CN102327870A

CN102327870A - 一种四自由度混联振动筛

Info

Publication number: CN102327870A
Application number: CN201110295715A
Authority: CN
Inventors: 李耀明; 王成军; 马履中
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2011-10-08
Filing date: 2011-10-08
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2031-10-08
Also published as: CN102327870B

Abstract

本发明公开了一种四自由度混联振动筛，由底座、曲柄滑块机构、支架、中间平台、Y左支链、Y右支链、X前支链、X后支链和筛箱组成。底座上方布置一个曲柄滑块机构；支架的底部安装在曲柄滑块机构上，支架上端与中间平台固连；筛箱布置在中间平台的上方，在筛箱和中间平台之间联接有Y右支链、X前支链、Y左支链和X后支链，筛箱、中间平台及连接它们的四个支链组成一个4SPR结构的并联机构。本发明的振动机构为一种混联机构4SPR-P，实现筛箱两个移动两个转动共四个自由度的振动，振动幅度、频度、倾角和振动自由度都可调节，对不同筛分物料的适应性强，可用于能源、冶金、建材、化工、农业和粮食加工等行业的物料分级。

Description

一种四自由度混联振动筛

技术领域

本发明涉及一种振动筛分设备领域，尤其涉及一种四自由度混联振动筛。

背景技术

目前，振动筛在能源、冶金、陶瓷、建材、化工和农业、粮食加工等行业广泛应用，主要是用于物料的分级。现有振动筛的单位时间内的实际筛分效率较低，筛面上的物料分散度不高，筛面上的物料分布不均，透筛效果差；且对于潮湿细颗粒级粘性物料等难筛分物料的筛分效果一直不理想，筛孔容易被堵塞，通过提高振动筛的振动强度的处理办法常又容易受到筛箱刚度的限制，筛面上物料分散、分层和层间运动缺乏足够的动力。此外，现有振动筛的振动自由度较少，多是1-2个自由度。

本发明涉及的四自由度混联振动筛，由于能实现空间两个移动两个转动共四个自由度的振动，且各振动方向的振动幅度、频率、倾角和振动自由度等参数可调节，能克服现有振动筛的技术缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种四自由度振动筛，特别是能实现空间两个移动两个转动共四个自由度的振动，能克服现有振动筛的技术缺陷，提高筛分效率和筛分作业的单位时间处理量。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种四自由度混联振动筛，由底座、曲柄滑块机构、支架、中间平台、Y左支链、Y右支链、X前支链、X后支链和筛箱组成。其中，在底座的上方布置一个曲柄滑块机构；支架的底部安装在曲柄滑块机构上，支架上端与中间平台固连；筛箱布置在中间平台的上方，在筛箱和中间平台之间联接有Y右支链、X前支链、Y左支链和X后支链，筛箱、中间平台及连接它们的四个支链组成一个4SPR结构的并联机构；振动机构为一种混联机构4SPR-P。

所述的Y左支链由球副S₃₂、移动副P₃₂、转动副R₃₂和它们之间的连杆L₅和连杆L₆组成，连杆L₅通过球副S₃₂和筛箱相联接，连杆L₅通过移动副P₃₂和连杆L₆相联接，连杆L₆通过转动副R₃₂和中间平台相联接，且移动副P₃₂的轴线和转动副R₃₂的轴线相垂直；Y右支链由球副S₃₁、移动副P₃₁、转动副R₃₁和它们之间的连杆L₃和连杆L₄组成，连杆L₃通过球副S₃₁和筛箱相联接，连杆L₃通过移动副P₃₁和连杆L₄相联接，连杆L₄通过转动副R₃₁和中间平台相联接，且移动副P₃₁的轴线和转动副R₃₁的轴线相垂直；转动副R₃₁的轴线和转动副R₃₂的轴线相平行。

