旋振系統動(dòng)力學(xué)分析設計

16糧食與飼料工業(yè)/2003年第4期 CEREAL&FEED| NDUSTRY/2003N4旋振系統動(dòng)力學(xué)分析設計滕紅華(武漢工業(yè)學(xué)院,湖北武漢430023)摘要理論上分析了旋振系統的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題在所抽象出的力學(xué)模型的基礎上給出了振動(dòng)體系的主要參數設計計算方法。關(guān)鍵詞旋振系統動(dòng)力學(xué)分析振動(dòng)設計圖分類(lèi)號S375文獻標識碼∶A文章編號:1003-62012003)4-0016-02Dynamical Analysis and Parameterization Design of a Helical vibration System滕紅華講師ABSTRACt The dynamics of a helical vibration system is analyzed, and the calculation method for theparametrization design of the system is put forth on the basis of an abstracted mechanical modelKEYWORDS helical vibration system dynamic analysis i vibration design在糧食、油脂原料的制備和預處理中以旋振系統為底分別為激振器總偏重在κ方向旳激振力和在水平面內繞ε軸層的設備越來(lái)越多地被應用于各個(gè)不同的作業(yè)中。其中最扭轉的激振力矩∑m為偏重總質(zhì)量;為偏重塊中心對振典型的應用當屬旋振流化干燥機這是普通平臺式振動(dòng)流化動(dòng)器主軸的偏心距ε為激振器軸線(xiàn)偏置角γ為激振器旋床的一種創(chuàng )新設計。文獻1玢析了該類(lèi)干燥機的使用特性轉相位為激振器主軸軸心半距m為振動(dòng)體計算質(zhì)量及其物料運動(dòng)機制指出了其獨特的應用效果。另一種以旋f為振動(dòng)體位移扭轉當量阻尼系數心k為支承振系統為激振源的應用裝備是振動(dòng)式物料調質(zhì)機2主要是彈簧z向剛度和繞z軸的扭轉剛度J為計算質(zhì)量偏重完成物料的水分及溫度調節。文獻同時(shí)指出由于旋振系統對z軸的轉動(dòng)慣量。給物料提供的復合空間螺線(xiàn)運動(dòng)及交變的動(dòng)力作用使得物料受到強制熱交換和振動(dòng)活化因而該系統也能用于冷卻機、破拱器、旋振篩等裝置的設計中。本文在既有工作的基礎上撒開(kāi)具體的機型從理論上抽象岀旋振系統的力學(xué)模型分析其動(dòng)力學(xué)特性,為此類(lèi)裝備的應用及其結構化設計提供理論上的指導。激振器激振器1旋振系統的動(dòng)力學(xué)模型及動(dòng)力響應分析旋振系統通常由兩臺振動(dòng)電機為激振器激振器反向對圖1旋振力學(xué)模型稱(chēng)安裝于由彈性元件支承的振動(dòng)體兩側或底部。兩臺激振方程1)(2)為常系數二階微分方程根據工程應用的器同步反向轉動(dòng)振動(dòng)體在激振器的合力及力偶作用下產(chǎn)實(shí)際對方程作合理簡(jiǎn)化。因自由振動(dòng)分量隨時(shí)間而衰減至生垂直方向和水平扭轉方向兩自由度振動(dòng)兩自由度振動(dòng)合零只考慮其位形響應的強迫振動(dòng)分量。又因阻尼對遠超共成為空間螺旋佳復運動(dòng)。其簡(jiǎn)化的力學(xué)模型如圖1。參見(jiàn)文振區工作的振體振幅的影響較小忽略系統阻尼作用并利獻3]可以建立該系統的數學(xué)模型——振動(dòng)微分方程組用系統在慣性區工作的實(shí)際得方程的解為△)+fA:z=F(t)(1)中國煤化工(3)+∑)+A+∑A甲=M(1)(2)CNMHG式中(4)F(tmo@ rose sinat, M(t)mow rlsinesinatJ+∑J收稿日期3方數掘作者簡(jiǎn)介滕紅華1968-)女講師從事糧油及食品機械的教學(xué)和科研工作,滕紅華旋振系統動(dòng)力學(xué)分析設計/2003年第4期此式即為振動(dòng)系統的振動(dòng)響應量的方程,它表明振動(dòng)體因為被處理物料的運動(dòng)狀態(tài)變化、位置變化及進(jìn)出料變以激振頻率ω為響應頻率作簡(jiǎn)諧空間往復螺旋線(xiàn)運ˉ化參振質(zhì)量及受振系統的轉動(dòng)慣量是不斷變化的,因而不可能精確地獲得在各激振相位點(diǎn)處的響應。