顎式破碎機機構平衡重優化研究
2016-02-22來源:環球破碎機網
重的大小和安裝位置,使偏心軸回轉不均勻性減小,機器及基礎所受的振動力降到最低,提高了機器整機的綜合性1概述顎式破碎機廣泛應用于礦山、冶金、建材、化工等行業,而這些行業需破碎的物料量也迅速增加,那么要使破碎機能更加有效地工作,在對破碎機進行設計時,需要對它的動力學參數:機構平衡重、拉桿彈簧計算載荷和飛輪轉動慣量等進行優化設計。由于顎式破碎機在運轉過程中對機座產生周期性激勵,這一激勵將使機器及基礎發生振動,這樣將加速機器的磨損,降低機器的壽命。為了盡量減小顎式破碎機本身慣性力所產生的振動,一般都在飛輪或帶輪上加質量平衡塊。本文利用Matlab的優化功能,在Matlab環境下對一PE型雙腔顎式破碎機的機構平衡重進行優化設計,通過優化計算調整平衡塊的質量和方向角到最佳值,使隨機構位置而變化的振動力降到最低。
2力學模型建立為一顎式破碎機的力學模型,其中OA為偏心軸,它的長度為/1,其上所受的力(F21)x、(F21)y為動顎作用在曲柄上的約束反力,為使F21得以平衡,在曲柄軸r1、Y處加平衡重Gd則假設平衡重產生慣性力為FD,產生的慣性力偶矩為MdAB為動顎,它的長度為/2,F2表示作用在動顎質心處的慣性九慣性力F2的方向角為02,M2表示作用在動顎上的慣性力偶矩,F12、F32分別為偏心軸和肘板對它的約束反力。O1B為肘板,它的長度為/3,肘板的自重、慣性力、慣性力矩與其它運動構件相比很小,在進行受力分析時一般將其略去不計,所以肘板為二力構件,即受到來自機架和動顎的約束反力F23和F43.由于機構平衡是對慣性載荷在支座上引起的附―),女,湖南衡陽人,廣西工學院
機械工程系講師。
加動壓力的平衡,因此在進行平衡問題的力分析中,不必考慮除慣性載荷(慣性力、慣性力矩)以外的其他外力。根據達朗伯原理,可把構件產生的慣性載荷當作外力,作用在產生該慣性載荷的對應構件上,使機構處于動態靜力平衡。將機構動力學問題轉化為靜力學問題,按靜力學方法求解。
如所示,取為級組,肘板為二力構件。假定曲柄軸為勻速旋轉,則ei=,這樣可列以下力學方程:Fi為作用在曲柄軸支座上的合力,即由于慣性力的存在對支座產生的附加動壓力,Mk為作用在曲柄軸支座上的合力矩,此力矩由原動機平衡,在計算機構平衡重時不予考慮。
3優化模型建立3.1設計變量裝加在飛輪上的平衡重的位置可按結構確定,即平衡重的向徑ri為預先給定。把平衡重大小GD以及向徑的方向角Y作為設計變量:3.2目標函數以作用在曲柄軸支座上的合力Fi最大值極小為目標函數:3.3約束條件兩個設計變量的邊界約束為:G2―Gd>0表示平衡重Gd的上限為K G2;2tt―x2>0,表示向徑的方向角Y的上限為2nK由設計者取值,在這里K取0. 4實例分析以一PE型雙腔顎式破碎機為例,它的運動機構簡圖及構件長度可根據有關資料。機械,1994廖漢元,孔建益,鈕國輝。鄂式破碎機。北京:機械工業出版社,1998羅紅萍,母福生。雙腔顎式破碎機運動學特性研究。
礦山機械,2006,(1):趙先瓊,楊曉紅。Matlab在機械優化設計中的應用。岳陽師范學院學報(自然科學版),2000戴少生。顎式破碎機離心慣性力的消除。礦山機械,1999,(1)15.
責任編輯:宋欣
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