所述的X前支链由球副S₄₁、移动副P₄₁、转动副R₄₁和它们之间的连杆L₇和连杆L₈组成，连杆L₇通过球副S₄₁和筛箱相联接，连杆L₇通过移动副P₄₁和连杆L₈相联接，连杆L₈通过转动副R₄₁和中间平台相联接，且移动副P₄₁的轴线和转动副R₄₁的轴线相垂直；X后支链由球副S₄₂、移动副P₄₂、转动副R₄2和它们之间的连杆L₉和连杆L₁₀组成，连杆L₉通过球副S₄₂和筛箱相联接，连杆L₉通过移动副P₄₂和连杆L₁₀相联接，连杆L₁₀通过转动副R₄₂和中间平台相联接，且移动副P₄₂的轴线和转动副R₄₂的轴线相垂直；转动副R₄₁的轴线和转动副R₄₂的轴线相平行。且转动副R₃₁的轴线和转动副R₄₁的轴线相垂直；转动副R₁₃、移动副P₃₁、移动副P₃₂、移动副P₄₁和移动副P₄₂为机构的主动副。

本发明结构简单，装配、调整、维护简单易行，能实现沿X、Z方向的移动，绕X轴的转动和绕Y轴的转动共四个自由度的振动，且X方向的振动和其它自由度的振动相互独立，互不干涉，还可通过转动副R₁₃、移动副P₃₁、移动副P₃₂、移动副P₄₁和移动副P₄₂上驱动源的动力参数，使筛箱获得不同的振动输出，从而使筛箱获得合适的振动激励。而且，筛箱的振动幅度、频度、倾角和振动自由度都可调节，对不同筛分物料的适应性强，本发明可用于能源、冶金、陶瓷、建材、化工、农业、粮食加工等行业的物料分级。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为曲柄滑块机构的结构示意图。

图3为Y左支链和Y右支链的结构示意图。

图4为X前支链和X后支链的结构示意图。

图中：1.底座；2. 曲柄滑块机构；3.支架；4.中间平台；5.Y右支链；6.X前支链；7.筛箱；8.Y左支链；9.X后支链；10.移动副P₀₁、11.导轨；转动副R₁₂；13.支座；14. 移动副P₀₂；15.转动副R₁₃；16.曲柄L₂；17.连杆L₁；18. 转动副R₁₁；19.转动副R₃₁；20.连杆L₄；21.移动副P₃₁；22.连杆L₃；23.球副S₃₁；24.球副S₃₂；25.R₃₂ L₅；26.移动副P₃₂；27.连杆L₆；28.转动副R₃₂；29.转动副R₄₁；30.连杆L₈；31.移动副P₄₁；32.连杆L₇；33.球副S₄₁；34.球副S₄₂；35.连杆L₉；36.移动副P₄₂；37.连杆L₁₀；38.转动副R₄₂。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种四自由度混联振动筛，由底座1、曲柄滑块机构2、支架3、中间平台4、Y左支链8、Y右支链5、X前支链6、X后支链9和筛箱7组成，底座1的上方布置一个曲柄滑块机构2；支架3的底部安装在曲柄滑块机构2上，支架3上端与中间平台4固连；筛箱7布置在中间平台4的上方，在筛箱7和中间平台4之间联接有Y右支链5、X前支链6、Y左支链8和X后支链9，筛箱7、中间平台4及连接它们的四个支链组成一个4SPR结构的并联机构；振动机构为一种混联机构4SPR-P。

工作时，先根据筛分作业的需要来确定筛箱7的倾角θ，然后调节连杆L3 22和连杆L5 25的长度，使筛箱7的倾角θ达到工作所需要数值。

如图2所示，所述的曲柄滑块机构2由转动副R₁₃ 15、转动副R₁₂ 12、转动副R₁₁ 18、移动副P₀₁ 10、移动副P₀₂ 14、支座13以及连接它们的连杆L₁ 17、连杆L₂ 16和导轨11组成，其中，转动副R₁₃ 15为主动副。连杆L₁ 17通过转动副R₁₁ 18与支架3的底部相连，连杆L₂ 16通过转动副R₁₂ 12与连杆L₁ 17相连，连杆L₂ 16通过转动副R₁₃ 15与支座13相连，支座13固定在底座1上，移动副P₀₁ 10和移动副P₀₂ 14分别与支架3的底部相连，在导轨11上移动。

