CN103769365B - 一种新型自同步双电机安装形式的振动筛 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型自同步双电机安装形式的振动筛，它包括筛箱（1）、弹簧（2）和两个振动电机（3），筛箱（1）的侧板（5）之间设置有电机梁（8），电机梁（8）的截面成工字型，其由上板（9）、下板（10）和腹板（11）构成，两个振动电机（3）通过多个连接螺栓（12）对称设置于腹板（11）的两侧，振动电机（3）的合力平行于腹板（11）。本发明的有益效果是：本发明充分利用了高度空间，在不大于传统结构的高度尺寸下，实现了高度更高的抗弯矩梁设计，实现了受力良好的拱形梁设计，实现了将双振动电机自同步技术良好地应用于中大型振动筛；不使用任何传动、连接机构，大大简化了结构。

Description

一种新型自同步双电机安装形式的振动筛

技术领域

本发明涉及振动筛技术领域，特别是一种新型自同步双电机安装形式的振动筛。

背景技术

自上世纪60年代以来，由于发现在振动机械中可以利用振动的固有特性，在两个由两台电机分别驱动的偏心转子间实现自同步，形成稳定的合力，驱动振动筛沿直线轨迹、圆轨迹或椭圆轨迹振动，使振动机械的结构得到了大大简化。经过几十年的发展，已经形成了成熟的将偏心转子和振动电机组合在一起的振动电机的制造产业，并广泛应用于各类振动机械。这种技术在业内被称为第二代同步方式，即振动同步，或自同步。第一代同步方式为刚性同步，或强迫同步，电动机驱动激振器，激振器之间使用传动机构保证同步运转。

目前市场上的自同步振动筛，采用双电机激振方式，它避免了噪音大、故障率高的中间传动机构，两个激振电机对称倾斜安置在筛箱的两个侧面，两个电机的连线中心与筛箱质心重合，以此来保证振动筛整体平动和产生椭圆轨迹，如美国SWACO公司生产的BEN平动椭圆振动筛就是这种类型。但其不足之处在于装置体积较大，需占用较大空间位置；电机置于筛箱两侧，连接件刚性、两电机的同步性均较差。

为了提高两电机的同步性，应尽可能的缩小两个电机的安装间距，这就要求电机的安装位置尽可能的靠近筛箱的中心，但遗憾的是，对于中大型振动筛，由于电机梁跨度大，如果将电动机安装于电机梁中央，受力情况将非常恶劣，如果增加电机梁的板材厚度，不但增加了质量，而且这个增加的质量在振动条件下也带来了更多的负荷。

我们知道，对于截面为工字形或矩形的电机梁，其抗弯截面系数为：

$W_Z=\frac{{\mathrm{BH}}^3-{\mathrm{bh}}^3}{6H}$

即，其抗弯强度大致与工字梁或矩形梁的高度的平方成正比。传统的安装形式是将电动机或激振器安装于工字形或矩形截面的电机梁钢板的表面，合力的方向垂直于板面，安装电机的上安装板将受到大得多的应力。所以，即使将电机梁的截面高度设计得更高，虽然整体抗弯强度提高了，但上安装板的受力并不能得到改善，同时，截面高度过高的电机梁也增加了振动筛的整机高度。

常见的解决以上问题的方法为：

提高抗弯强度的方法是，将振动电机或激振器安装于更接近两侧，而不是电机梁的中央，大幅度较少对电机梁抗弯强度的要求。这一方法的代价是，由于两台振动电机或激振器间距远，难以实现自同步运转。所以目前的大型振动筛均采用强迫同步的方式，增加了传动连接和轴承，结构复杂，增加了故障点。

减小上安装板应力的方式是，加厚钢板的壁厚，增加上安装板下方的加强筋。

在国内外非共振大型振动筛的结构中，基本没有应用双振动电机自同步技术。

总之，传统的安装形式在高度尺寸上遭遇瓶颈。更高的抗弯强度需要高度，将振动电机安装于电机梁之上又浪费了高度空间。

对于近共振筛，专利201210054004.9“一种双质体共振筛”使用连接轴将多台电机连接在一起，结构复杂。专利201220637538.x“一种新型双质体共振筛”和专利201220531087.1“一种新型组合振动电机”使用联轴器连接电动机和激振器，加大激振器之间的间距，改善电机梁的受力，但没有使用通用的振动电机，其结构更为复杂。专利201120416481.6“双质体共振筛”使用了双振动电机自同步技术，但使用了3根重型横梁满足强度要求，且使用专门定制的电动机，通用性差。专利201310366160.3“一种筛框与筛床分离的双质体近共振筛”将两台自同步电机安装于电机梁中央，虽然相对于非共振筛使用更小的振动电机，但其电机梁的受力仍可进一步优化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种充分利用了高度空间、在不增加设备总高度的同时、大幅改善了电机梁的受力的新型自同步双电机安装形式的振动筛。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种新型自同步双电机安装形式的振动筛，它包括筛箱、弹簧和两个振动电机，筛箱通过两侧布置的弹簧安装于安装基座上，筛箱的侧板之间设置有电机梁，振动电机固定安装于电机梁上，所述的电机梁的截面成工字型，其由上板、下板和腹板构成，两个振动电机通过多个连接螺栓对称设置于腹板的两侧，振动电机的合力平行于腹板。

