混匀仪Thermomixer5355振动系统共振分析

沙海

（上海交通大学，上海 200030）

混匀仪Thermomixer5355振动系统共振分析

沙海

（上海交通大学，上海 200030）

艾本德混匀仪5355振动系统产生在X和Y方向的往复交替的简谐受迫振动，使试管中的生物液体样本简谐振动，从而使液体样本产生混匀效果,共振分析对于混匀仪运行可靠性和振动激励频率选择、振动结构设计很重要。本文利用振动学能量法计算了系统固有频率、系统频率比，利用ANSYS软件对振动系统模态分析，ANSYS中使用MPC方法设置零件装配关系，根据BlockLanczos提取系统10阶模态，得到每阶固有频率和振型特征，ANSYS模态分析一阶和二阶振型特征符合混匀仪运行特征，根据固有频率和频率比结果，利用幅频响应曲线，证明混匀仪5355振动系统没有接近共振频率，激励频率高于系统自身固有频率，系统没有共振风险。

固有频率；ANSYS模态分析；幅频响应；频率比

混匀仪是主要的生命科学仪器，用于实验室和医疗机构处理血液，分子细胞液体样本的必要设备，能满足实验操作的简便、灵活的需求。振动机构是实现混匀功能的关键。

艾本德Thermomixer5355型混匀仪振动机构采用直流电机驱动偏心轴，偏心力驱动弹簧钢片振动机构，其产生在X和Y方向的往复交替的简谐受迫振动，最终试管中液体在振动环境下产生混匀效果。其中电机速度：300～1500r/min，由于系统是受迫振动，根据振动学原理激励力频率即系统频率，激励力频率即电机频率，范围31.4～157rad/s，并且振动参数可以通过调节电机转速实现，如图1。

图1 混匀仪5355振动系统