CN101559396B - 环锤式碎煤机三轴向减振隔振平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环锤式碎煤机三轴向减振隔振平台，整个平台结构属于空间冗余三平移机构，对环锤式碎煤机工作过程中各种激励引起的空间振动，通过空间冗余三平移机构约束转换为三轴向线振动，再由空间冗余三平移机构的动平台与机构主动副运动学、力学相互传递关系，将动平台的三轴向线振动转换为机构主动副的单轴向线振动，由主动副处的弹性元件实现缓冲、隔振，主动副处的阻尼元件、各运动副的摩擦阻尼或与动平台直接相连的阻尼元件消耗系统振动能量，实现减振；从而有效、经济、可靠的降低了环锤式碎煤机的空间振动和对周围环境的危害。本发明具有设计合理、重量轻、成本低、体积小且易于组装和维护管理等优点。

Description

环锤式碎煤机三轴向减振隔振平台

技术领域

本发明涉及环锤式碎煤机的多轴向减振隔振装置，属于破碎机械振动控制技术和装置的研究领域。

背景技术

环锤式碎煤机利用悬挂于高速旋转的轮子上的环锤，首先对物料进行冲击破碎，被冲击后的物料又在环锤和筛板之间受到挤压、剪切、碾磨，被进一步破碎，达到所需粒度后，通过筛板及上、下部出料板的格栅排出；不能被破碎的杂物则会经过环锤的拨动而进入弃铁室，由人工定期进行清理。与反击式、锤击式、鄂式和辊式等碎煤机相比较，环锤式碎煤机具有出料粒度可调、易保证，煤种适应性较强，效率高、能耗低，环境污染小，操作简单、检修方便、运行安全可靠等特点，是一种极具优越而经济的破碎设备。因而，环锤式碎煤机广泛应用于火力发电厂对各种烟煤、无烟煤和褐煤等煤种的粉碎，也可用于煤炭、冶金、化工、建材、纺织等系统各种脆性物料的破碎。

环锤式碎煤机在工作过程中由于受转子不平衡、电机与转子中心不正、入料的不均匀、转子轴承间隙大或装配精度误差较大以及破碎物料过程中的空间动扰力等因素作用将产生空间多点多向激励力，由此引起激励力方向上的线振动；又由于该激励力为多点多向、环锤式碎煤机重心与其支撑刚度中心不重合，使得环锤式碎煤机受到空间激励力偶作用，引起线振动耦合附加角振动，导致环锤式碎煤机在实际工作过程中产生强烈的空间多轴向线振动和角振动，引起振动参数超标。

通过检索文献和专利，目前关于碎煤机减振隔振平台没有公开专利报道，关于碎煤机减振隔振的文献主要有：

[1]韩敦伟等.环锤式碎煤机振动原因分析[J].煤矿机械，2008，29(7)：67-69；

[2]王林伟.浅谈弹簧隔振基础施工技术在六安电厂工程中的应用[J].安徽电力，2007，24(1)：49-51；

[3]石志文.环锤式碎煤机的振动与备件国产化[J].起重运输机械，2003，9：60-61；

[4]李炳益等.碎煤机弹簧基座动力特性测试与分析[J].吉林电力，2000，151(6)：9-13；

[5]秦建堂等.温州电厂二期工程碎煤机隔振基础试验研究[J].杭州应用工程技术学院学报，2000，12(增刊)：46-52；

[6]娄彦彬.鸭河口电厂碎煤机弹簧隔振基础设计[J].电力建设，2000，9：44-47。

为了解决环锤式碎煤机的运行振动参数超标问题，目前采用的方法主要有两种：1)采用弹簧隔振基础，如中国华电集团公司投资的六安火力发电厂(2X135MW)环锤式碎煤机的基础设计(王林伟.浅谈弹簧隔振基础施工技术在六安电厂工程中的应用[J].安徽电力，2007，24(1)：49-51)。六安火力发电厂(2X135MW)的基础设计为弹簧隔振基础，由钢筋混凝上台板和钢制螺旋弹簧、粘滞阻尼器共同组成，实现重力方向隔振、减振；2)在基础和环锤式碎煤机之间加装减振平台(如李炳益，何文林等.碎煤机弹簧基座动力特性测试与分析[J].吉林电力，2000，151(6)：9-13)。减振平台由上、下平台架和钢制螺旋弹簧、粘滞阻尼器组成，钢制螺旋弹簧、粘滞阻尼器均匀布置在两平台之间，实现重力方向隔振、减振。

