颚式破碎机机构平衡重优化研究
2016-02-22来源:环球破碎机网
重的大小和安装位置,使偏心轴回转不均匀性减小,机器及基础所受的振动力降到最低,提高了机器整机的综合性1概述颚式破碎机广泛应用于矿山、冶金、建材、化工等行业,而这些行业需破碎的物料量也迅速增加,那么要使破碎机能更加有效地工作,在对破碎机进行设计时,需要对它的动力学参数:机构平衡重、拉杆弹簧计算载荷和飞轮转动惯量等进行优化设计。由于颚式破碎机在运转过程中对机座产生周期性激励,这一激励将使机器及基础发生振动,这样将加速机器的磨损,降低机器的寿命。为了尽量减小颚式破碎机本身惯性力所产生的振动,一般都在飞轮或带轮上加质量平衡块。本文利用Matlab的优化功能,在Matlab环境下对一PE型双腔颚式破碎机的机构平衡重进行优化设计,通过优化计算调整平衡块的质量和方向角到最佳值,使随机构位置而变化的振动力降到最低。
2力学模型建立为一颚式破碎机的力学模型,其中OA为偏心轴,它的长度为/1,其上所受的力(F21)x、(F21)y为动颚作用在曲柄上的约束反力,为使F21得以平衡,在曲柄轴r1、Y处加平衡重Gd则假设平衡重产生惯性力为FD,产生的惯性力偶矩为MdAB为动颚,它的长度为/2,F2表示作用在动颚质心处的惯性九惯性力F2的方向角为02,M2表示作用在动颚上的惯性力偶矩,F12、F32分别为偏心轴和肘板对它的约束反力。O1B为肘板,它的长度为/3,肘板的自重、惯性力、惯性力矩与其它运动构件相比很小,在进行受力分析时一般将其略去不计,所以肘板为二力构件,即受到来自机架和动颚的约束反力F23和F43.由于机构平衡是对惯性载荷在支座上引起的附―),女,湖南衡阳人,广西工学院
机械工程系讲师。
加动压力的平衡,因此在进行平衡问题的力分析中,不必考虑除惯性载荷(惯性力、惯性力矩)以外的其他外力。根据达朗伯原理,可把构件产生的惯性载荷当作外力,作用在产生该惯性载荷的对应构件上,使机构处于动态静力平衡。将机构动力学问题转化为静力学问题,按静力学方法求解。
如所示,取为级组,肘板为二力构件。假定曲柄轴为匀速旋转,则ei=,这样可列以下力学方程:Fi为作用在曲柄轴支座上的合力,即由于惯性力的存在对支座产生的附加动压力,Mk为作用在曲柄轴支座上的合力矩,此力矩由原动机平衡,在计算机构平衡重时不予考虑。
3优化模型建立3.1设计变量装加在飞轮上的平衡重的位置可按结构确定,即平衡重的向径ri为预先给定。把平衡重大小GD以及向径的方向角Y作为设计变量:3.2目标函数以作用在曲柄轴支座上的合力Fi最大值极小为目标函数:3.3约束条件两个设计变量的边界约束为:G2―Gd>0表示平衡重Gd的上限为K G2;2tt―x2>0,表示向径的方向角Y的上限为2nK由设计者取值,在这里K取0. 4实例分析以一PE型双腔颚式破碎机为例,它的运动机构简图及构件长度可根据有关资料。机械,1994廖汉元,孔建益,钮国辉。鄂式破碎机。北京:机械工业出版社,1998罗红萍,母福生。双腔颚式破碎机运动学特性研究。
矿山机械,2006,(1):赵先琼,杨晓红。Matlab在机械优化设计中的应用。岳阳师范学院学报(自然科学版),2000戴少生。颚式破碎机离心惯性力的消除。矿山机械,1999,(1)15.
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