沥青拌和站用振动筛的动态仿真及参数优化

摘要

近年来,随着国家对交通、运输事业的大力发展,路面施工机械的需求在工程建设中有了大幅度地增长。沥青拌和站作为路面施工建设中混合料生产的必备设备之一,其技术水平的高低、产品质量的可靠性越来越受到人们的关注;而振动筛又是影响沥青拌和站生产质量的关键设备之一。热骨料的二次筛分结果直接影响骨料参与级配的比例及混合料的质量,从而影响路面质量,进而影响交通安全。为了避免这种恶性多米络效应(Domino Effect)的发生,必须从源头上,对热骨料的筛分设备—振动筛,做出合理的设计,再加上,目前国产振动筛的使用寿命和无故障运行时间相对于国外产品还有比较大的差距,因此,对振动筛的研究、设计、制造就成为十分重要的课题之一。
　　由于双轴直线惯性振动筛在实际施工生产中应用的广泛性,本文将结合河北某拌和站所用的3000型双轴直线惯性振动筛为例进行研究。针对国产振动筛的筛网的易磨损及耐热能力差,筛框结构强度弱,如何动态预测筛体的振型并避开其工作频率范围等问题,作者通过相关振动理论知识及动态仿真软件的应用,来解决上述目前沥青拌和站振动筛普遍存在的问题。其中,利用三维绘图软件来虚拟安装与生产实际中的振动筛结构和工作环境类似的双轴直线惯性振动筛模型。并且在Pro/E的机构模式中完成仿真运动,输出仿真动画,让振动筛的动态设计变得更加方便。同时在动力学仿真中可以测定筛网及筛体的运动参数,绘制出振动参数随时间的变化或者速度依附于加速度的变化情况图,从而验证设计初值选定的正确性。再利用Pro/E的ANSYS workbench进行模态分析,并与工作频率相比较,判断是否可以通过修正结构参数,来达到避开因固有频率太接近工作频率而造成的共振现象。在结构强度分析阶段,主要采用有限元分析的思想,对筛体的结构做了静态和动态的力学分析,保证该振动筛在实际生产中的安全性和准确性,更重要的是,为了节约能源,同时在不降低工作效率的情况下,对该振动筛的工作参数和结构参数做了必要的优化分析。
　　这些研究结果不单是为间歇式沥青搅拌站的振动筛的优化提供方法,同时也可以为应用于煤炭,冶金方面的振动筛做一些参考。

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第一章 绪论

1.1振动筛研究现状及发展趋势

1.2沥青拌和站筛分系统概况

1.3本论文的研究目的及内容

第二章 双轴直线惯性振动筛虚拟样机的Pro/E建模

2.1间歇式沥青搅拌站搅拌工艺及常用振动筛简介

2.2双轴直线惯性振动筛工作原理表达式及参数选择

2.3双轴直线惯性振动筛的Pro/E建模

2.4双轴直线惯性振动筛的仿真环境定义

2.5本章小结

第三章 双轴直线惯性振动筛虚拟样机的静动态分析

3.1虚拟样机双轴直线惯性振动筛主要结构的静力学分析

3.2双轴直线惯性振动筛虚拟样机的动力学特性分析

3.3本章小结

第四章 双轴直线惯性振动筛的机构动力学仿真分析

4.1组装出零冗余和零自由度的振动筛

4.2机构动力分析结果测量与评价

4.3双轴惯性直线振动筛筛分过程的动态仿真

4.4本章小结

第五章 沥青拌和站筛分系统的优化方法探究

5.1优化方法的简介及分类

5.2双轴直线惯性振动筛筛分系统的优化方法集锦

5.3基于Matlab的双轴直线惯性振动筛振动参数的优化设计

5.4本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