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振動篩試驗?zāi)B(tài)分析 振動篩技術(shù)指標(biāo)

時間:2020-07-30    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
1 引言

模態(tài)參數(shù)對于機械系統(tǒng)的故障診斷、結(jié)構(gòu)修改及優(yōu)化設(shè)計、振動噪聲控制等許多實際工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,它是現(xiàn)代工程設(shè)計方法中對機械結(jié)構(gòu)進(jìn)行動力學(xué)設(shè)計和動力學(xué)修改不可缺少的有效工具。隨著機械性能和機械效率的提高,出現(xiàn)了機械高速化、大型化、復(fù)雜化以及機、電、液綜合的趨勢。模態(tài)分析技術(shù)越來越顯示出它的重要性和優(yōu)越性。目前,模態(tài)分析技術(shù)已日趨成熟和完善,各種實驗方法和處理分析手段層出不窮,這對保證各種機械產(chǎn)品和工程結(jié)構(gòu)的高性能指標(biāo)、高使用安全性、高可靠性起著越來越重要的作用。

某廠家生產(chǎn)的振動篩在投入使用后,近90%的故障發(fā)生在結(jié)構(gòu)的同一部位,出現(xiàn)不同程度的裂紋。為了了解此車的動態(tài)特性并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價,廠家將此振動篩的振動模態(tài)分析作為一項主要的分析評估方法。

2 實驗方案和實驗設(shè)備

由于實驗對象體積大、質(zhì)量大、結(jié)構(gòu)特殊,對同樣的激勵,測點的響應(yīng)幅值有很大的差別。而且主要的模態(tài)頻率較低,系統(tǒng)有一定的非線性。經(jīng)過對比和優(yōu)化選擇,決定采用多點激勵的模態(tài)實驗方案。實驗系統(tǒng)框圖如圖1所示。


圖1 振動篩振動模態(tài)實驗系統(tǒng)框圖

所采用的實驗設(shè)備如下:

數(shù)采前端:DIFA SCADS-X III,一套,比利時LMS公司;
軟件系統(tǒng):CADA-X 3.5E,一套,比利時LMS公司;
加速度傳感器:ICP 333B32,31只,美國PCB公司;
力錘:PCB 801,1把,美國PCB公司;
屏蔽電纜:32根(30米),美國PCB公司;
計算機:HP NX6130,一臺,HP公司;

3 實驗設(shè)置

在對振動篩進(jìn)行模態(tài)實驗時,由于實驗對象體積龐大而且重量也很大,難以利用懸掛的方法模擬自由-自由邊界條件。因此,我們采用彈簧墊支撐的方法,來模擬自由-自由邊界條件。激勵方式的選擇關(guān)鍵在于激勵系統(tǒng)是否能夠提供足夠的能量,把感興趣的頻段中的模態(tài)全部激發(fā)出來。它取決于多種因素,其中包括實驗對象的復(fù)雜性、信號對實驗對象的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)誤差和方差的敏感性、實驗對象結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的線性或非線性、激勵信號的可控性以及所要求的測量精度等。結(jié)合實驗對象的情況,激勵方式采用力錘激勵。

對結(jié)構(gòu)進(jìn)行激振試驗前,首先在結(jié)構(gòu)上選取坐標(biāo)系統(tǒng),然后根據(jù)結(jié)構(gòu)特點選取能直接反映結(jié)構(gòu)振動特性的點。因為在振動節(jié)點上時傳感器將采集不到信號,會導(dǎo)致試驗失敗,所以在選點前對結(jié)構(gòu)可能的振動情況有個粗略的估計,并且要保證足夠的測試點密度。測點布置、測點數(shù)量的選擇還應(yīng)考慮到以下兩方面的要求:能夠明確顯示在試驗頻段內(nèi)所有模態(tài)的基本特征及互相間的區(qū)別;保證所關(guān)心的結(jié)構(gòu)點,都在所選的測量點之中。為提高信噪比,測點不應(yīng)選在各階振型節(jié)點附近。根據(jù)以上原則,在模態(tài)試驗中在試驗對象上選擇了31個測試點。測點布置如圖2所示。