如图3所示，所述的Y左支链由球副S₃₂ 24、移动副P₃₂ 26、转动副R₃₂ 28和它们之间的连杆L₅ 25和连杆L₆ 27组成，连杆L₅ 25通过球副S₃₂ 24和筛箱7相联接，连杆L₅ 25通过移动副P₃₂ 26和连杆L₆ 27相联接，连杆L₆ 27通过转动副R₃₂ 28和中间平台4相联接，且移动副P₃₂26的轴线和转动副R₃₂ 28的轴线相垂直；Y右支链由球副S₃₁ 23、移动副P₃₁ 21、转动副R₃₁ 19和它们之间的连杆L₃ 22和连杆L₄ 20组成，连杆L₃ 22通过球副S₃₁ 23和筛箱7相联接，连杆L₃ 22通过移动副P₃₁21和连杆L₄ 20相联接，连杆L₄ 20通过转动副R₃₁ 19和中间平台4相联接，且移动副P₃₁ 21的轴线和转动副R₃₁ 19的轴线相垂直；转动副R₃₁ 19的轴线和转动副R₃₂ 28的轴线相平行。

如图4所示，所述的X前支链由球副S₄₁ 33、移动副P₄₁31、转动副R₄₁ 29和它们之间的连杆L₇ 32和连杆L₈ 30组成，连杆L₇ 32通过球副S₄₁ 33和筛箱7相联接，连杆L₇ 32通过移动副P₄₁26和连杆L₈ 30相联接，连杆L₈ 30通过转动副R₄₁ 29和中间平台4相联接，且移动副P₄₁ 31的轴线和转动副R₄₁ 29的轴线相垂直；X后支链由球副S₄₂ 34、移动副P₄₂ 36、转动副R₄₂ 38和它们之间的连杆L₉ 35和连杆L₁₀ 37组成，连杆L₉ 35通过球副S₄₂ 34和筛箱7相联接，连杆L₉ 35通过移动副P₄₂ 36和连杆L₁₀ 37相联接，连杆L₁₀ 37通过转动副R₄₂ 38和中间平台4相联接，且移动副P₄₂ 36的轴线和转动副R₄₂ 38的轴线相垂直；转动副R41 29的轴线和转动副R42 38的轴线相平行。

所述的转动副R₃₁ 19的轴线和转动副R₄₁ 29的轴线相垂直；转动副R₁₃ 15、移动副P₃₁ 21、移动副P₃₂ 26、移动副P₄₁ 31和移动副P₄₂ 36为机构的主动副。

在转动副R₁₃ 15上加旋转驱动，即可使筛箱7产生X方向的振动；在移动副P₃₁ 21和移动副P₃₂ 26上施加相反的激振力，同时保持移动副P₄₁ 31和移动副P₄₂ 36均无相对运动，则可使筛箱7产生绕Y轴的振动；如果在移动副P₄₁ 31和移动副P₄₂ 36上施加相反的激振力，同时保持移动副P₃₁ 21和移动副P₃₂ 26均无相对运动，则可使筛箱7产生绕X轴的振动；如果在移动副P₃₁ 21和移动副P₃₂ 26上施加相同的激振力，而保持移动副P₄₁ 31和移动副P₄₂ 36无约束，或者在移动副P₄₁ 31和移动副P₄₂ 36上施加相同的激振力而保持移动副P₃₁ 21和移动副P₃₂ 26无约束，则可使筛箱7产生沿Z轴方向的振动；同时在移动副P₃₁ 21、移动副P₃₂ 26、移动副P₄₁ 31和移动副P₄₂ 36上施加相同的激振力也可使筛箱7产生沿Z轴方向的振动，且Z向振动负载比前两种方式更大。绕X轴的转动和绕Y轴的转动不能同时实现，其它振动均可两两组合或同时与绕X轴转动和绕Y轴的转动中任一个组合实现复合振动，以满足振动的不同振动要求。

转动副R₁₃ 15上的动力由旋转电机和减速器提供，而移动副P₃₁ 21、移动副P₃₂ 26、移动副P₄₁ 31和移动副P₄₂ 36上的动力可由直线电机、电动缸、伺服液压缸或由旋转电机驱动直线往复机构（如曲柄滑块机构、齿轮齿条机构等）提供。沿X轴方向的往复直线振动方式，其振动幅度和频率的调节可通过调节旋转电机的输入参数和调节曲柄滑块机构的连杆L₁ 17和曲柄L₂ 16的长度来实现；沿Z方向的振动、绕X轴的转动和绕Y轴的转动三个自由度的振动幅度和频率调节可调节移动副P₃₁ 21、移动副P₃₂ 26、移动副P₄₁ 31和移动副P₄₂ 36上动力源的输入参数实现。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种四自由度混联振动筛，其特征在于：由底座（1）、振动机构和筛箱（7）组成，振动机构为一种混联机构4SPR-P，振动机构包括曲柄滑块机构（2）、支架（3）、中间平台（4）、Y左支链（8）、Y右支链（5）、X前支链（6）、X后支链（9）；所述底座（1）上方布置一个曲柄滑块机构（2）；支架（3）的底部安装在曲柄滑块机构（2）上，支架（3）上端与中间平台（4）固连；筛箱（7）布置在中间平台（4）的上方，在筛箱（7）和中间平台（4）之间联接有Y右支链（5）、X前支链（6）、Y左支链（8）和X后支链（9），所述筛箱（7）与中中间平台（4）及Y右支链（5）、X前支链（6）、Y左支链（8）和X后支链（9）组成一个4SPR结构的并联机构。