上述两种方法由于支撑结构的限制，其隔振、减振机理都是采用钢制螺旋弹簧及粘滞阻尼器的简化的单轴向振动控制方法，没有考虑环锤式碎煤机重力方向以外多轴向的复杂空间振动衰减问题，只能实现环锤式碎煤机重力方向线振动的衰减，无法对其他轴向的线振动进行衰减，从而也使得耦合的角振动较剧烈，导致环锤式碎煤机易出故障和损坏。因此，目前的隔振、减振装置不能有效的降低环锤式碎煤机的多轴向振动，难以保证环锤式碎煤机的运行振动参数在标准范围内，且对周围环境产生较大的振动危害。

发明内容

本发明的目的：

针对现有环锤式碎煤机减振隔振装置不能有效的降低环锤式碎煤机的多轴向空间振动，难以保证环锤式碎煤机的运行振动参数在标准范围内这一问题，本发明提供一种安全可靠、能够实现空间多轴向减振隔振，可以保证环锤式碎煤机运行振动参数在标准范围内的环锤式碎煤机三轴向减振隔振平台。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

环锤式碎煤机三轴向减振隔振平台，它包括动平台、导轨联接螺钉、导轨、滑块、支架联接螺钉、支架、径向轴承、销轴、单轴向减振隔振装置、地脚螺栓和安装地基，其中导轨、滑块、支架联接螺钉、支架、径向轴承、销轴和单轴向减振隔振装置构成连接于动平台和安装地基之间成对称布置的条结构完全相同的支链，整个平台结构属于空间冗余三平移机构，它是由3-RCRP空间三平移机构通过对称添加支链组成的。其中，3-RCRP空间三平移机构由上平台、下平台和3条结构完全相同的支链组成，每条支链由转动副、圆柱副、转动副和移动副组成，其中转动副回转轴线与移动副导路方向平行，转动副与圆柱副回转轴线相互垂直，3条支链为对称布置；单轴向减振隔振装置中的弹性元件可以是具有支撑环锤式碎煤机系统重量并且在容许载荷范围内仅具有弹性变形的任何器件，如金属螺旋弹簧、叠簧、油气弹簧等，阻尼元件可以是任何能够提供阻尼的器件，如流体阻尼器、黏弹性材料阻尼器和摩擦阻尼器等；径向轴承可以是滚针轴承、圆锥滚子轴承、流体静压滑动轴承；导轨、滑块构成的直线导轨副可以是滚柱直线导轨副、流体静压直线导轨副。使用时，环锤式碎煤机安装于动平台上，导轨通过导轨联接螺钉固定在动平台上，单轴向减振隔振装置通过销轴、径向轴承、支架、支架联接螺钉和地脚螺栓分别与滑块、安装地基固联。环锤式碎煤机与动平台固联后，其运动输出形式只能为空间三平移运动，工作过程中，当受到由于各种因素而引起的空间激励力和激励力偶作用后，由于空间激励力偶被空间冗余三平移机构几何约束产生的反力偶平衡，所以环锤式碎煤机将不产生空间耦合角振动，仅产生空间三轴向线振动，再由空间冗余三平移机构的动平台与机构主动副运动学、力学相互传递关系，将动平台的三轴向线振动转换为机构主动副处单轴向减振隔振装置的线振动，由单轴向减振隔振装置的弹性元件实现缓冲、隔振，单轴向减振隔振装置的阻尼元件、各运动副的摩擦阻尼或与动平台直接相连的阻尼元件消耗系统振动能量，实现减振；从而有效、经济、可靠的降低了环锤式碎煤机的空间振动和对周围环境的危害。

本发明的有益效果是：

该环锤式碎煤机三轴向减振隔振平台利用空间冗余三平移机构和现有多个单轴向减振隔振装置解决了环锤式碎煤机的多轴向减振隔振问题，改善了环锤式碎煤机工作过程中的动力学环境，保证环锤式碎煤机的运行振动参数在标准范围内，确保环锤式碎煤机可靠和稳定运行，延长了碎煤机的寿命，降低了维修成木，减少了维修人员工作量。此外，该减振隔振平台设计合理，重量轻、体积小且易于组装和维护管理，制作和维护成本低。

