大型變直線軌跡等厚篩的結構動力學與動態(tài)設計研究.pdf

1、煤炭是我國的主要能源。選煤是潔凈煤炭生產和高效利用最經濟有效的辦法。篩分作業(yè)是選煤的關鍵環(huán)節(jié)，廣泛應用于煤炭的分級、脫水、脫介和脫泥等。隨著我國煤炭消耗量的不斷增長，對高篩分效率和大處理量的振動篩的需求也日益迫切。傳統(tǒng)等厚振動篩的篩分效率高，但還存在一些諸如動力集中、結構強度低和加工制造困難等缺點，如何確保和提高振動篩結構的強度與剛度是振動篩高效大型化發(fā)展道路上面臨的首要難題。
　　本課題旨在開發(fā)一種新型等厚篩，重點研究了基于三維

2、離散元法的等厚篩虛擬篩分試驗、大型 BGJ3660變直線軌跡等厚篩的篩面動力學特性、機械設計、動態(tài)特性、振動測試與篩分試驗，為提高等厚篩結構強度與剛度提供理論和技術支持。論文完成的主要工作和取得的研究結論歸納如下：
　　基于離散元法，建立了等厚篩三維離散元模型，對于粒度為0.8倍篩孔直徑的難篩顆粒進行了虛擬試驗研究，得到了顆粒分層和透篩狀態(tài)下的顆粒群分布狀態(tài)。在此基礎上分別研究了等厚篩篩面傾角、振動方向角和振動強度對于等厚篩篩分效

3、果的影響作用。試驗結果表明透篩率隨振動強度的增大而降低，篩分完成時間隨振動強度的增大而縮短，當篩面傾角為0.5°、振動方向角為45°、振動強度為3.5時，該等厚篩具有最佳的篩分效果。
　　研究了大型 BGJ3660變直線軌跡等厚篩的彈性結構分級篩面和模塊化聚氨酯篩板脫介篩面的動力學特性：建立了多自由度彈性結構分級篩面振動篩的動力學模型，并利用拉格朗日方程對其進行了振動微分方程的推導，分析了彈性體對篩桿的等效作用方式，并基于此求解了

4、彈性體的等效彈簧剛度，進而對篩體及篩桿的時域內加速度響應進行了數值仿真及實驗，結果均表明篩面的加速度比振動篩篩體加速度明顯增大；建立了模塊化聚氨酯篩板脫介篩面的薄板動力學模型，獲得了篩板彎曲振動方程固有頻率的計算方法。所提出的兩種篩面的動力學模型為實現大型 BGJ3660等厚篩的可靠性設計提供了一條途徑。
　　確立了BGJ3660等厚篩的激振方式與裝置，闡明其工作原理，進行BGJ3660等厚篩的動力學分析，利用穩(wěn)態(tài)解法和Newma

5、rk-β數值法比較驗證模型的準確性，驗證該變軌跡振動篩實現等厚篩分的可行性。以 BGJ3660為例，確定其關鍵參數和關鍵部件，并研制試驗樣機；進行了BGJ3660的動態(tài)分析，包括整機和重要零部件的模態(tài)分析和諧響應分析，在工作頻率16.67Hz作用下，篩體最大動應力小于24.50 MPa，篩體橫向擺動最大位移小于0.45mm，符合國家標準，因而BGJ3660的研發(fā)設計是可取的，結構也是合理的。
　　對BGJ3660等厚篩進行了運動參

6、數、橫向擺動、篩體應力等振動參數和物料流動速度、處理量等工藝參數進行測試。結果表明：各測點軌跡為近似直線，且自入料端至出料端，篩體振動方向角呈現自大至小的變化，相應的振動強度也呈現減小的趨勢，與理論分析及仿真結果一致；測點振幅在設計值之間，振動頻率接近電動機激振頻率，固有頻率與設計值相符；樣機橫向擺動滿足振動篩穩(wěn)定運行的國標要求；實驗測得振動篩各點應力均小于許用應力，振動篩處于安全許用范圍內；噪聲小于國標要求的90dB；BGJ3660篩