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物料越容易散开

  三轴椭圆振动筛探析刘丽莉 (鞍山矿山机械股份有限公司科技处鞍山.114032)摘薹本文研究了三轴椭圆振动筛运动轨迹曲形成,以及振幅、握次、振动方向角的可谓 性对物料筛分的影响。 振动筛:振幅;振次;振动方向角冶金.煤炭、矿山、变通、化工、水电等诸多行业中,对物料进行分级所用的振动筛, 多为适应单一需求的设各(如预先分级的圆筛.脱水、脱介、分级的直线筛等)。髓着国 民经济的发展,人们对筛分设备的要求愈来愈高,80年代后期,高效灵活的成套设备在许 多行业广泛使用,尤其是交通、水利、电力建设的原料采石场急需一种结构紧凑,占地空 间小,既能适应各种大小物料筛分,又能对难筛物进行分级、脱水、脱介、脱泥等用的新 型筛分机械。目前,尚无合适的筛机可用。为此,我们通过考察国内外筛分设备,并查阅 各有关资料,认为椭圆振动筛,综台了圆振动筛松散物料不易堵孔和直线振动筛输送物料 快,重心低,占地空间小等优点,是理想的筛机型式, 因此确定研究开发三轴椭圆振动 1缔机结构及工作原理三轴椭圆振动筛,根据所需物料粒度规格不同,可设计成单层、双层和三层筛面。整 个筛机由给料箱1、筛箱2、激振器3、排料口4、电机皮带轮调整装置5、底架6等几部 分蛆成,如图l所示。 三轴椭圆振动筛结构示意图图2激振器工作原理示意图 三轴振动筛的工作原理是:在激振器的三根轴上装有相等的偏心质量,相同的偏心半 径,由速比为1的齿轮传动产生激振力迫使筛箱运动。如图2激振器工作原理示意图。 图2(a-b)是三根轴偏心质量的初始 位置。(c_)位置上偏心质量所产生的激振 力为最小。(d)位置上偏心质量所产生 从图2激振器的工作原理翻中我们能得出如F结论:三根轴上偏心质量所 声生的激振力在某一瞬间都是变化的。 2运动学、动力学分析 、但xP口2.1 运动学分析 圈3激振器运动简圈 利用叠加法,三根轴上偏心质量所产生的激振力在x.y方向的矢量和分别是: |p.印?I,】Jcos(a】+耐)+2r2cos(cb+删卜m3dcos(a3+删)等m12232m;rl=r22b2r。 在设计时,为了最大限度缩减空间尺寸 时三根轴上的偏心质量设置成如图3(a)所示. 装配后,偏心块的位置如图3Co)所示。 图3(a1初始装配时三根轴上的偏心 质量位置 将齿轮与轴承座设计成组合体,在初始装配 由于重力作用偏心质量所产生的合力矩为零, 图3(b)重力作用下三根轴上的偏心 质量位置 aI.啦,t2"j分别是三根轴上偏心质量初始相位角,列式计算:al=啦=240。,峨=210。(与 z轴正方向夹角,计算略)对(1)式整理 只=3【2sin(240。+ca)+sin(2lO。一删)] 只=mr一[2COS(240。+删)+cos(210。一砷】 在某一瞬间激振器所产生的激振力参见表1。 从坐标图3(c)中可看出激振力的运动轨迹是椭圆形.即筛机的运动轨迹是椭瓢形。 2.2动力学分析 等效双自由度振动系统的微分方程: rM+3m)x+cT+kxx=j卅Hv:sina*t (M+3m)y—cv+k拶=3mrw:c。s础 式中:为机体的参振质量,m为机体的偏心质量,也k。为工,y方向的刚度,c为阻尼 系数。 PP.tol=0。 .2.23lnrn 2.1 866mrw .2.23mnv2.1 866mm二 a.r=30 4ax=30。 .2mrw 2o.t=75。 .707mrn: 0707mrw 2ta=75。 707mnv20707mru 2d*=120。 2mrw 2&t=120。 2mrw ooFl65。 212mruj 212mrw 2融=165 42.12mrw 22.12mrs'2 ax=210 oca=2IO。 