(dòng) 或 電 動(dòng) 泵 連 接 進(jìn) 行 手 動(dòng) 或 電 動(dòng) 加 脂 油 潤(rùn) 滑 比 脂 潤(rùn) 滑 具 有 允 許 轉(zhuǎn) 速 高 潤(rùn) 滑 性 能 好 使 用 溫 度 高 冷 卻 效 果 好 摩 擦 力 矩 低 潤(rùn) 滑 劑 壽 命 長(zhǎng) 等 多 方 面 有 點(diǎn) 在 要 求 高 的 大 型 激 振 器 上 應(yīng) 優(yōu) 先 采 用 脂 潤(rùn) 滑 一 般