关于振动筛的受力分析
直线振动筛的动力学分析
收稿日期：2015-03-26 通讯地址：陕西省西安市南二环中段 长安大学本部
交通科技大厦1901室(710064)
88 CMTM 2015.07
匀，严重影响了筛体的运动形式及稳定性，同时还会引
起侧板裂纹现象。因此建立其左右偏振力学模型，研
究 横向摆振 对振动筛振幅的影响以 及振动筛的设 计 都 具有实际意义。振动筛由 4 组相同弹簧支撑，可以将筛 体的受 力与运 动简化 在 筛体 的对 称面内， 则筛体的振
为了使 振 动 筛振 幅 均 匀， 不发 生 左 右偏 振 摆 振 现 象，应取 Θ = 0，则可得 ：
关键词 ：直线振动筛 动力学分析 前后摆振 力学模型 左右偏振 稳定性 DOI:10.13824/ki.cmtm.2015.07.022
直线振动筛是工业生产中一种重要的振动机械， 过橡胶弹簧的压缩与剪切试验可知 ：橡胶弹簧的受力— 广泛用于煤炭、冶金、矿山、建筑、化工和筑路等行业。 变形曲线为非线性。在实际应用中，橡胶弹簧在某一范 它利用多层不同孔径的筛网将不同粒度的混合料按照 围内工作可以看作是线性的。 所需分成若干个级别，以便进一步的加工和利用 。 [1-2] 但实际工作中，经常由于其结构设计不合理，出现筛体 振 动不 稳定、 前后摆 振、 左 右偏 振 现 象， 导 致 横 梁 疲 劳断裂、侧板裂纹等，严重影响了振动筛生产能力的充 分发 挥 和振 动 筛的安 全 性能， 因此 建 立科 学正确的力 学模型显得尤为重要 [3-4]。本文将针对振动筛前后摆振、 左 右偏振 分别建 立力学 模 型， 进 行 动力学分析， 探 究 弹簧刚度中心、激振力作用中心、筛体质心与筛体振幅 的关系，为振动筛的设计和改进提供一定的参考价值。
联合收割机脱粒系统中振动筛的动力学分析
2叭2年5月农机化研究第5期联合收割机脱粒系统中振动筛的动力学分析洪美琴(株洲职业技术学院机电工程系，湖南株洲412001)摘要：联合收割机振动筛工作时由于往复摆动和筛上物料的变化，存在着强度低、工作动负荷大、轴承温升大等问题。
为此，针对某一结构的曲柄连杆机构振动筛进行动力学分析，建立其力学方程，以求出振动筛所受约柬力的大小，为振动筛关键零件的强度分析提供理论依据。
关键词：联合收割机；振动筛；约束力；力学方程中图分类号：S226．1文献标识码：A文章编号：1003—188X(2012)05—0079—040引言振动筛作为联合收割机的清选机构，是联合收割机的重要工作部件"J。
由于联合收割机工作环境差，振动筛在往复摆动和筛上物料的作用下长期承受交变载荷，所以极易发生疲劳失效。
目前，振动筛普遍存在着强度低、使用寿命短、噪声大、工作动负荷大和轴承温升大等问题，这些问题的存在影响了联合收割机的使用寿命和工作的可靠性【6J。
考虑振动筛工作过程中变加速度和变载荷的影响，对振动筛进行动力学分析计算，其结果为振动筛的静强度和疲劳强度分析的准确性奠定了基础。
1振动筛的工作原理与运动分析图l所示的运动示意图是由曲柄连杆机构的运动而实现振动筛往复摆动的一种形式的收割机清选机构。
当曲柄舷转动时，与曲柄相连的连杆8C随着转动，从而带动传动摇杆cD转动。
传动摇杆cD的D端与振动筛轴通过平键相连，从而使振动筛轴旋转一定的角度；振动筛筛体一端的前吊杆E(G)端也通过平键与振动筛轴相连，当振动筛轴旋转一定的角度时带动前吊杆也旋转相应的角度，从而实现振动筛在一定角度上往复摆动，达到振动清选目的。
该机构由曲柄、连杆、传动摇杆、前吊杆、振动筛轴、振动筛体和后吊杆组成。
进行动力学分析之前，首先要计算振动筛的加速度。
从机构的工作原理可知，传动摇杆、振动筛轴、前吊杆的角速度和角加速度是相等的，只要计算出传动收稿日期：2们l—07一04作者简介：洪美琴(1966一)，女．湖南株洲人，讲师，工程硕士，(E—m ai l)hm ql6@8i na．Ⅲno79-摇杆的角速度和角加速度，其它两个就可知了。
振动筛的工作原理
