目錄
緒論………………………………………………………………………………1
1 ZG系列電機振動給料機的特征概括
1.1用途………………………………………………………………………2
1.2特點………………………………………………………………………2
1.3分類………………………………………………………………………2
1.4主要組成部分……………………………………………………………2
1.5選型說明…………………………………………………………………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. 振動參數(shù)的確定
3.1運動學(xué)參數(shù)………………………………………………………………5
3.1.1振幅A……………………………………………………………5
3.1.2機械指數(shù)K………………………………………………………5
3.1.3激振頻率………………………………………………………6
3.1.4振動方向角……………………………………………………6
3.1.5拋擲指數(shù)D………………………………………………………6
3.2振幅………………………………………………………………………6
4. 物料在槽體上的運動情況分析
4.1運動分析…………………………………………………………………9
4.2常有振動機的振動參數(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（彈性元件選取和彈性系統(tǒng)的計算）
6.1彈簧元件的類型和用途…………………………………………………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螺旋彈簧的校核計算……………………………………………28
6.4設(shè)計計算振動給料機的彈簧……………………………………………31
6.4.1振動系統(tǒng)的質(zhì)量計算……………………………………………31
7 振動電機的選取及其確定
7.1激振力和功率……………………………………………………………35
7.2傳動基礎(chǔ)的動載荷………………………………………………………36
8 安裝、使用及維護條件
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試運轉(zhuǎn)……………………………………………………………37
8.2操作使用要點……………………………………………………………38
8.3維護和檢修………………………………………………………………38
8.3.1日常維護…………………………………………………………38
8.3.2定期檢查…………………………………………………………39
8.3.3修理………………………………………………………………39
9 結(jié)束語………………………………………………………………………40
10 致謝…………………………………………………………………………41
11 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………42
摘 要
ZG系列電機振動給料機是一種新型的運輸設(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、機械，糧食等各行各業(yè)中。
本課題主要完成了ZG200型振動給料機的總體設(shè)計，包括機械的尺寸設(shè)計、機械的主要零件和組成部分在機體結(jié)構(gòu)上的位置設(shè)計、激振源的確定及計算、懸掛彈簧的設(shè)計和機械結(jié)構(gòu)的動力學(xué)分析，包括機械運動學(xué)參數(shù)的確定、物體在槽體上運動情況的分析、動力學(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等技術(shù)條件
關(guān)鍵詞：振動給料機 總體設(shè)計 動力學(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)計是在畢業(yè)之前所有的專業(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)計認(rèn)務(wù)為ZG系列振動電機型振動給料機的設(shè)計，處理能力是每小時200噸。
導(dǎo)師付靖老師從事振動給料機和篩分機設(shè)計工作多年，有較深厚的設(shè)計經(jīng)驗。新鄉(xiāng)-學(xué)校坐落的美麗的城市，在振動機械方面處于領(lǐng)先水平，并在這里起草了中國振動機械設(shè)計手冊的編制工作?；谝陨显?，我們把畢業(yè)設(shè)計定格為振動機械的設(shè)計。
本次設(shè)計是在專業(yè)課程結(jié)束的基礎(chǔ)上，對所學(xué)習(xí)的理論知識應(yīng)用和總結(jié)，能夠用于實際的設(shè)計工作之中，為以后我們走向工作崗位打下堅實的理論基礎(chǔ)和實踐經(jīng)驗。
本次設(shè)計主要完成振動給料機總體設(shè)計，包括機械的尺寸設(shè)計、機械的主要零件和組成部分及在機體上結(jié)構(gòu)位置設(shè)計、激振源的確定及計算（振動電機）、懸掛彈簧設(shè)計、機械結(jié)構(gòu)的動力學(xué)分析，包括機械的運動學(xué)參數(shù)確定（振動方向角、振幅、振動圓頻率等）、物體在槽體上的運動情況分析、動力學(xué)模型確定及動力學(xué)分析、安裝、使用及維護、技術(shù)條件等任務(wù)。
在設(shè)計過程中首先完成振動給料機的總體設(shè)計，依據(jù)處理量和工作原理，確定機械參數(shù)、槽體設(shè)計幾何尺寸、振動電機功率的計算和型號的選取、懸掛彈簧的設(shè)計和槽體、彈簧強度的校核；最后，完成振動給料機的安裝、使用、維護等技術(shù)條件的說明。
