CN101391251B - 单轴激振椭圆振动筛 - Google Patents

Abstract

本发明是一种单轴激振椭圆振动筛，包括弹簧体(26)、弹簧座(16)和支架(4、6)的四组弹簧组件分布在筛箱(1)的两边，并将连接孔(19)固定在弹簧座(16)上的连接孔(19)中，使得筛箱(1)与弹簧组件相固定，前支架(6)和后支架(4)的高度差构成了筛箱的倾斜角。振动器(13)位于筛箱中部，同动力系统相联结。当电动机(33)带动左侧两台振动器(13)同时转动时，振动器上的偏心块(32)在旋转时产生矢端为圆的离心惯性力，利用机械振动系统水平频率比和垂直频率比的不同，在单轴激振的条件下，使筛箱(1)产生椭圆运动。本发明具有结构简单，制造成本低，易于实现的特点，能方便地将使用中的圆振动筛升级为椭圆振动筛。

Description

单轴激振椭圆振动筛

一、技术领域

本发明涉及冶金、煤矿、建材等工业松散物料和粉体物料的粒度分级，具体是一种单轴激振椭圆振动筛。

二、背景技术

振动筛在冶金、煤炭、建材、化工，特别是钢铁企业中，应用十分广泛。以振动轨迹分类，常用的振动筛为直线振动筛和圆振动筛，直线振动筛其振动轨迹为直线；圆振动筛其振动轨迹为圆。圆振动筛筛孔不易为物料所堵塞(堵孔)，所以筛分效率高，但必须有大的筛面倾角才能实现物料从入料口至排料口的输送；直线轨迹振动筛有很强的输送能力只需很小的筛面倾角或没有倾角就可实现物料的输送，但容易堵孔。

上世纪90年代中期开始流行的椭圆振动筛，兼有直线筛和圆振筛的优点。常用的椭圆振动筛为三轴传动(见图11)，该椭圆振动筛要求配用万向轴六根(两边各两根，中间两根)和一台同步器，同步器为一齿轮箱，用于保证两边轴与中间轴的反向同步并具有指定的相位差，使振动轨迹成为椭圆，椭圆长轴与筛面有一夹角(即振动方向角)。

有关生产现场证明，三轴椭圆振动筛用于筛分烧结矿能以一次筛分取代原来的四次筛分，以一台筛机取代四台筛机，并取得良好的效果。但是，因其传动系统体积大、结构复杂、造价高，不适用于20m²以下的中小型振动筛。

三、发明内容

为克服现有技术中存在的体积大、结构复杂、造价高的不足，本发明提出了一种单轴激振椭圆振动筛。

本发明包括筛箱、弹簧组件和动力总成。利用有阻尼强迫振动系统的水平方向频率比和垂直方向频率比的不同，在单轴激振的条件下，使筛箱产生椭圆运动并具有合理的振动方向角。

弹簧组件是实现本发明目的的重要结构，包括弹簧座、弹簧部件和弹簧支架。

弹簧部件包括弹簧上基板、下基板和一对主振弹簧。

主振弹簧由弹簧上盖板、下盖板和弹簧体组成。

弹簧体的尺寸和硬度由弹簧体所应满足的水平刚度和垂直刚度值确定。

弹簧的上盖板和下盖板均为用钢制成的钣件，其外形与弹簧体相适应，弹簧体为成型的橡胶体，被硫化在上盖板、下盖板之间，形成主振弹簧。

沿主振弹簧的上、下盖板周边各有若干连接孔，并通过这些连接孔，将一对主振弹簧分别与弹簧上下基板并排固定在一起形成弹簧部件。

弹簧上基板和下基板的外形尺寸分别相当于两个并排安放的弹簧盖板，并通过上基板和下基板，将主振弹簧分别与弹簧座和弹簧支架的连接板固定连接。

弹簧座的上部中心为夹持器，下部为连接板，夹持器与连接板相垂直。夹持器中部有一个连接孔，该连接孔的内径等同于筛箱连接轴的外径。在夹持器的中心处，从其顶部向下至连接孔的孔顶部，有一贯通的调节槽，该调节槽所在平面与连接孔的轴向中心线相重合，将连接孔以上的夹持器分为两半，使得夹持器在外力的作用下，可调节连接孔的孔径。在夹持器的上部，有一螺栓通孔，该通孔为夹持器的调节孔，其轴向中心线与连接孔的轴向中心线相垂直交叉，通过该调节孔中的螺栓对夹持器实施外力。

弹簧前支架和后支架为焊接件，后支架高于前支架。前支架和后支架的上端是连接板，在连接板的周边有若干个与弹簧下基板上的连接孔相对应的连接孔，该连接板通过这些连接孔与弹簧下基板相固定连接。

弹簧组件为四组，分布在筛箱的两边，并通过夹持器上的连接孔同筛箱连接轴固定连接，使得筛箱与弹簧组件相固定。

动力总成由电机、轮胎联轴器、振动器和万向轴等零部件组成，振动器嵌装在侧板上的安装孔中，位于筛箱重心附近。当电动机经联轴器带动左侧振动器转动时，同时、万向轴带动右侧振动器转动，振动器上的偏心块在旋转时产生矢端为圆的离心惯性力，在该惯性力的作用下，由于弹簧的特性使筛箱产生椭圆轨迹振动。

