CN103691668B - 一种振动筛固有频率调节方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动筛固有频率调节方法及装置，所述方法包括：实测并分析预装固有频率调节装置的振动筛竖直方向自由振动而得到其实测固有频率，通过其一般数学模型计算得到其计算固有频率和对应的正则振型，将实测固有频率与设计固有频率相比较并根据固有频率误差判据判断是否需要进行固有频率的调整。若需调整，则确定调整目标值并利用调节装置进行调节，进而对调整后的实测固有频率根据误差判据判断是否需要重复上述步骤。所述装置包括燕尾槽导轨及滑块、滑块钢丝绳及接头、双吊耳弹簧底座及压板、调力螺栓副、悬挂压缩螺旋弹簧、压板钢丝绳及接头和三吊耳悬挂。本发明具有经济性好、操作简单、协助筛体减振及消减筛体摆动和扭转的特点。

Description

一种振动筛固有频率调节方法及装置

技术领域

本发明涉及一种设备固有频率调节方法及装置，特别涉及一种振动筛固有频率调节方法及装置。

背景技术

在矿物筛分领域，振动筛的主减振装置通常是由单个金属圆柱螺旋压缩弹簧或多个该类弹簧的并联组合体构成，其一端与筛体支座连接，另一端一般安装在振动筛底座上。由于长期承受动态变化的压载荷及潮湿、恶劣工作环境的影响，实际生产中常发现弹簧严重扭曲变形、簧丝腐蚀裂痕或簧力不足等情况。振动筛在强交变载荷下振动时，弹簧的损伤或故障通过影响其材料特性而改变实际刚度值，进而使振动筛整机不满足设计标准要求。弹簧刚度值的改变，最直接的影响是改变参振筛体竖直方向的固有频率：一方面，当变化后固有频率与激振频率相接近时，筛体容易发生共振或不稳定振动(如筛箱横向摆动和两侧板对称点双振幅差过大)而降低整机可靠性；另一方面，若振动筛激振参数恒定，则固有频率的变化将改变筛体实际运动参数(稳态振动的位移、速度和加速度)，从而影响设备筛分效率及整条生产线的生产效率。由于实际生产中弹簧损坏或故障的情况时常发生，从而改变振动筛固有频率，因此，需要一种振动筛固有频率调节方法及装置。

一般地，振动筛可看成一个单自由度质量-刚度系统，筛体参振质量m，筛体主减振装置的竖直方向刚度为k，则振动筛竖直方向振动的固有频率f_n的计算式如下：

$f_n=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k}{m}}---\left(1\right)$

对于筛体结构恒定的振动筛，公式(1)中其参振质量m不变，减振装置弹簧损伤或故障将引起刚度的变化，因此，调节振动筛的主减振装置竖直方向刚度值k可以改变其固有频率f_n。常规地，通过更换或增减已有的减振弹簧可以实现上述刚度值的变化，但是由于当前振动筛、尤其是大型振动筛结构庞大，变换减振弹簧时需要将筛体搬离底座，且需与给料与出料设备脱开，因此操作过程复杂；此外，增减振弹簧时需要改变筛体支座和振动筛底座的结构以能适应安装新的弹簧，因此经济性差。

发明内容

本发明的目的是要提供一种振动筛固有频率调节方法及装置，解决常规的通过更换或增减已有的减振弹簧以实现固有频率变化的操作复杂和不经济性等的问题。

本发明目的是通过以下技术方案实现的：

所述的一种振动筛固有频率调节方法，对实测预先装有固有频率调节装置的筛体竖直方向的自由振动响应信号进行频域分析得到信号主频率，即振动筛实测固有频率，通过振动筛数学模型计算得到振动筛的计算固有频率和对应的正则振型，将实测固有频率与振动筛设计固有频率相比较并根据固有频率误差判据判断是否需要进行固有频率的调整；若需要调整，则确定固有频率调整目标值并利用调节装置进行固有频率调节，进而，对调整后的实测固有频率根据固有频率误差判据判断是否需要重复上述步骤；若不需要调整，则直接退出结束；具体步骤如下：

(1)实测固有频率f_c2的获取：利用信号采集设备采集预先装有固有频率调节装置的振动筛筛体竖直方向的自由振动响应信号，通过对实测信号的频域分析获得信号的主频率，所述的主频率即为振动筛的竖直方向运动的固有频率f_c2；

