双层振动弛张筛的小阻尼三自由度动力学模型研究

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作者 赵啦啦 李赛 +4 位作者 何德艺 范国帅 刘初升 杨亚东 刘泽平 《振动与冲击》 北大核心 2025年第7期45-53,共9页

双层振动弛张筛(double-deck vibration flip-flow screen,DDVFFS)是一种新型筛分设备,解决了传统单层振动弛张筛无法同时获得多个粒度产品的难题。现有的DDVFFS在实际应用中存在振动不稳定和实际振幅不符合设计要求的问题。基于此,建立... 双层振动弛张筛(double-deck vibration flip-flow screen,DDVFFS)是一种新型筛分设备,解决了传统单层振动弛张筛无法同时获得多个粒度产品的难题。现有的DDVFFS在实际应用中存在振动不稳定和实际振幅不符合设计要求的问题。基于此,建立了DDVFFS的小阻尼三自由度动力学模型,并利用复数法获得了动力学模型的解析解。研制了DDVFFS试验台,根据动力响应中参与度较高的两阶模态获得了构建瑞利阻尼矩阵的比例系数α和β,并将阻尼矩阵代入动力学模型,求解得到了试验台在正常工作过程中振幅的理论值。试验台的振幅测试值与理论值之间的最大误差为3.13%,固有频率的测试值与理论值之间的最大误差为9.33%,验证了所建立的小阻尼三自由度动力学模型的准确性。 展开更多

关键词 双层振动弛张筛(DDVFFS) 动力学建模 瑞利阻尼计算 模态试验

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四质体振动弛张筛动力学特性研究 被引量：1

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作者 郭嘉良 宫三朋 +3 位作者 乔子琦 王晨浩 吴涛 高有进 《煤炭工程》 北大核心 2024年第11期195-201,共7页

针对振动弛张筛因物料在入料端堆积导致筛分效率低下的问题,提出了一种由一个主动筛框和三个浮动筛框组成的四质体变振幅弛张筛机构,采用传递函数法求解得到主、浮筛框振幅及相位的表达式;绘制了主、浮筛框的幅频特性曲线和相频特性曲线... 针对振动弛张筛因物料在入料端堆积导致筛分效率低下的问题,提出了一种由一个主动筛框和三个浮动筛框组成的四质体变振幅弛张筛机构,采用传递函数法求解得到主、浮筛框振幅及相位的表达式;绘制了主、浮筛框的幅频特性曲线和相频特性曲线,分析了筛框质量、剪切弹簧和隔振弹簧刚度对弛张筛动力学特性的影响;通过多目标协同优化算法,调节了三个浮动筛框在工频范围的振幅,使得物料随筛分的进行而受到的激振振幅不同。结果表明:四质体弛张筛存在四个固有频率,四个固有频率的大小可由计算动刚度矩阵行列式|Z(s)|=0的复数解虚部得出;剪切弹簧刚度主要影响二、三、四阶的共振频率,而隔振弹簧刚度主要影响一阶共振频率;当主筛框质量为916 kg,隔振弹簧刚度602×10^(3)N/m,浮动筛框质量分别为82.6、107.5、119.8 kg,三个剪切弹簧刚度均为1.13×10^(6)N/m时,四质体的三个浮动筛框在其工作频率的振幅为3∶2∶1。 展开更多

关键词 四质体振动弛张筛 变振幅 动力学特性 多目标参数优化

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振动弛张筛运动规律及其实验研究 被引量：7

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作者 王新文 常凯峰 +6 位作者 于驰 徐宁宁 林冬冬 徐广译 贺壮 郭权锋 孙佳川 《煤炭工程》 北大核心 2019年第8期154-159,共6页

为了深入研究振动弛张筛工作时主浮筛框的运动规律,假设弛张筛主浮筛框的运动为平动与转动的叠加,在忽略阻尼作用的前提下,考虑转动,建立了振动弛张筛的力学模型,并通过振动微分方程求出解析解。求出了弛张筛上任意一点的运动轨迹方程,... 为了深入研究振动弛张筛工作时主浮筛框的运动规律,假设弛张筛主浮筛框的运动为平动与转动的叠加,在忽略阻尼作用的前提下,考虑转动,建立了振动弛张筛的力学模型,并通过振动微分方程求出解析解。求出了弛张筛上任意一点的运动轨迹方程,重点分析了运动规律,特征点的运动轨迹。通过实验测试了FFS2461型弛张筛的特征点的轨迹,对比了理论方法计算出的轨迹与实际轨迹的拟合程度,求出测点实测振幅的最大值和用考虑转动方法求出的振幅最大值的相对误差,并简要探讨了理论轨迹与实测轨迹产生偏差的原因。验证了假设的正确性,可以利用这种建模方法计算运动轨迹,并用以指导工程实践。 展开更多

