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振動(dòng)給料機(jī)的發(fā)展的主要方向

1、關(guān)于物料結(jié)合狀態(tài)的研究  

    振動(dòng)給料機(jī)在輸送物料時(shí)的振動(dòng)參數(shù)受被輸送物料的影響, 物料主要影響給料機(jī)的參振質(zhì)量和阻尼, 物料結(jié)合系數(shù)與阻尼系數(shù)的確定在振動(dòng)給料機(jī)的設(shè)計(jì)中占有較大比重。聞邦椿院士在這方面做了相關(guān)的研究, 推導(dǎo)出了物料結(jié)合系數(shù)的計(jì)算公式, 證明了理論計(jì)算的物料結(jié)合系數(shù)基本上適合工程實(shí)際的情況。不同形式振動(dòng)給料機(jī)的物料結(jié)合系數(shù)不同, 國(guó)內(nèi)外學(xué)者分別對(duì)工作面無(wú)傾角和有傾角的振動(dòng)給料機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了討論, 分析結(jié)果表明: 當(dāng)工作面有傾角時(shí)物料結(jié)合系數(shù)比工作面無(wú)傾角時(shí)小; 物料結(jié)合系數(shù)與阻尼系數(shù)隨著振幅的增大而減小, 其中物料結(jié)合系數(shù)減小較快。對(duì)于單質(zhì)體彈性連桿振動(dòng)給料機(jī), 物料滑行輸送時(shí), 決定物料結(jié)合系數(shù)的主要因素是物料與槽體之間的摩擦系數(shù)和槽體傾角。

2、關(guān)于系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)的研究 

    振動(dòng)給料機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)特性和動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)給料效果有重要影響。振動(dòng)給料機(jī)按機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的力學(xué)原理, 主要分為單質(zhì)體和雙質(zhì)體兩大類(lèi), 對(duì)工程中常用的振動(dòng)給料機(jī), 大都采用單質(zhì)體集中質(zhì)量力學(xué)模型, 構(gòu)成單自由度線性振動(dòng)系統(tǒng)。對(duì)于單電機(jī)振動(dòng)給料機(jī), 通過(guò)理論研究, 建立振動(dòng)給料機(jī)的力學(xué)模型和運(yùn)動(dòng)微分方程, 證明單電機(jī)立式安裝優(yōu)越于臥式, 同時(shí)為避免槽體擺動(dòng)給料機(jī)設(shè)計(jì)安裝時(shí)必須滿足一定的條件。對(duì)于雙軸 (或 )雙電機(jī)振動(dòng)給料機(jī), 分為雙機(jī)豎置和雙機(jī)橫置兩種結(jié)構(gòu)形式, 目前對(duì)其振動(dòng) 理 論 以 及 動(dòng) 力 學(xué) 參 數(shù) 的 研 究 日 趨 完善, 在研究其擺振時(shí), 通過(guò)建立雙電機(jī)自同步振動(dòng)給料機(jī)的三自由度力學(xué)模型, 進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析, 在此基礎(chǔ)上得出了機(jī)體不出現(xiàn)搖擺振動(dòng)的條件。

    在考慮既有粘性阻尼又有摩擦阻尼的情況下的振動(dòng)給料機(jī), 對(duì)其建立力學(xué)模型和微分方程, 可知粘性阻尼和摩擦阻尼對(duì)給料機(jī)的振幅有所影響; 利用離散元方法對(duì)顆粒在振動(dòng)給料機(jī)中的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值研究, 發(fā)現(xiàn)振動(dòng)給料機(jī)中顆粒運(yùn)動(dòng)隨振動(dòng)參數(shù)變化而變化; 對(duì)多軸振動(dòng)給料機(jī)的研究, 分析出了其最大給料速度和極限速度; 對(duì)振動(dòng)給料機(jī)進(jìn)行實(shí)測(cè)研究, 得到了給料機(jī)的激振力、傾角、振動(dòng)方向角和入料口厚度與生產(chǎn)率及電參數(shù)的關(guān)系, 并找到了各參數(shù)之間的最優(yōu)組合。此外對(duì)振動(dòng)給料機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真, 對(duì)部件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)、裝配及結(jié)構(gòu)分析也都取得了一定的成果。