附图说明

本发明附图说明如下：

图1为三轴向减振隔振平台结构示意主视图；

图2为三轴向减振隔振平台结构示意俯视图；

图3为三轴向减振隔振平台结构示意左视图；

图4为碟簧单轴向减振隔振装置结构示意主视图；

图5为碟簧单轴向减振隔振装置结构示意局部视图；

图6为油气弹簧单轴向减振隔振装置结构示意图；

图7为独立阻尼器安装示意图；

图8为3-RCRP空间三平移机构结构示意图；

图9为双导轨单滑块三轴向减振隔振平台结构示意主视图；

图10为双导轨单滑块三轴向减振隔振平台结构示意左视图。

图中1、动平台2、导轨联接螺钉3、导轨4、滑块5、支架联接螺钉6、支架7、径向轴承8、销轴9、单轴向减振隔振装置10、地脚螺栓11、安装地基12、碟簧支座13、直线轴承14、碟簧15、撑杆16、碟簧压板17、螺母18、螺杆19、锁紧螺母20、撑杆接头21、油气弹簧下连接件(带气动开闭快速接头)22、主缸体23、主气室24、主活塞25、主活塞密封件26、活塞杆27、主油液室28、滑动轴承29、主缸盖板30、盖板螺钉31、主缸密封件32、油管接头33、油管34、阻尼孔35、辅缸上盖板36、辅油液室37、辅缸体38、辅活塞密封件39、辅活塞40、辅气室41、辅缸下盖板(带气动开闭式快速接头)42、阻尼器43、上平台44、移动副45、转动副46、圆柱副47、下平台

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

具体实施方式一：如图1、图2、图3、图4、图5和图8所示，3-RCRP空间三平移机构由上平台43、下平台47和3条结构完全相同的支链组成，每条支链由转动副45、圆柱副46、转动副45和移动副44组成，其中转动副45回转轴线与移动副44导路方向平行，转动副45与圆柱副46回转轴线相互垂直，3条支链为对称布置。环锤式碎煤机三轴向减振隔振平台整体结构属于3-RCRP空间三平移机构添加若干条支链而构成的空间冗余三平移机构，它由动平台1、导轨联接螺钉2、导轨3、滑块4、支架联接螺钉5、支架6、径向轴承7、销轴8、单轴向减振隔振装置9、地脚螺栓10和安装地基11组成。环锤式碎煤机对称安装于动平台1上，导轨3通过导轨联接螺钉2固定在动平台1上，单轴向减振隔振装置9通过销轴8、径向轴承7、支架6、支架联接螺钉5和地脚螺栓10分别与滑块4、安装地基11固联。其中，导轨3、滑块4构成的直线导轨副为滚柱直线导轨副，径向轴承7为滚针轴承。单轴向减振隔振装置9如图4、图5所示，可实现双作用单轴向减振隔振，它由碟簧支座12、直线轴承13、碟簧14、撑杆15、碟簧压板16、螺母17、螺杆18、锁紧螺母19和撑杆接头20组成，撑杆15与撑杆接头20采用螺纹联接，用锁紧螺母19锁紧，通过调节撑杆15与撑杆接头20螺纹配合长度或螺母17可实现单轴向减振隔振装置支撑高度调节。环锤式碎煤机三轴向减振隔振平台弹性元件为碟簧，阻尼为碟簧层间接触面上的摩擦阻尼和各运动副摩擦阻尼。

具体实施方式二：如图1、图2、图3和图6所示，本实施方式与实施方式一不同点是：单轴向减振隔振装置9由油气弹簧下连接件(带气动开闭快速接头)21、主缸体22、主气室23、主活塞24、主活塞密封件25、活塞杆26、主油液室27、滑动轴承28、主缸盖板29、盖板螺钉30、主缸密封件31、油管接头32、油管33、阻尼孔34、辅缸上盖板35、辅油液室36、辅缸体37、辅活塞密封件38、辅活塞39、辅气室40、辅缸下盖板(带气动开闭式快速接头)41组成，可实现双作用单轴向减振隔振，通过油气弹簧下连接件(带气动开闭快速接头)21和辅缸下盖板(带气动开闭式快速接头)41上的气动开闭式快速接头改变主、辅气室的体积或压力实现单轴向减振隔振装置9支撑高度调节。环锤式碎煤机三轴向减振隔振平台弹性元件气体，阻尼元件为流体阻尼和各运动副摩擦阻尼。

具体实施方式三：如图1、图2、图3、图4、图5和图7所示，本实施方式与实施方式一不同点是：单轴向减振隔振装置9中弹性元件碟簧更换为金属螺旋弹簧，阻尼器42采用球铰直接与动平台1、安装地基11联接。阻尼器42为流体阻尼器或黏弹性材料阻尼器。

