线性振动作业

振动筛是利用振子激振所产生的复旋型振动而工作的。振子的上旋转重锤使筛面产生平面回旋振动，而下旋转重锤则使筛面产生锥面回转振动，其联合作用的效果则使筛面产生复旋型振动。其振动轨迹是一复杂的空间曲线。该曲线在水平面投影为一圆形，而在垂直面上的投影为一椭圆形。调节上、下旋转重锤的激振力，可以改变振幅。而调节上、下重锤的空间相位角，则可以改变筛面运动轨迹的曲线形状并改变筛面上物料的运动轨迹。

振动筛在矿山、煤炭、建材、冶金、制药等行业生产中必不可少的设备之一。筛分机械的大型化、节能化以及提高工作性能、延长使用寿命、提高自动化水平是振动筛生产企业和设计者不断追求的目标。但大型振动机械除传给地基的动应力过大之外，侧板和梁容易断裂，筛框很快损坏。如果采用共振技术，由于激发同样的振幅所需要的激振力比非共振运行时减少很多，所以传动连杆与筛框连接处的动应力较小，可以提高侧板、梁和筛框的寿命，同时可以减少传给地基的动应力，同时也达到了高效节能的效果，是目前比较先进的大型筛分设备。

在振动筛分机械不断发展的今天，各种筛型大量涌现，其中大部分是以线性振动为主。共振筛早在20世纪20年代就已经出现，到20世纪50年代才在工业生产上正式使用。国外从 16 世纪开始振动筛分机械的研究与生产，在 18 世纪欧洲工业时期，振动筛分机械得到迅速的发展，到本世纪振动筛分机械发展到一个较高水平。国内筛分机械在 20 世纪 50 年代得到发展，经历了仿制阶段，自行研制阶段和提高阶段。进入 20 世纪 80 年代后，我国成功研制了振动概率筛系列、箱式激振器等厚筛系列、粉料直线振动筛系列等。目前，振动筛分机械的发展方向：向大型化发展，国外筛面可达 60.5 平方米；向重型、超重型发展；向理想运动轨迹振动筛发展，寻找一种以理想运动方式为基础的新型筛分机成为筛分设备发展的一个新方向；向标准化、系列化、通用化发展；向空间发展；向难筛分物料筛机发展。科学有效的筛分方法，能提高振动筛分效率和生产能力，从近 20 余年的发展趋势可知，振动机械大型化可以减少振动机械台数，方便管理，减少基建面积，是提高效益的重要措施。

共振筛的特点是振动在接近共振区的条件下进行，即筛子的工作频率接近其本身的自振频率。利用这个特点，就可以用较小的激振力来驱动较大面积的筛箱。所以共振筛的动力消耗较小，可以做成较大的筛面。与其它方式的振动筛相比，该筛的单机处理能力大，且弹性系统大部分为双质量。而工作中运动质量的惯性力是平衡的，所以传给基础和传动机械的动力较小，生产厂房基础设施投资较低。从而实现了共振筛大型化、高效、节能化的目的。

共振筛的基本工作原理：“共振筛”---它是把筛子用多个弹簧支撑起来，并在筛子上装上偏心轮，偏心轮在皮带的带动下转动，是筛子受到周期驱动力的作用，做受迫振动。调整偏心轮的转速，可使驱动力的频率接近或等于筛子的固有频率，筛子发生共振，从而获得较大振幅，提高筛子的效率。下面以弹性连杆式共振筛举例说明：弹性连杆式共振筛（直线振动运动双质量系统。）根据弹簧共振原理制成。施予弹簧以外拉力，弹簧将伸长，外力取消后弹簧将发生振动。由于弹簧有内摩擦力（阻尼），故振幅将愈来愈小，最后将停止振动。如果在振动过程中能周期性地施以外力，此外力恰等于弹簧内阻力，则振动将保持下去。弹性连杆式共振筛[4]的结构如下图所示：

振动筛原理图

共振筛自从1930年公开问世以来，它类型得愈来愈多，得到了普遍的应用因为它的机型特别成功，用比较小的激振力达到好的筛分。在发展开始时期，出现了线性弹性单质量系统。目前，对于分段线性非线性的理论研究已经有了不小的进展。对于双质体分段刚度非线性共振筛的动力学研究基本上是通过非线性方法得到近似解，自由度相对较少。在继续发展中，则向多质量系统和非线性弹性系统过渡。

时代的今天共振筛的发展也遇到了一些挫折，筛分机械大型化对机械结构强度和刚度提出了高要求，尤其是共振筛，由于筛体工作时处于共振状态，机械部件（如支撑弹簧、激振弹簧和箱板等）的运动幅度和工作强度都比较大，所以磨损消耗特别厉害。如果仍采用普通筛分机械结构，则难于满足这一要求，就会筛分机械的大型化。而要获得良好的筛分效果和较大的单机处理能力，应采用足够大的振动强度。对振动机械来说，筛宽增加一倍，管梁的应变要增加16倍左右，所以梁的直径会迅速增大，对地基的动负荷也成倍增加，给机械制造业带来极大困难。筛分机械应在低应力下工作，而筛面和物料之间要在高振动强度下工作，这就产生一对矛盾。因此，如何在提高筛分效率的前提下，设计出满足强度、刚度要求的大型或特大型振动筛，一直是国内、国际工程师和科技工作者研究的重要课题。目前对于振动筛设备，国内外主要的研究方向包括该设备振动噪声问题。要解决这些问题不光要发掘新的高性能机械材料外，最重要的是要不断地优化共振筛的结构，减少不必要的动力消耗和零件磨损，以减少噪音和器材的损耗，从而增大共振筛的性能，提高其处理量和筛分效率。

在我们生活中，振动是常见的。振动既有我们值得利用的方面，同时也有我们必须避免时候。而随着中国经济建设和科学研究事业的进一步发展，新用途的振动筛将会不断出现，它们在各个部门中的使用也将日益增多，并将发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1]段斌修，振动筛分机械的应用与发展[J]，武钢技术，1999（5）

[2] 任德树.共振筛的发展和应用[C] .《有色金属(冶炼部分)》1958年,04期

[3]王峰，筛分机械的发展与展望[J].矿山机械，2004,32（1）：37-39   

[4]百度百科，共振筛及其原理

学生：周凡森

学号2012201052