所述的振动电机安装于电机梁的中心部。

所述的连接螺栓依次穿过一个振动电机的安装孔、腹板上的安装孔和另一个振动电机的安装孔后，由安装于螺栓端部的螺母锁紧固定。

所述的电机梁为拱形，其由水平段和分设于水平段两侧的倾斜段构成，其截面均为工字型，水平段由上板、下板和腹板构成，倾斜段由斜上板、斜下板和斜腹板构成，腹板和斜腹板位于同一平面内，该平面垂直于筛箱的侧板并与垂面间具有夹角。

所述的水平段或倾斜段上设置有改善受力情况的筋板。

倾斜段为内侧高度和水平段高度相同、外侧高度高于水平段高度的喇叭形。

所述的倾斜段的边缘固定连接有安装板，倾斜段通过安装板与筛箱连接。

振动电机在安装与拆卸时，使用非金属高强度柔性绳索捆绑在电机梁上。

本发明具有以下优点：本发明的两台自同步运转的振动电机面对面的安装在腹板的两个表面，振动电机的合力平行于腹板，从而由于振动电机安装于上板和下板之间，充分利用了高度空间，可以设计高度更高的工字型梁，大大提高了抗弯强度，但其高出筛箱上边缘的高度H不大于传统安装形式的电机高出筛箱上边缘的高度。本发明充分利用了高度空间，在不大于传统结构的高度尺寸下，实现了高度更高的抗弯矩梁设计，实现了受力良好的拱形梁设计，避免了电机上安装板垂直于板面方向的过大应力变形。

本发明所采用的振动电机的安装形式，使得拱形的电机梁在不增加设备总高度的同时，大幅改善了电机梁的受力。通过本发明的改进，实现了将双振动电机自同步技术良好地应用于中大型振动筛，优化了电机梁的受力，在有效控制设备整体高度的同时，使得电机梁能够满足受力要求，同时不使用任何传动、连接机构，在电动机以外不使用任何轴承，大大简化了结构。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为本发明的主视结构示意图

图3为本发明的电机梁的结构示意图

图4为本发明的电机梁的左视结构示意图

图5为本发明的振动电机装卸时的结构示意图

图6为本发明的振动电机装卸时的左视结构示意图

图中，1-筛箱，2-弹簧，3-振动电机，4-筛面，5-侧板，6-弹簧座，7-连接梁，8-电机梁，9-上板，10-下板，11-腹板，12-连接螺栓，13-非金属高强度绳索，14-水平段，15-倾斜段，16-斜上板，17-斜下板，18-斜腹板，19-筋板，20-安装板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1、图2所示，一种新型自同步双电机安装形式的振动筛，它包括筛箱1、弹簧2和两个振动电机3，筛箱1内安装有筛面4，筛面4设置于筛箱1的侧板5之间，筛箱1通过两侧布置的弹簧2安装于安装基座上，筛箱1的侧板5上布置有弹簧座6，弹簧2安装于弹簧座6与安装基座之间，筛箱1的侧板5之间设置有连接梁7和电机梁8，连接梁7和电机梁8的两端分别与对应侧的侧板5固定连接，振动电机3固定安装于电机梁8上，如图3、图4所示，所述的电机梁8的截面成工字型，其由上板9、下板10和腹板11构成，腹板11固定设置于上板9和下板10之间，且均垂直于上板9和下板10，上板9和下板10承受弯矩，所述的两个振动电机3对称设置于腹板11的两侧，即两台自同步运转的振动电机3面对面的安装在腹板11的两个表面，振动电机3的合力平行于腹板11，振动电机3通过多个连接螺栓12固定安装于腹板11上。经强度计算，抗弯矩能力符合“背景资料”中抗弯截面系数的公式。由于振动电机3安装于上板9和下板10之间，充分利用了高度空间，可以设计高度更高的工字型梁，大大提高了抗弯强度，但其高出筛箱1上边缘的高度H不大于传统安装形式的电机高出筛箱1上边缘的高度。从而使得本发明充分利用了高度空间，在不大于传统结构的高度尺寸下，实现了高度更高的抗弯矩梁设计，实现了受力良好的拱形梁设计，避免了电机上安装板20垂直于板面方向的过大应力变形。

优选的，振动电机3安装于电机梁8的中心部，且所述的连接螺栓12依次穿过一个振动电机3的安装孔、腹板11上的安装孔和另一个振动电机3的安装孔后，由安装于螺栓端部的螺母锁紧固定，即振动电机3使用螺栓穿透两台振动电机3和腹板11连接在一起。两台振动电机3通过同一套螺栓组的长螺栓穿透两台振动电机3和腹板11的安装孔连接在一起。如图5、图6所示，拆卸和安装振动电机3时，可以使用非金属高强度绳索13穿过电机梁8的小孔将其中一台振动电机3捆绑，便于拆卸和安装的操作。

