一种振动筛固有频率调节方法及装置

摘要

本发明公开了一种振动筛固有频率调节方法及装置，所述方法包括：实测并分析预装固有频率调节装置的振动筛竖直方向自由振动而得到其实测固有频率，通过其一般数学模型计算得到其计算固有频率和对应的正则振型，将实测固有频率与设计固有频率相比较并根据固有频率误差判据判断是否需要进行固有频率的调整。若需调整，则确定调整目标值并利用调节装置进行调节，进而对调整后的实测固有频率根据误差判据判断是否需要重复上述步骤。所述装置包括燕尾槽导轨及滑块、滑块钢丝绳及接头、双吊耳弹簧底座及压板、调力螺栓副、悬挂压缩螺旋弹簧、压板钢丝绳及接头和三吊耳悬挂。本发明具有经济性好、操作简单、协助筛体减振及消减筛体摆动和扭转的特点。

主权项

1.一种振动筛固有频率调节方法，其特征是：对实测预先装有固有频率调节装置的筛体竖直方向的自由振动响应信号进行频域分析得到信号主频率，即振动筛实测固有频率，通过振动筛数学模型计算得到振动筛的计算固有频率和对应的正则振型，将实测固有频率与振动筛设计固有频率相比较并根据固有频率误差判据判断是否需要进行固有频率的调整；若需要调整，则确定固有频率调整目标值并利用调节装置进行固有频率调节，进而，对调整后的实测固有频率根据固有频率误差判据判断是否需要重复上述步骤；若不需要调整，则直接退出结束；具体步骤如下：(1)实测固有频率f_c2的获取：利用信号采集设备采集预先装有固有频率调节装置的振动筛筛体竖直方向的自由振动响应信号，通过对实测信号的频域分析获得信号的主频率，所述的主频率即为振动筛的竖直方向运动的固有频率f_c2；(2)计算固有频率f_n2和对应的正则振型的获取：振动筛双惯性激振器同步后的稳态激振力作用线不一定经过筛体参振质量的质心O，建立预先装有固有频率调节装置的振动筛的一般数学模型，获得振动筛的基本参数，包括：筛体参振质量m，筛体绕侧板法向的转动惯量J，两惯性激振器同步后的转动角速度ω，两惯性激振器最大惯性激振合力F，两惯性激振器最大惯性激振合力F与水平方向的夹角α，两惯性激振器最大惯性激振合力F与水平方向交点到参振筛体质心O的距离L，固有频率调节装置竖直方向刚度值，筛体入料端、出料端主减振装置水平方向刚度值k_x；筛体入料端、出料端主减振装置竖直方向的刚度值k_y；筛体主减振装置中心到质心的水平距离L₁和L₂；固有频率调节装置到质心的水平距离s；筛体入料端主减振装置支点A到参振筛体质心O的垂直距离d₁；筛体出料端主减振装置支点B到参振筛体质心O的垂直距离d₂；预先装有固有频率调节装置的振动筛运动微分方程为：$\left.\begin{array}{c}M\stackrel{··}{x}+c_x\stackrel{·}{x}+k_x(x+d_1\theta )+k_x(x-d_2\theta )=F\sin (\mathrm{\omega t}-\delta )\cos \alpha \\ M\stackrel{··}{y}+c_y\stackrel{·}{y}+k_y(y+L_1\theta )+k_y(y-L_2\theta )+k_y^s(y+\mathrm{s\theta })=F\sin (\mathrm{\omega t}-\delta )\sin \alpha \\ J\stackrel{··}{\theta }+c_{\theta }\stackrel{·}{\theta }+k_y(y+L_1\theta )L_1-k_y(y-L_2\theta )L_2+k_y^s(y+\mathrm{s\theta })s+k_x(x+d_1\theta )d_1-k_x(x-d_2\theta )d_2\\ =\mathrm{FL}\sin (\mathrm{\omega t}-\delta )\sin \alpha \end{array}\right\}---\left(2\right)$其中，x—筛体沿水平方向的平动位移，y—筛体沿竖直方向的平动位移，θ—筛体绕经过质心O的侧板法线的转动角位移。[·]表示对时间的一阶导数，[··]表示对时间的二阶导数；预先装有固有频率调节装置的振动筛的质量矩阵M和刚度矩阵K分别为$M=\left[\begin{array}{ccc}m& 0& 0\\ 0& m& 0\\ 0& 0& J\end{array}\right]---\left(3\right)$和$K=\left[\begin{array}{ccc}{2k}_x& 0& k_x(d_1-d_2)\\ 0& {2k}_y+k_y^s& k_y(L_1-L_2)+k_y^{s}s\\ k_x(d_1-d_2)& k_y(L_1-L_2)+k_y^{s}s& k_x(d_1^2+d_2^2)+k_y(L_1^2+L_2^2)+k_y^s{s}^2\end{array}\right]---\left(4\right)$通过求解方程：$(K-{4\pi }^2{f}_{\mathrm{nr}}^{2}M){\phi }_N^{\left(r\right)}=0,(r=\mathrm{1,2,3})---\left(5\right)$得到计算固有频率f_n2，即第二阶固有频率，r=2和对应的正则振型根据所述步骤(1)中的计算固有频率f_c2和振动筛设计固有频率，计算固有频率误差df_n：${\mathrm{df}}_n=f_{n2}^t-f_{c2}---\left(6\right)$若固有频率误差df_n不大于允许值，则无需调节振动筛固有频率；若固有频率误差df_n大于允许值，则需调节振动筛固有频率，进入步骤(3)；(3)实施固有频率的调节：计算预先装有固有频率调节装置的振动筛固有频率对固有频率调节装置到质心的水平距离s的灵敏度为：$\frac{{\partial f}_{n2}}{\partial s}=\frac{[{\phi }_N^{\left(2\right)}{]}^T\frac{\partial K}{\partial s}{\phi }_N^{\left(2\right)}}{{8\pi }^2{f}_{n2}^t}---\left(7\right)$将预先装有固有频率调节装置的振动筛的设计固有频率作为需要调整的固有频率目标值，即$f_{n2}^{\mathrm{td}}=f_{n2}^t---\left(8\right)$依据泰勒公式，按下式计算需要的固有频率调节装置位置变化量Δs：$\mathrm{\Delta s}=(f_{n2}^{\mathrm{td}}-f_{c2})/\left(\frac{{\partial f}_{n2}}{\partial s}\right)---\left(9\right)$并利用振动筛固有频率调节装置进行固有频率调节，使之满足需要调整到的目标值