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振動篩分機承受動態載荷結構的重要設計參數

振動篩分機梁結構包括入料梁、出料梁、橫梁、加強梁等。實際結構中,梁結構具有不同的截麵尺寸,截麵形狀,截麵特性(如慣性矩、轉動慣量、翹曲常數等),這些參數對於計算結果的作用不可忽略,因此采用能夠自定義截麵形式的Beam188梁單元,對梁結構進行模擬。同時,在同一類型的梁結構中,如橫梁,由於實際結構中各梁上的槽鋼有開口作為滑道槽,篩板與橫梁通過螺栓進行連接。考慮到實際螺栓滑道槽不能忽略,在一根橫梁中建立不同的橫梁截麵,並通過計算將橫梁截麵的形心進行偏置,實現了用變截麵梁模擬振動篩分機實際梁結構。

    振動篩分機采用一組異向自同步電機帶動偏心塊相向旋轉產生定向簡諧激振力。振動器與側板通過螺栓連接,使篩箱作定向往複直線運動。在模型建立中,每個激振器中心處首先建立一個質量點,模擬激振器的質量,旋轉節點坐標係實現沿任意角度的激振力施加,將該質量點與振動器和側板的螺栓連接位置的節點建立剛性區,激振力施加在質量點上。

    該方法的優點:第一,激振器相對於整個振動篩分機,不屬於易破壞的部件,將激振器的實體部分抽象成一個點,大大減小了有限元模型的規模;第二,對該點添加的質量屬性,模擬了激振器的質量,反映了實際的質量分布;第三,建立的剛性區與實際結構相符,同時方便簡諧激振力的施加。

    振動篩分機動力學特性即結構的固有特性,包括固有頻率,模態振型等模態參數,是由結構本身決定,與外部載荷無關。結構的固有頻率和振型是承受動態載荷結構的重要設計參數,結構的振動特性直接關係到使用性能。因此,對結構進行模態分析主要目的是要確定結構的模態參數,避免結構出現共振及不利的振型。實際工程結構都是具有無窮多個自由度的振動係統,對振動篩分機性能影響較大的是結構的前若幹階頻率,所以隻要確定若幹個低頻及所對應的振型,就足以說明振動篩分機結構的動態特性。在振動篩分機結構動力學特性分析中,使用求解精度高,求解速度快的Block Lanczos方法,對前二十階固有頻率及模態振型進行分析。

    側板結構第三階固有頻率為17.659Hz,與振動篩分機工作頻率16.16Hz較為接近,其第三階振型為側板靠近出料端位置有較大扭曲變形。單獨對側板結構分析,在振動篩分機工作時該位置屬於危險位置,過大變形可能會導致側板產生裂紋;橫梁、入料梁及出料梁結構第一階頻率均超過90Hz,遠離振動篩分機工作頻率16.16Hz,正常工作時以及停開機時都不會發生共振。

責任編輯:東源機械

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