目錄
緒論………………………………………………………………………………1
1 ZG系列電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)的特征概括
1.1用途………………………………………………………………………2
1.2特點(diǎn)………………………………………………………………………2
1.3分類(lèi)………………………………………………………………………2
1.4主要組成部分……………………………………………………………2
1.5選型說(shuō)明…………………………………………………………………3
2. 工作原理和結(jié)構(gòu)分析
2.1結(jié)構(gòu)分析…………………………………………………………………4
2.2工作原理…………………………………………………………………4
3. 振動(dòng)參數(shù)的確定
3.1運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)………………………………………………………………5
3.1.1振幅A……………………………………………………………5
3.1.2機(jī)械指數(shù)K………………………………………………………5
3.1.3激振頻率………………………………………………………6
3.1.4振動(dòng)方向角……………………………………………………6
3.1.5拋擲指數(shù)D………………………………………………………6
3.2振幅………………………………………………………………………6
4. 物料在槽體上的運(yùn)動(dòng)情況分析
4.1運(yùn)動(dòng)分析…………………………………………………………………9
4.2常有振動(dòng)機(jī)的振動(dòng)參數(shù)…………………………………………………11
4.3物料的平均速度…………………………………………………………12
5. 槽體尺寸參數(shù)的確定
5.1給料能力與給料槽體尺寸的確定………………………………………14
5.2槽體型式和剛度要求……………………………………………………14
5.2.1槽體的結(jié)構(gòu)………………………………………………………14
5.2.2槽體剛度的計(jì)算…………………………………………………15
5.2.3槽體尺寸的確定…………………………………………………19
5.2.4物料的等效參振質(zhì)量和等效阻尼系數(shù)的確定…………………19
6 懸掛設(shè)計(jì)（彈性元件選取和彈性系統(tǒng)的計(jì)算）
6.1彈簧元件的類(lèi)型和用途…………………………………………………21
6.2彈簧元件的組合剛度……………………………………………………22
6.2.1螺旋彈簧…………………………………………………………23
6.3圓柱形螺旋彈簧的自振頻率……………………………………………26
6.3.1未受載荷的自振頻率……………………………………………26
6.3.2受載荷的彈簧自振頻率…………………………………………26
6.3.3圓柱螺旋彈簧的許用應(yīng)力………………………………………27
6.3.4螺旋彈簧的校核計(jì)算……………………………………………28
6.4設(shè)計(jì)計(jì)算振動(dòng)給料機(jī)的彈簧……………………………………………31
6.4.1振動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量計(jì)算……………………………………………31
7 振動(dòng)電機(jī)的選取及其確定
7.1激振力和功率……………………………………………………………35
7.2傳動(dòng)基礎(chǔ)的動(dòng)載荷………………………………………………………36
8 安裝、使用及維護(hù)條件
8.1安裝及調(diào)試………………………………………………………………37
8.1.1安裝前的準(zhǔn)備……………………………………………………37
8.1.2安裝………………………………………………………………37
8.1.3試運(yùn)轉(zhuǎn)……………………………………………………………37
8.2操作使用要點(diǎn)……………………………………………………………38
8.3維護(hù)和檢修………………………………………………………………38
8.3.1日常維護(hù)…………………………………………………………38
8.3.2定期檢查…………………………………………………………39
8.3.3修理………………………………………………………………39
9 結(jié)束語(yǔ)………………………………………………………………………40
10 致謝…………………………………………………………………………41
11 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………42
摘 要
ZG系列電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)是一種新型的運(yùn)輸設(shè)備。它廣泛應(yīng)用于礦山、冶金煤炭、火電、耐火、玻璃、建材、輕工、化工、機(jī)械，糧食等各行各業(yè)中。
本課題主要完成了ZG200型振動(dòng)給料機(jī)的總體設(shè)計(jì)，包括機(jī)械的尺寸設(shè)計(jì)、機(jī)械的主要零件和組成部分在機(jī)體結(jié)構(gòu)上的位置設(shè)計(jì)、激振源的確定及計(jì)算、懸掛彈簧的設(shè)計(jì)和機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析，包括機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的確定、物體在槽體上運(yùn)動(dòng)情況的分析、動(dòng)力學(xué)模型的確定等任務(wù)。另外本課題還介紹了它的安裝使用及維護(hù)等技術(shù)條件
關(guān)鍵詞：振動(dòng)給料機(jī) 總體設(shè)計(jì) 動(dòng)力學(xué)分析
Abstract
ZG series of electrical vibration feeder is a new type of transport equipment. It widely used in mining, metallurgy, coal, thermal power, fire-resistant, glass, building materials, light industry, chemical industry, machinery, food, etc. in all walks of life.
