大型香蕉筛的振动测试设计及实验模态分析

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1、能源技术与管理2015年第40卷第1期112EnergyTechnologyandManagementVo1．40No．1doi：10．39690．issn．1672-9943．2015．01．043大型香蕉筛的振动测试设计及实验模态分析陈思元(1．中国煤炭科工集团唐山研究院，河北唐山063012；2．天地(唐山)矿业科技有限公司，河北唐山063012；3．河北省煤炭洗选工程技术研究中心，河北唐山063012)[摘要]为了探讨大型香蕉筛的结构动态特性，通过合理的数据采集方法，进行实验模态分析，结果表明：从实验测试的角度考虑，

2、工作频率的取值合理，且远离其频率范围，不会引起结构的共振。从而为今后该大型香蕉筛的结构设计提供指导，也为其他类似设备的模态分析、结构改进与优化提供借鉴。[关键词]大型香蕉筛；实验模态；振动测试[中图分类号]TD452[文献标识码]B[文章编号]结构，是连续的弹性体，弹性与质量参数具有连续0引言分布的特点，其振动满足线性、定常、稳定的条件。香蕉筛也叫等厚筛，以外形与香蕉形状相似经过离散化处理，简化为一个有限多个离散的集而得名，目前主要应用在选矿厂分级、脱泥、脱介中参数的多自由系统，采用简化为有限自由度振和脱水等各个工艺环节中，

3、因其处理量大、筛分和动模型进行分析，利用Lagrange方程建立系统动脱介效率高、性能稳定可靠等优点越来越受到广力学方程，得到如下公式：大用户的青睐。近年来，随着重介质选矿工艺的推m[]+c，[]+kcp=Fr(1)广，大型化选矿厂的建设以及选矿工艺的日趋简式中：、、分别为结构各点的加速度、速化，香蕉筛的大型化逐渐成为发展方向，而发展大度、位移响应量矩阵；m，、，、分别为结构质量型香蕉筛、提高筛分效率和处理能力的关键问题矩阵、结构阻尼矩阵、结构刚度矩阵、结构载荷向之一就是提高大型香蕉筛的结构强度。为此广大量。科研工作者进行了

4、不懈的努力，归纳起来主要分在点作用单位力时，在i点所引起的响应公为理论研究、模拟分析和现场实验等㈣]。而这些式为：工作中，一个非常重要的方面是通过实验模态分HXi

5、F2析方法研究香蕉筛在频率范围内各阶主要模态的式中：为i点的频响函数；为i点位移变振动特性，研究香蕉筛在此频段内在外部或内部量；为i点受力变量。各种振源作用下实际振动响应。式(2)等同于系统机械导纳，也称为频域的传在进行动态测试数据采集过程中，激发点的递函数。布置对振动信号采集和分析影响较大，较多的布由于线性系统的互易性，应有：置并非最优选择。因此，根据大型香蕉筛

6、的结构特=日(3)点研究其合理的布置方法，以较少的布置方法获当该多自由系统受到任意激励F时，该系统得较优的结果也显得极其重要。由静平衡位置开始运动，由式(1)得到多自由振以某大型香蕉筛为例，另外根据其结构特点，动系统强迫振动的响应：采取合理的振动信号采集方法，通过实验分析的-()(4结果研究筛机的动态性能，为今后该大型香蕉筛的结构设计提供指导，也为其他类似设备的模态式中：{}为特征向量；{}为}的转置。分析、结构设计与优化提供借鉴。(1)频响函数矩阵中的任一行(如第i行)为：lH1日⋯j=1实验模态理论分析瓦[一*](5)工

7、程中的大型香蕉筛采用钢材制成的框架式2015年2月Feb．，2015陈思元大型香蕉筛的振动测试设计及实验模态分析113由式(5)可见，任一行都包含所有模态参数，3测试方法的设计而该行的第r阶模态的频响函数值之比值，即为第r阶模态振型在实验模态分析中，力锤游动、单在该实验模态分析时，采用SD150大型振动点拾振，其实质就是测量一行频响函数，从而进行测试及模态分析综合系统对香蕉筛进行振动测试模态参数识别。及模态分析，其振动信号采集分析系统测试方法(2)频响函数矩阵中的任一列(如第列)为：如图2所示。利用加速度传感器采集力锤锤击振

8、日“动，采集到的振动模拟信号由多通道电荷放大器H4转换为数字信号，并将不需要的频段信号或噪声一啦J：：(6)kr-~2mc信号过滤，使采集到的信号更加纯净。然后，数据Jl采集仪采集到数字信号，经电脑同步采样进行数由式(6)可得，任一列都包含所有模态参数，模转换，并记录信号。而该行的第，-阶模态的频响函数值之比值，即为第r阶模态振型。在实验模态分析中，力锤固定，各点拾振，其实质就是测量一列频响函数，从而进行模态参数识别]。2大型香蕉筛结构特点该实验模态分析采用的是宽度为4．2m的图2测试方法示意图S×J4261大型香蕉筛，如图

9、1所示。这是目前国内市场上宽度较大的香蕉筛之一，主要用于物料4数据采集方法的分级、脱水、脱泥、脱介等作业，主要由筛箱、筛由于目前采用大型振动测试及模态分析综合面、激振器、传动装置、支撑装置等构件组成。系统数据采集数据的方式主要为两种(单点激励多点拾振与多点激励单点拾振)，采用力锤敲击香蕉筛