状的煤炭，因此，本文取Cm为0.9~1.0。

2.2.4.3 物料层的厚度对输送速度的影响

上文中，对物料在滑行运动状态和抛掷运动状态下工作的平均运输速度进行计算时，只考虑了薄料层的情况，未考虑料层厚度对平均速度的影响，实际上，当物料层较厚时，其对实际运输的平均速度有着明显的影响，物料层越厚，实际平均速度比理论平均速度越小。同时也发现，对于块状和颗粒状物料，实际平均速度受料层厚度的影响比较小，粉状物料则受影响比较大，但是，某些粉状物料则正好相反，当物料层的厚度增大到一定程度以后，它的实际输送的平均速度会随着厚度的增加而快速上升，这种现象主要是由于物料层的厚度增大到一定程度以后，在振动的作用下，物料松散开来，并且在物料层之间形成流动的缘故。 下表2.3表示的是块状和颗粒状物料的厚度对实际输送的平均速度的影响系数Ch的数值。对于处于滑行运动状态下的粉状物料也可以使用，但是要取下限值。

表2.3 料层厚度对输送速度的影响系数值

料层厚度 影响系数Ch 薄料层 0.9~1.0 中厚度料层 0.8~0.9 厚料层 0.7~0.8 2.2.4.4 实际运输的平均速度

对于活化振动给煤机来说，由于其运动状态包括抛掷运动和正向滑行运动，因此，它的实际运输的平均速度是：

vm?ChCm(vk?CWvd)

(2-39)

其中，vk和vd可根据公式（2-19）和公式（2-36）进行计算。

2.2.4.5 生产率的计算

活化振动给煤机的生产率Q（t/h）可通过下式进行计算：

Q?2?3600hBvm?

(2-40)

式中：B——曲线面的宽度，m；

vm——物料的实际平均速度，m/s； ρ——物料的平均密度，t/m3；

h——料层的厚度，m，对于活化给煤机来说，一般取h?0.7~0.8H，

其中，H为曲线面到活化锥的平均高度。

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2.3 本章小结

本章主要对活化振动给煤机的结构组成和工作原理进行了详细的论述，重点是关于物料作抛掷运动和正向滑行运动的分析，在建立物料运动学模型的同时，对抛掷运动和正向滑行运动的开始和停止条件以及其理论和实际运动的平均速度都进行了详细的计算，最后，结合国内外的研究成果，具体地分析了物料的性质和厚度对实际平均速度的影响，并且给出了系统生产率的计算公式，为活化给煤机的研究和制造提供一点参考。

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第3章 给煤机动力学建模与分析

惯性式振动给料机是一种带有偏心块的激振器激振的振动机械（惯性式激振器惯性振动机是由带偏心快的惯性激振器驱动的）。该机械结构简单、制造容易、机器重量较轻、金属消耗量少、传给地基的动载荷小、安装方便，因而，它的用途广泛、品种规格繁多。 该类型的机械按照振动质体的数目，可分为单质体、双质体和多质体等几种；按照激振器转轴的数目，可分为单轴式、双轴式和多轴式三种；按照动力学特性，可分为线性非共振式、线性近共振式、非线性式和冲击式振动机等[41]。 本文所分析的活化振动给煤机需要两个激振器进行激振，振动电机通过激振弹簧和共振体进行连接，同时利用亚共振原理，使共振体在水平方向上作线性振动[42]，因此，该振动机械属于双轴式近共振双质体振动给料机。

3.1 建立力学模型

活化振动给煤机属于平面运动双轴惯性振动机械，该振动机的典型工作机构如图3.1a所示，根据其工作机构建立力学模型[43]，如图3.1b所示。现以质体1及质体2为分离体，可列出质体1和质体2在x方向上的振动方程，再以质体1和质体2为整体，列出在y方向上的振动方程[44]。因为质体1和质体2绝对运动阻尼力较小，近似计算时可以忽略不计。

1—共振体 2—活化锥 3—激振弹簧 4—可变力轮 5—振动电机 6—支撑弹簧 7—机

体

图3.1b 力学模型

图3.1a 工作机构图

3.2 诱导质量计算[45]

m?m1m2

m1?m2 （3-1）

式中：m——参振质量，；

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m1——工作质量（即第一质体的质量），kg，按式（3-2）计算； m2——第二质体的质量，kg，按式（3-4）计算。 工作质量包括共振体的质量和曲线槽内物料的折合质量（忽略隔振弹簧的质量）：

m1?mR?mG

（3-2）

式中：mR——共振体的质量（包括活化锥和衔铁等），kg； mG——曲线槽内物料的折合质量，kg。

mG?KmmW

（3-3）

式中：Km——物料的折合系数，Km = 0.1~0.2； mW——曲线槽内物料的质量，kg。

第二质体的质量包括振动电机质量和偏心块质量：

m2?mM?me

式中：mM——振动电机的质量，kg； me——偏心块的质量，kg。

（3-4）

3.3 给煤机的动力学分析

3.3.1 动力学的计算

以力学模型图3.1b为依据，以质体1和质体2为分离体，按照达伦贝尔原理，可以建立质体1和质体2沿x方向（振动方向）及y方向（垂直于振动的方向）的振动方程。由于质体1和质体2绝对运动的阻尼力较小，对机体振动的影响并不明显，近似计算时可以忽略不计。

对于质体1，在x方向上，作用于振动质体1上的力包括质体的惯性力、阻尼力和弹性力，在振动的每一瞬时，这些力的和应为零。换句话说，振动系统中作用于质量m1上的所有力在振动方向上应互成平衡，即

?1)???c(x?1?x?2)????k(x1?x2)??(?k1xx1)=0 (?m1?x式中：m1——工作质量（质体1的质量），kg；

c ——相对运动阻尼系数；

x1——质体1在振动方向(水平方向)上的位移，m； x2——质体2在振动方向(水平方向)上的位移，m； k ——激振弹簧的刚度，N/m；

k1——支撑弹簧（隔振弹簧）的刚度，N/m； k1x——支撑弹簧k1在振动方向上的刚度，N/m。

参照质体1，可以列出质体2在x方向上的振动方程，即

（3-5）

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