振动固体压实装置振动系统设计

振动固体压实装置振动系统设计学 院： 机械与车辆工程学院机械工程及自动化黄常凯 0604121030专 业：姓 名：指导老师：石宝山学 号：职 称：副教授摘 要研究振动力场作用下固体输送段的动态输送理论是一个全新的概念。在振动力场作用下聚合物物料运动加剧，容易产生滚动，对固体输送段的填充起到积极作用，从而深化单螺杆挤出机的理论与工程应用。本设计的主要任务是振动系统的设计，然而振动系统又分为三大类：机械振动、电磁振动和液压振动。本课程设计在相比较电磁振动和液压振动的的情况下，相比较与各个振动系统的优缺点情况下，最终确定了最适合本设计的振动方案，机械振动即物体或质点在其平衡位置附近所作的往复运动。本设计采用电动机为系统所需振动提供原动力，利用传动轴将电机的转动导出，继而带动传动轴上的偏心轮转动，由于偏心轮的作用，便可使得振动板做有规律的振动，然而只需要给予偏心轮提供不同的偏心距即可得到不同的振幅，由于偏心轮结构的特点，本设计引入弹簧作为蓄能器，利用弹簧的蓄能和释能配合偏心轮机构来使得振动板做有规律的运动。振动必然需要有提供能量的振动源，再根据系统的需求，来确定振动的振幅和频率。显然若想得到不同频率的振动，只需要调节电机的转速。本设计采用变频器便可以实现电机的调速，也就是讲对于不同的需求，振动装置可以实现大幅的调频及微调。关键词：振动 频率 振幅 转速 偏心轮 ABSTRACTVibration force field of solid conveying section under the dynamic transport theory is a new concept. In polymer materials under vibration force field campaign intensified, prone to rolling, filling the solid conveying section play a positive role in deepening the single-screw extruder to the Theory and Application. Vibration-based design, however, certainly one of the main tasks, divided into three basic categories: mechanical vibration, electromagnetic vibration and hydraulic vibration.This course is designed in the comparison of electromagnetic vibration and hydraulic vibration of the case, compared with the advantages and disadvantages of each vibration system case, the final design to determine the most suitable for the vibration of the program, mechanical vibration or object or particle in its equilibrium position the reciprocating motion.This design uses vibration motors for the system to provide the necessary impetus for the use of the motor shaft will turn to export, and then the eccentric shaft on rotation, due to the role of eccentric, vibration plate can be made to do a regular vibration, but only need to provide different eccentric eccentricity