1600振动机械理论与动态设计方法

振动机械是0世纪后半期得到迅速发展的一类机械。它是利用振动原理来完成各种工艺过程的机械设备，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，例如，采矿、冶金、煤炭、石油化工、机械、电力、水利、土木、建筑、建材、铁路、公路交通、轻工，食品和谷物加工、农田耕作、作物收割等。在人类日常生活等许多方面也有广泛应用。这类机械可有效完成许多工艺过程，例如，给料、上料、输送、筛分、布料、烘干、冷却、脱水、选分、破碎、粉磨、光饰、落砂、成型、整形、振捣、夯土、压路、摊铺、钻挖、装载、振仓、犁土、沉桩、拔桩、清理、、采油、时效、切削、检桩、检测、勘探、测试、诊断等。随着我国经济建设和科学研究事业的进一步发展，新用途的振动机械将会不断涌现，在各个部门的使用也将日益增多，并将发挥愈来愈重要的作用。为了使这类机械获得更有效的使用和促进其进一步的发展，对它们的工作理论与设计计算方法进行较系统和较详细的叙述是十分必要的,迅速发展，应用的科学技术，对振动机械进行全面和系统的动态设计,是保证该类机械可靠和有效运行的重要措施和必要。为此，作者在总结自己30多年来在振动吸取国内外科技工作者在这一领域所取得的重要研究成果及有关参考文献中所介绍本书是在闻邦椿、翘所著《振动机械的理论及应用》一书的基础上，补充了若干新的内容,举出了几个计算机计算实例。本书共分十章，第1章叙述振动机械的用途、分类、工作原理及构造；第2章讲述振动机械某些工艺过程过程的理论及设计计参加本书编写、补充和修改的有闻邦椿、刘树英和何勍等。在编写本书的过程中，我们得到了东学机械电子工程及有关兄弟单位的们的支持，还得到平和张静等同学的大力协助。此外,机械工业及张有彩编辑和其他有关为本书的付出了辛勤的劳动。在此一并向他们致以衷心的谢意。本书会有许多不妥之处，甚至有错误的地方,望读者给予指正。20012 第1 第2 第3 第4 第5 第6 第7 第8 第9 第10 熊慕文，沉桩研究，：人民铁道6，振动台的结构及其计算法，：建筑工业A.H.布拉戈，振动试验台，：国防工业张世英，基，筑路机械工程，：机械工业17寰，结构振动分析的数值方法，长春：吉林科学技术 ：机械工业22恕，非线性振动，：科学技术 年P.SIDT,P.PELTZER,DASSYNCHRONISIERENZWEIERUNWUCHTRUTTLERANSCHWINGMASCHINEN,AUFBEREITUNGSTECHNIK,1976NR3,P108瓦尔特、霍尔曼，物料由于阻尼和质量结合对振动槽运行状态的影响，起重机械，1975年译自＜f+h＞19686F.MOGENSEN,ANEWMETHODOFSCREENINGGRANULARMATERIALS,THEQUARRYMANGER’SMARIOP.,SELF-SYNCHRONIZATIONOFTWOECCENTRICROTORSINPLANEMOTION,THESHOCKANDVIBRATIONBULLETIN41,1970.DEC.L.MEIROVITCH,ELEMENTSOFVIBRATION闻邦椿，翘，，振动给料机振动筛振动输送机的设计与调试，：化学工业闻邦椿，，徐培明，振动与波利用技术的新进展，沈阳：东学,50、闻邦椿主编PROCEEDINGSOFINTERNATIONALCONFERENCEONMECHANICALDYNAMICS,PRESSOFNORTHEASTUNIVERSITYOFTECHNOLOGY,1987。51、闻邦椿主编PROCEEDINGSOFASIAVIBRATIONCONFERENCE,PRESSOFNORTHEASTUNIVERSITYOFTECHNOLOGY,1989。52、闻邦椿主编PROCEEDINGSOFINTERNATIONALCONFERENCEONVIBRATIONCONFERENCE,PRESSOFNORTHEASTERNUNIVERSITY,1998。学,1998,P.244-249闻邦椿李以农,振动利用工程学科的形成与发展,振动与波利用技术的新进展，沈阳：东学，2000年10月，P.1树英大学，2000年10月，P.18-2000668、WENB.C.，RESEARCHCONCERNINGFREQUENCYENTRAINMENTOFNONLINEARSELF-SYNCHRONOUSVIBRATINGMACHINES,PROCEEDINGS 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ASYMMETRICALSPRINGSYSTEM,PROCEEDINGSOFINTERNATIONALCONFERENCEONNONLINEAROSCILLATIONS,1984,VALNA,BOLGALIA。73、WENB.C.，THEPROBABILITYTHICKLAYERSCREENINGMETHODANDITSINDUSTRIALAPPLICATIONS，PROCEEDINGSOFINTERNATIONALSYMPOSIUMONMININGSCIENCEANDTECHNOLOGY,1985,XUZHOU,74、WENB.C，WUW.Y.