直线振动筛筛帮动力学模型的建立及分析.pdf

2 ， 一 、 I 2 矿 机 2 0 0 o年第 l 0 文章编号 1 0 0 3 ． 0 7 9 4 2 0 0 0 1 0 ． 0 0 0 2 ． ∞ 直线振动筛筛帮动力学模型的建立及分析 鞍 山 钢 1 1 4 0 0 2 丁 一2 - 鞍 山 钢 铁 学 院 ．辽宁 鞍 山 l J／ 丫 ～ 摘要以鲒构力学为基础， 建立了直线振动筛筛帮的动力学模型， 并就此进行了特征值分 析。 关键词 中图号 直线振动筛； 筛帮；动力学模型i特征值 一 识码 A 1 引言 直线振动筛广泛用于矿 山筛分 ， 以往人们只是 对该型振动筛筛帮的特性值进 行一些定 性分析 ， 本 文以 S A P 5软件对该型振动筛筛帮的特性值进行 了 比较精确的分析 。 2 原始参数准备 本文的研 究对象是 鞍山矿山机械公 司生产 的 2 z } 0 Ql 4 8 型双轴直线线性惯性振动筛 ， 其结构形式 如图 1 所示 ， 其技术性能见表 i 。 砰 2； 图 1 振动筛结构简 图 】 n g- 1 c n l o f v i b r a t i n g r e m 弹簧2 ． 筛箱3 ． 双轴澈振器4 工字粱 根据气泡发生器的工作需要 ， 应尽可能使混合 管长度满足矿浆射流破裂成液滴 的破裂长度要求 m 0 ． 9 8 l Ap 1 2 喷嘴直径 ． 厂 一 出 √ 2 A p森／ p 1 。 。{ 式中 1 喷嘴流量系数 ， l i 一 4 3 ／ d d 边界层厚度 ； p 矿浆密度 ， k g ／ m 3 。 3 混合管直径 d 2 d l 式中e 收缩系数 。 4 喉嘴距及混合管长 喉嘴距 1 i一 2 d J 喉管长 2 2 7 ． 7 7 2 4 2 m d 2 5 其他 ． ．； ‘． ． ； ‘ ． ． ． 址 ． ‘ ‘ 扩散管长可由实 际情况而定 i 扩散角为 5～8 。 混合 室进 口收 缩半 角 为 i 5～3 0 o ； 喷 嘴收 缩 角 为 l 3 ． 。 4 结语 1 为气泡发生器的原理及参数设计提供 了依 据 2 该气泡发生器的最佳参数还有待进一步研 究 3 注意设计条件， 大的 m或低的喷嘴压力P 均使工作时矿浆 由吸气管倒流。但 P 。 过大还会使 引射空气量急剧减少 。 参考文献 [ 1 ] 脒文义． 等吸气旋流式离心浮进机研瓤[ J ]煤矿机械． 2 0 0 ， 4 [ 2 陆宏圻 射流泵技术的理论及应用 M ． 北束 水利电力出版杜． 1 9 8 9 [ 3 ] E缸索科蓿夫 苏喷射器[ J | I ]北京 科学出版社， 1 9 7 7 收稿 日期 2 0 0 0 - 0 - 0 9 Th e s t r u c t u r e a n a l y s i s a n d d e s i g n o f b u b b l e g e n e r a t o r C H E NWe n - y I ． X I AO J m n - l i H e i l ,m g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y I n s ti t u t e ． J 1 5 8 1 0 5 ， C h i n a Ab s t r a c t T h is p a p e r a n a l y s e st h e s t r u c t u r e d e s i g n- p a r a me t e r d e t e r mi n a t i o n a n dw o r k p ri n c i p l e o f c o n e e c a l c u l a t i n gf o r - mu l a s ． I t h a s S t 0 d r e fe r e n c e s 6 c a n c e t o t h e d e s i gn o f the s i mi l a r e q u i D - n e n t s w h i c h h a v e t h i s k i n d o f d e v i c e． Ke y wo l d s ．“ b u b b l e g e a a e r a t o r ； S L r t l c t t l ； the o r e ti c a l a n a l s 维普资讯 2 0 0 0年第 l O期 煤 矿 机 械 3 3 计算模型的建立 3 ． 1 初步简化 考虑到筛子框架水平刚度大； 筛子水平方 向没 有载荷 ， 将振动筛受力简化为图 2所示， 即用若干根 水平剐性支杆取代筛面框架 。将图 2分解为图 3和 图 4的叠加。考虑到边板的应力状态 ， 图 3由于 支 撑梁两端固定 ， 故边板应力为零 ， 对边板 来讲 ， 图 3 和图 4等价 ， 故以后分析只用图 4来进行 R P _il f P a Ld ／ L 1 图 2 振动筛简化图 图 5 侧板 简化 图 g ． 5 帕 p 五 e d i a n o f d d e p I a t e 1 ． 弹性支杆2 ． 刚性 支杆 3． 3分 解 在线性范围内考虑问题 按叠加原理， 图 5可分 解为平面应力 问题 见 图 6 和板壳 弯曲问题 见图 7 。 № 1 嚣 2 嚣3 “r ／ ． 激 振 器 支 撑 梁 筛 面 框 架 侧 板 广 一 一 ＼ 茸 fIi 口 l 竺 。 篡 一 图 4 分解围 1碰件古扦， 刚十 肇 古扦 Fi g ． 4 De c | 6 吼 d i 锄n 3 ． 2 工字粱的抽 象 工字梁对筛帮的作用可以看成是以一个扭转弹 簧对侧板的作用 ， 工字梁两端作用集中力矩 _ ilf ， 端 面转角 0 M L ／ 2 E J ， 故刚性系数 C T 2 E J ／ L 2 扭簧可以转化为 2个抗压弹簧 弹性支杆 ， 这 2个 弹簧支杆安置 在上下 盖板 与肋板 的交点处 见图 5 。