大型振動烘干機(jī)有限元分析及應(yīng)用.pdf

1、振動流化床烘干機(jī)是把振動的能量加入到普通流化床以達(dá)到改善烘干流化質(zhì)量的一種設(shè)備，可以在較低的流化烘干氣速下形成比較均勻的流化狀態(tài)。因?yàn)槲锪项w粒之間產(chǎn)生脈沖跳動，使得氣體與固體、固體與固體之間的接觸得到加強(qiáng)，物料之間粘結(jié)的概率降低，從而提高了熱量在物料與熱風(fēng)之間的傳遞速率，強(qiáng)化了生產(chǎn)過程，提高了生產(chǎn)質(zhì)量。但是從目前來看，振動流化床烘干機(jī)還有很多問題沒有解決。首先，目前使用的振動烘干機(jī)物料在機(jī)內(nèi)滯留時間短，對含水率高的物料就達(dá)不到烘干目的，

2、如若延長烘干時間，必須加長機(jī)體長度或使機(jī)器增加高度，從而會增大占地面積或空間。其次，傳統(tǒng)振動流化床烘干機(jī)只有一層篩板，在干燥過程中熱風(fēng)與被干燥物料只進(jìn)行一次交換，余下的相當(dāng)一部分熱量被熱風(fēng)帶走，所以熱效率較低，尤其是在高溫干燥物料時，熱效率更低。再次，對傳統(tǒng)振動流化床烘干機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)而得到的多層篩板振動烘干機(jī)結(jié)構(gòu)普遍比較復(fù)雜，在振動的作用下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，使用壽命比較低。因此，對以往振動流化床烘干機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，設(shè)計一種新型多層篩板振

3、動烘干機(jī)，使結(jié)構(gòu)盡量簡單，提高烘干效率以及熱利用效率，能夠?qū)崿F(xiàn)較長的使用壽命，對于我國干燥行業(yè)的發(fā)展具有重要的理論意義和實(shí)用價值。
　　 本文在總結(jié)國內(nèi)外振動烘干機(jī)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，根據(jù)給定的設(shè)計要求和設(shè)計數(shù)據(jù)，完成了多層對稱式振動烘干機(jī)的設(shè)計，并利用有限元軟件ANSYS對振動烘干機(jī)進(jìn)行了模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，之后根據(jù)分析結(jié)果完成了振動烘干機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。本文完成的主要工作如下:
　　 (1)根據(jù)給出的振動烘干機(jī)設(shè)計數(shù)據(jù)及

4、設(shè)計要求，對振動烘干機(jī)的走料路線進(jìn)行了創(chuàng)新，設(shè)計了一種新型多層對稱式振動烘干機(jī)。并用三維建模軟件Solidworks建立了多層對稱式振動烘干機(jī)的三維模型，將Solidworks中建好的振動烘干機(jī)篩箱模型導(dǎo)入到HYPERMESH中進(jìn)行網(wǎng)格的劃分。
　　 (2)將劃分好網(wǎng)格的振動烘干機(jī)模型導(dǎo)入有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行模態(tài)分析，求解得到振動烘干機(jī)的前8階固有頻率和模態(tài)振型。結(jié)果表明，振動烘干機(jī)的工作頻率能夠避開固有頻率，有效避免共

5、振的同時也能起到很好的隔振效果。
　　 (3)隨后對振動烘干機(jī)進(jìn)行了諧響應(yīng)分析，研究分析振動烘干機(jī)篩箱在周期性變化的激振力作用下的位移和應(yīng)力情況。結(jié)果表明，篩箱的整體應(yīng)力分布比較均勻，但是最大動應(yīng)力十分接近振動烘干機(jī)設(shè)計時的許用應(yīng)力，這種應(yīng)力過大現(xiàn)象使得振動烘干機(jī)在工作中容易發(fā)生疲勞破壞，不符合設(shè)計要求。
　　 (4)針對振動烘干機(jī)設(shè)計不合理的情況，對篩箱部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的修改。并利用有限元軟件ANSYS對修改后的篩箱進(jìn)行

6、了模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析。模態(tài)分析結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的振動烘干機(jī)篩箱固有頻率雖然發(fā)生了變化，但是其工作頻率仍然能夠避開固有頻率，有效避免共振的發(fā)生。諧響應(yīng)分析結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的篩箱動應(yīng)力分布趨于均勻，而且最大應(yīng)力遠(yuǎn)小于篩箱的許用應(yīng)力，能夠滿足振動烘干機(jī)的使用要求，結(jié)構(gòu)合理。除此之外，振動烘干機(jī)整體重量降低，激振力和電機(jī)功率也隨之降低，這對于振動烘干機(jī)在節(jié)能、環(huán)保以及提高使用壽命等方面都有了很大的提高。
　　 綜上所述，本文的