amplitude can be different, because the characteristics of eccentric structure, the design of the introduction of spring as the accumulator, storage and release of the spring to meet the eccentric body to make do with vibration plate regular exercise. Must have an energy vibration to provide the vibration source, then according to the system needs to determine the vibration amplitude and frequency. If you want to be clear that the vibration of different frequencies, only need to adjust the motor speed. This design can be achieved by inverter motor speed, which is about the different needs, vibration device can achieve a substantial fine-tuning of FM and fine-tuning.Keywords：Vibration Frequency Amplitude Speed Eccentric wheel物理量名称及符号表物理量 符号 单位振幅 Amm频率 f Hz转速 nr/min长度 Lmm面积 Sm2压力 FN摩擦力 f N摩擦系数 功率 PkW功 WJ硬度 HRCHBS应力 MPa弹性系数 k节距 Pmm时间 t s速度 vm/s功率系数 K屈服点 gMPa拉伸强度 b MPa目 录摘 要 .IABSTRACT.II物理量名称及符号表 .III1 前言 .11.1 引言 .11.2 固体输送理论研究的发展阶段 .11.3 单螺杆挤出机原理 .11.4 振动系统 .21.4.1 液压振动系统 .21.4.2 电磁振动系统 .41.4.3 机械振动系统 .51.5 研究的目的和意义 .61.6 设计要求及解决问题 .71.6.1 主要研究内容： .71.6.2 解决的关键问题： .72 零件的设计 .92.1 电动机的计算及选择 .92.2 偏心轮的计算及设计 .122.3 弹簧的计算及设计 .132.4 轴承的设计及选择 .152.5 振动轴的设计 .172.6 振动盖的设计 .18结 论 .22参考文献 .23谢 辞 .241 前言1.1 引言自二十世纪四十年代开始的固体输送理论研究伴随着挤出设备的发展而演进，针对挤出成型技术的不同发展时期以及面临的主要问题与矛盾及解决手段和设备，所建立的固体输送物理（数学）模型有所不同，研究手段和方法也有所不同。当前，随着动态成型技术的发展，针对振动力场诱导固体输运的动态固体输送机理的研究应运而生。本设计主要为振动固体压实装置的振动系统设计，在传统的单螺杆挤出机的基础上加入振动装置使其大大缩短了压实段的长度，使其得到更大的效率，这是一个非常大胆的假设突破了传统的单螺杆挤出机的理念，这必定作为一门新的技术引领着传统单螺杆挤出机迈进了新的时代而凸显了它的优越性。1.2 固体输送理论研究的发展阶段1956 Darnell & Mol 假设固体流沿着螺旋槽以一个固体弹性塞运动并且与螺杆和机筒的所有面完全接触。1970 琴.艾.钟对 Darnell-Mol 公式假设固体塞充满整个固体输送段作出修正，从而提出粘性牵引理论。该结果预言压力沿螺槽方向成线形关系增长，这与实际比较接近。1971 年，W. Tedder 引用虚位移原理和能量平衡原理推出的固体输送理论。该理论同样假设物料在螺槽中以密实的、无变形的、密度不变固体塞形式进行运动。1986 年，北京化工学院朱复华及房士增等在有透明视窗的挤出机的实验中，观察到进入延迟区之前，塑料颗粒间几乎都存在着相对位移和间隙，甚至螺槽有未充满现象，在此基础上提出非塞流固体输送理论 1 。