The completion of the main topics of vibration feeder ZG200 the overall design,
including the size of mechanical design, mechanical parts and the main component of the body structure on the location of the design, and identify the source of excitation, the design and the hoisting of spring Dynamic Analysis of mechanical structure, including mechanical parameters of kinematics, object in the slot on the movement of an analysis of the situation, the dynamic model of the set tasks. . Also in this issue also introduced its installation and maintenance, and other technical conditions.
Keywords: vibration feeder overall design dynamic analysis
緒論
本次設(shè)計(jì)是在畢業(yè)之前所有的專(zhuān)業(yè)課程結(jié)束的前提下進(jìn)行的，課題的提出是有老師下發(fā)設(shè)計(jì)題目，學(xué)生自主選擇的原則下進(jìn)行，經(jīng)學(xué)生和指導(dǎo)老師協(xié)商，確定為本次的設(shè)計(jì)認(rèn)務(wù)為ZG系列振動(dòng)電機(jī)型振動(dòng)給料機(jī)的設(shè)計(jì)，處理能力是每小時(shí)200噸。
導(dǎo)師付靖老師從事振動(dòng)給料機(jī)和篩分機(jī)設(shè)計(jì)工作多年，有較深厚的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。新鄉(xiāng)-學(xué)校坐落的美麗的城市，在振動(dòng)機(jī)械方面處于領(lǐng)先水平，并在這里起草了中國(guó)振動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)的編制工作?；谝陨显颍覀儼旬厴I(yè)設(shè)計(jì)定格為振動(dòng)機(jī)械的設(shè)計(jì)。
本次設(shè)計(jì)是在專(zhuān)業(yè)課程結(jié)束的基礎(chǔ)上，對(duì)所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)應(yīng)用和總結(jié)，能夠用于實(shí)際的設(shè)計(jì)工作之中，為以后我們走向工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
本次設(shè)計(jì)主要完成振動(dòng)給料機(jī)總體設(shè)計(jì)，包括機(jī)械的尺寸設(shè)計(jì)、機(jī)械的主要零件和組成部分及在機(jī)體上結(jié)構(gòu)位置設(shè)計(jì)、激振源的確定及計(jì)算（振動(dòng)電機(jī)）、懸掛彈簧設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析，包括機(jī)械的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)確定（振動(dòng)方向角、振幅、振動(dòng)圓頻率等）、物體在槽體上的運(yùn)動(dòng)情況分析、動(dòng)力學(xué)模型確定及動(dòng)力學(xué)分析、安裝、使用及維護(hù)、技術(shù)條件等任務(wù)。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中首先完成振動(dòng)給料機(jī)的總體設(shè)計(jì)，依據(jù)處理量和工作原理，確定機(jī)械參數(shù)、槽體設(shè)計(jì)幾何尺寸、振動(dòng)電機(jī)功率的計(jì)算和型號(hào)的選取、懸掛彈簧的設(shè)計(jì)和槽體、彈簧強(qiáng)度的校核；最后，完成振動(dòng)給料機(jī)的安裝、使用、維護(hù)等技術(shù)條件的說(shuō)明。
1.ZG系列電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)的特征概括
