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生产设备
现代面粉工业 Modern Flour Milling Industr
2014年第5期
运动仿真分析在自衡振动筛上的应用
李学蝨田会军袁子路王鹏
河北苹乐机械集团有限公司正定050800
摘要运动仿真分析对缩短产品上市周期、预知产品危险截面、优化产品结构设计具有重要意义。二维绘图软件
Solidworks自带的运动仿真分析插件 molon和 simulalion能够准确的模拟机杶构工作过程,快速判断机械结构应
力危险点。本文以TQL220200自衡振动筛”为例,以一维绘图软件 Solidworks自带运动仿真分析插件 motion和
simulation为工具,凸品了运动仿真分析对产品结构设计的重要作用。
关键词自衡振动節运动仿真、疲劳破坏应力分析
中图分类号:TS210.3
文献标识码:A文章编号:1674-5280(2014)05-0012-03
市场竞争日趋激烈,产品上市周期、产品质量和端。篩船组焊件用于固定筛格和振动电机,并且向筛
设计成本无疑会是各个装备制造厂关注的焦点,也格传递振动电机激振力,是主要承载区;进、出料端
是完争的焦点。传统的试验法已不能满足需求,设计用于输送物料,属于非承载区。底座相对厂房静止,
理念有待升级。运动仿真分析能够准确模拟机械结筛格为物料主要承载区。
构工作过程,预知结构应力危險截面,优化产品结构
设计。三维绘图软件 Solidworks能够快速准确建立进料端
筛格振动电机筛鼎绌焊件出料端
立体模型,其自带的运动仿真分析插件 motion和
simulation能够准确的模拟机械结构工作过程,并快
速判析出结构应力危险点。本文以“TQLZ150x200
自衡振动筛”为例,凸显了运动仿真分析对于机械结
构设计的重要作用
底座
自衡振动筛工作过程与计算机建模
橡胶弹簣
自衡振动筛是一种分级设备,主要用于去除小
麦中的大杂质和小杂质。自衡振动筛在正常工作过
图1自衡振动筛结构示意图
程中,两台旋向相反的振动电机驱动筛体做往复直
根据以上分析针对自衡振动筛疲劳破坏问题对
线运动;小麦在该运动模式下穿过第一层筛格流经自衡振动筛运动部分进行训算机建模。建模软件为
第二层烯格送出机体外,第一层筛格存留物料即大主流三维绘图软件 solidworks。在建模过程中为了节
杂主要包括秸秤、麦皮、塑料等,第三层筛格存留物约计算时间,对模型进行合理简化。模型参看图2
料即小杂主要包括碎粒、麦毛和灰尘粒等
目前制粉厂广泛成用的自衡振动筛结构主要由
2受力分析并建立运动算例
进料端、出料端、底座、筛船组焊件、筛格、.掸簧攴撑
振动体受到的力包括自身重力P、电机激振力
和振动电机等7部分组成,见图1所示。自衡振动筛ド和弾簧反作用力H、Fn以及物料的反作用力ド1,
振动体包括筛船组焊件、筛格和振动电机与进、出料山于F1很小,本次分析中可以忽略。受力情况见图3。
收稿日期:2014-06-24改稿日期:2014-07-05
作者简介:李学强(1979-),男,河北保定人,助理工程师,研究方向:粮食机械设计制造。
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2014年第5期
李学强等:运动仿真分听在自衡振动筛上的应用
生产设备
对称约東面
过进器
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庫拟性弹元件
00.300.600.901.201.501.802.102.402.703.00
(法向和切向)
时间s
固定支撑振动机电
图53.00s内筛船底板竖直方向线性位移幅值变化监控
虚拟线性弹簧元件
(法向和切向
固定支撑
自衡振动筛源动力是两台振动电机激振力的合
图2自衡振动筛简化后模型示意图
力,呈周期函数形式变化,参看图6
16006
15395
FL(I
1.356.3
(2
00.300.600.901.201.501.802.102.402.703.00
Ft:弹簧切向力:Fin:弹簧法向力
时间s
P:机体白身重力:F:电机激振力。P
图63.00s内振动电机激振力合力幅值変化监控
图3振动体受力情况
从以上.图可以看出,自衡振动筛的振动情况
以河北苹乐面粉机械集团有限公司代表性产品和筛船底板的位移变化可以反映筛船的受力情况
TQIZ20x200自衡振动筛”为例:振动电机转速调整振动电机的激振力大小,也就能够调整自衡振
940 r/min,激振力1000,振动体重900kg,弹簧为动筛振动的刷烈程度(实际应用可用“振幅”代替,
各向同性橡胶弹簧,振輻4.5m,倾角12°。借助“振幅”可以通过振幅牌测出来)和筛船底板的位移
solidworks运动仿真软件 motion和分析软件 simula-大小,所以我们在实际操作时会根筛船的振幅米
iom,建立运动算例和设计算例模拟机体工作情况并调整振动电机的激振力,使筛船的振幅在4.0
寻找应力危险截面。
5.0mm之问
2)应力分析
3计算结果分析
分析可知,振动电机激振力在Y方向的分量ド
1)提取计算结某
旱周期函数变化,促使机体做往复直线运动;振动电
振动体在运转时川速度幅值变化见图4
机激振力在X轴上的分量Fx相互抵消,且对筛体
筛船底板在竖直方向线性位移监数据见图5。组焊件侧板造成循环拉一一压效应,是造成侧板产
生裂纹的主要动力,参看图7。
从 Motion 3结果中导出Fy瞬时最大值并在simu
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lalion中建立静态设计算例,经划分网格并计算后
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找出结构危險点,判断该结构是否满足安全系数要求。
在分析时,为了分析结果更加接近实际,F的数
值(电脑上人为施加的载荷)和实际的电机的激振力
00.300.600.901.201.501.802.102.402.703.00
是一致的,v和是ド的瞬时分量,当Y轴方向的
时间s
Fy瞬时最大时(此时y=F),節船危险点(分析结果
图43.00s内筛船加速度幅值变化监控
在模型上呈现蓝色、黄色、红色,红色即是相对最危
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