自同步變橢圓軌跡振動篩仿真分析

石油鉆井液振動篩是對泥漿進行過濾回收的主要裝備，篩分速度和篩分效果是振動篩的重要指標，目前最先進的振動篩的振動軌跡是變橢圓形式，即入料端橢圓軌跡的傾角較大，長短軸半徑比值較小，有利于泥漿和巖屑沿豎直方向分離，而出料端橢圓軌跡傾角較小，長短軸半徑比值較大，有利于巖屑向外拋出。

從入料端至出料端，橢圓軌跡是連續(xù)均勻變化的，而帶動篩箱產(chǎn)生這一振動軌跡的兩個振動電機是自同步的，即兩個電機無任何相互制約機構(gòu)，但是電機擺塊能夠自動相互追隨，保持一定的相位差角，進行同轉(zhuǎn)速運行。

影響篩箱振動軌跡的因素有多種，包括：彈性支撐的剛度、篩箱質(zhì)量分布、電機水平和高度方向位置、電機擺塊大小、負載有效質(zhì)量等。目前還沒有成熟的技術(shù)能夠根據(jù)篩分需求給出各參數(shù)的準確數(shù)值，而且仿真分析可參考的資料也非常有限。本項目將自同步振動理論于仿真分析進行結(jié)合，在理論分析的基礎(chǔ)上形成虛擬樣機，驗證每一個參數(shù)對振動軌跡的影響，選擇最佳的參數(shù)組合。

振動篩通過4個彈性支撐固定在基礎(chǔ)上，其結(jié)構(gòu)屬于遠超共振系統(tǒng)，及結(jié)構(gòu)的激振頻率遠大于結(jié)構(gòu)的簡諧振動頻率，篩箱運行時兩個振動電機能夠?qū)崿F(xiàn)自動同步，但是在仿真分析時，必須根據(jù)自同步原理的計算公式，對兩個電機的相位差角進行分析：

彈性支撐一般由橡膠材料制成，其壓縮剛度曲線隨著壓縮次數(shù)會有一定程度變化并趨于一特定曲線：

確定好各輸入?yún)?shù)的數(shù)值后，采用三維模型建立仿真分析模型，采用顯式動力學(xué)求解器，求解幾個周期范圍內(nèi)的篩箱振動軌跡：

運行幾個周期后，篩箱振動軌跡曲線趨于穩(wěn)定：

整個篩箱的振動位移變化云圖：

文章轉(zhuǎn)載自微信公眾號：SmartFEA   歡迎大家關(guān)注