(2)计算固有频率f_n2和对应的正则振型的获取，振动筛双惯性激振器同步后的稳态激振力作用线不一定经过筛体参振质量的质心O，建立预先装有固有频率调节装置的振动筛的一般数学模型，获得振动筛的基本参数，包括：筛体参振质量m，筛体绕侧板法向的转动惯量J，两惯性激振器同步后的转动角速度ω，两惯性激振器最大惯性激振合力F，两惯性激振器最大惯性激振合力F与水平方向的夹角α，两惯性激振器最大惯性激振合力F与水平方向交点到参振筛体质心O的距离L，固有频率调节装置竖直方向刚度值筛体入料端、出料端主减振装置水平方向刚度值k_x；筛体入料端、出料端主减振装置竖直方向的刚度值k_y；筛体主减振装置中心到质心的水平距离L₁和L₂；固有频率调节装置到质心的水平距离s；筛体入料端主减振装置支点A到参振筛体质心O的垂直距离d₁；筛体出料端主减振装置支点B到参振筛体质心O的垂直距离d₂；c_x为筛体入料端、出料端主减振装置水平方向阻尼值，c_yy为筛体入料端、出料端主减振装置竖直方向的阻尼值，c_θ为筛体绕经过质心O的侧板法线的转动过程的阻尼值，δ为两惯性激振器的初相位；

预先装有固有频率调节装置的振动筛运动微分方程为：

$\left.\begin{array}{c}M\stackrel{\·\·}{x}+c_x\stackrel{\·}{x}+k_x(x+d_1\mathrm{\θ})+k_x(x-d_2\mathrm{\θ})=F\sin (\mathrm{\ωt}-\mathrm{\δ})\cos \mathrm{\α}\\ M\stackrel{\·\·}{y}+c_y\stackrel{\·}{y}+k_y(y+L_1\mathrm{\θ})+k_y(y-L_2\mathrm{\θ})+k_y^s(y+\mathrm{s\θ})=F\sin (\mathrm{\ωt}-\mathrm{\δ})\sin \mathrm{\α}\\ J\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}+c_{\mathrm{\θ}}\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}+k_y(y+L_1\mathrm{\θ})L_1-k_y(y-L_2\mathrm{\θ})L_2+k_y^s(y+\mathrm{s\θ})s+k_x(x+d_1\mathrm{\θ})d_1-k_x(x-d_2\mathrm{\θ})d_2\\ =\mathrm{FL}\sin (\mathrm{\ωt}-\mathrm{\δ})\sin \mathrm{\α}\end{array}\right\}---\left(2\right)$

其中，x-筛体沿水平方向的平动位移，y-筛体沿竖直方向的平动位移，θ-筛体绕经过质心O的侧板法线的转动角位移。[·]表示对时间的一阶导数，[··]表示对时间的二阶导数；

预先装有固有频率调节装置的振动筛的质量矩阵M和刚度矩阵K分别为

$M=\left[\begin{array}{ccc}m& 0& 0\\ 0& m& 0\\ 0& 0& J\end{array}\right]---\left(3\right)$

和

$K=\left[\begin{array}{ccc}{2k}_x& 0& k_x(d_1-d_2)\\ 0& {2k}_y+k_y^s& k_y(L_1-L_2)+k_y^{s}s\\ k_x(d_1-d_2)& k_y(L_1-L_2)+k_y^{s}s& k_x(d_1^2+d_2^2)+k_y(L_1^2+L_2^2)+k_y^s{s}^2\end{array}\right]---\left(4\right)$

通过求解方程：

$(K-{4\mathrm{\π}}^2{f}_{\mathrm{nr}}^{2}M){\mathrm{\φ}}_N^{\left(r\right)}=0,(r=\mathrm{1,2,3})---\left(5\right)$

得到计算固有频率f_n2，即第二阶固有频率，r＝2和对应的正则振型

根据所述步骤(1)中的实测固有频率f_c2和振动筛设计固有频率计算固有频率误差df_n：

${\mathrm{df}}_n=f_{n2}^t-f_{c2}---\left(6\right)$

若固有频率误差df_n不大于允许值，则无需调节振动筛固有频率；若固有频率误差df_n大于允许值，则需调节振动筛固有频率，进入步骤(3)；

(3)实施固有频率的调节：计算预先装有固有频率调节装置的振动筛固有频率对固有频率调节装置到质心的水平距离s的灵敏度为：

$\frac{{\∂f}_{n2}}{\∂s}=\frac{{\left[{\mathrm{\φ}}_N^{\left(2\right)}\right]}^T\frac{\∂K}{\∂s}{\mathrm{\φ}}_N^{\left(2\right)}}{{8\mathrm{\π}}^2{f}_{n2}^t}---\left(7\right)$

