弛张筛主要用于细粒潮湿物料的分级和筛分,在原有的双振动激励下,其在水平和竖直方向上有相对振幅,从而可能导致物料在筛箱边缘和拐角处出现物料堆积现象,这不利于筛分。试验验证:多自由度振动筛分的筛分效果与二自由度相比更加理想。根据此观点论文在原有二自由度弛张筛的基础上提出三自由度弛张筛设计与分析。论文以TRIZ理论为基础发明设计出弛张筛横向激振装置,使弛张筛在空间上具有三个方向上的自由度,为了避免与惯性式激振器产生振动干涉,所设计的横向激振器相当于具有五个运动自由度的非刚性连杆,从机构学上可将横向激振装置与筛箱整体构成一种近似曲柄滑块机构,横向激振装置只提供一个方向的振动。建立三自由度弛张筛的简化模型,基于拉格朗日方程,建立弛张筛的三自由度动力学模型,根据相应参数得出支撑橡胶弹簧和剪切弹簧的刚度分别为8.16×10N m与1.98 × 105N/m。利用有限元分析软件ANSYS Workbench对简化模型进行多刚体动力学分析,确定仿真结果与理论模型计算值相符合,确定横向方向的固定筛框与浮动筛框振幅大小为23.8mm与30.1mm。静力学分析对弛张筛的关键支撑部位进行校核,避免关键部位出现强度不足,也为模态分析做基础。模态分析得出三自由度弛张筛的固有频率,避免共振和不利于弛张筛工作的模态。谐响应分析是对弛张筛进行扫频,显示不同频率下的位移响应。针对弛张筛不同振动类型分别分析筛面的动力学分析模型,得出筛面上任意一点的位移表达式。在多刚体动力学分析的基础上,避免出现共振频率,对聚氨酯筛面进行瞬态动力学分析确定其在二自由度状态和三自由度状态下的筛面型变量的大小。设计三自由度弛张筛模型并对其进行力学分析后加工实验样机并测试。确定筛分物料,以正交实验方法进行筛分效率的实验,得到振动电机的振动频率为10.5Hz时,横向转速在270r/min～330r/min之间选取,偏心距在25mm～30mm之间选取,弛张筛可获得较高的筛分效率。经实验验证,确定三自由度弛张筛的筛分效率较之传统二自由度弛张筛更加理想。图[57]表[12]参[92]