活动硾片式粉碎机
（ｃ）交错排列该排列分单片和双片两种形式，图２．３ｃ为双片交错排列。总结了造成转子不平衡的各种原因，并从转子对称销轴受力角度分析了转子存在的三种不平衡状态，为锤片式粉碎机的动态特性研究奠定了基础。本课题来源于江苏牧羊集团，是牧羊集团与南京理工大学产学研合作课题。活动硾片式粉碎机从表３．１可以看出，有限元法相比传递矩阵法有更高的计算精度，虽然对计算机性能提出了更高的要求，但在结合有限元分析软件（如ＡＮＳＹＳ）后，计算时间大大缩短，更加适合复杂转子系统特别是高速转子的动力学分析。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。静不平衡 动不平衡 静、动不平衡图２．１３锤片式粉碎机转子不平衡状态（ａ）静不平衡 此时转子对称轴离心力合力Ｒ１和Ｒ３作用线在同一直线上，Ｒ。
但只是定性地、经验性地提出这一问题，并没有深入研究。３．２有限元法与传递矩阵法优缺点比较表３．１传递矩阵法与有限元法优缺点的比较计算方法 优点 ’缺点不会因单元增加而影响传递矩阵阶数，且 求解大型复杂转子系统动力各阶临界转速的计算方法完全相同。活动硾片式粉碎机在选定测量和分析结果集之后即可绘制测量参数的动态曲线图。从仿真结果可以算出，锤片绕销轴摆动的周期为Ｔ＝Ｏ．０１５ｓ。本课题的研究主要包括以下几个方面内容：（１）对锤片式粉碎机的结构特点进行分析，研究转子不平衡原因。对于微小的变形≈ｐ，，当转子以等角速度Ｑ自转时，如忽略扭转变形，则矽＝Ｑｆ。
转子轴的任一截面，其位置可用轴心的坐标Ｘ、Ｙ，截面偏转角色、只，以及自转角矽表示。大多数情况下，机械振动是有害的。但对于悬挂了锤片的转子，由于锤片与销轴之间为铰接方式，重力的作用必然使得静态时转子的质心向下偏移。牧羊集团是国内的饲料机械生产企业，牧羊集团生产的饲料粉碎机也是国内同类产品中性能的，但仍存在这类粉碎机的通病即振动和噪音较大。该模型沿轴线把转子系统划分为圆盘、轴段、轴承座等单元，这些单元是一些表示为矩阵形式的离散单元，弹性、惯性已知。活动硾片式粉碎机将以上参数代入式（２．１５）， 则锤片相对销轴摆动周期的理论计算值为：Ｚ：．０．００１６２７８——×０．０２：０．０１５５７ｓ ，＝＼ｆ ０．２９ｌ×０．０５×０．１８４５可以看出，锤片摆动周期的仿真分析结果与理论计算结果基本一致，误差仅为３．６％，验证了关于锤片运动分析结论的正确性。
研究生签名：兰勇蔓！整！墨沙话年乡月７日．学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。活动硾片式粉碎机在此，有必要首先对锤片式粉碎机结构尤其是其转子结构的特点进行透彻的研究，为其后的粉碎机机体振动研究奠定基础。，旋转轴“ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ２＂（即锤片与锤架板间连接）的初始位置为３０。２．４．２锤片的运动分析锤片式粉碎机由启动达到稳定工作转速的过程是一个快速的升速过程，其间不可避免地使锤片质心相对销轴轴心产生很大的相对速度，这给了锤片绕销轴运动的初始激励。２．６小结根据锤片式粉碎机的结构特点，对其工作部件——转子的结构特点进行了透彻的分析，并对锤片在转子运行过程中的受力和运动进行了分析。虽然由系统结构特点决定的静态系统偏心只对在转子启动瞬间造成冲击振动，在转子达到稳定工作转速后将逐渐实现自我动平衡，但其他因素造成的不平衡引起的振动将随着转子旋转速度的增加而增大。
