吨袋包装机称重托盘的冲击载荷计算与动力学分析

为确定吨袋包装机称重托盘工作中受颗粒物料冲击力的大小与变化情况以及其固有动力学特性和在冲击载荷作用下的动力学响应,首先基于离散元方法仿真分析颗粒物料从料仓落入吨袋的过程,从而得到称重托盘受颗粒物料的冲击力,然后基于有限元法对称重托盘进行模态分析和在此冲击载荷作用下的瞬态动力学分析。结果显示:颗粒物料在刚落入吨袋瞬间会对称重托盘产生很大的冲击力(889N),之后迅速减小到260N左右,最后在波动中增大,颗粒物料对托盘的冲击力作用频率集中在50Hz以下;当料仓尺寸和颗粒密度增大时,称重托盘受到的冲击力也相应增大,但并不成正比;称重托盘的无应力固有频率和额定静载作用下的预应力固有频率均在185Hz^305Hz之间,远离颗粒物料冲击力频率50Hz,故在颗粒物料的交变冲击力作用下托盘不会发生共振;在颗粒物料的瞬态冲击力作用下托盘的最大变形为0.01mm,最大等效应力为17.5MPa,最大应力远小于钢的屈服极限,最大应力和变形都在许可范围内。因此,综合分析结果,可以确定本文中的称重托盘有足够的设计强度和刚度。