多腔腭型粉碎機效能粉碎區(qū)間的探討
動顎速度瞬心的解析關系由理論力學知,當運輸帶兩構件作相對平面運動時,在任一瞬時,都可以認為它們是繞某一點作相對轉動,而該點則稱為瞬時速度中心,簡稱為瞬心。如果這兩個構件之一是靜止的,其瞬心便稱為絕對速度瞬心。本文討論的均是絕對瞬心。
已知曲柄OA=l 1,機架OP=l 2,搖桿BP=l給料機 3,連桿AB=l 4,P點的坐標為X P=s、Y P=h,機架與Y軸的夾角為θ。N 1、M 1分別是動顎齒板Ⅰ(見)的上下端點。設曲柄從X軸正向出發(fā),逆時針轉過角度φ時,OA的直線方程為
Y=Xtanθ(1)由所示的幾何關系求得在曲柄逆時針轉過角度φ時搖桿BP的直線方程為Y-h(huán)=-(X-s)t砂石分離機an∠BPM即Y=(s-X)tan∠BPM+h(2)∠BPM可根據圖中的幾何關系求出,在此不再贅述。
由三心定理知,OA與BP所在直線的交點即為動顎皮帶運輸機的瞬心,因此聯(lián)立方程(1)和(2)可解得瞬心隨曲柄旋轉變化的坐標表達式
?。╰an) (tan tan)(tan)tan(tan tan)X h s BPM Y h s BPM(3)動顎速度瞬心變化規(guī)律由式(3)可知,瞬心在tanφ+tan∠BPM=0處不連續(xù),其物理含義是曲柄與搖桿在平行位置或反向平行位置瞬心出現(xiàn)間斷點,而在其它區(qū)間連續(xù)變化。參生產線考對機構幾個特殊位置分析的結果見表1.
分析1可知,曲柄回轉一周,動顎的速度瞬yzo振動電機心將出現(xiàn)兩個間斷位置,下面來分析速度瞬心變化范圍的區(qū)間及走勢,見表2.
慣性振動輸送機 從上面的6個變化區(qū)間可以看出,動顎的速度瞬心從右邊間斷點向左邊間斷點連續(xù)變化,經P點到B點,再向左直到左邊間斷點;緊接著又從右邊間斷點開始向左連續(xù)變化直到左邊間斷點,如此往復循環(huán)。
通過表1還可看出,動顎的平面運動使其上下端點并非時刻同步運動,只有當曲柄轉至與搖桿平行位本欄目編輯翟小華表1特殊不銹鋼輸送帶位置的速度瞬心及動顎上下端點的運動狀態(tài)
曲柄位置瞬心連瞬心動顎上下端點的運動狀態(tài)續(xù)情況位置N 1點M 1點N 2點M 2點①與機架OP重合連續(xù)P點向上左上向下左下②與連桿重合共線連續(xù)B點左下左上左下左下③與搖桿BP平行間斷左∞處左下左下左下左下④與機架OP共線連續(xù)P點向下右下向上右上⑤與連桿AB共線連續(xù)B點向右右下右上右上⑥與搖桿反向平行間斷右∞處右下右下右下右下表2速度瞬心的變化范圍及走勢位置區(qū)間瞬心位置的變化范圍①~②在搖桿PB上從P點到B點連續(xù)變化②~③從B點開始沿PB的延長線向左連續(xù)變化,直到左無窮遠處③~④從右無窮遠處開始,沿BP的延長線,在P點以右范圍向著P點連續(xù)變化,直到P點為止④~⑤同①~②位置區(qū)間瞬心的變化情況⑤~⑥同②~③位置區(qū)間瞬心的變化情況⑥~①同③~④位置區(qū)間瞬心的變化情況Ⅰ―破碎腔ⅠⅡ―破碎腔Ⅱ1.固定齒板Ⅰ2.活動齒板Ⅰ3.連桿(動顎)4.搖桿5.曲柄(偏心軸)6.機架7.活動齒板Ⅱ8.固定齒板Ⅱ雙腔顎式破碎機機構示意圖雙腔顎式破碎機有效破碎空間的研究磨置時,動顎才有斜向左或斜向右平移的趨勢。除此之外,連桿都繞每時刻的速度瞬心作回轉運動,即上端點遠離定顎,下反擊錘式破碎機端點靠近定顎;上端點靠近定顎,而下端點遠離定顎;或上端點和下端點同時靠近或遠離定顎,但速度方向不同。由此可知,在動顎運動過程中不是整個破碎腔同時破碎和同時排料,而是部分破碎腔產生破碎,另一部分不產生破碎。為此提出有效破碎空間系數(shù)的概念,即破碎腔參與破碎的容積與破碎腔總容積的比值。下面通過分析動顎齒板的運動狀態(tài)來研究有效破碎空間的變化規(guī)律。
有效破碎空間的變工業(yè)輸送帶化規(guī)律下面以2PE250×750型雙腔顎式破碎機為例進行破碎腔有效破碎空間的研究。
