篩分設備在固有振動頻率下的激振作用
篩分設備通過兩組激振器帶動整個篩體作軌跡近似為直線的往復運動。激振器主要是由偏心輪組成,由電機通過聯軸器提供轉速,偏心輪與篩框之間由軸承連接。型篩分設備主要由六組固定在堅實基礎之上的橡膠彈簧支撐,橡膠彈簧與篩框的上的橫短梁通過抱箍連接。
由于彈簧-阻尼單元不能直接模擬橡膠彈簧的橫向剛度,而且雖然篩分設備的運動形式為平面運動,但是如果有其他不確定因素的影響,也會產生三維空間運動,所以除了建立縱向的彈簧-阻尼單元之外,還需要建立等長的,剛度為1/3的橫向彈簧-阻尼單元來模擬橡膠彈簧的橫向剛度。與縱向彈簧-阻尼單元一樣,該橫向的單元也要一端與橫短梁的節點連接,另一端全約束。
篩分設備篩框側板上具有很多加強梁,兩個側板又通過很多橫梁連接。這些梁具有不同的截面形狀、截面尺寸、截面特性(如慣性矩、轉動慣量、翹曲常數等),這些參數對于計算結果的影響較大。
由于篩分設備是靠篩體的快速振動來進行工作的,所以存在工作頻率,如果工作頻率正好處于或者過于接近固有頻率,則會發生共振現象。發生共振時,理論上振幅無限大,篩分設備結構會很快破壞,而且產生很大噪聲。此外,篩體在周期性變化的激振力作用下,產生變化的位移和應力響應,某些位置可能會在工作頻率下,有過大的響應,或者應力過大,極易發生疲勞破壞。
對于篩分設備的靜力分析是遠遠不夠的。對于大型篩分設備的動力學分析,本文作者認為應當進行三個方面的分析,首先進行模態分析,根據其固有頻率和振型,對該篩分設備進行評價并修改,避免固有頻率等于或接近工作頻率,然后進行動應力分析,通過應力分布云圖以及位移云圖觀察篩體在工作過程中是否存在過大的應力集中,最后由于篩分設備是在頻率固定的激振力的作用下工作的,所以還應進行諧響應分析,考慮其諧響應情況,避免諧響應共振。
對篩分設備的模態分析中唯一有效的“載荷”是零位移約束,位移約束以外的其他載荷,在模態提取時都被忽略,此外還要設定求解的階數,即求解多少階固有頻率;擴展模態就是將振型寫入到結果文件中,才能夠在后處理器中觀察到振型;最后是察看篩分設備模型的固有頻率和振型,并可以以動畫的形式觀察振型。篩分設備的設計不能滿足動態設計的要求,篩分設備在正常工作的情況下,會發生共振,導致結構的快速破壞。因此,需要對該篩分設備進行動態修改,使其固有頻率能夠避開工作頻率。
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