1.3 单螺杆挤出机原理 单螺杆挤出按照螺杆工作性质的分类，可分为以下三段，如图 1-1。1.料 口 最 后 一 道 螺 纹 开 始 叫 输 送 段 物 料 在 此 处 要 求 不 能 塑 化 ， 但 要 预 热 、 受 压 挤实 ， 传 统 挤 出 理 论 认 为 此 处 物 料 是 松 散 体 ， 后 来 通 过 证 明 此 处 物 料 实 际 是 固 体 塞 ， 就是 说 这 里 物 料 受 挤 压 后 是 一 固 体 象 塞 子 一 样 ， 因 此 只 要 完 成 输 送 任 务 就 是 它 的 功 能 了 。 2.第 二 段 叫 压 缩 段 时 螺 槽 体 积 由 大 逐 渐 变 小 ， 并 且 温 度 要 达 到 物 料 塑 化 程 度 ， 此处 产 生 压 缩 由 输 送 段 三 ， 在 这 里 压 缩 到 一 ， 这 叫 螺 杆 的 压 缩 比 3： 1， 有 的 机 器 也 有变 化 ， 完 成 塑 化 的 物 料 进 入 到 第 三 段 2。 3.第三段是计量段 此处物料保持塑化温度，只是象计量泵那样准确、定量输送熔体物料，以供给机头，此时温度不能低于塑化温度，一般略高点 3。图 1-1 单螺杆挤出机示意图1.4 振动系统振动系统是由多个元件组合形成的一个可以使物体来回运动的机构。而最常见的振动系统有液压振动系统、电磁振动系统和机械振动系统，以下是几个振动系统的分别介绍。1.4.1液压振动系统它是由两个大小不同的液缸组成的，在液缸里充满水或油。充水的叫“水压机” ；充油的称“油压机” 。 如图 1-2图 1-2 液压系统示意图两个液缸里各有一个可以滑动的活塞，如果在小活塞上加一定值的压力，根据帕斯卡定律，小活塞将这一压力通过液体的压力传递给大活塞，来实现运动的 4。液压振动系统优缺点如下：液压振动系统优点：1、液压振动系统的各种元件，可以根据需要方便、灵活地来布置。 2、重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。 3、操纵控制方便，可实现大范围的无级调速。 4、可自动实现过载保护。 5、一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长并且能够循环利用。 6、很容易实现直线运动。 7、很容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。液压振动系统缺点：1、由于流体流动的阻力和泄露较大，所以效率较低。如果处理不当，泄露不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故。 2、由于工作性能易受到温度变化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。3、液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵。 4、由于液体介质的泄露及可压缩性影响，不能得到严格的传动比。 5、液压传动出故障时不易找出原因；使用和维修要求有较高的技术水平。6、发热 由于传力介质（液压油）在流动过程中存在各部位流速的不同，导致液体内部存在一定的内摩擦，同时液体和管路内壁之间也存在摩擦，这些都是导致液压油温度升高的原因。温度升高将导致内外泄漏增大，降低其机械效率。1.4.2电磁振动系统电磁振动是研究电磁和电磁的相互作用来实现远动的现象，根据近代物理学的观点，磁的现象是由运动电荷所产生的 5。如图 1-3图 1-3 电磁系统示意图电磁振动系统优缺点如下：电磁振动系统优点：1、系统简单，价格低谦。2、动作快递，外形轻巧。3、无机械惯性，反应灵敏。4、便接电脑，便于操控。5、清洁，无噪声。电磁振动系统缺点：1、功率微小，不适合较大系统。2、受温度影响较大，不能用于较高温度。3、调节精度受限，适用介质受限。4、易受电压影响，容易损坏，不容易维修。5、当今电磁系统技术不够全面和成熟。1.4.3机械振动系统机械振动：物体在某一中心位置附近所做的往复运动叫做机械振动。机 械 振 动 有 不同 的 分 类 方 法 。 