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随着粮食工业的进步与发展,人们对粮食产品质量的要求也越来越高,而粮食含杂率是影响产品质量的关键因素之一。作为粮食产后清理的主要设备之一,粮食往复直线振动筛在强大的周期载荷下做受迫运动,常常会有无故障运行时间短、振动噪声大、隔振能力差、维修成本高等问题。突破传统振动筛的筛分机构,研究出更加合理、高效的粮食产后清理筛分设备,对提高筛分效率,增加粮食存储质量,以及降低能耗,保障食品安全都意义重大,且迫在眉睫。本文以TQLZ型直线振动筛为研究对象,以机械动力学和有限元法为理论基础,运用MATLAB与ANSYS Workbench等数值分析工具对新型双质体直线振动筛设备进行了分析研究,主要内容和结果如下:(1)以TQLZ180×200型直线振动筛为基础,对新型双质体直线振动筛进行结构分析与改进,建立其理论模型,根据牛顿第二定律建立了双质体直线振动筛二自由度振动系统的运动微分方程,并对相关动力学参数进行计算。(2)对主振弹簧进行受力分析并完成结构设计,运用Pro/E软件绘制其三维实体模型,然后将实体模型导入ANSYS Workbench软件进行静力学分析、模态分析和谐响应分析。静力学分析得到最大等效应力为104.53MPa,远低于材料的屈服极限520MPa;模态分析可得主振弹簧的前6阶模态,其固有频率远离筛机的工作频率;谐响应分析得主振弹簧的最大平均应力值为323.23MPa,远小于主振弹簧材料的屈服极限值。(3)完成对橡胶隔振弹簧动态刚度系数和阻尼系数以及主振弹簧的刚度系数的实验检测,得到双质体直线振动筛机的幅频特性曲线,并运用MATLAB数值仿真计算工具仿真出双质体直线振动筛上质体和下质体振幅分别为5.8mm和2.2mm,表明更多能量用于物料的分级与透筛。并提出在满足实际工况前提下,主振弹簧刚度的取值范围应在8×2×10~5N/m~8×3.5×10~5N/m之间。(4)根据仿真结果并结合理论计算表明:该新型双质体直线振动筛的改进以及主振弹簧设计满足要求,较传统直线振动筛双质体结构振动筛可降低所需激振力10%,传给基础的动载荷可降低16~61%,物料的处理能力提高92%左右,从而实现节约能源、降低能耗、延长筛机使用寿命以及提高处理能力的目的,完成本文双质体结构振动筛的设计目标。(5)通过双质体结构和单质体结构振动筛振幅值的测量,来验证本课题设计思路及仿真结果。