矿用节能双级振动筛方案设计及实验分析

为从原始结构上改进矿用振动筛的设计，针对矿用节能双级振动筛方案设计环节因信息缺乏而无法量化评价的问题，利用黑箱法进行了方案设计，采用功能解析法建立了方案组合评价的最优化求解模型，并且利用动态规划方法找到了矿用节能双级振动筛的最优结构方案组合，根据方案最优解完成了节能双级振动筛的方案设计、数字样机开发和产品样机的制造。为验证设计可行性，对样机进行了振动测试，测试研究结果表明双级筛较同规格传统筛节能37.8%，方案设计合理、方法可行。     

混联弹簧减振系统下自同步直线振动筛的动力学特性

混联弹簧减振系统(由并联座式弹簧组和悬挂弹簧组合构成)下自同步直线振动筛稳态振幅增大、竖直方向运动固有频率提高,停机过共振区时位移响应较仅座式弹簧减振情况明显减小,有利于振动筛整体可靠性的提高。为了解混联弹簧减振系统下自同步直线振动筛的动力学特性,在考虑设计、制造等引起的筛体质心偏离激振力作用线的基础上,建立了直线筛的一般数学模型,并推导其振动微分方程;引入小阻尼近似法,利用已有的筛体参数反推模型中的阻尼矩阵;采用Newmark-β数值仿真与现场实验测试相结合,从时、频域验证了模型的可行性。基于此,进行结构灵敏度分析,讨论了混联弹簧减振系统中悬挂弹簧刚度及位置对直线振动筛竖直方向固有频率的影响,为实际中这两个参数的选择提供参考。     

矿用节能多级振动筛的研制及振动分析

为了实现煤炭洗选工艺设备的大型化、缩减基建面积和提高节能效果,提出了一种应用共振筛分的矿用节能多级振动筛,并开发了虚拟样机,制作了实物样机,建立了矿用节能多级振动筛的振动力学模型。通过理论分析指出了其反向共振筛分原理中2级筛体振动的振幅比和质量比关系;通过样机测振试验,验证了其理论和结构的合理性、节能性及对地基传递振动减弱特点。     

矿用振动筛弹簧永久变形故障研究

通过对矿用振动筛结构及工作原理介绍,分析了矿用振动筛的工况,针对矿用振动筛的弹簧永久性变形问题,采用Ansys软件建立矿用振动筛弹簧的有限元仿真模型,并进行静力学和模态分析,再经过试验验证,对比分析有限元模型仿真数据和试验数据,试验结果表明:基于Ansys软件的矿用振动筛弹簧有限元仿真分析结果与试验验证结果较为接近,而且反映出的振幅变化规律亦相接近,证明有限元仿真分析结果可以作为矿用振动筛弹簧故障信息的判断依据。     

振动筛橡胶弹簧力学参数试验测定

为深入了解振动筛橡胶弹簧的力学性能,采用试验方法对振动筛橡胶弹簧的刚度、阻尼系数、阻尼比等力学参数进行测定,测定结果表明:橡胶弹簧的线性与非线性刚度的区分点为其10％变形量;不同的加载速度对橡胶弹簧线性阶段刚度影响较小,对非线性刚度影响较大,且呈线性增长的趋势;橡胶弹簧刚度越大,其阻尼系数及动态阻尼比越小,试验测定橡胶弹簧阻尼系数为0.031132～0.036892,动态阻尼比为0.046 833～0.062062.     

