摘要：應(yīng)用Solidworks軟件對(duì)菌袋分離機(jī)的核心工作部件切碎分離裝置進(jìn)行建模，建模后采用ANSYS有限元軟件對(duì)其模態(tài)分析，求解出切碎分離裝配體前6階的固有頻率和振型，為避免共振和選擇外部激勵(lì)提供有效數(shù)據(jù)，同時(shí)也可為工作部件設(shè)計(jì)出合理支撐位置，對(duì)機(jī)器進(jìn)一步優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：切碎分離裝置；模態(tài)分析；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：S226.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）02-0478-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.02.054

菌棒是為生產(chǎn)食用菌提供肥料和生長(zhǎng)環(huán)境的基體，其外部包有一層塑料薄膜。中國(guó)是食用菌生產(chǎn)大國(guó)，每年會(huì)生產(chǎn)大量的食用菌，自然也會(huì)產(chǎn)生大量的廢菌棒。廢菌棒內(nèi)含有大量的雜菌，處理不當(dāng)容易導(dǎo)致環(huán)境污染。菌棒是用棉子殼或木屑、動(dòng)物的糞便等而制得，所以含有大量有機(jī)質(zhì)。近年來(lái)，對(duì)廢菌棒進(jìn)行了回收，合理地處理后再次利用，不僅減少了對(duì)環(huán)境的污染，而且節(jié)約了能源[1-4]。

廢菌棒的處理，首先是將外部的塑料薄膜與其分離，該功能的實(shí)現(xiàn)是由菌袋分離機(jī)來(lái)完成。而菌袋分離機(jī)中最重的組件是切碎分離裝置，直接影響分離效果，因此有必要研究設(shè)計(jì)功耗低、可靠性高、工作穩(wěn)定的機(jī)器，對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析，確定設(shè)計(jì)機(jī)械部件的振動(dòng)特性，對(duì)機(jī)器進(jìn)行合理的改進(jìn)，從而提高機(jī)器工作時(shí)的可靠性與穩(wěn)定性[5-11]。

1 切碎分離裝配體模型的建立

根據(jù)菌袋分離機(jī)切碎分離裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)，利用三維繪圖軟件Solidworks對(duì)切刀、分離輥、主軸進(jìn)行建模，并將其組裝。在滿足分析要求的前提下，為了減少計(jì)算的工作量和求解時(shí)間，忽略模型中尺寸較小且對(duì)結(jié)果影響不大的倒角和圓角，對(duì)簡(jiǎn)化后的零件再進(jìn)行裝配。裝配體三維模型如圖1所示。

3 結(jié)論

1）在對(duì)菌袋分離機(jī)中轉(zhuǎn)子部件即切碎分離裝置的模態(tài)分析結(jié)果可以看出，振動(dòng)對(duì)分離輥的變形影響最大，對(duì)切刀與主軸影響相對(duì)較小。

2）在模態(tài)分析前6階的固有頻率中，最大值為115.063 Hz，最小值為105.542 Hz，只要主軸的轉(zhuǎn)速不在此區(qū)間（6 332.52～6 903.78 r/min），就可避免共振發(fā)生，而分離機(jī)的轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于此區(qū)間中的最小值。

3）分析中可看出主軸兩端的影響最小，因此，可將對(duì)機(jī)器的支撐設(shè)計(jì)選在此處。

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