将预先装有固有频率调节装置的振动筛的设计固有频率作为需要调整的固有频率目标值即

$f_{n2}^{\mathrm{td}}=f_{n2}^t---\left(8\right)$

依据泰勒公式，按下式计算需要的固有频率调节装置位置变化量Δs：

$\mathrm{\Δs}=(f_{n2}^{\mathrm{td}}-f_{c2})/\left(\frac{{\∂f}_{n2}}{\∂s}\right)---\left(9\right)$

并利用振动筛固有频率调节装置进行固有频率调节，使之满足需要调整到的目标值 $f_{n2}^{\mathrm{td}}.$

所述的一种振动筛固有频率调节装置，包括行走部、减振部和悬挂部；

所述行走部包括燕尾槽导轨和燕尾槽滑块；两块相同的燕尾槽滑块与燕尾槽导轨通过燕尾槽约束配合；所述燕尾槽导轨通过螺钉固定于振动筛上楼板上，燕尾槽导轨走向与振动筛侧板平行；

所述减振部包括双吊耳弹簧底座、调力螺栓副、双吊耳弹簧压板和悬挂压缩螺旋弹簧；所述双吊耳弹簧底座的吊耳和双吊耳弹簧压板的吊耳相对布置，调力螺栓副的螺栓依次穿过双吊耳弹簧底座圆孔、悬挂压缩螺旋弹簧和双吊耳弹簧压板圆孔，在调力螺栓副螺栓的螺纹部分套有弹性垫圈；

所述悬挂部包括滑块钢丝绳接头、滑块钢丝绳、压板钢丝绳接头、压板钢丝绳和三吊耳悬挂；所述滑块钢丝绳依次穿过同侧的燕尾槽滑块吊耳孔和双吊耳弹簧底座的吊耳孔，通过滑块钢丝绳接头将滑块钢丝绳联接构成环形；所述压板钢丝绳依次穿过同侧的双吊耳弹簧压板吊耳孔和三吊耳悬挂的悬挂上吊耳，通过压板钢丝绳接头将压板钢丝绳联接构成环形；压板钢丝绳穿过双吊耳弹簧底座同侧的长圆孔。

所述的两筛体侧板上需同时并排设置筛体吊耳，筛体吊耳的通孔法向垂直于筛体侧板，其与三吊耳悬挂的悬挂下吊耳通过钢丝绳联接。

有益效果，由于采用了上述方案，避免了当前必须将筛体搬离底座及振动筛与给料与出料设备脱开来变换弹簧的复杂操作，也避免了增减振弹簧时必须改变筛体支座和振动筛底座的结构来能适应新安装弹簧的经济性差的操作。在固有频率满足设计要求的情况下，振动筛固有频率调节装置可以作为副减振装置协同一端与筛体支座连接而另一端一般安装在振动筛底座上的主减振装置构成振动筛的混联减振系统；此外，振动筛固有频率调节装置的减振部和悬挂部整体构成了振动筛的防摆重块，通过钢丝绳与筛体吊耳联接，在振动筛过共振区时能有效的抑制筛体的横向摆动；另外，减振部中，由于双吊耳弹簧底座和双吊耳弹簧压板通过调力螺栓副的拧紧而挤压悬挂压缩螺旋弹簧，弹簧上下端面在和双吊耳弹簧压板和双吊耳弹簧底座的接触面上构成静摩擦约束，从而产生抗扭力矩，由于悬挂部与筛体吊耳通过钢丝绳联接，且同处于侧板平面内，悬挂部对筛体构成了面约束，筛体运动过程中的扭转经过悬挂部后在减振部得到了减缓或消除。因此，上述方案具有经济性好、操作简单、协助筛体减振及消减筛体摆动和扭转的特点。

