大型自同步惯性振动给料机隔振系统的参数计算及改进

1、大型自同步惯性振动给料机隔振系统的参数计算及改进项目：振动给料机简介隔振系统的参数计算隔振系统的改进内容提要：为使大型同步惯性振动给料机能平稳的工作，减小传递给地基或结构架的动载荷，必须对隔振弹簧参数及其支承点位置进行较精确的设计计算；结合生产实践及国外技术，对隔振系统的改进。主题词：自同步惯性振动给料机隔振系统计算改进振动给料机是通过激振器强迫承载体（输送槽等）按一定的方向作简谐振动或近似简谐振动，当其振动的加速度达到某一定值时，物料便在承载体内沿输送方向实现连续微小的抛掷或滑动，从而使物料向前移动，实现输送的目的。主要用于水平或小倾角的情况下，输送松散的块状或颗粒状物料，也可输送粒度较小的

2、粉状物料。其特点是：结构简单，重量较轻，造价不高；能量消耗较小，设备运行费用低；润滑点与易损件少，维护保养方便；物料呈抛掷状态输送，对承载体磨损小，可输送磨琢性物料；由于承载体是金属结构件及润滑点远离物料，因此可以输送高温物料，温度可达200C,当米用耐热钢作承载体或米取冷却措施时，输送物料的最高温度可达700C；如对承载体稍加改进，在输送过程中还可实现物料的筛选、干燥、加温、冷却等工艺要求。但是，振动给料机向上输送效率较低；对粉状和含水量大、粘性物料输送效果不佳；对安装调试的要求较高，制造或安装调试不良时，噪声较大；某些机型对地基有一定的动载荷；输送距离不长。大型自同步惯性振动给料机多数为单

3、质体振动系统，其隔振弹簧的作用主要是针对振动质体进行弹性支承，配合机体实现所要求的振动规律，同时减小传递给地基或结构架的动载荷。对隔振弹簧的基本要求是工作时不至于失效，从给料机工作稳定的角度出发，对隔振弹簧的支承位置也需要设计计算。因此，正确选择隔振系统的弹簧参数有助于振动机体满足工况要求，并能较平稳的运转。对于大型自同步惯性振动给料机，如果只按照一般的简单近似计算，隔振系统往往难以满足使用要求。因此需要对隔振系统的弹簧参数进行较精确的计算，下面介绍一种较精确的计算方法。隔振系统的频率比及隔振系统弹簧刚度的选择1)为使给料机隔振系统能够满足实际工作需要，并实现良好的隔振效果，需要对每个支承点的

4、垂直方向动载荷允许值Pdy及水平方向的动载荷允许值Pdx限定，计算出每个支承点弹簧高度的最高值kyi和kxi。正常工作时，给料机每个支承点传递给基础垂直方向动载荷允许值Pdyi及水平方向的动载荷允许值Pdxi分别为：Pdyi=kyi入y=kyi入S(3(N)(1)Pdxi=kxi入x=kxi入cos3(N)(2)式中kyi、kxi与基础相连的每个支承的弹簧刚度在垂直及水平方向的最大值，N/mm。入y、入x、入一机体在垂直方向、水平方向及振动方向上的振幅，mm。B振动方向角，()。启动或停车时，给料机每个支承点传递给基础的垂直方向动载荷Pdyi与水平方向动载荷Pdxi分别为：Pdyi二二jPdy

5、i=(37)kyi入sinB(N)(3)Pdxi二二jPdxi=(37)kxi入cosB(N)(4)式中j机体共振时振幅扩大倍数，一般取37,使用能耗制动控制箱时取小值。自同步惯性振动给料机启动和停车时，传递给基础的动载荷幅值较大，要求：TOCo1-5hzPdyiPdy(5)PdxiPdx(6)由式(3)(4)(5)(6)的出单个弹簧刚度的最大值kyi和kxi分别为：kyiPdy/(37)入sinB(7)kxWPdx/(37)入cosB(8)假设给料机支承弹簧为4个，则弹簧在垂直方向的总刚度：刀ky=4kyi2.5(10)忽略阻尼的影响，隔振系统弹簧的总刚度刀ky:刀ky=(1/zoy2)m3

