弹性筛面上颗粒运动情况的模拟及研究

运用ADAMS能够建立柔性体模型的特性,建立了弛张筛弹性筛面的运动仿真模型,根据ADAMS中的接触模块建立了颗粒在弹性筛面上运动的模型,分析了不同筛面倾角对颗粒在筛面上运动情况的影响,得出了适合弛张筛筛分过程进行的筛面倾角,为弛张筛工艺参数的设计提供依据。     

振动弛张筛筛面上单颗粒运动特性

通过试验测试与数值分析,建立振动弛张筛筛面工作挠度几何解析关系,并推导出筛面中点位移、速度、加速度的计算公式。分析了单颗粒物料在各个时间点处的运动状态及运动规律,并给出物料的起跳速度、起跳高度、运行速度的估计表达式。将柔性筛面与普通刚性筛面比较,提出等效振幅、等效振动强度及物料活跃指数的概念。揭示了振动弛张筛具有极高筛分效率的原因,为振动弛张筛的设计及优化提供了理论基础。     

振动筛面上单颗粒运动的非线性特性的研究

物料在振动筛百上的运动规律人们研究的很多，通过对筛面上物料的运动规律的研究，认识物料在筛面上的运动机理、寻求最佳运动学参数并指导筛分机械的设计。当前筛分机设计和运动学参数的选择都是以线性动力为基础，即以单颗粒在筛面上跳动一次再落到筛面上，筛面恰好运动一个周期，并以一个综合指标一抛射强度ＫＶ＝３．３来表示。目前，筛分机的设计就是以此为基础的，但是随着难筛分物料的筛分机的出现，筛面的抛射强度ＫＶ大大提高，可达６～８甚至更高。所以对单颗粒在振动着筛面上的运动规律有必要进一步深入研究。１　单颗粒在筛面…     

弹性弛张筛网干法筛分小粒度难筛物料运动原理解析

鞍矿机械公司在研制干式筛分难筛物料--弛张筛课题中,剖析弹性弛张筛网动态抛掷物料的筛分原理.在理论、计算数据、运动图表、实际作业等方面充分证实:改变传统刚性筛网振动抛掷物料和物料同相位小振幅跳动筛分等方法,选用弹性弛张筛网高加速度抛掷物料,使物料以不同相位高幅值飞行,产生碰撞分离粉料、小颗粒和大颗粒,并以高位差冲击透筛的方法,是解决干式筛选各种含水、含粉、泥小粒度物料难题,实现高效筛分的最佳方案.     

弛张筛筛分过程中单颗粒物料的运动模拟及分析

建立了单颗粒在筛面的运动方程,计算出单颗粒在筛面运动的一些参数;在ADAMS中建立了弛张筛筛面运动的虚拟样机,并验证了其可靠性;在ADAMS中定义单颗粒与筛面的接触,并将仿真结果与理论分析时的计算结果进行对比,验证了单颗粒物料在弛张筛筛面运动的模拟具有一定的可靠性。     

圆振动弛张筛动态结构特性分析

振动弛张筛是解决粘湿细粒物料深度筛分的有效手段,其动态结构的稳定性对振动响应以及筛分效果都具有重要的影响。为了研究振动弛张筛动态结构特性,以0827型圆振动弛张筛为研究对象,首先建立振动弛张筛刚柔耦合模型,运用有限元法对筛机进行预应力模态计算,得到前十一阶模态参数,根据计算模态参数确定试验测试中采样频率设置等因素,然后采用力锤法进行试验,测得筛机的试验模态参数。结果表明：该振动弛张筛的工作频率为11.67Hz,位于第6、7阶固有频率之间,且远离此频率范围,不会引起结构共振。对比两种模态分析结果,证明理论分析和试验分析基本一致,说明有限元法的合理性与可靠性。     

振动弛张筛筛板预装长度的分析研究

通过对驰张筛筛板试验测试与数值分析,优化了外国学者提出的弛张筛筛板简化几何模型,推导出振动弛张筛筛面动力学计算公式,分析了物料在弹性挠曲筛板上的运动规律,并揭示了振动弛张筛具有极高筛分效率的原因。提出可以用来表征振动弛张筛筛面振动强度的参数CV,分析了振动弛张筛筛框相对振幅、筛板预装长度及筛机激振频率对筛面振动强度的影响,以及振动强度与筛面振幅的关系。优化了筛板预装长度与筛板原长的比例,为振动弛张筛的设计与改进提供了理论基础。     

