大型反共振振动筛设计及性能仿真

论文摘要

振动机械是利用机械振动完成某些工艺或提高机器工作效率的机械设备,在工业生产中得到了广泛的应用。应用振动机械可以完成如给料、筛分等多种工艺过程。在振动利用机械的使用过程中,存在着既要利用振动完成特定工作,又要防止把振动传给基础的矛盾。利用反共振理论设计的反共振振动机械具有比传统振动机械更多的优越性,但也存在反共振点附近振幅不稳定的缺点,因此在反共振振动机械的设计和实际应用前必须进行充分的理论研究和性能仿真。反共振振动筛产品在国内还是一项空白。本文应用反共振理论结合振动筛设计规范设计了两种形式的大型反共振振动筛。其中一种是带有惯性杠杆机构的反共振隔振振动筛,其特点为上质体质量变化不会影响系统反共振频率,稳定性较好。另一种叫做反共振振动筛,其主要特点是激振器安装在下质体上,设计时用板弹簧代替螺旋压缩弹簧联结筛箱和隔振系统。板弹簧具有导向作用,其布置方式由在四个角布置改为沿筛箱两侧均匀分布,这样可以使筛箱受力更均匀,运行更平稳。通过对这两种振动筛进行理论分析,结构设计和性能仿真,为应用反共振理论解决振动筛的隔振问题提供了理论基础和设计依据。本设计首先对反共振隔振振动筛和反共振振动筛进行了动力学分析,通过MATLAB软件对系统性能进行仿真,分析了反共振频率比、质量比、阻尼比对振动筛振幅的影响。然后根据仿真结果选择系统的参数并对振动筛的隔振系统进行具体设计,对系统运动学参数和动力学参数的选择都做了详细的叙述,对关键零件,结构进行可靠性校核,并且应用CAXA软件完成了振动筛的结构设计。反共振振动筛的计算机仿真结果表明,两种振动筛均能满足当激振频率和筛面物料质量在设计值两侧小幅波动时,下质体振幅保持在很小的水平,而上质体的振幅稳定在工作要求的范围内。上述研究结果体现了用反共振理论设计大型振动筛的合理性和可行性,为将反共振理论应用于大型振动机械的设计提供了依据。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.1.1 振动利用机械的隔振问题
• 1.1.2 反共振隔振技术的特点
• 1.1.3 反共振振动筛隔振问题的研究意义
• 1.2 反共振理论的发展及应用
• 1.2.1 反共振理论的发展
• 1.2.2 反共振理论在隔振技术中的应用
• 1.2.3 反共振理论在模态分析技术中的应用
• 1.2.4 反共振理论在振动机械中的应用
• 1.2.5 反共振理论在其它领域的应用
• 1.3 振动筛设计理论的发展
• 1.3.1 振动筛工作原理简介
• 1.3.2 筛分机械的发展现状
• 1.4 论文研究思路及工作内容
• 第2章 反共振振动筛原理及动力学分析
• 2.1 反共振振动机械理论基础
• 2.1.1 原点反共振振动机的原理及特性
• 2.1.2 跨点反共振振动机的原理及特性
• 2.2 反共振隔振振动筛的动力学分析
• 2.2.1 反共振隔振振动筛的理论分析
• 2.2.2 动力学参数对幅频响应曲线的影响
• 2.3 反共振振动筛的动力学分析
• 2.3.1 无阻尼情况下系统动力学分析
• 2.3.2 有阻尼情况下系统动力学分析
• 2.3.3 动力学参数对幅频响应曲线的影响
• 第3章 反共振隔振振动筛的设计与仿真
• 3.1 反共振隔振振动筛的激振器及传动系统设计
• 3.1.1 振动筛激振器设计
• 3.1.2 电动机类型的选型
• 3.1.3 传动装置的设计
• 3.2 反共振隔振振动筛的结构设计
• 3.2.1 筛箱结构设计
• 3.2.2 筛面结构设计
• 3.2.3 反共振隔振振动筛的总体结构
• 3.3 反共振隔振振动筛设计参数的选择与计算
• 3.3.1 运动学参数的确定及计算
• 3.3.2 反共振频率比与杠杆尺寸比的选择
• 3.4 反共振隔振振动筛隔振系统设计
• 3.4.1 刚性杠杆及配重块设计
• 3.4.2 上质体隔振弹簧的设计
• 3.4.3 下质体隔振弹簧的设计
• 3.4.4 电机功率的确定
• 3.4.5 偏心块质量的计算
• 3.5 反共振隔振振动筛性能仿真
• 3.5.1 激振频率波动对振动筛振幅的影响
• 3.5.2 物料质量波动对振动筛振幅的影响
• 第4章 反共振振动筛设计与仿真
• 4.1 反共振振动筛的结构设计
• 4.2 反共振振动筛运动学参数及频率比
• 4.2.1 反共振振动筛运动学参数
• 4.2.2 反共振频率比、固有频率比选择
• 4.3 反共振振动筛隔振系统设计
• 4.3.1 上质体隔振弹簧的设计
• 4.3.2 下质体隔振弹簧的设计
• 4.3.3 电机功率的确定
• 4.3.4 激振器偏心块设计
• 4.4 反共振振动筛性能仿真
• 4.4.1 激振频率波动对振动筛振幅的影响
• 4.4.2 物料质量波动对振动筛振幅的影响
• 第5章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 今后工作展望
• 参考文献
• 致谢