大型振動篩動力學(xué)特性分析及振動控制.pdf

1、三質(zhì)體懸臂環(huán)保振動篩是一種較為先進(jìn)的篩分設(shè)備，其篩箱采用了模塊化設(shè)計，即將篩箱分為篩箱箱體和篩網(wǎng)兩個模塊。這種設(shè)計，雖然能提高振動篩篩分的效率和維護(hù)的速度，卻使結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，并導(dǎo)致其動力學(xué)特性與以往的振動篩有本質(zhì)的區(qū)別。本文以三質(zhì)體懸臂環(huán)保振動篩為研究對象，對其剛體動力學(xué)、篩箱的彈性動力學(xué)以及懸臂篩棒梁的動力學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，并基于動力學(xué)響應(yīng)推導(dǎo)了篩箱彈性應(yīng)變相對于框架厚度的靈敏度公式。同時，根據(jù)振動篩的工況系統(tǒng)地研究了振動篩在運

2、行和停機過程中隔振效果和振動控制。具體內(nèi)容如下:
　　 首先，建立振動篩動力學(xué)方程，通過對動力學(xué)方程解析，得出各個質(zhì)體的位移響應(yīng)公式。為了驗證公式的正確性和研究振動篩的運行狀況，在ADAMS中建立了模擬樣機，并進(jìn)行啟動-運行過程和運行-停止過程模擬，得到各個質(zhì)體的位移響應(yīng)曲線。仿真分析結(jié)果驗證了振動篩的三個質(zhì)體的位移響應(yīng)公式的正確性。
　　 其次，為了進(jìn)一步研究振動篩的整體動力學(xué)性能，聯(lián)合使用ADAMS和ANSYS，提取

3、三質(zhì)體振動篩的動力學(xué)參數(shù)，據(jù)此在ANSYS中建立了彈簧-質(zhì)點有限元模型。利用諧響應(yīng)分析得到了振動篩的幅頻特性和相頻特性曲線，并根據(jù)振動篩的幅值和精度判斷了模型的正確性。
　　 第三，由于篩箱箱體和篩網(wǎng)采用模塊化設(shè)計，使篩箱箱體和篩網(wǎng)的動態(tài)性能相比以往的篩箱發(fā)生了改變。為了分析振動篩篩箱和篩網(wǎng)的彈性動力學(xué)性能，對篩箱箱體和篩網(wǎng)進(jìn)行了模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析。在模態(tài)分析中，得到篩箱箱體和篩網(wǎng)的模態(tài)參數(shù)，并分析出了振動篩的薄弱環(huán)節(jié)。在諧響

4、應(yīng)分析中，得到了篩箱箱體和篩網(wǎng)在工況下的動態(tài)性能，所得數(shù)據(jù)直觀地顯示了篩箱箱體和篩網(wǎng)的彈性應(yīng)變、彈性應(yīng)力以及應(yīng)力較大的部位。
　　 第四，懸臂篩網(wǎng)篩棒梁是完成篩分的關(guān)鍵部件，其特有的結(jié)構(gòu)造成了其特有的動力學(xué)性能。本文在建立懸臂篩棒梁動力學(xué)方程的基礎(chǔ)上，分析了其模態(tài)分析中存在的“頻率轉(zhuǎn)向”現(xiàn)象，探討了產(chǎn)生“頻率轉(zhuǎn)向”現(xiàn)象的根本原因。同時在“二次振動”的動力學(xué)解析式的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了其動力學(xué)機理，并通過柔性體動態(tài)仿真，驗證了推論

5、的正確性。
　　 第五，振動篩框架是振動篩箱體重要的結(jié)構(gòu)，為研究其幾何參數(shù)對篩箱動力學(xué)特性的影響，本文基于動力響應(yīng)理論，推導(dǎo)了篩箱應(yīng)力相對厚度的靈敏度，之后利用有限元技術(shù)提取數(shù)據(jù)，計算了篩箱的靈敏度。為進(jìn)一步進(jìn)行動力學(xué)優(yōu)化找到了最佳優(yōu)化參數(shù)。
　　 第六，針對大型三質(zhì)體振動篩的結(jié)構(gòu)特點，重點分析了二次隔振系統(tǒng)的力傳遞效率，分析表明二次隔振效果優(yōu)良。為研究振動篩在停機過程中的穩(wěn)定性問題，分析了振動篩各個響應(yīng)之間的相關(guān)性，結(jié)

6、果顯示振動篩三個質(zhì)體的各個方向振動僅存在弱耦合，質(zhì)體的振動主要受本方向的振動影響。
　　 本文研究的創(chuàng)新點在于:將剛體動力學(xué)分析和彈性動力學(xué)分析相互銜接，形成了一套系統(tǒng)的多質(zhì)體振動篩剛、彈動力學(xué)分析方法。建立了大型多質(zhì)體振動篩動力學(xué)特性分析及振動控制的方法與理論，為大型振動設(shè)備動力學(xué)特性分析和振動控制提供了有效的方法?；跈C械結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)理論，得到了振動篩彈性變形對設(shè)計參數(shù)的靈敏度公式。針對獨特的懸臂篩棒梁結(jié)構(gòu)，建立了懸臂篩棒梁