國新技術新產品N2na New Technologies and Produc:高新技術動力學在振動給料機中的應用張桂蓮(哈爾濱工業(yè)大學,黑龍江哈爾濱1500摘要:本文介紹了帶有摩擦阻尼的振動給料機的結構特點,建立了振動給料杋在既冇粘性阻尼又有摩擦阻尼的情況下受簡諧激勵振動時的力學模型。通過將運動微分方程中的理想τ摩擦阻尼力展開為Fσ uric級敫,取級敏展開的笫一項作為近似,求岀了振幅及相位差角的般表達式。最后應用 Matlab語言實現了振幅、相位的參毅計算,繪制出不同粘性阻尼和摩擦阻尼時幅頻特性曲線和相頻特性曲線。并與之結合,分析討論了理想干摩檫阻尼對幅頻特性和相頻特性的影響,指岀了摩擦阻尼與粘性阻尼結合可以有效降低共振時的振幅,且共振時,若摩檫力按線性増加則振幅按線性衰減;而粘性阻尼較小時,理想干摩擦阻尼力對相頻特性的影響極為明顯關鍵詞:振動給料機;簡諧振動;摩擦阻尼;響應特性引言的壓塊始終緊壓在箱體上。μ--滑動摩擦系數振動給料機是冶金、煤炭、建材、石油、化FN--摩擦阻尼器對箱壁的正壓力工、食品加工等行業(yè)普遍使用的設備。它是利用振動將松散物料均勻地輸送給下一道工序的受5n-符號函數料設備。振動給料機一般都是遠離共振區(qū)工作。但在開機和停機時必須通過共振區(qū)。為了降低橫向擺動,大型的振動給料機往往帶有摩擦阻1進料口2支撐橫梁3支撐彈簧4千摩擦阻尼器穩(wěn)態(tài)運動的解可x>0(3共振對設備的不利影響,同時為了限制設備的①⊙⑤尼限位裝置。研究帶有摩擦阻尼的振動給料機激振電機6出料口7下料托板8加強梁的動力響應,對設備維護利用、提高生產效率和振動給料機結構圖x= bsin(ot-p)(4) t(ar)對設備的失效分析都具有重要意義摩擦阻尼力2振動給料機結構特點3振動給料機的運動微分方程某型號的帶有摩擦阻尼的振動給料機,其31運動微分方程的建立F4=F(o:)=Fsgn(x可結構如圖1所示。該振動給料機由箱體兩臺激帶有摩擦阻尼的振動給料機受簡諧激振力近似為方波振電機、連接激振電機的加強梁、前后支承橫作用作直線運動,可建立如圖2所示的力學模如圖3所示,其中梁、四組彈簧四個干摩擦阻尼器及內部下料托型。系統的運動微分方程為圖3方波波形板等組成。兩臺激振電機平行安裝激振電機為m+xx:= Resin( at)(1)F=an(m雙出軸,即轉軸對稱外伸出電機兩端。激振電機設干摩擦阻尼力遵循庫將F=F:sgnx進行 Fourier級數展開,即的兩個外伸部分各裝有一對偏心塊,通過調整侖定律,即摩擦力的大小與接偏心塊的相對位置可以調整激振力的大小。工觸物體之間的正壓力大小成fwr)=an+2I acostnorl+ b,s inh@Tl(6)作時兩個同型號的自同步電機反向旋轉,沿連正比,力的方向與運動方向相可推得a0=0,b。=0接激振電機加強梁的軸線方向的慣性力相互抵反,此時干摩擦力可用下式表消,沿垂直于轉軸和加強梁所確定平面的慣性示力相互疊加,形成激振力。選擇合適的設計參n7 n=2m+1(7)數,可使振動給料機沿直線作周期性的往復運動。振動給料機運動過程中四個干摩擦阻尼器F=EN滑動摩擦力大小;圖2力學模型如取級數展開第一項近似代替,聯系(4)式則有3.3交通流預測的配套設施的流量,又保證檢測線圈檢測時車流均勻。因列與短時段交通流統計數據序列的變化規(guī)律,此,為了滿足上述要求,一般線圈設在距交叉口閘述了自適應信號控制中既不能用長時段的交50米左右。通流預測方法,也不能用短時段的交通流預測4案例分析方法結合兩種預測方法的優(yōu)點,建立了綜合功實驗驗證結果如圖5所示。圖中,序列1代效的自適應交通流預測模型。經實際調查數據表實測的車輛到達率、序列2代表用短時段交驗證表明:綜合功效的自適應交通流預測模型通流預測方法預測得到的結果、序列3代表用具有較高的預測精度和實時性,完全能滿足自長時段交通流預測方法預測得到的結果、序列4適應信號控制中的預測要求為綜合功效交通流預測方法預測得到的結果。參考文獻圖4交叉口示意圖短時段交通流預測方法采用的是灰色預測方法凹1]王殿海,曲大義.一種實時動態(tài)交通量預測如圖4所示,在交叉口A和B之間有一個,長時段交通流預測方法采用的是神經網絡預方法研究,中國公路學報、199V0115p檢測從B到A交通流量的檢測線圈,從B交叉測方法,從圖中可以看出,綜合功效的預測模型p102-10口出來的車流經過檢測線圈到交叉口A,如果預測得到的結果與實測交通流參數更接近凹2]尹宏賓,徐建閩,黃仕進,基于模糊神經網絡口B到口A之間的距離較長(大于150米),車流的信號交叉口交通量預測方法研究.