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从客户实例出发讲解振动给料机本体失效分析与对策

2013-07-19

  给料机运行时, 下落矿块大小不均, 落矿不畅通, 落点不确定, 常出现给料机一侧大量堆料, 另侧少量落料的非均匀受载状况( 见图2) 。一定质量的堆料、蛇形弹簧、振动电机组成一有阻尼的单自由度弹簧质量系统。振动电机提供了简谐激振力F sin Xt , 该力使系统产生受迫振动。
  振动体质量不变时, 系统是一种持续等幅振动;质量变化时, 振幅变化。系统振动频率与激振力频率相同, 据此振动给料机可简化为两套振动频率相同、相位( 亦即振动电机偏心块相位或激振力相位)相同, 而振动体质量不同的弹簧质量系统通过既具有一定刚度又具塑性的底板相联接, 其力学图见图3。因为底板具有一定刚度, 决定了两套弹簧质量系统并非互相独立, 其运动是互相制约的; 因为底板具有塑性, 两套弹簧质量系统不可作并联考虑。
  现在分2 种情况讨论振动给料机的运动力学状态:
  ( 1) 上部矿仓落料通畅, 给料机受载均匀, 即M= m 时, 两套弹簧质量系统振动频率、相位、振幅相同。给料机受到的激振力方向和其上任一质点运动方向始终在平行于侧板的竖直平面内, 没有垂直于竖直平面的分力, 激振力Fsin Xt 仅维持给料机在竖直平面内的振动。
  ( 2) 给料机受载不均, M > m 时, 据振幅公式可知, 两套弹簧质量系统振动频率、相位相同, 而振幅不同, 给料机运动轨迹在一个锥面上, 其动力学图示如图4。M 与m 差值越大, 两者振幅差值越大, 该锥体锥顶角越大, 则在同一相位, 激振力Fsin Xt 沿平行于竖直平面的分力F sin XtcosH越小, 沿垂直于竖直平面的分力F sin Xt cosH越大。前者提供弹簧质量系统有效激振力; 后者使给料机沿宽向受力, 随相位不同, 该力大小、方向呈周期性变化, 是一交变载荷, 其幅值越大, 破坏性越强。
  3 整改措施上述分析说明: 本体开裂的内因是振动电机两侧布置, 外因是给料机非均匀受载。矿仓矿料直接来自采场, 未经过中间破碎, 难以控制矿块大小, 给料机非均匀受载是无法避免的。所以我们选择了改变振动电机布置形式的方案。
  ( 1) 用焊接加强筋、三角撑, 适当增加底、侧板厚度的方法来增强给料机本体刚度。
  ( 2) 将一个大功率振动电机安装在给料机底板下部( 沿给料机宽度方向处于中部, 纵向如图1 虚线所示位置) 代替原双侧布置形式, 使给料机成为一个多弹簧并联的弹簧质量系统。
  ( 3) 适当增大给料机可动部分与相关的其它设备、设施之间的配合间隙, 以防止非均匀受载的给料机倾斜时产生运动干涉。
  经上述整改, 该给料机自1997 年运行至今未出现本体开裂和较大变形现象, 使用寿命达到设计目标, 事实说明基于理论分析的整改措施是正确的。
  振动给料机就是一般意义上说的喂料机,只是因为各个地方的叫法不同,所以产生了不同的名字,而其本质和作用,基本上是一样的。振动给料顾名思意也就是在振动过程中均匀下料,优点是给料均匀,可根据控制电机的振动频率(交流电机一般用变频器来完成)来控制料位均匀地大(小)下料 。结构简单,运行可靠,调节安装方便,重量轻,体积小,维护保养方便,当采用封闭式结构机身时可防止粉尘污染。振动给料机,可调式细碎破碎机,都属于矿山机械设备的一部分。
  产品配置在初级破碎设备之前,在连续均匀主送大块物料的同时,除去物料中的泥土,杂质,控制给料量,使之与之后续破碎,筛分生产线的处理能力相匹配,是成套生产线上的必备设备,具有结构讲古,抗冲击,耐磨损等特点。

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