6、2/1000=(1/Zoy2)mp+km(mm+F/g)co2/1000（11）式中m振动质体的计算质量，Kg;m=mp+km（mm+f/g）；mp槽体和连接件等构件组成的质量，Kg;km振动质体物料结合系数；mm槽体中物料的振动质体质量，Kg；F振动质体承受的仓压，N；g重力加速度，m/s2;3激振圆频率，1/S。比较式（9）（11），取其较小值作为自同步惯性振动给料机隔振系统在垂直方向上的总刚度设计值刀ky。弹簧刚度的分配如图1所示，C为振动质体的重心，L1、L2为重心C与前后弹簧支承点的距离。对于大型自同步惯性振动给料机，为了保证机体在工作时不致出现较大的摆动，要求前、后隔振弹簧的刚度k

7、1和k2满足下式：TOCo1-5hzk1yL1=k2yL2（12）式中k“一前隔振弹簧的刚度和，N/mm;K2y后隔振弹簧的刚度和，N/mm;当L1=L2时，kly=k2y；由于kly+k2y=刀ky（总刚度），故：kiy=k2y=Eky/2（13）假设LiL2，此时klyVk2y，为使kly和k2y满足式9要求，取:K2y=Eky/2（14）根据式(12)得：kiy=(L2/L1)刀ky/2(15)这样可以满足前后弹簧具有相同变形量的要求。弹簧实际总刚度：刀ky=(L1+L2)/(2Li)Eky(16)隔振弹簧静变形的计算对于比较大型的自同步振动给料机，由于料槽及料槽中物料质量较大，同时还承

8、受着较大的料仓压力，虽然一般都采用溜槽供料减压，但仍有一部分压力作用在料槽上，在设计隔振弹簧的静变形时，必须考虑避免使产品在使用中出现弹簧并圈、机构撞击、弹簧钢丝断裂等现象，应该进行较精确的计算。忽略阻尼的影响，振动系统在垂直方向上的固有圆频率3oy可用下式表示：TOCo1-5hz3oy=(1000刀ky/m)1/2(1/s)(17)停机时，隔振弹簧静变形f0与静载荷Pj有如下关系：Pj=(mp+mm+F/g)g(N)(18)Pj=Ekyfo(N)(19)由此可得：3oy=1000Pj/(mfo)1/2=1000(mp+mm+F/g)g/mp+km(mm+F/g)f01/2(1000g/f)1

9、/2(1/s)(20)故此：f。1000g/3oy2(21)3.弹簧静变形量的校核为使大型的自同步振动给料机正常工作，或在启动、停车过程中振动机体不发生脱离或冲击，其运转过程中可能产生的最大动变形量fd应小于静变形量fo,弹簧的动变形fd在给料机启动或停车通过共振区时最大。一般取：fd=jxy=(37)入y(mm)(22)当大型的自同步振动给料机与能耗制动控制箱配合使用，制动效果较好时，弹簧的动变形量可取小值，由式(19)得：fo=Pj/Ekyfd因此EkyVPj/fd(23)当按照式(23)计算所得的隔振弹簧总刚度不能满足要求时，则要对弹簧进行调整。确定弹簧参数弹簧的一般参数可参考有关机械设

10、计手册进行设计计算。弹簧的实际圈数no:TOCo1-5hzno=n+1.5(24)式中n弹簧的工作圈数弹簧的节距t:t=(fo+jXsinB)/n+d(mm)(25)式中B振动方向角，()o弹簧的螺旋角B：B=arctant/(nD)()(26)式中D弹簧中径，mmo弹簧的自由高度Ho：Ho=fo+jXsinB+(n-o.5d)(mm)(27)式中d弹簧钢丝直径，mmo弹簧的最小载荷Pmin，最大载何Pmax和极限载何Pj分别按下式计算：Pmin=ky(fo-入y)=:ky(f-入sinB)(N)(28)Pmax=ky(f0+入y):=ky(f+入sinB)(N)(29)Pj=ky(f+j入y

11、)=ky(f+j入sinB)(N)(30)弹簧水平刚度kx的校核1）计算单个弹簧的水平刚度可参考有关设计手册。2）根据式（8）的要求，单个弹簧的水平刚度kxi应满足下式：kxiPdx/（37）入cosB如果不能满足此式要求，则应重新调整弹簧的有关参数。单质体自同步惯性振动给料机是在远超共振状态工作，因此，弹簧应选的软些，使其固有频率远离工作频率。由于在启动和停车时，需要通过共振区，此时振幅较大。若单纯采用金属螺旋弹簧，由于内阻很小，给料机摆动剧烈，噪音很大，且易造成弹簧并圈、簧丝断裂等。橡胶弹簧同金属弹簧相比，具有如下优点：可模压成所需的形状和尺寸；三个方向的刚度可以随意选择；改变橡胶弹簧的内部构造，可以大幅度的改变刚度。此外，由于橡胶具有较大的内阻力，因此在通过共振区时，振幅稳定