三自由度混联振动筛及颗粒群运动规律研究

多维并联振动筛是将并联机构作为振动筛的激振机构,实现振动筛面复杂空间曲线的运动轨迹的一种新型振动筛,可有效提高振动筛筛分质量和效率,解决了现有振动筛由于振动的自由度数较少,筛面物料颗粒分散度不高引起的物料堆积、筛孔堵塞和筛分效率低等问题。论文根据三自由度振动筛主体激振机构机型设计的基本要求,基于机构拓扑结构理论构造了一种全解耦的三自由度混联机构2PRRR-P(2R),作为三自由度振动筛的主体激振机构,并基于D-H变换矩阵推导出筛面的运动轨迹方程；分析了三自由度振动筛主体激振机构的奇异位形,得出了激振机构处理奇异位置的条件,在振动筛结构设计时可有效避免奇异位置；基于TRIZ理论对三自由度振动筛结构进行了优化设计,解决了第一代振动筛样机结构存在的问题,使新型的振动筛样机结构更加合理,运行更加可靠。为验证三自由度振动筛激振机构机构设计的可行性,运用ADAMS软件对振动筛进行运动学仿真,得到了筛面的位移时间图和速度时间图,经过图形和数据分析进一步验证了混联机构2PRRR-P(2R)是完全解耦的三平移机构,且筛框三个方向的振幅和频率均能独立调节；基于ANSYS Workbench对振动筛筛架进行模态分析,有效的避免振动筛可能存在的共振问题,为振动筛样机设计提供依据。基于EDEM对棉籽颗粒群在三自由度振动筛筛面上的筛分过程进行模拟分析,绘制出筛面不同运动状态下对应的颗粒运动曲线,得出颗粒物料群在三自由度振动筛筛面上的运动规律筛面增加X向、Y向的运动自由度,可相应的增加颗粒群在X向、Y向的抛掷位移,利于颗粒在筛面的分散,使颗粒平均透筛时间减少,提高筛分效率。通过EDEM仿真试验研究振动筛的振动参数、筛面倾角及筛面的长宽比对钾矿石三自由度振动筛筛分效率的影响,优化了振动筛的振动参数为振动筛样机结构设计和参数选择提供了参考。