振動電機激振力的計算.doc

激振力 離心塊轉動到最高點后提起平板夯，平板夯對地面的作用力減小。 離心塊運動到最低點的時候對地面提供最大的作用的力,設其勻速轉動的角速度為ω，半徑為r，質量為m1，則此時離心塊的向心力為F1，F1=m1rω^2. 又向心力由轉軸對離心塊的作用F2和重力m1g提供，F1=F2-m1g. 故離心塊對平板夯的作用為F2=F1+m1g=m1rω^2+m1g. 此時，地面所受作用力（即激振力）為F2和平板振動夯重力m2的合力F3， 有F3=F2+m2g=F1+m1g+m2g=m1rω^2+m1g+m2g 回轉細長桿的轉動慣量計算時假設桿件長度遠大于粗細。 符號意義及單位 J —— 對某回轉軸的轉動慣量，kg.m^2； m —— 回轉體的質量，kg； i —— 慣性半徑，m； O —— 重心位置； x,y —— 重心坐標； 幾何體的尺寸單位可以是任何長度單位，計算默認為m。 i=根號j/m 1．Jx=Jy＝mr/4 2.jPO=mr平方／2 po是與圓形平面板垂直的回轉軸 震動電機原理與應用，型號及維修保養(yǎng)方法 發(fā)布日期:2010-1-25 來源:中國振動電機網編輯:中國振動電機網 　　震動電機是動力源與振動源結合為一體的激振源，震動電機是在轉子軸兩端各安裝一組可調偏心塊，利用軸及偏心塊高速旋轉產生的離心力得到激振力。振動電機的激振力利用率高、能耗小、噪音低、壽命長。震動電機的激振力可以無級調節(jié)，使用方便，JZO、YZU、VB，XVM，YZO、 YZS、YZD、TZD ，TZDC 等型號的振動電機為通用型震動電機?？梢詰糜谝话阏駝訖C械，如：振動破碎機、振動篩分機、振動打包機、振動落砂機、振動造型機、振動打樁機、振動提升機、振動充填機、料倉的振動破拱防閉塞裝置等等。廣泛的應用在水電建設、火力發(fā)電、建筑、建材、化工、采礦、煤炭、冶金、輕工等工業(yè)部門。 [編輯本段]振動電機特點： 　　1.激振動力與功率配合得當,振動力大,機體重量輕,體積小,機械噪音低。 　　2.因為振動電機是強阻型振動而不是共振,所以有穩(wěn)定的振幅。 　　3.振動頻率范圍大。電磁式激振器的振動頻率是固定的,一般等于電源步率,而震動電機的振動頻率可通過調整轉速的辦法進行大范圍的調整,并且能按照不同的通途任意選擇振動頻率和振幅。 　　4.受電源波動的影響小,電磁式激振器會由于電壓變化而引起激振力發(fā)生大的變化,但振動電機中,這種變化就非常小。 　　5.多機組合,可實現自同步能完成不同工藝要求。 　　6.可根據振動電機的安裝方式改變激振力的方向。 　　7.只須調整偏心塊的夾角,就可無級調整激振力和振幅。 　　8.維護保養(yǎng)簡單,由于不像電磁式那樣使用彈簧,因此類似間隙調整,重量調整等維修工作可以免除,僅需要定期維修軸承。 　　9.規(guī)格齊全,能滿足各類振動機械的工作需要。 振動電機產品系列 　　1、YLJ、YLJO、YLJF、YLJD、YLJT、YLEJC、YLEJF系列三相異步力矩電機。 　　2、YZS、JZO、YZVP系列三相異步震動電機。 　　3、YEJ、YDEJ系列三相異步電磁制動電機。 　　4、YVP、YZPBF、YZPBEJ系列變頻調速電動機及起重冶金專用變頻調速電機。 　　5、YD、YDT、YZD、YZTD系列多速及塔吊專用電動機。 　　YZU系列振動電機使用條件: 　　環(huán)境溫度：-20℃~+40℃ 　　海 拔：<1000 m 　　電 壓：380 V 　　接 法：Y/△ 　　絕緣等級：B級或F級 　　電源頻率：50 Hz 　　工作方式：連續(xù) 　　安裝方式：任意方向 　　使用條件: 　　振動加速度: 不超過20G(G為重力加速度)； 　　環(huán)境溫度：-20℃--40℃(超過40℃應降低功率使用)； 　　主機激振功率:不超過銘牌的規(guī)定, (否則應降低激振力使用)； 　　地理位置：海拔不超過1000米,(如超過1000米，但不超過4000米時，每增加100米，額定溫度限值應降低0.5℃)。 　　