一种振动给料机的设计计算

2001年第6期钢铁技术 # 种振动给料机的设计计算冶金设备室晁礼锋摘 要振动输送物料的技术已经得到广泛应用，匸程没计中常会遇到振动给料机的设计与计算。本 文拟对自同步振动给料机的设计计算作简单介绍。关键词振动给料机抛掷运动设计与计算2001年第6期钢铁技术 # 2001年第6期钢铁技术 47 图2门同步振动给料机结构图1前言在很多情况下,振动是有害的,但可以 利用其特性满足生产上的某种要求，振动给 料机就是例。目前振动机的型式有上百种 之多，在钢慣行业高炉椚下原料系统中就大 最使川到振动给料机。本文介绍种振动给 料机的设计计算，作为交流，不对之处，请 同行不吝指教。2振动给料机的分类及工作原理振动给料机按激振方式可分为，电磁式 振动给料机、H同步振动给料机及惯性共振 给料机.虽结构不同，却都是由槽体、激振 器和减振器组成,如图1,图2,图3。本文 拦要介绍自同步振动给料机的有关设计计 算。口同步振动给料机电机的偏心块所产生 的惯性力在两轴心连线方向上相互抵消，而 在两轴心连线相垂育方向上吾加为激振力， 正是这种激振力使物料振动。图1电磁振动给料机结构图3自同步振动给料机的有关设计计算 出输送易碎性物料或粉状物料时，常采 用物料滑行方式，即物料始终与槽底接触， 槽体每振动-个周期，物料就滑行一段距离, 这样槽体以定频率连续振动就町将物料输 送上，但这样槽体易受到磨损，肉此为输送 破碎无特殊要求的物料时，采川抛掷运动方 式，即物料连续被榊体向前上方抛起，作抛 物线运动，然后落冋槽底，每抛起一次，前 进段距离。这种方式的特点是槽体麟损较 轻，物料输送速度较离。人多数振动给料机 采川抛掷运动方式。以下就抛掷运动的冇关 计算作大致介绍。3.1抛掷运动的条件及抛掷指数的选取由图4可知,槽体沿某一倾斜方向作简 谐振动，物料颗粒所受惯性力垂且于槽底方 向的分力md入sinb,物料颗粒巫力在槽底垂 直方向的分力Gcosao满足：图3惯性共振给料机结构图Gcosoo2m3九s inb时,物料与槽底保持接触,即:a:/lsin(51geos a。iS D = Go2%sin6/gcosao=KsinS/cos（xoK = GD：X/g式中D：抛掷指数，即垂百于槽底方向 的振动加速度分量与a力加速度分量之 比；G：物体重最，（kg）；m：物体质最，（kg. s2/mm）；g：币:力加速度，（g二9800 mm/s）； ao：槽体安装倾角，（。）；3:槽体振动圆频率,（S1）; 入：槽体振幅，（mm）;S：振动方向角（椚体振动方向角与權体底面的夹角）,（）;K：振动强度。DW1时,物料不可能被抛起。仍由图4 可知,使物料颗粒沿x方向滑行的力P是平 行于槽底方向的惯性力分力与亜力分力Z 和，即:P=mGD2Xsin6sincp4Ccos（Xo 式中Fo式中F。：极限摩擦力,Fo=foN；fo：物料对椚体的静摩擦系数:N：正压力,N = -mco2 Asin5 sinqj+Gcosao：“土”号代表靡擦力方向，正向滑动取 “一”,反向滑动取+ ”。肖sin（p = 1时，P 为最大值,而F。为最小，即：丹沁“。_1时，物料 可止向滑动。当Sin|=-1时，P为瑕大值，使物料出 现反向滑行的条件为：Pl时，物料可 反向滑行。综合上述，可得到两种滑动运动：1）当D1, DV1时，只出现止 向滑动；2）当D1,几1时，在一个振 动周期内,将会出现正向和反向滑行两种运 动状态。图4槽体运动规律及物料受力分析对-般振动机，正向滑动指数通常大于 反向滑行指数，所以物料虽然会有不同程度 的反向滑行，但仍会向前滑动，对振动输送机，通常希望只产生较大的正向滑行,常取 DV1、広=2 3、Dalo由以上可知，当抛掷指数D1时，即可 实现抛郑运动。对大多数振动给料机,D= 1 3.3,即槽体每振动次，物料仅出现次抛 掷运动，当D3.3时，槽体振动好儿次，物 料才只出现次抛掷运动。为减少能耗，提 高效率，根据椚体磨损情况，对振动给料机, 取 D=2 5 3. 