附图说明

图1是本发明的固有频率调节方法的技术流程图。

图2是预先装有固有频率调节装置的振动筛一般数学模型。

图3是本发明的实施振动筛固有频率调节的调节装置。

图4-a是本发明的实施振动筛固有频率调节的调节装置的燕尾槽导轨示意图。

图4-b是本发明的实施振动筛固有频率调节的调节装置的燕尾槽滑块示意图。

图4-c是本发明的实施振动筛固有频率调节的调节装置的双吊耳弹簧底座示意图。

图4-d是本发明的实施振动筛固有频率调节的调节装置的双吊耳弹簧压板示意图。

图4-e是本发明的实施振动筛固有频率调节的调节装置的三吊耳悬挂示意图。

图2中：A-筛体入料端主减振装置支点；B-筛体出料端主减振装置支点；O-参振筛体质心；C_-i、…、C_-1、C₀、C₊₁、…、C_+j-筛体上分布的筛体吊耳位置；x-筛体沿水平方向的平动位移，y-筛体沿竖直方向的平动位移，θ-筛体绕经过质心O的侧板法线的转动角位移；m-筛体参振质量；J-筛体绕经过质心O的侧板法线的转动惯量；ω-两惯性激振器同步后的转动角速度；F-两惯性激振器最大惯性激振合力；α-两惯性激振器最大惯性激振合力F与水平方向的夹角；L-两惯性激振器最大惯性激振合力F与水平方向交点到参振筛体质心O的距离；-固有频率调节装置竖直方向刚度值，k_x-筛体入料端、出料端主减振装置水平方向刚度值；k_y-筛体入料端、出料端主减振装置竖直方向的刚度值；L₁和L₂-筛体主减振装置中心到质心的水平距离；s-固有频率调节装置到质心的水平距离；d₁-筛体入料端主减振装置支点A到参振筛体质心O的垂直距离；d₂-筛体出料端主减振装置支点B到参振筛体质心O的垂直距离；c_x-筛体入料端、出料端主减振装置水平方向阻尼值；c_y-筛体入料端、出料端主减振装置竖直方向的阻尼值；c_θ-筛体绕经过质心O的侧板法线的转动过程的阻尼值；δ-两惯性激振器的初相位。

图3中：1、燕尾槽导轨；2、燕尾槽滑块；3、滑块钢丝绳接头；4、滑块钢丝绳；5、双吊耳弹簧底座；6、调力螺栓副；7、双吊耳弹簧压板；8、悬挂压缩螺旋弹簧；9、压板钢丝绳；10、压板钢丝绳接头；11、三吊耳悬挂吊耳。

图4中：(a)燕尾槽导轨1示意，1.1、燕尾槽，1.2、燕尾槽导轨侧棱；(b)燕尾槽滑块2示意，2.1、燕尾槽滑块凸棱，2.2、燕尾槽滑块吊耳；(c)双吊耳弹簧底座5示意，5.1、底座吊耳，5.2、底座弹簧定位通柱，5.2、底座长圆孔；(d)双吊耳弹簧压板7示意，7.1、压板吊耳，7.2、压板弹簧定位通柱；(e)三吊耳悬挂11示意，11.1、悬挂上吊耳，11.2、悬挂下吊耳。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步的说明：

实施例1：对实测预先装有固有频率调节装置的筛体竖直方向的自由振动响应信号进行频域分析得到信号主频率，即振动筛实测固有频率，通过振动筛的一般数学模型计算得到其计算固有频率和对应的正则振型，将实测固有频率与振动筛设计固有频率相比较并根据固有频率误差判据判断是否需要进行固有频率的调整。若需要调整，则确定固有频率调整目标值并利用调节装置进行固有频率调节，进而，对调整后的实测固有频率根据固有频率误差判据判断是否需要重复上述步骤；若不需要调整，则直接退出结束。具体步骤如下：

(1)实测固有频率f_c2的获取：利用信号采集设备采集预先装有固有频率调节装置的振动筛筛体竖直方向的自由振动响应信号，通过对实测信号的频域分析获得信号的主频率f_c2，即振动筛的竖直方向运动的固有频率。

(2)计算固有频率f_n2和对应的正则振型的获取：考虑到设计与制造过程中的误差，预先装有调节装置的振动筛双惯性激振器同步后的稳态激振力作用线不一定经过筛体参振质量的质心O，建立其一般数学模型，如图2所示。

