力学课程设计报告电磁振动给料机的振动分析与隔振设计.doc

振动力学课程设计报告


课设题目:电磁振动给料机的振动分析与隔振设计
单位:理学院
专业/班级:工程力学09- 1
姓名:闫鲁华
指导教师:于月民

一、前言
1、课题目的或意义
通过对电磁振动给料机的振动分析与隔振设计,进一步了解了电磁振动给料机的振动原理,同时通过对结构进行振动分析或参数设计,进一步巩固和加深振动力学课程中的基本理论知识,初步掌握实际结构中对振动问题分析、计算的步骤和方法,培养了我们将所学的知识与实际问题相结合的方法途径,提高独立分析问题和运用所学理论知识解决实际问题的能力。
课题背景:
目前,电磁振动给料装置在工业生产上应用十分广泛。随着科学技术和计算机控制的日益发展,社会生产对电磁振动给料机的效率与自动化控制要求越来越高;随着人们对振动与控制问题认识的深入,也使得提高电磁振动给料机的性能成为可能。
特点:(1)电气控制采用可控硅半波整流线路。可无级调节给料量,可用于自动控制的生产流程中,实现生产自动化。(2)无转动零部件,不需润滑,结构简单,维修方便。(3)物料呈微抛运动,料槽磨损小。(4)采用合金钢板制成的料槽,可适用输送高温、磨损严重及有腐蚀性的物料等。
国内外,生产和使用振动给料机的厂家很多,从起振方式的分类来说,现在主要有三种,即偏心电机、电磁铁和压电陶瓷,其中偏心电机与电磁铁应用比较广泛,压电式的在我国还处在研究阶段并且因其振动幅度不丈,在生产中的应用受到了一定的限制。就控制与安装
的方便性来说,电磁铁的要比偏心电机更为方便,因而电磁铁的应用更为广泛。在这次模型中,我们以应用最为广泛的电磁振动给料机作为研究对象。

二、振动(力学)模型建立
1、结构(系统)模型简介
由槽体、电磁激振器、主振弹簧与隔振弹簧等组成。工作槽体是由钢板焊接成的槽子,电磁激振器中的铁芯固定在激振器壳体上,衔铁与槽体的联接叉相连接。板弹簧两端用压紧螺钉固定于激振器壳体上,其中部夹紧在联接叉上。这样,槽体、激振器及板弹簧就构成了双质体的主振系统。
振动电磁振动给料机电磁线圈的电流是经过单相半波整流的,当线圈接通后在正半周内有电流通过,衔铁与铁芯之间便产生了一脉冲电磁力互相吸引,这时槽体向后运动,激振器的主弹簧发生变形储存了一定的势能,在负半周线圈中无电流通过,电磁力消失,主弹簧释放能量,使衔铁和铁芯朝反方向离槽体向前运动。
电磁振动给料机基本机构如下图所示:
简化模型如图:
2、系统模型参数
、——质体1和质体2的质量;
、、k3——质体1和质体2上弹簧的刚度及两个质体间的弹簧刚度;
、——质体1和质体2位移及两个质体的相对位依;
w——激振频率。
F——激振力
三、振动分析
振动方程建立
振动微分方程:


2、模态定性分析
(1)固有频率:



(2)隔振模态:
-10HZ,可算出隔振弹簧刚度:

主振模态:
电磁振动给料机的频率是由电网的频率决定的,对半波整流的电磁振动给料机,其工作频率为50HZ,即电磁振动给料机通常的震动次数每分钟3000次。因为振动机体的质量是由工作要求决定的,可变化的是主振弹簧的刚度k1,为满足工作要求,应取主振刚度为:

3、主振弹簧刚度
电磁