振动筛筛箱的动应力分析及结构改进
苏!梅!童!昕!刘!强!张卡德!王桂锋
"华侨大学 机电及自动化学院!福建!泉州! '"# &!! # ! 摘要" 利用三维建模软件建立振动筛筛箱结构的有限元计算模型#通过对筛箱结构进行模态和谐响 ! 应仿真分析#确定筛箱工作时的动应力分布情况$针对筛箱本身的设计缺陷以及受力的薄弱环节#提出了 改进方案#并对改进后的结构进行了分析计算#证明该方案的有效性$ ! 关键词" 振动筛%筛箱强度%有限元%改进设计 ! ! 中图分类号"! '" ) 文献标识码"# !! ! 文章编号" "#)* # # $ $"+" " & ( %!! ! #"$) % ! "" ")$' " %
! # %' ) ( $$ ( $ - ).)* & /0+ +) 0 1 *) 4 '+#35 *( * ( 3 & "$ & ( + #, & # ( '.+ % *1 % # 2 & $ # (*+ 0 "(
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概率振动筛主要是用于筛分干砂#由于干混砂 浆原料配方中砂的级配不同#需将砂按不同粒径范 围 !& " 77 以 下#"&!"' #"'!#! # $ $ $ 77 $ $ 77 "进行分类#以满足砂的级配要求$概 #! ) $ ! 77 率筛采用比筛分粒度大的筛孔#对物料进行分级# 由框架及一组多层互相重叠&坡度自上而下递增& 筛孔大小逐级递减的筛面和!个振动电机组成$整 个设备安装在一组弹性元件上#通过激振电机高速 回转#使筛面高频振动$振动筛在较大的高频交变 载荷作用下#普遍存在结构强度差&维修成本高& 可靠性差&使用寿命短等问题$本文应用大型通用 有限元软件 8 & &对振动筛进行模态分析和动应 9: 力仿真分析#验证振动筛整体结构是否发生共振# 筛箱各构件是否满足动应力要求#同时根据分析结 果对振动筛筛箱的结构进行改进#使筛箱动应力分 布趋于均匀#应力水平整体降低#尽可能使各部件 达到等强度和等寿命的效果$
# 机架! $ 出料口 8! $ 出料口 # * 出料口 ; $ ! & !$ ! ) 出料口 围的砂出口#用软接护套将出料口与连接管连接# 筛箱工作实现砂粒筛分功能#筛箱内部的筛网层数 是根据砂的粒径范围来确定的#打开后盖即可对筛 体进行检查&维护&保养工作#减振弹簧可实现筛 体按一定的振幅及频率进行工作#振动电机是整个 筛体的心脏#它产生的激振力带动整个筛体振动$ !
! 收稿日期" "" " ( ' !# ( * ! ! 基金项目"福建省科技重大专项专题" "' 0"! ! !" = "" ( #资助 ! 通讯地址"苏梅! 华侨大学机电及自动化学院
6 振动筛有限元模型的建立 !
多层分级振动筛主要由筛箱&激振器&支撑弹 簧和机架组成$其中筛箱主要由侧板&圆横梁&支 撑横梁&进料口连接梁&筛板&隔板&弹簧支座& 上盖&前盖&进料口组件&出料口&激振器支座和 加强筋等组成$ 如图#所示#概率筛由# 个部分组成#机架是 ! 整个筛体的支承部分#出料口用于筛分后各粒径范
!#$ % 上半月刊" """ !
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时#需要选择一个主节点#其余节点作为从节点# 在运动和变形过程中#从节点和主节点之间的距离 始终保持不变#通过刚化区域可以实现激振力向振 动筛筛体的传递$将激振器简化为 ! 个点质量单 元#其中在偏心块旋转中心建立 # 个点质量单元# 在激振器中心位置建立#个点质量单元以表示除偏 心块外的激振器其余部分的质量$将中心位置点质 量单元的节点作为刚化区域的主节点#偏心块旋转 中心点质量单元的节点和激振器安装座上单元节点 作为从节点#将激振力施加在主节点上#其建模如
# 出料口 8! $ 出料口 #! $ 出料口 ;!* 出 $ ! & $ 料口 ! 质量单元模拟#可用不同的单元实常 /># 数来定义各部件的质量#支承 弹 簧 用 ; 7 *)* + ,# 单元模拟#该单元只有纵向刚度#其横向刚度也用 ; 7 *)*单元模拟#横向刚度和纵向刚度有一定 + ,# # 的转换关系'(#该单元 # 个弹簧只能划分 # 个单 元#如果划分多个单元就相当于多个弹簧串联#其
! 余构件都用 + 单元划分网格'(#忽略部分圆角& )

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