碎石筛分振动给料机的分析设计毕业论文(编辑修改稿)

碎石筛分振动给料机的分析设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

对强制同步振动电机为振源的给料设备的使用状况，研 西安 工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） 2 制开发了一种电机不参振型新型给料设备。 GZY 型是参照波兰设备研制的单质体振动给料机。 该机以普通电机为振源，绕性连接槽体下方的激振器。 激振器内有 2 根可调偏心轴。 通过电机绕性传动，一对齿轮转动产生激振力。 它的出现是强制式电机振动给料设备的更新换代产品，给料均匀、运行可靠、对料物的水分及粒度适用性强。 该机采用前吊后座配置，以不烧电机著称。 该机存在的问题是： ① 现场配置需固定电机底架，占用一定空 间；绕形连接因槽体载重过量卡死后，强行启动会撕裂； ② 动态与静态配连安装时要求上下左右留有一定的活动量，而且因无减振系统，激振力直接传递给机身的地基，其冲击力及噪声较大； ③ 激振器重力轴以及齿轮材质要求高；要求激振箱注油降温，密封不严会漏油，造成 2 次污染，缺油后齿轮发热起火，存在不安全隐患。 目前该机型已经发展成系列产品 —— GZY、 GZM、 GZK．并在国内许多大型矿井及煤炭转运生产线上广泛运用。 获得了良好的社会、经济效益 [1]。 振动机械的分类 振动机械的分类标准包括：结构特点 的不同以及动力学特性的不同。 根据不同的类型，对振动机械进行分别地研究和分析，总结它们的特性与共性，掌握与了解各自的特点，以更加有效地与合理地利用它们是对其分类的主要目的。 1. 根据驱动装置形式的不同进行分类 (1) 其驱动装置为惯性激振器，它通常包括轴承座、轴承、偏心块和主轴等（如图所示）。 有偏心块旋转运动时产生的离心力来带动工作机体的振动，偏心块的运动变化与工作机体的振动变化均具有周期性。 目前，在工业生产部门中，广泛使用惯性式振动机械，如：振捣器、振动成型机、振动落砂机、振动球磨机和惯性振动筛等。 (a) 惯性振动机械简图 (b) 惯性激振器 1激振器 2工作机体 3弹性元件 4偏心块 5工作轴 6轴承和轴承座 图 惯性式振动机械 (2) 弹性连杆式振动机械 西安 工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） 3 其驱动装置为弹性连杆式激振器，它通常包括连杆端部的弹簧、连杆及偏心轴。 弹性连杆能够激起工作机体的振动。 目前，重介质振动溜槽、振动冷却剂和弹性连杆式振动输送机等弹性连杆式振动机械已经用于工业生产中。 通常情况下，它被用于长度比较大的振动机械中。 1工作机体 2连杆弹簧 3弹性元件 4连杆 5偏心轴 图 弹性连杆式振动机械 (3) 电磁式振动机械 其驱动装置为电磁激振器，它通常包括衔铁、线圈及铁芯。 脉动电流或交变电流经过线圈，电磁铁产生电磁吸力，且力的变化具有周期性，进而引起工作机体的振动。 目前，电磁振动试验台、电磁振动筛、电磁振动输送机和电磁振动给料机等电磁式振动机械已经用于工业生 产中。 (a) 外形图 (b) 电磁激振器 1激振器 2工作机体 3弹性元件 4板弹簧 5联接叉 6线圈 7铁芯 8衔铁 图 电磁式振动机械 (4) 其他类型的振动机械其驱动装置为凸轮是激振器、液压式激振器或风动式激振器。 2. 根据动力学特性的不同进行分类，可以分为冲击式振动机、非线性振动机、线性近共振类振动机。 对振动机械除了根据上述特性的不同进行分类外，还可以根据自由度数目的不同以及振动质体数目的不同进行分类 [3] [4]。 西安 工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） 4 我国 振动 式给料机 发展方向 根据我国振动式给料机的发展历程，可知我国振动式给料机主要可能向以下几方面发展 [1]： 1. 以电机不参振为主导。 用普通电机代替振 动电机，降低产品成本和维护费用，提高其使用寿命； 2. 大型化、提高处理能力。 为适应高产高效集约化生产的需要，给料机的处理能力要加大； 3. 提高元部件性能和可靠性。 设备开机率的高低主要取决于元部件的性能和可靠性。 我们除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性，还要不断开发研究新的技术和元部件，如：高性能可控软启动技术、动态分析与监控技术等，使给料机性能得到进一步提高； 4. 拓展各机型的适用范围，以满足不同物料运输的需要； 5. 降低动力消耗，减小噪声。 本文研究的思路与 方向 单轴惯性振动给料机是 根据机械振动原理实现给料的设备，由于具有应用范围广、能耗低、产量高、结构简单等优点，目前广泛应用于煤炭、化工、建材等行业，也是近年来机械行业的新鲜血液。 