弹性支杆的剐度 I 和 2 应满足 3． 3 ． 1 平面应力问题 考虑到筛面框架和料 ， 以及工字梁及激振器等 都在平面上随着侧板运动， 故将它们的质量 一半 作为集中质量集聚在侧板的各个结点上 3 ． 3 ． 2 板 壳弯曲问题 1 筛帮的质量由程序 自动分配到各个结点上 这里不需要考虑筛面框架 、 料 、 工字梁和激振器的质 量 ， 因为它们不随筛帮作弯曲运动。 2 I 2 字梁断面形心处作用有 激振力引起 的力 ” 样 这 杆 支 生 冈 置 太 醚 较 如 赏 竹删 l _ “ 轴 图 h l1心 为 形 化 面 简 断 可 梁 即 字 4 工 图 维普资讯 1 ￡ f 。 ， 4 煤 矿 机 械 2 0 0 0年第 1 O期 矩 。支承弹簧支承点作用有 支承恢复力引起的 力矩 1 ， 2 ． 帆 l ’ 其中 和 幔 1 ． 幔 2 ． 1 ． 帆． 都随时问按正弦规律变化。 4 特征值分析 4． 1平 面 问题 频率见表 3 ． 实际计算同计算机计算 的频率值 比较见表 2 。筛 帮在作平面振动 时， 前三 阶固有频 率很低， 从第 4阶开始突然增大 ． w4 ／ 5 4 。故前 三阶固有频率和振型反 映筛帮在平 面内的刚体运 动 ， 即 轴 向、 y轴 向直线运动和绕型心 的摆动运 动 表 2 手算结果同计算机结果比较 T a b． 2 C0 l 】 h a n dw i l h c m n l mm“ c a l c u l a t i n g r e s u l t 表 3 平面 问题前八 阶固有频率值 T ab ． 3 T h el i r a e l g h t o r d e r 0 fn a t u r a l f r e q u e n c yf o r p l a n 4 ． 2 扳 弯 曲问题 频率值见表 4 ， 筛帮做弯曲振动时， 有许多刚性 支杆支承着 ， 不存在刚体运动 ． 其各阶固有频率和各 阶振型只反 映钢板 在垂直 于板 平面方 向的弯 曲振 动 ， 其固有频率增长没有明显的跃度。 5 结语 1 力学模型的建立可以帮助求出特征值， 为 后动力 响应分析打下基 础， 并为用有限元分析 同类 型振动筛动力学特性提供范例。 2 平面问题的手算结果同计算机结果相符， 说 明模型是正确的。 表 4 板 弯曲问题前十 阶固有频率值 ．4 3 h efi r s t t e n 0 f n a 删f r e q u e n c yf o r b e n da e 参考文献 1 ] 微机结构分析程序 S A P 5 使用手册[ M] ． 北京 北京大学力学系 l 9 9 1 ． 1 0 2 ] 结构力学[ M ] ． 北京 高等教育出版社， 1 9 8 7 作者简介 马学东， 1 9 6 5年生 ． 讲 师 ， 1 9 9 6年毕 业于 鞋山钢铁学 院， 工学硕士， 现在中国矿业大学攻读在职博十。 收稿 日期 2 0 0 - 0 5 ． 1 6 A n a l y s i n g a n d b u i l d i n g t h e d y n a mi c mo d e l o f t h e l i n e a r vi Dra t m s cr een s i ne M A Xu e - d o n g ． WANG Ru i - c h a n g A n s l m n I r o n a n d S t e e l C o l l e g e ， A mh a n 1 1 4 }0 2 ． C h i n a Ab s t r a c t B a s e d O i l s t r u c t u r a l me c h a n i c s ， T h i s p a p e r b u i l t s d y r z a n i c mo d l e o f l i n e a r v i b r a t i n g s c r e e n s i d e a n d a n a l y z e s t h e c h a r a c t e r i s t i c v a l u e s ． ． Ke y wo r d s l i n e a r v i b r a t i n g s c r e e n i b mt i n g s c 1 “q r l 8 s i d e ； d m me mo d l e ； c h a r a c t e r i s t i c v a l u e ． L “ jt “ “ “ “ “ “ “ ／ 山上 绽盒趣Ij 芷毽研 制成 功 坚 塞 昼 堂 婴 蜜 篮 垦 蔓 堕 堡 塑 婴 壅 堑 、 瞳 宝 王 』 鐾 盎 f 、 兖 州 矿 业 集 团 公 司 兴 匿 睾 煤 芝 、 肖 山 市 自 来 水 公 司 第一永厂共同研制的B s Y 一1 型排水系统效率综台测试仪． 达到了国内的先进水平， 已经由专家通过了技术鉴定 在 隆庄煤矿井下泵房的工业性试验表明 ； 渡测试仪运行稳定 ， 测量精度能够达到国家有关规定 的要求 ， 可 以在 2 ra i n内 打印 出测试报告 ， 其 中包括排水量 、 扬程、 输人 电量 、 水位参数 以及水泵效率 、 电机效率 、 机组效率 、 管 网效 率 、 系统效率和 吨水 百米 电耗 计算量等。专家们指 出 此项成 果抗干扰性能好 ， 能在车间 噪声 9 D d B以上 的条件下测 试． 数 量稳定 ． 打 印汉 字及数 据简明清晰、 体积小， 重量轻． 携带方便． 可提高工作效率， 值得推广。 李剑锋供稿 lJ，，f 维普资讯