双质体直线振动筛振动特性研究及参数优化

双质体直线振动筛振动特性研究及参数优化

论文摘要

振动筛是用于筛选作业的主要设备,在工业、农业生产中有着广泛的用途。针对目前某厂制造的双质体直线振动筛,由于缺乏理论上的指导,振动筛在工作的过程中存在着诸多问题,比如筛分过程中筛体运行不稳定以及如何合理的选择参数等,这就需要对其进行动力学分析,为振动筛的使用和制造提供理论依据。基于双质体直线振动筛的动力学特性,运用能量法原理获得了板弹簧的等效质量;考虑下质体水平方向和竖直方向的弹簧刚度,利用拉格朗日方程推导出有阻尼和无阻尼两种情况下双质体振动筛的运动微分方程,并利用共振时振幅无限大的特点求得系统的固有频率;探讨了相关参数对动力放大系数的影响。利用MATLAB软件仿真了振动筛启动过程中上下质体的振幅;推导出振动筛变质量动力学方程,分析了振动筛上下质体在物料质量线性增加、线性减少和质量波动情况下振动筛振幅的稳定性;并对激振力偏离质心时振动筛的工作稳定性做了初步研究。当振动筛在进行物料筛分工作时,物料的非线性作用力(主要表现为滑动时的摩擦力和下落时的冲击力)对系统稳定性也会产生比较大的影响,推导出物料在正向滑动、反向滑动、抛掷运动时的运动微分方程,计算出各运动状态的初始角和终止角,使用谐波平衡法求得考虑物料非线性作用力时系统的一次近似解,并对其进行了数值仿真。以单位时间内的生产效率为目标函数,激振电机频率和弹片安装夹角为变量对振动筛进行了优化,优化后振动筛的生产效率比未优化之前有了明显的提高。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 课题研究背景及意义
  •   1.2 振动筛的结构与分类
  •     1.2.1 振动筛的结构
  •     1.2.2 振动筛的分类
  •   1.3 振动筛国内外研究现状
  •     1.3.1 国内振动筛研究现状
  •     1.3.2 国外振动筛研究现状
  •   1.4 物料运动理论的研究现状
  •     1.4.1 国内物料运动理论研究现状
  •     1.4.2 国外物料运动理论研究现状
  •   1.5 振动筛发展趋势
  •   1.6 本文主要研究内容
  • 第2章 振动筛工作原理及动力学分析
  •   2.1 双质体直线振动筛工作原理
  •   2.2 板弹簧等效质量计算
  •     2.2.1 悬臂式板弹簧等效质量的计算
  •     2.2.2 两端做平移运动的板弹簧的等效质量的计算
  •   2.3 双质体直线振动筛动力学分析
  •     2.3.1 双质体直线振动筛动力学模型
  •     2.3.2 无阻尼强迫振动微分方程
  •     2.3.3 有阻尼强迫振动微分方程
  •   2.4 本章小结
  • 第3章 振动筛工作稳定性分析
  •   3.1 MATLAB简介
  •   3.2 振动筛启动过程振幅仿真
  •   3.3 物料质量变化对振动筛振幅的影响
  •     3.3.1 变质量动力学方程的推导
  •     3.3.2 物料质量线性变化对振幅的影响
  •     3.3.3 物料质量波动对振幅的影响
  •   3.4 激振力偏离质心对振动筛振幅的影响
  •   3.5 本章小结
  • 第4章 考虑物料非线性作用力的振动筛稳定性分析
  •   4.1 考虑物料非线性作用力的振动方程
  •   4.2 物料运动微分方程
  •     4.2.1 物料正向滑动方程
  •     4.2.2 物料反向滑动方程
  •     4.2.3 物料抛掷运动方程
  •   4.3 振动方程的一次近似解
  •   4.4 考虑物料非线性作用力的系统仿真
  •   4.5 本章小结
  • 第5章 基于输送效率的振动筛参数优化
  •   5.1 优化设计基本原理
  •   5.2 建立数学模型
  •   5.3 优化问题求解
  •   5.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
  • 致谢
  • 作者简介
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 马国英

    导师: 杜国君

    关键词: 双质体直线振动筛,振动特性,工作稳定性,物料非线性作用力,参数优化

    来源: 燕山大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 力学

    单位: 燕山大学

    分类号: O32

    DOI: 10.27440/d.cnki.gysdu.2019.000079

    总页数: 65

    文件大小: 1266K

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