具体实施方式四：本实施方式与实施方式一、二、三不同点是：径向轴承7为圆锥滚子轴承。

具体实施方式五：本实施方式与实施方式一、二、三不同点是：导轨3、滑块4组成的直线导轨副为流体静压直线导轨副，径向轴承7为流体静压滑动轴承。

具体实施方式六：如图9和图10所示，本实施方式与实施方式一、二、三、四、五不同点是：直线导轨副采用双导轨、单滑块结构，单滑块上同时对称布置两组：支架联接螺钉5、支架6、径向轴承7、销轴8、单轴向减振隔振装置9、地脚螺栓10和安装地基11，构成复合支链，改善直线导轨副受力，适用载荷大场合。

Claims (8)

1.一种环锤式碎煤机三轴向减振隔振平台，包括动平台(1)和安装地基(11)，其特征在于，还包括导轨联接螺钉(2)、导轨(3)、滑块(4)、支架联接螺钉(5)、支架(6)、径向轴承(7)、销轴(8)、单轴向减振隔振装置(9)、地脚螺栓(10)；所述导轨(3)通过导轨联接螺钉(2)固定在动平台(1)上，单轴向减振隔振装置(9)通过销轴(8)、径向轴承(7)、支架(6)、支架联接螺钉(5)和地脚螺栓(10)分别与滑块(4)、安装地基(11)固联；其中，导轨(3)、滑块(4)构成的直线导轨副为滚柱直线导轨副，径向轴承(7)为滚针轴承；整个平台结构属于空间冗余三平移机构，由3-RCRP空间三平移机构通过对称添加支链组成的。

2.根据权利要求1所述的一种环锤式碎煤机三轴向减振隔振平台，其特征在于，所述的单轴向减振隔振装置(9)由碟簧支座(12)、直线轴承(13)、碟簧(14)、撑杆(15)、碟簧压板(16)、螺母(17)、螺杆(18)、锁紧螺母(19)和撑杆接头(20)组成，撑杆(15)与撑杆接头(20)采用螺纹联接，用锁紧螺母(19)锁紧。

3.根据权利要求1所述的环锤式碎煤机三轴向减振隔振平台，其特征在于，单轴向减振隔振装置(9)由油气弹簧下连接件(21)、主缸体(22)、主气室(23)、主活塞(24)、主活塞密封件(25)、活塞杆(26)、主油液室(27)、滑动轴承(28)、主缸盖板(29)、盖板螺钉(30)、主缸密封件(31)、油管接头(32)、油管(33)、阻尼孔(34)、辅缸上盖板(35)、辅油液室(36)、辅缸体(37)、辅活塞密封件(38)、辅活塞(39)、辅气室(40)、辅缸下盖板(41)组成。

4.根据权利要求1所述的一种环锤式碎煤机三轴向减振隔振平台，其特征在于，所述单轴向减振隔振装置(9)中弹性元件碟簧为金属螺旋弹簧，阻尼器(42)采用球铰直接与动平台(1)、安装地基(11)联接；阻尼器(42)为流体阻尼器或黏弹性材料阻尼器。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的环锤式碎煤机三轴向减振隔振平台，其特征在于，导轨(3)、滑块(4)组成的直线导轨副采用双导轨、单滑块结构，单滑块上同时对称布置两组支架联接螺钉(5)、支架(6)、径向轴承(7)、销轴(8)、单轴向减振隔振装置(9)、地脚螺栓(10)和安装地基(11)，构成复合支链。

6.根据权利要求5所述的环锤式碎煤机三轴向减振隔振平台，其特征在于，径向轴承(7)为圆锥滚子轴承。

7.根据权利要求5所述的环锤式碎煤机三轴向减振隔振平台，其特征在于，导轨(3)、滑块(4)组成的直线导轨副为流体静压直线导轨副，径向轴承(7)为流体静压滑动轴承。

8.根据权利要求5所述的环锤式碎煤机三轴向减振隔振平台，其特征在于，所述3-RCRP空间三平移机构由上平台(43)、下平台(47)和3条结构完全相同的支链组成，每条支链由转动副(45)、圆柱副(46)、转动副(45)和移动副(44)组成，其中转动副(45)回转轴线与移动副(44)导路方向平行，转动副(45)与圆柱副(46)回转轴线相互垂直，3条支链为对称布置。

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