3、關(guān)于給料槽強(qiáng)度的研究 

    解決振動(dòng)給料機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問(wèn)題是發(fā)展大型振動(dòng)給料機(jī)、提高處理能力的關(guān)鍵。在振動(dòng)給料機(jī)各種零部件中, 給料槽是最重要的部件, 在激振力交變載荷作用下, 它的損壞形式一般是側(cè)板和橫梁的疲勞斷裂。其原因主要為: 應(yīng)力過(guò)大、應(yīng)力集中、存在高次應(yīng)力諧波、材料選擇不合理、結(jié)構(gòu)形式不合理、斷面形狀和尺寸厚度選擇不恰當(dāng)?shù)鹊取Ａ硗鈧?cè)板與橫梁的聯(lián)接方式、振動(dòng)電機(jī)的安裝位置等對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也有較大的影響。目前對(duì)整個(gè)給料槽動(dòng)強(qiáng)度研究所采用的主要方法是彈性力學(xué)有限元的分析方法。在對(duì)給料槽側(cè)板的分析中除利用有限元方法外, 也采用模態(tài)綜合分析技術(shù)計(jì)算前 4- 8階模態(tài)。研究表明, 當(dāng)某一階固有頻率與工頻接近時(shí), 側(cè)板的相對(duì)扭曲變形明顯增大, 因而與工頻接近的模態(tài)及其陣型對(duì)其動(dòng)強(qiáng)度的影響應(yīng)當(dāng)加以重視。

4、關(guān)于給料自動(dòng)控制的研究

    振動(dòng)給料機(jī)給料的準(zhǔn)確控制直接影響到生產(chǎn)的效益與質(zhì)量, 采用單片機(jī)可控制電磁振動(dòng)給料機(jī)均勻給料, 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 易于調(diào)節(jié), 工作穩(wěn)定和遠(yuǎn)距離微機(jī)控制等特點(diǎn), 可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的集中控制和自動(dòng)控制提出了對(duì)慣性給料機(jī)的振動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的 PID控制策略, 并進(jìn)行了仿真研究。文獻(xiàn)介紹了一種通過(guò) SSR來(lái)完成調(diào)速控制的新方法, 已在多種類(lèi)型的定量秤  和配料秤中使用。經(jīng)實(shí)踐證明, 該控制方法具有工作可靠、壽命長(zhǎng)、無(wú)噪聲、開(kāi)關(guān)速度快和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)從 20世紀(jì) 80年代初已有變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用, 使用變頻調(diào)速器, 可以對(duì)電機(jī)實(shí)施軟啟動(dòng)及制動(dòng), 保護(hù)電機(jī), 也可以連續(xù)調(diào)節(jié)電機(jī)振動(dòng)頻率, 改變輸料量, 在焦家金礦和銅坑拋廢工程以及大型火電廠自動(dòng)輸煤系統(tǒng)應(yīng)用中均取得了很好的效果。此外通過(guò)半波能耗制動(dòng), 可有效地消除振動(dòng)給料機(jī)的余振導(dǎo)致多給料引起原燃料消耗的增加, 提高給料的精確度。

