双质体板式振动输送机总体与隔振系统设计开题报告

 2023-12-29 11:37:25

1. 研究目的与意义

随着科技发展,企业对输送机的要求越来越高,而现在企业用的振动输送机大都功耗大、噪声大、输送距离短且维修品频次高(每年6——12次,并需停产维修)。有些企业需要输送的物料的输送量、物料温度都是在一个很大的区间内,由于负荷的随机性及变化幅度过大,导致设备在使用过程中常出现振幅变化范围较大,工作状态很不稳定,物料运动速度不均匀,常有料层厚度堆积情况,使槽体的磨损加剧,大大缩短槽体寿命。而且严重影响了正常的生产秩序、产品生产质量,提高了制造成本,应尽快改变这些设备的生产现状。

双质体板式振动输送机具有环保、输送距离远、能适应高温介质、节能等一系列优点,符合企业生产所需要的性能。本课题会进行输送机系统总体设计和隔振系统分析、隔振系统设计,目的是使输送机功耗减小、噪声降低、增加输送距离、减少维修次数、降低制造成本、提高产品质量,更利于企业的生产制造,提高市场竞争力。

2. 课题关键问题和重难点

课题需要解决的问题是板式输送机的材料选择,其需要选择可以承受850℃以上高温的材料;需要设计弹性合适的隔振弹簧做隔振系统,隔振弹簧设计主要考虑系统采用变频调速技术时,系统振幅变化增大,振动强度显著提高,应如何减少系统对地基的振动;针对总体模型的设计,需要考虑进料口和出料口的位置,振动电机的位置,计算振动频率,进行强度校核,计算运输的速度等。

本课题的难点:1.隔振系统的设计:此内容包括增加输送距离,延长输送机的工作时间,分析发现这与输送机的振动相关,所以隔振系统的设计与本课题的结果息息相关。而在设计隔振系统时,需要考虑诸多因素,如弹簧材料的选择、料槽的刚度以及物料性质等。2.输送机系统总体设计:总体设计时不仅需要考虑弹簧材料的选择、料槽的刚度以及物料性质以外的因素,正确的输送机设计还应根据操作条件确定阻尼常数和荷载的物料结合系数,这就存在对众多参数优化选择问题。

3. 国内外研究现状(文献综述)

张亦工、张亦农、韩成年[1]介绍了双质体振动设备的功能、结构、振动输送原理、发展历史。振动机械是有效利用振动的机械设备,具有很多作业功能,能完成诸多工艺过程、提高工作效率。任何一种振动机械都有动力驱动装置(如振动电机、电磁振动器、弹性连杆驱动器、惯性振动器)、工作承载体(如料槽)、减振器(如减振弹簧)等共同组成振动机械弹性系统,在静平衡位置附近作往复振动弹性运动。按结构、自由度可分为单质体受迫振动系统和双质体受迫振动系统。通过对振动设备的发展历史分析,振动技术在不断发展,而双质体振动设备具有节能的优点,能获得能量的较大利用率,是振动机械的发展方向。

王云强,段成芬[2]对振动输送机的理论计算与应用:板弹簧采用环氧酚醛层压板作材料,具有强度高、弹性好、耐腐蚀、抗老化等优点。它的强度为普通酚醛层板的2.5倍;连杆与槽体连接采用了减振轴承,减振轴承除了可抵抗连杆纵向的冲击外,还可消减偏心轴摆动造成的扭转冲击。橡胶轴承扭转的反作用力,有利于推动槽体的反向作用,有利于节能降耗;另外,槽体采用不锈钢板结构,具有耐腐蚀、寿命长的优点。

张宇[3]对降噪和减震的研究:隔振是将振源与基础或者连接结构的刚性连接改为弹性连接,以防止或减弱振动能量的传递,实现减振降噪,是最常用的振动控制方法。通过比较,选用钢弹簧作为振机隔振系统的隔振元件并进行了隔振计算,应用有限元方法对整个隔振系统进行了静力学特性分析与动力学特性分析,在采取隔振措施后有的隔振效率,可降低噪声。

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4. 研究方案

本课题是以长距离水平振动输送机为研究对象,在线性振动输送机的基础上,根据工程现场条件,研究开发双质体板式振动输送机,其结构包括输送槽和平衡底架、激振器、主振弹簧和隔振弹簧、导向杆、进料装置和卸料装置。双质体板式振动输送机通过振动电机有规律的振动带动下质体上下振动,在下质体振动的过程中,通过主振弹簧将激振力传递到上质体,上质体在振动的过程中促使槽体内的物料向前运动,达到输送物料的目的。本课题的主要目标是在满足双质体板式振动机稳定工作的前提下,达到减小噪音、降低能耗等效果,从而获得正常的生产秩序。

课题的主要研究内容:1.对现有振动输送机系统进行调研和分析,了解国内外同类产品的发展现状、存在的主要问题和发展趋势;2.隔振弹簧设计。隔振弹簧的作用是对振动机体实现弹性支承、使机体得以实现弹性振动,减小传给基础的动载荷。隔振系统需要设计弹性合适的隔振弹簧,隔振弹簧设计主要考虑系统采用变频调速技术时,系统振幅变化增大,振动强度显著提高,应如何减少系统对地基的振动;3.进行系统功能、技术特点分析及总体结构设计,例如上下质体的分段连接、振源安装的结构设计等,借助相关软件完成对双质体板式振动机主体物理建模、装配和运动仿真(UG是一个交互式计算机辅助设计与计算机辅助制造系统,它功能强大,可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构,可以实现双质体板式振动机的物理建模、装配和运动学仿真)。

振动输送机按激振机构分机械式和电磁式两类。电磁式振动输送机输送距离仅20m,距离不够,无法满足生产需求,所以不可采用;偏心连杆式振动输送机整机重量大,长距离对于槽体的刚度有较高要求,考虑到维修次数以及使用寿命,故不予采用。按参与振动构件数目可分为单质体、双质体和多质体三种类型。单质体的只有输送槽产生振动,因而振动力传至地基,大多为轻型的;双质体和多质体的除输送槽外,还有对重架参与振动,结构稍复杂,但可以基本上消除对地基的振动力,还可利用共振原理使所需激振力最小。

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5. 工作计划

2023.1.2-2023.1.15完成译文翻译,查阅文献,完成开题报告并上传毕设网。

2023.1.16-2023.2.5根据指导老师意见对译文和开题报告完成修改。

2023.2.6-2023.3.19按照开题报告的方案,开始毕设课题的计算及设计。

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