基于模态分析的宽厚板抛丸机箱体改造设计

易 超，方 威，刘 超，石文斌

（湖南湘潭钢铁有限公司，湖南 湘潭 411101）

宽厚板抛丸机是热处理工序主要设备之一，利用抛丸器抛出的高速弹丸清除钢板表面的氧化铁皮，是一种表面处理设备[1]。抛丸机的抛丸室一般装有几个抛丸器，见图1，装在上下层不同的位置上，从不同的方位抛射丸料，以提高抛丸机的抛丸效率和抛丸质量[2]。

图1 抛丸器结构

模态分析是一种研究结构动力特性的近代方法，用于工程振动领域。机械结构均有其固有的振动特性，每一个模态均具有特定的固有频率、阻尼比及模态振形[3]。一般运用有限元计算方法进行模态分析。目前模态分析已广泛运用在新产品设计中的结构动态特性的预估及优化设计、现有结构系统的动态特性研究、故障诊断及预报等方面。某宽厚板厂抛丸机在使用过程中抛丸器的使用寿命不够理想，抛丸机箱体振动过大，分析认为箱体刚度不够，本文将利用模态分析方法对抛丸机箱体进行刚度分析改进[4]。

1 现有抛丸机箱体分析

抛丸机箱体用于安装抛丸器及电机等零部件。利用solidworks软件对箱体模型几何清理并对倒角、螺纹等细节部位用更规则的特征进行代替后得到简化模型，参考图2。箱体所用材料的参数见表1。

图2 原抛丸机箱体简化结构图

同样利用solidworks软件里的simulation功能对箱体进行网格划分，共划分单元212482个，节点425433个，单元平均大小为30mm。对箱体两体立板进行固定约束后进行模态分析，在进行模态分析时不需要对研究对像进行外部载荷添加。……