額定溫升：65℃ 額定電壓：380V 額定頻率：　50HZ　絕緣等級：B 　　相　數：3　接法：Y/△　工作方式：連續(xù)（S1）　安裝方式：任意方向　防護等級：IP55 具體資料 　　工作原理： 　　1、由特殊設計的電機外加偏心塊組成，當電機旋轉時，偏心塊產生激振力通過電機傳遞給振動機械。 　　2、振動電機只需調節(jié)兩端外側的偏心塊,使之于內側偏心塊形成一定的夾角，就可無級調整激振力。 　　激振力:Fm=G/grω2 　　G：偏心塊質量 　　g：重力加速度 　　r：偏心塊質心與回轉軸的距離 　　ω：電機旋轉角頻率 　　振幅：S＝1.8/(N/100)2Fm/G 　　Fm：激振力（N）　G： 參振重量　N： 轉速　S： 雙振幅（mm） 　　安裝、吊運、調整,使用和維護 　　震動電機與振動機械連接平面粗糙度均應為3.2或更高 　　(1)、繞組的絕緣，如受潮應采用相應方法處理500V兆歐表檢查繞組的絕緣電阻，在接近工作溫度（70℃）時，應不低于0.38兆歐，否則應進行烘干處理。 　　(2)、電纜線是否完好，如發(fā)生斷裂破損應及時更換。 　　(3)、機體是否完好，如有損壞請與我們聯系以便更換。 　　將震動電機安裝在振動機械上時，振動電機的地腳螺栓必須緊固，每個螺母下必須加彈性墊圈。 　　震動電機運轉初期，由于螺栓、螺母、底座平面間的磨合，會降低緊固力，出現小的松動，故運轉初期應將電機的地腳螺栓多次擰緊，開始時每天緊固一次，兩周后每周檢查緊固一次。 　　安裝就位后，在機體及基礎上，均要有電纜壓緊裝置，二者之間電纜呈自然懸吊狀，總長度以300-500mm為宜，自然懸垂部彎弧半徑參照 直線振動設備的兩臺振動電機同時工作時，應檢查兩臺振動電機的轉向是否相反。否則應變更一臺電機的電源相序，使兩臺振動電機的轉向相反，才能保證物料的均勻走向。 　　激振力的調整： 　　震動電機每端出軸均有一個固定偏心塊和一個可調偏心塊，調節(jié)可調偏心塊和固定偏心塊之間的夾角可改變激振力的大小。出廠時可調偏心塊和固定偏心塊之間的夾角為0度，這時的激振力為振動電機的額定激振力F，不同夾角時的激振力如表： 　　要特別注意，調整激振力時，要將振動電機兩端出軸上的可調偏心塊向同一個方向調整為相同的角度。 　　激振力的調整步驟： 　　1. 拆除防護罩。 　　2. 旋松外側偏心塊加緊螺栓。 　　3. 兩側偏心塊應同方向轉動，使軸上刻線對準偏心塊上激振力示值線至需要的激振力值處，并檢查兩端是否為相同的角度。 [編輯本段]振動電機使用維護，保養(yǎng)與存放： 　　震動電機的軸承應定期補充油脂，一般2-3個月補油一次。待振動電機處用油槍在油嘴處注入或進行拆卸注油。注油量為軸承室容積的三分之一至二分至一。 　　震動電機一般運行4-6個月小修一次，一年大修一次。小修時清除機體積塵，檢查線圈的絕緣電阻、接線是否牢固，及時清除隱患。大修時應開電機，清除機體內外積塵，檢查軸承的磨損，檢查接頭. 接地及各緊固螺栓是否松動并及時緊固,更換新的潤滑脂。 　　震動電機在運轉中如發(fā)現有異常響聲時，應立即停機檢查排除故障后方可再啟動運轉。 　　震動電機允許有適量的軸向游隙。 　　軸與軸承為動配合。 　　采用單列圓錐滾子軸承的，軸向游隙必須控制在0.30-0.35mm之間，游隙過大應及時調整， 　　則造成電機掃鏜極容易燒壞電機。 　　震動電機不用時，必須存放在通風干燥的倉庫，庫內不應用腐蝕性氣體，對新儲存振動電機應定期 　　檢。 　　有無受潮、受凍、發(fā)銹及潤滑脂變質等情況。 震動電機 出廠時激振力調節(jié) 　　振動電機出廠時激振力均調至80%，需海運時（出口）激振力調至0%。使用時按下列步驟進行調節(jié)： 　　1、 臥式震動電機： 　?。?）