DOI:10.13436/j.mkjx.2011.09.092 第 32 2011 卷第 年 09 09 期 月 煤 矿 机 械 Coal Mine Machinery Vol.32No.09 Sep. 2011 基于 MATLAB 软件的振动筛振动研究 王 谦 赵俊利 ， 摘 要 介绍了一种新型的振动筛 ： （ 中北大学 机电工程学院 太原 030051） 在建立力学模型基础上 ， ， 研究不同转速和偏心质量条件下振动筛的振幅变化 利用 ， MATIAB 数学软件对其振 分析和处理仿真结 ， ， 动特性进行了仿真分析 果 。 为振动筛的设计提供理论依据 关键词 中图分类号 运动特性 振动筛 ： ； . ： TD452 仿真 ； MATLAB 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1003 － 0794（2011）09 － 0038 － 02 Analysis and Study on Vibration Shaker with MATLAB Software WANG Qian， ZHAO Jun-li （College of Mechanical Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, China ） Abstract： A new vibration shaker is presented and major vibration characteristics of vibration shaker are analyzed by using MATIAB based on virtual prototype established.To study motion characteristic of shaker on condition of different rotational speed and off-center mass. Through analysis and disposal of simulation results，offer a theoretical basis for design of the shaker. 1 Key words： shaker； motion characteristics； MATLAB simulation 振动筛结构 振动筛主要由筛箱 底架等组成 分解为驱动轴 所示 振动器 筛网 。 、 、 偏心锤本体和配重块等部件 ， 如图 ， 1 。 ， ， ， ， 。 、 、 ， 振动 器安装在筛 箱侧板上 产生离心惯 性力 筛机侧板采用优质钢板制作而成 减振弹簧装 采用筒体式偏心轴激振器及偏块 并由电动机 迫使 筛 侧板与 。 激 振器底座采 用高强度螺 栓或环槽 铆 钉 连 并由电动机通过联 迫使筛振动 置 调节振幅 通过三角皮 带带动旋转 箱振动 横梁 接 轴器带动旋转 模型建立 振动筛采用模块化设计 、 振动器安装在筛箱侧板上 ， 产生离心惯性力 筛体和架体可拆分 振动器的偏心旋转中心离振动筛的重心一定距离 振动器安装在振动筛的侧边 动器结构简单 架 ， 利用 下筛框 ， 振 机 ， 电机通过联轴器与激振器相连 。 筛体分解为上 振动器 。 该振动筛由上下筛体 左右支撑和筛网等部件 软件对振动筛建模 便于安装和检修 动力装置组成 中间支撑 可靠性高 solidworks 。 。 ， ， ， ， ， ， 。 ， 2 ， ， ； 并可为提升机系统安全分析提供评判依据 。 ， 对数学 经验 模 型 总 体 检验表明本文所建 与实际情况相符 ， 提升机制动器研制的定量化 ， ， ； 利用 （3） F 检验的 方法 与自变量的显著性进行了检验 经验模型具有数学上的严谨性 可作为闸瓦材料开发 参考 参考文献 ： 林谢昭 高诚辉 黄健萌 、 ， ［1］ ， 布的影响 ， ． 工程设计学报 制 动 工 况 参 数 对 制 动 盘 摩 擦 温 度 场 分 ［J］. 张琦 ． ， 双向自增力式制动器摩擦模型的研究 ，2006，13（1）：45-48． 汽车科 ［J］. 谢伯元 技 石振东 ． ［2］ ［3］ ，2006（1）：17-19． 试验数据处理与曲线拟合技术 ［M］. 哈尔滨 ： 哈尔滨船舶 38 振动筛结构示意图 图 1 建立物理模型 振动筛利用激振器做强迫振动 3 其简化为 3 个自由度的物理模型 ， y1 y x m r δ v v1 M o x1 x ， 如图 在分析中 将 ， 所示 。 2 图 2 振动筛三自由度力学模型 ［4］ ［5］ ［6］ ，1991． 陈国 安 ， ． 润滑与密封 陈国 安 ， ． 朱真才 ［J］. 史志远 史志远 ， 实验研究 朱真才 ， 性能 ［J］. 董德元 杨节 ， 苏敏文 ， 等 ． ， 中国计量出版社 ，1987． 哈尔滨工业大学学报 提 升 机 盘 形 制 动 器 闸 瓦 材 料 摩 擦 性 能 ，2006（12）：99-101． 提 升 机 盘 形 制 动 器 无 石 棉 闸 瓦 的 摩 擦 ，2008（3）：462-465． 试验研究的数量统计方法 ［M］. 北京 ： 王霞 王洪瑞 ， ［7］ 陈丽 ， 等 ， ． 动态摩擦模型仿真 计算机仿真 ［J］. ，2006，23 （2）：283-285． 作者简介 ： 史志远 （1981- ）， 河北承德人 工程师 研究生 ， ， 从事机械装备可靠性与摩擦学研究以及矿用产品认证工作 主要 ， 电话 ： ， 010-84264266-838， 电子信箱 责任编辑 ： ：shizhiyuancumt@126.com. 卢盛春 收稿日期 ：2011－04－14 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 经验模型 工程学院出版社 