两筛体侧板上并排设置筛体吊耳C_-i、…、C_-1、…、C₀、…、C₊₁、…、C_+j，其中C₀为固有频率调整前与调节装置，即预先装有固有频率调节装置联接的筛体吊耳。调节装置另一端由燕尾槽导轨1通过螺钉固定与振动筛上楼板固定。根据振动筛设计制造的二维图纸，利用三维软件建立其三维实体模型并设置各零部件材料及约束情况，最后软件分析获得计算振动筛固有频率所需的基本参数，包括：筛体参振质量m，筛体绕侧板法向的转动惯量J，两惯性激振器同步后的转动角速度ω，两惯性激振器最大惯性激振合力F，两惯性激振器最大惯性激振合力F与水平方向的夹角α，两惯性激振器最大惯性激振合力F与水平方向交点到参振筛体质心O的距离L，固有频率调节装置竖直方向刚度值筛体入料端、出料端主减振装置水平方向刚度值k_x；筛体入料端、出料端主减振装置竖直方向的刚度值k_y；筛体主减振装置中心到质心的水平距离L₁和L₂；固有频率调节装置到质心的水平距离s；筛体入料端主减振装置支点A到参振筛体质心O的垂直距离d₁；筛体出料端主减振装置支点B到参振筛体质心O的垂直距离d₂；c_x为筛体入料端、出料端主减振装置水平方向阻尼值，c_y为筛体入料端、出料端主减振装置竖直方向的阻尼值，c_θ为筛体绕经过质心O的侧板法线的转动过程的阻尼值，δ为两惯性激振器的初相位；

预先装有固有频率调节装置的振动筛运动微分方程为：

$\left.\begin{array}{c}M\stackrel{\·\·}{x}+c_x\stackrel{\·}{x}+k_x(x+d_1\mathrm{\θ})+k_x(x-d_2\mathrm{\θ})=F\sin (\mathrm{\ωt}-\mathrm{\δ})\cos \mathrm{\α}\\ M\stackrel{\·\·}{y}+c_y\stackrel{\·}{y}+k_y(y+L_1\mathrm{\θ})+k_y(y-L_2\mathrm{\θ})+k_y^s(y+\mathrm{s\θ})=F\sin (\mathrm{\ωt}-\mathrm{\δ})\sin \mathrm{\α}\\ J\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}+c_{\mathrm{\θ}}\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}+k_y(y+L_1\mathrm{\θ})L_1-k_y(y-L_2\mathrm{\θ})L_2+k_y^s(y+\mathrm{s\θ})s+k_x(x+d_1\mathrm{\θ})d_1-k_x(x-d_2\mathrm{\θ})d_2\\ =\mathrm{FL}\sin (\mathrm{\ωt}-\mathrm{\δ})\sin \mathrm{\α}\end{array}\right\}---\left(2\right)$

其中，x-筛体沿水平方向的平动位移，y-筛体沿竖直方向的平动位移，θ-筛体绕经过质心O的侧板法线的转动角位移。[·]表示对时间的一阶导数，[··]表示对时间的二阶导数；

预先装有固有频率调节装置的振动筛的质量矩阵M和刚度矩阵K分别为

$M=\left[\begin{array}{ccc}m& 0& 0\\ 0& m& 0\\ 0& 0& J\end{array}\right]---\left(3\right)$

和

$K=\left[\begin{array}{ccc}{2k}_x& 0& k_x(d_1-d_2)\\ 0& {2k}_y+k_y^s& k_y(L_1-L_2)+k_y^{s}s\\ k_x(d_1-d_2)& k_y(L_1-L_2)+k_y^{s}s& k_x(d_1^2+d_2^2)+k_y(L_1^2+L_2^2)+k_y^s{s}^2\end{array}\right]---\left(4\right)$

通过求解方程：

$(K-{4\mathrm{\π}}^2{f}_{\mathrm{nr}}^{2}M){\mathrm{\φ}}_N^{\left(r\right)}=0,(r=\mathrm{1,2,3})---\left(5\right)$

得到计算固有频率f_n2，即第二阶固有频率，r＝2和对应的正则振型

根据所述步骤(1)中的实测固有频率f_c2和振动筛设计固有频率计算固有频率误差df_n：

${\mathrm{df}}_n=f_{n2}^t-f_{c2}---\left(6\right)$

若固有频率误差df_n不大于允许值，则无需调节振动筛固有频率；若固有频率误差df_n大于允许值，则需调节振动筛固有频率；

分别按公式(3)和(4)计算预先装有固有频率调节装置的振动筛的质量矩阵M和刚度矩阵K；通过求解方程(5)得到计算固有频率f_n2，第二阶固有频率，r＝2和对应的正则振型根据上述实测固有频率f_c2和振动筛设计固有频率计算固有频率误差df_n，若固有频率误差df_n不大于允许值，则无需调节振动筛固有频率；若固有频率误差df_n大于允许值，则需调节振动筛固有频率，进入步骤(3)；

