关键词: 振动筛振幅振次振动方向角
1.概述
冶金、煤炭、矿山、交通、化工、水电等诸多行业中,对物料进行分级所用的振动筛,多为适应单一需求的设备(如预先分级的圆筛,脱水、脱介、分级的直线筛等)随着国民经济的发展,人们对筛分设备的要求愈来愈高,八十年代后期,高效灵活的成套设备在许多行业广泛使用,尤其是交通、水利、电力建设的原料采石场急需一种结构紧凑,占地空间小,既能适应各种大小物料筛分,又能对难筛物进行分级、脱水、脱介、脱泥等用的新型筛分机械。目前,尚无合适的筛机可用。为此,我们通过考察国内外筛分设备,并查阅各有关资料,认为椭圆振动筛,综合了圆振动筛松散物料不易堵孔和直线振动筛输送物料快,重心低,占地空间小等优点,是理想的筛机型式,因此确定研究开发三轴椭圆振动筛。
2. 筛机结构及工作原理
三轴椭圆振动筛,根据所需物料粒度规格不同,可设计成单层、双层和三层筛面。整个筛机由给料箱1、 筛箱2、激振器3、 排料口4、 电机皮带轮调整装置5、 底架6等儿部分组成。如图1所示:
图1
三轴振动筛的工作原理是:在激振器的三根轴上装有相等的偏心质量,相同的偏心半径, 由速比为l的齿轮传动产生激振力迫使筛箱运动。如图2激振器工作原理示意图。
图2
图2(a)是三根轴偏心质量的初始位置。
图2(c)位置上偏心质量所产生的激振力为最小
图2(d)位置上偏心质量所产生的激振力为最大
从图2激振器的工作原理图中我们能得出如下结论:三根轴上偏心质量所产生的激振力在某一瞬间都是变化的。
3.运动学、动力学分析
3.1.运动学分析
利用叠加法,三根轴上偏心质量所产生的激振力在x,Y方向的矢量合分别是:Px=Px 1+Px 2+Px 3
Py=Py 1+Py 2+Py 3
Px=m1r1w2sin(α1+wt)+m2r2w2sin(α2+wt)+m3r3w2sin(α3+wt)(1)
Py=m1r1w2cos(α1+wt)+m2r2w2cos(α2+wt)+m3r3w2cos(α3+wt)
令m1=m2=m3=m
Rl=r2=r 3=r
在设计时,为了最大限度缩减空间尺寸,将齿轮与轴承座设计成组合体,在初始装配时三根轴上的偏心质量设置成如图3(a)所示,由于重力作用偏心质量所产生的合力矩为零,装配后,偏心块的位置如图3(b)所示。
α1、α2、α3分别是三根轴上偏心质量初始相位角,列式计算:
α1=α3=240°α2=210°(与X轴正方向夹角,计算略)
对(1)式整理
Px=mrw2[2sin(240°+wt)+sin(210°-wt)]
Py=mrw2[2 cos(240°+wt)+cos(210°-wt)]
在某一瞬间激振器所产生的激振力参见表1.
建立激振力坐标图
从坐标图3(c)中可看出激振力的运动轨迹是椭圆形,既筛机的运动轨迹是椭圆形。
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