平面运动单轴惯性激振器

单轴惯性激振器如图1所示

1)激振器回转中心与振动机体质心重合。振动机结构和力学模型如图2。振动机的阻尼力和弹性力远小于机体的惯性力与激振力，对机体运动的影响很小。尽管K_x＜K_y(隔振弹簧采用悬吊安装时，K_x＝0)，x方向和y方向振动幅值B_x和B_y近似相等，机体上的质点基本上在一平面上沿圆轨迹运动。单轴惯性激振器激振力幅值

式中　m₀——偏心质量，kg；

r——偏心半径，m；

ω——回转角速度，rad/s；

m'——振动机计算质量，kg；

K_y——隔振弹簧沿y方向的刚度，N/m；

B——振动体稳态振动的幅值，m；

φ——振动响应滞后激振力的相位差角，rad，；

C——系统的振动阻尼，实验指出，一般振动机C≤(0.1~0.14)m'ω

图1  单轴惯性激振器

图2  单轴惯性振动机及力学模型

1—单轴惯性激振器；2—振动机体；3—隔振弹簧；4—前拉弹簧

如果设计时，考虑激振力的调节，将所需激振力放大，可将阻尼和弹性都忽略，单轴惯性激振器激振力幅值

上式表明在振动过程中，机体与偏心块始终处在振动中心的两侧，机体在上时，偏心块在下，机体在左时，偏心块在右，或者相反。实际上振动中心就是机体和偏心块的合成质心。机体质心O、偏心块质心O₂和振动中心O₁的关系如图3所示。如果采用带传动的话，将带轮回转中心设在O₁处，则振动中带轮基本不振动

图3  自定中心原理图

2)当单轴惯性激振器的回转中心离开了机体的质心，如图4所示。近似计算时(忽略了阻尼和弹性力)，机体质心O的运动轨迹仍是圆。由于激振器中心偏离机体质心，离心力对机体有力矩作用，设机体及偏心块绕质心O的转动惯量为I、I₀，可求得力矩产生沿x轴和y轴的摇摆振动ψ_x、ψ_y的振幅值F，再进行振动合成计算：

机体的前(B点)、中(O点)、后(A点)的运动轨迹如图4b所示。如果该振动机为单轴惯性振动筛，物料从A端进入，从A点椭圆运动轨迹的长轴大小和方向来看，有利于物料的迅速散开，运动速度快；而排料端，从B点椭圆运动轨迹长轴的大小和方向来看，将不利于物料的输送，常借助于大倾角来改善排料条件，即使如此，有时处理不当，仍然产生堵料现象，所以，设计这种振动机最根本的是机体不宜长，激振器回转中心不能离机体质心太远

图4  单轴惯性振动机及其各处的运动轨迹