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矿物骨料运输到破碎装置时喂料机和铲斗的结构应力
LaurenţiuSAcirc;RBU - 布加勒斯特土木工程大学机械设备系博士，电子邮件：
摘要：用于矿物骨料加工的履带式移动破碎站包括食品机械，振动结构式穿孔筛板或棒材，以及连续式输送振动颚式破碎机。 运输机械的形状与安装在卡车上的箱式输送机铲斗的结构相似。 本文计算了横向平面结构的振动情况，用于运输设备的两种计算方法：一种用于安装在卡车上的输送机铲斗，一种静态工作状态，另一种用于振动运输机械卡车制动时的共振区域。
关键词：斗式金属结构，振动输送用滑道，振动机械瞬态机制，移动式破碎和分选工厂。
1. 结构的物理模型
我们的目的是确定振动机器的工作元件（如进料槽）的金属结构的应力。
机器的工作元件的金属结构包括弹性支撑的基板，振动发生器连接到基板上。 运输滑道的侧壁安装在底板上。
在承载载荷引起的变形作用下，结合力和惯性力以及惯性力横向作用于水平板和侧壁，在其载荷中心。 在计算板材变形W最大中指定的板材和材料的重量被添加到上述（这些值未在图1.1中指定）。
通过水平应力X1和X2，垂直应力Y1和Y2以及嵌入力矩M1和M2来确保水平板和墙之间的连接. .
这种受振动影响的结构计算方案还包括作用于垂直侧板之间的T应力，在其上部（见图1.1）
图1.1
我们承认图1.1中的通用计算方案。 可表示：振动溜槽的结构，带有多孔板的振动进料器或分离进料器的灰口棒。
同时，上述结构形式也可以表示处于变形状态下的输送机铲斗在应力作用下的结构。这里，T型连接应力表示竖直壁与箱式输送机铲斗的前壁的连接处。
在传送斗的情况下，该模型的建造考虑了该结构遭受的事故，这导致水平板和竖直壁之间的接缝区域中的裂缝和断裂（特别是由于划痕当传送带上有很大的负载时）（图1.2）。
图1.2
注意：图1.1中的通用计算方案，针对振动滑道的金属结构提出，也可以在结构上代表运输斗结构的总体尺寸（图1.2，a）。 这已经通过评估运输桶的技术特性来完成，这与用于大容量移动式履带式破碎站的振动溜槽的尺寸类似。 受横向振动影响的结构的动态方法考虑到导致输送机铲斗开裂的极端应力。 这些应力可以认为与通过共振区时由于运输机器的振动器轴的停滞而产生的应力类似。 正因为如此，许多振动机器的金属结构（例如进料器，带多个筛子的筛网）通过螺钉组装在一起，以防止在运行过程中焊接开裂，以防结构通过焊接组装。
设备折旧就是金钱[4]。
通过淬火和回火获得的高强度钢在质量和硬度方面享有盛誉，这使得它们能够承受长时间磨损，同时在车间很容易制造。 该系列产品现在有七个硬度等级 - 350HB，400HB，
450HB，500HB，550HB，600HB和700HB 650，是一种相对较新的产品[4]
退火处理后，产生具有低合金元素的韧性和韧性板。 特别是，该板可抵抗冲击，并且即使在非常低的温度下也可以吸收大量的能量而不会变形。 Hardox可以在机械车间进行无缝加工，因为尽管硬度较低，碳当量的低值使其易于焊接，从而降低了由于裂纹造成不必要的中断的风险。 该板可以用火焰切割，可以进行处理，弯曲或点焊。
高耐磨性使得该产品成为Hardox钢的众多应用领域，如用于翻斗车，斗式集装箱，盲板，碎石机，石料或煤炭，输送机槽等[4]。
Hardox钢种广泛用于铲斗和轮式装载机。 对于前叶片，侧面和耐磨领，最好的选择是
Hardox 500，而Hardox 400或450可能用于桶的其余部分。 对于图1.2所示的桶类型，b使用5 mm厚的Hardox 400。 现场投入自卸车的大块岩石可以重达5吨，因此，由于其抗冲击性，Hardox 300可以有效地用作下部翻倒固结的一部分。
在上面提到的计算方案（图1.1）中，已经做出以下符号：
y,· - 由于结构变形，导致板的线性和角加速度
i2(i=1,2,3);
beta; 运输滑道的线性刚性系数或输送斗式水平板材料的弹性系数; y1由结构变形产生的板块的小运动和旋转
(i = 1,2,3)
作用于经受弯曲的横向变形结构的元件的惯性力和惯性矩如下：
其中：mi，Ji - 作用在溜槽板上的质量和惯性矩（i = 1,2,3）。
让我们考虑当需要运输的大石块被加载时，滑道（或箱）基板围绕滑道边缘的横向旋转。
对于安装在移动履带式破碎站上的振动滑槽，材料的直径可能达到1250 - 1600 mm。这些材料供给主要的颚式破碎机，例如Kleemann公司生产的颚式破碎机[8]。 这种给料系统用于MOBICAT 100,110,120,125,140,160履带式颚式破碎机的移动式工厂，用于在物料被引入颚式破碎机之前对建筑物产生的矿物或废物进行初步分选。
在这里，分拣可以通过一个筛子来完成，这个筛子可以用来从喂料器或者内置初级分拣系统的振动进料器进行独立振荡的重两级应用。 在前一种情况下，上层可选地设置有条或多孔板，而下层可选地设有钢丝网或橡胶盲板。 在后一种情况下，上层是由频率可调节的电动机驱动的振动器操作的格栅或多孔板。
弹力F1和F2由支撑架取得：
F1= S1; F2= S2 （1.1）
其中：S1，S2 - 水平板相对支撑框架的弹性变形;
-道具的刚性[N / m]
斜槽或箱体的垂直板与水平板的约束力矩取决于水平板在其一个边缘的静态旋转（见图1.1）。 变形由以下关系表示：
