粒度精确分级筛的动力学建模和隔振性能分析

振动筛

第30卷第2期2009年　2月

煤　矿　机　械CoalMineMachinery

Vol.30No.2Feb.2009

粒度精确分级筛的动力学建模和隔振性能分析

黄志建,马泳涛,卢　丽,董贯中,马胜钢

(郑州大学机械工程学院,郑州450001)

　　摘　要:介绍了一种新型粒度精确分级振动筛的结构及其工作原理,以该振动筛为研究对象,

建立了该系统5自由度的动力学模型,并重点分析了其隔振性能,讨论了隔振系数ηc与刚度比ζ和质量比μ之间的关系,为更好地设计和制造隔振装置奠定了理论基础。

关键词:振动筛;动力学建模;隔振性能

中图分类号:TH237　文献标志码:A　文章编号:1003-0794(2009)02-0091-03

IsolationPerformanceAnalysisandDynamicModeling

forAccurateSize gradingVibratingScreen

HUANGZhi-jian,MAYong-tao,LULi,DONGGuan-zhong,MASheng-gang

(MachineryEngineeringCollege,ZhengzhouUniversity,450001,)

Abstract:Thestructureandworkingprincipleofanewofsizewerein2troduced.The5degreefreedomdynamicmodelofwasoniso2lationperformanceofthissystemwasonisolationcoefficientηcandrationofζwhichprovidedatheoreticalbasisfortheofonisolationmounting.

Keydynamicsmodeling;vibrationisolationperformance

0　引言

粒度精确分级筛是郑州大学与新乡四达有限公

司联合研发的一种振动筛,用于对5～100mm的颗粒状物料进行粒度的精确分选或检测。该设备已在上海宝钢、首钢等集团企业获得应用,用于对煤炭、焦炭等原料的粒度精确分级检测。

组间距a=1.3m,物料单位长度质量qG=24.5kg/m,输送带单位长度质量qB=7.5kg/m,承载分支单位长度托辊旋转部分质量qt=6.7kg/m,物料与管壁的摩擦因数为0.5,输送带在所研究的区段承受的拉力为5098N。把已知数据代入到式(15)中可以得到该扁管带式输送机的楔形阻力Fc=6.53N。

如果按照应用一个运行阻力系数的方法来计算承载分支每2组托辊组之间的阻力Ff,在这里取阻力系数为0.04,那么

Ff=0.04(qG+qB+qt)agn=19.722N

这样可以计算出楔形阻力占运行阻力的大致比率为

FFf

5　结语

振动筛是利用振动原理工作的,工作时对地基

的振动冲击力不可避免。为了减小这一冲击力,设计隔振装置是必要的。该设备采用橡胶弹簧和二次隔振架组成的二次隔振系统,具有很好的隔振效果。本文对该筛机的隔振系统进行了详细的理论分析和研究,为进一步改善该振动筛性能奠定基础。变化的观点出发,经过理论分析和推导,得出了扁管带式输送机楔形阻力的计算公式。这为在扁管带式输送机的动态设计和系统仿真技术中,进行系统建模、张力计算和功率计算,提供了一定的依据。本文仅为理论推导,有待于在实践中进一步修正和检验。

参考文献:

[1]宫燃,孟文俊,王鹰.圆管带式输送机楔形阻力的理论分析.人

才、创新与老工业基地的振兴—中国机械工程学会年会论文集

[C],2004.

[2]黄松元.散体力学[M].北京:机械工业出版社,1993.

[3]王鹰,杜群贵,韩刚,等.

环保型连续输送设备—圆管状带式输送

机[J].机械工程学报,2003(1).

作者简介:杨厚华(1951-),湖北武汉人,教授,长期从事输送机械的教学与科研工作,发表论文20余篇,电子信箱:yanghouhua@

http://doc.guandang.net.