关键词 振动弛张筛 力学模型 微分方程 轨迹

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基于幅频特性的振动弛张筛工况调试的研究 被引量：3

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作者 于驰 王新文 +4 位作者 魏红波 宫三朋 赵国锋 朱国辉 孙佳川 《矿业科学学报》 2019年第4期365-374,共10页

振动弛张筛工况的合理性与稳定性对其筛分性能和处理能力有很大的影响。本文基于双质体有阻尼线性振动理论建立反映其振动特性的力学模型,通过数学和动力学分析,揭示其主要动态参数:剪切弹簧阻尼比ξ2、偏心质量矩Mr、剪切刚度k2x和质... 振动弛张筛工况的合理性与稳定性对其筛分性能和处理能力有很大的影响。本文基于双质体有阻尼线性振动理论建立反映其振动特性的力学模型,通过数学和动力学分析,揭示其主要动态参数:剪切弹簧阻尼比ξ2、偏心质量矩Mr、剪切刚度k2x和质量比μ(浮动筛框与主动筛框的质量比)对工况点幅频特性的影响规律,并通过试验进行分析验证。结果表明:工况频域内可以忽略阻尼比对相对振幅的影响;质量比约为0.3时既不会过多增加参振质体质量,又可以降低物料对振动系统的影响;调整剪切刚度,使其工况位于稳定的频域;增减偏心质量矩,可线性增减其相对振幅。提出了一种合理的调试方法,先调节质量比,再调整剪切刚度,最后增减偏心质量矩,保证工业弛张筛在达到合理相对振幅时工况点位于稳定的频域区间,完善振动弛张筛在工况调试时的理论和技术支持。 展开更多

关键词 振动弛张筛 动态参数 相对振幅 幅频特性 调试方法

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一种新型振动弛张筛的多自由度动力学响应计算与试验验证 被引量：8

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作者 刘初升 武继达 +2 位作者 李赛 何德艺 娄云利 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第15期48-54,100,共8页

振动弛张筛可有效解决潮湿细粒煤炭的干法筛分问题,是煤炭清洁高效分选的重要工艺装备。该文章提出了一种具有弹性摆杆结构的新型振动弛张筛。为了研究该结构的力学性能,利用修正混合阻尼模型来描述弹性振动结构的动态恢复力。考虑到弹... 振动弛张筛可有效解决潮湿细粒煤炭的干法筛分问题,是煤炭清洁高效分选的重要工艺装备。该文章提出了一种具有弹性摆杆结构的新型振动弛张筛。为了研究该结构的力学性能,利用修正混合阻尼模型来描述弹性振动结构的动态恢复力。考虑到弹性摆杆结构的频变和幅变特性,通过中心复合试验设计,构建反映弹性振动结构的特征参数与振幅、频率关系的响应面近似模型,通过方差分析发现弹性振动结构刚度非线性受制于振幅平方与频率,阻尼特性受振幅与频率共同影响。提出了弹性摆杆振动弛张筛的四自由度幅频变动力学模型和计算框架,并通过数值计算获得了不同参数下的稳态响应。最后,对新型振动弛张筛样机进行多频点振动测试,主方向平均误差为2.12%和7.26%,验证了理论计算的正确性,为振动弛张筛的设计提供了新的思路。 展开更多

关键词 弹性摆杆结构 动力学分析 振动弛张筛 修正阻尼模型

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振动弛张筛动力学分析与Simulink仿真 被引量：3

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作者 王新文 常凯峰 +1 位作者 张星汉 贺壮 《煤炭工程》 北大核心 2020年第4期137-142,共6页

为了进一步研究振动弛张筛的运动特性,在考虑筛框绕质心的转动条件下,建立了振动弛张筛线性六自由度动力学模型,推导出运动微分方程的稳态解,利用状态空间和微积分模块对弛张筛的运动轨迹进行仿真分析。结合设计实例,计算出振动弛张筛... 为了进一步研究振动弛张筛的运动特性,在考虑筛框绕质心的转动条件下,建立了振动弛张筛线性六自由度动力学模型,推导出运动微分方程的稳态解,利用状态空间和微积分模块对弛张筛的运动轨迹进行仿真分析。结合设计实例,计算出振动弛张筛主动筛框与浮动筛框的质心位移与转角。并根据筛框上任意点运动方程模拟出弛张筛筛框上特殊点的运动轨迹。结果表明:筛框绕质心的转动作用对入料端和出料端的振幅有较大影响,因此在建模时应该考虑转动作用的影响。为进一步的研究和产品设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 振动弛张筛 六自由度 动力学 状态空间法 SIMULINK

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基于剪切弹簧非线性模型的振动弛张筛动力学分析 被引量：11