张紧量对单边驱动式弛张筛筛面动力学参数的影响

为解决传统筛分设备在处理潮湿细粒煤炭时存在严重堵孔的问题,设计了一种单边驱动式弛张筛。根据单边驱动式弛张筛的结构和筛面弛张原理,建立了弛张筛筛面的动力学模型,研究了正、负两种张紧量对筛面动力学参数的影响。借助Matlab软件绘制出筛面中点的位移、速度、加速度特性曲面,将正、负两种张紧量对筛面动力学参数的影响加以对比分析。利用ANSYS Workbench软件对不同张紧量的筛面进行瞬态动力学分析,研究筛面中点的位移、速度、加速度最大时,筛面上各点的位移、速度、加速度分布情况。研究结果表明:随张紧量的增加,筛面的挠度减小,速度、加速度增加。当筛面张紧量选取在2 mm左右时,筛面加速度能够达到50 g,筛分效果比较理想。     

弛张筛面运动学特性与3mm筛分过程参数优化

针对粘湿动力煤3mm干法筛分效率低、筛面使用寿命短等问题,开展了弛张筛面结构设计、运动学特性测试与3mm筛分过程参数优化研究。利用振动测试技术分析了弛张筛内外筛框与筛面的运动学时频特性,优化了筛面材料配方与结构设计,研制了变厚度横截面弧形过渡筛面,探究了工作频率和处理能力对筛分效果的影响规律。结果表明:筛面材料配方与结构优化后,筛面中心点y方向振动强度由36.50g降至21.63g,显著降低了筛上料群的运动速度,延长了筛分时间,使用寿命超过6个月。随工作频率的增加,筛分效率呈现先增加后降低的趋势,随处理能力的增加,筛分效率呈现减小趋势。当频率为9.33Hz,处理能力为400t/h时,3mm筛分效率达92.85%,煤泥脱除率达到95.67%,与原筛面相比,筛分效率提高了11.18个百分点,实现了选煤厂煤泥减量生产。     

弛张筛筛分效率与筛面磨损的匹配优化研究

为提高煤炭分选过程的生产效率，增加分选设备的使用寿命，最大限度地发挥选煤厂筛分设备潜在的生产能力，提高筛分工艺的合理性，以全面提升弛张筛筛分系统的筛分效率降低筛面磨损率，提出通过调节弛张筛性能参数的措施，使筛分效率达到最优，同时减小筛面的磨损。将柔性筛板离散化处理以降低柔性筛板仿真过程的复杂性，采用多体动力学仿真和离散元法耦合的方式，对筛面的筛分过程进行数值模拟，获得了弛张筛性能参数：弛张频率、筛面倾角、弛张量对筛分效率的影响规律，并综合考虑相关系数法和显著性检验方法，确定了弛张量为影响筛分效率的非关键因素。在总结了弛张筛筛分过程的磨损规律的基础上，通过Relative Wear和Archard Wear模型获得了仿真过程中筛面弛张量对磨损深度的影响规律。基于弛张量对筛分效率与磨损深度的双重影响，选用线性加权法进行筛面性能的多目标优化，获得了保证筛分效率最高磨损深度最小的筛面性能参数，并进行仿真验证。研究结果表明：筛分效率随筛面倾角的增大而减小，弛张量与弛张频率越大呈现先增大后减小的变化规律；筛面磨损与筛面弛张量同样呈先增大后减少趋势，综合考虑筛分效率与筛面磨损，获得了最优的筛面性能参...     

基于剪切弹簧非线性模型的振动弛张筛动力学分析

振动弛张筛可有效解决潮湿细粒煤炭的干法筛分问题,且剪切弹簧的动态特性对其动力学响应以及筛分效果具有重要的影响。为了深入研究振动弛张筛剪切弹簧动态特性与振幅和频率的相关性,建立了基于非线性弹性力、摩擦力和分数导数力的剪切弹簧非线性模型,其中非线性弹性力用来描述剪切弹簧静态非线性弹性,摩擦力和分数导数力分别用来表示剪切弹簧动态特性的振幅相关性和频率相关性。将剪切弹簧动态测试实验结果与所提出模型的理论计算值进行比较分析,结果显示,在描述剪切弹簧动态特性振幅相关性时,剪切弹簧动刚度及滞后角的理论计算值与实验测试值的平均方差分别仅为0.525和0.007,平均误差分别为0.323%和5.580%;在描述剪切弹簧动态特性频率相关性时,剪切弹簧动刚度及滞后角的理论计算值与实验测试值的平均方差分别仅为0.041和0.011,平均误差分别为0.107%和5.260%,该数据表明,建立的模型可较好的描述剪切弹簧的动态特性。将该模型应用于振动弛张筛动力学分析系统中,利用Newmark算法计算了振动弛张筛在不同系统参数条件下的动力学响应,结果表明,由于剪切弹簧动态特性具有振幅和频率相关性,在二阶共振区内,随着剪切弹簧阻尼的增加,系统共振峰值减小且共振频率增加,随着激振力的增加,系统共振峰值增加且共振频率减小,故在研究振动弛张筛动力学响应时,应考虑剪切弹簧动态特性对系统的影响。     

