振动电机激振力的计算.docx

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振动电机激振力的计算

激振力

离心块转动到最高点后提起平板夯，平板夯对地面的作用力减小。

离心块运动到最低点的时候对地面提供最大的作用的力,设其匀速转动的角速度为ω，半径为r，质量为m1，则此时离心块的向心力为F1，F1=m1rω^2.

又向心力由转轴对离心块的作用F2和重力m1g提供，F1=F2-m1g.

故离心块对平板夯的作用为F2=F1+m1g=m1rω^2+m1g.

欧阳光明（2021.03.07）

此时，地面所受作用力（即激振力）为F2和平板振动夯重力m2的合力F3，

有F3=F2+m2g=F1+m1g+m2g=m1rω^2+m1g+m2g

回转细长杆的转动惯量计算时假设杆件长度远大于粗细。

符号意义及单位

J——对某回转轴的转动惯量，kg.m^2；

m——回转体的质量，kg；

i——惯性半径，m；

O——重心位置；

x,y——重心坐标；

几何体的尺寸单位可以是任何长度单位，计算默认为m。

i=根号j/m

1．Jx=Jy＝mr/4

2.jPO=mr平方／2

po是与圆形平面板垂直的回转轴 

震动电机原理与应用，型号及维修保养方法

发布日期:

2010-1-25  来源:

中国振动电机网  编辑:

中国振动电机网

　　震动电机是动力源与振动源结合为一体的激振源，震动电机是在转子轴两端各安装一组可调偏心块，利用轴及偏心块高速旋转产生的离心力得到激振力。

振动电机的激振力利用率高、能耗小、噪音低、寿命长。

震动电机的激振力可以无级调节，使用方便，JZO、YZU、VB，XVM，YZO、YZS、YZD、TZD，TZDC等型号的振动电机为通用型震动电机。

可以应用于一般振动机械，如：

振动破碎机、振动筛分机、振动打包机、振动落砂机、振动造型机、振动打桩机、振动提升机、振动充填机、料仓的振动破拱防闭塞装置等等。

广泛的应用在水电建设、火力发电、建筑、建材、化工、采矿、煤炭、冶金、轻工等工业部门。

[编辑本段]振动电机特点：

　　1.激振动力与功率配合得当,振动力大,机体重量轻,体积小,机械噪音低。

　　2.因为振动电机是强阻型振动而不是共振,所以有稳定的振幅。

　　3.振动频率范围大。

电磁式激振器的振动频率是固定的,一般等于电源步率,而震动电机的振动频率可通过调整转速的办法进行大范围的调整,并且能按照不同的通途任意选择振动频率和振幅。

　　4.受电源波动的影响小,电磁式激振器会由于电压变化而引起激振力发生大的变化,但振动电机中,这种变化就非常小。

　　5.多机组合,可实现自同步能完成不同工艺要求。

　　6.可根据振动电机的安装方式改变激振力的方向。

　　7.只须调整偏心块的夹角,就可无级调整激振力和振幅。

　　8.维护保养简单,由于不像电磁式那样使用弹簧,因此类似间隙调整,重量调整等维修工作可以免除,仅需要定期维修轴承。

　　9.规格齐全,能满足各类振动机械的工作需要。

振动电机产品系列

　　1、YLJ、YLJO、YLJF、YLJD、YLJT、YLEJC、YLEJF系列三相异步力矩电机。

　　2、YZS、JZO、YZVP系列三相异步震动电机。

　　3、YEJ、YDEJ系列三相异步电磁制动电机。

　　4、YVP、YZPBF、YZPBEJ系列变频调速电动机及起重冶金专用变频调速电机。

　　5、YD、YDT、YZD、YZTD系列多速及塔吊专用电动机。

　　YZU系列振动电机使用条件:

　　环境温度：

-20℃~+40℃　　海拔：

<1000m

　　电压：

380V

　　接法：

Y/△　　绝缘等级：

B级或F级

　　电源频率：

50Hz

　　工作方式：

连续

　　安装方式：

任意方向

　　使用条件:

　　振动加速度:

不超过20G（G为重力加速度）；

　　环境温度：

-20℃--40℃（超过40℃应降低功率使用）；

　　主机激振功率:

不超过铭牌的规定,（否则应降低激振力使用）；

　　地理位置：

海拔不超过1000米,（如超过1000米，但不超过4000米时，每增加100米，额定温度限值应降低0.5℃）。

　　额定温升：

65℃额定电压：

380V额定频率：

　50HZ　绝缘等级：

B

　　相　数：

3　接法：

Y/△　工作方式：

连续（S1）　安装方式：

任意方向　防护等级：

IP55具体资料

　　工作原理：

　　1、由特殊设计的电机外加偏心块组成，当电机旋转时，偏心块产生激振力通过电机传递给振动机械。

　　2、振动电机只需调节两端外侧的偏心块,使之于内侧偏心块形成一定的夹角，就可无级调整激振力。

　　激振力:

Fm=G/g×r×ω2

　　G：

偏心块质量

　　g：

重力加速度

　　r：

偏心块质心与回转轴的距离

　　ω：

电机旋转角频率

　　振幅：

S＝1.8/（N/100）2×Fm/G

　　Fm：

激振力（N）　G：

参振重量　N：

转速　S：

双振幅（mm）

　　安装、吊运、调整,使用和维护

　　震动电机与振动机械连接平面粗糙度均应为3.2或更高

（1）、绕组的绝缘，如受潮应采用相应方法处理500V兆欧表检查绕组的绝缘电阻，在接近工作温度（70℃）时，应不低于0.38兆欧，否则应进行烘干处理。

（2）、电缆线是否完好，如发生断裂破损应及时更换。

　　（3）、机体是否完好，如有损坏请与我们联系以便更换。

　　将震动电机安装在振动机械上时，振动电机的地脚螺栓必须紧固，每个螺母下必须加弹性垫圈。

　　震动电机运转初期，由于螺栓、螺母、底座平面间的磨合，会降低紧固力，出现小的松动，故运转初期应将电机的地脚螺栓多次拧紧，开始时每天紧固一次，两周后每周检查紧固一次。

　　安装就位后，在机体及基础上，均要有电缆压紧装置，二者之间电缆呈自然悬吊状，总长度以300-500mm为宜，自然悬垂部弯弧半径参照直线振动设备的两台振动电机同时工作时，应检查两台振动电机的转向是否相反。

否则应变更一台电机的电源相序，使两台振动电机的转向相反，才能保证物料的均匀走向。

　　激振力的调整：

　　震动电机每端出轴均有一个固定偏心块和一个可调偏心块，调节可调偏心块和固定偏心块之间的夹角可改变激振力的大小。

出厂时可调偏心块和固定偏心块之间的夹角为0度，这时的激振力为振动电机的额定激振力F，不同夹角时的激振力如表：

　　要特别注意，调整激振力时，要将振动电机两端出轴上的可调偏心块向同一个方向调整为相同的角度。

　　激振力的调整步骤：

　　1.拆除防护罩。

　　2.旋松外侧偏心块加紧螺栓。

　　3.两侧偏心块应同方向转动，使轴上刻线对准偏心块上激振力示值线至需要的激振力值处，并检查两端是否为相同的角度。

[编辑本段]振动电机使用维护，保养与存放：

　　震动电机的轴承应定期补充油脂，一般2-3个月补油一次。

待振动电机处用油枪在油嘴处注入或进行拆卸注油。

注油量为轴承室容积的三分之一至二分至一。

　　震动电机一般运行4-6个月小修一次，一年大修一次。

小修时清除机体积尘，检查线圈的绝缘电阻、接线是否牢固，及时清除隐患。

大修时应开电机，清除机体内外积尘，检查轴承的磨损，检查接头.接地及各紧固螺栓是否松动并及时紧固,更换新的润滑脂。

　　震动电机在运转中如发现有异常响声时，应立即停机检查排除故障后方可再启动运转。

　　震动电机允许有适量的轴向游隙。

　　轴与轴承为动配合。

　　采用单列圆锥滚子轴承的，轴向游隙必须控制在0.30-0.35mm之间，游隙过大应及时调整，

　　则造成电机扫镗极容易烧坏电机。

　　震动电机不用时，必须存放在通风干燥的仓库，库内不应用腐蚀性气体，对新储存振动电机应定期

　　检。

　　有无受潮、受冻、发锈及润滑脂变质等情况。

   震动电机出厂时激振力调节

　　振动电机出厂时激振力均调至80%，需海运时（出口）激振力调至0%。

使用时按下列步骤进行调节：

　　1、卧式震动电机：

（1）、放松防护罩紧固螺钉，拆下两端防护罩；

（2）、激振力小于MV50-2，MV50-4，MV50-6，MV30-8的振动电机（不包含此四种规格），外偏心块为可调块，表面装有标明最大激振力百分数的标尺，内偏心块为固定块，均使用紧固螺栓压紧在电机转轴上。

