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振動篩的改造研究結果

時間:2012-07-05返回列表

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河南紅星機器選礦設備專家以高效單元組合振動篩為研究對象,運用動態設計理論,進行了新型振動篩的動態設計。另外,本文以解決實際工程問題出發,應用大型有限元分析軟件 ANSYS10.0 對該新型振動篩單元篩箱進行了模態分析和諧響應分析,獲得了該型振動篩單元篩箱的前 15 階模態頻率和振型以及單元篩箱在簡諧載荷作用下的穩態響應。主要研究工作及結論有以下幾個方面。

1、新型篩分結構的提出及整體方案的設計。基于等厚篩分原理,給出了理想篩面運動方式的特點,并在傳統雙幅異頻振動篩結構的基礎上,設計了一種新型振動篩。該型振動篩比較大的結構創新在于——在同一臺篩機中,同時使用兩種不同的振動參數,且這兩種振動參數分別置于兩個獨立的單元篩箱上。這樣有效地解決了傳統雙幅異頻振動篩的設計難點,即解除彈性耦合條件。另外,該新型振動篩還有以下優點:

①結構簡單、重量輕,便于向大型化方向發展;

②振動參數先進、單位面積生產能力大,具有較高的生產率;

③由于兩單元篩分別采用不同的振動參數和篩面傾角布置,該型振動篩具有很高的篩分效率。經實踐證明,與傳統篩相比,可提高 1.5~2 倍的生產能力,篩分效率達 90%以上;

④激振器為法蘭聯接筒式激振器,其結構簡單,裝卸方便,另外還可以增強篩框的強度。

2、新型振動篩篩分特性分析及動力學參數設計。紅星機器專家運用機械系統動力學原理建立了該新型振動篩單元篩較準確的動力學方程,應用多自由度系統振動理論,對該型振動篩進行了運動分析,計算了篩面上特殊點的振幅、運動速度以及拋擲指數等運動學參數,研究了該型振動篩的篩分特性。另外,紅星專家還進行了該新型振動篩的動力學參數設計,給出了振動篩的主要技術參數,(如參振質量、彈簧總剛度等),確定了結構關鍵部件的設計方案(如彈簧隔振裝置的設計、篩網張緊裝置的設計等),并用Solidworks三維設計技術完成組合振動篩的整體三維建模。以上研究為我國開發新型簡單高效的篩分機型提供了理論參考。

3、通過靜力學分析和諧響應分析得到了篩箱結構在靜載荷和動載荷作用下的應力應變情況。通過比較發現,兩者的位移及應力分布情況大致相同,位移比較大位置都是位于入料端處,其中靜載荷作用下的比較大位移為 5.538mm,動載荷作用下的比較大位移為 8.521mm;應力分布集中區域都是位于槽鋼橫梁與側板連接處,其中槽鋼橫梁與側板連接處在靜載荷作用下的應力值為 44.8Mpa,遠遠小于許用應力,但該區域在動載荷作用下的應力值為 24.2Mpa,非常接近于振動篩的許用動應力值,屬于易發生故障部位。這說明交變載荷的確會影響振動篩的篩箱結構,因此在振動篩篩箱結構的強度設計中,必須要考慮交變載荷對篩箱結構疲勞強度的影響。從該項目的分析結果來看,本篩的設計符合設計要求。

4、通過振動篩常用的模態方法分析得到了篩箱結構的前15階固有頻率及其相對應的主振型。由 ANSYS求出的每階固有頻率所對應的振型動畫可以看出,該振動系統前6階固有頻率所對應的振型為篩框的剛性振動,其固有頻率的比較大頻率值為 5.0937Hz;后9階固有頻率所對應的振型為篩框的彈性振動。另外,從整個振型圖可以看出,振動篩篩框的入料端的剛度比排料端低、側板兩端以及兩端橫梁的彎曲剛度和兩端橫梁的扭轉剛度相對來說較低一些,這為篩框結構的改進提供了理論依據。

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