2.根据权利要求1所述的一种四自由度混联振动筛，其特征在于：所述曲柄滑块机构（2）由转动副R₁₃（15）、转动副R₁₂（12）、转动副R₁₁（18）、移动副P₀₁（10）、移动副P₀₂（14）、支座（13）、连杆L₁（17）、连杆L₂（16）和导轨（11）组成，连杆L₁（17）通过转动副R₁₁（18）与支架（3）的底部相连，连杆L₂（16）通过转动副R₁₂（12）与连杆L₁（17）相连，连杆L₂（16）通过转动副R₁₃（15）与支座（13）相连，支座（13）固定在底座（1）上，移动副P₀₁（10）和移动副P₀₂（14）分别与支架（3）的底部相连，在导轨（11）上移动；转动副R₁₃（15）为主动副。

3.根据权利要求1所述的一种四自由度混联振动筛，其特征在于：所述Y左支链由球副S₃₂（24）、移动副P₃₂（26）、转动副R₃₂（28）、连杆L₅（25）和连杆L₆（27）组成，所述连杆L₅（25）通过球副S₃₂（24）和筛箱（7）相联接，连杆L₅（25）通过移动副P₃₂（26）和连杆L₆（27）相联接，连杆L₆（27）通过转动副R₃₂（28）和中间平台（4）相联接，且移动副P₃₂（26）的轴线和转动副R₃₂（28）的轴线相垂直；所述Y右支链由球副S₃₁（23）、移动副P₃₁（21）、转动副R₃₁（19）、连杆L₃（22）和连杆L₄（20）组成，连杆L₃（22）通过球副S₃₁（23）和筛箱（7）相联接，连杆L₃（22）通过移动副P₃₁（21）和连杆L₄（20）相联接，连杆L₄（20）通过转动副R₃₁（19）和中间平台（4）相联接，且移动副P₃₁（21）的轴线和转动副R₃₁（19）的轴线相垂直；转动副R₃₁（19）的轴线和转动副R₃₂（28）的轴线相平行。

4.根据权利要求1所述的一种四自由度混联振动筛，其特征在于：所述X前支链由球副S₄₁（33）、移动副P₄₁（31）、转动副R₄₁（29）、连杆L₇（32）和连杆L₈（30）组成，连杆L₇（32）通过球副S₄₁（33）和筛箱（7）相联接，连杆L₇（32）通过移动副P₄₁（26）和连杆L₈（30）相联接，连杆L₈（30）通过转动副R₄₁（29）和中间平台（4）相联接，且移动副P₄₁（31）的轴线和转动副R₄₁（29）的轴线相垂直；所述X后支链由球副S₄₂（34）、移动副P₄₂（36）、转动副R₄₂（38）、连杆L₉（35）和连杆L₁₀（37）组成，连杆L₉（35）通过球副S₄₂（34）和筛箱（7）相联接，连杆L₉（35）通过移动副P₄₂（36）和连杆L₁₀（37）相联接，连杆L₁₀（37）通过转动副R₄₂（38）和中间平台（4）相联接，且移动副P₄₂（36）的轴线和转动副R₄₂（38）的轴线相垂直；转动副R₄₁（29）的轴线和转动副R₄₂（38）的轴线相平行。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种四自由度混联振动筛，其特征在于：所述的转动副R₃₁（19）的轴线和转动副R₄₁（29）的轴线相垂直；转动副R₁₃（15）、移动副P₃₁（21）、移动副P₃₂（26）、移动副P₄₁（31）和移动副P₄₂（36）为机构的主动副。