振動力學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

./振動力學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課設(shè)題目：單位：專業(yè)/班級：姓名：指導(dǎo)教師：20XX12月22日一、前言1、課題目的或意義振動力學(xué)課程設(shè)計(jì)是以培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題為目的,通過實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐再到理論的飛躍。增強(qiáng)了認(rèn)識問題,分析問題,解決問題的能力。帶著理論知識真正用到實(shí)踐中,在實(shí)踐中鞏固理論并發(fā)現(xiàn)不足,從而更好的提高專業(yè)素養(yǎng)。為認(rèn)識社會,了解社會,步入社會打下了良好的基礎(chǔ)。通過對GZ電磁振動給料機(jī)的振動分析與減振設(shè)計(jì),了解機(jī)械振動的原理,鞏固所學(xué)振動力學(xué)基本知識,通過分析問題,建立振動模型,在通過軟件計(jì)算,培養(yǎng)了我們獨(dú)立分析問題和運(yùn)用所學(xué)理論知識解決問題的能力。2、課題背景：隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新月異,電磁振動給料機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今工程應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域,在生活中可以說是使用的廣泛,因此掌握電磁振動給料機(jī)技術(shù)是很有必要的和重要的。GZ系列電磁振動給料機(jī)廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、煤炭、建材、輕工、化工、電力、機(jī)械、糧食等各行各業(yè)中,用于把塊狀、顆粒狀及粉狀物料從貯料倉或漏斗中均勻連續(xù)或定量地給到受料裝置中去。特別適用于自動配料、定量包裝、給料精度要求高的場合。例如,向帶式輸送機(jī)、斗式提升機(jī),篩分設(shè)備等給料；向破碎機(jī)、粉碎機(jī)等喂料,以及用于自動配料,定量包裝等,并可用于自動控制的流程中,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的自動化。GZ電磁振動給料機(jī)的工作原理：GZ電磁振動給料機(jī)的給料過程是利用電磁振動器驅(qū)動給料槽沿傾斜方向做直線往復(fù)運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)給料機(jī)振動的速度垂直分量大于策略加速度時(shí),槽中的物料將被拋起,并按照拋物線的軌跡向前進(jìn)行跳躍運(yùn)動,拋起和下落在1/50秒完成,料槽每振動一次槽中的物料被拋起向前跳躍一次,這樣槽體以每分鐘3000次的頻率往復(fù)振動,物料相應(yīng)地被連續(xù)拋起向前移動以達(dá)到給料目的。GZ系列電磁振動給料機(jī)主要用途:電磁振動給料機(jī)廣泛使用在冶金、煤炭、電子、機(jī)械、化工、建材、輕工、糧食等行業(yè)中,在生產(chǎn)流程中,用于把塊狀、顆粒狀、粉狀物料從貯料倉或漏斗中定量、均勻、連續(xù)地給到受料裝置中去。GZ系列電磁振動給料機(jī)主要特點(diǎn)：1.可無級調(diào)節(jié)給料量,可用于自動控制的生產(chǎn)流程中,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化。2.無轉(zhuǎn)動零部件,不需潤滑,結(jié)構(gòu)簡單,維修方便。3.物料呈微拋運(yùn)動,料槽磨損小。4.采用合金鋼板制成的料槽,可使用輸送高溫、磨損嚴(yán)重及有腐蝕性的物料。5.由于給料槽中的物料在給料過程中連續(xù)地被拋起,并按拋物線的軌跡向前進(jìn)行跳躍運(yùn)動,因此給料槽的摩損較小。6.由于可瞬間改變和啟閉料流,所以給料量有較高的精度。7.工作效率高,消耗電能少。