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为解决振动筛分机筛箱强度问题提出的结构改进方案

用有限元分析法,对超静定网梁激振结构大型振动筛分机进行了动态特性分析,计算了筛体结构的固有频率、固有振型和结构的动力响应,提出对振动筛分机进行结构动力修改的方法,达到了筛体结构优化的目的。建立振动筛分机下横梁的有限元模型,讨论了网格疏密、形状及不同位置、不同深度的裂纹等因素对下横梁模态参数的影响。结果表明裂纹对固有频率有明显影响,但对模态振型影响不大。对振动筛分机筛箱结构进行谐响应仿真分析,确定了筛箱各结点处动应力情况,针对振动筛分机筛箱本身设计缺陷和薄弱环节提出了改进方案。

    对振动筛分机建立有限元模型,对其进行了结构动力学分析,基于分析结果,为解决振动筛分机筛箱强度问题提出了一种新的结构改进方案,有效降低了振动筛分机的动应力值。对振动筛分机结构提出结构小修改情况下基于摄动理论的固有频率和响应的预测,为振动筛分机的设计和动力修改提供重要参考。建立振动筛分机系统动力学模型,利用多体动力学软件对直线振动筛分机进行运动仿真分析,建立振动筛分机的有限元分析模型并进行静力学和疲劳分析,实现了运动分析、静强度分析、疲劳分析的结合。

    对高效曲面振动筛分机结构动态性能进行了分析,得到静、动态位移及动应力分布规律,指出最大等效动应力值及出现的位置均不同,动力分析的结果更能反映振动筛分机结构的实际工作性能。对横梁断裂的外在和内在因素进了分析,阐明了断裂原因,并给出了横梁断裂的处理方法。以直线振动筛分机模型机的承重梁为研究对象,基于功率平衡的基本原理,利用 Ritz 级数法建立了承重梁的动力学模型,计算结果与试验结果吻合,为大型直线振动筛分机横梁结构的动态设计提供简便的动力学分析和计算方法。振动筛分机的橡胶弹簧支撑装置进行动力学仿真分析,得到模态频率、振型以及工作频率下的谐响应位移。首次探讨了弹簧刚度存在差异和激振力偏向情况下橡胶弹簧支撑装置的动力学性能变化规律,给出定量描述公式。研究表明:振动筛分机结构振动性能与橡胶弹簧支撑装置的动力学性能密切相关;弹簧支撑装置中的弹簧刚度差异会使结构模态频率减低,动刚度减小,振动位移增大;激振力偏向时会引起较大横向位移。若弹簧支撑装置中同时存在弹簧刚度不同,当横向力分量占总激振力5%时,偏摆将可能大于1mm。

    早期振动筛分机研究主要集中在筛箱、横梁等关键部件的静强度分析,或者根据不同振动筛分机结构特点,将动力等效为静力进行了等效静强度分析;随着动力学研究的深入以及有限元方法的不断成熟,对大型振动筛分机的动态分析逐渐增多,其中对结构的动态特性研究比较全面充分,对于整体结构的动态响应分析相对较少。根据动态分析结果,对振动筛分机故障原因进行了分析,总之,国内外学者及研究人员对振动筛分机结构的静、动态分析做出了大量卓有成效的工作。但以上研究都忽略了振动筛分机结构系统模型的不确定性而采用确定性的力学模型,所谓确定性模型是指振动筛分机各设计参数均是确定性的量。

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振动筛分机
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