， m m / 移 位 动 振 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5 0.00 0.05 0.05 时间 0.15 0.20 /s 垂直方向振动位移 3 图 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5 0.00 m m / 移 位 动 振 图 4 第 卷第 期 基于 09 32 振动筛的激振力不通过振筛的质心 个自 由于弹簧的弹性力对振动筛振动影响不 MATLAB 为 3 ， 可以忽略 振动筛的运动用 方向 方向和 将振动筛 在平衡状态 时作为起点 x ，y Ψ 建立方 ， ， 由度系统 大 来描述 程为 ， ， 。 ·· （M+m）y =mw2rsin wt ·· （M+m）x =mw2rcos wt ·· （J+J0）Ψ 上述微分方程的特解为 =mw2r（loycos wt-loxsin wt） yH=Aysin wt xH=Axcos wt Ψ=AΨxsin wt+AΨycos wt Ax=-mr/（M+m） Ay=-mr/（M+m） AΨx=mrlox/（J+J0） AΨy=mrloy/（J+J0） 式中 J、J0——— 振动筛机体和偏心块对机体质心的 转动惯量 ； 振动的角加速度 ； ——— ； 振动的水平和竖直加速度 水平方向振幅 垂直方向振幅 ； 水平方向振幅角 垂直方向振幅角 ； ； 。 ·· Ψ ·· 、y ·· x ——— Ax——— Ay——— AΨx——— AΨy——— ， 因此 振动筛上任一点的运动方程为 y=（Ay-AΨxlex）sin wt-AΨylexcos wt 4 x=AΨxlexsin wt+（Ax+AΨylex）cos wt 仿真分析 应用 软件对其分析 MATLAB 1 600 kg，m=22 kg，w=104 rad/s，r=98 mm 平 和 竖 直 方 向 上 的 振 幅 随 时 间 变 化 如 图 所示 。 选取初始值 。 M= 得到 的水 和 图 4 3 软件的振动筛振动研究 王 谦 等 ， ——— Vol.32No.09 综合分析可 知振动筛 的 最 大 水 平 振 幅 和 最 大 但水平方向略大于竖直 个方向叠加后可知振动筛将做椭圆运动 ， 这将提高振动 竖直振幅都近似为 方向 即振动筛的实际轨迹将为椭圆振动 筛的能量利用率 改善振动筛的能量输出过程 0.5 mm， 将 2 ， ， 。 0.05 0.05 时间 /s 0.15 0.20 水平方向振动位移 5 结语 从物理公式和仿真结果可以看出 振动筛的运 改变电机转速和偏心质量可改变振 从而改变振动筛的 本文从 理论上分析 了振动筛 的 振 动 轨 动为椭圆运动 动筛运动水平振幅和垂直振幅 振动 轨迹 迹 这将为振动筛的实际生产提供理论依据 ， ， ， 。 。 ， 参考文献 ： 宋书巾 ， 研究初探 李玉凤 ， 煤矿机械 ［1］ ［2］ 周祖德 胡业 发 ． ， 振 动 筛 分 机 械 发 展 概 述 及 新 型 振 动 筛 矿山机械 ［J］. 李永志 ，2006(4)：73-75． 潘东明 等 ． ， ， 直线振动筛运 动 学 参 数 的 确 定 ［J］. 程耀东 ， ［3］ 作者简介 硕 士 研 究 生 ： ， ，2008，29(3)：33—34． 李培玉 机械振动学 ． 王谦 （1986- ）， 研 究 方 向 649106927@qq.com. 责任编辑 杭州 ［M］. ： 山东威海人 浙江大学出版社 ，2005． 中北大学机电工程学院 ， 机 械 设 计 总 体技 术 电 子 信 箱 ： ， 卢盛春 收稿日期 ：2011－03－24 : ： !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 本 刊 声 明 次被认定为中文核心期刊 日开始只加入 月 黑龙江省优秀期刊 ， 中国知网 “ 剑桥科学文摘 并在此网上可以优先数字出版 列入 ”， ， 《 煤矿机械 杂志连续 5 》 本刊已从 和 2010 重庆维普网 同时也付给作者稿酬 。 ” “ 《 志 来源期刊 》 万方数据网 “ 发表费 子信箱发来 ， 投稿只能用 ， 网址投稿须知 7 9 年 作者稿酬由杂志社一次付清 ”， 如有不同意上面所述者 请来函说明 ， ， 排双栏版并请仔细阅读 字数在 3 000~5 000 Word ， 电子信箱 在第一作者简介文末留下联系电话 。 元 ， 定价每册 全年 ， 。 、 15 12 册 ， 年本刊仍为国家标准 2011 也可来函索取征订单 A4 欢迎订阅 、 年本刊发布广告价格如下 （ ， 页 开本 投稿 老客户老价格 ，272 。 ， cn 阅 ， 》、《 ， 文摘杂 不再加入 在本刊发表文章收 投稿必须通过电 请查看 ， mkjx. 。 投稿之前 订阅者可到当地邮局订 本杂志社属自负盈亏单位 ， 本杂志社将适当处理 字为宜 。 元 ， 180 封二 封三 内页 彩色 彩色 黑白 （ （ （ ） ） ） 新客户执行新价格 ， 8 000 7500 2 400 39 ， 多登优惠 插页 插页 内页 元 ／ ）（ 彩页 黑白 半版 （ （ （ 版 ）： ） ） ） 7 000 4 000 1 200 封面 封底 插页 2011 彩色 彩色 彩色半版 ） ） （ （ （ 10 000 9 000 3 500 ）