按 产 生 振 动 的 原 因 可 分 为 自 由 振 动 、 受 迫 振 动 和 自 激 振 动 ； 按 振 动 的规 律 可 分 为 简 谐 振 动 、 非 谐 周 期 振 动 和 随 机 振 动 ;按 振 动 系 统 结 构 参 数 的 特 性 可 分 为线 性 振 动 和 非 线 性 振 动 ； 按 振 动 位 移 的 特 征 可 分 为 扭 转 振 动 和 直 线 振 动 6。 如 图 1-4图 1-4 振 动 系 统 示 意 图机械振动系统优缺点如下：机械振动系统优点：1、能够为系统提供大功率输出。2、基本不受温度影响。3、机械元件的制造较为方便，因而价格便宜。4、机械系统传动稳定，误差较小。5、机械系统易于使用和维修。6、操纵控制方便，可实现大范围的无级调速。 7、很容易实现直线运动。机械振动系统缺点：1、机械惯性，反映比较慢。2、无法实现远距离操控。3、发热比较明显，零件易磨损。4、重量大、体积比较庞大。经综上对液压振动系统、电磁振动系统和机械振动系统的综合分析，由于本设计装置需要足够的功率输出，并且需要较为稳定的输出。本设计相比较与以上三种系统的优缺点，同时兼顾系统所需求的功率、振幅、频率等问题，最终决定采用振动系统为本装置提供所需求的原动力。机械机构一直以来都是人们不断研究和改善的系统。也是工业运用最广泛的。1656 1657 年 ， 荷 兰 的 C.惠 更 斯 首 次 提 出 物 理 摆 的 理 论 ， 并 创 制 了 单 摆 机 械 钟 。20 世 纪 初 ， 人 们 关 心 的 机 械 振 动 问 题 主 要 集 中 在 避 免 共 振 上 ,因 此 ,研 究 的 重 点是 机 械 结 构 的 固 有 频 率 和 振 型 的 确 定 。1921 年 ， 德 国 的 H.霍 尔 泽 提 出 解 决 轴 系 扭 转 振 动 的 固 有 频 率 和 振 型 的 计 算 方 法 。30 年 代 ， 机 械 振 动 的 研 究 开 始 由 线 性 振 动 发 展 到 非 线 性 振 动 。50 年 代 以 来 ， 机 械 振 动 的 研 究 从 规 则 的 振 动 发 展 到 要 用 概 率 和 统 计 的 方 法 才 能 描述 其 规 律 的 不 规 则 振 动 随 机 振 动 。 由 于 自 动 控 制 理 论 和 电 子 计 算 机 的 发 展 ， 过 去认 为 甚 感 困 难 的 多 自 由 度 系 统 的 计 算 ， 已 成 为 容 易 解 决 的 问 题 。 振 动 理 论 和 实 验 技 术的 发 展 ， 使 振 动 分 析 成 为 机 械 设 计 中 的 一 种 重 要 工 具 7。1.5 研究的目的和意义在振动力场作用下聚合物物料运动加剧，容易产生滚动，降低产生架拱的可能性，对固体输送段的填充起到积极作用，缩短了固体塞压实所需长度，压力提早建立，产量提高，避免了产量的波动。因此，有必要对振动力场作用下挤出机固体输送段物料颗粒及颗粒体系的运动规律和输送产量进行研究，了解物料压实过程、输送规律和输送效率，从而深化了挤出机的理论与工程应用。本设计为固体压实装置提供振动，即有以下几点要求：（1）要求振动系统频率和振幅可调。（2）振动装置平稳可调。（3）要求偏心轮有足够的硬度及耐磨性。（4）要求弹簧有足够的弹性系数。（5）装置结构紧凑，外表美观。1.6 设计要求及解决问题1.6.1 主要研究内容：振动系统为本设计研究的主要内容，将振动系统添加到固体压实装置中，使其得到更高的效率，并使其优化。并且需要考虑把振动的周期性及其可调性引入到本套装置上，然而振幅与频率也是振动系统的重点。1.6.2 解决的关键问题：经对固体压实装置和振动系统的分析，本设计需要解决以下几个关键问题。1、振动系统的选择：1）能够满足系统的需求。2）结合实际情况，尽量降低成本。2、电动机的选择：1）要求电动机有足够大的功率，能够满足机构所需的最大功率。2）要求能够实现不同的转速，使其获得不同的频率。3、偏心轮的选择：1）要求合适的尺寸，使其满足机构所需求的振幅。2）材料要求有足够的硬度及耐磨性。4、回程弹簧的选择：1）要求合适的直径及轮廓直径。2）要求合适的弹性系数，能够使得螺杆在弹力的作用下自行回程，以实现振动的往复。