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慣性振動給料機的動態設計及應用

　　安徽冶金科技職業學院學報慣性振動給料機的動態設計及應用朱智，謝欣榮，程從山(馬鋼股份公司彩涂板廠安徽馬鞍山243⑴0)進行動力學分析。

慣性振動給料機;動態設計;Matlab師研究方向電氣工程機電!d體化eJoalElec廿ode慣性振動給料機是一種利用振動原理來完成各種給料過程的振動機械。目前，這類機械已廣泛應用于工農業生產及國防建設等各個部門，利用振動的槽體可以使物料沿著指定的方向作滑行或拋擲運動，從而達到輸送物料的目的。這種振動機械與其它機械的共同點是：它們正向大型化、自動化、集成化、智能化方向發展，工作中出現的動力學問題愈來愈多，對動力學特性的要求愈來愈高。因此，對機械整體系統及其零部件，按照動態設計理論與方法進行較全面和系統的設計是一項不可缺少的工作，是保證該類機械和整個系統可靠和有效運行的重要措施和必要的手段.慣性振動給料機的動態設計目的，是希望所設計的設備在投入生產后，能處在較理想的狀態下工作，不僅能獲得滿意的工藝指標，還要求機械設備能可靠地工作，同時應滿足工作壽命的要求。

1慣性振動給料機動態設計的內容為了有效利用振動而賦予振動給料機動態設計的內容，大致可分為以下兩個方面：在初步設計過程中，根據以往的經驗和理標;在完成初步設計后，對所設計的機械結構進行建模，研究和分析其動態特性，并在可能的情收穡日期：2⑴6―11―11況下進行試驗分析，檢驗其動態特性，進而對機械設備的圖樣進行審核、修改或重新設計。

2慣性振動給料機動態設計的步驟與方法對于振動機械動態設計的步驟，大致包括以下幾個方面：運動學參數的計算、動力學建模、動態特性分析與動力參數計算、用實驗方法測出機器的模態、參數識別、找出修改準則及需要修改的問題、對結構進行動力修改121.完成上述動態設計通常采用解析法、數值法和實驗法。最理想的是將這些方法結合起來，做到理論與實際緊密結合。

運動學參數的計算：振動給料機需要選擇與計算的運動學參數有：振幅、頻率、振動方向角、工作面的傾角和運動軌跡等，這些參數選擇原則是找出物料最佳和次佳運動狀態，進而選取最佳和次佳的運動學參數。

動力學建模131：根據慣性振動給料機的特點，采用有限元法建立動力學方程步驟如下：將系統劃分為若干有限單元，選取單元坐標系。計算在總坐標系中單元的慣性矩陣、阻尼矩陣、剛度矩陣和結點力矩陣即確定系統坐標向量U及各單元的變換矩陣As，進而計算系統的慣性矩陣M、阻尼矩陣C剛度矩陣K和結點矩陣F.尸1建立結構總體坐標系下的運動微分方程式然后按照方程求系統的固有頻率、振型和動力響應。

動態特性分析與動力學參數計算對于求他們的固有頻率和振型，可先略去外作用力和阻尼，這時方程可寫成一位移向量和加速度向量。

上述方程有下列形式的解U=XsinT(8)由以上方程即可以求得系統的固有頻率和振型。N個自由度的系統有N個固有頻率，每個固有頻率都有相應的振型。此外，還可以對動力學方程進行坐標變換，將方程變換到主坐標或正規坐標上，然后求出系統的動力響應。

實驗模態和對系統物理參數進行識別通過試驗可以測得機器的動態特性。振動測量時，應同時測量輸入和輸出。測得輸入和輸出，便可算出頻率響應函數，由此可按照所測得的激勵和響應，推算出系統的動態特性。

模態參數的識別可在頻域中進行識別，也可以在時域中進行識別。

時域信號一頻域信號傳/+函)傳遞函數參數模態參數數估計識別建模參數辨識時域信號建模數學模型>模態參數單電機立式安裝由于偏心塊旋轉將產生周期激振力F =mn2，分解為沿力心O和質心O連線方向的力F，Fs=Focoscot，進一步分解為Fx和F.，另一個分力Fz沿Z軸方向垂直于00.凡=Fosinot，因此會產生沿x、y、z三個方向的振動。又由于力心O和質心O不重合，由Fz產生的力矩會引起機體的轉動，在這里僅考慮繞y軸的轉動，用角位移0表示。根據牛頓運動定律和轉動方程式辛志杰，徐燕申。超聲珩磨振動系統動態設計。組合機床與自動化加工技術2006湖南有色金屬，2001.陳永亮。基于有限元的模塊化振動料斗動態分析。