，DYNAMICCHARACTERISTICSOFTHEROTORSWITHAXIALVIBRATION,PROCEEDINGSOFINTER.CONFERENCE.ONROTORDYNAMICS,1986,TOKYO,JAPAN.75、WENB.C,FREQUENCYENTRAINMENTOFTWOECCENTRICROTORSINNONLINEARNEARRESONANTSYSTEM,PROCEEDINGSOFINTER.CONFERENCE.ONVIBRATIONPROBLEMSINENGINEERING,1986,XIAN,CHINA.76、WENB.C，JIS.Q.,THETHEORYANDEXPERIMENTABOUTTHERESONANTPROBABILITYSCREENWITHINERTIALEXCITER,PROCEEDINGSOFINTER,CONFERENCE.ONVIBRATIONPROBLEMSINENGINEERING,1986,XIAN,CHINA.77、WENB.C，THEORY,EXPERIMENTSANDAPPLICATIONOFPROBABILITYSCREENTOCOALCLASSIFICATION,PROCEEDINGSOFINTER.CONFERENCE.ONMODERNTECHNIQUESOFCOALMINING,78、WENB.C，LIUJ.，YSISANDREMOVALSTEPSOFBENDINGVIBRATIONBREACKDOWNOFLONGDISTANCEVIBRATINGCONVEYER,PROCEEDINGSOFINTER.CONFERENCE.ONDIAGNOSISANDMONITORINGOFMACHINEFAULTS,1986,CHINA，SHENYANG.79、WENB.CSOMENONLINEARVIBRATIONPROBLEMSINTHEFIELDOFVIBRATIONUTILIZATION,LECTUREATTOKYOUNIVERSITY,1986,JAPAN，TOKYO.80、WENB.C.,THEQUALITATIVEMETHODOFTHENONLINEARSYSTEMSWITHVARYINGMASS,PROCEEDINGSOFINTERCONFERENCE.ONNONLINEAROSCILLATIONS,1987,HUNGARY，BUDBAST。81、WENB.C，KUANL.C.，SYNCHRONIZATIONTHEORYOFSELF-SYNCHRONOUSVIBRATINGMACHINEWITHTWOASYMMETRICALVIBRATORS,PROCEEDINGSOFINTERNATIONALCONFERENCEONMECHANICALDYNAMICS,1987,SHENYANG,CHINA.82、WENB.C,ZHANGT.X.,VANJ.,ZHAOC.Y.,LIY.NCONTROLLEDSYNCHRONIZATIONOFMECHANICALSYSTEM,PROCEEDINGSOFTHE3RDINTER.CONFERENCEONVIBRATIONANDMOTIONCONTROL,TOKYO,JAPAN,1996.83、WENB.C，NONLINEARRESPONSESANDSTABILITYOFELECTROMAGNETICEXCITER，PROCEEDINGSOFA-PVC,1993，JAPAN，KITAKUSHU。84、WENB.C，THEORETICALRESEARCHANDEXPERIMENTSOFVIBRATORYSYNCHRONIZATIONTRANSMISSION,PROCEEDINGSOFTHE7THWORLDCONGRESSONMACHINEDESIGNANDMECHANISMS,1987,SPAIN，SEVERLIA。85.WENB.C、LIY.N.、HANQ.K.、ZHANGH.,SOMENONLINEARDYNAMICPROBLEMSINPROCESSOFVIBRATINGCOMPACTION,THEPROCEEDINGSOF10THWORLDCONGRESSONTOMM,1999,OULU,FINLAND86、WENB.C，SYNCHRONIZATIONTHEORYOFSELF-SYNCHRONOUSVIBRATINGMACHINESWITHELLIPSMOTIONLOCUS,PROCEEDINGSOFASMEVIBRATIONANDNOISECONFERENCE.1987,USA，BOSTON。87、WENB.C，EQUIVALENTMASSANDDAMCOEFFICIENTOFNONLINEARSYSTEMWITHVARYINGMASS,PROCEEDINGSOFASMEVIBRATIONANDNOISECONFERENCE1987，BOSTON,USA.88、WENB.C,ZHANGT.X.,VANJ.,ZHAOC.Y.,LIY.N.VIBRATIONSYNCHRONIZATIONANDCONTROLLEDSYNCHRONIZATIONOFMECHANICALSYSTEM,PROCEEDINGSOFASIA-PACIFICVIBRATIONCONFERENCE‘95,KUALALUMPER,MALYASIA,1995,30-3989、KUANL.Z，WENB.C，RESEARCHONSYNCHRONIZATIONOFSELF-SYNCHRONOUSVIBRATINGMACHINEWITHDUALMASSWITHINRESONANTREGION,PROCEEDINGSOFINTERNATIONAL.CONFERENCE.ONMECHANICALDYNAMICS,1987,SHEN&YANG,CHINA.1997.2.PP.257-WENC.X.