隨著煤炭深加工技術的推廣和應用,作為洗選煤的主要設備——直線振動篩也正向著大型化、高速化的方向發展。在振動篩的工作過程中,在多個力的作用下,振動篩各結構件的多階固有模態可能被激發出來,從而發生共振,導致振動篩的破壞。因此在振動篩結構的設計和改進階段,應該對其模態有足夠的認識,下文來具體分析篩子的模態及動力響應。
振動篩在工作過程中,不僅承受較大的激振力,而且側板和上下橫梁上還分布著很大的慣性力,使得側板和梁產生較大的動應力。通過有限元分析可以得出,任意時刻篩箱整體結構的響應包括應力分布變形情況等,據此可以判斷強度是否滿足條件變形是否合乎要求,篩箱整體結構的動畫顯示可以再現整體結構隨時間變化的整個過程。
振動篩結構的模態分布主要為結構整體的剛體平動俯仰振動彎曲振動和扭轉振動。從低階模態振型來看,側板彎曲變形較大,高階模態的頻率均較高,遠離工作頻率,在實際工作中不會引起共振。
振動篩第9階模態振型為側板的彎曲振動其模態頻率為15.347Hz,接近工作頻率16Hz。振動篩在工作過程中,篩箱側板與上橫梁的接觸部位存在四個應力集中區,其中較大動應力值達到了46.9Mpa。
為了避免在工作過程中發生破壞而造成嚴重的后果,在靠近出口端處再加一根上橫梁,改進后較接近的頻率為16Hz,這樣就避免了共振的發生。同時應力集中的情況也會得到改善,較大動應力只有21.7Mpa。其他各個部位動應力值也都比較低,小于許用應力24Mpa,故篩箱側板滿足動強度要求。