大型變直線軌跡等厚篩的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、煤炭是我國的主要能源。選煤是潔凈煤炭生產(chǎn)和高效利用最經(jīng)濟(jì)有效的辦法。篩分作業(yè)是選煤的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，廣泛應(yīng)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(dòng)篩的需求也日益迫切。傳統(tǒng)等厚振動(dòng)篩的篩分效率高，但還存在一些諸如動(dòng)力集中、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低和加工制造困難等缺點(diǎn)，如何確保和提高振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度是振動(dòng)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(diǎn)研究了基于三維

2、離散元法的等厚篩虛擬篩分試驗(yàn)、大型 BGJ3660變直線軌跡等厚篩的篩面動(dòng)力學(xué)特性、機(jī)械設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)特性、振動(dòng)測試與篩分試驗(yàn)，為提高等厚篩結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度提供理論和技術(shù)支持。論文完成的主要工作和取得的研究結(jié)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(jìn)行了虛擬試驗(yàn)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(chǔ)上分別研究了等厚篩篩面傾角、振動(dòng)方向角和振動(dòng)強(qiáng)度對于等厚篩篩分效

3、果的影響作用。試驗(yàn)結(jié)果表明透篩率隨振動(dòng)強(qiáng)度的增大而降低，篩分完成時(shí)間隨振動(dòng)強(qiáng)度的增大而縮短，當(dāng)篩面傾角為0.5°、振動(dòng)方向角為45°、振動(dòng)強(qiáng)度為3.5時(shí)，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(jié)構(gòu)分級篩面和模塊化聚氨酯篩板脫介篩面的動(dòng)力學(xué)特性：建立了多自由度彈性結(jié)構(gòu)分級篩面振動(dòng)篩的動(dòng)力學(xué)模型，并利用拉格朗日方程對其進(jìn)行了振動(dòng)微分方程的推導(dǎo)，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(jìn)而對篩體及篩桿的時(shí)域內(nèi)加速度響應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值仿真及實(shí)驗(yàn)，結(jié)果均表明篩面的加速度比振動(dòng)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(dòng)力學(xué)模型，獲得了篩板彎曲振動(dòng)方程固有頻率的計(jì)算方法。所提出的兩種篩面的動(dòng)力學(xué)模型為實(shí)現(xiàn)大型 BGJ3660等厚篩的可靠性設(shè)計(jì)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(jìn)行BGJ3660等厚篩的動(dòng)力學(xué)分析，利用穩(wěn)態(tài)解法和Newma

5、rk-β數(shù)值法比較驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，驗(yàn)證該變軌跡振動(dòng)篩實(shí)現(xiàn)等厚篩分的可行性。以 BGJ3660為例，確定其關(guān)鍵參數(shù)和關(guān)鍵部件，并研制試驗(yàn)樣機(jī)；進(jìn)行了BGJ3660的動(dòng)態(tài)分析，包括整機(jī)和重要零部件的模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，在工作頻率16.67Hz作用下，篩體最大動(dòng)應(yīng)力小于24.50 MPa，篩體橫向擺動(dòng)最大位移小于0.45mm，符合國家標(biāo)準(zhǔn)，因而BGJ3660的研發(fā)設(shè)計(jì)是可取的，結(jié)構(gòu)也是合理的。
　　對BGJ3660等厚篩進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)參

6、數(shù)、橫向擺動(dòng)、篩體應(yīng)力等振動(dòng)參數(shù)和物料流動(dòng)速度、處理量等工藝參數(shù)進(jìn)行測試。結(jié)果表明：各測點(diǎn)軌跡為近似直線，且自入料端至出料端，篩體振動(dòng)方向角呈現(xiàn)自大至小的變化，相應(yīng)的振動(dòng)強(qiáng)度也呈現(xiàn)減小的趨勢，與理論分析及仿真結(jié)果一致；測點(diǎn)振幅在設(shè)計(jì)值之間，振動(dòng)頻率接近電動(dòng)機(jī)激振頻率，固有頻率與設(shè)計(jì)值相符；樣機(jī)橫向擺動(dòng)滿足振動(dòng)篩穩(wěn)定運(yùn)行的國標(biāo)要求；實(shí)驗(yàn)測得振動(dòng)篩各點(diǎn)應(yīng)力均小于許用應(yīng)力，振動(dòng)篩處于安全許用范圍內(nèi)；噪聲小于國標(biāo)要求的90dB；BGJ3660篩