【正文】 陜西理工學院畢業(yè)設計 I 目 錄 1 緒論 ........................................................................................................................ 1 本課題的研究背景 及意義 .......................... 1 ................... 1 振動篩的國外研究現(xiàn)狀 ....................... 1 振動篩國內發(fā)展狀況 .......................... 2 振動篩發(fā)展方向 ............................. 3 課題研究的內容及方案 ............................ 3 ..................................................................................................... 4 2 直線振動篩的工作原理及參數(shù)計算 ....................................................... 5 直線振動篩工作原理與結構分析 ..................... 5 直線振動篩的結構組成 ........................ 5 直線振動篩的工作原理 ........................ 5 直線振動篩技術參數(shù)的選擇 ......................... 6 ............................. 7 本章小結 .................................................................................................... 8 3 直線振動篩有限元模型的建立 ................................................................. 9 力學問題有限元法 ........................... 9 有限元法基本理論 ............................ 9 Ansys軟件介紹 ............................ 10 ............ 錯誤 !未定義書簽。在激振力作用下大型直線振動篩橫梁、側板等主體部件頻繁發(fā)生斷裂事故，嚴重影響振動篩的篩分效果和生產(chǎn)效率。 篩箱的邊界約束 .............. 錯誤 !未定義書簽。 本章小結 .................................................................................................. 27 致謝 ................................................. 28 參考文獻 ................................................................................................................. 29 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 1 頁 共 29 頁 1 緒論 本課題的研究背景及意義 振動篩是我國近 30 年來得到迅速發(fā)展的一種新型機械，是礦山、煤炭、冶煉、建材、化工、食品加工等部門的重要設備，用于物料的篩分、選別、脫水、脫介、冷卻等各種工藝過程。 在整個研究過程中，為了使振動篩的應力分布趨于均勻從而提高振動篩的工作可靠性，延長振動篩的使用壽命，必須要降低振動篩應力水平，消除工作過程中的應力集中問題。為了形成國產(chǎn)型號 ,我國對引進的篩機作了測繪仿制 ,并以當時全國的幾個主要生產(chǎn)制造單位如上海冶金礦山機械廠等為主不斷的進行探索研究 ,成功開發(fā)出了國產(chǎn)型號篩機 ,這一舉措表明國產(chǎn)型號篩機初見雛形 ,這些型號主要包括 SSZ 直線振動篩、 SZ 慣性篩和 SZZ 自定中心篩。 振動篩發(fā)展方向 振動篩在工程中的應用非常廣泛，在促進國民經(jīng)濟的發(fā)展中也起著絕對重要的作用。等厚篩分法與普通篩分法最大的區(qū)別在于不管入料中小于篩孔的顆粒有多少，物粒層的厚度都是保持不變或遞增的；普通篩分法則恰恰相反。 課題研究的內容及方案 本文以某礦山機械有限公司的 ZK1230 型直線振動篩為研究對象 ,從工程實際出發(fā) ,在分析直線振動篩的篩分原理以及計算動力學參數(shù)的基礎上 ,利用有限元分析軟件 Ansys 對ZK1230 型直線振動篩的篩箱結構進行了動態(tài)分析 ,并且通過動態(tài)分析結果 ,對篩箱進行了結構優(yōu)化 ,包括篩箱質心調整優(yōu)化 ,提出了調節(jié)質心的新方法 ,得到了具有一定參考價值的優(yōu)化結果。 本章小結 本章從國內外篩分技術的發(fā)展狀況出發(fā) ,介紹了篩分作業(yè)的方式以及篩分機械的種類和特點 ,提出了課題研究的背景和意義 ,重點闡述了本論文的主要研究內容及研究方案。 