(3)实施固有频率的调节：计算预先装有固有频率调节装置的振动筛固有频率对固有频率调节装置到质心的水平距离s的灵敏度为：

$\frac{{\∂f}_{n2}}{\∂s}=\frac{{\left[{\mathrm{\φ}}_N^{\left(2\right)}\right]}^T\frac{\∂K}{\∂s}{\mathrm{\φ}}_N^{\left(2\right)}}{{8\mathrm{\π}}^2{f}_{n2}^t}---\left(7\right)$

将预先装有固有频率调节装置的振动筛的设计固有频率作为需要调整的固有频率目标值即

$f_{n2}^{\mathrm{td}}=f_{n2}^t---\left(8\right)$

依据泰勒公式，按下式计算需要的固有频率调节装置位置变化量Δs：

$\mathrm{\Δs}=(f_{n2}^{\mathrm{td}}-f_{c2})/\left(\frac{{\∂f}_{n2}}{\∂s}\right)---\left(9\right)$

并利用振动筛固有频率调节装置进行固有频率调节，使之满足需要调整到的目标值 $f_{n2}^{\mathrm{td}};$

按公式(7)计算预先装有固有频率调节装置的振动筛固有频率对固有频率调节装置到质心的水平距离s的灵敏度，将预先装有固有频率调节装置的振动筛设计固有频率作为需要调整的固有频率目标值按式(9)计算需要的固有频率调节装置位置变化量Δs，并利用振动筛固有频率调节装置进行固有频率调节，使之满足需要调整到的目标值

所述的一种振动筛固有频率调节装置如图3所示，包括行走部、减振部和悬挂部。

所述行走部包括燕尾槽导轨1和燕尾槽滑块2。两块相同的燕尾槽滑块2与燕尾槽导轨1通过燕尾槽1.1约束配合。所述燕尾槽导轨1通过螺钉固定于振动筛上楼板上，燕尾槽导轨1走向与图2中振动筛筛体侧板平行。

所述减振部包括双吊耳弹簧底座5、调力螺栓副6、双吊耳弹簧压板7和悬挂压缩螺旋弹簧8。所述双吊耳弹簧底座5的底座吊耳5.1和双吊耳弹簧压板7的压板吊耳7.1相对布置，调力螺栓副6的螺栓依次穿过双吊耳弹簧底座5的底座弹簧定位通柱5.2、悬挂压缩螺旋弹簧8和压板弹簧定位通柱7.2，在调力螺栓副6螺栓的螺纹部分套有弹性垫圈，进而通过旋拧螺母使双吊耳弹簧底座5和双吊耳弹簧压板7压缩悬挂压缩螺旋弹簧8。

所述悬挂部包括滑块钢丝绳接头3、滑块钢丝绳4、压板钢丝绳接头10、压板钢丝绳9和三吊耳悬挂11。所述滑块钢丝绳4依次穿过同侧的燕尾槽滑块吊耳2.1和双吊耳弹簧底座5的底座吊耳5.1，通过滑块钢丝绳接头3将滑块钢丝绳4联接构成环形。所述压板钢丝绳9依次穿过同侧的双吊耳弹簧压板7的压板吊耳7.1和三吊耳悬挂11的悬挂上吊耳11.1，通过压板钢丝绳接头将压板钢丝绳联接构成环形。压板钢丝绳穿过双吊耳弹簧底座同侧的底座长圆孔5.3。

所述的两筛体侧板上需同时并排设置筛体吊耳，筛体吊耳的通孔法向垂直于筛体侧板，其与三吊耳悬挂11的悬挂下吊耳11.2通过钢丝绳联接。

利用所述的一种振动筛固有频率调节装置实施振动筛固有频率调节时，拧紧调力螺栓副6，松脱三吊耳悬挂11的悬挂下吊耳11.2与筛体吊耳间的钢丝绳联接，同时移动两块燕尾槽滑块2，使悬挂压缩螺旋弹簧8的中轴线移动由根据公式(8)计算得到的需要的悬挂弹簧位置变化量Δs；再恢复三吊耳悬挂11的悬挂下吊耳11.2与筛体吊耳间的钢丝绳联接，拧松调力螺栓副6至环形滑块钢丝绳4和环形压板钢丝绳9都紧绷。再次测量调节后的振动筛固有频率，判断是否需要再次调节。