、放松防護罩緊固螺釘，拆下兩端防護罩； 　　（2）、激振力小于MV50-2，MV50-4，MV50-6，MV30-8的振動電機（不包含此四種規(guī)格），外偏心塊為可調塊，表面裝有標明最大激振力百分數的標尺，內偏心塊為固定塊，均使用緊固螺栓壓緊在電機轉軸上。轉軸兩端面上刻有基準線。旋松兩側外偏心塊壓緊螺栓，兩側外偏心塊同向轉動，使軸上刻線對準外偏心塊上的激振力標尺刻線，調至所需激振力，擰緊外偏心塊壓緊螺栓，裝上防護罩； 　?。?）激振力大于或等于MV50-2，MV50-4，MV50-6，MV30-8的振動電機（包含此四種規(guī)格），外偏心塊為固定塊，用鍵固定在轉軸上，不能轉動。內偏心塊為可調塊，外表面裝有標明最大激振力百分數的標尺，使用緊固螺栓壓緊在電機轉軸上。旋松兩側內偏心塊壓緊螺栓，兩側內偏心塊同向轉動，使內偏心塊上的激振力標尺刻線對準外偏心塊上的開縫，調至所需激振力，擰緊內偏心塊壓緊螺栓，裝上防護罩； 　　注意：除特殊應用情況外，振動電機轉軸兩端偏心塊的位置必須相對應，兩端偏心塊百分數的設定必須相等，否則振動電機會產生巨大的錯向激振力，損傷電機的振動機械。 　　具體解決辦法 　　2、 立式震動電機： 　?。?）、激振力的調節(jié)：卸下附加塊壓緊螺栓，通過增減附加塊的數量來調節(jié)激振力； 　?。?）、上、下偏心塊夾角的調節(jié)：上偏心塊為固定塊，下偏心塊為可調塊，均使用緊固螺栓壓緊在電機轉軸上。轉軸兩端面上刻有基準線，下偏心塊外表面裝有標明旋轉角度的標尺，旋松下偏心塊壓緊螺栓，轉動下偏心塊，使下偏心塊上的角度標尺刻線對準轉軸基準刻線，調至所需角度，擰緊下偏心塊壓緊螺栓；如需調節(jié)上偏心塊角度，也可按相應方法調節(jié)。 　　六.連接電源 　　震動電機的出電纜由于要承受振動，所以應選用重型四芯電纜，在靠近電纜出口處不允許突然彎曲，要有一個大于電纜外徑8-9倍的彎曲半徑，再將電纜固定到靜止不動的機器或框架上。其距離大約為0.6米到0.9米。在固定電纜的卡子處應墊有柔軟的絕緣材料，以免摩擦損傷電纜。四芯電纜的接地線，一端與接線盒內的接地螺釘相連接，另一端必須可靠接地。小型號振動電機，機殼上沒有接線盒，使用重型三芯電纜直接從電機內部接線。在電機的底腳附近裝有接地螺釘，使用時必須可靠接地。 　　注意：振動電機出線電纜為易損件，常因振動摩擦損傷，導致電機缺相運行，損壞電機。用戶應經常檢查電纜狀況，如有磨損應及時更換同型號電纜。 　 振動電機振幅的計算 振動電機由特制電機外加激振重塊組成。當電機通電旋轉時，激振塊產生激振力，通過電機底腳或法蘭盤傳遞縱橫振動機械。振動電機電機由特制定子線包和轉子軸組成，能承受高頻振動；臥式振動電機采用四塊扇形偏心塊作激振塊，調節(jié)同軸端兩塊偏心塊的夾角，可以從零至最大調節(jié)振動電機的激振力。 振動電機通電旋轉，帶動電機軸兩端的偏心塊，產生慣性激振力，該力是空間回轉力，其幅值為Fm。 Fm=mrω2 m——偏心塊質量 r——偏心塊質心回轉軸心的距離，即偏心距 ω——電機旋轉角度頻率 ω＝2πn/60 n——振動電機振次 由此公式可得出2、4、6級振動電機的振幅（幅值）。 由于振動電機在使用過程中的實際應用環(huán)境和安裝方式不同，結合多年的實踐經驗總結如下： 一、2級振動電機的振幅為1-2mm； 二、4級振動電機的幅值為2-4mm； 三、6級振動電機的幅值為4-8mm。 另外，振動電機的振幅還受到減振彈簧的剛度、阻尼系數、物料特性的影響，因此，振幅在很多情況下是不被量化，只可按照實際應用環(huán)境估算。 阻尼 阻尼系數 阻尼比 阻尼（英語：damping）是指任何振動系統(tǒng)在振動中，由于外界作用和/或系統(tǒng)本身固有的原因引起的振動幅度逐漸下降的特性，以及此一特性的量化表征。 概述 在物理學和工程學上，阻尼的力學模型一般是一個與振動速度大小成正比，與振動速度方向相反的力，該模型稱為粘性（或粘性）阻尼模型，是工程中應用最廣泛的阻尼模型。