大型振动筛动力学分析与设计优化

引入

动力学分析在机械工程设计中的作用至关重要。针对传统大型振动筛结构设计上的局限性，本研究实现了结构优化，引入一种创新的“帮箱体结构”大型振动筛。通过ANSYS Workbench软件对筛箱进行三维动力学分析，取得了各阶固有频率和应力分布的详细信息，并将该筛型与传统大型振动筛进行对比分析，为大型振动筛的设计与性能改进提供了可靠的科学依据。本研究不仅反映了振动筛在煤炭加工行业的应用背景，更展现了现代机械设计理论实践的重要成果。

结构与工作原理




帮箱体结构大型振动筛主要构成为筛箱、减振弹簧、承重梁、支撑座与电机梁。其核心创新在于采用“盒式”结构的筛箱侧板设计，通过为侧板、端板、上顶连接板和下底连接板之间的夹层设置动态连接柱的方式，既减少了重量又强化了结构刚度。电机梁通过上述设计置于结构中，优化了筛体整体性能。

工作原理上，筛体通过前置的双不平衡激振器实现筛选操作，激振器各部件的布置确保偏心质量与偏心距的对称，在电机的驱动下，筛体沿Y轴进行振动，这一设计原理确保了筛分效果与载荷处理能力。

运动学仿真

通过ADAMS软件对助增结构振动筛进行动力学仿真分析，包括构建三维模型与实际参数设置。结论显示，其在工作时的各项运动参数符合预期设计，并且能够保证筛体稳定运行，与理论参数一致。

动力学分析

对筛箱采用ANSYS Workbench进行有限元分析，实现了对方程和模型的交叉验证。分析结果显示，帮箱体结构使筛箱固有频率远离常规工作频率，有效避免共振问题。

同时还进行了模态分析，揭示了筛箱各阶梯的振动频率特征以及振型，为增强结构稳固性提供了技术支撑。

对比分析

与标准大型振动筛相比，帮箱体结构振动筛的技术指标更加优秀，特别在减轻振动筛的重量、减少高度尺寸、增强侧板抗弯能力和响应性方面表现出色。应力分布云图的对比表明，优化结构能够更有效地承受动态载荷。

结束语

本研究提出的帮箱体结构大型振动筛不仅改善了传统筛型的结构缺陷，通过精密的动力学分析实现了系统性能的全面优化。与现有设计相比，不仅实现重量与高度的显著减少，更显著提高了侧板的抗弯性能和载荷承受能力，体现了创新结构设计对提高大型振动筛综合性能的有效性。

鉴于此，未来将进一步探讨相关试验测试的可行性，并在现有模型的基础上，对结构尺寸、重量、应力分布及许用应力等方面进行更深入的精细优化，以达成效率与安全的全面最佳化目标。

在这项研究中，既有深入了解振动筛设计领域深度以及应用最新的机械分析技术扩展知识的实践价值，亦有为煤炭行业以及其他材料处理行业提供高效筛选解决方案的实际意义。