对于定位后的调节装置，由于环形滑块钢丝绳和环形压板钢丝绳都紧绷均紧绷，燕尾槽滑块承受向下的拉力，其与燕尾槽接触面的相互作用使燕尾槽导轨侧棱具有向外张开的趋势，增加了燕尾槽导轨侧棱和燕尾槽滑块凸棱接触面上的压力，从而增大了两者间的静摩擦力，使燕尾槽滑块不易在燕尾槽导轨滑动，从而保证了调节装置整体的稳定性。

调节装置预先安装在振动筛体上方，在固有频率满足设计要求的情况下，振动筛固有频率调节装置可以作为副减振装置协同一端与筛体支座连接而另一端一般安装在振动筛底座上的主减振装置构成振动筛的混联减振系统。燕尾槽滑块上设置有燕尾槽滑块凸棱。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种振动筛固有频率调节方法，其特征是：对实测预先装有固有频率调节装置的筛体竖直方向的自由振动响应信号进行频域分析得到信号主频率，即振动筛实测固有频率，通过振动筛数学模型计算得到振动筛的计算固有频率和对应的正则振型，将实测固有频率与振动筛设计固有频率相比较并根据固有频率误差判据判断是否需要进行固有频率的调整；若需要调整，则确定固有频率调整目标值并利用调节装置进行固有频率调节，进而，对调整后的实测固有频率根据固有频率误差判据判断是否需要重复上述步骤；若不需要调整，则直接退出结束；具体步骤如下：

(1)实测固有频率f_c2的获取：利用信号采集设备采集预先装有固有频率调节装置的振动筛筛体竖直方向的自由振动响应信号，通过对实测信号的频域分析获得信号的主频率，所述的主频率即为振动筛的竖直方向运动的固有频率f_c2；

(2)计算固有频率f_n2和对应的正则振型的获取：振动筛双惯性激振器同步后的稳态激振力作用线不一定经过筛体参振质量的质心O，建立预先装有固有频率调节装置的振动筛的一般数学模型，获得振动筛的基本参数，包括：筛体参振质量m，筛体绕侧板法向的转动惯量J，两惯性激振器同步后的转动角速度ω，两惯性激振器最大惯性激振合力F，两惯性激振器最大惯性激振合力F与水平方向的夹角α，两惯性激振器最大惯性激振合力F与水平方向交点到参振筛体质心O的距离L，固有频率调节装置竖直方向刚度值筛体入料端、出料端主减振装置水平方向刚度值k_x；筛体入料端、出料端主减振装置竖直方向的刚度值k_y；筛体主减振装置中心到质心的水平距离L₁和L₂；固有频率调节装置到质心的水平距离s；筛体入料端主减振装置支点A到参振筛体质心O的垂直距离d₁；筛体出料端主减振装置支点B到参振筛体质心O的垂直距离d₂；c_x为筛体入料端、出料端主减振装置水平方向阻尼值，c_y为筛体入料端、出料端主减振装置竖直方向的阻尼值，c_θ为筛体绕经过质心O的侧板法线的转动过程的阻尼值，δ为两惯性激振器的初相位；

预先装有固有频率调节装置的振动筛运动微分方程为：

$\left.\begin{array}{c}m\stackrel{\·\·}{x}+c_x\stackrel{\·}{x}+k_x(x+d_1\mathrm{\θ})+k_x(x-d_2\mathrm{\θ})=F\sin (\mathrm{\ωt}-\mathrm{\δ})\cos \mathrm{\α}\\ m\stackrel{\·\·}{y}+c_y\stackrel{\·}{y}+k_y(y+L_1\mathrm{\θ})+k_y(y-L_2\mathrm{\θ})+k_y^s(y+\mathrm{s\θ})=F\sin (\mathrm{\ωt}-\mathrm{\δ})\sin \mathrm{\α}\\ J\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}+c_{\mathrm{\θ}}\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}+k_y(y+L_1\mathrm{\θ})L_1-k_y(y-L_2\mathrm{\θ})L_2+k_y^s(y+\mathrm{s\θ})s+k_x(x+d_1\mathrm{\θ})d_1-k_x(x-d_2\mathrm{\θ})d_2\\ =\mathrm{FL}\sin (\mathrm{\ωt}-\mathrm{\δ})\sin \mathrm{\α}\end{array}\right\}---\left(2\right)$

其中，x-筛体沿水平方向的平动位移，y-筛体沿竖直方向的平动位移，θ-筛体绕经过质心O的侧板法线的转动角位移。[·]表示对时间的一阶导数，[··]表示对时间的二阶导数；