1.ZG系列電機振動給料機的特征概括
1.1用途：
ZG系列電機振動給料機廣泛用于礦山、冶金、煤炭、火電、耐火、玻璃、建材、輕工、機械、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、分選設(shè)備、篩分設(shè)備、運輸機械等輸送散狀物料。并可用于自動配稱、定量安裝、自動控制的流程中，實現(xiàn)流水作業(yè)自動化。
1.2特點：
ZG系列電機振動給料機是一種新型給料設(shè)備，其它給料設(shè)備相比具有以下特點：
（1）體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、維修少，費用低；
（2）利用特制振動電機自同步原理，工作穩(wěn)定、啟動迅速，停車平穩(wěn)；
（3）物料按拋物線軌跡連續(xù)向前跳躍運動。因此給料槽磨損較??；
（4）因為可以瞬時的改變和啟閉料流，所以給料量有較高的精度；
（5）本系列電機振動給料機不適合于有防爆要求的場合。
1.3 分類：
按照不同的分類方法，可以將振動給料機分成許多類型。
按照物料輸送方向的不同，可分為水平型振動給料機和垂直型振動給料機兩大類。
按照其驅(qū)動方式不同，可分為電磁、氣力、液壓和機械振動給料機；機械振動給料機使用較多，又可分為慣性振動給料機和偏心連桿振動給料機。
1.4 主要的組成部分：
激振器----振動給料機的振源，它產(chǎn)生激振力的大小直接影響著承載體的振幅。
承載體----在振動過程中，將能量傳給物料，又是參振質(zhì)體，其質(zhì)量是振動系統(tǒng)中的重要參數(shù)，承載體還必須具有足夠的剛度和強度。
減振支承--既是整機的支承裝置，又作減振用。
1.5 選型說明：
（1）使用條件 海拔高度不超過1000m；環(huán)境溫度不超過，在環(huán)境溫度為時，周圍介質(zhì)的相對濕度不大于85%，周圍沒有嚴(yán)重腐蝕及影響電氣絕緣的介質(zhì)。
（2）生產(chǎn)效率 振動給料機的生產(chǎn)效率常以松散密度1.6t%的河沙為標(biāo)準(zhǔn)物料，當(dāng)所運物料的松散密度和粒度大于河沙時，其生產(chǎn)效率與松散密度成正比來計算，當(dāng)所運物料的松散密度和粒度小于河沙時，其生產(chǎn)效率與松散密度成正比來計算成績的0.8～0.9倍，當(dāng)所運物料為顆?；蚍勰顣r，其生產(chǎn)效率與松散密度成正比來計算成績的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，一般指每兩次起動時間間隔小于2min，如果小于2min，應(yīng)選擇1號或2號的振動電機。
2.工作原理和結(jié)構(gòu)分析
2.1 結(jié)構(gòu)分析：
ZG系列電機振動給料機有給料槽1 傳振體2 振動電機3 減震裝置4 四部分組成。見圖2-1
圖2-1 振動給料機的組成部分
2.2工作原理
ZG系列電機振動給料機給料過程是利用特制的振動電機驅(qū)動給料槽沿傾 方作用周期直線往復(fù)振動來實現(xiàn)的，當(dāng)給料槽振動的加速度垂直分量大于重力加速度時，槽中的物料將被拋起，并按照拋物線的軌跡向前跳躍運動。拋起或下落在1/50秒內(nèi)完成。由于振動電機的連續(xù)激振動，給料槽連續(xù)振動，槽中的物料則連續(xù)向前跳躍，以達(dá)到給料的目的。其給料過程如圖2-1所示：
圖2-2 給料過程
3.振動參數(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。通常在工程設(shè)計中，除采用單質(zhì)體振動設(shè)備外，還有采用雙質(zhì)體的呈拋擲狀態(tài)的振動設(shè)備。振動參數(shù)有運動學(xué)參數(shù)和動力學(xué)參數(shù)。
3.1 運動學(xué)參數(shù)
運動學(xué)參數(shù)有激振頻率、振幅、振動方向角、機械指數(shù)、拋擲系數(shù)和運動速度等。
3.1.1 振幅A
A的取值范圍因激振機構(gòu)不同而異，通常對于慣性驅(qū)動機構(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。
3.1.2 機械指數(shù)K
機械指數(shù)亦稱動力強度指數(shù)，它是承載槽體運動的最大加速度 與重力加速度的比值，即
式中 ，為使設(shè)備運行可靠及延長其使用壽命，對于常用慣性振動設(shè)備取K=3～5，較為適當(dāng)。由于機械指數(shù)受材料強度與起決定性作用的慣性力大小限制。所以本次設(shè)計選取機械指數(shù)K=4。
輸送物料的運動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。
拋料指數(shù)與機器指數(shù)有如下關(guān)系：
周期性跳躍過程的拋料指數(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 振動方向角
振動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，最佳振動方向角與機械指數(shù)相對應(yīng)：
當(dāng)K=3時，
當(dāng)K=4時，
對于慣性驅(qū)動機構(gòu)或振動頻率大于1000次/min，取。本次設(shè)計取。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，物料相對槽體的運動狀態(tài)以拋擲運動狀態(tài)為主，這樣可以降低物料運動的阻力和減少物料對槽體的磨損，但拋擲運動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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