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玉米精选筛的筛分效果及振力作用

2020-03-19 14:58:51

玉米筛筛是一种筛分与清理设备,可广泛应用于粮食、矿山、煤炭、冶炼、建材等行业。粮食领域广泛使用的振动清理筛利用双振动电机驱动使筛面产生往复运动,通过筛分方式实现粮食中大杂和小杂的清理。其具有结构简单、性能优越、除杂、产量大、筛面不易堵孔、筛体的振幅和振动方向可根据需要调节等优点,是粮食领域应用为广泛的筛分产品之一。

但目前国产振动清理筛的性有待提高,普遍存在强度低、噪声大、共振振幅大等问题田,其性能与同类产品相比仍存在差距。振动清理筛在工作过程中,其主要零部件长期经受周期变化的激

振力作用,致使筛体的侧板、横梁等部件频繁发生断裂事故,严重影响了振动筛的筛分效果和生产效率。因此,在振动筛的设计与生产过程中,满足筛分机械结构的动态特性要求,以提高振动清理筛的性和使用寿命。

对振动清理筛进行模态分析的固有频率和振型只能反应出其结构本身的固有特性,不能判断其在激振力作用下是否能够满足强度要求。因此,对其进行谐响应分析,求出该振动筛各个节点的应力和变形,以便分析其在外载荷驱动下的真实振动规律。

对粮食清理筛进行谐响应分析的基本思想是计算筛体在多种频率下的响应,然后取得其在工作状态(工作频率)下大等效动应力和大总体变形位置处的节点,这些关键节点响应值(常为位移)对频率的关系曲线,进而预测振动清理筛的持续动力特性,验证其是否能克服共振、疲劳等由振动引起的危害。

谐响应分析中除了热载荷、重力载荷、旋转速度载荷、仅有压缩约束以及螺栓预紧载荷外,其他的约束以及结构载荷都可以被使用。

本研究将振动电机产生的激振力作用在相应位置,该激振力随时间按简谐(正弦)规律变化;约束条件为机架与地面采用固定约束。

谐响应分析一般有法、缩减法和模态叠加法三种求解方法,其中,法是三种方法中简便的方法,它采用完整的系数矩阵计算谐响应,系数矩阵可以是对称的或不对称的,本研究采用法进行分析。将振动清理筛分析的频率设定为0~100Hz,分析振动筛在该频率区间内简谐激振力作用下的响应情况。

先提取振动清理筛在工作频率16Hz下的等效动应力和总体变形分布,找出工作状态下振动清理筛的高应力区和较大变形区,然后提取大等效动应力和大总体位移处的节点在0-100Hz频率范围内的变形频率响应数据,变形频率响应关系曲线并对其进行分析。

振动清理筛在工作频率16Hz下的等效动应力分布图和总体变形分布。该振动清理筛在简谐激振力的作用下进行稳态运行时,其工作状态下的较大等效动应力和较大总体变形主要分布在进料箱与筛体的连接口位置。其中,工作状态下的大等效动应力为18.239MPa,远小于振动清理筛的许用应力值92MPa,表明该振动筛的动强度是达标的,同时说明其还有较大的优化空间;工作状态下的大总体位移为4.9184mm,根据该型号振动清理筛设计规范,筛体振幅一般为2.5~5.5mm。

通过采用有限单元法对TQLZ型振动清理筛进行谐响应分析,得出如下结论:

1、振动清理筛在简谐激振力的作用下进行稳态运行时,其工作状态下的较大等效动应力主要分布在进料箱与筛体的连接口位置,且大等效动应力为18.239MPa,远小于振动清理筛的许用应力值92MPa,表明该振动筛的动强度是达标的,且还有较大的优化空间。

2、粮食筛在简谐激振力的作用下进行稳态运行时,其工作状态下的较大总体变形主要分布在进料箱与筛体的连接口位置,且大总体位移为4.9184mm,符合该型号振动清理筛筛体振幅一般在2.5~5.5mm的要求,说明该型号振动清理筛振幅符合设计指标。

3、工作状态下大等效动应力和大总体变形处节点在X向和Y向上的共振频率均在24Hz以上,符合为避免共振工作频率在固有频率值正负10%范围以外的要求,说明该振动清理筛在工作过程中不会发生谐响应共振现象。

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