隧道式回潮机振动系统分析及结构改进

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[摘 要]隧道式回潮机振动槽体开裂一直是烟草行业关注多年并未能有效解决的问题，本文从隧道式回潮机的振动机理研究入手，通过对振动槽体动力学和运动学理论分析和计算，指出现有结构的缺陷和不足，提出了一种新型的改进结构和方法，并对改进前后的机构进行了分析和数据对比。

[关键词]抛掷指数 物料输送速度 振动惯性力 参振体质量

中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0035-01

隧道式回潮机（以下简称HT）是利用振动输送原理来输送物料，槽本底部制作成板式直接喷蒸热交换器对物料进行加温加湿。物料以抛物状态输送，能与槽体底板喷出的蒸汽充分接触，对物料的增温增湿效果较好。目前烟草企业制丝车间普遍采用HT对烟叶、烟梗、叶丝和梗丝进行加温加湿处理，使用量较大。但HT的振动槽体在使用过程中容易产生疲劳损坏，影响制丝车间的正常生产。

一、现有HT振动系统分析

隧道式回潮机振动系统典型结构如图3，盖板与槽体通过铰链及锁扣和槽体相连，并由胶管进行密封。设备振动时必须关上盖板，关盖板时，盖板对胶管施加压力，促使胶管变形来对盖板和槽体进行密封，同时产生足够的摩托车擦力使盖板随槽体一起振动。

1、动力学分析

槽体部分在振动时的惯性力：

式中：m―槽体部分参振质量，kg；

由惯性力及加速度公式得出，振动时，振动部件的受力与振动频率的平方成正比，提高振动频率会使振动部件的受力大大增加，对槽体、主传动轴、轴承等部件不利。特别是盖板的惯性力增加太大，对槽体最不利，由于盖板是装在槽体上，其产生的惯性力也直接作用在槽体上。通过用变频器做改备振动频率的实验，其它参数不变，当振动频率增加到一定值时，设备就出现异常响声，且响声随振动频率的增加而增加。其原因就是振动频率增加，使振动部件及传动装置受力加大所至。

由抛掷指数公式可知，要保证物料以抛掷运动形式输送，就要有一定的抛掷指数数值，也就是说要有一定的振动频率及振幅，即槽体要以一定的加速度运动。由槽体振动的惯性力公式可知，振动时运动部件的受力，除了与加速度有关外，还与参振体的质量有关。振动时产生的惯性力与参振体的质量成正比。如前所述为保证物料输送速度及加温加湿效果，槽体需有一定的振动加速度 以使物料作抛掷运动。

从以上分析，为保证的加温加湿效果，物料要有一定的输送速度，还要以抛掷运动形式输送，就要有一定的加速度，采用减小加速度来减少惯性力必然受到限制。要再减小振动惯性力就只有尽量减轻参振体的质量这一条路径。

2、现有HT的结构分析

如图3所示，现有HT的盖板直接装在槽体上，盖板参与振动，增加了槽体部分的质量，同样也增加了槽体部分的振动惯性力。增加缓冲套及轴承的受力，减小了其使用寿命。盖板装在槽体上的，其重量及振动惯性力直接作用在槽体侧板上，进而传至槽体底板。槽体是通过盖板压紧密封胶管产生的摩擦力带动盖板振动一起振动。盖板对密封胶管的压紧力作用在槽体上。胶管老化失去弹性力，减小了胶管与槽体的摩擦力，使盖板与槽体不能同步运动，对槽体产生冲击力，会造成槽体损坏。在惯性力、热应力及焊接应力的相互作用下，造成槽体侧板、底板开裂现象。

平衡式振动机械需进行配重，使平衡体的重量与槽体振动部分的重量相等。平衡体得加上盖板的质量，这样使传动装置受由盖板质量产生的惯性力的两倍。

二、HT振动系统改进结构

基于以上对现有隧道式回潮机振动系统结构的分析及存在问题，提出一种改进结构。改进后隧道式回潮机振动系统结构如图5。将盖板从参振体中分离出去，减轻参振体质量，从而达到减少振动惯性力及运动部件的受力。改善设备的运行性能。

1、结构分析

盖板与槽体之间用软帘密封，不影响槽体振动。软帘需选耐热耐腐蚀，且质地较软的材料。盖板不参与振动，可适当降低强度，简化其结构，但还是要考虑热变形。为装软帘在槽体上方焊了一件截面为“[”形状的方框组件，有利于增加槽体的强度。槽体绝大部被盖板及机加侧板覆盖，提高了设备外观质量。

三、结束语

本文运用振动理论对HT振动系统结构进行力学分析，提出了一种改进结构。从分析可知改进后的结构受力上优于原结构，特别是改善了槽体的受力状况。在一定程度上也可以说，改进后的结构，能延长槽体的使用寿命。由于参振体质的减轻，所需簧板数量及能耗比原结构少。

参考文献

[1] 昆明船舶设备集团有限公司隧道式回潮机技术说明书

[2] 江苏智思机械集团有限公司隧道式回潮机技术说明书