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振动筛分机承受动态载荷结构的重要设计参数

振动筛分机梁结构包括入料梁、出料梁、横梁、加强梁等。实际结构中,梁结构具有不同的截面尺寸,截面形状,截面特性(如惯性矩、转动惯量、翘曲常数等),这些参数对于计算结果的作用不可忽略,因此采用能够自定义截面形式的Beam188梁单元,对梁结构进行模拟。同时,在同一类型的梁结构中,如横梁,由于实际结构中各梁上的槽钢有开口作为滑道槽,筛板与横梁通过螺栓进行连接。考虑到实际螺栓滑道槽不能忽略,在一根横梁中建立不同的横梁截面,并通过计算将横梁截面的形心进行偏置,实现了用变截面梁模拟振动筛分机实际梁结构。

    振动筛分机采用一组异向自同步电机带动偏心块相向旋转产生定向简谐激振力。振动器与侧板通过螺栓连接,使筛箱作定向往复直线运动。在模型建立中,每个激振器中心处首先建立一个质量点,模拟激振器的质量,旋转节点坐标系实现沿任意角度的激振力施加,将该质量点与振动器和侧板的螺栓连接位置的节点建立刚性区,激振力施加在质量点上。

    该方法的优点:第一,激振器相对于整个振动筛分机,不属于易破坏的部件,将激振器的实体部分抽象成一个点,大大减小了有限元模型的规模;第二,对该点添加的质量属性,模拟了激振器的质量,反映了实际的质量分布;第三,建立的刚性区与实际结构相符,同时方便简谐激振力的施加。

    振动筛分机动力学特性即结构的固有特性,包括固有频率,模态振型等模态参数,是由结构本身决定,与外部载荷无关。结构的固有频率和振型是承受动态载荷结构的重要设计参数,结构的振动特性直接关系到使用性能。因此,对结构进行模态分析主要目的是要确定结构的模态参数,避免结构出现共振及不利的振型。实际工程结构都是具有无穷多个自由度的振动系统,对振动筛分机性能影响较大的是结构的前若干阶频率,所以只要确定若干个低频及所对应的振型,就足以说明振动筛分机结构的动态特性。在振动筛分机结构动力学特性分析中,使用求解精度高,求解速度快的Block Lanczos方法,对前二十阶固有频率及模态振型进行分析。

    侧板结构第三阶固有频率为17.659Hz,与振动筛分机工作频率16.16Hz较为接近,其第三阶振型为侧板靠近出料端位置有较大扭曲变形。单独对侧板结构分析,在振动筛分机工作时该位置属于危险位置,过大变形可能会导致侧板产生裂纹;横梁、入料梁及出料梁结构第一阶频率均超过90Hz,远离振动筛分机工作频率16.16Hz,正常工作时以及停开机时都不会发生共振。

责任编辑:东源机械

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