圖2 振動篩模態(tài)測試的測點分布圖

加速度傳感器采用蜂臘安裝,按測試方向要求用蜂蠟將其粘貼于測點位置上,并用膠帶紙加固,同時把信號電纜逐段用膠帶紙粘在振動篩上加以固定,防止其相對運動產(chǎn)生噪聲。由于數(shù)采前端通道數(shù)所限,實驗過程中,調(diào)整傳感器方向以獲取各測點各向振動信號。

4 數(shù)據(jù)采集和實驗結(jié)果分析

4.1數(shù)據(jù)采集

由于結(jié)構(gòu)上的原因,不能對一個激勵點進(jìn)行三個方向的激勵,需要采取多點分方向激勵。根據(jù)對測試對象結(jié)構(gòu)特點的分析,選取對象上不同位置的五個點作為激勵點(11、16、25、27、31),對激勵點11進(jìn)行水平(X向)激勵,激勵點16進(jìn)行水平(Y向)和垂直(Z向)激勵,激勵點25進(jìn)行水平(Y向)激勵,激勵點27進(jìn)行水平(X向)和垂直(Z向)激勵,激勵點31進(jìn)行水平(X向)激勵,這樣做的目的也是為了確保每個方向都至少有兩個激勵點,從而避免遺漏模態(tài)。

采樣頻率為512HZ,頻線數(shù)為2048,頻率分辨率為0.25,對力信號加指數(shù)窗,對響應(yīng)信號加Hanning窗處理,并且對信號進(jìn)行8次平均以消除噪聲污染的影響。并且每次移動傳感器時均重新對整個系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定以減少系統(tǒng)誤差。實驗得到的力譜、FRF函數(shù)及相干函數(shù)圖如圖3~圖5所示。


圖3 激勵力譜圖


圖4 某點FRF函數(shù)圖


圖5 某點的相干函數(shù)圖

從力譜在所選頻帶內(nèi)大致保持相同的量級且比較平直,得知在激勵過程中狀態(tài)比較穩(wěn)定;相干函數(shù)幅值主體部分都在0. 95以上,而小于0.95的部分則可能是由于此處頻率為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)共振頻率或反共振頻率,可以得知試驗數(shù)據(jù)是可信的。從FRF函數(shù)峰值較為明顯,可知激勵已經(jīng)很好的把結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率激勵出來,測試效果較好。

4.2 實驗結(jié)果分析

為了能準(zhǔn)確地進(jìn)行參數(shù)識別,利用CADA-X系統(tǒng)能提供多種參數(shù)識別方法的優(yōu)點,分別對測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行峰值法、多參考點時域法、多參考點頻域法等多種方法進(jìn)行粗略估計,了解振動篩模態(tài)頻率的大致分布情況后,最后采用多參考點時域法進(jìn)行參數(shù)識別。試驗分析中,為了能更準(zhǔn)確的計算、更直觀的觀察,我們采取了對三個方向激勵和響應(yīng)分別分析的方法,并進(jìn)行對比驗證。試驗得到的模態(tài)參數(shù)結(jié)果如表1所示。

表1 識別出的振動篩三個方向各階模態(tài)參數(shù)及阻尼比

從各個方向的模態(tài)參數(shù)對比來看,振動篩X、Y、Z三個方向的前四階模態(tài)頻率基本相同;Z方向的模態(tài)相對密集一些。觀察各個方向的模態(tài)振型圖,可以發(fā)現(xiàn)X向和Y向的模態(tài)振型圖比較理想,各點的振動正常;在Z向的模態(tài)振型圖中(圖6)我們發(fā)現(xiàn)測點3的振動與其他點不同,從第二階模態(tài)振型到第十一階振型,測點3的Z方向振動都很異常,而且幅值較大,在實際使用過程中很難避免出現(xiàn)諧振,容易造成結(jié)構(gòu)損傷。這與投入使用后經(jīng)常出現(xiàn)故障的部位相同,實驗結(jié)果與實際相吻合。