预先装有固有频率调节装置的振动筛的质量矩阵M和刚度矩阵K分别为

$M=\left[\begin{array}{ccc}m& 0& 0\\ 0& m& 0\\ 0& 0& J\end{array}\right]---\left(3\right)$

和

$K=\left[\begin{array}{ccc}2k_x& 0& k_x(d_1-d_2)\\ 0& 2k_y+k_y^s& k_y(L_1-L_2)+k_y^{s}s\\ k_x(d_1-d_2)& k_y(L_1-L_2)+k_y^{s}s& k_x(d_1^2+d_2^2)+k_y(L_1^2+L_2^2)+k_y^s{s}^2\end{array}\right]---\left(4\right)$

通过求解方程：

$(K-4{\mathrm{\π}}^2{f}_{\mathrm{nr}}^{2}M){\mathrm{\φ}}_N^{\left(r\right)}=0,(r=\mathrm{1,2,3})---\left(5\right)$

得到计算固有频率f_n2，即第二阶固有频率，r＝2和对应的正则振型

根据所述步骤(1)中的实测固有频率f_c2和振动筛设计固有频率计算固有频率误差df_n：

${\mathrm{df}}_n=f_{n2}^t-f_{c2}---\left(6\right)$

若固有频率误差df_n不大于允许值，则无需调节振动筛固有频率；若固有频率误差df_n大于允许值，则需调节振动筛固有频率，进入步骤(3)；

(3)实施固有频率的调节：计算预先装有固有频率调节装置的振动筛固有频率对固有频率调节装置到质心的水平距离s的灵敏度为：

$\frac{\∂f_{n2}}{\∂s}=\frac{{\left[{\mathrm{\φ}}_N^{\left(2\right)}\right]}^T\frac{\∂K}{\∂s}{\mathrm{\φ}}_N^{\left(2\right)}}{8{\mathrm{\π}}^2{f}_{n2}^t}---\left(7\right)$

将预先装有固有频率调节装置的振动筛的设计固有频率作为需要调整的固有频率目标值即

$f_{n2}^{\mathrm{td}}=f_{n2}^t---\left(8\right)$

依据泰勒公式，按下式计算需要的固有频率调节装置位置变化量Δs：

$\mathrm{\Δs}=(f_{n2}^{\mathrm{td}}-f_{c2})/\left(\frac{\∂f_{n2}}{\∂s}\right)---\left(9\right)$

并利用振动筛固有频率调节装置进行固有频率调节，使之满足需要调整到的目标值

2.一种使用权利要求1所述方法的振动筛固有频率调节装置，其特征在于：它包括行走部、减振部和悬挂部；

所述行走部包括燕尾槽导轨和燕尾槽滑块；两块相同的燕尾槽滑块与燕尾槽导轨通过燕尾槽约束配合；所述燕尾槽导轨通过螺钉固定于振动筛上楼板上，燕尾槽导轨走向与振动筛侧板平行；

所述减振部包括双吊耳弹簧底座、调力螺栓副、双吊耳弹簧压板和悬挂压缩螺旋弹簧；所述双吊耳弹簧底座的吊耳和双吊耳弹簧压板的吊耳相对布置，调力螺栓副的螺栓依次穿过双吊耳弹簧底座圆孔、悬挂压缩螺旋弹簧和双吊耳弹簧压板圆孔，在调力螺栓副螺栓的螺纹部分套有弹性垫圈；

所述悬挂部包括滑块钢丝绳接头、滑块钢丝绳、压板钢丝绳接头、压板钢丝绳和三吊耳悬挂；所述滑块钢丝绳依次穿过同侧的燕尾槽滑块吊耳孔和双吊耳弹簧底座的吊耳孔，通过滑块钢丝绳接头将滑块钢丝绳联接构成环形；所述压板钢丝绳依次穿过同侧的双吊耳弹簧压板吊耳孔和三吊耳悬挂的悬挂上吊耳，通过压板钢丝绳接头将压板钢丝绳联接构成环形；压板钢丝绳穿过双吊耳弹簧底座同侧的长圆孔。

3.根据权利要求2所述的振动筛固有频率调节装置，其特征在于：所述的两筛体侧板上同时并排设置有筛体吊耳，筛体吊耳的通孔法向垂直于筛体侧板，筛体侧板与三吊耳悬挂的悬挂下吊耳通过钢丝绳联接。