振动筛的工作原理振动筛作为一种常用的筛选设备，广泛用于煤炭、冶金、化工、建材等行业，在物料筛分、分级和脱水过程中具有重要作用。
下面将详细介绍振动筛的工作原理。
1. 结构组成：振动筛主要由筛箱、振动器、弹簧支撑装置和电机等组成。
筛箱是整个设备的主要结构部分，通常由钢板焊接而成，表面通常采用耐磨材料制成。
2. 工作原理：振动筛通过振动器产生振动力，使筛箱产生振动，然后物料在筛箱内进行筛分。
具体的工作原理如下：2.1 振动力的产生：电机通过皮带传动或弹性联轴器连接振动器，当电机转速达到设定速度时，振动器便开始工作。
振动器内部的离心块在电机的驱动下实现旋转，产生离心力，然后通过连杆将离心力传递给筛箱。
2.2 振动力的传递：离心力传递给筛箱后，通过筛箱上面的弹簧支撑装置传导，将振动力分散到整个筛箱中。
这种弹簧支撑装置能够起到缓冲和吸振的作用，减少振动对其他设备的影响。
2.3 物料筛分：当筛箱产生振动力后，物料从进料口进入振动筛，受到振动力的作用，物料在筛面上进行迅速移动。
根据物料的大小和形状不同，较大物料会被筛网上的孔径所阻隔，而较小的物料则通过筛网的孔进入下层。
2.4 分级作用：振动筛内部设置了多层筛网，不同粒度的物料分别通过不同层筛网的孔径进行分级。
通常，上层筛网孔径较大，下层筛网孔径逐渐减小。
这种设置可以实现对物料的多级筛分，提高筛选效率。
2.5 脱水作用：在振动筛的尽头设有排出口，根据物料的需要可以通过调整该出口的角度，使较细的物料在筛分过程中逐渐向出口方向运动，实现脱水作用。
这样，物料的含水量可以得到一定程度的降低。
总结：振动筛主要通过振动力的作用，使物料在筛箱内筛分。
其工作原理主要包括振动力的产生、振动力的传递、物料的筛分、分级和脱水作用。
通过合理的振动参数和筛网孔径的设置，可以实现对物料的准确筛分和分级，提高生产效率和产品质量。
振动筛的优点是结构简单、维护方便，特别适用于对物料粒度要求较高的场合。
振动筛分机结构的优化设计与动力学分析
振动筛分机结构的优化设计与动力学分析引言振动筛分机是一种常用的固体物料分离设备，广泛应用于矿山、建筑材料、化工等行业。
其主要原理是通过振动力将物料进行筛分，以达到不同颗粒大小的分离。
本文将探讨振动筛分机的结构优化设计和动力学分析，以期提升其工作效率和使用寿命，满足生产需求。
一、振动筛分机结构优化设计1.工作原理振动筛分机的工作原理是通过激振器产生的振动力将物料进行筛分。
传统的振动筛分机结构通常由筛箱、筛网、弹簧支撑、激振器等部分组成。
然而，这种结构存在着一些问题，如振动不稳定、易损件寿命短等。
因此，进行结构优化设计十分必要。
2.结构优化方案结构优化的关键是改善振动筛分机的工作稳定性和使用寿命。
一种常见的优化方案是采用新型的振动器，如气弹簧振动器或电动振动器。
这些振动器具有振动稳定、无噪音、使用寿命长等优点，可以显著改善振动筛分机的工作效率和可靠性。
此外，还可以考虑引入阻尼装置，以减少振动筛分机的共振现象。
阻尼装置可以通过在筛箱和支撑结构之间安装阻尼垫或阻尼弹簧来实现，有效地减小共振幅值，提高筛分效果。
3.材料选择振动筛分机的材料选择也是结构优化的关键。
由于振动筛分机在工作过程中需要承受较大的振动力和冲击力，因此优选高强度、耐磨、耐腐蚀的材料十分重要。
常见的选择包括高强度合金钢、不锈钢等。
二、振动筛分机动力学分析1.数学模型建立对于振动筛分机的动力学分析，需建立相应的数学模型。
振动筛分机可视为一个多自由度的振动系统，可以通过运动方程和边界条件建立其数学模型。
2.系统参数计算系统参数的计算是动力学分析的基础。
主要包括筛箱的质量、弹簧刚度、阻尼系数等。
这些参数的准确计算对于分析振动筛分机的动态特性具有重要意义，可通过实验测试或仿真计算获得。
3.振动特性分析通过求解振动筛分机的运动方程，可以得到其振动特性，如共振频率、振幅、加速度等。
这些特性对于筛分过程的控制具有重要意义，可以帮助优化筛分机的结构参数和工作条件。
振动筛动力学及参数计算20140319.