GZ系列電磁振動給料機(jī)產(chǎn)品概述:二、振動〔力學(xué)模型建立1、結(jié)構(gòu)〔系統(tǒng)模型簡介此系統(tǒng)為連續(xù)體的彈簧式電磁振動給料機(jī),它由槽體、電磁激振器、主彈簧、隔振彈簧組成。電磁振動給料機(jī)的激振器電磁線圈的電流是經(jīng)過單相半波整流的,當(dāng)線圈接通后在正半周有電流通過,銜鐵與鐵芯之間便產(chǎn)生了一脈沖電磁力互相吸引,這時(shí)槽體向后運(yùn)動,激振器的主彈簧發(fā)生變形儲存了一定的勢能,在負(fù)半周線圈中無電流通過,電磁力消失,主彈簧釋放能量,使銜鐵和鐵芯朝反方向離槽體向前運(yùn)動,于是電磁振動給料機(jī)以交流電源的頻率作每分鐘3000次的往復(fù)振動,由于槽體的底平面與激振力作用線有一定的夾角,因此槽體中的物料沿拋物線的軌跡連續(xù)不斷地向前運(yùn)動。調(diào)節(jié)整流電壓的高低,即可控制電磁振動給料機(jī)的送料量。給料機(jī)采用可控硅整流供電。改變可控硅的導(dǎo)通角,即可控制輸出電壓的高低。根據(jù)使用條件,可取不同信號來控制可控硅導(dǎo)通角的大小以達(dá)到自動定量送料的目的。GZ電磁振動給料機(jī)是利用電磁的方法使給料斗以振動,使料〔一般是屬于顆粒狀的單向運(yùn)動,以達(dá)到均勻給料的目的。給料的速度應(yīng)和使用達(dá)到相對平衡。為此就需要對給料速度進(jìn)行調(diào)節(jié)?？刂破骼镉锌煽毓?有電位器可調(diào)：調(diào)整電位器,就是調(diào)整電阻,在電路中調(diào)整了可控硅的導(dǎo)通角,也就是調(diào)整了供給電磁鐵的電流,使振動的大小得到調(diào)節(jié),從而調(diào)節(jié)了給料的速度。電磁振蕩是電磁場,彈簧振子是機(jī)械振動,他們物理學(xué)基礎(chǔ)上的共同性包含兩點(diǎn)：1.運(yùn)動剛好都是諧振動微分方程2.滿足類似的邊界條件：彈簧振子速度到兩端就為0,電場在諧振腔的金屬表面只存在垂直方向的分量,其他方向?yàn)?。GZ系列電磁振動給料機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖如下：項(xiàng)目

型號給料能力〔t/h物體最大允許粒數(shù)<mm>功率<w>電壓<v>電流<a>雙振幅<mm>間隙<mm>總重<kg>GZ1550602201≤1.7575GZ210601502202.3≤1.75155GZ325702002203.8≤1.75225GZ4501004502207≤1.75460GZ510015065022010.6≤1.75656主要技術(shù)參數(shù)：電磁振動給料機(jī)是一個(gè)在交變電磁力作用下作穩(wěn)態(tài)運(yùn)動的振動系統(tǒng)。其力學(xué)模型可簡化為一個(gè)單自由度的彈簧一一質(zhì)量系統(tǒng),系統(tǒng)的剛度、質(zhì)量和激勵(lì)力的頻率、幅值及波形都對系統(tǒng)的運(yùn)動輸出有影響。目前電磁振動給料機(jī)的振動激勵(lì)力主要是通過對電磁鐵施加經(jīng)過半波整流的50Hz交流電而獲得,激勵(lì)力的幅度通過調(diào)節(jié)電壓來控制,而工作頻率及波形是不可調(diào)節(jié)的。電磁振動給料機(jī)力學(xué)模型圖2、系統(tǒng)模型參數(shù)—質(zhì)體1的質(zhì)量—質(zhì)體2的質(zhì)量kk3—質(zhì)體1和質(zhì)體2上的彈簧剛度以及兩質(zhì)間的彈簧剛度xxx—質(zhì)體1和質(zhì)體2的位移以及兩質(zhì)體的相對位移—激振頻率F—激振力三、振動分析1、振動方程建立由剛度影響系數(shù)的定義直接計(jì)算剛度矩陣得出：K==又可得質(zhì)量矩陣為：M==2激勵(lì)力為：Q=由M+Kx=Q得動力學(xué)方程為：+=2、模態(tài)定性分析<1>固有頻率由得系統(tǒng)的本征方程為==0展開得：解得固有頻率為：3、主振彈簧剛度〔根據(jù)工作情況選取電磁振動給料機(jī)的工作頻率是固定的,對于半波整流的電磁振動給料機(jī),其工作頻率為50Hz,在亞共振狀態(tài)下,固有頻率為55Hz,電磁振動給料機(jī)的振動次數(shù)為3000次/分。