弛张筛筛面动态特性及其筛分理论研究

为研究弛张筛面动态特性参数沿筛面长度方向分布状况和大振动强度筛分理论，建立了弛张筛筛面的非线性动力学方程，采用摄动方法求出解，导出了筛面动态特性沿筛长方向的分布规律及其精确表达式，理论分析结果与实测结果符合很好．利用Ｈｏｌｍｓ弹跳球模型来模拟单颗粒在筛面上的运动并找出数值结果，发现单颗粒物料在筛面上运动时，筛面振动强度ｋｖ＞１６７颗粒产生混沌运动，修正了定常运动论的ｋｖ＝３３的理论．最后在弛张筛模型机上进行筛分试验，得出弛张筛能有效地进行潮湿原煤的干法深度筛分．     

振动弛张筛筛板预装长度的分析研究

通过对驰张筛筛板试验测试与数值分析,优化了外国学者提出的弛张筛筛板简化几何模型,推导出振动弛张筛筛面动力学计算公式,分析了物料在弹性挠曲筛板上的运动规律,并揭示了振动弛张筛具有极高筛分效率的原因。提出可以用来表征振动弛张筛筛面振动强度的参数CV,分析了振动弛张筛筛框相对振幅、筛板预装长度及筛机激振频率对筛面振动强度的影响,以及振动强度与筛面振幅的关系。优化了筛板预装长度与筛板原长的比例,为振动弛张筛的设计与改进提供了理论基础。     

基于剪切弹簧非线性模型的振动弛张筛动力学分析

振动弛张筛可有效解决潮湿细粒煤炭的干法筛分问题,且剪切弹簧的动态特性对其动力学响应以及筛分效果具有重要的影响。为了深入研究振动弛张筛剪切弹簧动态特性与振幅和频率的相关性,建立了基于非线性弹性力、摩擦力和分数导数力的剪切弹簧非线性模型,其中非线性弹性力用来描述剪切弹簧静态非线性弹性,摩擦力和分数导数力分别用来表示剪切弹簧动态特性的振幅相关性和频率相关性。将剪切弹簧动态测试实验结果与所提出模型的理论计算值进行比较分析,结果显示,在描述剪切弹簧动态特性振幅相关性时,剪切弹簧动刚度及滞后角的理论计算值与实验测试值的平均方差分别仅为0.525和0.007,平均误差分别为0.323%和5.580%;在描述剪切弹簧动态特性频率相关性时,剪切弹簧动刚度及滞后角的理论计算值与实验测试值的平均方差分别仅为0.041和0.011,平均误差分别为0.107%和5.260%,该数据表明,建立的模型可较好的描述剪切弹簧的动态特性。将该模型应用于振动弛张筛动力学分析系统中,利用Newmark算法计算了振动弛张筛在不同系统参数条件下的动力学响应,结果表明,由于剪切弹簧动态特性具有振幅和频率相关性,在二阶共振区内,随着剪切弹簧阻尼的增加,系统共振峰值减小且共振频率增加,随着激振力的增加,系统共振峰值增加且共振频率减小,故在研究振动弛张筛动力学响应时,应考虑剪切弹簧动态特性对系统的影响。     

弛张筛筛面张紧量对筛面运动的影响

基于弹性体振动模型,考虑筛面张紧量的影响,求得弛张筛筛面的振动表达式。借助于软件Excel计算和绘图技术,分析其动力学参数,并和实验数据进行比较,揭示弛张筛在张紧量影响下的动力学行为,为提高弛张筛的细煤筛分能力提供理论依据。     

进口工业应用弛张筛结构分析

基于弛张筛在筛分潮湿粘性细粒煤过程中解决筛面堵孔和自清理筛面的原理,介绍了LIWELL弛张筛的基本结构,并从曲柄连杆机构角度分析了驱动原理;阐述了宾得弛张筛的结构特点,并建立力学模型分析了振动机理。分析结果表明:LIWELL弛张筛外筛框的振幅和速度与曲柄的长度和转速相关;当宾得弛张筛的实际工作频率接近理论振动频率时,可以以较小的激振力使主筛框和浮动筛框获得较大的稳定振幅。     

弛张筛合理工作点的确定及筛分试验研究

介绍了双质体振动弛张筛的机械结构,设计了一台小型的弛张筛样机,通过建立简化的力学模型,得到了弛张筛的合理工作点,并对其进行了6 mm干法分级筛分试验,获得了理想的筛分效率。     