基于虚拟样机弛张筛面的动态分析

弛张筛广泛应用于矿业、冶金、化工等诸多领域,筛面在工作中,要产生挠曲、拉长等一系列动态行为,研究这些动态行为,对弛张筛的设计具有重要意义。利用虚拟样机技术对弛张筛进行仿真分析,对弛张筛的动态性能的分析设计有一定的意义。     

两自由度弹性筛面筛分机设计和试验研究

利用弹性筛面筛分理论，分析现有的几种难筛物料筛分机的优点和存在的问题，提出了一种新型双自由度弹性筛面筛分机．研究了该新型双自由度弹性筛面筛分机的动力学模型，给出新型双自由度弹性筛面筛分机的参数设计公式．研究了双自由度弹性筛面筛分机的机械结构形式和零件的参数选取范围，给出模型机的示意图，在GS概率筛基础上设计一种改良的双自由度弹性筛面概率筛——TGS概率筛，最后进行了实验室的半工业性试验．试验结果表明：TGS概率筛具有良好的克服堵孔能力，对处理难筛物料的深度筛分具有较高的筛分效率．     

张紧量对弛张筛运动的影响

建立了筛面基础动力学模型,对模型进行了系统的计算和分析,获得了一系列特性曲面。据此研究了弛张筛弹性筛面的张紧量对筛面运动的影响,揭示了它对筛面运动的特殊调节功能,为合理设计和制造弛张筛弹性筛面提供了参考依据。     

基于弹性体振动模型的弛张筛动力学参数研究

借助于软件Excel的数据计算和绘图技术,对其动力学参数进行了系统的分析,并和实验数据进行了比较,得出该模型不仅能更深入地揭示弛张筛特有的动力学行为,而且为进一步提高弛张筛的设计和应用水平提供了理论依据。     

筛面宽度对弛张筛筛面动力学参数的影响

利用ANSYS软件对弛张筛筛面进行动力学分析,研究了在不同载荷下筛面宽度(210～290mm)对筛面动力学参数的影响,并对这些计算结果进行对比分析,得出了筛面宽度的变化对筛分过程的影响规律,为提高弛张筛筛分潮湿细粒煤炭的能力提供了理论依据。     

颗粒筛分过程的三维离散元法模拟

基于软球干接触模型对直线振动筛面上颗粒群的筛分过程进行了三维离散元法(DEM)的模拟研究,分析了振幅、振动强度、振动方向角、筛面倾角对筛面颗粒群的平均运动速度及动态筛分效率的影响规律。结果表明,振动筛面颗粒群的运动状态具有很大的随机性,其稳态平均速度与振幅、振动强度及筛面倾角之间为线性关系,而与振动方向角之间为非线性关系。当振动方向角为45°时,颗粒群稳态平均速度最大。在筛分过程中,物料颗粒的筛分效率是动态变化的,并随着振幅及振动强度的增加而增大,但当振动强度增大至3.3时,效率反而降低。筛分效率受振动方向角的影响较小,而随着筛面倾角的增大而减小。     

弛张筛面大挠度非线性变形分析与实验

为研究高硬度弛张筛面挠曲运动过程中的大挠度非线性变形特性,考虑其受端部支承轴向压缩而失稳,建立了弛张筛面的细长压杆模型,引入换元积分,导出了筛面变形量随筛面长度的精确定量表达式,利用数值算法发现了筛板端部移动量应不大于0.271 5l(l为筛板长度);进行了筛面大挠度变形量的测试实验,发现变形筛面中心线两侧对称测点处的测量值十分接近,且筛面各测点处大挠度非线性变形的测量值和理论值的误差保持在7%以内,表明上述模型在表征筛面变形特性上的可行性。     

筛分技术的研究现状及发展趋势

筛分作业是当前应用最广泛的物料按粒度分类方法,从筛面上物料的运动规律、透筛概率理论、潮湿物料深度筛分技术和筛分数学模型这4个方面回顾了筛分技术的发展概况,指出筛分基础理论尚处于假说和实验科学阶段而落后于生产实践。潮湿物料的深度筛分技术虽然有了很大进步,但筛分机械强度和筛分工艺效果之间存在着突出的矛盾。今后筛分理论的研究将以试验为基础,以计算机技术为依托,逐步建立综合考虑物料性质及其相互影响的物料运动模型和描述筛分过程数学模型。