矿用组合橡胶隔振器疲劳寿命分析

针对矿用组合橡胶隔振器的疲劳破坏问题,构建了组合橡胶的本构模型,得出了组合橡胶的本构方程,并通过试验得出了橡胶材料的力学特性和S-N曲线,建立了组合橡胶弹簧的有限元模型,测试了矿用组合橡胶隔振器上的交变载荷,完成了矿用组合橡胶隔振器的静力学分析,探讨了矿用组合橡胶隔振器上的应力分布,进行了矿用组合橡胶隔振器的疲劳寿命分析,得出了矿用组合橡胶隔振器疲劳破坏的危险位置及疲劳寿命,为矿用组合橡胶隔振器的设计研发提供了理论基础和技术支撑。     

附加气室空气弹簧隔振的振动筛动力学建模与分析

附加气室空气弹簧在两个气室之间设有节流元件,可吸收振动的能量,具有良好的阻尼特性。作为一种新型隔振元件,附加气室空气弹簧能缩短振动筛过共振区时间,减小共振振幅及附加倾摆运动,提高振动筛运行的平稳性。分析振动筛二自由度动力学模型,并求解运动学微分方程,发现振动筛实际振动方向角不等于激振力作用方向角,振幅和抛掷指数也可用单自由度模型表征;利用热力学和流体力学理论建立附加气室空气弹簧的线性模型,得到其刚度阻尼的表达式,基于此,推导出附加气室空气弹簧的振动筛动力学模型,并建立运动学微分方程;搭建附加气室空气弹簧隔振系统和振动实验台,测试实验台的运动学参数;在MATLAB/Simulink环境下对所建动力学模型进行仿真研究,并与实验台测试结果进行了比较分析。结果表明:模型仿真振幅为5.321 mm,实验测试的稳态振幅为5.372 mm,二者误差仅为1%,具有较高的准确性。模型仿真结果显示:电机转速对振幅影响较小,对抛掷指数影响较大,随着电机转速由840 r/min增加到990 r/min时,振幅由4.549 mm降为4.427 mm,抛掷指数由3.6上升到4.9;改变隔振系统的初始气压可以调节振幅,当初始气压由0.1 MPa增加到0.6 MPa时,振幅由4.446 mm增加到6.159 mm;节流孔直径对振幅的影响不明显,当节流孔直径由2 mm增加到20 mm时,振幅由4.443 mm变为4.467 mm;通过改变电机转速和隔振系统初始气压组合,可以使试验台振幅在4.45～6.16 mm、抛掷指数在3.46～6.16内变化,实现对振动筛的调节。     

矿用单梁振动筛实验模态分析

为寻找矿用单梁振动筛易发生疲劳破坏的部件,在分析单梁振动筛工作原理基础上,采用实验模态分析法,对矿用单梁振动筛空载状态的振动特性进行实验分析。实验结果表明:振动筛的摆动只在振动筛开机和停机阶段内比较明显,且激振器安装位置和下横梁需要进行加固处理。分析结果能够提高易产生疲劳破坏部件的可靠性,对矿用单梁振动筛的设计及应用具有指导意义。     

煤矿振动筛分设备空气弹簧减振性能的分析研究

在简要介绍煤矿振动筛分设备的基本结构和工作过程的基础上,重点对空气弹簧减振系统的减振性能进行了分析研究。首先从空气弹簧的材质结构对减振性能的影响进行了论述,然后建立了空气弹簧减振系统的力学计算模型,最后从空气弹簧的弹性特性、频率特性和阻尼特性3个方面分析了空气弹簧减振系统的减振性能。     

电封闭型矿用电动轮测试系统的设计与分析

设计了双电机并联,能量间接反馈、内循环,调磁加载的电封闭型电动轮测试系统,用于交流电机驱动矿用自卸车的调试和优化。介绍了电封闭型加载系统的结构和工作原理,对模拟加载和电封闭能量循环原理进行了技术分析。采用调节负载发电机励磁电流进行加载的试验方法,由驱动电机带动负载发电机发电,电能再回馈给驱动电机,完成电能量封闭。提出了反馈系数和驱动系数的概念,并测试了系统的加载特性和节能效果。试验结果证明,该系统运行稳定,加载方便,加载范围宽,响应速度快,可靠性高,易于实现现场总线控制,反馈系数达到63%,节能效果显著。