进口振动弛张筛的工作机理分析

进口振动弛张筛是一种高效、可靠的煤炭深度筛分设备。介绍了进口振动弛张筛的结构,并通过求解力学方程,绘制幅频特性曲线,解释了弛张筛振动的机理。     

弛张筛面运动学特性与3mm筛分过程参数优化

针对粘湿动力煤3mm干法筛分效率低、筛面使用寿命短等问题,开展了弛张筛面结构设计、运动学特性测试与3mm筛分过程参数优化研究。利用振动测试技术分析了弛张筛内外筛框与筛面的运动学时频特性,优化了筛面材料配方与结构设计,研制了变厚度横截面弧形过渡筛面,探究了工作频率和处理能力对筛分效果的影响规律。结果表明:筛面材料配方与结构优化后,筛面中心点y方向振动强度由36.50g降至21.63g,显著降低了筛上料群的运动速度,延长了筛分时间,使用寿命超过6个月。随工作频率的增加,筛分效率呈现先增加后降低的趋势,随处理能力的增加,筛分效率呈现减小趋势。当频率为9.33Hz,处理能力为400t/h时,3mm筛分效率达92.85%,煤泥脱除率达到95.67%,与原筛面相比,筛分效率提高了11.18个百分点,实现了选煤厂煤泥减量生产。     

弛张筛筛分效率与筛面磨损的匹配优化研究

为提高煤炭分选过程的生产效率，增加分选设备的使用寿命，最大限度地发挥选煤厂筛分设备潜在的生产能力，提高筛分工艺的合理性，以全面提升弛张筛筛分系统的筛分效率降低筛面磨损率，提出通过调节弛张筛性能参数的措施，使筛分效率达到最优，同时减小筛面的磨损。将柔性筛板离散化处理以降低柔性筛板仿真过程的复杂性，采用多体动力学仿真和离散元法耦合的方式，对筛面的筛分过程进行数值模拟，获得了弛张筛性能参数：弛张频率、筛面倾角、弛张量对筛分效率的影响规律，并综合考虑相关系数法和显著性检验方法，确定了弛张量为影响筛分效率的非关键因素。在总结了弛张筛筛分过程的磨损规律的基础上，通过Relative Wear和Archard Wear模型获得了仿真过程中筛面弛张量对磨损深度的影响规律。基于弛张量对筛分效率与磨损深度的双重影响，选用线性加权法进行筛面性能的多目标优化，获得了保证筛分效率最高磨损深度最小的筛面性能参数，并进行仿真验证。研究结果表明：筛分效率随筛面倾角的增大而减小，弛张量与弛张频率越大呈现先增大后减小的变化规律；筛面磨损与筛面弛张量同样呈先增大后减少趋势，综合考虑筛分效率与筛面磨损，获得了最优的筛面性能参...     

筛面宽度对弛张筛筛面动力学参数的影响

利用ANSYS软件对弛张筛筛面进行动力学分析,研究了在不同载荷下筛面宽度(210～290mm)对筛面动力学参数的影响,并对这些计算结果进行对比分析,得出了筛面宽度的变化对筛分过程的影响规律,为提高弛张筛筛分潮湿细粒煤炭的能力提供了理论依据。     

基于有限元与工作模态的结构梁损伤识别

针对振动筛的下横梁结构易出现裂纹的问题,提出了一种基于有限元分析与工作模态的损伤识别的方法。通过建立有限元模型来模拟梁无损以及损伤量分别为10%、20%、30%的情况,分析得出结构梁的各阶固有频率以及它的振型曲线,利用各阶频率的变化以及位移振型的变化确定出裂纹的位置以及损伤程度。通过实验进行工作模态分析,利用ARMA模型参数识别的方法得出其各阶的模态参数。     

振动筛激振器的有限元分析及结构改进

针对某厂振动筛激振器在工作时出现的问题,利用ANSYS软件建立了激振器有限元模型,获得其各阶固有频率与振型。通过与试验模态分析结果进行对比,验证了有限元模型的合理性。根据模态分析结果,提出了结构改进方案,并对改进后的结构进行了分析计算,其固有频率远离工作频率10%以上,符合工程设计的要求。     

基于Workbench多倾角型振动筛的模态分析

以申克SLO2496香蕉型振动筛为研究对象,通过现场测量获得具体的尺寸数据,并结合使用厂家的维修手册对其进行三维模型的建立。将建立好的模型导入有限元分析软件Workbench进行振动模态分析,得到振动筛的各阶固有频率及振型。同时,通过理论分析将整个振动筛系统简化为一个单自由度的振动系统,对其进行理论计算获得系统固有频率,其次对振动筛进行锤击测试试验获取试验模态结果,最后与有限元结果相比较验证其合理性。最终结合各阶固有频率及振型的分析结果,提出合理的设计改进,使激振频率尽量远离共振频率范围,避免振动筛在使用过程中各部件之间产生共振导致其损坏从而降低整个振动筛的使用寿命的问题,同时分析结果可以为进一步的动力学分析提供必要的理论依据。     