直線振動篩的工作 原理 圖 22 是直線振動篩的工作原理圖 ,篩箱座式支撐在橡膠彈簧上 ,激振器兩軸上的偏心塊的質徑積均相等且偏心質量以等速反向回轉 ,激振器兩軸以 yy 軸線對稱布置 , yy 軸線陜西理工學院畢業(yè)設計 第 6 頁 共 29 頁 通過篩箱質心且與水平方向成 45176。振動篩做中速拋擲時篩分效率和產(chǎn)量都很高并且對振動篩機體的性能 (如強度和剛度 )要求也不高。 振動方向角 振動方向角是直線振動篩的重要參數(shù)之一 ,是篩箱運動方向與篩面的夾角 ,也是篩面上物料的拋射角。振動篩在工作時需要足夠的加速度才能使物料在篩面上拋起 ,這就要求振動篩要有足夠的振幅和振次。首先 ,通過動力學分析才能判斷振動機械的設計參數(shù)是否合理 。有限元法處理結構問題的流程為 : 結構離散化 有限元法分析問題時首先要將模型用適當?shù)膯卧x散 ,所謂合適的單元就是選用符合要求的單元類型、根據(jù)結構確定單元大小得到一定數(shù)量的網(wǎng)格。 Ansys軟件介紹 Ansys 是一款高級 CAE 軟件 ,在機械、土木、電力等行業(yè)應用極為廣泛 ,甚至在生物醫(yī)藥、微機電系統(tǒng)也有涉及。 Ansys 的一般操作順序 Ansys 必須按模塊流程順序進行操作才能進行求解分析 ,前處理設置不當或缺少參數(shù) ,就會影響下一步的分析計算 ,其操作方式如下 : (1)模型建立 Ansys 建模通常有兩種方式實現(xiàn) : ① 通過 Ansys 定義單元類型來進行建模。 (3) 材料賦予 Ansys 中所有的分析都需要輸入材料屬性 ,材料的主要參數(shù)有彈性模量 E、泊松比密度Dens 等 ,軟件默認泊松比 u 為 。 (7) 查看分析結果 査看計算結果需要用后處理模塊來完成 ,通過分析結果判定計算是否正確。 對于直線振動篩有限元模型的建立需要考慮以下幾點 : 是否需要建立振動篩的二次隔振系統(tǒng) 二次隔振系統(tǒng)用于在機體工作時減少機體對基礎的沖擊力 ,是否建立二次隔振系統(tǒng)主要依據(jù)二次隔振系統(tǒng)對篩箱應力的影響水平 ,本文不考慮二次隔振系統(tǒng)。對于工藝飾件由于其主要作用并不在于提高結構強度 ,在建有限元模型時可忽略。在有限元模型中各部分的連接是通過公共區(qū)域實現(xiàn)的 ,劃分網(wǎng)格時這些公共 區(qū)域的節(jié)點就自動重合在一起 ,形成公共節(jié)點。根據(jù)直線振動篩各部件的特點 ,本文選用實體單元 SOLID18彈簧單元 C0MBIN1點質量單元 MASS21 對模型進行網(wǎng)格劃分。按照簡化原則對篩箱實體模型進行了簡化 ,確定了單元類型、材料屬性以及邊界條件等問題 ,建立了篩箱的有限元模型。 Subspace (子空間法 ):采用子空間法提取模態(tài)時可以在求解控制選項中設置子空間的迭代 ,但是計算速度較慢。本文在對振動蹄篩箱進行模態(tài)分析時 ,通過分塊蘭索斯法提取了篩箱的前 15 階固有頻率進行分析 ,使計算速度加快并得到對篩箱影響大的固有頻率。振動篩在工作時避開了載荷頻率 ,不會發(fā)生共振 ,符合動態(tài)設計要求。 Mode Superposition (模態(tài)疊加法 ) Mode Superposition 法實際上就是對模態(tài)分析的結果進行相關計算 ,獲得結構系統(tǒng)的響應值 ,而且計算結果以結構的固有頻率進行分布 ,響應曲線圖更加趨于光滑準確 ,分析結果更加接近現(xiàn)實 ,完全可以作為分析參考依據(jù)。如果采用排序列表顯示方式，結果的實部和虛部雖然其值按大小排序，但仍然很難在眾多節(jié)點結果中找出應力幅值最大值，且排序列表顯示方式對殼單元厚度不連續(xù)處的結果 進行了平均處理，比實際結果要小。最大應力發(fā)生在 激 振器安裝座前部與側板的連接處，其值為 24MPa。 ： 357361. [16] Dynamic analysis and simulation of fouraxis forced synchronizing banana vibrating screen of variable linear. trajectory Evgenii B. Rudnyi and Jan G. Korvink IMTEK, Institute of Microsystem Technology Freiburg : [17] Wodzinski, P. Tendencies in screen design, Powder Handlingamp。結果顯示 ,與工作頻率 15Hz 臨近的第 7 階、第 8 階固有頻率與工作頻率的差值明顯大于 10%,說明結構在工作中不會發(fā)生共振。 圖 應力分布圖（實部）和圖 應力分布圖（虛部）的藍色部分的應力都在 以下，可知，在實部圖和虛部圖兩圖中都為藍色的部分其實際應力小于＝ ? （實際應力為實部和虛部平方和的開方）。 對于諧響 應分析的不同求解方法也都存在著一些共有的不足 ,施加在結構系統(tǒng)的體載荷都應是同頻率下的且符合正弦規(guī)律 ,并且諧響應分析不識別非線性特性 ,只考慮是穩(wěn)態(tài)下的強迫振動 ,所以對于瞬態(tài)效應存在一定的局限 ,但可通過時間歷程的載荷函數(shù)彌補這些不足。 諧響應分析概述 諧響應分析定義 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 25 頁 共 29 頁 為了檢測結構在承受各種不同頻率的體載荷時是否發(fā)生共振 ,需要進行諧響應分析。 在 ANSYS 軟件中對結構機型模態(tài)分析需要四個步驟， ，在本節(jié)有限元模型陜西理