【摘要】：煤炭是我國(guó)的主要能源,選煤是煤炭高效利用與潔凈化生產(chǎn)的有效手段。篩分作為選煤作業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),廣泛應(yīng)用于煤炭的分級(jí)、脫水、脫泥與脫介。等厚篩是最為重要的一種篩分設(shè)備,具有篩分效率高、處理量大等優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)等厚篩結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作空間大,且動(dòng)力學(xué)參數(shù)分布過渡不平滑限制了篩分效率的進(jìn)一步提高。針對(duì)這一情況,本文將等厚篩分方法與變軌跡技術(shù)相結(jié)合,對(duì)水平變軌跡等厚篩開展研究。利用水平篩面的變軌跡運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了等厚篩分效果。分析了影響傳統(tǒng)等厚篩篩分效果的主要因素。在相同處理量情況下當(dāng)多段篩面的幾何參數(shù)一定時(shí),影響篩分效果的因素主要為篩面振幅、振動(dòng)頻率、振動(dòng)水平角及各段篩面傾角。提出了穩(wěn)定篩分效率的概念,以此為試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行了正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)并利用EDEM軟件對(duì)香蕉篩篩分過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。將篩分過程視為穩(wěn)定篩分效率關(guān)于影響因素的隱函數(shù),基于LRGA-GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)該隱函數(shù)進(jìn)行了擬合,并利用局部加強(qiáng)遺傳算法進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化,得到了傳統(tǒng)等厚篩的理想動(dòng)力學(xué)參數(shù)分布規(guī)律。分析了水平篩面變軌跡運(yùn)動(dòng)機(jī)理,通過建立篩面單顆粒受力模型確定了相同處理量情況下當(dāng)篩面的幾何參數(shù)一定時(shí),影響篩分效果的因素主要為篩面相對(duì)參振質(zhì)心位置、質(zhì)心振幅、振動(dòng)頻率、質(zhì)心振動(dòng)方向角以及擺角幅值。利用EDEM軟件進(jìn)行了篩分過程正交試驗(yàn)。通過LRGA-GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與局部加強(qiáng)遺傳算法對(duì)篩分過程隱函數(shù)進(jìn)行了擬合及參數(shù)優(yōu)化,確定了水平變軌跡等厚篩理想動(dòng)力學(xué)參數(shù)分布規(guī)律。與水平篩面直線篩及香蕉篩進(jìn)行了比較,證實(shí)了水平變軌跡等厚篩在整體上篩分效果優(yōu)于水平篩面直線篩及香蕉篩。分析了利用簡(jiǎn)諧力偏移激振方法實(shí)現(xiàn)水平篩面變軌跡運(yùn)動(dòng)的基本原理。對(duì)四軸強(qiáng)制同步偏移激振系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究,結(jié)果表明采用強(qiáng)制同步產(chǎn)生簡(jiǎn)諧激振力的方式對(duì)參振系統(tǒng)進(jìn)行偏移激振可以得到與理想動(dòng)力學(xué)參數(shù)分布趨勢(shì)相一致的系統(tǒng)響應(yīng)。討論了利用偏移激振方法實(shí)現(xiàn)理想動(dòng)力學(xué)參數(shù)分布的振動(dòng)系統(tǒng)模型參數(shù)設(shè)計(jì)方法,進(jìn)行了設(shè)計(jì)結(jié)果的數(shù)值模擬分析,仿真值與理想值相接近,以此證明了該方法的有效性。建立了采用聯(lián)接驅(qū)動(dòng)形式的水平變軌跡等厚篩自同步偏移激振振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。分析了改變電機(jī)輸出特性的基本原理。將平均小參數(shù)法推廣應(yīng)用到聯(lián)接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),分析了采用聯(lián)接驅(qū)動(dòng)形式的水平變軌跡等厚篩偏移激振振動(dòng)系統(tǒng)的自同步條件與振動(dòng)同步傳動(dòng)機(jī)理。分析了同步相位差角對(duì)于合成激振力的影響,兩激振軸同步相位差角不為0°時(shí)合成激振力將不通過回轉(zhuǎn)中心中垂線并引入附加力偶。建立了采用聯(lián)接驅(qū)動(dòng)形式的水平變軌跡等厚篩自同步機(jī)電耦合方程并利用AMESim軟件進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出特性差異對(duì)同步特性的影響。對(duì)水平篩面變軌跡運(yùn)動(dòng)的變頻調(diào)速方法與振動(dòng)同步傳動(dòng)方法進(jìn)行了仿真與試驗(yàn)分析,獲得了變頻調(diào)速方法系統(tǒng)響應(yīng)的變化規(guī)律。利用機(jī)電耦合方法討論了理想動(dòng)力學(xué)參數(shù)分布的自同步偏移激振方法實(shí)現(xiàn),仿真值與理想值較為接近,證明了該方法的有效性。為了提高水平變軌跡等厚篩篩面防堵孔能力,提出了一種多自由度防堵孔篩面用于分級(jí)作業(yè)。建立了多自由度防堵孔篩面的動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)篩面聯(lián)接件等效剛度進(jìn)行了推導(dǎo)分析。通過數(shù)值求解及試驗(yàn)驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)采用多自由度防堵孔篩面能夠顯著提高篩面相對(duì)于篩體的振動(dòng)強(qiáng)度,振動(dòng)過程中篩孔大小不斷變化,從而可以獲得類似弛張篩的防堵孔的效果。
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【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD452;TD94

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本文編號(hào)：2256853