振动给料机的设计参数

一、概述  

机械振动在许多情况下是有害的, 它影响机器设备的工作性能和寿命。但另一方面, 机械振动也是可以利用的。电机振动给料机就是利 用机械振动原理使工作部件产生周期性运动, 从而用来运送物料。电机振动给料机广泛应用于电力、建材、煤矿、冶金、化工、粮食等  行业, 用来输送各种无粘性的散状物料。它不适宜输送粘性物料或粒度小于0.06mm 的粉状物料。振动输送机形式很多, 结构差别也很大, 主要区别是驱动方式的不同。目前常用的激振器有三种: 偏心连杆驱动; 偏心块惯性力驱动和磁铁驱动。其他还有采用液压气力装置作为振动输送机的驱动机构, 但应用较少。本篇所述电机振动给料机就是利用偏心块惯性力驱 动的。  

二、工作参数选择  

振动给料机工作参数包括振动频率、振幅、激振角、安装角等。合理选择工作参数是保证机器正常运转的重要条件, 它不仅要满足生产率的需要, 而且也要考虑到机器所能承受动力载荷的能力和消耗功率的大小。此外输送效率还常常与物料的运动特性有密切关系。因此在选择工作参数时还必须考虑物料的物理性能和在输送过程中的动态特性等。  

1.机械指数和抛掷指数  

大多数振动给料机在近共振条件下工作, 物料处于连续抛掷的运动状态, 一般有较高的机械指数。但考虑到机器生产率的高低, 输送距离的长短和振动质量的大小, 避免由于刚度不足而影响物料正常输送。通常对振动给料机的机械指数控制在K=3~5, 抛掷指数控制在Kp=1.4~2.5。输送脆性物料时, 减少物料在输送过程中被过多地破碎,宜采用较小的抛掷指数, 或在一定的抛掷指数下选取较高的频率和较小的振幅, 以降低物料下落时与槽体的相对冲击速度。  

2.激振角和安装角激振角的大小

根据输送速度、槽体磨损和对物料破碎程度的要求等因素来选择, 理论上来讲, 可以从最大输送速度出发由机械指数来确定最佳激振角。但实际上影响输送速度的因素很多, 需全面分析。电机振动给料机一般取激振角β=25°~35°。安装角指槽体与水平面之间的夹角( 安装倾角) , 其值影响物料的输送速度。槽体向下安装时, 输送速度显著提高。如α=- 10°时, 输送速度可提高40%左右; α=- 15°时可提高75%以上。但α值不宜过大,因为它不仅加剧物料对槽体的磨损, 同时也受物料自然休止角的限制。一般不超过10°~15°。  

3.频率和振幅  

振动给料机所采用的驱动方式不同, 他所适应的频率和振幅的范围也不相同。设计时, 选定机械指数K 值后, 按下式算出频率和振幅的关系式: f= gk4π 2 " A 或A= gk4π 2 f2 V=ηvπnp2 gA" K ctgβ  可以看出, 当机械指数K 和激振角β一定时, 输送速度与振幅A的平方根成正比。若要提高输送速度, 应选用较低的频率和较大的振幅。但应当指出, 物料落到槽体上的相对速度与频率成反比, 因此考虑降低物料的相对冲击速度( 对易碎物料) 宜采用较高的频率和较小的振幅。对于偏心块惯性式振动给料机, 因受偏心块质量和起动力矩的限制, 振幅为0.5~6,相应的频率为12~25 赫兹, 频率过高常常由于很大的动载荷使轴承过早损坏。 

4.输送能力  

振动给料机的输送能力由槽宽、料层厚度、物料容重和实际平均输送速度决定。 Q=3600BHγV  式中: Q- - - 生产能力KN/h 。 B- - - 料槽宽度m 。  

H- - - 卸料端的料层厚度m。( 一般取槽体高度的0.6~0.8) γ- - - 物料容重KN/m3。  V- - - 实际输送平均速度m/s 。  

对于不同的物料, 输送的料层厚度有不同的限制, 如超过它的极限值, 输送速度将大大下降。料层厚度与输送速度之间的关系分三种情况。其中Ⅰ为薄料层, 在这一区域内, 输送速度随料层的加厚而迅速增长, 很快达到最大值。Ⅱ区为中等厚度料层, 输送速度主要取决于物料的内摩擦, 而随着料层的加厚稍有下降。Ⅲ区属于厚料层, 在这一区域内, 物料因透气程度减少输送速度显著下降。 

三、动力学参数

电机振动给料机双轴惯性式激振器能产生定向激振力。两轴之间有一对传动比为1 的齿轮付连接, 保证其回转方向相反, 转速相等。由于两轴上的偏心质量和偏心距大小相等, 使所产生的惯性力在一个方向互相抵消, 而在另一个方向互相叠加, 产生定向激振力, 此力周期性变化, 使与此激振器刚性连接的输送槽体也作定向的周期性振动。我们在研究它的动力学特性时, 忽略其偏心块旋转时的不均匀性对振动系统参数的影响, 认为它的旋转速度是常量。这样就可以把它的力学模型作为具有一个自由度的系统来研究。激振力按谐和变化, 简化计算过程, 也接近实际情况。( 计算从略) 

四、结构 

下面以我为锦西炼化热电厂油改煤改造工程中设计的GZY1000型振动给料机为例, 简单介绍其结构。 物料自煤闸门进入, 经倾斜的下料溜槽, 抵达槽体上, 槽体由激振装置带动进行定向的、周期性的振动, 振动频率16Hz, 振幅8mm。在周期性激振力的作用下, 将物料经下部漏斗输出。煤闸门的作用是防止因为物料流的不均匀对振动槽体的冲击。固定在电机底架上的Y132M1- 6 电动机, 通过轮胎式联轴器与激振装置联接, 激振装置与振动槽体刚性连接, 而电机底架固定到基础上。使得电机不参与振动, 从而可延长其使用寿命。弹簧吊挂和弹簧支座是系统的弹性元件, 与槽体连接。由于弹性元件的弹性变形, 可保证槽体能产生相对位移, 传递激振力, 同时亦起减振作用, 减少传递到基础上的动力载荷。