带式输送机角形传动滚筒头架模态分析

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1、第32卷第06期煤矿机械Vo1．32NO．O62011年o6月CoalMineMachineryJun．2Ol1带式输送机角形传动滚筒头架模态分析水胡坤。汪祝芬。郭永存(安徽理工大学机械工程学院。安徽淮南232001)摘要：利用ANSYS软件建立带式输送机角型传动滚筒头架有限元模型并进行模态分析．得出系统前1O阶固有频率及振型．结果表明头架的立柱以及斜撑与中部横梁的接头处为可能破坏的区域，应避免受到频率接近固有频率的外部激励，并采用适当的减振措施。关键词：带式输送机；角形头架；ANSYS；模态中图分类号：TD528文献标志码：A文章编号：1003—0794(2011)06

2、—0103—03ModalAnalysisonSpandrelFrameofBeltConveyorDrivingDrumHUKun,WANGZhii-fen,GUOYong--cun(SchoolofMechanicalEngineering，AnhuiUniversityofScienceandTechnology，Huainan232~1，China)Abstract：AfiniteelementmodelofspandrelframeofbeltconveyordrivingdrumisestablishedanditsmodeisanalyzedbyANSYSs

3、oftware．Thefirst10stepsnaturalfrequencyandthemodeshapesofthesystemshowthatthespandrelflame’Suprightpillar,theconnectionbetweenthemiddlecrossbeamandtheinclinedpillarcouldbedestroyedbyvibration．Theexternalexcitationwhichisclosetospandrelframe’Snaturalfrequencyshouldbeavoided．Ontheotherside，

4、thesuitableantivibrationmeasureisalsoneeded．Keywords：beltconveyor；spandrelframe；ANSYS；mode0引言一系统刚度矩阵：带式输送机是一种重要的散装物料运输设备，系统节点的位移向量。具有运输距离长、运量大、可连续输送的特点。被广设式(1)特解为泛地应用于煤炭、港El、冶金、电力、环保等国民经=‘(2)济各个行业。正常运行时，带式输送机机架等结构式中特征值。即固有频率；件承受着巨大的工作载荷。特别是传动滚筒头架。一特征向量。即振幅向量。用于安装传动滚筒．受到巨大的输送带张力作用。将式(1)代入式

5、(2)，得一旦带系统运转产生的振动接近头架的固有频率。(j，-∞2j)=0(3)头架就会产生共振。在产生噪声的同时。也加速了由式(3)即可求得系统的各阶固有频率及主振型。滚筒和机架的失效。本文利用ANSYS对安徽理工2有限元模型大学机械工程学院设计的一强力带式输送机的角(1)建立头架模型型传动滚筒头架进行模态分析。从而得出头架的固机械系统的模态分析不考虑阻尼的影响．由式有频率和振型．为头架的设计和驱动装置的选择提(3)知系统的模态主要取决于机架部件的质量分布供理论依据。和结构刚度。为了保证计算结果的准确性和可1模态分析理论基础靠性．严格按照设计图纸，在CATIA的机械设计

6、模由文献『41～『71可知，现实世界中大部分机械振块中利用特征造型方式完成角形传动滚筒头架的动结构都可离散成为有限个自由度的多自由度系统。对一个有个自由度的振动系统，描述其物理3D建模并导人ANSYS，如图1所示。购双S参数模型需要用n个独立的物理坐标。在线性范围内．物理坐标系中的自由振动可看作n个主振动的线性叠加．每个主振动都是一种特定形态的自由振动．振动的频率即是系统的固有频率。振动形态即为系统的主振型(模态)。根据机械振动知识可得n个自由度的无阻尼自由振动微分方程Mx"+Kx=0(1)式中M一系统质量矩阵：图13D模型角形传动滚筒头架选用H形钢材料，材质·安徽省科技

7、攻关项目(08010202136)；安徽省高校省级优秀青年人才基金项目(2009SQRZ061ZD)Q235A．配合安装的滚筒分别为直径D。=1000mm的一1o3一Vo1．32No．06带式输送机角形传动滚筒头架模态分析——胡坤．等第32卷第06期传动滚筒与直径D2_50omm的改向滚筒(增面轮)。部件，是角形支架设计校核的重点。并且头架斜撑(2)划分网格与中部横梁为型钢焊接结构．其接头处应力最为集根据角形传动滚筒头架所选材料为碳素结构钢．中。易发生断裂破坏。故在设计安装时．应当避免头牌号Q235A．在ANSYS材料库中自定