慣性共振概率篩關(guān)鍵零部件的動態(tài)特性研究

張安堃 王叢

【摘 要】燃料車間作為為發(fā)電機(jī)組提供燃料的部門，其運作效率對機(jī)組穩(wěn)定來說至關(guān)重要.在此背景下，本課題就是對燃料設(shè)備GGS共振概率篩的主要部件——蓖條工況進(jìn)行分析，以取得最佳工作方式。本文使用LMS Imagine.Lab AMESim進(jìn)行模態(tài)分析，得到運行參數(shù)，對共振概率篩的運動特點有更進(jìn)一步的了解。使檢修班組在進(jìn)行維護(hù)時有針對性，提高檢修效率和設(shè)備穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】共振概率篩 實驗分析 LMS

1 選題的意義和背景

慣性概率篩是我廠卸煤系統(tǒng)的重要一環(huán)，本文目的就是對GGS共振概率篩的工況進(jìn)行分析，以取得最佳工作方式。

在此次研究中，我將把共振概率篩的主要部件放在試驗臺上模仿實際工況，使用LMS Imagine.Lab AMESim進(jìn)行模態(tài)分析，得到運行參數(shù)，對共振概率篩的運動特點有更進(jìn)一步的了解。

2 慣性共振概率篩簡介

慣性共振概率篩是一種具有高效率，大生產(chǎn)能力的篩分機(jī)械。共振篩由篩體、篦條、激振器、激振器電動機(jī)和三角皮帶等部件組成。

本文所研究的GGS慣性共振概率篩設(shè)備技術(shù)規(guī)范如下：

型號：GGS-1200；篩下物粒度：小于30 mm；出力：1200 t/h；篩分效率：80%；

雙振幅：5～8 mm；篩分范圍：30～400mm；篩面傾角：25°；振動質(zhì)量：5200Kg；

振動頻率：11.8HZ；重量：6200Kg電動機(jī)功率：11KW。

3 共振式概率篩蓖條運動分析

本文使用LMS Test.Lab的錘擊模態(tài)分析模塊，利用軟件界面的多個選項卡進(jìn)行參數(shù)等的設(shè)置，然后進(jìn)行測試，再進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理。

經(jīng)過錘擊法模態(tài)測試后概率篩蓖條系統(tǒng)的五階固有頻率如表1。

1階固有頻率 2階固有頻率 3階固有頻率 4階固有頻率 5階固有頻率

頻率（HZ） 25.016 65.444 124.519 190.914 273.733

阻尼比 4.82% 0.35% 1.06% 0.14% 0.05%

表1五階固有頻率

模態(tài)分析完成后，在LMS軟件中進(jìn)行分析和判定，通過模態(tài)綜合和模態(tài)驗證模塊可以得到11個測量點的FRF的誤差量，二階及三階相關(guān)性最大，為10.819%，總體數(shù)據(jù)采集處理可信度較高。由實驗所得阻尼比可用于對共振概率篩工況進(jìn)行仿真分析時使用。蓖條的實驗?zāi)B(tài)結(jié)果和有限元模態(tài)結(jié)果對比情況如表2。

1階固有頻率 2階固有頻率 3階固有頻率 4階固有頻率 5階固有頻率

實驗?zāi)B(tài)頻率（HZ） 25.016 65.444 124.519 190.914 273.733

有限元模態(tài)頻率（HZ） 24.452 67.170 126.82 196.85 282.80

相對誤差 2.55% 2.64% 1.85% 3.11% 3.31%

表2模態(tài)結(jié)果對比情況

由表2結(jié)果對比分析可看出：

（1）有限元模態(tài)和實驗?zāi)B(tài)得出的頻率結(jié)果吻合的比較好，最大頻率誤差為3.31%。可認(rèn)為建立的概率篩蓖條有線模型是合理的，為概率篩的進(jìn)一步工況調(diào)整提供了理論依據(jù)。

（2）錘擊法具有設(shè)備簡單、方便易行、適于現(xiàn)場測試的優(yōu)點，并且沒有在測試試件上附加約束剛度，對蓖條的測試效果較好。

為了得到更貼近共振概率篩工作時的蓖條運動數(shù)據(jù)，模擬共振概率篩工作狀態(tài)繼續(xù)進(jìn)行錘擊法實驗。

首先繼續(xù)使用有限元方式求出固有頻率，如表3所示。

1階固有頻率 2階固有頻率 3階固有頻率 4階固有頻率 5階固有頻率

頻率（HZ） 23.72 68.493 130.322 188.254 267.042

表3固有頻率表

得到概率篩蓖條系統(tǒng)的固有頻率如表4。

1階固有頻率 2階固有頻率 3階固有頻率 4階固有頻率 5階固有頻率

頻率（HZ） 18.905 67.151 125.198 194.509 255.625

阻尼比 0.68% 6.38% 0.48% 0.38% 0.19%

表4固有頻率

有限元模態(tài)和實驗?zāi)B(tài)頻率比較，如表5。

1階固有頻率 2階固有頻率 3階固有頻率 4階固有頻率 5階固有頻率

實驗?zāi)B(tài)頻率（HZ） 18.905 67.151 125.198 194.509 255.625

有限元模態(tài)頻率（HZ） 23.72 68.493 130.322 188.254 267.042

表5頻率比較明細(xì)

鑒于在我廠共振概率篩實際應(yīng)用中，每秒鐘對單根蓖條的撞擊次數(shù)約為30次（取常見煤種的平均值），故在今后的材質(zhì)選擇上，應(yīng)選擇一階固有頻率在30HZ以上的材質(zhì)，減少固有頻率與撞擊次數(shù)達(dá)到共振的可能，提高概率篩蓖條的使用壽命和設(shè)備運行穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

在對共振概率篩蓖條進(jìn)行了模態(tài)分析后，從實驗結(jié)果中可以得到如何控制共振式概率篩振動的方法，可以從三個方面考慮：（1）控制振動源；（2）采用阻尼材料；（3）加大基礎(chǔ)的質(zhì)量，固定基礎(chǔ)。

在接下來的工作中，我們應(yīng)繼續(xù)尋找固有頻率與蓖條每秒所受沖擊次數(shù)相差較大的材料，避免固有頻率與沖擊次數(shù)共振，提高概率篩蓖條的使用壽命，提高設(shè)備運行穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]石路，王為庶.大型慣性共振式概率篩設(shè)計[J].冶金設(shè)備，1980，01.

[2]東北工學(xué)院第六次科學(xué)報告會題目及報告人（Ⅲ）[J].東北大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），1980，03.

[3]顧清榮.減震式茶葉圓篩機(jī)[J].中國茶葉，1980，06.

[4]S.J.施奈德曼，陶長林.旋轉(zhuǎn)概率篩[J].選煤技術(shù)，1981，02.

[5]張力.模態(tài)分析與實驗[J].清華大學(xué)出版社，2011，5.