基于ADAMS的制茶三自由度振動篩設(shè)計

榮莉 劉瓊 龔冬梅 凌清華 許文雷

摘?要：設(shè)計一款三自由度串聯(lián)振動篩.仿真結(jié)果表明，振動篩篩框運動軌跡與理論計算結(jié)果完全一致，能滿足制茶工藝的要求.

關(guān)鍵詞：振動篩;ADAMS;運動軌跡;制茶

[中圖分類號]TD425?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

文章編號：1003-6180（2019）02-0028-03

茶葉制作工藝需要增加茶葉振動篩的運動自由度，模擬人工篩分茶葉的動作.本文設(shè)計一款三自由度茶葉振動篩[1]，并對篩面的實際運動規(guī)律進(jìn)行仿真.仿真結(jié)果表明，振動篩篩框運動軌跡與理論計算結(jié)果完全一致，能滿足制茶工藝的要求.

1?三自由度振動篩總體設(shè)計

三自由度振動篩結(jié)構(gòu)簡圖見圖1.設(shè)定豎直方向為Z向，沿著圖1中平面彈簧的方向為X向，另外一個方向為Y向.振動篩Z向振動由篩框上方兩個Z向振動電機驅(qū)動，兩Z向振動電機同步反向旋轉(zhuǎn).平面振動電機對稱豎直布置于篩框的前后兩側(cè)，平面振動電機同步同向旋轉(zhuǎn)，可以驅(qū)動振動篩X向振動.由于套筒的一端與篩架之間通過轉(zhuǎn)動副連接，因此，篩框能夠?qū)崿F(xiàn)繞Z軸的轉(zhuǎn)動振動.

2?振動篩運動分析

2.1?XOZ面機構(gòu)運動分析

Z向激振由兩個固定在篩框上端的振動電機提供（圖2）.坐標(biāo)原點設(shè)在運動部件質(zhì)心，Δα為兩個振動電機偏心塊的初始相位差角，ψ為振動電機偏心塊的夾角，β為運動部件質(zhì)心和振動電機中心的連線與X軸之間的夾角，忽略彈簧剛度的影響，振動平臺運動方程的穩(wěn)定解為：

2.2?XOY面機構(gòu)運動分析

XOY面激振由兩個固定在篩框前后兩端的平面振動電機提供，平面振動電機同步同向旋轉(zhuǎn)，如圖3所示.將坐標(biāo)原點設(shè)在運動部件質(zhì)心，當(dāng)Δα=0時，Ψ=0，可求得篩框的運動軌跡為橢圓：

3?振動篩ADAMS模型的建立及運動仿真

3.1?ADAMS運動仿真模型建立

將三維建模軟件中建立的振動篩模型導(dǎo)入ADAMS中，按照設(shè)計參數(shù)為振動篩各部件添加連接和驅(qū)動，輸入仿真時間和步長，對振動篩篩框的Z向位移時間曲線和XOY平面內(nèi)的運行軌跡進(jìn)行提取，結(jié)果見圖4.

3.2?結(jié)果分析

由圖4（a）振動篩篩框Z向位移時間曲線可知，振動篩位移隨時間周期性變化，振幅平穩(wěn)，表明Z向激振裝置僅可沿Z向進(jìn)行振動，仿真結(jié)果與理論計算結(jié)果相符.由圖4（b）振動篩篩框XOY面運動軌跡可知，XOY面運動軌跡為橢圓形，仿真結(jié)果與理論計算結(jié)果相符，表明振動篩激振機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)實現(xiàn)垂直方向的往復(fù)振動和水平面內(nèi)間歇圓形運動，滿足傳統(tǒng)茶葉制作工藝中圓篩的運動要求.

參考文獻(xiàn)

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編輯：吳楠