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大型圓錐破碎機的擾力與受迫振動分析

圓錐破碎機是選礦廠的重要破碎設備。在其運行過程中,零部件的磨損將嚴重影響破碎機振動的平穩性,同時使機器長期處于受迫振動的狀態,嚴重影響破碎機的安全運行。研究發現,擾力是破碎機出現受迫振動的一個重要影響因素,具體影響如下文分析。

根據破碎機破碎錐的角速度向量圖,由于破碎錐支承裝置的結構特點,破碎錐不僅隨偏心軸套的偏心孔繞機器的中心線作旋轉運動,而且還繞自己的軸線旋轉,破碎錐的這種運動稱為規則運動。由于破碎錐的質心不在其回轉中心線上,故其在運轉過程中必然要產生慣性力和慣性力矩。這種力作用在機架上則為一種周期性的動載荷,引起機架的振動和偏心軸套的偏斜。

破碎機作規則運動時,在空載時對機架套筒和球面軸承產生周期性變化的反力,從而引起架機的有害振動和偏心軸套發生偏斜而不能正常工作。

旋回破碎機和圓錐破碎機在空載時都產生有害的慣性力和慣性力矩,但由于旋回破碎機的偏心軸套轉速低,破碎錐的直徑小,故產生的慣性力和慣性力矩比較小,可以不必考慮平衡問題。對圓錐破碎機則必須很好地平衡,否則,破碎機不能正常運轉。

圓錐破碎機的大傘齒輪上加配重就是為了消除破碎錐產生的方向變化的慣性力和慣性力矩。由于破碎機結構尺寸的限制,破碎錐的慣性力不可能徹底消除,因而破碎錐回轉時會產生很大的不平衡慣性力,這種不平衡慣性力即是引起破碎機機架和基礎振動的擾力。也即破碎機的擾力就是破碎機破碎錐繞中心軸旋轉時所產生的不平衡慣性力。

擾力作用下的振動分析。機器的振動按振動原因可分為自由振動和受迫振動兩種,破碎機機體和基礎由于受外界的持續激振,在整個振動過程中始終有擾力存在,故為典型的受迫振動。

破碎機在空載運行時,具有明顯的簡諧振動規律,而在負荷運行時,特別當破碎大塊礦石時,動錐在很短的時間內轉速降低,這時的振動伴有很大的瞬間沖擊分量。所以破碎機在負荷運行時的擾力和振動的幅值及頻率不很平衡,常規的圓錐破碎機振動分析均以空轉時的擾力值為分析依據,破碎機基礎在水平擾力的作用下既產生水平振動也產生搖擺動,即水平—搖擺耦合振動。

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