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不锈钢振动筛的振动特性应用研究分析

发布:xdjxzd 浏览:372次

建立不锈钢振动筛的三维几何模型,导入ANSYSWorkbench13。0后进行自由网格划分形成有限元模型,对其接触关系和约束条件进行合理处理后,进行模态分析数值求解。结果表明:不锈钢振动筛在工作过程中不会发生共振现象,其结构和振动特性是合理的。该研究为同类的进一步动力学分析和结构优化奠定了基础。是一种广泛应用于粮食、矿山、煤炭、冶炼、建材等行业的筛分与清理机械[1-2]。根据工作时的运动轨迹,可分为直线、圆和椭圆[3]不锈钢振动筛具有结构简单、性能优越、产量大、筛面不易堵孔等优点,是应用最为广泛的筛分产品之一[4]。目前普遍存在强度低、噪声大、共振振幅大等问题[5],其性能与国外同类产品相比仍存在较大的差距,其可靠性有待提高。


400-1500不锈钢振动筛是设计研究高效组合清理筛的关键设备之一。为提高其可靠性,本文基于ANSYSWorkbench13。0对其进行模态分析,以研究该型的振动特性,为该型产品的结构设计和优化提供指导,为的设计理论及设计方法提供基础。1模态分析理论基础模态分析,也称自由振动分析,主要用于研究结构的动态特性,即确定设计中的结构或机器部件的固有频率与模态。模态为系统的固有特性,每一个模态均具有其自身与众不同的模态参数,一般主要运用试验的方法或者仿真计算的方式来获取需要的模态参数[5-6]。实际应用中的不锈钢振动筛具有无穷多个自由度,其刚度与质量均具有连续分布的特性,理论上只有把结构中每一点的运动情况都清楚后,其运动才能够被完全的描述出来[7],实际上很难做到。因此,采用离散化思想将不锈钢振动筛的刚度与质量进行离散化处理,即用离散数学模型来描述实际物理系统的连续分布特征,用数量有限的系统参数就可以描述系统的刚度特性和质量特征,可以用有限自由度简化系统来代替真实的多自由度物理系统。多自由度线性结构系统的运动微分方程为[8-9]:式中:F(t)为节点的等效载荷;M为结构的质量矩阵;C为结构的阻尼矩阵;K为结构的刚度矩阵;X为节点的位移矩阵。鉴于实际工程应用中大多数机械结构的阻尼都很小,因此可以忽略,且对于自由振动系统,F(t)=0。因此,系统的无阻尼自由振动方程为:因结构在自由振动的过程中,并非所有点的振幅值均为零,即X00,进而得出矩阵的行列式(K-ω2M)=0,通过求解此行列式,即可得出结构在自由振动时的频率ω,将其代入式(3)便可计算出相对应的振型X2模态分析为研究在振动时所表现出来的振动特性,判断其实际工作时是否会产生共振,必须对不锈钢振动筛进行动态设计,即把其视为多自由度的振动系统进行仿真求解,计算出多个振型以及固有频率,与不锈钢振动筛的工作频率进行对比,从而确定其振动特性。2.1材料本构关系的确立模态分析仅适用于线性特性,任何包括非线性因素的分析将会被忽略,并将其视为线性特征进行分析求解[10]。因此,对进行模态分析时采用各向同性线弹性材料本构关系,由于系统的刚度以及质量的分布与固有频率的关系紧密[11],因此在模态分析中,材料的属性必须包括泊松比、弹性模量及密度。不锈钢振动筛(包括筛体和机架)材料是Q235,其泊松比为0.3,弹性模量200GPa,密度为7850kg/m3;橡胶弹簧的泊松比为0.32,弹性模量为0.33MPa,密度为1240kg/m32.2有限元模型的建立不锈钢型往复主要由进料机构、筛体、出料机构、振动电机及机架等组成。其中,筛体的关键工作部位,由钢板焊接及螺栓连接而成,并通过橡胶弹簧支承在机架上。

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