附錄一研磨機的最佳優化設計
摘要：研磨機的製造商正在盡量的減少傳動給低振動，高生產率的研磨機所增加的壓力。然而，實際上，執行研磨的過度磨損的發生，研磨孔附近的裂縫的發展都可能帶來脫離的破碎和造成災難性的結果。
振動等級的增加已經在很多的新型研磨機中有所發現。現有的設計方法對於這種現象的解釋是不可靠的。本文能夠表述一種新的研磨機的設計方法，並寫能夠很好的阻礙振動的增加和不必要的磨損。
最後，提供了研磨機的較好的設計方法。
關鍵字：研磨機過度磨損破碎振動新設計
標註單位
c聯結的扭力硬度
離心力慣性力
滑塊慣性
電動馬達轉子的兩極滑塊的慣性
研磨機的兩極滑塊的慣性
徑向支援的硬度
動能研磨區和引力的中心之間的距離
徑向支援的距離
研磨齒或槌集合重量
瞬時慣性
槌的頻率交換振動
潛在能量
推力圓盤的半徑
重量槌的引力中心的換置
鼓輪軸支援的換置
側軸或槌的座標的角度換置
圓盤的座標角度
初始頻率
鼓輪的旋轉速度
研磨的扭力震動的天然頻率磨細傳輸
一介紹研磨機廣泛地被用於食物和穀粒工業。研磨機的乙個典型結構被顯示在圖 1.它由乙個電動馬達所組成 (1),這個馬達帶動鼓輪聯結(2)。
鼓輪包括乙個圓盤(3)在輪軸上轉動。(4)輪軸靠兩個徑向支撐所支援。(5)它有二組杆:
一組杆(6)運送槌,而另一組杆（7)運送緩衝裝置。它們用來限制那槌搖擺按某一角度轉動。(8)槌被聚集在乙個桿上(6)，舉例來說五支槌,然後四支槌,在圓盤的相反邊上的等等,不同的槌被安裝( 舉例來說在一邊上有五個，在另一邊上則有四個).
那槌在外形上是矩形的並且有三個外部的邊緣被焊接在材料表面上面。他們被間隔的裝置所分開。
在研磨機被安置好之前，這個裝置是通過增加自己的重量來保持平衡的。一些公司甚至選擇槌以便它的總重量裝置在一支杆對所有的杆是相同的。
整個的結構集合在乙個金屬包裝中被附上( 不在圖 1 中顯示).被**的穀物在包裝的頂端開啟。替換槌擊中落下的穀粒, 打碎它,並且磨細了碎片在包裝的底部從滑槽被收集。
鼓旋轉的方向時常被顛倒用以證實槌的邊緣的磨損。在研磨機的操作中, 杆所連線的槌沒有與穀粒的直接接觸或磨細碎片, 因為那個杆被槌及其周圍空間包圍。 與此同時,周圍空間的外部表面在與磨細的碎片直接的接觸中,不表示任何磨平的警告。
在實際中，嚴格的震動通常發生在相對較新的研磨機上。 深的裂縫在圓盤上通常會發展到洞附近。 裂縫以 45 度被定向到半徑和向圓盤的周邊部份 (見到圖 2),可能會造成脫離破碎的危險。
不平順的穿越在槌的竿上發生。深的凹槽在圓筒形的表面上發展到杆上.(見到圖 3) 槌上的洞會逐漸的變為橢圓形這是由於圓形的邊緣。
槌的兩側表面在這個洞的附近會有乙個衝擊負荷力來警示從其間隔中所具有的裝置。
在槌上的離心力要比圓盤上的應力小上好幾倍。 竿上的凹槽和槌上的橢圓形洞證明實際的連絡壓迫力超過生產壓迫力,並且在槌上邊緣的衝擊標誌表明那槌正在被搖動和旋轉。現有的設計方法已經證明和解釋這一種現象的不可能性。
要減少震動的程度,人們不得不減少鼓的旋轉工作速度, 而這樣做必將會影響到生產效率。
2 對於傳統研磨機的弱表現力的理論解釋和存在的問題
當乙個研磨機被裝配的時候, 通常36個槌以一種盤環的樣式被安裝在乙個桿上。由於槌有不同的組成部分，因此,槌的分配沿著杆是不平順的。 當鼓快速旋轉的時候,離心力會沿著半徑指向槌。