该机器的水平板在横向上受到旋转和S1作用下的\角（图1.1）。取决于这些构造所接受的这些肉质变形，可以计算矩M1和M2。
表达结构横向振动的方程系统是：
- 结构（送料分拣箱，运输）的建模
箱体积16-20米（用于MC140Z和MC160Z粉碎装置
长度 A-4798毫米
宽度 B-2500毫米
壁高 C - 1600毫米;
箱体重量（用于运输机械的工作元件）m = 5000kg，分布如下：
水平板块;
侧壁质量;
背部（前部）墙体。
装载工作元件的总重量 - 38000 kg;
为了计算水平矩形板上的最大压力 sigma;最大和变形W最大，可接受的基本假设是所讨论的弹性板具有内侧短边，而其他三边简单地支撑。 对于这个假设，有以下关系[5]：
|
|
p B\ |
其中：p - 单位压力
h1 - 加强板的厚度;
B箱或斜槽宽度;
- t1 - 滑槽支撑框架侧杆与横杆滑道角支架之间的横向平面间的距离（图1.1）
3. 振动输送机瞬态机理分析
当振动机器的静止工作状态驻留在后谐振域时，对瞬态状态的分析变得必要[1,2,3]。
在这种情况下，驱动角速度是可变的并且覆盖还包括谐振域的频域; 因此，振动幅度可能变得如此之高，以致机器的弹性连杆可能被破坏或遭受导致裂缝的非常强的应力。
图2.1（1）
强制通过共振区域时的最大幅度不应超过允许的极限，这取决于弹性元件的最大允许变形。
让我们来考虑具有定向振动的单向振动机器的情况，其代表具有一定自由度的振动系统。
由电动机驱动的机器的启动瞬态机制由以下微分方程描述[1]：
它与静止状态的区别在于它的角速度 按照一定的规律从0增加到稳定值 并且扰动力的幅度通常是一个时间函数（图2.1）。
在运动驱动的机器上，干扰力的幅度是恒定的
方程2.1变为：
第一个最大值的角速度由下面的关系计算：
在（1）中，曲线为
图2.2 [1]
绘制各种扰动频率增加速度的曲线，其特征在于自己振荡周期的数量hx，从施
加力量开始到达到共振的时刻。 参数hx如下所示：
干扰力频率增加的速度越高，hx越小，反之亦然。 值h对应于固定工作状态。
- 图2.2中的曲线分析。 得出以下结论：
- 当系统自身的脉动等于扰动脉动时，但在一定的时间跨度之后，对于 omega; gt; p，最大振幅不会发生。
- 振幅最大值的值低于静止状态的相应值。 干扰频率的增加速度越大（角加速度），移向较大频率值的最大值越小;
如果共振足够快地通过，并且系统中的阻力不大，则振动幅度在第一次最大值之后不会单调减小，但是它将具有更多的相继最大值较低的值，从而系统振动将具有性格受阻的“节拍”[1]。
后共振体制的特点是具有更高的稳定性（与前共振体系相比），振动器轴承上的应力更小，机器基础或履带式颚式破碎机结构上的传递更小的负荷。
后共振机制有一个很大的缺点：在启动和停止时，机器必须通过共振。
当通过共振时，振动幅度高于后共振状态。 例如，对于振幅稳定在3mm的一些谐振后振动筛来说，当停止并通过谐振时，振幅可以达到60-70mm或更多[2]。
共振状态下的高振幅导致机器上的附加应力，特别是在弹性悬架上。
由于弹性元件的大变形，弹簧环可以相互接触，从而由冲击和噪声引起的应力远远超过允许的限制。
振动轴的运动方程如下
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启动振动机时，振动轴的运动方程如下[2]：
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d 2 |
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||||||
其中 ： ϕ -振动器轴的旋转角度
- 机器所有元件（包括电机转子）的振动轴处的惯性矩减小；
Mm-电机力矩，在振动器轴上减小
Mr-振动器轴处阻力减小的时刻。
我们写ϕ=omega;，假设M1和M2不依赖于旋转角度或时间。在这种情况
其中：omega;n-振动器轴的额定角速度;
tau; -启动时间
从（2.7），结果是：
研究振动机器在谐振状态下的时刻，注意到振动幅度取决于时间。
谐振状态下的受迫振动幅度取决于机械系统共振的时间跨度。 如果机械系统在这种状态下维持很短时间，共振状态下的受迫振动幅度会稍微增加。
这种可能作为溜槽型，馈线或振动筛的载体的系统振荡（在振动机器处）的计算模型将确定振动机器结构的机械结构的振荡系统，其可以经受加速高达6G或更高，因其完整性，通过螺栓连接组装，因为焊缝裂缝[5,6]。
因此，这种共振机制必须尽快通过。 启动机器时，启动时间?减少。 在关系式（2.8）中，可以注意到，如果通过使用起动力矩较高的电动机来减小振动器轴的转动惯量， tau; 会下降，这种倾向在这种类型的机器的构造中得到证实[2.3]。
停止机器时发生通过共振的特殊困难。 当将电动机与主电源分离时，机器部件具有一定的动能[2]。
在共振状态下，这种动能被传递到机器的工作元件上，该机器处于平移运动中，结果其振幅增加。
为了降低机器工作元件的动能，在进入谐振区域之前有使用制动器停止振动器轴的趋势。
在[2]中，分析了具有单向垂直干扰力的振动机器的情况，该振动机器在谐振后状态下操作，即 Wgt;gt; Py
机器运动的微分方程具有以下形式：
q为为中心质量
omega; gt; Py,中，对于方程（
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