1.1用途：
ZG系列電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)廣泛用于礦山、冶金、煤炭、火電、耐火、玻璃、建材、輕工、機(jī)械、糧食等行業(yè)中，用于把粉狀、顆粒狀及粉體物料從貯料倉(cāng)或其他貯料設(shè)備中均勻或定量的給到受料設(shè)備中。例如向破碎機(jī)、分選設(shè)備、篩分設(shè)備、運(yùn)輸機(jī)械等輸送散狀物料。并可用于自動(dòng)配稱(chēng)、定量安裝、自動(dòng)控制的流程中，實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)自動(dòng)化。
1.2特點(diǎn)：
ZG系列電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)是一種新型給料設(shè)備，其它給料設(shè)備相比具有以下特點(diǎn)：
（1）體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、維修少，費(fèi)用低；
（2）利用特制振動(dòng)電機(jī)自同步原理，工作穩(wěn)定、啟動(dòng)迅速，停車(chē)平穩(wěn)；
（3）物料按拋物線軌跡連續(xù)向前跳躍運(yùn)動(dòng)。因此給料槽磨損較??；
（4）因?yàn)榭梢运矔r(shí)的改變和啟閉料流，所以給料量有較高的精度；
（5）本系列電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)不適合于有防爆要求的場(chǎng)合。
1.3 分類(lèi)：
按照不同的分類(lèi)方法，可以將振動(dòng)給料機(jī)分成許多類(lèi)型。
按照物料輸送方向的不同，可分為水平型振動(dòng)給料機(jī)和垂直型振動(dòng)給料機(jī)兩大類(lèi)。
按照其驅(qū)動(dòng)方式不同，可分為電磁、氣力、液壓和機(jī)械振動(dòng)給料機(jī)；機(jī)械振動(dòng)給料機(jī)使用較多，又可分為慣性振動(dòng)給料機(jī)和偏心連桿振動(dòng)給料機(jī)。
1.4 主要的組成部分：
激振器----振動(dòng)給料機(jī)的振源，它產(chǎn)生激振力的大小直接影響著承載體的振幅。
承載體----在振動(dòng)過(guò)程中，將能量傳給物料，又是參振質(zhì)體，其質(zhì)量是振動(dòng)系統(tǒng)中的重要參數(shù)，承載體還必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度。
減振支承--既是整機(jī)的支承裝置，又作減振用。
1.5 選型說(shuō)明：
（1）使用條件 海拔高度不超過(guò)1000m；環(huán)境溫度不超過(guò)，在環(huán)境溫度為時(shí)，周?chē)橘|(zhì)的相對(duì)濕度不大于85%，周?chē)鷽](méi)有嚴(yán)重腐蝕及影響電氣絕緣的介質(zhì)。
（2）生產(chǎn)效率 振動(dòng)給料機(jī)的生產(chǎn)效率常以松散密度1.6t%的河沙為標(biāo)準(zhǔn)物料，當(dāng)所運(yùn)物料的松散密度和粒度大于河沙時(shí)，其生產(chǎn)效率與松散密度成正比來(lái)計(jì)算，當(dāng)所運(yùn)物料的松散密度和粒度小于河沙時(shí)，其生產(chǎn)效率與松散密度成正比來(lái)計(jì)算成績(jī)的0.8～0.9倍，當(dāng)所運(yùn)物料為顆粒或粉末狀時(shí)，其生產(chǎn)效率與松散密度成正比來(lái)計(jì)算成績(jī)的0.5～0.7倍。
（3）物料的最大進(jìn)料粒度
一般情況下，為防止造成堵塞，物料的最大線形尺寸為槽寬的1/3 ～1/4尤其對(duì)封閉的槽體更要注意。
（4）起跳頻度 所謂頻繁起動(dòng)，一般指每?jī)纱纹饎?dòng)時(shí)間間隔小于2min，如果小于2min，應(yīng)選擇1號(hào)或2號(hào)的振動(dòng)電機(jī)。
2.工作原理和結(jié)構(gòu)分析
2.1 結(jié)構(gòu)分析：
ZG系列電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)有給料槽1 傳振體2 振動(dòng)電機(jī)3 減震裝置4 四部分組成。見(jiàn)圖2-1
圖2-1 振動(dòng)給料機(jī)的組成部分
2.2工作原理