2mrw 2M2 oa'=255。 0707rnru 2.0.707mr、x 2cot=255。 0.707rarw】 .0.707mrw: dot=300。 .2mrw: oa=300。 .2mrw 2dm=345 o.2 18mnv 2,2 057mr3 ol=345’ 1¥rarwj.2.057mrw: 甜=360。 23mrw3.1.866mrn 2a.扣360。 -2 23mrw 2.1.866mrw 2微分方程的特解: 立’=AJ COS(酬十盘0 。Kr一(M+3m)602由于在惯性振动筛中,阻尼力不大,口ar通常为170。~180。,所以cos啦osa产-l 这时将式(2)平方后相加得: 对公式(2)进行讨论:毛,kr,与M相比可忽略,长短 轴振幅可由下式求得 mr11 M’M经过对振动筛运动学及动力学分 析,得到如下结论: 匿4三轴振动筛力学模型 三根轴上装有相等的偏心质量,相同的偏心半径.由速比为1的齿轮传动,筛箱的运 动轨迹为椭圆形。椭圆的长短轴振幅比为3:1:筛机的质心应与激振器中心重合;筛机的 椭圆形运动轨迹,能避免细物料粘结堵塞筛网,提高筛分效率,是振动筛机发展方向。 3结构特点 在进行三轴椭圆振动筛设计时,将振幅、振次、振动方向角设计成方便调整的多种形 式.极大地满足了用户的需求。 3.1振幅的调整 振幅的调整与激振器的结构形式有关,三轴椭圆振动筛激振器采用块偏心式结构.烈 偏心块与轴承座把合成一体,振幅的太小靠调节配重圆柱的个数来实现,在对大物料分级 时,若干个配重柱全部安装在偏心块上,长轴振幅可达同等规格振动筛振幅的2—3倍。 三轴椭圆振动筛振幅值可从8ram调到20ram(长轴),调整范匿之大,是其它类筛机无 法比拟的.同时操作起来简单灵活。 3.2振次的调整 筛机的振次与电机的转速.皮带轮直径的大小有直接的关系。 式中:I为电机转速;M为激振器振次:D,为电机皮带轮节圆直径:D’为激振器带轮节 圜直径。 以往电机皮带轮都设计成整体的铸造 件.三轴椭圆振动筛将电机皮带轮设计成分 体组装式,利用增减隔离片的数量来达到改 变皮带轮节圆直径D。目的,最终实现改变筛 3.3振动方向角的调整筛机的水平安装,结构紧凑,占用空阃 尺寸小,但为了便于物料的移动.必须有振 动方向角.三轴椭圆筛将振动方向角设计成 从30。到60。可谓整的七种规格,通过旋转齿轮盘 的相位角之差,由此改变机体的振动方向角。 甏隔离片 圈5建立撒振力坐标图 带动配重块旋转,改变相邻两个配重块 三轴椭圆振动筛工艺参数的可调性.对筛机工艺效果有很大的影响。对大颗粒物料的 预先分级需要太振幅小振次筛机,对小物料的最终分级吼及脱水、脱介、脱泥采用低振幅 同时振动方向角的改变,决定了椭匮长轴方向的变更,振动方向角越大,椭圆的轨迹越垂直,物料越容易散开,对颗粒小,含水量大的物料透筛性能好,不易堵孔.筛分效率 高。振动方向角越小,椭圆的轨迹越水平,物料能以最快的速度通过筛面,适用于颗粒大, 易筛分的物料。 三轴椭圆振动筛无论是原理设计还是结构设计,都具有当前振动筛机不可比拟的优 点,澈振器皮带轮的重心偏移,皮带的托轮导向.筛框侧扳上的喷淋孔,小横粱上的工艺 孔等能适用不同物料的干筛、湿筛、烘干等。 4结束语 三轴椭圆振动筛在鞍山矿山机械股份有限公司研制成功,解决了黏湿物科的易堵孑L现 象,振幅、振次、振动方向角的可调性.决定了筛机用途广泛性,此类筛机是具有高科技 含量的多功能振动筛。 参考文献 [1】闻邦椿刘风翘振动机械的理论及应用北京:机槭工业出版社.t980 【2l周愚浦.矿山帆槭北京:冶金工业出版社,1996 [3l辽宁振动工程第三届学术,交流会议论文集,[991

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