中國公路在這過程就會出現離散現象,如果距離較短,在學報2013(3):78~81通過BA段時,車流較積聚。所以設置好檢測線圈的位置,使車流量穩(wěn)定,以保證對進入A口的二報模型研究公安大學學報9152÷5交通量正確檢測。線圈的設置位置與進口交通灬圖袁文平,葛穎恩,劉安.平面交叉口交通流動流量大小、兩個交叉口相隔距離、道路等級、車態(tài)特征的神經網絡模型.信息與控制,1998(6):道數有關,當檢測線圈設置離交叉口距離近時1111471111464~468由于車輛排隊超過線圈設置位置,會出現檢測阿]榮建何民,陳春妹,信號交叉口排隊長度動線圈不能立即檢測問題;設置過遠會出現線圈圖5不同預測方法的預測結果圖態(tài)計算方法研究.中國公路學報,202,15(3)檢測的流量不是當前通過交叉口的流量,所以5結論線圈設置位置應在車流量盡可能均勻時離交叉本文在分析信號交叉口進口道車流運口最近的位置,既保證檢測的流量是當前周期征的基礎上,剖析了長時段交通流統計數H中國煤化工理論及其應用隊科CNMHG6中國新技術新產品2010N高新技術中國新技木新產品F=F(WT)= cos(at-)(8)對系統共振時振幅的影響顯著,見圖4.1將上式代入方程(1得c=0.1c0.2r=0.2=03兩邊同除以,化作=04x +28x+02+ kx+hcos (at-)0.5H sin(a:)(10)2其中ω為無阻尼系統的固有頻率8為粘性阻2尼系數,且有3.2穩(wěn)態(tài)響應的振幅和相位05將穩(wěn)態(tài)解x=m(-)人方程1.5并將右端改寫為圖7粘性阻尼比=0.1,幅頻特性曲線Hsin(at)-H sin I(at-)+4=Hcospsin(at-c)+ Hsinpcos(at p)圖4無摩擦時,幅頻特性曲線整理得2.5[I -w2)b-Hcosc I sin(at-c)(2Sb+ h-Hsinpl cos( wt -)=0(11)對任意瞬時t,上式都必須是恒等式,則有一nSab+ h= hsingrFD.3聯立上述兩式,可得出r=1402VD=mn日m=m2=05圖8粘性阻尼乙=0.1,相頻特性曲線28b(15)2δb+h)(16)圖5無摩擦時,相頻特性曲線b-穩(wěn)態(tài)振動時的振幅d-響應滯后于激振力的相位角。4幅頻、相頻特性參數分析公式(14)、(15)表達了振幅和相位與激振頻率、粘性阻尼、理想干摩擦阻尼的關系。為了便于討論將這兩個公式都寫成無量綱的形式-26ms2)2+4gn=1)+49(1-m(17)4U. s12 45+ Bn圖9粘性阻尼=0.1,相頻特性曲線(18)圖8、圖9為粘性阻尼比分別等于0.1頻率比002時,摩擦力對相頻特性的影響。聯系圖5可1.5以看出無論有無摩擦力當s=1,即共振時,相位6—粘性阻尼比差β都趨于90;遠離共振區(qū)時,相位差β趨6無粘性阻尼時,幅頻特性曲近于180。在圖8和圖9中在s=1附近,隨著摩——摩擦力與激振力幅比圖7為粘性阻尼比=01,而摩擦力不擦力的增加相位差由變化趨于平緩;在粘性阻b,=B2無阻尼系統的靜變形同時的幅頻特性曲線。當s→0時,β→1尼較小時,摩擦力對相位差的影響較大,相頻特式中B為動力放大系數,它表示振幅相彈簧的靜變形隨著s的增大,β也隨之增大,顯酸少有兩個拐點(見圖9),這與圖5有明表明激振力頻率遠小于固有頻率時振幅接近于性曲線對靜變形的放大倍數。即振幅隨激振力頻率的增大而增大;當s→1參考文獻應用Matb軟件繪制出不同參數下的幅時,振幅β取最大值,系統發(fā)生共振;s>1,劉延柱,陳文良,陳立群振動力學[M北京頻、相頻特性曲線,并進行分析。值減小,振幅下降高等教育出版,1998k4圖5為無摩擦時幅頻和相頻特性共振時隨摩擦力增加振幅降低說明摩擦阻(2鄒經湘結構動力學M黑龍江:哈爾濱工業(yè)尼與粘性阻尼結合可以降低振幅,且當摩擦力大學,1996圖6為粘性阻尼比當=0時按線性增加,共振時的振幅按線性衰減馬曉秋帶干摩擦阻尼結構葉/盤系統動力學β→0,而摩擦力不同時的幅頻特性曲線這一現象可由下式得以證實,在公式(17)分析J航空動力學報,02/01當=0時,s→0,B→即振幅趨中令。=1可得鬥劉建平,尹忠俊,馮愛蘭雙軸橢圓振動篩系統近無窮大。雖然不能認為實際的振動系統粘=1-m=-7+動力學分析[]冶金設備,2002,131(1):12-14性阻尼完全等于零,這也說明理想干摩擦阻中張明洪變直線振動尼抑制系統的共振能力有限,不如粘性阻尼這說明共振時當粘性阻尼一定,B與n中國煤化工礦場機械,203,32性關系CNMHG中國新技術新產品