惯性共振概率筛关键零部件的动态特性研究

张安堃 王丛

【摘 要】燃料车间作为为发电机组提供燃料的部门，其运作效率对机组稳定来说至关重要.在此背景下，本课题就是对燃料设备GGS共振概率筛的主要部件——蓖条工况进行分析，以取得最佳工作方式。本文使用LMS Imagine.Lab AMESim进行模态分析，得到运行参数，对共振概率筛的运动特点有更进一步的了解。使检修班组在进行维护时有针对性，提高检修效率和设备稳定性。

【关键词】共振概率筛 实验分析 LMS

1 选题的意义和背景

惯性概率筛是我厂卸煤系统的重要一环，本文目的就是对GGS共振概率筛的工况进行分析，以取得最佳工作方式。

在此次研究中，我将把共振概率筛的主要部件放在试验台上模仿实际工况，使用LMS Imagine.Lab AMESim进行模态分析，得到运行参数，对共振概率筛的运动特点有更进一步的了解。

2 惯性共振概率筛简介

惯性共振概率筛是一种具有高效率，大生产能力的筛分机械。共振筛由筛体、篦条、激振器、激振器电动机和三角皮带等部件组成。

本文所研究的GGS惯性共振概率筛设备技术规范如下：

型号：GGS-1200；筛下物粒度：小于30 mm；出力：1200 t/h；筛分效率：80%；

双振幅：5～8 mm；筛分范围：30～400mm；筛面倾角：25°；振动质量：5200Kg；

振动频率：11.8HZ；重量：6200Kg电动机功率：11KW。

3 共振式概率筛蓖条运动分析

本文使用LMS Test.Lab的锤击模态分析模块，利用软件界面的多个选项卡进行参数等的设置，然后进行测试，再进行数据采集、数据处理。

经过锤击法模态测试后概率筛蓖条系统的五阶固有频率如表1。

1阶固有频率 2阶固有频率 3阶固有频率 4阶固有频率 5阶固有频率

频率（HZ） 25.016 65.444 124.519 190.914 273.733

阻尼比 4.82% 0.35% 1.06% 0.14% 0.05%

表1五阶固有频率

模态分析完成后，在LMS软件中进行分析和判定，通过模态综合和模态验证模块可以得到11个测量点的FRF的误差量，二阶及三阶相关性最大，为10.819%，总体数据采集处理可信度较高。由实验所得阻尼比可用于对共振概率筛工况进行仿真分析时使用。蓖条的实验模态结果和有限元模态结果对比情况如表2。

1阶固有频率 2阶固有频率 3阶固有频率 4阶固有频率 5阶固有频率

实验模态频率（HZ） 25.016 65.444 124.519 190.914 273.733

有限元模态频率（HZ） 24.452 67.170 126.82 196.85 282.80

相对误差 2.55% 2.64% 1.85% 3.11% 3.31%

表2模态结果对比情况

由表2结果对比分析可看出：

（1）有限元模态和实验模态得出的频率结果吻合的比较好，最大频率误差为3.31%。可认为建立的概率筛蓖条有线模型是合理的，为概率筛的进一步工况调整提供了理论依据。

（2）锤击法具有设备简单、方便易行、适于现场测试的优点，并且没有在测试试件上附加约束刚度，对蓖条的测试效果较好。

为了得到更贴近共振概率筛工作时的蓖条运动数据，模拟共振概率筛工作状态继续进行锤击法实验。

首先继续使用有限元方式求出固有频率，如表3所示。

1阶固有频率 2阶固有频率 3阶固有频率 4阶固有频率 5阶固有频率

频率（HZ） 23.72 68.493 130.322 188.254 267.042

表3固有频率表

得到概率筛蓖条系统的固有频率如表4。

1阶固有频率 2阶固有频率 3阶固有频率 4阶固有频率 5阶固有频率

频率（HZ） 18.905 67.151 125.198 194.509 255.625

阻尼比 0.68% 6.38% 0.48% 0.38% 0.19%

表4固有频率

有限元模态和实验模态频率比较，如表5。

1阶固有频率 2阶固有频率 3阶固有频率 4阶固有频率 5阶固有频率

实验模态频率（HZ） 18.905 67.151 125.198 194.509 255.625

有限元模态频率（HZ） 23.72 68.493 130.322 188.254 267.042

表5频率比较明细

鉴于在我厂共振概率筛实际应用中，每秒钟对单根蓖条的撞击次数约为30次（取常见煤种的平均值），故在今后的材质选择上，应选择一阶固有频率在30HZ以上的材质，减少固有频率与撞击次数达到共振的可能，提高概率筛蓖条的使用寿命和设备运行稳定性。

4 结语

在对共振概率筛蓖条进行了模态分析后，从实验结果中可以得到如何控制共振式概率筛振动的方法，可以从三个方面考虑：（1）控制振动源；（2）采用阻尼材料；（3）加大基础的质量，固定基础。

在接下来的工作中，我们应继续寻找固有频率与蓖条每秒所受冲击次数相差较大的材料，避免固有频率与冲击次数共振，提高概率筛蓖条的使用寿命，提高设备运行稳定性。

参考文献：

[1]石路，王为庶.大型惯性共振式概率筛设计[J].冶金设备，1980，01.

[2]东北工学院第六次科学报告会题目及报告人（Ⅲ）[J].东北大学学报（自然科学版），1980，03.

[3]顾清荣.减震式茶叶圆筛机[J].中国茶叶，1980，06.

[4]S.J.施奈德曼，陶长林.旋转概率筛[J].选煤技术，1981，02.

[5]张力.模态分析与实验[J].清华大学出版社，2011，5.