第二階模態(tài)振型圖


第四階模態(tài)振型圖
圖6 振動篩Z向激勵Z向響應(yīng)時的部分振型圖

5 結(jié)語

通過對振動篩的實驗?zāi)B(tài)分析我們可以發(fā)現(xiàn),振動篩的模態(tài)頻率主要集中在低頻,各向模態(tài)階數(shù)有所差異,但相同模態(tài)頻率處誤差較小。在Z向激勵Z向響應(yīng)的模態(tài)振型圖中我們發(fā)現(xiàn)測點3的Z方向振動很異常,從第二階模態(tài)振型到第十一階振型,頻率范圍很寬,而且幅值較大,在實際使用過程中很難避免出現(xiàn)諧振,這對振動篩的正常工作是非常不利的,容易造成結(jié)構(gòu)損傷。這也是振動篩在投入使用后,近90%的故障發(fā)生在結(jié)構(gòu)的同一部位的原因。因此,應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)修改,加強其剛度設(shè)計或采取措施防止諧振時應(yīng)力集中,以避免斷裂故障。
振動篩堵塞原因分析

    也許是因為篩分的物料顆粒是不同規(guī)則的,因此,堵塞原因也是多種多樣的。為有效地防止振動篩篩網(wǎng)堵塞,應(yīng)針對篩孔堵塞原因采取措施。

    振動篩在正常運轉(zhuǎn)時,由于物料的種種特性,形狀不同會產(chǎn)生各種形態(tài)的篩孔堵塞。

    堵塞的原因主要有如下幾點:

    含有大量接近分離點的粒子;

    物料含水量較高;

    球形粒子或者對篩孔具有多接觸點的物料;

    會發(fā)生靜電;

    物料具有纖維質(zhì)的物料;

    片狀顆粒較多;

    編織篩網(wǎng)絲經(jīng)過粗;

    橡膠篩網(wǎng)等較厚的篩網(wǎng),孔形設(shè)計不合理,沒有達(dá)到上小下大,而使顆??ㄗ?。因為需要篩分的物料顆粒大部分是不規(guī)則的,因此,堵塞原因也是多種多樣的。

    為有效地防止振動篩篩網(wǎng)堵塞,應(yīng)針對上述篩孔堵塞原因采取措施:

    當(dāng)物料粒度較細(xì)、泥質(zhì)含量較多、且篩分粒度較小時,水分對篩網(wǎng)的堵塞就起決定性的作用。

    當(dāng)物料中水分大于5%時,如果無條件對物料進(jìn)行干燥,應(yīng)對篩面、篩孔作針對性選擇。

    當(dāng)水分大于8%時,應(yīng)采用濕式篩分。

    對片狀顆粒較多的物料,則需要改變物料破碎方式及不同破碎方式流程的粒度搭配。

    合理調(diào)節(jié)篩網(wǎng)張緊力是減少篩網(wǎng)堵孔的一種有效方法,合理的張緊力使篩網(wǎng)同支撐樑產(chǎn)生輕微的二次振動;

    從而有效降低堵孔現(xiàn)象的發(fā)生,具體做法是,把張緊鉤做成恒力張緊機構(gòu),即在張緊螺栓上加裝彈簧。

標(biāo)簽: 振動篩
振動篩 振動篩堵塞原因分析_振動篩



    現(xiàn)階段適用的鉬粉振動篩篩分設(shè)備可滿足篩分環(huán)節(jié)的正常運行,但操作過程中難免會出現(xiàn)物料混雜、給料不均勻等情況,影響鉬粉篩分效率。


