【摘要】：作為石油工業(yè)設(shè)備,鉆井液振動篩由礦山設(shè)備演變而來。其主要用途是濾除鉆井作業(yè)產(chǎn)生的泥漿中的巖屑等有害固相顆粒。這首先需要篩分機(jī)械有較大處理量,能盡量多地回收價格高昂的鉆井液以便再利用,此外還應(yīng)該能夠盡量多地清除泥漿里的細(xì)小鉆屑。鉆井液振動篩工作條件惡劣,且受到強(qiáng)大的高頻交變載荷,所以篩箱結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)疲勞破損,這會給生產(chǎn)帶來很大影響。平動橢圓振動篩因其特殊的振型,具有篩分效率高的優(yōu)點,尤其適合用于過濾包含大量細(xì)小固相顆粒的鉆井泥漿,故其備受石油鉆井行業(yè)青睞。但目前市面上的成熟鉆井液振動篩產(chǎn)品以直線振動篩為主,且現(xiàn)有鉆井液平動橢圓振動篩的篩分面積普遍較小。論文運(yùn)用機(jī)械動力學(xué)基本原理,設(shè)計一種鉆井液平動橢圓振動篩。(1)分析了平動橢圓振動篩的工作原理和實現(xiàn)平動橢圓振型的原因,這是由于平動橢圓振動篩的力心和質(zhì)心重合所致。介紹了力心唯一性定理,這是平動實現(xiàn)的關(guān)鍵。利用CAD三維建模軟件Solidworks對篩機(jī)箱體部分進(jìn)行建模。(2)利用有限元分析軟件Workbench對該鉆井液平動橢圓振型振動篩的篩箱進(jìn)行了動態(tài)特性分析。首先進(jìn)行了模態(tài)分析,提取前8階模態(tài)頻率及振型,結(jié)果表明該振動篩固有頻率距工作頻率較遠(yuǎn);且第1到6階為剛體振動,頻率遠(yuǎn)低于工作頻率;后2階為彈性體模態(tài),頻率遠(yuǎn)高于工作頻率;所以在正常工作時該振動篩篩箱不會發(fā)生共振。(3)對振動篩進(jìn)行了動態(tài)響應(yīng)分析。利用靜力學(xué)分析模塊分別分析了振動篩僅受重力作用和受最大彈簧彈性力作用時的應(yīng)力情況,結(jié)果顯示兩種受力情況下振動篩整體應(yīng)力很小,但是彈簧支撐板和側(cè)板上部側(cè)幫的應(yīng)力較大,兩種情況下的最大應(yīng)力都遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力。再利用軟件中諧響應(yīng)分析模塊對篩箱進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)工作時的動態(tài)特性研究,得到了篩箱在穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時受慣性力和激振力作用的應(yīng)力、位移情況和振動軌跡特性;分析結(jié)果表明,該振動篩在穩(wěn)態(tài)工作時大部分應(yīng)力小于許用應(yīng)力,且以平面運(yùn)動方式進(jìn)行振動,橢圓軌跡成型良好,但該振動篩在電機(jī)安裝板、后擋板與側(cè)板連接處的應(yīng)力值略超許用應(yīng)力。(4)對上述問題進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)加強(qiáng)并重新分析,分析結(jié)果顯示,在質(zhì)量基本不變的情況下,篩箱的應(yīng)力較大現(xiàn)象得到明顯改善。
【圖文】：

力合力的作用線方向不變，導(dǎo)致其振動方向不變，，對于死區(qū)，造成“篩糊”的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致處理量的下降[12]力也不高。動橢圓振動篩的激振電機(jī)作等速反向運(yùn)轉(zhuǎn)時，兩離心力在某方向相同。二者的合力通過一定點，該定點就是力心。合力矢端軌短軸位置就是兩離心力反向的位置，長軸位置就是兩離的中心。根據(jù)力心理論，當(dāng)力心與振動篩質(zhì)心重合的時面運(yùn)動，振動篩上的任一點也都是以這一相同軌跡運(yùn)動

圖 1.2 變橢圓振動篩振動軌跡示意圖Fig. 1.2 Diagram of variational elliptical vibrating screen’s trajec的力心在質(zhì)心的一側(cè)，且需要保持一定的距離，不像平質(zhì)心重合或者近似重合。這樣帶來的影響是篩面各點運(yùn)心所在的一側(cè)的篩面上各點軌跡橢圓較大，且橢圓長軸軌跡橢圓和傾角都較小，如上圖所示。傾角和軌跡都較，強(qiáng)烈的振動篩方便鉆井泥漿脫水；傾角和軌跡較小的干泥漿快速排出。動篩振動篩，可根據(jù)篩分物料屬性的不同，在同一振動平臺般為直線路徑和橢圓路徑的結(jié)合，適用性比單一振型振臺電機(jī)，其中兩臺使平臺作直線運(yùn)動，另一臺用于改變啟。多陣型振動篩原理圖如圖 1.3 所示。電機(jī)，多振型振動篩的重量會比相同規(guī)格的振動篩更重
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE92

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2597163