转轴两端面上刻有基准线。

旋松两侧外偏心块压紧螺栓，两侧外偏心块同向转动，使轴上刻线对准外偏心块上的激振力标尺刻线，调至所需激振力，拧紧外偏心块压紧螺栓，装上防护罩；

　　（3）激振力大于或等于MV50-2，MV50-4，MV50-6，MV30-8的振动电机（包含此四种规格），外偏心块为固定块，用键固定在转轴上，不能转动。

内偏心块为可调块，外表面装有标明最大激振力百分数的标尺，使用紧固螺栓压紧在电机转轴上。

旋松两侧内偏心块压紧螺栓，两侧内偏心块同向转动，使内偏心块上的激振力标尺刻线对准外偏心块上的开缝，调至所需激振力，拧紧内偏心块压紧螺栓，装上防护罩；

　　注意：

除特殊应用情况外，振动电机转轴两端偏心块的位置必须相对应，两端偏心块百分数的设定必须相等，否则振动电机会产生巨大的错向激振力，损伤电机的振动机械。

　　具体解决办法

　　2、立式震动电机：

（1）、激振力的调节：

卸下附加块压紧螺栓，通过增减附加块的数量来调节激振力；

（2）、上、下偏心块夹角的调节：

上偏心块为固定块，下偏心块为可调块，均使用紧固螺栓压紧在电机转轴上。

转轴两端面上刻有基准线，下偏心块外表面装有标明旋转角度的标尺，旋松下偏心块压紧螺栓，转动下偏心块，使下偏心块上的角度标尺刻线对准转轴基准刻线，调至所需角度，拧紧下偏心块压紧螺栓；如需调节上偏心块角度，也可按相应方法调节。

　　六.连接电源

　　震动电机的出电缆由于要承受振动，所以应选用重型四芯电缆，在靠近电缆出口处不允许突然弯曲，要有一个大于电缆外径8-9倍的弯曲半径，再将电缆固定到静止不动的机器或框架上。

其距离大约为0.6米到0.9米。

在固定电缆的卡子处应垫有柔软的绝缘材料，以免摩擦损伤电缆。

四芯电缆的接地线，一端与接线盒内的接地螺钉相连接，另一端必须可靠接地。

小型号振动电机，机壳上没有接线盒，使用重型三芯电缆直接从电机内部接线。

在电机的底脚附近装有接地螺钉，使用时必须可靠接地。

　　注意：

振动电机出线电缆为易损件，常因振动摩擦损伤，导致电机缺相运行，损坏电机。

用户应经常检查电缆状况，如有磨损应及时更换同型号电缆。

振动电机振幅的计算

振动电机由特制电机外加激振重块组成。

当电机通电旋转时，激振块产生激振力，通过电机底脚或法兰盘传递纵横振动机械。

振动电机电机由特制定子线包和转子轴组成，能承受高频振动；卧式振动电机采用四块扇形偏心块作激振块，调节同轴端两块偏心块的夹角，可以从零至最大调节振动电机的激振力。

振动电机通电旋转，带动电机轴两端的偏心块，产生惯性激振力，该力是空间回转力，其幅值为Fm。

Fm=mrω2

m——偏心块质量

r——偏心块质心回转轴心的距离，即偏心距

ω——电机旋转角度频率

ω＝2πn/60

n——振动电机振次

由此公式可得出2、4、6级振动电机的振幅（幅值）。

由于振动电机在使用过程中的实际应用环境和安装方式不同，结合多年的实践经验总结如下：

一、2级振动电机的振幅为1-2mm；

二、4级振动电机的幅值为2-4mm；

三、6级振动电机的幅值为4-8mm。

另外，振动电机的振幅还受到减振弹簧的刚度、阻尼系数、物料特性的影响，因此，振幅在很多情况下是不被量化，只可按照实际应用环境估算。

阻尼阻尼系数阻尼比

阻尼（英语：

damping）是指任何振动系统在振动中，由于外界作用和/或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性，以及此一特性的量化表征。