Mx
和
My
mrω2cosωt、mrω2sinωt
⑶.弹簧作用力－Kxx和－Kyy (Kx和Ky表示弹簧在x和y方向的刚度，弹簧作用力的方向永 远和机体重心的位移方向相反) ⑷.阻尼力
cx
和
cy
(c是粘性阻尼系数，阻尼力的方向与机体运动速度方向相反)。因阻尼力相对较小，故可忽 略不计。
x2 y 2 2 1 2 Ax Ay
若弹簧的刚度K很小，即当Kx〈〈(M+m)ω2和Ky〈〈(M+m)ω2时，
mr 2 A K M m 2
从圆振动筛振幅的计算公式中可以看出，当K=(M+m)ω2时，即自振频率（ω0）与强迫 振动频率(ω)相等时，筛箱将出现共振(如图所示)，此时弹簧便有因过载而遭到破坏的危 险。由于：
0
K M m
；
n30所以产生 Nhomakorabea振时的转数为
np
30
K M m
再将特解平方消元后即得圆振动筛的重心运动轨迹方程，即： 显然，这是典型的椭圆方程式，即筛箱的运动轨迹为椭圆形。 则Ax=Ay=A，即得圆振动筛的运动方程式：x2+y2=A2 此时，筛箱的振幅可写成如下形式： ⒊ 筛箱出现共振时的转数np
其它优缺点均与低共振状态相同。 ⑵. n》np，即远离共振区的超共振状态．此时，K《(M+m)ω2，从振幅与激振器轴 角速度的关系曲线可知，角速度ω越大，振幅A越稳定，筛分机工作越平稳。振动筛在
这种情况下工作，所采用的弹簧刚度可以小一些，传给基础和机架的动力也较小，因而
不会引起建筑物的振动。同时，因为不需要很多弹簧，故筛分机的构造也较简单。目前 设计和应用的振动筛，通常都是采用这种工作状态。为了减少振动筛工作时对基础的动 负荷，根据隔振原理，使频率比λ=ω/ω0=2.5~5(即强迫振动频率ω等于自振频率ω0的 2.5~5倍)即可。但我国煤用振动筛，有的甚至λ取5～8，由于λ>5以后，即令使用最好的 隔振装置，其隔振效率却提高甚微。 采用超共振状态工作的筛分机，必须设法消除在启动和停机时，由于通过共振区而 产生的共振现象。
振动筛原理
振动筛原理
振动筛是一种常用的固体筛选设备，它通过振动力将物料快速分离成不同粒度的颗粒。
其工作原理如下：
1. 振动发生器：振动筛的核心部件是振动发生器，它产生机械振动力。
振动发生器通常由电机、偏心块和振动轴组成。
2. 振动筛箱：振动发生器产生的振动力被传递到振动筛箱中，通过筛网对物料进行分离。
振动筛箱通常采用圆形或矩形结构，有单层或多层筛网。
3. 物料进料：物料通过进料口进入振动筛，落在筛面上。
4. 振动筛面：振动筛箱的筛网由多个孔径不同的筛板组成，可根据需要更换不同规格的筛板。
物料在筛板上受到振动力的作用，产生相对位移和冲击，从而实现分离。
5. 筛分过程：物料在振动力的作用下向前蔓延，细颗粒通过筛孔落在下方的筛底上，而粗颗粒则被挡在筛板上。
6. 筛底出料：分离后的细颗粒通过筛底的出料口排出，而粗颗粒则继续保留在筛板上。
7. 可调振幅：振动筛的振动幅度可以根据需要进行调整，通过改变振动发生器的偏心块位置或改变振动频率，可以控制物料在筛面上的移动速度和筛分效果。
振动筛利用振动力的作用将物料按照颗粒大小进行分离，广泛应用于矿山、冶金、化工、建材等行业的颗粒分级、去除杂质等工艺。
概述振动筛筛分效率的影响因素
概述振动筛筛分效率的影响因素振动筛筛分是一种应用较广的颗粒物分类办法，这种筛分十分有效。
无论是煤炭行业还是矿物加工业都会用到振动筛。
但是筛分一个较为复杂的过程，振动筛的筛分效率会受到多种因素的影响，因此为了有效的提高振动筛的筛分效率，就要对其影响因素进行有效的分析，并找到提高筛分效率的方法。
一、振动电机的性能振动电机是振动筛的动力来源，因此振动电机的性能间直接影响振动筛的工作效率。
经过合理设计的振动电机能够提高振动筛的工作效率。
根据具体的工作需要应当选择合适的振动电机，保证激振力的有效供给。
激振力的供给是提高生产效率的重要条件。
激振力越大，振动筛的振动强度就越大，也就是说筛分效率越高。
但是要注意，如果电机的运转速度较快，同时激振力又过大，就很容因二者之间的摩擦而造成电机的损坏。
