惯性振动给料机的动态设计及应用

　　安徽冶金科技职业学院学报惯性振动给料机的动态设计及应用朱智，谢欣荣，程从山（马钢股份公司彩涂板厂安徽马鞍山243⑴0）进行动力学分析。

　　惯性振动给料机；动态设计；Matlab师研究方向电气工程机电！d体化eJoalElec廿ode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，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，按照动态设计理论与方法进行较全面和系统的设计是一项不可缺少的工作，是保证该类机械和整个系统可靠和有效运行的重要措施和必要的手段111.惯性振动给料机的动态设计目的，是希望所设计的设备在投入生产后，能处在较理想的状态下工作，不仅能获得满意的工艺指标，还要求机械设备能可靠地工作，同时应满足工作寿命的要求。

　　1惯性振动给料机动态设计的内容为了有效利用振动而赋予振动给料机动态设计的内容，大致可分为以下两个方面：在初步设计过程中，根据以往的经验和理标；在完成初步设计后，对所设计的机械结构进行建模，研究和分析其动态特性，并在可能的情收穑日期：2⑴6―11―11况下进行试验分析，检验其动态特性，进而对机械设备的图样进行审核、修改或重新设计。

　　2惯性振动给料机动态设计的步骤与方法对于振动机械动态设计的步骤，大致包括以下几个方面：运动学参数的计算、动力学建模、动态特性分析与动力参数计算、用实验方法测出机器的模态、参数识别、找出修改准则及需要修改的问题、对结构进行动力修改121.完成上述动态设计通常采用解析法、数值法和实验法。理想的是将这些方法结合起来，做到理论与实际紧密结合。

　　运动学参数的计算：振动给料机需要选择与计算的运动学参数有：振幅、频率、振动方向角、工作面的倾角和运动轨迹等，这些参数选择原则是找出物料佳和次佳运动状态，进而选取佳和次佳的运动学参数。

　　动力学建模131：根据惯性振动给料机的特点，采用有限元法建立动力学方程步骤如下：将系统划分为若干有限单元，选取单元坐标系。计算在总坐标系中单元的惯性矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵和结点力矩阵即确定系统坐标向量U及各单元的变换矩阵As，进而计算系统的惯性矩阵M、阻尼矩阵C刚度矩阵K和结点矩阵F.尸1建立结构总体坐标系下的运动微分方程式然后按照方程求系统的固有频率、振型和动力响应。

　　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。

　　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。

　　模态参数的识别可在频域中进行识别，也可以在时域中进行识别。

　　时域信号一频域信号传/+函）传递函数参数模态参数数估计识别建模参数辨识时域信号建模数学模型>模态参数单电机立式安装由于偏心块旋转将产生周期激振力F =mn2，分解为沿力心O和质心O连线方向的力F，Fs=Focoscot，进一步分解为Fx和F.，另一个分力Fz沿Z轴方向垂直于00.凡=Fosinot，因此会产生沿x、y、z三个方向的振动。又由于力心O和质心O不重合，由Fz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0表示。根据牛顿运动定律和转动方程式辛志杰，徐燕申。超声珩磨振动系统动态设计。组合机床与自动化加工技术2006湖南有色金属，2001.陈永亮。基于有限元的模块化振动料斗动态分析。

　　现代制造工程，20053闻邦椿。振动机械的理论与动态设计方法。北京：机械工业出版社2001振动与冲击手册编辑委员会。振动与冲击手册（第1卷）。基本理论与分析方法。北京：国防工业出版