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矿筛的受力加载方式和侧板结构的改进

在改进了受力加载方式和对矿筛侧板结构进行加强后,原来激振力加载处应力集中现象已基本消除。最大动应力值为16.63MPa,发生在出料板与小侧板接触部位。矿筛其他部位的应力值一般都小于2.00MPa,符合国家标准规定的动应力小于24.50MPa的要求。

    矿筛其它部分应力分布情况为:

    (1)横梁应力:由于矿筛结构和载荷的对称性,横梁的应力分布呈较好的对称性;应力较大区域主要分布在横梁与侧板的联接处以及部分横梁的中部,这尤其反映在弹簧支座附近处的横梁上。其中进料端的弹簧支座处的上横梁与侧板联接处的应力较大,且下横梁的大应力区分布也趋于横梁的两端。整体动应力均小于4MPa,说明横梁截面采用回形截面的设计较好,尺寸设计合理,达到了比较满意的效果。

    (2)超静定网梁结构应力:同横梁一样,超静定网梁结构的应力分布也呈较好的对称性;载荷均布加载于简化的轴承套筒面上,因此整个结构应力分布比较均匀,且都小于2.38MPa,只在传动轴与套筒接触的地方有局部小应力区。该结构有较高的刚度,提高了整个结构的稳定性。

    (3)侧板应力:由于弹簧支座安装在侧板上,在四个弹簧支座处具有局部大应力区域,且应力的最大值基本相等,这主要是由于该处的受力和变形只与矿筛的参振质量和激振力有关。由于超静定结构中静定板的存在,整个侧板的z向变形大大降低了。侧板靠近出料端的区域收到出料板的弯曲变形影响,动应力较大。

    (4)出料板与进料板应力:同主梁、横梁一样,出料板及进料板的应力分布也呈一定的对称性。出料板与侧板接触的部位应力较大,是该结构设计中的薄弱环节,需要改进结构,以提高刚度。进料板的应力分布均匀,在侧边与侧板接触的部位应力稍大。

    超静定网梁激振结构矿筛的有限元模型进行动力学特性分析,可以得到以下结论:

    (1)在筛箱两侧板外增加周边加强筋和加强角钢,可以降低矿筛侧板横向变形,提高筛板刚度。在两侧板分别加3个纵向加强筋,能够改善筛框前后错动和扭动变形。

    (2)载荷的正确处理对有限元模型计算结果有较大的影响。由不平衡偏心块产生的激振力,若将其作为集中力加在侧板与激振轴相交的轴心点处,会在激振梁与侧板连接部位产生应力集中现象。为使该力学模型能很好地反应结构的真实情况,把轴承简化为套筒结构,将激振力沿激振方向均布在轴承内表面,激振力经轴承传给侧板,分析结果显示基本上消除了该区域的应力集中现象。

    (3)动应力分析结果表明:该矿筛在工作频率12.17Hz下,筛箱横向摆动最大位移为0.13mm,两侧板对应点最大振幅差为0.44mm;最大动应力值为16.63MPa,矿筛其他部位的应力值一般都小于2MPa。符合国家标准规定的要求:筛箱横向摆动小于lmm,两侧板对应点振幅差小于0.50mm;动应力小于24.50MPa。筛箱最大横向摆动位移及最大动应力都发生在出料板与侧板连接部位,在矿筛结构设计时,可以在出料端增加支撑筋板,以降低该区域应力,增加结构刚度。

    (4)整体结构刚度和强度较高,大大提高了矿筛的稳定性和可靠性,结构设计合理可靠,局部结构需要改进。

责任编辑:东源机械

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