ZG系列電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)給料過(guò)程是利用特制的振動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)給料槽沿傾 方作用周期直線往復(fù)振動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)給料槽振動(dòng)的加速度垂直分量大于重力加速度時(shí)，槽中的物料將被拋起，并按照拋物線的軌跡向前跳躍運(yùn)動(dòng)。拋起或下落在1/50秒內(nèi)完成。由于振動(dòng)電機(jī)的連續(xù)激振動(dòng)，給料槽連續(xù)振動(dòng)，槽中的物料則連續(xù)向前跳躍，以達(dá)到給料的目的。其給料過(guò)程如圖2-1所示：
圖2-2 給料過(guò)程
3.振動(dòng)參數(shù)的確定
說(shuō)明：在重有色金屬冶煉過(guò)程中，所產(chǎn)生的高溫物料采用振動(dòng)輸送、篩分和給料，是行之有效的方法之一。它具有工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)。通常在工程設(shè)計(jì)中，除采用單質(zhì)體振動(dòng)設(shè)備外，還有采用雙質(zhì)體的呈拋擲狀態(tài)的振動(dòng)設(shè)備。振動(dòng)參數(shù)有運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
3.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)
運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)有激振頻率、振幅、振動(dòng)方向角、機(jī)械指數(shù)、拋擲系數(shù)和運(yùn)動(dòng)速度等。
3.1.1 振幅A
A的取值范圍因激振機(jī)構(gòu)不同而異，通常對(duì)于慣性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（偏心塊激振器）宜采用中頻中幅，即A=0.5-6mm，我們?cè)谶@里取5mm。
3.1.2 機(jī)械指數(shù)K
機(jī)械指數(shù)亦稱(chēng)動(dòng)力強(qiáng)度指數(shù)，它是承載槽體運(yùn)動(dòng)的最大加速度 與重力加速度的比值，即
式中 ，為使設(shè)備運(yùn)行可靠及延長(zhǎng)其使用壽命，對(duì)于常用慣性振動(dòng)設(shè)備取K=3～5，較為適當(dāng)。由于機(jī)械指數(shù)受材料強(qiáng)度與起決定性作用的慣性力大小限制。所以本次設(shè)計(jì)選取機(jī)械指數(shù)K=4。
輸送物料的運(yùn)動(dòng)情況主要取決于垂直加速度的大小。槽體最大垂直加速度與重力加速度的比值稱(chēng)為拋料指數(shù)D。
拋料指數(shù)與機(jī)器指數(shù)有如下關(guān)系：
周期性跳躍過(guò)程的拋料指數(shù)D在1.0～3.3之間。
3.1.3 激振頻率
當(dāng)機(jī)械指數(shù)K和振幅A值確定以后由求出激振頻率。推薦取值范圍為：=10～25Hz相當(dāng)于600-1500次/min.有K=4,A=5mm得到
Ｈz
3.1.4 振動(dòng)方向角
振動(dòng)方向角大小取決于設(shè)備用途和物料性質(zhì)。為提高輸送速度，最佳振動(dòng)方向角與機(jī)械指數(shù)相對(duì)應(yīng)：
當(dāng)K=3時(shí)，
當(dāng)K=4時(shí)，
對(duì)于慣性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或振動(dòng)頻率大于1000次/min，取。本次設(shè)計(jì)取。由，K=4可得D=2.83
3.1.5 拋擲指數(shù)D
它是承載槽體最大加速度垂直分量與重力加速度g之比即：
式中是振動(dòng)設(shè)備的傾角。
為使輸送物料呈微拋物狀態(tài)滑行。一般取1
1時(shí)，物料相對(duì)槽體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以拋擲運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為主，這樣可以降低物料運(yùn)動(dòng)的阻力和減少物料對(duì)槽體的磨損，但拋擲運(yùn)動(dòng)過(guò)于激烈又易使物料破碎或使輸送狀態(tài)不穩(wěn)。一般取1
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