5、振动板设计：1）要求能够与矩形槽尺寸配合。2）要求振动板振动平稳，并且尽量减小摩擦。2 零件的设计2.1 电动机的计算及选择电动机的作用是将电能转换为机械能,现代各种生产机械都广泛应用电动机来驱动。然而在此也不例外，本设计同样采用电动机为本装置提供原动力 8。电动机所需参数的计算：要求电动机的最大转速：取最高频率为 20HZ。（2-1）min/1206rn滑动板所受的最大压强（ ）段的长度：121.74mm，在此取 125mm9 10。MPa20注：滑动板其他位置产生的压强远远小于最大压强值，即在以下计算中可忽略。滑动板的宽度：65mm可得滑动板与物料间最大压强的面积为：（2-2）232105.81652mmS滑动板所受的正压力为：（2-3）NPF5376.0取摩擦因数： 1105.滑动板所受的摩擦力为：（2-4）Ff 35102.81062.0求解所需电动机的最大功率：取振幅 A=2.5mm 频率 f=50HZ功率得：（2-WvP25.0315012.835）取整 2.1kW。电动机要求给予系统的转速最少需 功率 2.1kWmin/0r选择电动机型号：Y100L1-4 三相异步电动机，Y 系列电动机具有高效、节能、起动转矩高、噪音低、振动小、运行可靠、寿命长等优点。Y100L1-4 三相异步电动机如图 2-1图 2-1 电动机示意图参数如表 2-1： 3表 2-1 电动机参数表电动机型号功率 转速 电压 电流 功率因数转矩 质量Y100L1-4 2.8KW 1430r/min 380V 7.5I 0.82 2.2N/m 34kg电动机参数校核：电动机转速校核：(2-6)min/120in/143rr经以上校核 Y100L1-4 三相异步电动机的转速符合该系统需求。电动机功率校核：(2-7)kW1.296.82.0经以上校核 Y100L1-4 三相异步电动机的功率符合该系统需求 3。变频器参数如表 2-2： 3表 2-2 变频器参数表额定电压 额定电流 额定功率 速度控制范围速度控制精度尺寸220240V 10.4A 2.2KW 1:200 0.2%149202172变频器选用:西门子 6SE6 420-2UC22-2BA1，其实物图如图 2-2图 2-2 变频器示意图为了将电动机很好的固定，以至于在工作时不发生偏移。为此本设计使用电机固定板，其机构设计图如图 2-3图 2-3 电机固定板结构设计图2.2 偏心轮的计算及设计偏 心 轮 即 装 在 轴 上 的 轮 形 零 件 ， 轴 孔 偏 向 一 边 ， 轴 旋 转 时 ， 轮 的 外 缘 推 动 另 一机 件 ， 产 生 往 复 运 动 。偏 心 轮 机 构 是 由 凸 轮 演 化 而 成 的 。 凸 轮 是 指 一 个 具 有 曲 线 轮 廓 或 凹 槽 的 构 件 ， 一般 为 主 动 件 ， 作 等 速 回 转 运 动 或 往 复 直 线 运 动 。 与 凸 轮 轮 廓 接 触 ， 并 传 递 动 力 和 实 现预 定 的 运 动 规 律 的 构 件 ， 一 般 做 往 复 直 线 运 动 或 摆 动 ， 称 为 从 动 件 。 凸 轮 机 构 在 应 用中 的 基 本 特 点 在 于 能 使 从 动 件 获 得 较 复 杂 的 运 动 规 律 。 因 为 从 动 件 的 运 动 规 律 取 决 于凸 轮 轮 廓 曲 线 ， 所 以 在 应 用 时 ， 只 要 根 据 从 动 件 的 运 动 规 律 来 设 计 凸 轮 的 轮 廓 曲 线 就可 以 了 9。 偏 心 轮 简 单 的 说 就 是 转 动 轴 和 轮 的 中 心 轴 平 行 但 不 重 合 的 简 单 机 械 。本设计中就是利用偏心轮的偏心距特点使其获得周期性往复运动，从而得到需求的振幅。偏心轮所需满足的要求：振幅 A: 0.25mm 0.5mm 0.75mm 1.0mm 1.75mm 取偏心轮直径为 100mm，孔大小与电动机传动轴配合内径为 30mm,厚度与配合轴承相等为 25mm（后面轴承设计中得以确定） 。