振动筛作为一种常见的工程机械,由于其操作简单,运行可靠,工作效率高等优点,在我国众多的工业生产领域得到了广泛的发展和应用,振动机械的出现极大的促进了工业生产的发展,提高了企业经济效益。在我国经济快速发展的同时,对于能源的需求量也在日益增长,能源消耗量大大增加,带来的环境问题也愈加严峻,反过来制约着经济的发展。对于一些传统的振动机械,由于其高耗能,低效率等特点,已经不符合我国当前节能低碳的经济发展方向。相比之下,反共振振动机械的优点更加突出,其具有寿命长、重量轻、噪声低、节能环保等优点,符合我国当前经济发展低碳节能的要求,因其广阔的发展和应用前景,反共振振动机械越来越受到人们的重视。将反共振理论应用于一种新型双质体反共振振动筛的设计,并对其进行充分的理论研究和性能仿真,主要进行了以下工作:首先,建立双质体反共振系统力学模型,对振动系统进行动力学响应分析,得到上、下质体的位移公式。为了便于研究振动系统的振动机理,引入反共振系统参数:固有频率比,质量比,阻尼比,反共振频率比等。通过MATLAB软件对振动系统进行仿真,得到各反共振系统参数对于质体位移的影响规律。分析了“工作点处工作振幅变化最小”和“工作点附近振幅变化最小”两种情况下的参数选择方法,在此基础上,确定了参数优选方法,为接下来振动筛结构设计中的动力学参数选择提供了理论指导和设计依据。其次,仅以悬臂筛网为上质体,即在保留悬臂筛筛面结构的基础上,提出以悬臂筛网作为参振体的新型反共振振动筛,依据《振动筛设计规范》和《GBT 26506-2011悬臂筛网振动筛》等规范和标准,对振动筛主体结构:悬臂筛网、筛箱、横梁、机架等进行结构设计,并基于反共振理论对一些运动学参数和动力学参数的选择进行了详细计算,用材料强度准则对一些重要零部件做了强度校核。并基于反共振理论,依据前面所提出的参数选择方法确定反共振系统参数。针对筛网和筛箱的弹簧连接问题,设计出两种结构,分别以板弹簧和螺旋弹簧进行连接。考虑到板弹簧结构简单,承载能力强,便于安装;成本低,便于维修更换;同时板弹簧可以起到导向和传递激振力的作用,相比螺旋弹簧弹簧,不需要导杆和套筒,使结构得到简化。经对比分析选用板弹簧作为主振弹簧,设计出以板弹簧为主振弹簧的悬臂筛网为参振体的新型反共振振动筛。第三,为了研究所设计双质体反共振振动筛的弹性动力学性能,将三维模型适当简化后导入ANSYS Workbench进行有限元分析,包括静强度分析,模态分析,谐响应分析。静力学分析得到振动筛结构的静应力和静变形,并依据材料许用静强度准则,判定振动筛结构静强度满足要求;通过模态分析得到筛网和筛箱的固有频率以及各阶振型,激振频率16Hz避开了结构共振点,且相邻两侧共振峰间隔很大,表明正常工作状态下可避免发生共振。在谐响应分析中,对反共振点进行了验证,并分析了共振状态下筛网和筛箱的力学性能,依据材料许用强度准则,判定振动筛共振状态下动强度满足要求。通过瞬态动力学分析,得到了振动筛在简谐激振力作用下的动应力和动变形,,根据振动机械动强度准则,判定振动筛满足动强度要求。第四,运用动力学软件ADAMS建立虚拟样机模型,并进行启动过程和停机过程仿真模拟,得到上、下质体位移响应曲线和隔振弹簧动载荷变化情况。仿真分析验证了所选反共振系统参数的正确性以及反共振理论在本设计中应用的可行性。为了进一步研究所设计振动筛的工作稳定性,联合使用ANSYS和ADAMS,针对激振力偏离质心、物料量波动、主振弹簧刚度不均及两电机转速不同步对振动筛筛分性能的影响,进行了仿真分析;针对悬臂筛网特有的“二次振动”进行柔性体动力学分析,表明悬臂筛网的“二次振动”改变筛孔程度大小为0.142%,对于所设计振动筛筛分性能轻微的促进作用,对单个筛棒进行模态分析,发现激振频率16Hz远小于筛棒第一阶固有频率215.58Hz,故振动筛反共振工作时,实现筛棒的共振是不现实的。总之,在对双质体反共振动力学特性分析的基础上,设计出一种新型双质体反共振振动筛,以悬臂筛网为参振体,最大程度的减少参振质量,降低能耗,相比同等规格的振动筛,参振质量减少70%左右,电机功率预计可降低67%左右,稳定工作基础动载荷减少79%左右。通过对振动筛有限元分析,并依据强度准则判定其结构强度满足要求。针对物料分布不均、激振力偏移质心、主振弹簧刚度不均和两电机转速不同步对振动筛的工作稳定性影响情况,进行了仿真分析。仿真结果表明:(1)为了保证筛网的正常工作和筛分效果,安装激振器时,应保证激振力偏心距不得大于0.05m。(2)所设计振动筛从空载到满载的物料增加过程中,其工作振幅和振动强度基本不变,保持良好工作状态。筛网物料堆积在筛网一侧时,会增大筛网左右摆动,同时筛箱在Y方向发生拍振动。物料堆积在入料口处时主要影响激振力偏心距大小,同时影响反共振点位置,增大筛箱振幅。(3)当筛网两侧弹簧刚度不均时,会加剧筛网在Z方向(垂直于筛箱侧板方向)的振动,造成筛网左右摆动,同时会增大筛箱在竖直方向上的启动阶段的共振振幅。(4)当两电机转速不同步时,会出现转速差,在转速差较小时,振动筛所产生的拍振动振幅接近工作振幅,所产生的拍振动是由于频率相差较小的简谐振动相互叠加作用而成,在一定程度上增加了物料的振动强度,有助于物料筛分效果的提高。随着转速差增大,拍振动周期变短,在转速差在15.6%时,拍振动基本得到消除,但是振动强度减弱一半,则无法满足原先工作要求。针对悬臂筛网的“二次振动”进行了动力学分析,结果显示筛棒的“二次振动”对于筛分效果具有轻微促进作用,减少筛孔堵塞。