×100%=33.11%

本文从物料主动、被动应力状态和输送带形状

—91—

收稿日期:2008-08-23

振动筛

　　Vol.30No

.2　　

粒度精确分级筛的动力学建模和隔振性能分析———黄志建,等　　　

第30卷第2期

1　粒度精确分级筛的结构与工作原理

粒度精确分级振动筛的结构如图1所示。

结合物料筛分的要求,设定一种工作程序后开机,物料从进料口5进入筛机,首先由激振器7工作,实现物料的筛分。激振若干分钟后制动关闭,接着由激振器6工作,实现物料的剔卡,减少堵塞筛网,激振若干分钟后制动关闭。最后同时启动激振器7和8,两者做同步反向旋转,使筛体出现直线运动轨迹,实现物料的输送,物料经过筛分后通过溜管落到不同粒度等级的料斗里,从而完成物料粒度的精确分级

。

式中　m1———筛体和激振器的总质量;

　　m2———隔振架的质量;

θ—x1、y1、——筛体在x、y方向的位移以及绕质

心的转角;

　x2、y2———隔振架2在x、y方向的位移;　kx1、ky1———x、y方向的弹簧刚度;　　k——筛体的扭转刚度;θ—　　　J———筛机对质心的转动惯量;　kx2、ky2———x、y方向二次隔振弹簧的刚度;　lox、loy———偏心块回转轴心至筛体质心在x、

y方向的距离;

ω—　　　——激振器的振动圆频率;　　　F———单个激振器产生的激振力幅值。由式(1)便可求得系统的响应

2

-F(kx1+kx2-ωm2)

x1cosω t24

x1kx2-x(m1+m2)-kx+m1m2

F(ky1y2)

y1-ky1(1ym1+ωm1m2

2

4

2

图1　粒度精确分级振动筛的结构原理

1.底板　2.隔振架　3.橡胶弹簧4.5.

6、7、8.9.sinωt

kθ-ωJ

2

sinωt-FLoy

kθ-ωJ

2

cosωt　　　　　　　　　(2)

cosωtsinωt

2　,

该筛机采用多个

激振器组合的方式,通过顺序启动图中的激振器实现先筛分后输送的分段工作程序,因此,可以建立以下力学模型。

(1)单轴振动筛的力学模型

激振器7单独工作时,振动筛的力学模型如图2所示,系统的阻尼忽略不计。

x2y2-Fkkx1kx2-kx1ω(m1+m2)-kx2ωm1+ωm1m2

Fky1

ky1ky2-ky1ω(m1+m2)-ky2ωm1+ωm1m2

2

2

4

2

2

4

(2)双轴直线振动筛的力学模型

激振器7和8同时工作时,振动筛的力学模型如图3所示,系统的阻尼忽略不计。

图3　双轴直线振动筛力学模型

图2　单轴振动筛力学模型

建立其动力学振动微分方程,即

π-ωt)m1x¨1+kx1(x1-x2)=Fcos(π-ωt)m1y¨1+ky1(y1-y2)=Fsin(θθ=-F(loycosωJ¨+k t+loxsinω t)θ

m2x¨2+kx2

x2=kx1(x

1-x2)m2y¨2+ky2y2=ky1(y1-y2)

建立其动力学振动微分方程,即

m1x¨1+kx1(x1-x2)=2Fcosβ0sinωt

m1y¨1+ky1(y1-y2)=2Fsinβ0sinωt

(1)

θθ=2Fl0sinωtJ¨+kθ

m2x¨2+kx2x2=kx1(x1-x2)m2y¨2+ky2y2=ky1(y1-y2)

(3)

—92—

振动筛

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粒度精确分级筛的动力学建模和隔振性能分析———黄志建,等

动载荷

Fdx=

Vol.30No.2

式中　l0———激振力作用线与筛体质心的距离;

β　——激振力作用线与水平面的夹角。0—

由式(3)便可求得系统的响应为

2

2Fcosβ0(kx1+kx2-ωm2)

x1sinωt224

kx1kx2-kx1ω(m1+m2)-kx2ωm1+ωm1m2

y12

2Fsinβ0(ky1+ky2-ωm2)

2Fcosβkksinωt

kx1kx2-kx1ω(m1+m2)-kx2ωm1+ωm1m2

2

2

4

=Fdx0sinωt

ky1ky2-ky1ω(m1+m2)-ky2ωm1+ωm1m2

224

sinωt

θ2Flkθ-ωJ

2

sinωt　　　　　　　　　 …… 此处隐藏：3414字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……