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振動(dòng)給料機(jī)的設(shè)計(jì)
前 言
震動(dòng)給料機(jī)廣泛運(yùn)用于廣泛用于礦山、冶金、煤炭、建材、輕工、機(jī)械、糧食等行業(yè)中，用于把粉狀、顆粒狀等物料從貯料倉或其他貯料設(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)械等輸送散狀物料機(jī)械設(shè)備。震動(dòng)給料機(jī)還可用于自動(dòng)配稱、定量安裝、自動(dòng)控制的流程中，實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)和自動(dòng)化，目前市場出售的震動(dòng)給料機(jī)種類雖然繁多，但是要滿足不同層次和運(yùn)作條件需求的產(chǎn)品就需要有更優(yōu)化，更適合實(shí)際情況的產(chǎn)品。
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
目 錄
前 言 1
1緒論 1
1.1課題提出背景 1
1.2突破重點(diǎn) 1
2ZG系列電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)的特征概括 1
2.1用途 1
2.2特點(diǎn) 1
2.3分類 1
2.4主要的組成部分 1
2.5選型說明 1
3工作原理和結(jié)構(gòu)分析 2
3.1結(jié)構(gòu)分析 2
3.2工作原理 2
4振動(dòng)參數(shù)的確定 2
4.1運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù) 2
4.2動(dòng)力學(xué)參數(shù) 3
5物料在槽體上運(yùn)動(dòng)情況分析 4
5.1運(yùn)動(dòng)分析 4
5.3物料平均速度 7
6槽體尺寸參數(shù)的確定 7
6.1給料能力與給料槽體尺寸的確定 7
7懸掛設(shè)計(jì) 9
7.1彈性元件的類型和用途 9
7.2設(shè)計(jì)計(jì)算振動(dòng)給料機(jī)的彈簧 10
8振動(dòng)電機(jī)的選取及其確定 12
8.1激振力和功率 12
8.2傳動(dòng)基礎(chǔ)的動(dòng)載荷 13
致 謝 14
參考文獻(xiàn) 15
附錄 16
1緒論
1.1課題提出背景
目前震動(dòng)給料機(jī)的運(yùn)用越來越廣泛，所涉及的行業(yè)和層面也越來越深入，針對于這種情況，特別提出了這次真對于家用小型震動(dòng)給料機(jī)用于農(nóng)用肥或者糧食，飼料等的均勻配料，實(shí)現(xiàn)小成本的輕型機(jī)械簡潔快速配送，從而相當(dāng)程度地減少家庭勞動(dòng)者的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度。
1.2突破重點(diǎn)
本次課題設(shè)計(jì)重點(diǎn)要解決的問題是振動(dòng)方式的選擇，震動(dòng)的方式有很多種，例如純機(jī)械振動(dòng)，電磁振動(dòng)，電機(jī)振動(dòng)，電氣震動(dòng)等等，針對本次課題所針對市場消費(fèi)主體和使用情況，以及經(jīng)濟(jì)性等因素，本次震動(dòng)部件選擇的是電機(jī)振動(dòng)。對于電機(jī)的選擇也是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，其中對電機(jī)系數(shù)選擇所需要進(jìn)行的選擇數(shù)據(jù)計(jì)算要求理論上計(jì)算正確，還要考慮實(shí)際工作情況個(gè)方面因素所帶來的綜合影響，最后選擇出符合要求的電機(jī)類型和型。經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算，本次設(shè)計(jì)選用的是ZG系列電機(jī)。
2ZG系列電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)的特征概括
2.1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、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。
2.2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合。
2.3分類
按照不同的分類方法，可以將振動(dòng)給料機(jī)分成許多類型。
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。
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)。
2.4主要的組成部分
（1）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。
（2）承載體----在振動(dòng)過程中，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。
（3）減振支承--既是整機(jī)的支承裝置，又作減振用。
2.5選型說明
（1）使用條件
海拔不超過1000m；環(huán)境溫度不超過，在環(huán)境溫度為15～25度時(shí)，周圍介質(zhì)的相對濕度不大于85%。
（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計(jì)算成績的0.8～0.9倍，當(dāng)所運(yùn)物料為顆?；蚍勰顣r(shí)，其生產(chǎn)效率與松散密度成正比來計(jì)算成績的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)，一般指每兩次起動(dòng)時(shí)間間隔小于2min，如果小于2min，應(yīng)選擇1號或2號的振動(dòng)電機(jī)。
3工作原理和結(jié)構(gòu)分析
3.1結(jié)構(gòu)分析
ZG系列電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)結(jié)構(gòu)組成如下：
圖3-1 振動(dòng)給料機(jī)的組成部分
1給料槽 2傳振體 3振動(dòng)電機(jī) 4減震裝置
3.2工作原理
ZG系列電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)給料過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)[1]。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。其給料過程如下圖所示：
槽體雙振幅
料槽靜止點(diǎn)
料槽位移上限
物料平位移
料槽位移下限
振動(dòng)方向
振動(dòng)電機(jī)
圖3-2 給料過程
4振動(dòng)參數(shù)的確定
說明：在重有色金屬冶煉過程中，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)[2]。
4.1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。
（1）振幅A
A的取值范圍因激振機(jī)構(gòu)不同而異，通常對于慣性驅(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，我們在這里取5mm。
（2）機(jī)械指數(shù)
機(jī)械指數(shù)亦稱動(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)行可靠及延長其使用壽命，對于常用慣性振動(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為拋料指數(shù)D。
(4-1)
拋料指數(shù)與機(jī)器指數(shù)有如下關(guān)系：
(4-2)
周期性跳躍過程的拋料指數(shù)D在1.0～3.3之間。
（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：相當(dāng)于600~1500次/min.有K=4,A=5mm得到
(4-3)
（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)相對應(yīng)：
當(dāng)K=3時(shí)，
當(dāng)K=4時(shí)，
對于慣性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或振動(dòng)頻率大于1000次/min，取δ=20～30。本次設(shè)計(jì)δ取45°。由，K=4可得D=2.83
（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：
(4-4)
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槽體的磨損，但拋擲運(yùn)動(dòng)過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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