双质体振动设备主要参数的选择与计算.pdf

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1、设计与应用Design&Application双质体振动设备主要参数的选择与计算123张亦工，韩成年，张亦农（1.鹤壁市质量技术监督检验测试中心，河南鹤壁458030；2.深圳清欣机电设计室，深圳518019；3.沃盛咨询（深圳）有限公司，深圳518019）摘要：对双质体振动设备的激振力、质量比、频率比、激振频率、固有频率等动力学参数进行了分析，提出了选择范围和计算方法；并探讨了振动设备确定参振体质心位置的必要性及方法，以及如何防治参振构件弯曲振动引起的危害。关键词：双质体；激振力；质量比；频率比；激振频率；固有频率；质心；弯曲振动中图分类号：TG234；文献标识

2、码：A；文章编号:1006-9658（2016）06-0068-05DOI：10.3969/j.issn.1006-9658.2016.06.021双质体振动设备是由两个参振质体（工作质体量及质量比，主振弹簧刚度及主振系统的频率比，和激振质体）组成的振动系统，其力学模型如图1隔振弹簧刚度及隔振系统的频率比，振动系统所需所示。图中，工作承载体（工作质体）也称上质体，激振力及激振功率，以及传递给基础的动载荷等。激振器（激振质体）也称下质体，上、下质体之间由本文仅对双质体振动设备所需激振力、质量比、频主振弹簧联接，组成主振系统；该主振系统通过隔率比，以及激振频率和固有频

3、率等动力学参数进行振弹簧与基础相联，整体组成隔振系统。图1所示分析和计算，并对参振体质心位置及参振构件弯曲为双质体振动设备一种常见的结构型式，例如铸造振动问题进行探讨。生产中的大型双质体固定式振动落砂机。双质体振动设备的另外一种结构型式则是上质体为激振1激振力质体，下质体为工作质体，例如电磁振动给料机、双振动设备所需激振力是参振质量在加速度下质体惯性振动给料机、振动活化给料机。根据工艺作简谐运动应有的强制力，在数值上应为弹簧回复结构要求，双质体振动设备的工作质体和激振质体力、外阻力、内阻力和参振体惯性力的代数和。求也可分别通过隔振弹簧与基础相联。出振动系统所需激振

4、力的大小，以配备有足够功率工作承载体的激振器。主振弹簧1.1单质体振动系统激振力激振器文献[1]对直线振动的微分方程（二阶常系数减振弹簧齐次线性微分方程）求解，其特解为稳态运动方程，即有阻尼、强制振动的质量代数方程。对其求一次导数和二次导数，得到激振力精准计算式：图1双质体振动设备力学模型22222mωa(sinβ-Z)·（Cxcosβ-Z）常见的双质体振动设备动力学特性为线性近Fdz=Z2√——————————————————————sin2βcosε(C2cosβ-Z2)2+cos2βcos2ε(sin2β-Z2)2yxx共振型，其动力学参数应包括：振动质体的

5、计算质式中,Fdz为单质体振动系统激振力，N；m为参振质量，kg；ω为激振频率，ω=2πn/60（r/s）；a收稿日期:2016-03-28为振幅，m；β为振动方向角，°；Cx为隔振弹簧稿件编号:1603-1311横向刚度系数；Z为隔振频率比；εy、εx为激振力作者简介：张亦工（1974—），女，工程师，主要从事设备检测、计量检定工作.与位移分别在垂直和水平方向上的相位角差68中国铸造装备与技术6∕2016万方数据Design&Application设计与应用1.2举例式中，Fsz为双质体振动系统激振力，N；m1为图2所示为单质体自同步惯性振动给料机结工作承载体质

6、量，kg；a1为工作承载体振幅，m；ω0构简图。其中，给料机槽体质量m=500kg，振动电为主振系统固有频率，r/s；Z为主振系统频率比，机转速n=1430r/min，振动方向角β=30°，取减Z=ω/ω0；b为相对阻尼系数。振频率比Z=6，隔振弹簧横向刚度系数Cx=0.2，相1.4举例对阻尼系数b=0.05，槽体振幅a=2.5mm，求所需激图3所示双质体惯性振动给料机结构简图。振力大小。其中，给料机槽体质量m1=500kg，槽体振幅a1=2.5减振弹簧mm，振动电机激振频率ω=149.7r/s，主振系统频率kkii比Z=0.9，相对阻尼系数b=0.05。工作承载

7、体Oβm减振弹簧振动电机工作承载体Omβ1图2单质体自同步惯性振动给料机结构简图振动电机激振频率：ω=（2π×1430）/60=149.7(r/s)主振弹簧22相位差角为：εy=arctan(2×0.05×6/(sin30°-6))=arctan(-0.0168)=179.04°图3双质体惯性振动给料机结构简图22εx=arctan(2×0.05×6/(0.2cos30°-6))用精准式计算所需振动电机激振力：=arctan(-0.01674)=179.04°2Fsz=500×0.0025×(149.7/0.9)×用精准式计算激振力：2222√（1-0.9）+4×

8、0.005