由于振動機(jī)體的質(zhì)量由工作性質(zhì)決定,和為已知,主振彈簧剛度可以變化,則：可取=50kg=100kgω=55Hz,代入得：kN/m4、隔振彈簧剛度電磁振動給料機(jī)隔振的固有頻率在2.5-10Hz之間,即150—600次之間,取=5Hz,由下式可計(jì)算出隔振彈簧剛度：則=kN/m由;得:kN/mkN/m5、固有頻率〔選取質(zhì)量質(zhì)體1和質(zhì)體2的質(zhì)量,運(yùn)用Matlab計(jì)算振動固有頻率代入,,,的值得：M=K=運(yùn)用matlab軟件計(jì)算系統(tǒng)振動固有頻率如下：>>M=[50,0;0,100]M=5000100>>K=[4026003-3976705;-39767054075301]K=4026003-3976705-39767054075301>>P=inv<M>*KP=1.0e+004*8.0520-7.9534-3.97674.0753>>[ev,ed]=eig<P>ev=0.89440.7071-0.44720.7071ed=1.0e+005*1.2029000.00996、模態(tài)定量分析固有頻率：模態(tài)=0〔i=1,2有：時(shí),〔i=1,2當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),則模態(tài)為：四、減振設(shè)計(jì)1、減振設(shè)計(jì)方案〔以文字、圖和公式形式電磁式振動給料機(jī)是利用電磁激振力激起主振質(zhì)量的振動來進(jìn)行自動給料。采取被動隔振措施對降低振動傳遞率有較好的效果,但卻使振動給料機(jī)的工作效率降低了；同時(shí)使電磁式振動給料機(jī)的共振頻率發(fā)生了偏移。為提高工作效率,電磁式振動給料機(jī)通常工作在共振區(qū)附近,因而會引起機(jī)器的其它部分或周圍的其它儀器設(shè)備產(chǎn)生較大的振動,進(jìn)而產(chǎn)生大的噪聲,通常的解決辦法是采用隔振裝置,通過合理地選擇振動系統(tǒng)<包括主振系統(tǒng)和隔振系統(tǒng)>的有關(guān)參數(shù),使主振系統(tǒng)傳遞的振動盡可能被隔振系統(tǒng)吸收,從而減小傳遞到基礎(chǔ)上的振動,以減少振動對其它工作機(jī)械的影響。主動隔振技術(shù)的隔振效果要好得多,特別是對低頻區(qū)和共振區(qū)振動的隔離,主動隔振具有明顯的優(yōu)勢。如效果不佳則采用二次隔振則會更好。減振力學(xué)模型圖：由牛頓第二運(yùn)動定理,可以寫出二質(zhì)體的運(yùn)動微分方程：可寫成：即有：一一頻率比,即電磁激振力頻率與系統(tǒng)固有頻率比值。上為對于周期力波形式的電磁激振力所產(chǎn)生的相對振幅又和相位差角以及質(zhì)體m1和質(zhì)體m2的絕對振幅和公式可用于分析求解電磁激振力和質(zhì)體振幅之間的關(guān)系。只要底座的質(zhì)量m、和減振彈簧的剛度k,選擇適當(dāng),可使傳遞的慣性力非常小。五、結(jié)論回想起此次課程設(shè)計(jì),我感慨甚多,通過實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐再到理論的飛躍。增強(qiáng)了認(rèn)識問題,分析問題,解決問題的能力。在這過程中我遇到了許多問題,讓我懂得了遇到問題要自己先思考,自己去解決,如果自己實(shí)在解決不了怎么去尋求幫助,學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的容。提高了自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處,對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻,掌握得不夠牢固,通過這次課程設(shè)計(jì),把以前所學(xué)過的知識重新溫故,鞏固了所學(xué)的知識。雖然本次設(shè)計(jì)中有很多地方都是借鑒別人的,很多地方還都不是很懂,可能由于自身平時(shí)還不夠認(rèn)真謙虛,在以后的學(xué)習(xí)中我一定會認(rèn)真務(wù)實(shí),勤奮努力。發(fā)現(xiàn)不足,擬補(bǔ)不足。只要我們肯動手動腦,肯花功夫鉆研就會一定會有收獲。在設(shè)計(jì)中幫助我更好的熟悉了