振动电机中的偏心块是使产生激振力的动力源，偏心块的偏心距是影响激振力的重要因素，可以通过对偏心距的调节来改变激振力的大小，这样就能保证在不损坏振动电机的情况下，提高振动筛的筛分效率。
二、应用对象的特性振动筛的应用对象就是各行业所要进行透筛的物料，如煤炭行业的煤炭资源、矿业的矿物原料等，振筛机需要对这些物料进行分级、脱介、脱泥、脱水等不同的处理。
物料的基本特性将对振筛机的操作产生影响，进而影响其筛分效率。
首先物料的密度会对振动筛的筛分效率有一定的影响，一般来说，密度较大的物料要比密度较小的物料更容易进行筛分。
密度大的物料相对来说较为松散，即使激振力较小也可以将物料进行有效的分筛。
以沥青混合料为例，它的密度为每立方米1.6吨。
三、筛面的设计情况筛面的设计包括筛孔设计与筛面尺寸着两部分。
由于振动筛广泛应用于不同行业，因此为了满足不同工程生产的需求，筛孔的设计也不用。
不同形状的筛孔的工作效率也不同。
以圆形筛孔与方形筛孔为例，同样尺寸的两种筛孔，透过圆形筛孔的颗粒大小仅为透过方形筛孔的颗粒的五分之四到二十分之十七。
而长方形的筛孔的有效面积又远远大于同尺寸的圆形与方形筛孔，因此说筛孔的尺寸与形状对筛分效率是有影响的。
振动筛抖动原理(一)
振动筛抖动原理(一)振动筛抖动原理1. 什么是振动筛？振动筛是一种常用的固-液分离设备，广泛应用于化工、矿山、建材等行业。
它通过筛板的振动将杂质从原料中分离出来，提高产品的纯度和质量。
2. 振动筛的结构和工作原理结构振动筛主要由振动器、筛板、导向装置、底座等组成。
其中，振动器是实现振动筛工作的核心部件。
工作原理振动筛的工作原理是利用振动器产生的振动力使筛板产生振动。
原料进入振动筛后，受到振动的作用下，被分为多个颗粒层次。
较大颗粒受到离心力作用被抛向筛网上层，而较小颗粒则进入下层，最终通过筛网被分离出来。
3. 振动筛的抖动原理什么是抖动？抖动是指物体在受到外力作用下产生的快速振动。
振动筛利用抖动的原理来实现固-液分离的目的。
抖动原理振动筛的抖动原理基于牛顿第二定律，即物体受到的合外力等于质量乘以加速度。
振动筛的振动器通过偏心块或偏心轮产生不平衡力，使得筛板发生振动。
振动力的大小与偏心块或偏心轮的质量和转速有关。
抖动对分离效果的影响抖动的大小和频率对振动筛的分离效果有着重要影响。
适当的抖动能够增加物料与筛网的接触次数，提高分离效率。
但过大的抖动会导致物料无法通过筛网，影响工作效果。
4. 振动筛的优点•高效：振动筛通过抖动原理，使得物料与筛网接触更加充分，实现高效分离。
•多功能：振动筛适用于不同颗粒、不同湿度的物料，并可根据需要调整筛分精度。
•节能：振动筛的抖动力源于振动器，消耗较少的能量。
总结振动筛的抖动原理是实现固-液分离的关键，通过振动器产生的振动力使得物料在筛板上分层，并通过不同颗粒的分离实现分级。
抖动的大小和频率对分离效果有着重要影响。
振动筛具有高效、多功能和节能的优点，在工业生产中得到广泛应用。
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为了寻找圆振动筛的工作参数与物料在筛面上运动状态的关系,目前的研究主要是将筛面上物料的复杂运动简化为一个颗粒在筛面上的运动。
为了求出新型圆振筛运动参数,这里采用研究薄层物料在筛面的运动情况的方法,因此物料颗粒之间的相互作用力可以忽略不计,当单个颗粒在圆振筛筛面作运动时,其位移、速度和加速度等于筛面的位移、速度和加速度。
当物料颗粒相对于圆振筛的筛面作滑行运动时,物料始终接触筛面,筛面受到的正压力大于等于零，相对加速度等于零;当物料颗粒作抛掷运动时,物料离开筛面,筛面受到的正压力等于零,相对加速度不等于零。
实际上,物料在圆振筛筛面上的运动规律是极为复杂的。
主要是因为当物料给入筛面后,粒度大小不同、形状各异的物料颗粒在筛面上是杂乱无章的,在圆振筛筛面工作时,所有颗粒都会受到筛面的振动的影响,而与筛面接触的仅仅是下层部分颗粒,因此颗粒既独立运动,又相互干扰。