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超声波振动筛系统与结构的动力学研究

      超声波振动筛广泛应用于冶金、煤炭、石油、化工等工业部门。振动筛的运动直接影响筛机的筛分效率和生产率。在工作过程中,筛机主要零部件长期经受高频交变载荷的作用,筛箱的侧板、横梁等部件的断裂故障频繁发生。对于大型振动筛,强度问题更加突出。因此,研究振动筛系统及其结构的动力学,使振动筛的运动符合要求,消除振动筛结构的应力集中,降低应力,避免结构共振对于提高振动筛工作可靠性、延长振动筛使用寿命具有重要意义。
本文利用拉格朗日法建立了超声波振动筛振动系统的数学模型,进行了运动学和系统动力学分析,给出了该系统的固有频率及运动轨迹方程的表达式,分析了弹簧支座位置的变化对振动筛运动特性的影响,提出了通过改变筛体支座位置来进行筛箱结构优化的方案。
      采用有限元分析软件建立了超声波振动筛筛箱的有限元模型,对其进行模态分析,得出了前十阶固有频率及相应振型,对振动筛筛箱的结构设计进行了动力学评价,结果表明改进后的结构在稳态工作频率下不会发生共振。对振动筛筛箱进行谐响应分析,得出了振动筛在稳态工作时的筛箱应力分布情况,结果表明改进后的结构在稳态工作状态下的应力分布趋于均匀,应力值显著降低。
      对超声波振动筛筛箱进行瞬态动力学分析,确定了振动筛启动过程中的筛箱应力随时间变化的情况。结果表明改进后的结构在启动过程中的应力分布较均匀,应力值显著降低。分析了振动筛在工作过程中对地基作用力的变化情况,为振动筛的安装提供参考。
      本研究为解决振动筛强度问题提供了一种新的结构改进方案,并对振动筛的设计和使用具有指导意义。
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