由於不平順的槌的分配和槌的交錯打在地面上 (五個槌在圓盤直徑的一邊上而另外的四個槌則在相反的方向上),由於離心力的分配不均發生,這將引起整個的鼓震動。 這個鼓在兩個軸承的支援下保持穩定, 從動態的觀點來分析，它被認為是在兩個相同的彈力支援下作為乙個整體。 當做為兩個自由的振動系統時,它有二個模態:
(a) 當槌在徑向方向上振動時, 它是跳躍振動;
(b) 當槌的一端輪軸移動向上的和另一端移動向下時，它是搖擺振動。
第乙個模態有助於槌的搖擺振動( 將會在以後被討論),而第二個模態對於槌擺脫其旋轉方向的不穩定是有幫助的。 槌的搖動作用在乙個衝擊負荷的間隔裝置中,引起表面過度的磨損,而且槌的搖動也造成連線槌和杆的面積的減少。 這就解釋杆 (凹槽) 和槌孔的過度磨損(邊緣區域的橢圓形形狀)。
問題在於鼓的振動共嗚來自傳輸的過度衝擊。
當槌替換的時候,槌受制於離心力和他們自己的重量(見到圖 4)。
當槌被垂直地排列的時候,沿著半徑的重量和離心力就會帶動鼓運動。 當槌被水平地排列的時候,離心力， fcf 的合量， fr和重量w,在鼓的乙個旋轉方向上傾斜 , 在相反的方向中其他的也是同樣的。 因此，就引起了槌的搖擺振動。
這一種情形在工作速度 (鼓旋轉) 的共振,槌的跳躍振動或傳輸的扭力振動的共振的條件下，可能會變的很危險。所有的這些可能性都被現存的設計方法給忽略了。
磨碎穀物的碎片用於研磨相互接觸的表面磨損或者研磨杆和樞軸的孔洞,這樣做是不大可能的，因為清洗隔離環和槌之間的相對較大的磨碎碎片是非常難的。它沒有清洗隔離環表面的研磨磨損，而這確是磨碎碎片主要的藏身之處。
3 研磨機的固有振動頻率的決定條件
如早前所討論的那樣, 鼓輪被認為是有兩個自由度的擺動系統。（見圖 5)
當一鼓輪由於 m 和瞬時慣性 j合成振動時(側軸水平的通過其中心c)振動,它表現為直線運動: 它的中心 c沿著垂直線運動 (換置 xc) 並且它繞者水平軸旋轉(角度換置). 作為乙個有兩個自由度的系統，它能是被兩個獨立的引數x1和x2所表示，分別被兩個彈性硬度k1和k2支撐（齒輪支撐）發生偏轉。
xc和p可以用x1和x2來表示：
1）運動的公式**於拉格朗日等式:
i=1,2,3………,n ( 2 )
對於在圖 5 中被顯示的保守系統,沒有阻力和外加力, 這時其合力為q=0, 動能的表示式k,和潛能p, 能依次寫為下式:
3)4)
由公式（3）和（4）來引出並且替代它們進入公式（2）,下列的兩個微分方程序能被如下獲得:
5)6)
這些能被從整理到下列公式中:
7)8)
x1和x2 能用下式來取代：
9)由公式（9）來引出並且替代它們進入公式（7）和（8），下列公式包含有圓周率w:
10)對於公式 (10) 的解決能被寫成為：
(11)
4 槌的固有頻率的搖擺振動的決定因素
槌 (見到圖 6) 繞著a點旋轉並且它有兩種運動的型別:以一定的角速度繞著圓盤上的o點旋轉,並且旋轉振動指向a點。盤的角度位置取決於座標，而且槌的角度位置通過角度座標表現出來。
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