1.椭圆振动机械的正向滑动指数 D k 和反向滑动指数 D q
在椭圆运动振动机械中,由于工作面的加速度公式与直线振动机械不同,正向滑动指数 D k 和反向滑动指数 D q 也不一致。但是物料沿 x 方向的惯性力和重力分力之和的公式,与式(2-5)相同,物料作用于工作面上的正压力公式,也和式(2-6)一样,极限摩擦力也可以表示为式(2-7)的形式。
将式(2-55)的加速度
a
y
、
a
x
代入式(2-5)和式(2-6)中,取
和
等于零,并令式(2-5)所示的惯性力和重力分力的合力
F
与式(2-7)的极限摩擦力
F
0
相等,便得
将式(2-58)化简,便可求出椭圆振动机械的名义正向滑始角 φ k 0 和名义反向滑始角 φ q 0 :
其中
式中 D k 0 、 D q 0 ——正向滑动指数与反向滑动指数;
λ k 0 、 λ q 0 ——正向滑动的计算振幅与反向滑动的计算振幅;
ρ k 0 、 ρ q 0 ——正向滑动的计算相角与反向滑动的计算相角。
正向滑始角 ωt k 0 与反向滑始角 ωt q 0 可按式(2-61)计算:
式中 t k 0 、 t q 0 ——正向滑始时间与反向滑始时间。
若正向滑动指数 D k 0 ≤1时,物料不能出现正向滑动;当 D k 0 >1时,则 φ k 0 有解,物料可以出现正向滑动。同理,当反向滑动指数 D q 0 ≤1时,物料不能出现反向滑动;当 D q 0 >1时,物料可以出现反向滑动。与直线振动机械相似,物料可能出现正向滑动的区间为 φ k 0 ~(180°- φ k 0 ),可能出现反向滑动的区间为 φ q 0 ~(540°- φ q 0 )。
前面得出的椭圆运动振动机械的正向滑动指数 D k 与反向滑动指数 D q ,也适应于圆周运动和直线运动的振动机械。
对于圆运动振动机械,若
b
=
c
=0,
a
=-
d
=
λ
,则式(2-60)中的
,
λ
k
0
=
λ
,式(2-60)的
,
λ
q
0
=
λ
,所以正向滑动指数与反向滑动指数分别为
对于直线振动机械,若
b
=
d
=0,
,
=tan
δ
,则式(2-60)的
ρ
k
0
=0,
λ
k
0
=
λ
cos(
μ
0
-
δ
),式(2-60)的
ρ
q
0
=0,
λ
q
0
=
λ
cos(
μ
0
+
δ
),正向滑动指数与反向滑动指数分别为
式(2-62)和式(2-63)与式(2-11)的结果相同。
对于在滑行运动状态下工作的椭圆振动机械,正向滑动指数 D k 0 可在2~3范围内选取,反向滑动指数可取 D q 0 ≈1。
根据所选取的 D k 0 与 D q 0 ,再按式(2-64)计算所需的振动次数 n :
或
若事先选定振动次数 n ,则所需的名义振幅可按式(2-65)计算:
2. 正(反)向滑动角及正(反)向滑动指数
将椭圆运动振动机械的加速度 a y 、 a x 代入式(2-16)中,进而可求出物料正向滑动的相对速度和反向滑动的相对速度如下:
其中
式中 ωt k 、 ωt q ——假想正向滑始角与假想反向滑始角;
φ k 、 φ q ——假想名义正向滑始角与假想名义反向滑始角;
D k 、 D q ——假想正向滑动指数与假想反向滑动指数;
λ k 、 λ q ——按动摩擦角计算的正向滑动振幅与反向滑动振幅;
ρ k 、 ρ q ——按动摩擦角计算的正向滑动相角与反向滑动相角。
式(2-66)化简后得
当正向滑动与反向滑动的相对速度
达到零值时,正向滑动与反向滑动才告终止。与直线振动机械相同,椭圆振动机械物料滑动的终止条件为
其中
式中所有符号与式(2-22)及式(2-26)相同。
当
、
φ
k
、
、
φ
q
已知时,可以利用图2-3查出正向或反向滑动角
θ
k
、
θ
q
及正向或反向滑止角
、
,进而可计算出正向滑动及反向滑动指数
i
k
和
i
q
。
3.正向滑动与反向滑动的平均速度
相对速度
积分后,可以求得每次正向滑动及反向滑动物料对工作面的相对位移:
其中
其中
物料正向滑动和反向滑动的平均速度为
其中
其中
式中
P
km
和
P
qe
——速度系数,按照
、
φ
k
、
、
φ
q
由图2-3直接查出。
实际平均速度等于理论平均速度乘以料层厚度影响系数 C h ,即
式中 C h ——可按表2-5查出。