顎式破碎機機構(gòu)平衡重優(yōu)化研究
2016-02-22來源:環(huán)球破碎機網(wǎng)
重的大小和安裝位置,使偏心軸回轉(zhuǎn)不均勻性減小,機器及基礎(chǔ)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(yīng)用于礦山、冶金、建材、化工等行業(yè),而這些行業(yè)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(shè)計時,需要對它的動力學參數(shù):機構(gòu)平衡重、拉桿彈簧計算載荷和飛輪轉(zhuǎn)動慣量等進行優(yōu)化設(shè)計。由于顎式破碎機在運轉(zhuǎn)過程中對機座產(chǎn)生周期性激勵,這一激勵將使機器及基礎(chǔ)發(fā)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(chǎn)生的振動,一般都在飛輪或帶輪上加質(zhì)量平衡塊。本文利用Matlab的優(yōu)化功能,在Matlab環(huán)境下對一PE型雙腔顎式破碎機的機構(gòu)平衡重進行優(yōu)化設(shè)計,通過優(yōu)化計算調(diào)整平衡塊的質(zhì)量和方向角到最佳值,使隨機構(gòu)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(shè)平衡重產(chǎn)生慣性力為FD,產(chǎn)生的慣性力偶矩為MdAB為動顎,它的長度為/2,F(xiàn)2表示作用在動顎質(zhì)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,F(xiàn)12、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(gòu)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(gòu)件,即受到來自機架和動顎的約束反力F23和F43.由于機構(gòu)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(jù)達朗伯原理,可把構(gòu)件產(chǎn)生的慣性載荷當作外力,作用在產(chǎn)生該慣性載荷的對應(yīng)構(gòu)件上,使機構(gòu)處于動態(tài)靜力平衡。將機構(gòu)動力學問題轉(zhuǎn)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(gòu)件。假定曲柄軸為勻速旋轉(zhuǎn),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(chǎn)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(gòu)平衡重時不予考慮。
3優(yōu)化模型建立3.1設(shè)計變量裝加在飛輪上的平衡重的位置可按結(jié)構(gòu)確定,即平衡重的向徑ri為預(yù)先給定。把平衡重大小GD以及向徑的方向角Y作為設(shè)計變量:3.2目標函數(shù)以作用在曲柄軸支座上的合力Fi最大值極小為目標函數(shù):3.3約束條件兩個設(shè)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(shè)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(gòu)簡圖及構(gòu)件長度可根據(jù)有關(guān)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(yè)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(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)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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