YAH2460重型振动筛的参数优化及有限元分析

摘要

本论文研究的课题来源于生产实践，是与江西铜业集团（德兴）铸造公司合作的科研开发项目。从某公司购进的YAH2460重型振动筛，但在实际的生产过程中发现使用寿命比较短，经常会在侧板与横梁之间出现裂纹，发生故障的概率比较高，耗费很多的人力、财力进行维护和维修。所以为了提高设备的生产量，减少事故的发生，增加设备的使用寿命，进行对YAH2460重型振动筛参数优化设计及有限元分析。
　　（1）整机的方案设计，根据振动筛的要求选择合理的参数尺寸，并对振动筛的各个工艺参数、动力学参数、运动学参数进行计算，并使用solidworks完成了振动筛三维和二维的设计。为了避免启动或停止时，发生共振，还设计了摆动式电机座，避免振动筛过共振区时，拉断皮带和损坏电机。
　　（2）通过 Matlab来完成振动筛的参数优化，以提高生产率和降低功耗为优化目标，建立了数学模型，通过优化后得到振幅变为6mm.,抛射强度2.996以及倾角20.42°。优化后单位生产率消耗减少了0.0143Kw·h/t，同原来单位生产量所消耗功率相比较降低了约36％。
　　（3）运用ANSYS Workbench完成了对YAH2460重型振动筛的筛框的静力学分析和动力学分析，通过静力学分析，找出振动筛的应力集中的部位进行分析，提出解决裂纹问题的两种方法，第一种是创新焊接工艺；第二种是减少焊接，用法兰连接。同时，对筛框进行了模态分析，提取了筛框前30阶的振型，然后在和振动筛的固有频率进行了对比，对比结果是否在正常运行时发生共振现象。同时还对偏心轴进行模态分析，通过振型的分析偏心轴设计是否满足要求，计算出偏心轴的临界转速，判断电机选用是否合理。
　　（4）本文还实现了对振动筛电机的转速的控制，主要是通过计算选用合适的变频调速器来实现，通过调节电机的转速，可以得到振动筛不同的振次，可以根据不同的工况选用不同的振次，也能够对电机实现软启动。

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第一章 绪论

1.1课题研究的意义及课题来源

1.2 振动筛基本介绍

1.3 振动筛研究现状

1.4 振动筛的发展方向

1.5 变频器在振动机械上的应用

1.6 主要研究内容

1.7 本章小结

第二章 YAH2460重型振动筛的方案设计

2.1 YAH2460振动筛的组成结构及工作原理

2.2 主要零部件的设计

2.3 物料在筛面上的运动分析

2.3 振动筛的参数计算

2.4本章小结

第三章 YAH2460重型振动筛的参数优化设计

3.1 参数优化简介

3.2 YAH2460重型振动筛正常运行的条件

3.3 振动筛的相关参数

3.4 振动筛的参数优化

3.5 本章小结

第四章 YAH2460重型振动筛的三维设计

4.1 三维建模概述

4.2 Solidworks建模系统的简述

4.3 YAH2460重型振动筛的三维建模设计

4.4 工程图的生成

4.5 本章小结

第五章 YAH2460重型振动筛的有限元分析

5.1 振动模型建立

5.2振动筛力学模型

5.3振动结构模态分析

5.4 振动筛筛框的有限元模型建立

5.5筛框的静力学分析

5.6 筛框模态分析

5.7偏心轴的模态分析

5.8本章小结

第六章 变频调速控制的实现

6.1 变频器简述

6.2 变频器组成结构及工作原理

6.3 变频器选型

6.4 MM440变频器的多段速控制功能及参数设置

6.5 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果

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