无砂滤水管振动台的设计与制造

振动台设计思路是利用振动台产生的激振力使物料运动，利用物料惯性达到密实效果。振动台系统包括振动质体、弹簧和惯性激振器三个基本部分。振动类型有圆振动、椭圆振动、直线振动。直线振动运动轨迹是直线，其密实效果最优，故作为首选。振动台的直线振动是靠两根带偏心块的主轴作同步反向旋转而产生直线振动。

振动台工作原理如图1所示。两偏心块质量m1=m2，F1=F2=F，偏心块作同步反向回转，在各瞬时位置中离心力沿K向（振动方向）的分力总是叠加，而与K向相垂直的方向，离心力的分力总是互相抵消。因此，形成了单一的沿K向的激振力，驱动振动台做直线运动。

图1 振动台工作原理图

振动台设计方案见图2。

图2 振动台
1. 制作贴砾管模具  2. 隔震弹簧  3. 振动台面板  4. 激振电机  5. 振动台底座  6. 模具固定装置  7. 振动台加固螺栓

1 激振电机选型

首先计算出加工贴砾滤水管时需激振的整体重量，而后根据激振力的大小选择激振电机。需激振的整体重量如下：

1.1 贴砾管衬管，为PVC—U管材，外径Φ80mm，单根长2000mm,重约140kg；

1.2 贴砾层厚度30mm，贴砾层高度1600mm，砾层约重150kg；

1.3 每单根使用粘合剂约20kg；

1.4 无砂管模具重约220kg；

1.5 振动平台约重210kg；

1.6 激振电机重量2×34.5kg。

加工制作贴砾滤水管时需激振的整体重量为衬管重量、贴砾层重量、模具重量、振动平台重量和振动电机重量之和，等于809kg。

激振电机选择为：MVE400/1，参数：激振力408kg，功率0.25kw，电流0.78A，频次960r/min，机座号 50A。MVE400/1两台激振力为816kg≥809kg，考虑加工制作时，贴砾层重量是逐步增加，所以选择MVE400/1作为三相振动电机作为激振电机。

2 振动台隔震弹簧设计

振动台必须有隔振弹簧，否则巨大的激振力使地基无法承受，振动台也无法工作。选择一个合适恰当的弹簧刚度，既减少传给地基的动力，又能支撑振动台。

弹簧自由高度与弹簧座高度要大于振动电机的高度与振动台最大振动幅度之和400mm。弹簧座高度为10mm，故弹簧自由高度应该大于300mm。

3 振动台面板及弹簧导向柱设计

振动台台面设计主要考虑满足强度要求和表面光滑。振动台材料采用4根1O号热轧普通槽钢和厚度为10mm钢板。加工时首先将两端300mm宽的底板焊牢，而后焊接1600×1000mm的面板，再用8条M20螺栓紧固面板与底板。以防止长期振动造成焊接部位开裂。结构设计见图3。

图3 振动台面板

振动台导向柱的作用是防止启动和停止时产生的共振引起的模具晃动。采用大直径圆管和小直径圆管组合而成，小直径圆管与振动台面板固定，大直径的圆管与底座固定。

4 振动台使用及效果

此次要加工的贴砾管衬管为单根长2000mm、外径Φ800mm PVC—U管材，贴砾层厚度30mm，贴砾层高度1600mm。

振动台使用时，把它安装在长2000mm，宽1400mm的坑里，振动台面板与地面平齐。把模具和衬管固定在振动 台面板上，并控制好衬管和模具之间的环状间隙。这样就可以向环状间隙充填混好粘合剂的砾料了。

振动台加工完成后，立即投入了使用，并在使用过程中进行完善。振动台的使用大大提高了加工速度，比人工提高约3倍以上，而且加工质量有明显提高。用人工充填密实的贴砾滤水管，表面有明显波纹，密实均匀性差。使 用振动台后，质量有所提高，上述问题均得到解决。