直线振动筛振动特性分析

随着煤炭深加工技术的推广和应用!作为洗选煤的主要设备)振动筛正向着大型化%高速化发展& 但大型振动筛价格昂贵而且使用寿命较低&振动筛的损坏形式主要有下横梁断裂%两侧筛帮开裂%出料口横梁及前帮开裂&工作过程中!振动筛承受激振器产生的激振力%物料在筛面上运动的作用力等 - 在这些力的作用下!振动筛各结构件的多阶固有模态可能被激发出来!从而发生共振!导致振动筛的破坏&因此!在振动筛结构的设计和改进阶段!应该对其模态有足够的认识& 为此!国内有许多同行采用工程分析软件 ./012 或者 34 52!# 对不同型号的振动筛进行动态分析或模态分析

本文运用有限元技术!采用工程分析软件 !直线振动筛进行了模态分析!了解该振动筛的模态振型!同时计算了振动筛的谐响应&振动筛结构的固有特性对动力响应有很大影响 7 动力响应是固有特性与激振力作用的综合表现进行动态分析可以了解在额定载荷下各部位的应力分布规律 振动筛有限元模型的建立%&%’()*+ 型直线振动筛的整个筛箱由 8 个橡胶弹簧支撑!筛箱侧板支撑方向加有纵向加强筋板!侧板中部和安装弹簧支撑座处的外侧衬有加强板&两侧板与两根联轴节% 8 根上横梁% 6 根下横梁均通过焊接连接& 激振横梁两端安装有偏心块激振装置!通过电动机联轴节和传动齿轮带动其上的 8 个偏心块!从而驱动整个振动筛结构作直线强迫振动&从有限元单元种类这一角度来看!筛箱是一个比较规则的空间板梁组合结构& 为了在计算模态时不丢失模态!将筛箱整体划分有限元网格! 在不影响精度的条件下!对筛箱进行简化!计算模型如图 ( 所示&该模型分析采用了 !"#$# 中的板壳单元 #92::6* %弹簧单元 ;<=>3"(8 和质量单元 =!##’( & 侧板%联轴节%

上下横梁%内外衬板%筛箱侧板支撑方向的纵向加强筋板%筛框%入料箱横向加强筋%出料嘴和入料箱均按壳单元划分’联轴节中心处加质量单元’支撑弹簧按弹簧单元划分&在该模型中!共有 6(?@’ 个节点!总质量约 ’6?,A?) BC !质心坐标为 ! ; D(A?668EF ! " ; D,A6)6,8EF ! # ; D,A+8(6’EF & 共有(?8@? 个 #92::6* 单 元 ! (’ 个 ;<=>3"(8 单 元 ! 8 个=!##’( 单元!其分析频率范围为 ’4 ?,E9G !以评估该振动筛的设计合理性&C 载荷工况和筛箱受力的简化在振动工作过程中 7 激振力主要是激振器偏心质量旋转所产生的惯性力 7 即惯性力起主导作用 7 阻尼力忽略不计!因此在对筛箱进行强度分析时 7 筛箱所受载荷为激振力&D 模态分析该振动筛的有限元计算模型具有多阶自由度 7 其无阻尼自由振动方程为振型’
I%J )系统质量矩阵’
I$J )系统刚度矩阵’
" )系统固有圆频率&
特征值 M & 及其对应的特征矢量称为该振动系统
的特征对! 代表筛箱按 N & 振动时各坐标点之间的相对
振幅 7 称为筛箱的第 & 阶主振型或模态 7 筛箱模态矩阵为 H
图 ( 即为该振动筛的力学计算模型& !"#$# 中的模态
分析方法有 WC 法
!本文采用的是求解精度高%计算速度快的 3456789$:615; 法! 图 -! 图 % 是振动筛的主
要模态振型