本发明是一种椭圆振动筛，既具有直线筛能输送物料的优点，又具有圆振动筛不易堵孔的优点，故处理量和筛分效率都有很大提高。同时所需安装倾角小，物料经过筛分的落差不大，故能节省生产现场的空间，有利于工艺布置，降低基本建设投资。本发明与现有技术相比，具有结构简单，制造成本低，易于实现，能方便地将使用中的圆振动筛升级为椭圆振动筛，支持用户的技术改造。

四、附图说明

图1是单轴椭圆振动筛结构示意图的主视图，

图2是单轴椭圆振动筛的侧视图，

图3是单轴椭圆振动筛的俯视图，

图4是弹簧组件的结构正视图，

图5是弹簧组件的结构侧视图，

图6弹簧部件的结构正视图，

图7弹簧部件的结构侧视图，

图8主振弹簧的结构正视图，

图9主振弹簧的结构上视图，

图10主振弹簧的结构侧视图，

图11三轴传动椭圆振动筛的结构示意图，

图12动力总成简图。其中：

1.筛箱         2.前弹簧组件  3.后弹簧组件  4.后支架   5.基架  6.前支架       7.排料        8.电机        9.上筛网   10.下筛网  11.侧板        12.连接轴     13.振动器     14.后挡板  15.万向轴  16.弹簧座      17.夹持器     18.调节槽     19.连接孔  20.螺栓孔  21.上基板      22.下基板     23.主振弹簧   24.上盖板  25.下盖板  26.弹簧体      27.同步器     28.弹簧部件   29.联轴器  30.万向轴护罩  31.振动器护罩  32.偏心块     33.电机座

五、具体实施方式

本实施例是某钢铁公司炼铁厂的槽下筛。

工艺要求：

物料烧结矿

处理量Q＝220t/h

运动学参数：

按JB/T9022-1999“振动筛设计规范”确定

振动强度K＝3.8

振幅长轴a＝5.96短轴b＝3.5

a/b＝1.7

振动方向角α＝42.3°(长轴与筛面的夹角)

筛面倾角δ＝10°

激振力F＝77.03kN

x向阻尼比ζ_x＝0.19

y向阻尼比ζ_y＝6.41

根据下列诸关系式：

激振力  f_x＝Fcosω.t；

f_y＝Fsinω.t

的激励下振动机械的位移为

x＝A_xcos(

+9_x)

y＝A_ycos(

+9_y)

其中

＝ω.t

$A_x=\frac{A_{\mathrm{stx}}}{\sqrt{{(1-{{\mathrm{\λ}}_x}^2)}^2+{\left({2\mathrm{\ζ}}_x{\mathrm{\λ}}_x\right)}^2}}\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\left(1\right)$

$A_y=\frac{A_{\mathrm{sty}}}{\sqrt{{(1-{{\mathrm{\λ}}_y}^2)}^2+{\left(2{\mathrm{\ζ}}_y{\mathrm{\λ}}_y\right)}^2}}\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\left(2\right)$

${\mathrm{\θ}}_x={\mathrm{tg}}^{-1}\frac{2\mathrm{\ζ}{\mathrm{\λ}}_x}{1-{{\mathrm{\λ}}_x}^2}$

${\mathrm{\θ}}_y={\mathrm{tg}}^{-1}\frac{{2\mathrm{\ζ\λ}}_y}{1-{{\mathrm{\λ}}_y}^2}$

$A_{\mathrm{stx}}=\frac{F}{k_x}\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\left(3\right)$

$A_{\mathrm{sty}}=\frac{F}{k_y}\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\left(4\right)$

${\mathrm{\λ}}_x=\frac{\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_{0x}}\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\left(5\right)$

${\mathrm{\λ}}_x=\frac{\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_{0y}}\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\left(6\right)$

在上式中，F是激振力幅，f是阻力系数，k_x.是主振弹簧x向刚度，k_y是主振弹簧y向刚度，ω是激振圆频率，ζ_x是x向阻尼比，ζ_y是y向阻尼比，λ_x，λ_y是x向和y向的频率比，ω_0x，ω_0y是x向和y向固有频率。

可计算出A_x＝4.89；A_y＝4.7；；k_x＝4.006；k_y＝35.412

选邵氏硬度55的橡胶为弹簧体材质，

最终确定弹簧体的尺寸为：长×宽×高＝440.4×123.2×77。

本实施例包括筛箱1、前弹簧组件2、后弹簧组件3、动力总成和基架5。其中：

筛箱1是一箱体，其上面和前面敞开，前面为排料口7，后面有后挡板14，底面是上筛网9和下筛网10，两侧面是侧板11。物料由后档板14附近加入，在振动中流向排料口7，经过两层筛网进行分级处理，然后从排料口7输出。在两边侧板11上各装配振动器13。筛箱1依靠连接轴12与分布在筛箱两边的两组前弹簧组件1和两组后弹簧组件2固结。筛箱1的全部重量都由弹簧组件支持。