概述

在物理学和工程学上，阻尼的力学模型一般是一个与振动速度大小成正比，与振动速度方向相反的力，该模型称为粘性（或粘性）阻尼模型，是工程中应用最广泛的阻尼模型。

粘性阻尼模型能较好地模拟空气、水等流体对振动的阻碍作用。

本条目以下也主要讨论粘性阻尼模型。

然而必须指出的是，自然界中还存在很多完全不满足上述模型的阻尼机制，譬如在具有恒定摩擦系数的桌面上振动的弹簧振子，其受到的阻尼力就仅与自身重量和摩擦系数有关，而与速度无关。

除简单的力学振动阻尼外，阻尼的具体形式还包括电磁阻尼、介质阻尼、结构阻尼，等等。

尽管科学界目前已经提出了许多种阻尼的数学模型，但实际系统中阻尼的物理本质仍极难确定。

下面仅以力学上的粘性阻尼模型为例，作一简单的说明。

粘性阻尼可表示为以下式子：

其中F表示阻尼力，v表示振子的运动速度（矢量），c是表征阻尼大小的常数，称为阻尼系数，国际单位制单位为牛顿·秒/米。

上述关系类比于电学中定义电阻的欧姆定律。

在日常生活中阻尼的例子随处可见，一阵大风过后摇晃的树会慢慢停下，用手拨一下吉他的弦后声音会越来越小，等等。

阻尼现象是自然界中最为普遍的现象之一。

理想的弹簧阻尼器振子系统如右图所示。

分析其受力分别有：

弹性力（k为弹簧的劲度系数，x为振子偏离平衡位置的位移）：

Fs=−kx

阻尼力（c为阻尼系数，v为振子速度）：

假设振子不再受到其他外力的作用，于是可利用牛顿第二定律写出系统的振动方程：

其中a为加速度。

[编辑]运动微分方程

上面得到的系统振动方程可写成如下形式，问题归结为求解位移x关于时间t函数的二阶常微分方程：

将方程改写成下面的形式：

然后为求解以上的方程，定义两个新参量：

上面定义的第一个参量，ωn，称为系统的（无阻尼状态下的）固有频率。

第二个参量，ζ，称为阻尼比。

根据定义，固有频率具有角速度的量纲，而阻尼比为无量纲参量。

阻尼比也定义为实际的粘性阻尼系数C与临界阻尼系数Cr之比。

ζ=1时，此时的阴尼系数称为临界阻尼系数Cr。

微分方程化为：

根据经验，假设方程解的形式为

其中参数

一般为复数。

将假设解的形式代入振动微分方程，得到关于γ的特征方程：

解得γ为：

[编辑]系统行为

欠阻尼、临界阻尼和过阻尼体系的典型位移-时间曲线

系统的行为由上小结定义的两个参量——固有频率ωn和阻尼比ζ——所决定。

特别地，上小节最后关于γ的二次方程是具有一对互异实数根、一对重实数根还是一对共轭虚数根，决定了系统的定性行为。

[编辑]临界阻尼

当ζ=1时，

的解为一对重实根，此时系统的阻尼形式称为临界阻尼。

现实生活中，许多大楼内房间或卫生间的门上在装备自动关门的扭转弹簧的同时，都相应地装有阻尼铰链，使得门的阻尼接近临界阻尼，这样人们关门或门被风吹动时就不会造成太大的声响。

[编辑]过阻尼

当ζ>1时，

的解为一对互异实根，此时系统的阻尼形式称为过阻尼。

当自动门上安装的阻尼铰链使门的阻尼达到过阻尼时，自动关门需要更长的时间。

[编辑]欠阻尼

当0<ζ<1时，

的解为一对共轭虚根，此时系统的阻尼形式称为欠阻尼。

在欠阻尼的情况下，系统将以圆频率

相对平衡位置作往复振动。

[编辑]方程的解

∙对于欠阻尼体系，运动方程的解可写成：

其中

是有阻尼作用下系统的固有频率，A和φ由系统的初始条件（包括振子的初始位置和初始速度）所决定。

该振动解表征的是一种振幅按指数规律衰减的简谐振动，称为衰减振动（见上图中

的位移-时间曲线所示）。

∙对于临界阻尼体系，运动方程的解具有形式

其中A和B由初始条件所决定。

该振动解表征的是一种按指数规律衰减的非周期运动。

∙对于过阻尼体系，定义

则运动微分方程的通解可以写为：

其中A和B同样取决于初始条件，cosh和sinh为双曲函数。

该振动解表征的是一种同样按指数规律衰减的非周期蠕动。

从上面的位移-时间曲线图中可以看出，过阻尼状态比临界阻尼状态蠕动衰减得更慢。