振动筛筛箱模态特性分析及动强度校核

在总结工程经验,综合分析振动筛系统的基础上,采用三维软件建立了振动筛筛箱的参数化有限元模型,并讨论了建模中的问题。对振动筛筛箱进行模态分析,获得了筛箱前14阶固有频率和对应的主振型。对振动筛筛箱进行谐响应分析,确定了筛箱各结点处位移、动应力分布规律。根据仿真结果,进行了振动筛筛箱的动刚度及动强度校核。结果表明,所建立的有限元模型能较好反映筛箱的实际结构特点,可以满足应力分析的要求。由模态分析看出,筛箱固有频率和工作频率不重合,因此在工作中不会产生共振。由谐响应分析得出,动刚度及动强度满足设计要求。本研究为振动筛的大型化、重型化设计提供了理论依据。     

大型振动筛动态有限元模型建立及精度分析

根据振动筛结构和受力特点,提出梁壳单元模型,给出有限元建模中关键问题的解决方法：采用自定义截面梁单元,实现了用变截面梁模拟振动筛实际梁结构;用自由度耦合及建立约束方程的方法实现结构中螺栓连接、焊接连接的合理简化;建立刚性区,合理施加激振力载荷。结合理论分析和实验模态分析结果表明：采用梁壳单元模型进行大型振动筛动力学分析较传统实体单元模型具有精度高、计算资源占用少、计算可靠性高的优点。采用梁壳单元模型可以在一般PC机上实现对大型振动筛结构动态有限元分析。     

基于ANSYS的ZK型直线振动筛模态分析与优化

为了减少直线振动筛在运行时发生横梁断裂、侧板开裂等问题,使用有限元软件对ZK2060直线振动筛进行了模态分析。根据应力和变形云图的结果,可知当振动筛的工作频率接近其固有频率时,容易发生结构共振,容易引起疲劳损伤,从而缩短使用年限。基于此,使用ANSYS软件,优化了振动筛结构,让最大应力和固有频率大幅改变,对于设计性能的提升有很大的帮助。     

基于ANSYS的圆振动筛的动态响应有限元分析

利用ANSYS有限元软件对圆振动筛建立有限元模型进行模态分析,讨论了其各阶模态频率及振型,并模拟了其在周期载荷下表现出的动特性,掌握了结构的运动规律,求得了筛箱在受迫振动时出现的最大动应力等,对今后的振动筛结构设计与改进有一定的理论指导作用。     

大型振动筛动力学分析及动态优化设计

通过对大型圆振动筛进行动力学分析和动态优化设计形成了结构的综合改进方案,达到了在保证结构满足工作时刚度和强度要求的同时,减少制造成本的目的。对模型的模态分析和谐响应分析结果表明振动筛在工作时没有共振现象,在工作频率下的最大动应力34.7 MPa,大于许用应力24.5 MPa,结构有应力集中现象,需要结构改进。通过频率约束,对振动筛工作过程中的主要动应力承受部位侧板进行质量优化,结合两部分结果对筛箱进行整体结构改进,改进结果表明振动筛的结构刚度和强度提高,总体质量下降。     

超静定网梁激振结构大型振动筛动态特性

利用有限元分析法,对超静定网梁激振结构大型振动筛进行了动态特性分析,计算了筛体结构的固有频率、固有振型和结构的动力响应,提出对振动筛进行结构动力修改的方法,达到了筛体结构优化的目的.分析结果表明：超静定网梁激振大型振动筛增加了筛体结构刚度,提高了筛体弯曲、扭转变形的固有频率,模态频率远离工作频率(12.2 Hz), 可以有效地避免共振,降低结构的破坏程度;通过增加挡料板和周边加强筋使筛体横向变形由0.428 mm降为0/126 mm;在大型振动筛的设计中采用超静定网梁激振结构可以更好地满足大型振动筛结构刚度和强度的需求.     

Innovative structural solution for heavy loaded vibrating screens

An innovative design solution is presented in this paper; it allows the enhancement of structural resistance and the dynamic performances of a vibrating screen for inert materials. The new design does not significantly affect the geometry of the traditional screens, keeping the same global dimensions and almost the same mass value. In fact the aim of this study was to design a new vibrating screen having almost the same dimensions but that could give a much higher dynamic structural resistance at frequencies and load amplitudes much higher than the nominal ones. Numerical finite element models were generated to investigate the structural and dynamic behavior of a standard vibrating screen. These analyses allowed the modification of the geometrical parameters of the traditional screen and to design the new one. Accurate three-dimensional FE models were so generated in order to evaluate the best design solution, in terms of dynamic structural resistance, able to reduce the stress values at the most stressed area. The fatigue resistance of all the components of the new screen was checked, with particular attention to the welding joints. Experimental full scale tests on a prototype of the new screen were carried out in order to validate the numerical models and mostly to verify the structural integrity of the vibrating screen during the working conditions. Strains at the surface of the most stressed areas of the screen were measured in dynamic working conditions, at different frequencies and load amplitudes; these stress values were compared with the numerical ones in order to validate the numerical results. The new screen was patented.