粘性阻尼模型能較好地模擬空氣、水等流體對振動的阻礙作用。本條目以下也主要討論粘性阻尼模型。然而必須指出的是，自然界中還存在很多完全不滿足上述模型的阻尼機制，譬如在具有恒定摩擦系數的桌面上振動的彈簧振子，其受到的阻尼力就僅與自身重量和摩擦系數有關，而與速度無關。 除簡單的力學振動阻尼外，阻尼的具體形式還包括電磁阻尼、介質阻尼、結構阻尼，等等。盡管科學界目前已經提出了許多種阻尼的數學模型，但實際系統(tǒng)中阻尼的物理本質仍極難確定。下面僅以力學上的粘性阻尼模型為例，作一簡單的說明。 粘性阻尼可表示為以下式子： 其中F表示阻尼力，v表示振子的運動速度（矢量），c 是表征阻尼大小的常數，稱為阻尼系數，國際單位制單位為牛頓秒/米。 上述關系類比于電學中定義電阻的歐姆定律。 在日常生活中阻尼的例子隨處可見，一陣大風過后搖晃的樹會慢慢停下，用手撥一下吉他的弦后聲音會越來越小，等等。阻尼現象是自然界中最為普遍的現象之一。 理想的彈簧阻尼器振子系統(tǒng)如右圖所示。分析其受力分別有： 彈性力（k 為彈簧的勁度系數，x 為振子偏離平衡位置的位移）： Fs = ? kx 阻尼力（c 為阻尼系數，v 為振子速度）： 假設振子不再受到其他外力的作用，于是可利用牛頓第二定律寫出系統(tǒng)的振動方程： 其中a 為加速度。 [編輯] 運動微分方程 上面得到的系統(tǒng)振動方程可寫成如下形式，問題歸結為求解位移x 關于時間t 函數的二階常微分方程： 將方程改寫成下面的形式： 然后為求解以上的方程，定義兩個新參量： 上面定義的第一個參量，ωn，稱為系統(tǒng)的（無阻尼狀態(tài)下的）固有頻率。 第二個參量，ζ，稱為阻尼比。根據定義，固有頻率具有角速度的量綱，而阻尼比為無量綱參量。阻尼比也定義為實際的粘性阻尼系數C 與臨界阻尼系數Cr之比。ζ = 1時，此時的陰尼系數稱為臨界阻尼系數Cr。 微分方程化為： 根據經驗，假設方程解的形式為 其中參數一般為復數。 將假設解的形式代入振動微分方程，得到關于γ的特征方程： 解得γ為： [編輯] 系統(tǒng)行為 欠阻尼、臨界阻尼和過阻尼體系的典型位移-時間曲線 系統(tǒng)的行為由上小結定義的兩個參量——固有頻率ωn和阻尼比ζ——所決定。特別地，上小節(jié)最后關于γ的二次方程是具有一對互異實數根、一對重實數根還是一對共軛虛數根，決定了系統(tǒng)的定性行為。 [編輯] 臨界阻尼 當ζ = 1時，的解為一對重實根，此時系統(tǒng)的阻尼形式稱為臨界阻尼?，F實生活中，許多大樓內房間或衛(wèi)生間的門上在裝備自動關門的扭轉彈簧的同時，都相應地裝有阻尼鉸鏈，使得門的阻尼接近臨界阻尼，這樣人們關門或門被風吹動時就不會造成太大的聲響。 [編輯] 過阻尼 當ζ > 1時，的解為一對互異實根，此時系統(tǒng)的阻尼形式稱為過阻尼。當自動門上安裝的阻尼鉸鏈使門的阻尼達到過阻尼時，自動關門需要更長的時間。 [編輯] 欠阻尼 當0 < ζ < 1時，的解為一對共軛虛根，此時系統(tǒng)的阻尼形式稱為欠阻尼。在欠阻尼的情況下，系統(tǒng)將以圓頻率相對平衡位置作往復振動。 [編輯] 方程的解 對于欠阻尼體系，運動方程的解可寫成： 其中 是有阻尼作用下系統(tǒng)的固有頻率，A 和φ 由系統(tǒng)的初始條件（包括振子的初始位置和初始速度）所決定。該振動解表征的是一種振幅按指數規(guī)律衰減的簡諧振動，稱為衰減振動（見上圖中 的位移-時間曲線所示）。 對于臨界阻尼體系，運動方程的解具有形式 其中A 和B 由初始條件所決定。該振動解表征的是一種按指數規(guī)律衰減的非周期運動。 對于過阻尼體系，定義 則運動微分方程的通解可以寫為： 其中A 和B 同樣取決于初始條件，cosh 和 sinh 為雙曲函數。該振動解表征的是一種同樣按指數規(guī)律衰減的非周期蠕動。從上面的位移-時間曲線圖中可以看出，過阻尼狀態(tài)比臨界阻尼狀態(tài)蠕動衰減得更慢。