本文關(guān)鍵詞：大型變直線軌跡等厚篩的結(jié)構(gòu)動力學(xué)與動態(tài)設(shè)計研究

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【摘要】：煤炭是我國的主要能源。選煤是潔凈煤炭生產(chǎn)和高效利用最經(jīng)濟有效的辦法。篩分作業(yè)是選煤的關(guān)鍵環(huán)節(jié),廣泛應(yīng)用于煤炭的分級、脫水、脫介和脫泥等。隨著我國煤炭消耗量的不斷增長,對高篩分效率和大處理量的振動篩的需求也日益迫切。傳統(tǒng)等厚振動篩的篩分效率高,但還存在一些諸如動力集中、結(jié)構(gòu)強度低和加工制造困難等缺點,如何確保和提高振動篩結(jié)構(gòu)的強度與剛度是振動篩高效大型化發(fā)展道路上面臨的首要難題。本課題旨在開發(fā)一種新型等厚篩,重點研究了基于三維離散元法的等厚篩虛擬篩分試驗、大型BGJ3660變直線軌跡等厚篩的篩面動力學(xué)特性、機械設(shè)計、動態(tài)特性、振動測試與篩分試驗,為提高等厚篩結(jié)構(gòu)強度與剛度提供理論和技術(shù)支持。論文完成的主要工作和取得的研究結(jié)論歸納如下:基于離散元法,建立了等厚篩三維離散元模型,對于粒度為0.8倍篩孔直徑的難篩顆粒進行了虛擬試驗研究,得到了顆粒分層和透篩狀態(tài)下的顆粒群分布狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上分別研究了等厚篩篩面傾角、振動方向角和振動強度對于等厚篩篩分效果的影響作用。試驗結(jié)果表明透篩率隨振動強度的增大而降低,篩分完成時間隨振動強度的增大而縮短,當篩面傾角為0.5°、振動方向角為45°、振動強度為3.5時,該等厚篩具有最佳的篩分效果。研究了大型BGJ3660變直線軌跡等厚篩的彈性結(jié)構(gòu)分級篩面和模塊化聚氨酯篩板脫介篩面的動力學(xué)特性:建立了多自由度彈性結(jié)構(gòu)分級篩面振動篩的動力學(xué)模型,并利用拉格朗日方程對其進行了振動微分方程的推導(dǎo),分析了彈性體對篩桿的等效作用方式,并基于此求解了彈性體的等效彈簧剛度,進而對篩體及篩桿的時域內(nèi)加速度響應(yīng)進行了數(shù)值仿真及實驗,結(jié)果均表明篩面的加速度比振動篩篩體加速度明顯增大;建立了模塊化聚氨酯篩板脫介篩面的薄板動力學(xué)模型,獲得了篩板彎曲振動方程固有頻率的計算方法。所提出的兩種篩面的動力學(xué)模型為實現(xiàn)大型BGJ3660等厚篩的可靠性設(shè)計提供了一條途徑。確立了BGJ3660等厚篩的激振方式與裝置,闡明其工作原理,進行BGJ3660等厚篩的動力學(xué)分析,利用穩(wěn)態(tài)解法和Newmark-β數(shù)值法比較驗證模型的準確性,驗證該變軌跡振動篩實現(xiàn)等厚篩分的可行性。以BGJ3660為例,確定其關(guān)鍵參數(shù)和關(guān)鍵部件,并研制試驗樣機;進行了BGJ3660的動態(tài)分析,包括整機和重要零部件的模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析,在工作頻率16.67Hz作用下,篩體最大動應(yīng)力小于24.50 MPa,篩體橫向擺動最大位移小于0.45mm,符合國家標準,因而BGJ3660的研發(fā)設(shè)計是可取的,結(jié)構(gòu)也是合理的。對BGJ3660等厚篩進行了運動參數(shù)、橫向擺動、篩體應(yīng)力等振動參數(shù)和物料流動速度、處理量等工藝參數(shù)進行測試。結(jié)果表明:各測點軌跡為近似直線,且自入料端至出料端,篩體振動方向角呈現(xiàn)自大至小的變化,相應(yīng)的振動強度也呈現(xiàn)減小的趨勢,與理論分析及仿真結(jié)果一致;測點振幅在設(shè)計值之間,振動頻率接近電動機激振頻率,固有頻率與設(shè)計值相符;樣機橫向擺動滿足振動篩穩(wěn)定運行的國標要求;實驗測得振動篩各點應(yīng)力均小于許用應(yīng)力,振動篩處于安全許用范圍內(nèi);噪聲小于國標要求的90d B;BGJ3660篩分過程中,自入料端至出料端物料運動速度逐漸減小,處理量滿足要求,且篩分效率高。因此,BGJ3660等厚篩的振動測試結(jié)果表面設(shè)備符合設(shè)計要求,且具有良好的篩分效果。
【關(guān)鍵詞】：振動篩 離散元法 彈性篩面 變直線等厚篩 動態(tài)設(shè)計 動力學(xué)特性
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD452
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-9
• Extended Abstract9-25
• 變量注釋表25-27
• 1 緒論27-43
• 1.1 課題研究背景和意義27-28
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀28-41
• 1.3 課題主要工作41-42
• 1.4 本章小結(jié)42-43
• 2 變直線軌跡等厚篩虛擬篩分試驗43-58
• 2.1 變直線軌跡等厚篩分方法的提出43-46
• 2.2 虛擬篩分試驗的構(gòu)建46-50
• 2.3 篩分過程50-51
• 2.4 篩分效果評價51-57
• 2.5 本章小結(jié)57-58
• 3 大型BGJ3660 變直線軌跡等厚篩的篩面動力學(xué)特性研究58-73
• 3.1 彈性結(jié)構(gòu)分級篩面的動力學(xué)分析58-62
• 3.2 彈性體等效彈簧剛度的計算62-64
• 3.3 彈性結(jié)構(gòu)分級篩面的動力學(xué)仿真和實驗驗證64-68
• 3.4 模塊化聚氨酯篩板脫介篩面的動力學(xué)分析68-72
• 3.5 本章小結(jié)72-73
• 4 大型BGJ3660 變直線軌跡等厚篩的機械設(shè)計及動態(tài)特性分析73-107
• 4.1 大型BGJ3660 等厚篩的動力學(xué)分析74-81
• 4.2 大型BGJ3660 等厚篩的關(guān)鍵參數(shù)的確定81-90
• 4.3 大型BGJ3660 等厚篩的動態(tài)分析90-106
• 4.4 本章小結(jié)106-107
• 5 大型BGJ3660 變直線軌跡等厚篩的振動測試與篩分試驗107-124
• 5.1 大型BGJ3660 等厚篩的振動測試107-118
• 5.2 大型BGJ3660 等厚篩的工業(yè)性試驗118-122
• 5.3 本章小結(jié)122-124
• 6 結(jié)論與展望124-127
• 6.1 結(jié)論124-125
• 6.2 創(chuàng)新點125
• 6.3 展望125-127
• 參考文獻127-135
• 作者簡歷135-137
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集137

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本文編號：964045