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作者 宫三朋 王新文 +4 位作者 于驰 赵国锋 林冬冬 徐宁宁 朱国辉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期3241-3249,共9页

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... 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。 展开更多

关键词 振动弛张筛 剪切弹簧 非线性模型 动力学 干法筛分

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有阻尼振动弛张筛主浮筛框运动规律的研究 被引量：5

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作者 宫三朋 王新文 +4 位作者 于驰 魏红波 孙佳川 朱国辉 宋洁尘 《煤炭工程》 北大核心 2018年第8期126-132,共7页

为了深入了解振动弛张筛主浮筛框的运动规律,考虑阻尼的影响,建立了振动弛张筛的力学模型和振动微分方程,利用复数法求解,提出象限确定相位的方法,推导出了振动弛张筛主浮筛框振幅及相位的表达式,得到了振动弛张筛主浮筛框的幅频特性曲... 为了深入了解振动弛张筛主浮筛框的运动规律,考虑阻尼的影响,建立了振动弛张筛的力学模型和振动微分方程,利用复数法求解,提出象限确定相位的方法,推导出了振动弛张筛主浮筛框振幅及相位的表达式,得到了振动弛张筛主浮筛框的幅频特性曲线和相频特性曲线,并分析了影响主浮筛框运动规律的因素,提出了调节振动弛张筛主浮筛框幅值比的方法,完善了振动弛张筛在振动机理研究方面的理论。 展开更多

关键词 振动弛张筛 阻尼 筛框 运动规律

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圆振动弛张筛动态结构特性分析 被引量：3

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作者 蒲坤玮 王新文 +4 位作者 徐宁宁 于驰 乔德正 郭进 李保岐 《煤炭工程》 北大核心 2022年第6期165-171,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 振动弛张筛 有限元 模态分析 刚柔耦合 结构优化

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振动弛张筛驱动位置对主浮筛框运动特性的影响 被引量：3

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作者 宫三朋 王新文 +4 位作者 赵国锋 林冬冬 周强 于驰 朱国辉 《矿业科学学报》 2018年第5期500-507,共8页

为了深入了解振动弛张筛驱动位置对主浮筛框运动特性的影响,考虑阻尼的作用,建立了振动弛张筛的力学模型和振动微分方程。根据工程实际问题提出象限确定相位的方法,推导了不同驱动形式下振动弛张筛主浮筛框振幅及相位的表达式,分析了浮... 为了深入了解振动弛张筛驱动位置对主浮筛框运动特性的影响,考虑阻尼的作用,建立了振动弛张筛的力学模型和振动微分方程。根据工程实际问题提出象限确定相位的方法,推导了不同驱动形式下振动弛张筛主浮筛框振幅及相位的表达式,分析了浮驱振动弛张筛的可行性。在仅改变激振器位置和保证系统一阶固有频率和二阶固有频率不变的条件下,比较了主驱振动弛张筛(激振力直接驱动主筛框的振动弛张筛的简称)和浮驱振动弛张筛(激振力直接驱动浮动筛框的振动弛张筛的简称)主浮筛框的运动特性,得到了浮驱振动弛张筛具有反共振频率低、调频区域宽、主浮筛框振幅大等特点。 展开更多

关键词 振动弛张筛 阻尼 主浮筛框 驱动位置 运动特性

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弛张筛浮动筛框与主动筛框合理质量比的研究 被引量：7

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作者 王新文 魏红波 +2 位作者 宫三朋 朱国辉 宋洁尘 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期164-169,共6页

为了丰富国内弛张筛关键结构部件的设计参考依据,对弛张筛浮动筛框与主动筛框的质量比进行了研究。建立了弛张筛有阻尼的力学模型,绘制了主、浮筛框幅频特性曲线,分析了质量比对弛张筛振幅稳定性的影响,设计并制作了一台半工业性弛张筛... 为了丰富国内弛张筛关键结构部件的设计参考依据,对弛张筛浮动筛框与主动筛框的质量比进行了研究。建立了弛张筛有阻尼的力学模型,绘制了主、浮筛框幅频特性曲线,分析了质量比对弛张筛振幅稳定性的影响,设计并制作了一台半工业性弛张筛,进行了试验验证。结果表明:剪切弹簧刚度不变时,质量比增加,主、浮筛框的幅频特性曲线左移,主、浮筛框振幅降低;弛张筛加入物料后,振动系统的二阶共振频率会发生漂移,应选择合适的质量比,使其漂移幅度10%以内;在设计条件能满足的前提下,应增加质量比,以减少物料质量对弛张筛振幅的影响,为弛张筛的合理设计提供参考依据。 展开更多

关键词 振动弛张筛 主浮筛框质量比 力学模型 幅频特性曲线

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