螺旋輸送機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生振動(dòng)的原因

2022

03-13

18:10:02

 220

來源：滄州創(chuàng)力達(dá)機(jī)械有限公司

　　螺旋輸送機(jī)要求的工作轉(zhuǎn)速較高，一旦其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速選取不當(dāng)，或制造的螺旋體的平衡性能較差，則運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)。這里我們將螺旋輸送機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)的原因進(jìn)行解析并提出相應(yīng)的解決辦法。

　　螺旋輸送機(jī)要求的工作轉(zhuǎn)速較高，一旦其轉(zhuǎn)子(主軸與輸送螺旋葉片構(gòu)成的螺旋體)的轉(zhuǎn)速選取不當(dāng)，或螺旋體的剛度不足，或制造的螺旋體的平衡性能較差，則運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)。不僅對輸送機(jī)的輸送能力、功率消耗、機(jī)械效率、物料破碎率、螺旋葉片的磨損等工作性能產(chǎn)生較大影響，嚴(yán)重時(shí)甚至根本無法工作。這里我們將螺旋輸送機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)的原因進(jìn)行解析并提出相應(yīng)的解決辦法。

　　雖然螺旋輸送機(jī)的計(jì)算方法、計(jì)算公式及其轉(zhuǎn)速下限早已被給出，但由于這些計(jì)算方法并未論及轉(zhuǎn)速對其振動(dòng)和工作性能的影響。而且，在設(shè)計(jì)計(jì)算中，轉(zhuǎn)速與螺旋葉片的外徑、根徑、螺距、螺旋升角等參數(shù)是關(guān)聯(lián)參數(shù),需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)進(jìn)行確定。因此，當(dāng)應(yīng)用現(xiàn)有方法確定轉(zhuǎn)速時(shí)，其設(shè)計(jì)結(jié)果常常不能令人滿意。因此，有必要研究快速螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速對其振動(dòng)及工作性能的影響，為確定合理的轉(zhuǎn)速提供更為可靠的依據(jù)。

　　由于其螺旋體是由主軸和螺旋葉片構(gòu)成的，而螺旋葉片繞著主軸呈周期性對稱布置特征，且單位長度的螺旋葉片的質(zhì)量一般遠(yuǎn)小于在同一位置上的主軸的質(zhì)量。所以，可將輸送螺旋體近似為一均勻梁用。其單位長度的分布質(zhì)量密度，對實(shí)心軸為式中，S―螺距；而且，可將螺旋葉片簡化為在主軸外側(cè)的當(dāng)量圓環(huán)，以此計(jì)算其慣性矩。設(shè)該圓環(huán)內(nèi)徑為D 。

　　作為均勻梁的螺旋體，除啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)，其振動(dòng)屬于穩(wěn)態(tài)振動(dòng)，與時(shí)間無關(guān)。故它屬于連續(xù)介質(zhì)的穩(wěn)態(tài)振動(dòng)，考慮自重和連續(xù)分布的離心力的作用，快速螺旋輸送機(jī)根據(jù)其安裝形式：垂直安裝和傾斜安裝，以及其長度的不同，可將螺旋體兩端的支撐情況分為：兩端鉸支和一端固支、另一端自由。由此可確定其邊界條件和對應(yīng)的固有頻率。

　　螺旋輸送機(jī)的振動(dòng)與轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)對于傾斜式快速螺旋輸送機(jī)，為了避免螺旋葉片與機(jī)筒內(nèi)壁產(chǎn)生直接摩察，則其輸送螺旋體兩端宜采用鉸支支撐。而垂直提升時(shí)，宜采用一端固定，一端自由的形式。我們知道當(dāng)螺旋體的角速度接近其固有頻率時(shí)，將產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)。當(dāng)螺旋體的角速度等于固有頻率時(shí)，將產(chǎn)生共振。螺旋輸送機(jī)的共振轉(zhuǎn)速分別為：如果螺旋體的轉(zhuǎn)速接近共振轉(zhuǎn)速時(shí)，產(chǎn)生的強(qiáng)烈振動(dòng)將會(huì)破壞物料的穩(wěn)定流動(dòng)，將會(huì)導(dǎo)致料流的紊亂、回料和螺旋葉片與機(jī)筒之間的間隙的快速變化。所以，這將使得螺旋輸送機(jī)的輸送能力和機(jī)械效率下降，而功耗增加。

　　同時(shí)，使物料在螺旋葉片和機(jī)簡之間的破碎率出現(xiàn)大的增加。而當(dāng)螺旋體的振動(dòng)為多波形振動(dòng)時(shí)，輸送機(jī)內(nèi)物料流的穩(wěn)定流動(dòng)也將受到其影響，增加破碎率。因此，螺旋體的轉(zhuǎn)速不宜過高。因此，將可使快速螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速和主軸剛度(軸徑)設(shè)計(jì)更為合理，可避免設(shè)計(jì)和制造的螺旋輸送機(jī)產(chǎn)生較強(qiáng)振動(dòng)現(xiàn)象，提高其工作性能。

　　控制快速螺旋輸送機(jī)振動(dòng)的措施振動(dòng)現(xiàn)象是快速螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)制造中容易遇到的問題。為解決該問題，根據(jù)上述分析知，可采用下列措施消除或有效地降低其振動(dòng)程度：

　　(1)調(diào)整轉(zhuǎn)速，使之遠(yuǎn)離共振區(qū)。

　　(2)減小螺旋體長度。共振轉(zhuǎn)速與螺旋體的長度平方成反比。

　　(3)設(shè)置中間支撐。和減小螺旋體長度有類似效果，只是其共振轉(zhuǎn)速的計(jì)算稍微復(fù)雜，但該措施往往是方便而有效的方法。如螺旋輸送機(jī)在糧食行業(yè)的輸送中，若降低轉(zhuǎn)速將影響產(chǎn)量；而增大轉(zhuǎn)速，則引起糧食破碎率和功耗增加。所以，采用增設(shè)螺旋體中間支撐，保持其它設(shè)計(jì)參數(shù)不變，使計(jì)算長度減小一半，結(jié)果使原來的劇烈振動(dòng)變?yōu)楦杏X不到振動(dòng)。

　　(4)由于快速螺旋輸送機(jī)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)內(nèi)物料流量變化較大,故為簡化問題的數(shù)學(xué)分析，對其振動(dòng)現(xiàn)象和轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)的探討采用空載狀態(tài)。雖然這與負(fù)載狀態(tài)有一定差別，但負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，物料流對螺旋體的振動(dòng)相當(dāng)于振動(dòng)阻尼，它將使振動(dòng)減弱。所以，按本文提出方法設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速在負(fù)載狀態(tài)也不會(huì)產(chǎn)生較大振動(dòng)。

　　(5)從上述結(jié)果可以看出，快速螺旋輸送機(jī)的共振區(qū)和振動(dòng)強(qiáng)烈程度不僅受轉(zhuǎn)速影響。而且，與螺旋體的長度、抗彎剛度有關(guān)，尤其是螺旋體的長度影響更大。而中間支撐可方便地改變其長度的影響，故在設(shè)計(jì)中可靈活地利用中間支撐有效而方便地控制螺旋輸送機(jī)的振動(dòng)現(xiàn)象。

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