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1、一、概述
機械振動在許多情況下是有害的, 它影響機器設(shè)備的工作性能和壽命。但另一方面, 機械振動也是可以利用的。電機振動給料機就是利 用機械振動原理使工作部件產(chǎn)生周期性運動, 從而用來運送物料。電機振動給料機廣泛應(yīng)用于電力、建材、煤礦、冶金、化工、糧食等
行業(yè), 用來輸送各種無粘性的散狀物料。它不適宜輸送粘性物料或粒度小于0.06mm 的粉狀物料。振動輸送機形式很多, 結(jié)構(gòu)差別也很大, 主要區(qū)別是驅(qū)動方式的不同。目前常用的激振器有三種: 偏心連桿驅(qū)動; 偏心塊慣性力驅(qū)動和磁鐵驅(qū)動。其他還有采用液壓氣力裝置作為振動輸送機的驅(qū)動機構(gòu), 但應(yīng)用較少。本篇所述電機振動給料機就是利用偏心塊慣性力驅(qū)
2、
動的。
二、工作參數(shù)選擇
振動給料機工作參數(shù)包括振動頻率、振幅、激振角、安裝角等。合理選擇工作參數(shù)是保證機器正常運轉(zhuǎn)的重要條件, 它不僅要滿足生產(chǎn)率的需要, 而且也要考慮到機器所能承受動力載荷的能力和消耗功率的大小。此外輸送效率還常常與物料的運動特性有密切關(guān)系。因此在選擇工作參數(shù)時還必須考慮物料的物理性能和在輸送過程中的動態(tài)特性等。
1.機械指數(shù)和拋擲指數(shù)
大多數(shù)振動給料機在近共振條件下工作, 物料處于連續(xù)拋擲的運動狀態(tài), 一般有較高的機械指數(shù)。但考慮到機器生產(chǎn)率的高低, 輸送距離的長短和振動質(zhì)量的大小, 避免由于剛度不足而影響物料正常輸送。通常對振動給料機的機械指數(shù)控制在K=3~5
3、, 拋擲指數(shù)控制在Kp=1.4~2.5。輸送脆性物料時, 減少物料在輸送過程中被過多地破碎,宜采用較小的拋擲指數(shù), 或在一定的拋擲指數(shù)下選取較高的頻率和較小的振幅, 以降低物料下落時與槽體的相對沖擊速度。
2.激振角和安裝角激振角的大小根據(jù)輸送速度、槽體磨損和對物料破碎程度的要求等因素來選擇, 理論上來講, 可以從最大輸送速度出發(fā)由機械指數(shù)來確定最佳激振角。但實際上影響輸送速度的因素很多, 需全面分析。電機振動給料機一般取激振角β=25~35。安裝角指槽體與水平面之間的夾角( 安裝傾角) , 其值影響物料的輸送速度。槽體向下安裝時, 輸送速度顯著提高。如α=- 10時, 輸送速度可提高40%
4、左右; α=- 15時可提高75%以上。但α值不宜過大,因為它不僅加劇物料對槽體的磨損, 同時也受物料自然休止角的限制。一般不超過10~15。
3.頻率和振幅
振動給料機所采用的驅(qū)動方式不同, 他所適應(yīng)的頻率和振幅的范圍也不相同。設(shè)計時, 選定機械指數(shù)K 值后, 按下式算出頻率和振幅的關(guān)系式:
f= gk4π 2 " A 或A= gk4π 2 f2
V=ηvπnp2 gA" K ctgβ
可以看出, 當機械指數(shù)K 和激振角β一定時, 輸送速度與振幅A的平方根成正比。若要提高輸送速度, 應(yīng)選用較低的頻率和較大的振幅。但應(yīng)當指出, 物料落到槽體上的相對速度與頻率成反比, 因此考慮降低物料
5、的相對沖擊速度( 對易碎物料) 宜采用較高的頻率和較小的振幅。對于偏心塊慣性式振動給料機, 因受偏心塊質(zhì)量和起動力矩的限制, 振幅為0.5~6,相應(yīng)的頻率為12~25 赫茲, 頻率過高常常由于很大的動載荷使軸承過早損壞。
4.輸送能力
振動給料機的輸送能力由槽寬、料層厚度、物料容重和實際平均輸送速度決定。
Q=3600BHγV
式中: Q- - - 生產(chǎn)能力KN/h 。
B- - - 料槽寬度m 。
H- - - 卸料端的料層厚度m。( 一般取槽體高度的0.6~0.8)
γ- - - 物料容重KN/m3。
V- - - 實際輸送平均速度m/s 。
對于不同的物料, 輸送的料層
6、厚度有不同的限制, 如超過它的極限值, 輸送速度將大大下降。料層厚度與輸送速度之間的關(guān)系分三種情況。其中Ⅰ為薄料層, 在這一區(qū)域內(nèi), 輸送速度隨料層的加厚而迅速增長, 很快達到最大值。Ⅱ區(qū)為中等厚度料層, 輸送速度主要取決于物料的內(nèi)摩擦, 而隨著料層的加厚稍有下降。Ⅲ區(qū)屬于厚料層, 在這一區(qū)域內(nèi), 物料因透氣程度減少輸送速度顯著下降。
三、動力學參數(shù)
電機振動給料機雙軸慣性式激振器能產(chǎn)生定向激振力。兩軸之間有一對傳動比為1 的齒輪付連接, 保證其回轉(zhuǎn)方向相反, 轉(zhuǎn)速相等。由于兩軸上的偏心質(zhì)量和偏心距大小相等, 使所產(chǎn)生的慣性力在一個方向互相抵消, 而在另一個方向互相疊加, 產(chǎn)生定向激振力,
7、 此力周期性變化, 使與此激振器剛性連接的輸送槽體也作定向的周期性振動。我們在研究它的動力學特性時, 忽略其偏心塊旋轉(zhuǎn)時的不均勻性對振動系統(tǒng)參數(shù)的影響, 認為它的旋轉(zhuǎn)速度是常量。這樣就可以把它的力學模型作為具有一個自由度的系統(tǒng)來研究。激振力按諧和變化,
簡化計算過程, 也接近實際情況。( 計算從略)
四、結(jié)構(gòu)
下面以我為錦西煉化熱電廠油改煤改造工程中設(shè)計的GZY1000型振動給料機為例, 簡單介紹其結(jié)構(gòu)。
物料自煤閘門進入, 經(jīng)傾斜的下料溜槽, 抵達槽體上, 槽體由激振裝置帶動進行定向的、周期性的振動, 振動頻率16Hz, 振幅8mm。在周期性激振力的作用下, 將物料經(jīng)下部漏斗輸出。煤閘門的作用是防止因為物料流的不均勻?qū)φ駝硬垠w的沖擊。固定在電機底架上的Y132M1- 6 電動機, 通過輪胎式聯(lián)軸器與激振裝置聯(lián)接, 激振裝置與振動槽體剛性連接, 而電機底架固定到基礎(chǔ)上。使得電機不參與振動, 從而可延長其使用壽命。彈簧吊掛和彈簧支座是系統(tǒng)的彈性元件, 與槽體連接。由于彈性元件的彈性變形, 可保證槽體能產(chǎn)生相對位移, 傳遞激振力, 同時亦起減振作用, 減少傳遞到基礎(chǔ)上的動力載荷。
振動給料機的設(shè)計