，WENB.C，GLOBALSTABILITYOFTHENONLINEARSYSTEMWITHPIECE-WISELINEARITYUSINGCELLMAPMETHOD,PROCEEDINGSOFINTER.CONFERENCEONNONLINEAROSCILLATIONS,1987,BUDBEST,HUNGARY.WENC.X.，WENB.C，NUMERICALMETHODOFNONLINEARSYSTEMWITHPIECE-WISELINEARSPRINGS,PROCEEDINGSOFASMEVIBRATIONSANDNOISECONFERENCE,1989,MONTREL,CANADA.JIS.Q.，WENB.C，THESTUDYONTRANSITIONALPROCESSESOFTHEINERTIALVIBRATINGMACHINERY，PROCEEDINGSOFA-PVC,1993,KITAKUSHU,JAPAN。JIS.Q.，WENB.C,,THEDETERMINATIONOFTHEEXCITERPOSITIONSOFTHESELF-SYNCHRONOUSVIBRATINGSCREENWITHTHEEXCITERDEFLECTION,PROCEEDINGSOFINTER.CONFERENCEONVIBRATIONPROBLEMSINENGINEERING,1990,WUHAN,CHINA.1986刘树英,袁艺,闻邦椿,旋振式振动机的动力学分析,东学学报,P.56-60,械,101.刘树英韩清凯闻邦椿,惯性振动机的定量给料控制研究，振动与波利用技术的新 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学，2000年10月，P.60130多年如输送槽、筛箱、台面和平衡架体等c但在一些振动机中无平衡架体。为了完成各种工惯性式振动机（1-1）它是由惯性激振器驱动。惯性激振器通常是由偏心块、主轴、轴承和轴承座等所组成（1-1b）。工作机体的振动是由偏心块回转运动时产生的 图1-1惯性式振动l一激振器2一工3一弹性元件45一主轴61-1振动机械按用机器名 弹性连杆式振动机（图l-图1—工作机234一连5一偏电磁式振动机（图l—3）它是由电磁激振器驱动的。电磁激振器是由铁心、线圈及衔铁所组成（1—3b）。交变电流或脉动电流通过线圈，使电磁铁产生周期变化的电磁其它振动机它们由风动式激振器、式激振器和凸轮式激振器驱动。由于该类表1-2是按照动力学特性对振动机械进行分类。分为线性非类振动机、线性近图1-3电磁式振动a）外形图b）电磁激振1一激振23一弹性元件45678一衔1-2振动机械按动力学特性分类表振动机类特形(ωω0(ωω0(ωω0(ωω0，(ωω0或(ωω01-4b所示的双轴式惯性激振器的两轴，通常作反向等速回转，所以当两轴上的偏心y-yx-x方向上两轴偏两端的偏心块具有不同的安装相位时（1-4c），还会产生定向周期变化的激振力偶。图l-4各种惯性激振器常在2-10范围内选取。a）单轴式惯性激振器b）、c）双轴式惯性激振器

机器在远 的状态下工作，工作频率ω与固有频率ω0之比z0，通常在单轴惯性振动筛其结构如图l-5所示。它是由单轴惯性激振器12和带有1-5l一单轴惯性激振器23一隔振弹簧4一前拉弹簧5一筛637所组成；电动机l2，使（见图l-6箭头所示）图l-6l一电动机23一单轴式激振45一偏心块6一机体7振动光饰机图l07表示了激振器主轴垂直方向安装的立式振动光饰机。由图l—7a可见，容器l2上。振动器主轴上下两端装有6，卸料门用螺栓压紧，以保证容器密封。在容1-8a155 1-7立式振动光饰a）示意图b）结构l一容器23一电动机4一偏心块5一底6一卸料口7一法兰8一长螺栓9一夹板10一橡皮11一出水星式振动棒。它又分为外滚道式和内滚道式两种。图l-8b为外滚道式振动棒，图l-8c为内10000～20000次／min这样高的振动频率，对于提高混凝土的浇灌质量是有效振动料斗其结构示意图和工作原理图如图l—9所示。该料斗由料仓l、可调减压 图1-8插入式振捣a）偏心式插入振捣器b）外滚道式振动棒c）内滚道式振动棒1、11、18234、65一软轴78一增速器910一胀轮式防逆装12一增速小齿轮13一提手14一电源开关 一壳体l一滚锥22一滚道 图1-94一给料斗5一挠性密封装置6一隔振橡胶弹单轴式惯性圆锥破碎机其结构如图l—10从20纪50研制性圆破碎。前选矿米哈布尔）ID—10 的粉末50～70kg。KID破碎机在研磨工业的应1-10KID型惯性圆锥破碎l一机2一轮胎3一隔振弹簧45一偏心块67一机架8一球面支承9一止动器10一外破碎锥11一料斗12一内破碎131415一电动操作台和驾驶室3、橡胶轮胎式驱动后轮4和后轮支架5等组成。1-11单钢轮式轮胎驱动振动压路12一振动3一操作台和驾驶45图l-12示出了振动式（单轴式）压路机的示意图。振动轮为振动压路机的工作部分，图1-12图l-13振动成型机（振动台1一电动23一底座4一支承弹簧56一台该机是由电动机、齿轮同步器、底座、偏心块、支承弹簧等组成。电动机l通过弹性联5，两轴上的偏心块对称地安装，以使水平方向的激振力互相抵消，垂直方向的激振力互相叠加，这样便可使台面6产生垂直方向的振动。振动筛图l- 为热矿动筛该筛于冶部门烧结矿筛分它是激器箱架簧簧机与、