Täryseulan aluskehikon vaikutus värähtelyihin

Abstract

Työn tavoitteena on muodostaa teoreettinen malli täryseulaimesta ja sen alle sijoittuvista teräskehikoista ja pohtia erilaisten teräskehikoiden vaikutusta täryseulan värähtelyihin. Teoreettisten mallien todenmukaisuutta tutkitaan muodostamalla niiden pohjalta MATLAB-malli, joka simuloi täryseula-alusjousi-kehikko -systeemin amplitudia ja systeemin vastetta erilaisiin taajuuksiin. Vaihtelemalla kehikon jäykkyyttä, massaa ja vaimennusta, etsitään optimaaliset arvot kullekin suunnitteluparametrille. Saatujen tietojen ja tulosten avulla kehitellään täryseulalle värähtelymekaniikan kannalta ihanteellinen teräskehikko. Kehikon jäykkyys, vaimennuskyky ja massa ovat kehikkoa suunnitellessa kriittisiä värähtelymekaniikan kannalta. Huonosti suunnitelluilla parametreilla kehikko ja seula voivat joutua resonanssitilaan, jolloin koko laite voi vaurioitua tai tuhoutua.

Teoreettisten mallien pohjalta tehtyjen MATLAB-mallien avulla selvisi seuraavia asioita. Rakenteen jäykkyys ei ollut värähtelymekaanisten ominaisuuksien kannalta ratkaiseva tekijä systeemissä. Kehikon jousivakion vaikutus systeemin ominaistaajuuteen oli hyvin vähäistä. Kehikon massa oli suurin tekijä systeemin ominaistaajuuden muuttumiselle. Systeemin ominaistaajuus laski kehikon massan kasvaessa muiden parametrien pysyessä vakiona. Kehikon vaimennus ei vaikuttanut systeemin ominaistaajuuteen tai amplitudiin, mutta se vaikutti paljon systeemin vasteeseen resonanssitilassa. Vaimennusta siis tarvitaan kehikossa torjumaan resonanssin aiheuttamia jännityksiä.

The target of this bachelor’s thesis is to create theoretical model of vibration screen and from the steel supports located under the vibration screen and to discuss about how different kinds of supports effect on the vibrations of vibration screen. MATLAB models are made from basing to theoretical models and the codes are simulating vibration screen-spring-steel support- systems amplitude and response to the different frequencies. By changing the stiffness, mass and suspension of steel supports, all parameters are being optimized. From gained info and results, vibration optimized steel support is being designed. The stiffness, the suspension and the mass of steel supports are critical on support design. With bad parameters steel supports and vibration screen can resonate and whole structure can damage or break up.

Theoretical model basing MATLAB models gave out following information. The stiffness of steel supports had not the biggest effect on systems natural frequency. The effect was minimal. The mass of steel supports had the biggest effect on the changes of systems natural frequency. Natural frequency of system decreased when mass of supports increased while other parameters stayed stable. Suspension on the supports did not seem to affect at all to the natural frequency of system or at the systems amplitude, but the suspension affected a lot into the systems response on resonance frequency. Suspension is needed at steel supports for protecting the supports from the tensions at resonance.