选取材料为：45#钢正火（正火目的是提高材料的硬度）参数如表 2-3： 3 14表 2-3 45#钢正火参数表抗屈服极限 抗拉伸强度 伸长率 断面收缩率 冲击吸收功 硬度355MPa 600MPa 18% 40% 39J 241HBS因为偏心轮所需提供的振幅 A 为： 0.25mm 0.5mm 0.75mm 1.0mm 1.75mm所以偏心轮的偏心距分别为： 0.25mm 0.5mm 0.75mm 1.0mm 1.75mm偏心轮设计 14图如下图 2-4图 2-4 偏心轮机构图偏心轮工作原理：由电机带动传动轴转动，而安装在传动轴上的偏心轮也随之转动，由于偏心轮偏心距的作用继而带动振动盖运动。2.3 弹簧的计算及设计弹 簧 是 一 种 利 用 弹 性 来 工 作 的 机 械 零 件 。 一 般 用 弹 簧 钢 制 成 。 用 以 控 制 机 件 的 运动 、 缓 和 冲 击 或 震 动 、 贮 蓄 能 量 、 测 量 力 的 大 小 等 ， 广 泛 用 于 机 器 、 仪 表 中 。弹 簧 只 是 个 蓄 能 器 ， 它 有 储 存 能 量 的 功 能 ， 弹 簧 严 格 意 义 上 的 弹 簧 发 明 家 应 该 是英 国 的 科 学 家 胡 克 (RobertHooke)， 虽 然 那 时 螺 旋 压 缩 弹 簧 已 经 出 现 并 广 泛 使 用 ， 但胡 克 提 出 了 “胡 克 定 律 ”弹 簧 的 伸 长 量 与 所 受 的 力 的 大 小 成 正 比 ， 正 是 根 据 这 一原 理 ， 弹 簧 也 被 胡 克 本 人 发 明 出 来 。 而 符 合 “胡 克 定 律 ”的 弹 簧 才 是 真 正 意 义 上 的弹 簧 6。本 设 计 就 是 采 用 压 缩 弹 簧 及 “胡 克 定 律 ”来 做 的 计 算 及 设 计 ， 利 用 偏 心 轮 在 挤 压的 过 程 中 所 储 蓄 的 能 量 ， 当 偏 心 轮 偏 离 时 使 其 回 程 ， 继 而 完 成 一 个 工 作 周 期 。弹 簧 所 需 提 供 的 的 最 大 弹 力 为 ： NfF31025.8根据要求选取弹簧类型为：Y 1型圆柱螺旋压缩弹簧。选取材料：弹簧钢。选取材料直径：8mm。选取弹簧中经：50mm所以所得弹簧参数如表 2-4 16表 2-4 弹簧参数表弹性系数 试验载荷 许用应力 一圈弹簧的刚度 最大心轴直径K=1 1352N 585MPa 324N/mm 40mm计算：有效圈数：(2-8)01.61352.8FN取整：N=8节距：(2-9)nfdP(2-10)1.0现取： 8.01.d所以，由式 2-9 得节距：（2-11）mP5弹簧的有效长度：（2-12）l12081取弹簧无弹性效用长度： ml502所以，弹簧的总长度：（2-13）ml170521其结构示意图如图 2-5图 2-5 弹簧结构设计图2.4 轴承的设计及选择轴 承 究 其 作 用 来 讲 是 支 撑 的 作 用 ， 即 字 面 解 释 用 来 承 轴 的 ， 但 这 只 是 其 作 用 的 一部 分 ， 支 撑 其 实 质 就 是 能 够 承 担 径 向 载 荷 。 也 可 以 理 解 为 它 是 用 来 固 定 轴 的 。 就 是 固定 轴 使 其 只 能 实 现 转 动 ， 而 控 制 其 轴 向 和 径 向 的 移 动 。 从 理 论 上 来 讲 不 可 能 实 现 传 动的 作 用 ， 不 仅 如 此 ， 轴 承 还 会 影 响 传 动 ， 为 了 降 低 这 个 影 响 在 高 速 轴 的 轴 承 上 必 须 实现 良 好 的 润 滑 ， 有 的 轴 承 本 身 已 经 有 润 滑 ， 叫 做 预 润 滑 轴 承 ， 而 大 多 数 的 轴 承 必 须 有润 滑 油 ， 负 责 在 高 速 运 转 时 ， 由 于 摩 擦 不 仅 会 增 加 能 耗 ， 更 可 怕 的 是 很 容 易 损 坏 轴 承 。把 滑 动 摩 擦 转 变 为 滚 动 摩 擦 的 说 法 是 片 面 的 ， 因 为 有 种 叫 滑 动 轴 承 的 东 西 17。然 而 本 设 计 轴 承 的 运 用 也 不 例 外 ， 即 轴 承 配 合 偏 心 轮 传 递 偏 心 轮 的 运 动 给 予 滑动 板 ， 在 此 轴 承 不 仅 取 到 传 递 的 功 能 而 且 很 有 效 的 保 护 了 偏 心 轮 ， 使 其 由 滑 动 摩 擦 改进 为 滚 动 摩 擦 ， 大 大 的 减 小 了 摩 擦 力 ， 从 而 减 小 了 偏 心 轮 的 磨 损 ， 延 长 了 偏 心 轮 的 使用 寿 命 。