ZKB2448直线振动筛的设计

  本振动筛采用双电机拖动 ,两串偏心质量 m1 和 m2 作反向旋转 ,产生 30 t 的激振力 ,带动筛箱剧 烈运动 ,当 m1 和 m2 存在相位角差Δα时 ,可依靠 自行产生的不平衡力Δ F 和力矩ΔM 使筛箱产生附 加的移动和摆动 ,并导致 m1 和 m2 互相追逐 ,使相 位角差Δα趋于零 ,形成自同步反向旋转 ,自同步形 成的过程就是两串偏心质量互相追随运动的过程 , 是一种动态的平衡过程 。 3 结构设计

  振动筛水平放置 ,在稳定工作状态下激振力作 用线通过筛体质心 o ,振动筛沿激振力合力方向作 平面平移运动 。为便于分析 ,简化出振动系统力学 模型如图 1 所示 。

  以质心 o 为坐标原点 ,水平方向为 x 轴 ,铅垂 方向为 y 轴 ,设筛体 、附件及物料等总质量为 M ,且 集中在质心 o ,因筛体作平面平移运动 ,该坐标系完 全可以决定它的运动 ,则根据达朗伯原理 ,系统的振 动微分方程为

  径 ,其公差和极限偏差通过计算便可求得 ,但要 注意的是 ,计算出的公差值可能非常小 ,也就是说 , 要求轴径和孔径的加工精度太高 ,不能经济地被加 工 。未解决这一矛盾 ,此时将轴和孔的公差适当 放大 ,然后反算出短圆柱滚子的直径公差和偏差值 。

  作者简介 : 潘玮 ,1953 年生 ,高工 ,1979 年毕业于山西矿业学院 机制系 ,从事掘进机 、连续采煤机研究设计工作 。

  m ———单串偏心块质量之和 ,kg ; Cx 、Cy ———x 、y 方向弹性阻尼系数 ; Kx 、Ky ———x 、y 方向弹簧总刚度 ;

  ZKB2448 振动筛每串激振器之间采用重型万向 传动轴联接 ,能自动补偿角度和长度的误差 ,降低 了激振器对安装精度的要求 ,有利于激振器的稳定 运行 。

  振动筛电机和激振器之间采用轮胎式挠性联轴 器传动 ,这种联轴器由半联轴节 、挠性片 、压环等组 成 ,挠性片由夹布橡胶输送带剪成 。由于挠性片具 有弹性 ,切向刚度远大于径向刚度和轴向刚度 ,能够 承受较大的扭矩而不能承受径向力 、轴向力和弯矩 作用 ,因而恰好适合振动筛工作的要求 ,与三角带相 比 ,既能传递较大功率 ,又最大限度地减少了振动对 电机的影响 ,成本极低 ,易于更换 。在物料猛地增加 时 ,不会失步 ,易于实现自同步运转 。 4 动力学分析 411 力学模型分析

  参 考 文 献 [1 ]严峰 1 筛分机械[M]1 北京 :煤炭工业出版社 [2 ]闻邦椿 1 振动机械的理论及应用[M]1 北京 :机械工业出版社 [3 ]张恩广 1 筛分 、破碎及脱水设备[M]1 北京 :煤炭工业出版社

  摘 要 : 对 ZKB2448 振动筛的工作原理 、结构设计 、动力学方程及工作参数等进行了说明 。

  高 ,作为物料分级筛选的主要设备 ———振动筛也不 断向大型化发展 ,为了开发大型筛分设备 ,我们总结 以往的设计经验 ,与晋城矿务局合作 ,成功地设计出 了 ZKB2448 直线 工作原理

  筛机制成后 ,我们对其来测试 ,振幅测试选点 如图 2 所示 ,测试值如表 1 所示 。

  由表 1 中数据可知 ,筛机两侧对称点振幅差为 011 mm。同侧前后振幅差为 012 mm ,明显优于《矿 用振动筛技术条件》的规定值 ,且入料端略大于出料 端 ,有利于物料的快速分散 ,筛分效率高 。

  合适的激振器是筛机稳定运行的保证 。自同步块偏 心式激振器具有结构相对比较简单 、成本低 、激振力可调 、油 脂润滑不漏油 、迷宫环密封摩擦阻力小及易于实现 通用化 、标准化 、系列化等优点 。每个激振器由壳 体 、轴 、轴承 、主副偏心块 、迷宫端盖等组成 ,通过铰 制孔用螺栓固定在侧板上 。激振力直接由侧板传递 到各个部件上 ,省去工字大梁 ,降低了筛箱重量和成 本 ,但对筛箱结构设计提出了较高的要求 ,为此我们 对筛箱强度 、刚度 、重心 、空间结构进行了优化设计 。 313 传动方式

  r ———偏心块质心回转半径 ,m ; ω———回转角速度 ,radΠs ;

  ZKB2448 振动筛是由筛箱 、激振器 、减振弹簧 、 支承座 、电动机 、传动部分等组成 。 311 筛箱结构

  ZKB2448 的筛箱为板梁组合结构 ,由主副侧板 、 管梁 、入料挡板 、出料板 、筛板等组成 ,侧板选用 20 g

  锅炉钢板 ,强度高 、可焊性好 ,周边折弯 ,并在振动方 向及沿纵向连接多根角钢 ,使侧板刚度大大增强 。 管梁由法兰盘 、无缝钢管 、加强槽钢等组成 ,重量轻 、 强度大 ,便于制造安装 ,具有互换性 。加强槽钢上有 T 形孔 ,使用专用 T 形螺栓 ,便于筛板的安装维护 。 筛板选用聚胺酯冲孔筛板 ,实际应用证明这种筛板 具有耐冲击 、耐磨损 、无锈蚀 、寿命长等特点 ,对磁介 质无吸附作用 ,脱水效果好 ,由于本身的弹性对惯性 力有缓冲作用 ,对管梁的冲击力小 ,因而也提高了筛 机的寿命 。聚胺酯筛板具有以上优点 ,美中不足是 价格偏高 ,但由于其性能价格比高 ,维护工作量减 少 ,故在大型选煤厂得到普遍应用 。

  在筛机运行 8 h 后 ,测量激振器轴承温度最高 为 48 ℃,室温为 20 ℃,温升为 28 ℃,低于《矿用振动 筛技术条件》的规定值 。 7 结语

  ZKB2448 振动筛的设计研制作为我厂开发大型 振动筛的起步 ,具有承前启后的关键作用 ,并使我们 积累了设计制造经验 ,该筛采用自同步原理工作 ,选 用块偏心式激振器 、万向传动轴 、挠性联轴器 、精制 高强度螺栓 、聚胺酯筛板等先进高可靠性部件 ,筛箱 结构设计合理 ,具有整体刚度大 、参数选择合理 、维 护方便 、筛分效率高等优点 。经测试表明该机工作 性能好 ,振形稳定 ,可推广使用 。

  式中 Ax 、Ay ———筛机在 x 、y 方向的振幅 ; α———位移滞后激振力的相位角 。

  管梁与侧板之间使用精制螺栓紧固 ,这种紧固 方式不仅使被紧固件之间利用静摩擦传递振动力 , 而且利用螺杆与钢板孔的过盈配合 ,直接传递振动 力 ,联接强度高 ,使用防松螺母 ,联接可靠不松动 ,将 筛箱联接成一个刚性箱体结构 ,是目前最为有效的 联接方式 。 312 激振器的选择

  激振器是振动筛的心脏 ,其工作频率高 ,工作时 间长 ,润滑效果差 ,振动冲击力大 ,故障多 ,因而选用