振荡筛节能机理的分析与研究

论文摘要

振动机械在工程应用中,由于振动能量没能被工作介质完全吸收因此造成了能源的浪费。针对振动机械存在的能源浪费问题,本文根据振动机械和冲击机械在启动阶段消耗功率最大和受有势力作用的特征,在求证功率方程时,将其系统中存在的有势力分离出来,结合有势力的做功以及系统动能变化率最小等情况研究振动机械的节能问题,提出了基于势能为常量的机械节能设计原理。该原理阐述了在振动机械中存在有势力时,使有势力构成平衡力系或平衡状态力系能够达到节能的目的。同时分析得出:振动能量不能被工作介质完全吸收,造成的能源浪费不仅与振动机械振体的运动形式有关,而且与惯性激振器输出的激振力、激振力偶（平面、空间）以及机架的振动密切相关。振动筛分机械的生产率和筛分质量已经成为提高高速公路的施工进度和施工质量的瓶径,同样存在着能量的浪费问题,本文在论证了基于势能为常量的机械节能设计原理正确性的基础上,针对筛分机械存在的能源浪费问题把此节能原理应用到筛分机械中,使筛分机械的激振器构成平衡状态有势力系,满足势能为常量的条件,进行振荡筛的设计,在改变惯性激振器输出激振力为激振力偶的同时将筛体的振动变为振荡,通过对试验样机的理论分析与计算,得出振荡筛在节省能量方面相比传统振动筛有较大优势。通过理论分析和试验测量初步得出:实现惯性激振器系统势能为常量、振体（筛体+弹簧）系统势能为常量、系统动能变化率最小的节能技术。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 振动筛的研究方向
• 1.2 振动筛在应用中存在的问题
• 1.3 机械设计中的节能方法
• 1.4 本论文研究的内容及创新点
• 第二章 机械设计节能原理
• 2.1 机械设计节能基本原理
• 2.1.1 有势力系机械功率方程
• 2.1.2 有势力（系）
• 2.1.3 有势力系功率消耗为零的充要条件
• 2.1.4 基于势能为常量的节能设计原理
• 2.2 基于动能变化率的振动机械节能设计
• 2.2.1 工作装置为线振动所需功率
• 2.2.2 工作装置为扭振动所需功率
• 2.2.3 线振动与扭振动的功率消耗对比
• 2.3 节能理论的工程应用
• 2.3.1 “有势力与其位移的夹角恒为90 度”的运用
• 2.3.2 “平衡状态有势力系”的运用
• 2.3.3 不同性质的有势力构成的平衡有势力系
• 2.4 本章小结
• 第三章 筛分机械的节能设计
• 3.1 振动筛的能耗分析
• 3.2 基于势能为常量的振动筛激振器的设计
• 3.3 振荡筛力学模型的建立
• 3.3.1 筛箱的扭转刚度
• 3.3.2 动力学方程的确定
• 3.3.3 振荡筛的运动状态分析
• 3.4 动能变化率对节能效果的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 振荡与振动筛分效果的对比
• 4.1 物料的运动参数
• 4.1.1 筛面的运动方程
• 4.1.2 物料实现滑动与抛掷运动的条件
• 4.1.3 物料滑行运动分析
• 4.2 振荡与振动运动对工作介质的同影响
• 4.3 筛分效果
• 4.3.1 筛分效率
• 4.3.2 物料颗粒每次跳动的透筛概率
• 4.3.3 筛分机物料透筛的总概率
• 4.4 本章小结
• 第五章 试验样机的功率分析
• 5.1 样机的振动状态分析
• 5.2 样机的振荡状态分析
• 5.2.1 振荡状态下的功率消耗
• 5.2.2 振荡状态下起动功率
• 5.3 振动与振荡状态功率的对比
• 5.4 试验样机功率实测分析
• 5.4.1 试验仪器简介
• 5.4.2 试验数据
• 5.5 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