何恒芝

（南寧廣發(fā)重工集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530001）

公司新研發(fā)的MHC100高效液壓圓錐破碎機(jī)，由于運(yùn)轉(zhuǎn)速度非?？?，所以在破碎機(jī)工作時，必須保證其運(yùn)行平穩(wěn)，這就要對機(jī)器進(jìn)行平衡計(jì)算，通過平衡圈的合理配置，對零部件運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的不平衡度進(jìn)行平衡處理。

機(jī)器的不平衡點(diǎn)主要來源于運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)的零部件。MHC100高效液壓圓錐破碎機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)部件主要有：破碎圓錐部、偏心套部和傳動部。傳動部在運(yùn)行中不會對機(jī)器產(chǎn)生離心力和離心力矩；破碎圓錐部的運(yùn)動軌跡是周擺運(yùn)動，其運(yùn)動產(chǎn)生的離心力和離心力矩非常之小，加上其重力本身產(chǎn)生反向的阻力和阻力矩的抵消，故可以忽略不計(jì)。因此，在此只對破碎機(jī)進(jìn)行偏心套部的離心力和離心力矩平衡計(jì)算。

偏心套部主要由偏心套組和平衡圈組組成。這兩個組件的重心都不在設(shè)備回轉(zhuǎn)軸線上，因而，在破碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時必然產(chǎn)生不平衡的離心力和離心力矩，對破碎機(jī)產(chǎn)生沖擊，影響破碎機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對破碎機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重的損害。離心力和離心力矩大小決定著破碎機(jī)的整體平衡度和穩(wěn)定度。因此，對偏心套部進(jìn)行離心力和離心力矩計(jì)算，找出離心力和離心力矩的大小和方向加以平衡，以消除或減輕這些振動尤為重要。

1 偏心套部平衡的條件

偏心套部要達(dá)到平衡，必須同時滿足以下兩個條件：

（1）偏心套部的總離心力必須為零，即∑Fi=0。

（2）偏心套部相對于主軸軸心和機(jī)座在與主軸配合錐面的上平面之交點(diǎn)O產(chǎn)生的總離心力矩必須為零，即∑Mi=0。

偏心套部的力學(xué)簡圖，如圖1所示。

圖1 偏心套部的力學(xué)簡圖

2 離心力和離心力矩的計(jì)算

2.1 偏心套組的離心力和離心力矩

通過設(shè)計(jì)軟件查得:偏心套組的重量為m1=157.2 kg；重心Q1相對于O 點(diǎn)的坐標(biāo)為X1=-46.13mm，Y1=124.53mm。則：

式中，

w 為偏心套組的轉(zhuǎn)動角速度，w=7.5轉(zhuǎn)/秒

2.2 平衡圈組的離心力和離心力矩

通過設(shè)計(jì)軟件查得：偏心套組的重量為m2=178.52 kg；重心Q2相對于O點(diǎn)的坐標(biāo)為X2=32.04mm，Y2=122.5mm，則：

2.3 整個偏心套部對固定點(diǎn)O的離心力和離心力矩

3 結(jié)束語

圖2 平衡圈去重圖

計(jì)算結(jié)果說明：偏心套部要確保其平衡度必須在平衡圈輕邊去重。通過設(shè)計(jì)軟件的優(yōu)化，從平衡圈上表面起取深度為88mm，以圓心相對于主軸中心向平衡圈重邊偏移3.5mm、半徑為326.5mm的圓和平衡圈外圓的兩圓環(huán)間進(jìn)行去重，如圖2所示。

通過設(shè)計(jì)軟件查詢和計(jì)算得出：去掉的總質(zhì)量為mt=4.76 kg，離心力為Ft=87.29（N），離心力矩為Mt=11.73（N.m）。去重后，剩余的離心力為Fx=1.13（N），剩余的離心力矩為Mx=0.34（N.m）。剩余的離心力和離心力矩都較小，對破碎機(jī)平衡度的影響有限，設(shè)計(jì)基本能夠滿足設(shè)備使用的要求。

[1]郎寶賢，郎世平.圓錐破碎機(jī)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

[2]孫 桓，陳作模.機(jī)械原理（第7版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]龍馭球，包世華.結(jié)構(gòu)力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2006.