所 以 本 设 计 选 用 ： PWTR2052.2RS 滚 动 轴 承 。 其 参 数 如 表 2-516 18表 2-5 滚 动 轴 承 参 数 表内径 外经 厚度 额定动载荷 额定静载荷 极限转速20mm 52mm 25mm 25500N 29500N 3800r/min轴承校核：载荷校核：（2-14）N16250经以上分析该轴衬载荷符合本设计要求。转速校核：（2-15）1025n得：（2-16）min/38i/0rr经以上分析该轴承转速符合本设计要求 8。综上所述该轴衬符合该设计要求。其结构图如下图 2-6图 2-6 轴承示意图为将轴承很好的固定在振动轴上，为此特定设计轴承定位轴。其结构设计图如图 2-75图 2-7 轴承定位轴结构图2.5 振动轴的设计轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。轴的分类：（1）转轴工作中既承受弯矩又承受转矩的轴。（2）心轴工作中承受弯距而不传递转矩的轴。（3）传动轴工作中只传递转矩而不承受弯矩或很小弯矩的轴。由于本设计所需的轴只传递轴向的振动，仅承受轴向载荷，即不承受弯距又不传递转矩，所以本设计的振动轴不属于以上三类。其结构设计图如图 2-85图 2-8 振动轴结构设计图2.6 振动盖的设计振 动 盖 可 以 配 合 料 筒 组 装 起 来 成 为 完 整 的 机 构 。 本设计主要利用导杆固定振动盖的运动，即在振动盖上端加上运动导杆，使之避免在高压强情况下脱离运动轨迹，以至于发生不必要的故障。另外振动盖下端与料筒接触的部分加入直线滚动球轴承，使之由滑动摩擦改进为滚动摩擦，大大地减小其与料筒的摩擦，而且不易脱落、磨损。再者振动盖右端与弹簧和轴承相配合共同传递由偏心轮提供的运动轨迹。由于结构简单，使得成本大大降低，而效率得到明显的提高。振动盖设计图如图 2-914图 2-9 振动盖机构图元件分析：导杆分析：1）用来引导振动盖的运动，使之按照设计的运动轨迹做周期性的振动。2）由于料筒内物料的高强度压实，即会产生对振动盖一个向上的冲击力，而导杆在一定程度上可以稳固的作用。振动盖分析：1）顾名思义，振动盖作为料筒的端盖，配合料筒使之产生一个独立的空间用来压实物料。2）振动盖，利用振动必将更有效地缩短压实段的长度，并将更有效地压实物料。然而，振动盖在此的作用相当巨大，即要能够作为料筒的端盖，而且还要起到周期性振动的作用。为了振动盖能够很好的完成以上的两种使命，而且减小其振动的摩擦，延长其使用寿命，本设计在此引入直线滚动球轴承。在此选用 LB40 标注型直线滚动球轴承，其详细参数图如下图 2-107图 2-10 直线滚动球轴承其参数表如下表 2-619表 2-6 直线滚动球轴承参数表标注型球列数型号重量内圆直径外圆直径L B W D1 精密度高级LB40 6 585g 40mm 60mm 80mm 60.5mm 2.1mm 57mm 12 20至此，本设计的全部零件已设计完毕，其装配图如图 2-11图 2-11 零件装配图结 论本设计圆满的完成了振动固体压实装置的振动系统设计，该装置通过核心零件偏心轮机构成功的把振动力场引入到固体输运过程中，从而使得本设计得到进一步的展开和得以继续。振动系统的选择及其设计为本设计的重点，本设计通过比较液压振动系统、电磁振动系统和机械振动系统的优缺点后，再结合实际情况选择了最适合本设计的机械振动系统。然而振动系统的选择确定了本设计的研究方向和设计方向。工业制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。我国尚处于社会主义发展中国家，相比较与发达国家来讲，我国的工业制造技术还很落后。我相信经过我们一代又一代人的努力，我国会渐渐缩小其之间的距离，从而更进一步的提高我国的综合国力。通过本设计，让作者更进一步地了解了单螺杆挤出机的工作原理和振动系统的应用，也使作者巩固了所学的知识并初步掌握了设计的研究方法。参考文献1 石宝山，华南理工大学博士论文 J . 20062 李建波振动力场作用下挤出机固