（３－６） 旧删㈦…州ｓｉｎＱ０’㈦ｕ羔［ＹＡ％－０州肋Ｙ置，ｒ【：，）＝ ，口，也］７３基于有限元法的旋转机械动力学分析理论 硕士论文［鸠，］－面ｋｔｌ１５６ ２２ｌ ５４ －１３ｌ２２ｌ ４２２ １３ｌ 一３１２５４ １３， １５６－２２，１３ｌ一３１２—２２ｌ ４１２单元的转动惯性矩阵［Ｍ职］为：单元的回转矩阵［ｇ］＝ｎｉｌ】，单元的刚度矩阵［群】为：［Ｋ。选择锤架板与主轴的之间的销钉连接，在此处定义伺服电动机，在“轮廓”选项中定义电机速度为Ａ＝１８０００ｄｅｇ／ｓｅｃ（假定转子工作速度为３０００ｒ／ｍｉｎ）。锤片式粉碎机是目前饲料工业中应用广泛的一种粉碎机机型，它主要利用高速旋转的锤片对物料产生强烈的冲击和摩擦来达到对物料破碎的目的，具有结构简单、通用性好、适应性强、生产率高的特点【３】。２．１锤片式粉碎机的总体结构锤片式粉碎机是饲料工业中使用广泛的一种粉碎机机型，其主要结构由机座、上机壳、转子、操作门、进料机构、筛网和出料机构组成。（ａ）螺旋线排列、十一卅巾十 ．卜州，斗卅—什’—什．＋－＊＿廿十＋卅斗卅—㈣１寸（ｂ）对称排列．（ｃ）交错排列（ｄ）对称交错排列图２３转子锤片绸排列方吉（ａ）螺旋线排列：螺旋线排列方式分单、双螺旋两种，图２．３ａ为单螺旋线排列。活动硾片式粉碎机工作中，锤片轨迹均匀，不重复，但工作时物料略有推移，销轴间隔套品种多。
活动硾片式粉碎机工作过程中，锤片磨损比较均匀。连接轴设置：设置旋转轴“ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｌ”（即锤架板与主轴间连接）的初始位置为０。因此，锤片式粉碎机的设计制造过程与其它旋转机械一样，需要对转子进行静、动平衡校验，研究转子的临界转速、不平衡响应等动态特性，从结构参数、加工工艺和工作条件上改善转子的工作情况，减小振动。２．３．２锤片与主轴干涉转子结构静态分析（ｃ） （ｄ）图２．５锤片与主轴存在干涉的转子静态质心偏移示意图图２．５为锤片与主轴存在干涉的粉碎机转子静态示意图，其中图２．５ａ￣２．５ｃ所示为不同位置时转子质心的偏离情况；图２．５ｃ、图２．５ｄ显示了同一位置、锤片在转子上的搭置形式不同时转子质心的偏离情况。也是说，静止状态的锤片转子系统存在质心与转动的明显偏离，但依然可保持随遇静止状态。锤片式粉碎机的结构不仅决定了它的静态力学特性，也对其动态特性起着关重要的作用。
在建立装配模型时，将主轴设为基础件，依次装配锤架板和锤片，连接类型均选择为“销钉＂连接。活动硾片式粉碎机按照这个理论，锤片相对其锤架板悬挂点的惯性半径之平方房２，应当等于锤悬挂点距离Ｃ与悬挂点到锤片打击端部距离￡之乘积【３］【２¨，即Ｐｃ２＝ＣＬ。根据线性振动理论以及转子动力学基本理论，运用计算机有限元的方法对锤片式粉碎机转子振动模态及不平衡响应等动态特性主要问题进行了研究。但对锤片式粉碎机的动态特性及其影响因素的研究则相对较少，关于锤片式粉碎机结构动态优化设计的研究则几乎空白。图２．９为转于启动后前２０ｓ锤片绕销轴摆动的位置一时问动态曲线图：图２１ ｎ为１９．５ｓ～２０ｓ之间的锤片摆动位置一时删曲线图：图２１１为１９５ｓ～２０ｓ之间的锤片摆动角速度一时问曲线图。对转子系统进行分析计算时有多种方法，对于简单离散转子系统的分析大多是基于理论力学的分析方法，而对复杂转子系统则多用传递矩阵法和有限元法。