基于有限元分析軟件ANSYS，對一種用于糧食清理和分級并采用振動(dòng)電機激振的直線(xiàn)振動(dòng)篩進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。通過(guò)進(jìn)行模態(tài)分析，獲得了振動(dòng)篩篩體的前十五階固有頻率和對應的振型；通過(guò)諧響應分析，求出了其工作狀態(tài)下的動(dòng)應力分布。該分析對于研究此類(lèi)振動(dòng)篩的動(dòng)態(tài)特性提供了一種新的方式，有利于其整體結構設計和制造的現代化。
用于糧食清理和分級的振動(dòng)篩是糧食篩分機械當中的重要一類(lèi)。隨著(zhù)糧食產(chǎn)量的不斷增加以及糧食加工的日趨規�；图s化，糧食振動(dòng)篩正朝著(zhù)大型化﹑高效率﹑高壽命的方向發(fā)展。根據其工作原理，振動(dòng)篩篩體在強大的激振力交變載荷作用下很容易發(fā)生疲勞損壞，而現有的糧食振動(dòng)篩的設計大多是建立經(jīng)驗和簡(jiǎn)單的強度計算上的，因而引入先進(jìn)的分析和設計方法勢在必行。本文以一種典型的采用震動(dòng)電機激振的XJS型直線(xiàn)振動(dòng)篩為例，建立了其篩體振動(dòng)體系的簡(jiǎn)化三維立體模型，然后利用大型有限元分析軟件AN-SYS，對其進(jìn)行了結構動(dòng)力學(xué)分析。從而在制造之前，對振動(dòng)篩設計結構的合理性提供了有價(jià)值的參考，進(jìn)而可進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。
一、振動(dòng)篩有限元模型的建立
1、振動(dòng)篩的結構
用于糧食清理和分級的XJS型振動(dòng)篩主要由篩體、進(jìn)出料裝置、振動(dòng)電機及支承裝置、機架等部分組成。其十分明顯的特點(diǎn)是：篩體支承在4個(gè)橡膠彈簧上，利用振打電機驅動(dòng)篩體運動(dòng)。本文主要針對振動(dòng)篩中由篩體、振動(dòng)電機和橡膠彈簧組成的振動(dòng)系統進(jìn)行動(dòng)力學(xué)特性分析。此類(lèi)型振動(dòng)篩篩體主要由殼體、側板、底板、彈簧支架等組成。兩臺震動(dòng)電機安裝在篩體的兩側壁上，工作時(shí)產(chǎn)生某個(gè)方向的激振力，驅動(dòng)篩體作往復直線(xiàn)運動(dòng)。橡膠彈簧用來(lái)支承和減振，可有效的防止共振，減少對基礎產(chǎn)生的沖擊。
2、模型的建立與簡(jiǎn)化
對于比較復雜的機械系統，模型的建立要與實(shí)際的系統完全等效是很困難的。因此，在利用ANSYS軟件進(jìn)行分析的過(guò)程中，一般根據分析目的的不同，對建立的模型進(jìn)行一定程度的簡(jiǎn)化。針對所討論的振動(dòng)篩的特點(diǎn)，篩體的各個(gè)部分均采用了shell93單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分，用不同的殼單元實(shí)常數定義各部位厚度；彈簧的剛度分解成縱向剛度和橫向剛度，分別用com-bin14單元進(jìn)行模擬；振動(dòng)電機用mass21單元來(lái)處理，建立剛化區域，將代表振動(dòng)電機的質(zhì)量點(diǎn)剛化于振動(dòng)電機安裝底板上，激振力施加于質(zhì)量點(diǎn)上。不考慮裝于篩體內部的兩層篩面和篩體上表面兩個(gè)觀(guān)察窗口上的透明面板，略去所有的鉚釘孔和鉚釘以及固定用的螺栓，忽略所有圓角。
二、振動(dòng)篩的模態(tài)分析
在進(jìn)行振動(dòng)篩的設計時(shí)，必須考慮振動(dòng)現象。由于振動(dòng)會(huì )造成結構的共振或疲勞，從而破壞結構，因此了解結構本身具有的剛度特性即結構的固有頻率和振型，就可避免在使用中因共振因素造成的不必要的損失。模態(tài)分析主要用于確定結構的振動(dòng)特性，比如固有頻率和對應的各階振型，它們是結構承受動(dòng)載荷的重要參數，也是其他各類(lèi)動(dòng)力學(xué)分析的基礎，因此對振動(dòng)篩進(jìn)行模態(tài)分析是很有必要的。利用ANSYS軟件對振動(dòng)篩篩體的有限元模型進(jìn)行模態(tài)分析，得出了振動(dòng)篩篩體的前15階固有頻率見(jiàn)表1。
表1振動(dòng)篩篩體的模態(tài)頻率計算結果
模態(tài)階數固有頻率（Hz） 模態(tài)階數固有頻率（Hz）
1 0．92493E－03 9 38．337
2 3．8705 10 43．693
3 4．204 11 147．025
4 6．8770 12 58．843
5 9．2973 13 63．079
6 10．175 14 64．079
7 31．1 15 1571．987
8 31．373
該振動(dòng)篩的激振頻率為15．5Hz，介于第6階和第7階固有頻率之間。與第6階和第7階固有頻率對應的振型。由此可知，在振動(dòng)篩正常工作時(shí)，因為其工作頻率均遠離最近的第6階和第7階固有頻率，故避免了產(chǎn)生共振現象。
三、振動(dòng)篩的諧響應分析
諧響應分析的目的是研究振動(dòng)篩在簡(jiǎn)諧激振力的作用下，篩體的動(dòng)態(tài)響應。從而找出其工作狀態(tài)下的應力分布規律，觀(guān)察應力水平較高的區域。利用AN-SYS軟件對振動(dòng)篩篩體有限元模型進(jìn)行諧響應分析，得到了振動(dòng)篩篩體在激振頻率下的應力分布。
四、小結
運用有限元軟件對振動(dòng)篩進(jìn)行力學(xué)分析的研究很多，但基本上都是針對礦山或者冶金使用的振動(dòng)篩。本文則針對糧食篩分和清理用的振動(dòng)篩進(jìn)行研究，以一種典型的采用振動(dòng)電機激振的直線(xiàn)振動(dòng)篩為例，利用ANSYS軟件，建立了篩體振動(dòng)系統的有限元模型，并對其進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。通過(guò)進(jìn)行模態(tài)分析，獲得了振動(dòng)篩篩體的前15階固有頻率和對應的振型；通過(guò)諧響應分析，求出了其工作狀態(tài)下的動(dòng)應力分布。從而為糧食篩分機械的現代化設計和研究進(jìn)行了有益的探索，為進(jìn)一步研究提供了參考。
本文出處：http://7sm8.com/News/newshow942.html
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