浅谈惯性振动给料机的动态设计及应用论文

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1、浅谈惯性振动给料机的动态设计及应用论文论文关键词：惯性振动给料机动态设计Matlab论文摘要：介绍了惯性振动给料机动态设计的相关内容及其一般步骤与方法，并利用Matlab对ZG型单电机惯性振动给料机进行动力学分析。惯性振动给料机是一种利用振动原理来完成各种给料过程的振动机械。目前，这类机械已广泛应用于工农业生产及国防建设等各个部门，利用振动的槽体可以使物料沿着指定的方向作滑行或抛掷运动，从而达到输送物料的目的。这种振动机械与其它机械的共同点是：它们正向大型化、自动化、集成化、智能化方向发展，工作中出现的动力学问题愈来愈多

2、，对动力学特性的要求愈来愈高。因此，对机械整体系统及其零部件.freelsck。及(s=l，2，……．，r)。单元的动力学方程为msu”。+c．五+ksu。=(1)②确定系统坐标向量u及各单元的变换矩阵，进而计算系统的惯性矩阵、阻尼矩阵c、刚度矩阵和结点矩阵F。③建立结构总体坐标系下的运动微分方程式腑+C￡，+KU=F(6然后按照方程求系统的固有频率、振型和动力响应。(3)动态特性分析与动力学参数计算对于求他们的固有频率和振型，可先略去外作用力和阻尼，这时方程可写成肭+KU：F(7式中：M、系统的质量矩阵和刚度矩阵；、一

3、位移向量和加速度向量。上述方程有下列形式的解U=sin(8式中：一与时间无关的位移向量。将式(8)代入(7)式，得(K一(uM)=0由以上方程即可以求得系统的固有频率和振型。N个自由度的系统有N个固有频率，每个固有频率都有相应的振型。此外，还可以对动力学方程进行坐标变换，将方程变换到主坐标或正规坐标上，然后求出系统的动力响应。(4)实验模态和对系统物理参数进行识别通过试验可以测得机器的动态特性。振动测量时，应同时测量输入和输出。测得输入和输出便可算出频率响应函数，由此可按照所测得的激励和响应，推算出系统的动态特性。模态参

4、数的识别可在频域中进行识别，也可以在时域中进行识别。3惯性振动给料机动态分析实例本文拟采用Malfab对单电机立式安装ZG型振动给料机进行动力学分析与仿真。分以下步骤进行：简化力学模型、受力分析、微分方程的建立、微分方程的求解与结果仿真、对结果进行讨论。根据单电机立式振动给料机结构，忽略阻尼的影响，建立如图3．1所示的力学模型，取给料机质心为坐标原点，水平方向为X轴，垂直方向为Y轴。单电机立式安装由于偏心块旋转将产生周期激振力Fo=／’／IF,..毕业(．O，分解为沿力心0和质心C连线方向的力，=Foco$~ot，进一步

5、分解为和，另一个分力沿z轴方向垂直于Dc。=Fosintot，因此会产生沿、Y、三个方向的振动。又由于力心0和质心C不重合，由F产生的力矩会引起机体的转动，在这里仅考虑绕Y轴的转动，用角位移表示。根据牛顿运动定律和转动方程式_5J，可建立系统的振动微分方程：由于给料机是在过共振区工作，所以忽略阻尼的条件下a==y==再将其代入方程(10)，展开、整理可以求得三个方向的振幅和绕Y轴转动的幅值：根据系统的响应分别画出XY平面和XZ平面轨迹如图2。从图2中曲线可以看出，槽体在XY平面内(侧板)的运动轨迹由于未考虑在XY平面内的

6、转动，轨迹为直线。若考虑转动那么则为近似直线的椭圆(短轴非常小)。槽体在XZ平面内(料槽底平面)的运动轨迹为近似椭圆(由沿Z轴的直线振动与绕y轴的转动合成)。由于振动机体在这几个方向上产生振动，料槽中的物料在XZ平面内的椭圆振动作用下，使物料产生了一个松散物料的作用，从而提高了物料的运动速度，提高了振动给料机的给料效率。4结论通过对惯性给料机的动态设计和动力学分析，绘出振动工作面上运动曲线的轨迹，从中得出料槽中的物料在xz平面内的椭圆振动作用下，使物料产生一个松散物料的作用，从而提高了物料的运动速度及振动给料机的给料效率

7、。同时采用较大的倾斜角和振动方向角可获得较大的振动给料效率，且很稳定，节约能源。根据分析的结论可对给料机进行设计优化，进而为物料运输行业和振动给料机生产企业在设计上提供设计依据，具有一定的指导意义。