椭圆振动筛的数值模拟研究与筛分性能优化
发布时间：2021-06-27 13:10
振动筛是颗粒分级工作中应用最为广泛的筛分机械。根据振动轨迹的不同,振动筛主要可分为三大类:直线振动筛、椭圆振动筛与圆振动筛。诸多研究人员认为,椭圆振动筛兼具了直线振动筛与圆振动筛的优点,其筛分性能表现突出。然而,由于实验条件等方面的限制,现有的研究多针对于特定的振动模式,因此无法对三种振动模式进行有效的对比和分析。与此同时,目前对于椭圆振动筛的研究以理论探索居多,而振动筛分是一个随机的过程,其真实筛分效果必然与理论研究结果有所差距。筛分效率与处理能力是筛机性能评估中两个关键的指标,而多数的优化研究主要聚焦于筛分效率的提升,却忽视了处理能力的重要性,同时两个指标之间的牵制关系也给筛机性能的优化带来了诸多困难。本文将直线振动与圆振动视为椭圆振动的两种特殊形式,针对上述问题与不足,对椭圆振动筛的筛分性能进行了系统性的探究,其主要研究内容如下:（1）基于离散单元法的基本原理对振动筛分过程进行数值模拟,综合分析了筛分过程中颗粒的运动特性与透筛行为。在此基础上通过提取稳定筛分时间段内颗粒对筛面的作用力数据,利用DEM-FEM的耦合计算进一步分析了筛网的应力与变形分布情况。（2）通过调整椭圆振动轨迹...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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华侨大学硕士学位论文12图2.1双轴振动筛主要结构不论激振轴数量多少，其最终的目标都是通过激振力的叠加形成理想的直线、椭圆或圆的振动形式。颗粒在筛面上的运动状态与透筛行为因筛面的振动形式而呈现差异，因此首先对筛网的振动轨迹进行动力学分析。本文将直线振动与圆振动视为椭圆振动的两种特殊形式，当椭圆轨迹的短半轴等于0时为直线振动，而椭圆长短半轴相等时则为圆振动。筛网的椭圆振动轨迹可简化为振动方向相互垂直且振动频率相同的两个简谐运动的合运动，其轨迹方程可表示为：cos()cos()xxyyxAtyAt(2.1)其中，xA与yA分别为x方向与y方向简谐振动的幅度，x与y分别为x方向与y方向简谐振动的初相位角，为角速度，t为时间。因此，椭圆振动轨迹的合轨迹方程可表示为：222222cos()sin()yxyxxyxyxyxyAAAA(2.2)由此可知，椭圆振动轨迹的形状主要由xA，yA与yx所决定。设k0,1,2，则：(1)当相位差yxk时，合振动轨迹为直线。
第2章物料的运动特性分析15图2.2单颗粒受力分析以顺时针为例，t时刻筛网顺时针运动到1p点，当颗粒与筛面发生碰撞之时，其受力平衡方程为：sincosxfynmamgFmaFmg(2.11)其中，m为颗粒的质量，g为重力加速度，fF为颗粒与筛面之间的摩擦力，nF为颗粒对筛面的正压力，d为颗粒抛掷方向与筛面之间的抛掷角。与直线振动不同，椭圆振动的抛掷角始终随着时间流逝而改变。若该颗粒与筛面发生碰撞之后，将于dt时刻被抛离筛面。颗粒离开筛面的前提为0nF，因此颗粒在垂直筛面方向的受力平衡方程可以简化为：2sin()cosydyAtg(2.12)抛掷指数[50,51]是振动筛设计的一个重要参考值，其决定了物料在筛面上的运动特性。根据式(2.12)，椭圆振动筛的抛掷指数vK可以表示为：2222214(sin)(cos)sin()coscosyvdyAfabKtgg(2.13)其中，f为振动频率。抛掷指数的大小决定了颗粒抛掷的剧烈程度。当1vK时，颗粒无法实现抛掷运动。当1vK时，颗粒紧贴着筛面做滑动或滚动。只有当
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DEM的筛面与物料特性在筛分过程中协同作用的研究[J]. 江海深,赵跃民,张博,王可,宋树磊. 矿山机械. 2014(01)
[2]椭圆振动筛系统分析与虚拟样机仿真[J]. 赵专东,张娜. 冶金设备. 2013(S2)
[3]单轴振动筛运动模拟及筛面上单颗粒运动规律[J]. 王新文. 煤炭学报. 2013(11)
[4]Characteristics and efficiency of a new vibrating screen with a swing trace[J]. Jianzhang Xiao,Xin Tong. Particuology. 2013(05)
[5]基于ADAMS的圆振动筛运动特性仿真分析[J]. 周靖皓,周毅钧,张欢乐. 煤矿机械. 2013(04)
[6]提高筛分效率的方法[J]. 武乐鹏. 山西焦煤科技. 2013(03)
[7]提高沥青拌和站用振动筛筛分能力和筛分效率的措施[J]. 周前进,张承兴. 建设机械技术与管理. 2012(04)
[8]基于粒子群优化算法的圆振动筛的优化设计[J]. 王苗,段志善. 煤矿机械. 2011(12)
[9]颗粒离散元的HACell检索算法用于SCC模拟[J]. 黄绵松,安雪晖. 清华大学学报(自然科学版). 2010(09)
[10]不同振动模式下颗粒分离行为的数值模拟[J]. 赵啦啦,刘初升,闫俊霞,蒋小伟,朱艳. 物理学报. 2010(04)
博士论文