    此外,物料的飛揚易導(dǎo)致環(huán)境污染及回收率降低,在小粒度鉬粉或大目數(shù)篩網(wǎng)的篩分過程中會出現(xiàn)清網(wǎng)次數(shù)過多、粘附堵網(wǎng)等情況,增加勞動強度的同時有效改善物料飛揚的情況。


    因此,為了在提升振動篩篩分效率和產(chǎn)品品質(zhì)的前提下,zui大程度減少篩網(wǎng)的堵塞情況,?建議使用超聲波振動篩對鉬粉進(jìn)行篩分。

 


    鉬粉的的特點介紹:


    鉬粉屬稀有金屬粉末,鉬粉應(yīng)用行業(yè)廣泛。


    小粒度鉬粉顆粒易形成富集、搭橋現(xiàn)象,就是我們常說的鉬粉具有“粘附性“;


    這種類型的鉬粉通過振動篩進(jìn)行篩分時,易形成密實粘連的狀態(tài)從而堵塞振動篩篩孔,使透篩率降低;


    團聚是指鉬粉顆粒通過表面張力或固體的鍵橋作用形成更大的顆粒,即團聚體。


    團聚鉬粉的顆粒外觀不規(guī)則,嚴(yán)重影響振動篩透篩率及產(chǎn)品質(zhì)量。


    正是由于鉬粉的吸附和團聚性質(zhì),如果不能得到很好的解決;


    會隨之造成非常嚴(yán)重的無法過篩、效率低下、篩分精度不盡人意等惡劣情況。


    因此在挑選篩分鉬粉的振動篩的時候,振動篩的篩分效率和清網(wǎng)能力必須做首要考慮。


    影響鉬粉振動篩篩分效率的主要因素:


    鉬粉的流動性、粒形貌及粒度分布組成等性質(zhì)在使用大目數(shù)振動篩進(jìn)行篩分時對篩分效率的影響十分明顯;


    此外,鉬粉篩分效率還取決于振動篩篩網(wǎng)的有效面積、篩面的材料以及篩孔尺寸。


    振動篩篩孔形狀也是決定透篩率的因素之一。


    圓形篩孔過篩的篩下物粒度較小,而長方形篩孔的有效篩面大,篩面質(zhì)量輕,生產(chǎn)能力大;


    同時透過篩孔的鉬粉粒度大于透過名義尺寸相同的圓形和正方形篩孔的鉬粉粒度。


    振動電機的合理選取是影響振動篩篩分效果的關(guān)鍵因素。


    一般來說,對于粒度較大的鉬粉選用較大的振幅和較低的振頻;對于粒度較小的鉬粉選用較小的振幅和較高的振頻。


    另外,給料的均勻性對于鉬粉的篩分過程影響也很大,若給料過多,會加重振動篩篩面的負(fù)荷,降低篩分效率,加快篩網(wǎng)破損頻率。


    挑選鉬粉振動篩的要點:


    鑒于這些情況,挑選適合篩分鉬粉的振動篩英應(yīng)該從以下幾個方面入手:


    (1)該振動篩設(shè)備能夠促使鉬粉顆粒迅速沿篩面移動,以提高生產(chǎn)效率;


    (2)該振動篩設(shè)備能夠保證透過篩孔的細(xì)顆粒鉬粉與篩面有足夠的接觸機會;


    (3)該振動篩設(shè)備能夠促使鉬粉強烈翻動,有助于其去向穿透;


    (4)該振動篩設(shè)備能夠有效防止粗大鉬粉顆粒團聚,有助于細(xì)顆粒鉬粉通過。


    超聲波振動篩的工作原理是:


    附加在篩網(wǎng)上的超聲振動波(機械波),使超微細(xì)粉體接受巨大的超聲加速度,從而抑制粘附、摩擦、平降等堵網(wǎng)因素,提高篩分效率和清網(wǎng)效率。







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