16糧食與飼料工業(yè)/2003年第4期 CEREAL&FEED| NDUSTRY/2003N4旋振系統(tǒng)動力學分析設計滕紅華(武漢工業(yè)學院,湖北武漢430023)摘要理論上分析了旋振系統(tǒng)的動力學問題在所抽象出的力學模型的基礎上給出了振動體系的主要參數設計計算方法。關鍵詞旋振系統(tǒng)動力學分析振動設計圖分類號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(tǒng)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軸層的設備越來越多地被應用于各個不同的作業(yè)中。其中最扭轉的激振力矩∑m為偏重總質量;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流化動器主軸的偏心距ε為激振器軸線偏置角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為振動體計算質量及其物料運動機制指出了其獨特的應用效果。另一種以旋f為振動體位移扭轉當量阻尼系數心k為支承振系統(tǒng)為激振源的應用裝備是振動式物料調質機2主要是彈簧z向剛度和繞z軸的扭轉剛度J為計算質量偏重完成物料的水分及溫度調節(jié)。文獻同時指出由于旋振系統(tǒng)對z軸的轉動慣量。給物料提供的復合空間螺線運動及交變的動力作用使得物料受到強制熱交換和振動活化因而該系統(tǒng)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具體的機型從理論上抽象岀旋振系統(tǒng)的力學模型分析其動力學特性,為此類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(tǒng)的動力學模型及動力響應分析旋振系統(tǒng)通常由兩臺振動電機為激振器激振器反向對圖1旋振力學模型稱安裝于由彈性元件支承的振動體兩側或底部。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振動體在激振器的合力及力偶作用下產實際對方程作合理簡化。因自由振動分量隨時間而衰減至生垂直方向和水平扭轉方向兩自由度振動兩自由度振動合零只考慮其位形響應的強迫振動分量。又因阻尼對遠超共成為空間螺旋佳復運動。其簡化的力學模型如圖1。參見文振區(qū)工作的振體振幅的影響較小忽略系統(tǒng)阻尼作用并利獻3]可以建立該系統(tǒng)的數學模型——振動微分方程組用系統(tǒng)在慣性區(qū)工作的實際得方程的解為△)+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方數掘作者簡介滕紅華1968-)女講師從事糧油及食品機械的教學和科研工作,滕紅華旋振系統(tǒng)動力學分析設計/2003年第4期此式即為振動系統(tǒng)的振動響應量的方程,它表明振動體因為被處理物料的運動狀態(tài)變化、位置變化及進出料變以激振頻率ω為響應頻率作簡諧空間往復螺旋線運ˉ化參振質量及受振系統(tǒng)的轉動慣量是不斷變化的,因而不可能精確地獲得在各激振相位點處的響應。用文獻3]提出2振動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(tǒng)設計包含兩方面的設計內容慣性單元設計和計算參振質量。式中,∑m,為除偏重外振動體質量∑m彈性單元設計通過慣性單元設計選擇振動電杋機并計算參振為物料質量。視物料靜止、滑動跳動情況k在1至0間變質量通過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)要求下的振動系統(tǒng)建立了不同的振動系統(tǒng)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體系旋振系統(tǒng)的功耗主要有振動阻尼功耗和激振器軸承摩的設計原則。事實上這些都是振動設計時的約束條件必須按照這些條件來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為傳動效率f為阻尼系數,拋擲運動時取設A“+∑m4=3m分別為垂Jf=(0.1~0.314)4=√A2+92R即為振體的直振動振幅、扭轉振動振幅。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(tǒng)中兩2.5隔振計算自由度運動合成為振幅A=√A2+A42R2的螺旋運動式主振彈簧是對振動體系而言的。對機架或基礎而言彈中R為振動體半徑故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分配A、A的大振頻ω的確定首先要求保證振動體運動體制的要求即P滿足物料運動要求其次要考慮可以選擇的振動電機或其他n=p×100%類型激振器的規(guī)格通常取∫=15~30H即a=9.2-式中:P一傳給基礎或構架的動載荷幅值,P」=4rad/s由此選定主振電機并進行傳動部分的具體設計?！?∑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部件結構的強度和剛度直接相關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高頻時取K]=Ⅰ~1.3。在已經選取了振幅和振頻后需校驗此指數使其在3結語容許之范圍。旋振系統(tǒng)是一類獨具特色的、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(tǒng)在遠超共振區(qū)工作即彈簧軸向剛度>λ和扭轉剛度結正是為了從本質上揭示其激勵與響應的規(guī)律進而為產品設計打下基礎。均要滿足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)學院學Jo+>Jx中國煤化工[2]3里J]糧食與飼料工業(yè)2001CNMHG來設計剛度。將設計計算所得到的總剛度∑∑入按支承布局分配給各個獨立支撐后由各支承結構設3]聞邦樁振動篩振動給料機振動輸送機的設計與調M]北京北學工業(yè)出版社989計來保證λ:和入值。[4]劉協舫.食品機械M]武漢湖北科學技術出版社002.3振動耷笈揭力慣量計算責任編輯程啟芬)