基于Solidworks Simulation的臥式振動離心脫水機主振彈簧的設計與校核

李正訓

【摘要】在臥式振動離心脫水機的設計中，主振彈簧作為其關鍵部件且對動態工作性能有著決定性影響，其設計質量的好壞只影響整體產品的性能。主振彈簧多為橡膠材料制作，橡膠為超彈性材料，其變形不易精確計算，為確保主振彈簧的設計質量，本文從傳統計算方法入手，結合Solidworks Simulation有限元分析平臺，采用Mooney Rivlin模型對主振彈簧進行有限元分析，并根據分析結果，對設計進行校核。

【關鍵詞】Solidworks Simulation；主振彈簧；橡膠；有限元

The Design and Proofreading of Horizontal Vibrating Centrifuge Main Vibrating Spring based on Solidworks Simulation

LI Zheng-xun

Shan Dong Taian Colliery Machinery Company LTD，，Taian 271000，China

Abstract： In the design of horizontal vibrating centrifuge， the main vibrating spring as its key components and has a decisive influence on the dynamic performance， the design effect only by the quality of the overall performance of the product.Main vibrating spring more for rubber materials， rubber for hyperelastic material， its deformation is not easy to precise calculation， in order to ensure the quality of the design of the main vibration spring， this article obtains from the traditional calculation method， combined with the finite element analysis of Solidworks Simulation platform， the Mooney Rivlin model of finite element analysis was carried out on the main vibration spring， and， according to the results of the analysis to the design optimization.

1.引言

在現在臥式振動離心脫水機（以下簡稱臥振）進行設計時，多采用雙質體近共振原理進行設計。采用這種原理設計的臥振為雙彈簧、質量構成的二自由度受迫振動系統。在臥振工作特性分析中，通常以主振箱、殼體、殼體門的質量為一級質量體m1，其與底架之間的彈簧為k1；主軸、篩籃、大皮帶輪等的質量為二級質量體m2，其與一級質量體之間的主振彈簧為k2。

由機械振動學方面的知識可知，彈簧剛度對整個振動系統的位移響應有著至關重要的影響。以k1=2.337560971×107N.m、m1=1800kg、k2=2.337560971×107N.m、m2=1000kg、F=70126.8N為例，當k2因制作、設計等因素使其在±20%范圍內變化時，m1、m2的動態響應如圖1所示。

由圖1及已知數據可知，此時臥振的設計工作點m2的振幅位移為0.003m。當k2在±20%范圍內變化時，m1的振幅位移為0～0.001m之間，m2的振幅位移為0.0025～0.0038m之間。在進行臥處理量設計計算時，可知m2的振幅位移對臥振的卸料速度有著決定性的影響，在設計振幅位移在0.003m時，0.00008m的振幅偏差，可造成卸料速度達26.67%變化。過高的卸料速度會使入料精煤不能充分脫水，而使臥振的工作性能達不到設計要求。……