弹簧组件(图4、图5)包括弹簧座16、弹簧部件28、弹簧前支架6、弹簧后支架4。除支撑筛箱外还保证筛箱作椭圆振动。

弹簧座16为一铸件，上方有夹持器17，夹持器为立方体状，下方为连接板，夹持器17与连接板铸成一体；在夹持器的周边有加强筋。夹持器17的中部有一个连接孔19，该连接孔的内径等同于筛箱连接轴12的外径；从连接孔19的上部到夹持器17的顶部中心处有一贯通的调节槽18，垂直于该槽有一贯通的螺栓孔20，弹簧座16的夹持器17套在筛箱连接轴12上并通过螺栓实现弹簧座16与筛箱1的紧固。弹簧座16的下部是连接板，外形及尺寸同弹簧部件上基板21，连接板的四角有个通孔，和基板上的孔互相对应，用螺栓进行连接。

弹簧部件28包括两个并排安放的主振弹簧23、上基板21、下基板22。将两个主振弹簧23并排安放，并置于上基板21和下基板22之间，再将上盖板24和下盖板25分别与上基板21和下基板22相固定。(图6、图7)

在主振弹簧23中，上盖板24和下盖板25为钢板，其外形与弹簧块相适应，在各盖板的四周有连接孔；弹簧体为成型的橡胶块，被硫化在上、下盖板之间，组成了主振弹簧。弹簧体36的体积和硬度由该弹簧块所应满足的水平刚度和垂直刚度值为准；上基板21和下基板22亦为金属板件，其外形尺寸相当于两个并排安放的弹簧盖板，该基板上有与两块盖板相连接的孔。(图8、图9、图10)

前支架6和后支架4为两对柱状焊接件，分别位于筛箱1的前、后两侧，并且前支架6较低，后支架4较高，其高度差依筛面倾角而定。前支架6和后支架4上端的连接板与弹簧部件的基板用螺栓相固定，前支架6和后支架4的下部与基架5用螺栓相固定。

基架5为焊接件，底部框架安装在基础上。前支架6和后支架4均安装在基架5的上表面。(图1)

动力总成包括电机座33、电机8、轮胎连轴器29、两个振动器13和万向轴15。电机8经轮胎连轴器29带动左侧振动器13，再经万向轴15带动右侧振动器。左、右振动器各自嵌装在左、右侧板的安装孔中，转动时其偏心块32的惯性力激励筛箱发生振动。(图12)

Claims (5)

1.一种单轴激振椭圆振动筛，包括筛箱、弹簧组件和动力系统，其特征在于：

a.弹簧组件包括弹簧座(16)、弹簧部件(28)和支架；其中，弹簧部件(28)包括一对并排安放的主振弹簧(23)以及上基板(21)和下基板(22)；在上基板(21)和下基板之间用螺钉固定一对主振弹簧；主振弹簧(23)包括上盖板(24)、下盖板(25)和弹簧体(26)；弹簧体(26)为成型的橡胶体，被硫化在上、下盖板之间，并且上盖板(24)和下盖板(25)分别与上基板(21)和下基板(22)固定在一起；上基板(21)与弹簧座(16)的连接板固定连接；下基板(22)与支架的连接板固定连接；

b.弹簧座(16)的上部中心为夹持器(17)，下部为连接板，夹持器(17)与连接板相垂直；夹持器(17)的中部有一个连接孔(19)，该连接孔的内径同筛箱的连接轴(12)的外径；在夹持器(17)的中心处，从其顶部向下至连接孔(19)的孔顶部，有一贯通的调节槽(18)，该调节槽所在平面与连接孔(19)的轴向中心线相重合，将连接孔(19)以上的夹持器(17)分为两半，并且连接孔(19)的孔径可调节；垂直于调节槽(18)所在平面有一贯通的螺栓孔(20)，该螺栓孔的轴向中心线与连接孔(19)的轴向中心线相垂直交叉；

c.弹簧组件为四组，分布在筛箱(1)的两边，夹持器(17)套在筛箱连接轴(12)上，并通过螺栓实现弹簧座(16)与筛箱(1)的紧固。

2.如权利要求1所述一种单轴激振椭圆振动筛，其特征在于弹簧上基板(21)和下基板(22)的外形及尺寸均大于上盖板(24)和下盖板(25)，均与弹簧座(16)和支架上的连接板相同。

3.如权利要求1所述一种单轴激振椭圆振动筛，其特征在于弹簧组件中的支架包括前支架(6)和后支架(4)，并且前支架(6)和后支架(4)的上端是连接板，在连接板的周边有若干个与弹簧下基板(22)上的连接孔相对应的连接孔，并且通过这些连接孔与弹簧下基板(22)相固定连接。

4.如权利要求1所述一种单轴激振椭圆振动筛，其特征在于支架包括前支架(6)和后支架(4)，且前支架(6)低于后支架(4)，其高度差依筛面的倾角而定。

5.如权利要求1所述一种单轴激振椭圆振动筛，其特征在于弹簧组件的纵向弹簧刚度大于横向弹簧刚度，其刚度差依筛箱所产生的椭圆振动轨迹而定。

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