由于本课题的要求 是 针对目前碎石筛分现场，人工给料劳动强度大，效率低，合理设计一种振动给料机，以提高工作效率，所以单轴惯性振动给料机很适合 运用到本课题的研究，其具有的特点能很大程度提高工作效率，为了进一步满足其筛分作用，本课题将单轴振动给料机与圆振动筛进行了结合研究，以二者 具有相似的系统 ，进行了结构的结合与优化，在原有的给料机的结构基础上，在给料槽体上增加了一 个筛面。 电动机通过 三角皮带使激振器主轴回转，主轴上的偏心块转动产生的惯性力，使 给料槽体产生近共振的振动，碎石落入给料槽上的筛面，由于振动的影响 给料槽体沿倾斜方向相对振动， 达到尺寸要求的碎石会通过筛孔进入槽体下层，并沿着斜面方向向下运动 ， 以 达到 筛分 给料的 效果。 就筛分与给料这两个单纯的效果来说，筛分在先，后有给料，所以在选择各个参数的时候，筛分为选择的重点。 2 筛面物料运动理论 5 2 筛面物料运动理论 筛上物料的运动分析 由于本次设计的振动式给料机的槽体加有筛面，具有筛分作用， 振动给料机运动学参数（振幅、振次、筛面倾角和振动方向角）通常根据所选择的物料运动状态选取。 筛上物料运动状态直接影响给料机的筛分效率和生产率，所以为合理地选择筛子的运动参数，必须分析筛 上的物料的运动特性。 关于筛上物料的分析 [5]， 如图 所示： αψ 图 筛上物料 的 运动 碎石筛分 振动给料机的筛面做圆运动或近似于圆运动 ，筛面的位移方程式可用下式来表示：  c osc os)180c os ( AAAx  t ()  s ins in)18 0s in( AAAy  t () 式中 : A—— 振幅 ；  —— 轴之回转相角，  = t；  —— 轴之回转角速度； t —— 时间。 求上式中的 x 和 y 对时间 t 的一次导数与二次导数，即 得 筛面沿 x 和 y 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） 6 方向上的速度和加速度： sinAvX  t () cosAvy  t ()  cos2AaX  t ()  sin2Aay  t () 由运动特征，来研究给槽体 上物料的运动学。 物料在筛面上可能出现三种运动状态：正向滑动、反向滑动和跳动。 正向滑动 当物料颗粒与筛面一起运动时，其位移、速度和加速度与筛面的相 等。 筛面上质量为 m 的物料颗粒动力平衡条件 [5]： 对质量为 m 的颗粒受力分析（如图 ）： 1. 物料颗粒重力： G mg () 2. 筛面对颗粒的反作用力，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  为筛面倾角 3. 筛面对物料颗粒的极限摩擦力为： 2( c os sin )F fN f m g m A t     () 式中 f 为颗粒对筛面的静摩擦系数。 颗粒沿着筛面开始正向 滑动时临界条件： c os xmg F ma () 将 F ， xa 用已知式子 ()与 ()替代，且 f tg （  为滑动摩擦角） ， 简化整理得： 2c o s ( ) s in ( )k gA      () 式中， k 为正向滑始角。 令 cos ( )kkb   ，则： 230 sin( )kgn Ab   () 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） 7 式中 db 称为正向滑动系数。 由上式得知，正向滑动系数 1kb。 当 1kb 的时候，可以求得使物料颗粒沿着筛面产生正向滑动时最小转数应该为： m in 2s in ( )30 gN A  () 为了使物料颗粒沿着筛面产生正向滑动，必须取筛子转数 minnn。 反向滑动 临界条件为： sin xmg F ma  () 将 F ， xma 用 ()与 ()替代，并简化后： 2c o s ( ) s in ( )qqg bA       () 式中： q —— 反向滑始角 qb —— 反向滑动系数 则可以得到： 230 si n( )qgn Ab   () 由上式可以知道，反向滑动条件 1qb。 当 1qb 时，可以求得使物料沿着筛面反向滑动的最小转数应该是： m i n 2s i n ( )30 gn A  () 为了使物料颗粒沿着筛面产生正向滑动，必须使筛子转数 minnn [5]。 跳动条件的确定 颗粒产生跳动的条件是颗粒对筛面法向压力 0N。 即 cos ymg ma  ，或者是 2cos sin dgA  。 由此可以得到： 2c o s c o s 1s i ndd vgb A k k     () 式中： db —— 物料跳动系数 d —— 跳动起始角 k —— 振动强度 vk —— 抛射强度，它表明物料在筛面上跳动的剧烈程度。 上式可以写成： 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） 8 0 223 0 c o s 3 0 c o ssin d dggn AAb  。