[1]振动筛分过程的三维离散元法模拟研究[D]. 赵啦啦.中国矿业大学 2010
[2]自同步椭圆振动筛动力学研究[D]. 胡欣峰.西南石油学院 2004
硕士论文
[1]基于EDEM的振动筛筛分堵孔问题研究[D]. 李成.江西理工大学 2016
[2]组合振动筛的参数优化及筛面颗粒运动仿真分析[D]. 吴永兴.江西理工大学 2015
[3]基于DEM的沥青混合料振动筛分效率估算与试验研究[D]. 杨龙飞.长安大学 2015
[4]振动筛分过程的DEM仿真研究[D]. 张勇.东北大学 2010
本文编号：3252913
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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华侨大学硕士学位论文12图2.1双轴振动筛主要结构不论激振轴数量多少，其最终的目标都是通过激振力的叠加形成理想的直线、椭圆或圆的振动形式。颗粒在筛面上的运动状态与透筛行为因筛面的振动形式而呈现差异，因此首先对筛网的振动轨迹进行动力学分析。本文将直线振动与圆振动视为椭圆振动的两种特殊形式，当椭圆轨迹的短半轴等于0时为直线振动，而椭圆长短半轴相等时则为圆振动。筛网的椭圆振动轨迹可简化为振动方向相互垂直且振动频率相同的两个简谐运动的合运动，其轨迹方程可表示为：cos()cos()xxyyxAtyAt(2.1)其中，xA与yA分别为x方向与y方向简谐振动的幅度，x与y分别为x方向与y方向简谐振动的初相位角，为角速度，t为时间。因此，椭圆振动轨迹的合轨迹方程可表示为：222222cos()sin()yxyxxyxyxyxyAAAA(2.2)由此可知，椭圆振动轨迹的形状主要由xA，yA与yx所决定。设k0,1,2，则：(1)当相位差yxk时，合振动轨迹为直线。
第2章物料的运动特性分析15图2.2单颗粒受力分析以顺时针为例，t时刻筛网顺时针运动到1p点，当颗粒与筛面发生碰撞之时，其受力平衡方程为：sincosxfynmamgFmaFmg(2.11)其中，m为颗粒的质量，g为重力加速度，fF为颗粒与筛面之间的摩擦力，nF为颗粒对筛面的正压力，d为颗粒抛掷方向与筛面之间的抛掷角。与直线振动不同，椭圆振动的抛掷角始终随着时间流逝而改变。若该颗粒与筛面发生碰撞之后，将于dt时刻被抛离筛面。颗粒离开筛面的前提为0nF，因此颗粒在垂直筛面方向的受力平衡方程可以简化为：2sin()cosydyAtg(2.12)抛掷指数[50,51]是振动筛设计的一个重要参考值，其决定了物料在筛面上的运动特性。根据式(2.12)，椭圆振动筛的抛掷指数vK可以表示为：2222214(sin)(cos)sin()coscosyvdyAfabKtgg(2.13)其中，f为振动频率。抛掷指数的大小决定了颗粒抛掷的剧烈程度。当1vK时，颗粒无法实现抛掷运动。当1vK时，颗粒紧贴着筛面做滑动或滚动。只有当
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DEM的筛面与物料特性在筛分过程中协同作用的研究[J]. 江海深,赵跃民,张博,王可,宋树磊. 矿山机械. 2014(01)
[2]椭圆振动筛系统分析与虚拟样机仿真[J]. 赵专东,张娜. 冶金设备. 2013(S2)
[3]单轴振动筛运动模拟及筛面上单颗粒运动规律[J]. 王新文. 煤炭学报. 2013(11)
[4]Characteristics and efficiency of a new vibrating screen with a swing trace[J]. Jianzhang Xiao,Xin Tong. Particuology. 2013(05)
[5]基于ADAMS的圆振动筛运动特性仿真分析[J]. 周靖皓,周毅钧,张欢乐. 煤矿机械. 2013(04)
[6]提高筛分效率的方法[J]. 武乐鹏. 山西焦煤科技. 2013(03)
[7]提高沥青拌和站用振动筛筛分能力和筛分效率的措施[J]. 周前进,张承兴. 建设机械技术与管理. 2012(04)
[8]基于粒子群优化算法的圆振动筛的优化设计[J]. 王苗,段志善. 煤矿机械. 2011(12)
[9]颗粒离散元的HACell检索算法用于SCC模拟[J]. 黄绵松,安雪晖. 清华大学学报(自然科学版). 2010(09)
[10]不同振动模式下颗粒分离行为的数值模拟[J]. 赵啦啦,刘初升,闫俊霞,蒋小伟,朱艳. 物理学报. 2010(04)
博士论文
[1]振动筛分过程的三维离散元法模拟研究[D]. 赵啦啦.中国矿业大学 2010
[2]自同步椭圆振动筛动力学研究[D]. 胡欣峰.西南石油学院 2004
硕士论文
[1]基于EDEM的振动筛筛分堵孔问题研究[D]. 李成.江西理工大学 2016
[2]组合振动筛的参数优化及筛面颗粒运动仿真分析[D]. 吴永兴.江西理工大学 2015
[3]基于DEM的沥青混合料振动筛分效率估算与试验研究[D]. 杨龙飞.长安大学 2015
[4]振动筛分过程的DEM仿真研究[D]. 张勇.东北大学 2010
本文编号：3252913
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