四层振动筛分很多种,根据筛分机械的结构及工作原理大致有以下几类:
(1)固定筛 工作部分固定不动,靠物料沿工作面滑动而使物料得到筛分。固定格筛是在选矿厂应用较多的一种,一般用于粗碎或中碎之前的预先筛分。它结构简单,制造方便。不耗动力、可以直接把矿石卸到筛面上。主要缺点是生产率低、筛分效率低,一般只有50—60%。
(2)滚轴筛 工作面是由横向排列的一根根滚动轴构成的,轴上有盘子,细粒物料就从滚轴或盘子间的缝隙通过。大块物料由滚轴带动向一端移动并从末端排出。选矿厂一般很少用这种筛子。
(3)圆筒筛 工作部分为圆筒形,整个筛子绕筒体轴线回转,轴线在一般情况下装成不大的倾角。物料从圆筒的一端给入,细级别物料从筒形工作表面的筛孔通过,粗粒物料从圆筒的另一端排出。圆筒筛的转速很低、工作平稳、动力平衡好。但是其筛孔易堵塞、筛分效率低,工作面积小,生产率低。选矿厂很少用它来作筛分设备。
(4)平面运动筛 机体是一个平面内摆动或振动。按其平面运动轨迹又分为直线运动、圆周运动、椭圆运动和复杂运动。摇动筛和振动筛属于这一类。
四层振动筛是以曲柄连杆机构作为传动部件。电动机通过皮带和皮带轮带动偏心轴回转,借连杆使机体沿着一定方向作往复运动。机体运动方向垂直于支杆或悬杆中心线,由于机体的摆动运动,使筛面上的物料以一定的速度向排料端移动,物料同时得到筛分。摇动筛与上述几种筛子相比,其生产率和筛分效率都比较高。其缺点是动力平衡差。现在选矿厂很少用它,而被结构更合理的振动筛取代。
在选矿厂应用最多,按其传动机构的不同,又可以分为以下几种:偏心振动筛、惯性振动筛、自定中心振动筛、共振筛。
右图所示振动筛属于共振筛。此筛体分为四层,由两组电机带动偏心块组进行回转,从而产生一定的激振频率引起筛箱的剧烈运动,使筛面上的物料分为大小不同的四层,从筛箱的出料口输出。
此案例我们重点分析该振动筛的筛体的频率,确定其频率和电机的输出频率相近,也就是利用输出频率和筛体产生的共振从而达到筛分物料的目的。
在使用SolidWorks Simulation进行分析之前,我们需要对模型进行处理。
1、简化模型,对于支架和弹簧来说,只是起到一个固定和支撑的作用,我们可以在约束形式中定义,因此在分析时可以将弹簧和支架压缩掉或者在分析案例中选中弹簧和支架让他们不参与分析(即不包括在分析中)。
2、检查模型
SolidWorks提供了干涉检查工具,用以检查装配体各个零部件之间的干涉情况,如果有干涉,静态干涉检查工具会以红色的区域高亮显示在屏幕上进行警示,并在属性栏内显示干涉的体积以及干涉的零件信息。
对于运动的机构来说,我们可以使用动态的碰撞检查工具模拟机构在运动过程中的干涉情况,如果发生干涉,碰撞的面会变蓝色,并且能发出声音警示该处有干涉。
如果发现有干涉情况,我们可以根据提供的信息调整模型的尺寸大小或者几何关系进行排除。确保无干涉现象发生。
3、创建算例
创建一个频率分析的算例,并定义此分析算例的属性,确定要分析的频率数为30个模态。解算器类型选择自动。
4、划分网格
在进行整体划分网格之前,先大概浏览一下模型的长宽高比例,以及个别小零件的尺寸。如果零部件之间大小特别悬殊,我们先把最小的零件打开,创建新算例,划分网格,看下默认的网格大小,试着划分一下,如果没问题,整个装配体就可以使用该网格划分。有时会提示内存不够,试着调整调大网格,但不要太大,否则小零件可能划分不过去,报错。最后确定网格大小设置为50mm,单元总数为113100个,节点数为230463个,如网格细节图所示。
5、添加零部件的材质
如果在SolidWorks中定义过材质的零部件可以直接把材质属性带到SolidWorks Simulation中,也可以重新定义,由于此模型我们把筛箱的筛板等都简化了,所以我们必须加大现有模型的密度,从而和筛箱的实际重量相一致。
此模型的实际重量为2.7吨,模型的实际体积经过测量得出,可以算出需要添加的密度是20978kg/m²,在材质属性表中添加一个材质,自定义其密度为求出的值。
6、约束
由于筛箱与支架之间是弹簧连接,为了更好的模拟实际工况,在分析中需要在筛箱支座处定义弹簧支撑,筛箱和支架之间有8个压缩弹簧相连。弹簧的刚度我们设为150000N/m,弹簧的压缩量为50mm。计算此支座处的弹簧刚度为3.6579E+005(N/m)/m2。
7、运行计算
点击算例进行计算。
分析的频率结果及相对应的阵形为:
根据图上显示,在阵形18处的频率为18.045,与电机的频率相近似。可以进一步将结果复制到谐振分析中分析其谐振情况(此文重点在频率分析,谐振情况不再叙述)。