3。对振动给料机，除工艺需要作水平安 装外，般采用向下倾斜安装，槽体倾角 a。10%左右下倾角为5。时比0。情 况下产帚可増大5%10%,为10。时可増 大30%40%,为15。时可增大 50 %100%,但为避免槽体过渡磨损，般 取a 0=1520。对定的振动强度K, 可求得个最佳振动方向角X，以获得仗 大平均速度，产生最大的产最。英关系如 图5所示。对于惯性振动给料机，一般6 = 25 35 2001年第6期钢铁技术 # 2001年第6期钢铁技术 # 图5最佳振动方向角与振动速度K的关系2001年第6期钢铁技术 # 2001年第6期钢铁技术 49 3. 1.1振动次数n和振幅X的选择与计算当预定入后，n=30 (Dgcosao/7i:Asin6) V2c/min (次/分)。当预定n后，九=(900DgcosaFf (D) f (%) 3九 cosSf (2. 5, 常取Zo=34,因为Zo=3/g 二 3 (Znu/Zk J1/23.1.5隔振弹簧总刚度：Eky (1/Zo*) ZlRiGD*式中4:隔振系统的固有频率，常用为150 250min 3.1.6标准振动体的计算质量m二m”+k皿i=l, 2式中kTO：第i个振动质体的物料结合系 数，一般为0. 10.3。m”：第i个振动质体的实际质量。少 a)zA 151.84:x2.09xl0_,K = 4.9g9.8nux：第i个振动质体的物料质帚。3.1.7振动系统的零效阻尼系数及相位差 角f=2mab=(0. 1 0. 14) m33. 1. 8所需激振力幅及偏心块的质最矩Emo+kja= 1070/980+0. 2X0. 17=1. 13 kg. s2/cm振动系统等效阻力系数：f=2m&)b=0. 14m炉 0 14X1. 13X151. 81=24 kg. s/cm二2400 kg. s/cm所需激振力幅及偏心块质鼠矩：折算到振动方向上的弹赞刚度： kFEksin：S=2000 sin30=500 kg/cm 相位差角：叭$3a = arctg -r = arctg r1-Z；kz-HT24x151.84500-1.13x151.842= 172*2jni602xx145060= 151.84 S 匕90QDg cosao _ 900x 2.5 x 9.8x 1000x cos 10e nhr sin Jx 1450: x sin 30，激振力幅：X=0. 209 cm Emo2 = 5393/2x151.84:=0.12kg/s12001年第6期钢铁技术 # 振动阻尼所耗功率：Nz=fco2X7204=2400 X151. 842XO. 002097204=1. 2 kW轴承摩擦所耗功率：肌二加3三曲/204, 选为 Nz 的-半，即 NfO. 5 Nz=O. 6 kW 电机总功率：m 传动效率取0. 95,则 N=l/r)(Nz+N.) = (l. 2+0. 6)/0. 95=1. 9 kW,两台 电机，每台功率N=0.5 N=1 kWo6结语振动给料机根据工况有不同的设计，计 算口然也就不样，本文仅就口同步振动给 料机冇关计卵作了人致的介绍，可望能为今 后类以的设计计算提供参考。参考文献1闻邦樁，刘凤翘.振动机械的理论及应用.机械 工业出版社,19822闻邦林，刘风翘，刘杰等.报动筛、振动给料 机、振动运输机的设计与调试化学匸业出 t, 19893严允进炼挟机械.冶金L业出版fl:, 19932001年第6期钢铁技术 # 2001年第6期钢铁技术 # 2001年第6期钢铁技术 # 2001年第6期钢铁技术 # (接54页)2001年第6期钢铁技术 # 5张永权等.饥氮微介金化钢筋的研究.新III级帆 氮文集，中国金属学会，2000年2月6忡钢钢筋研制组.低成本帆氮微合金化HRB100级 钢筋的丄业性试制.新III级帆氮文集，中国金学会,2000年2月7中国金屈学会人力发展低介金钢，调林钢材品种 结构.钢材品种结构调整研讨班教材，中国金属 学会，1999年7月