用文獻3]提出2振動(dòng)參數設計的方法別入物料結合系數k用∑m=∑m,+k∑m旋振系統設計包含兩方面的設計內容慣性單元設計和計算參振質(zhì)量。式中,∑m,為除偏重外振動(dòng)體質(zhì)量∑m彈性單元設計通過(guò)慣性單元設計選擇振動(dòng)電杋機并計算參振為物料質(zhì)量。視物料靜止、滑動(dòng)跳動(dòng)情況k在1至0間變質(zhì)量通過(guò)彈性單元設計得到主振彈簧剛度文獻4]對不同化由所確定的∑m值結合結構尺寸求得∑!的大作業(yè)要求下的振動(dòng)系統建立了不同的振動(dòng)系統的運行體制。2.4功率計算與激振器選擇文獻3]針對旋振干燥機上的物料運行要求給出了振動(dòng)體系旋振系統的功耗主要有振動(dòng)阻尼功耗和激振器軸承摩的設計原則。事實(shí)上這些都是振動(dòng)設計時(shí)的約束條件必須按照這些條件來(lái)設計和選擇主要參數擦功耗總功率按下式計算3-41:Nf2A2式中0.95~0.98為傳動(dòng)效率f為阻尼系數,拋擲運動(dòng)時(shí)取設A“+∑m4=3m分別為垂Jf=(0.1~0.314)4=√A2+92R即為振體的直振動(dòng)振幅、扭轉振動(dòng)振幅。合成振幅。2.1振幅與激勵頻率的設計至此已獲得振幅ω及激振所需功率N按使用說(shuō)明或糧食、油脂工業(yè)中大多數被處理物料為散狀料。對散粒電機手冊可以最終選定激振電機。物料振幅取值范圍一般在2A=3~10m旋振系統中兩2.5隔振計算自由度運動(dòng)合成為振幅A=√A2+A42R2的螺旋運動(dòng)式主振彈簧是對振動(dòng)體系而言的。對機架或基礎而言彈中R為振動(dòng)體半徑故A、4由振體結構及工藝要求共同確性支承又是隔振彈簧隔振效果用隔振系數或隔振效率η表定。當A、R選定后可由振幅之比值來(lái)分配A、A的大振頻ω的確定首先要求保證振動(dòng)體運動(dòng)體制的要求即P滿(mǎn)足物料運動(dòng)要求其次要考慮可以選擇的振動(dòng)電機或其他n=p×100%類(lèi)型激振器的規格通常取∫=15~30H即a=9.2-式中:P一傳給基礎或構架的動(dòng)載荷幅值,P」=4rad/s由此選定主振電機并進(jìn)行傳動(dòng)部分的具體設計?！?∑C.A)+(A)機槭指數κ。c2A的大小既直接影響物料運行狀態(tài)及P—激振力幅值,P=△my2r其結合系數又對振動(dòng)部件結構的強度和剛度直接相關(guān)故通常要求隔振系數為0.25~0.01。般應使K值處于許用值范圍K]=1~8高頻時(shí)取K]=Ⅰ~1.3。在已經(jīng)選取了振幅和振頻后需校驗此指數使其在3結語(yǔ)容許之范圍。旋振系統是一類(lèi)獨具特色的、具有廣泛應用前景的基礎彈簧剛度設計體系其理論上的分析與主要參數的計算為該類(lèi)機械裝備的工程中常選取橡膠彈簧為彈性支撐。其剛度設計要保證開(kāi)發(fā)和創(chuàng )新提供了重要的武器。本文所作的理論研討與總系統在遠超共振區工作即彈簧軸向剛度>λ和扭轉剛度結正是為了從本質(zhì)上揭示其激勵與響應的規律進(jìn)而為產(chǎn)品設計打下基礎。均要滿(mǎn)足a≥m0+[參考文獻]現已取定ω等參數,故按∑λ2=[1]張永林渦振螺旋干燥機內物料的運磯武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)Jo+>Jx中國煤化工[2]3里J]糧食與飼料工業(yè)2001CNMHG來(lái)設計剛度。將設計計算所得到的總剛度∑∑入按支承布局分配給各個(gè)獨立支撐后由各支承結構設3]聞邦樁振動(dòng)篩振動(dòng)給料機振動(dòng)輸送機的設計與調M]北京北學(xué)工業(yè)出版社989計來(lái)保證λ:和入值。[4]劉協(xié)舫.食品機械M]武漢湖北科學(xué)技術(shù)出版社002.3振動(dòng)耷笈揭力慣量計算責任編輯程啟芬)