5、關(guān)于隔振效果的研究 

    目前振動(dòng)給料機(jī)主要有吊掛式和支座式兩種安裝方式, 選擇哪種安裝方式要根據(jù)給料機(jī)的安裝環(huán)境、振動(dòng)程度以及給料要求等因素綜合考慮。需要對(duì)振動(dòng)給料機(jī)的隔振彈簧剛度和彈簧的位置進(jìn)行計(jì)算或采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法對(duì)振動(dòng)給料機(jī)隔振參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算, 以確定彈簧參數(shù)。分別介紹了振動(dòng)給料機(jī)的一次隔振和二次隔振系統(tǒng)隔振參數(shù)的計(jì)算方法和設(shè)計(jì)參數(shù)的選取, 對(duì)振動(dòng)給料機(jī)的隔振理論進(jìn)行了詳細(xì)的分析, 該設(shè)計(jì)方法在德興銅礦等許多礦山的應(yīng)用中得到有力的證實(shí)。此外采用混合隔振技術(shù), 選取合適的主動(dòng)控制反饋?zhàn)兞亢头答佋鲆? 可以使系統(tǒng)處于最佳工作效率狀態(tài)。

6、關(guān)于反共振原理的研究 

     振動(dòng)給料機(jī)是利用振動(dòng)來(lái)完成物料輸送的機(jī)械, 現(xiàn)有振動(dòng)輸送機(jī)種類(lèi)較多, 但是它們的激振電機(jī)一般都直接參與振動(dòng), 這樣不但振動(dòng)電機(jī)的使用壽命縮短, 而且振動(dòng)質(zhì)量也較大, 耗能多。采用雙自由度反共振原理設(shè)計(jì)出新型的反共振振動(dòng)給料機(jī)能使電動(dòng)機(jī)不振動(dòng), 而振動(dòng)卻通過(guò)彈簧傳到振動(dòng)料槽, 達(dá)到振動(dòng)給料的目的; 采用多自由度的反共振原理, 對(duì)電磁振動(dòng)給料機(jī)作改進(jìn), 電磁鐵間的振幅不用很大就能使料槽產(chǎn)生較大的振動(dòng), 增大了電磁鐵的穩(wěn)定性, 具有很好的隔振效果。

7、關(guān)于自同步理論的研究 

    國(guó)內(nèi)從 20世紀(jì) 80年代初就出現(xiàn)了關(guān)于振動(dòng)給料機(jī)的自同步理論研究, 目前只有在雙電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)和雙軸機(jī)械式振動(dòng)給料機(jī)上應(yīng)用。李宗斌等人在聞邦春院士研究的基礎(chǔ)上, 通過(guò)建立雙電機(jī)自同步振動(dòng)給料機(jī)的力學(xué)模型, 進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析, 研究得出了振動(dòng)給料機(jī)同步性判據(jù)和穩(wěn)定性判據(jù)的計(jì)算公式; 此外劉宗時(shí)等人采用普通雙電機(jī)把自同步理論實(shí)際運(yùn)用到給料機(jī)上,由電機(jī)撓性驅(qū)動(dòng)裝在給料機(jī)上的反向旋轉(zhuǎn)偏心軸作用下實(shí)現(xiàn)直線振動(dòng), 電機(jī)不參振, 大大提高了給料機(jī)的可靠性和使用壽命。

8、關(guān)于噪聲的分析與控制研究

    振動(dòng)給料機(jī)的噪聲大都在 70dB以上, 分析其噪聲來(lái)源, 主要有振動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的不平衡, 機(jī)體各相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng), 給料機(jī)橫梁、側(cè)板等鋼制構(gòu)件的彈性振動(dòng), 物料對(duì)給料槽底板的沖擊以及螺旋彈簧的振動(dòng)碰撞等。對(duì)振動(dòng)給料機(jī)噪聲頻譜分析表明, 當(dāng)激振器頻率與料槽彈性振動(dòng)的某一階固有頻率相近時(shí), 將引起料槽彈性體的強(qiáng)烈振動(dòng)和噪聲。在已有的研究中提出的降噪措施主要有采用小尺寸高精度的軸承, 從而減緩內(nèi)外圈與滾動(dòng)體之間的撞擊; 對(duì)給料槽橫梁和側(cè)板采用適宜剛度以減小彈性振動(dòng)引起的聲輻射。多采用橡膠等非金屬材料, 如橡膠復(fù)合彈簧和撓性連軸器等以減少鋼制件的直接撞擊, 以及采用吸聲法來(lái)降低噪聲。