如图1、图3所示，所述的电机梁8为拱形，其由水平段14和分设于水平段14两侧的倾斜段15构成，其截面均为工字型，水平段14由上板9、下板10和腹板11构成，腹板11固定设置于上板9和下板10之间，且均垂直于上板9和下板10；倾斜段15由斜上板16、斜下板17和斜腹板18构成，斜腹板18固定设置于斜上板16和斜下板17之间，且均垂直于斜上板16和斜下板17。腹板11和斜腹板18位于同一平面内，该平面垂直于筛箱1的侧板5并与垂面间具有夹角，所述夹角为0～80°。拱形梁具有良好结构强度，但在传统的电动机或激振器安装形式下，将显著增加振动筛的高度，对于大中型振动筛，高度尺寸的进一步增加将给运输和安装带来麻烦，因此，受力良好的拱形梁也需要高度，限制了拱形梁在大中型振动筛上的应用，因而通过使用拱形梁实现两台自同步运转的振动电机3安装于靠近电机梁8中心部的技术方案也不实用。本发明所采用的振动电机3的安装形式，使得拱形的电机梁8在不增加设备总高度的同时，大幅改善了电机梁8的受力。

所述的水平段14或倾斜段15上设置有改善受力情况的筋板19。

所述的倾斜段15与水平段14连接的一侧的斜上板16与斜下板17之间的间距，即斜腹板18的高度，与水平段14的上板9与下板10之间的间距相等；倾斜段15与筛箱1的侧板5连接的一侧的斜上板16与斜下板17之间的间距，即斜腹板18的高度，大于水平段14的上板9与下板10之间的间距，从而使的倾斜段15形成内侧高度和水平段14高度相同、外侧高度高于水平段14高度的喇叭形，有利于将应力更分散的传递到筛箱1的侧板5上。

所述的倾斜段15的边缘固定连接有安装板20，倾斜段15通过安装板20与筛箱1连接。

通过本发明的改进，实现了将双振动电机3自同步技术良好地应用于中大型振动筛，优化了电机梁8的受力，在有效控制设备整体高度的同时，使得电机梁8能够满足受力要求，同时不使用任何传动、连接机构，在电动机以外不使用任何轴承，大大简化了结构。

下面通过分析数据对本发明作进一步描述：

1、本发明电机梁与传统安装梁的受力对比：

2、上述分析数据的两种梁的结构尺寸，单位mm

3、上述分析数据的力学条件：以弹簧座为固定约束的静态应力分析

振动电机的合力：400000N，方向斜下，整机质量的加速度：40m/s²，方向斜下。

通过有限元强度分析结果显示，本发明电机梁的应力值及应力分布均远远优于传统梁。

Claims (8)

1.一种新型自同步双电机安装形式的振动筛，它包括筛箱（1）、弹簧（2）和两个振动电机（3），筛箱（1）通过两侧布置的弹簧（2）安装于安装基座上，筛箱（1）的侧板（5）之间设置有电机梁（8），振动电机（3）固定安装于电机梁（8）上，其特征在于：所述的电机梁（8）的截面成工字型，其由上板（9）、下板（10）和腹板（11）构成，两个振动电机（3）通过多个连接螺栓（12）对称设置于腹板（11）的两侧，振动电机（3）的合力平行于腹板（11）。

2.根据权利要求1所述的一种新型自同步双电机安装形式的振动筛，其特征在于：所述的振动电机（3）安装于电机梁（8）的中心部。

3.根据权利要求1所述的一种新型自同步双电机安装形式的振动筛，其特征在于：所述的连接螺栓（12）依次穿过一个振动电机（3）的安装孔、腹板（11）上的安装孔和另一个振动电机（3）的安装孔后，由安装于螺栓端部的螺母锁紧固定。

4.根据权利要求1所述的一种新型自同步双电机安装形式的振动筛，其特征在于：所述的电机梁（8）为拱形，其由水平段（14）和分设于水平段（14）两侧的倾斜段（15）构成，其截面均为工字型，水平段（14）由上板（9）、下板（10）和腹板（11）构成，倾斜段（15）由斜上板（16）、斜下板（17）和斜腹板（18）构成，腹板（11）和斜腹板（18）位于同一平面内，该平面垂直于筛箱（1）的侧板（5）并与垂面间具有夹角。

5.根据权利要求4所述的一种新型自同步双电机安装形式的振动筛，其特征在于：所述的水平段（14）或倾斜段（15）上设置有改善受力情况的筋板（19）。

6.根据权利要求4所述的一种新型自同步双电机安装形式的振动筛，其特征在于：所述的倾斜段（15）为内侧高度和水平段（14）高度相同、外侧高度高于水平段（14）高度的喇叭形。

7.根据权利要求4所述的一种新型自同步双电机安装形式的振动筛，其特征在于：所述的倾斜段（15）的边缘固定连接有安装板（20），倾斜段（15）通过安装板（20）与筛箱（1）连接。

8.根据权利要求1所述的一种新型自同步双电机安装形式的振动筛，其特征在于：所述的振动电机（3）在安装与拆卸时，使用非金属高强度柔性绳索捆绑在电机梁（8）上。