首先求動顎齒板上下端點的坐標表達式。如和所示,過點A作AE平行于OP,則∠BAE=∠BAP-∠APO;令線段AN 1=L N1,AN 2=L N2,AM 1=L M1,AM 2=L M2;L N1、L N2與l 4的夾角分別為α1和α2,L M1、L M2與L 管式皮帶輸送機4的夾角分別為β1和β2。
則N 1點的坐標為X N1=L 1 cosφ-L N1 sin(α1+∠BAE-θ)Y N1=L 1 cosφ-L N1 cos(α1+∠BAE-θ)(4)M 1點的坐標為X M1=L 1 cosφ-L M1 sin(β1+∠BAE-θ)Y M1=L 1 cosφ-L M1 cos(β1+∠BAE-θ)(5)N 2點的坐標為X N2=L 1 cosφ-L N2 sin(α2-∠BAE+θ)Y N2=L 1 cosφ-L N2 cos(α2-∠BAE+θ)(6)M 2點的坐標為X M2=L 1 cosφ-L M2 sin(β2-∠BAE+θ)Y M2=L 1 cosφ-L M2 cos(β2-∠BAE+θ)(7)由動顎瞬心的變化規(guī)律知,當φ=0°時,瞬心D在搖桿BP的延長線上(見),同時D點也在X軸線上,延長過D點的X軸線分別交活動齒板Ⅰ、Ⅱ、F 2,交固定齒板Ⅰ、Ⅱ于點F 1′和F 2′。此時,活動齒板Ⅰ的F 1 M 1段上各點均有左偏上的速度分量,活動齒板Ⅱ的F 2 N 2段上各點均有右偏上的速度分量。即破碎腔Ⅰ下部的F 1′F 1 M 1 M 1′段和破防爆振動電機碎腔Ⅱ上部的F 2′F 2 N 2 N 2′段進行破碎工作。根據式(3)~(7)及各機構參數(shù),可求得1 0.47 F M M N,2 0.53 F N M N。由此可求得兩破碎腔的有效破碎空間系數(shù)分別為KⅠ' 1 1 1 ' 1 0.25 F M M F N N M M V
KⅡ' 2 2 2 ' 2 0.75輸送設備 F N N F N N M M V根據速度瞬心的定義,當齒板的上端點或下端點正好落在過瞬心作的X軸的平行線上時,端點的速度方向是豎直向上或向下的,此時是破碎腔完全參與破碎或完全進行排料的臨界位置。根據以上各式及樣機的機構參數(shù)可求出曲柄轉到這幾個特殊位置時的轉角分析表3得到如下結論:(1)曲柄轉角φ∈< 0, 70°>時,瞬心由D點沿BP的延長線移到D′點,破碎腔Ⅰ的下部和破碎腔Ⅱ的上部進行物料破碎,有效破碎顎式破碎空間系數(shù)分別為K I < 0.25, 1>,KⅡ(2)φ∈(70°,170°>時,瞬心由D′點經P、B點到無限遠處,最后到達D″點,此過程中破碎腔Ⅰ整體破碎物料,K I=1;破碎腔Ⅱ完全進行排料,KⅡ=0;(3)φ∈(170°,250°>時,瞬心由D″點沿BP的延長線移動到D′點,破碎腔Ⅰ上部進行破碎,K IⅡ(4)φ∈(250°,350°>時,瞬心的變化情況同(2),該過程中破碎腔Ⅰ進行完全排料,K I整體破齒輥式破碎機碎物料,KⅡ(5)φ∈(350°,360°>時,瞬心由D″點沿BP的延長線移動到D點,破碎腔Ⅰ下部破碎,K I 0, 0.25>;破碎腔Ⅱ上部破碎,KⅡ由上面的分析可知,曲柄處在不同的位置,兩個破碎腔的運動狀態(tài)不同,即兩個破碎腔的有效破碎空間系數(shù)是不同的,所以破碎力的大小隨之變化。值得注意的是,兩個破碎腔各有部分腔段同時處在破碎狀態(tài),破碎機的最大破碎力為兩個破碎力之差絕對值的最大值。同時還可看出,無論曲柄旋轉到任何位置,兩破碎腔的有效破碎空間系數(shù)之和都近似于1,即相當于一個破碎腔始終完全進行破碎工作,這正說明了雙腔顎式破碎機工作的連續(xù)性。
結論(1)通過對四桿機構的運動分析建立了動顎速度瞬心的表達關系式,并分析速度瞬心的變化規(guī)律,這對動顎運動規(guī)律的研究具有理論指導意義。(2)通過對動顎齒板運動狀態(tài)的分析,發(fā)現(xiàn)了雙腔顎式破碎機兩個破碎腔不間斷工作的特點,這從理論上證明了該機型高產降耗的優(yōu)越性能。(3)破碎腔有效破碎空間系數(shù)的提出及量化研究,為破碎力計算公式的建立提供了理論依據。
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