CN104624487A - 一种基于混联机构的三自由度振动筛 - Google Patents

一种基于混联机构的三自由度振动筛 Download PDF

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Abstract

本发明属于一种振动筛分设备领域，尤其涉及一种基于混联机构的三自由度振动筛，包括静平台、筛网、X振动平台、Y振动平台和双轴激振器；X振动平台与静平台移动副连接；X振动平台在X方向振动支链的驱动下沿X轴方向移动；Y振动平台与静平台通过圆柱副C21连接；Y振动平台与X振动平台通过移动副连接；Y振动平台在Y方向振动支链的驱动下沿Y轴方向移动；筛网通过压簧固定连接在Y振动平台上；筛网在双轴激振器的驱动下沿Z轴方向移动。本发明不仅能实现三自由度振动筛分，总体尺寸小，筛分效率高，筛分性能稳定等优点，而且对建立新的振动筛分理论，开发实用化的振动筛分设备具有重要的现实意义和应用价值。

Description

一种基于混联机构的三自由度振动筛
技术领域
    本发明涉及一种振动筛分设备领域，尤其涉及一种基于混联机构的三自由度振动筛。
背景技术
目前，振动筛广泛应用于采矿、冶金、煤炭、石油、化工、水利电力、轻工、建筑等行业，主要是将物料分成两种或多种粒度级别。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，对筛分对象的适应性较差。比如，传统的振动筛主要有直线振动筛、圆振动筛和共振筛，在结构上是弹簧加偏心重或偏心轴模式。直线振动筛中，虽然结构简单，但是物料在筛面上只作一维的直线运动，物料基本上不从筛面上抛起，物料容易卡在筛孔中，筛孔容易出现阻塞的现象；圆振动筛虽然克服了直线振动筛孔易阻塞的缺点，但是在工作时筛面往往受力不均，从而致使一边的筛网易严重过载，而另一边筛网近乎空载运行，所以常常造成筛网磨损不均破损较快；共振筛是在接近共振区的条件下工作，筛分机的工作频率接近其本身的自振频率，因此其工作寿命会缩短，且其结构复杂，限制了其应用的范围。综合上述分析传统振动筛的特点是筛分效率低、总体尺寸大、噪声大、可靠性差等。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种能实现X方向、Y方向、Z方向三自由度振动筛分运动的基于混联机构的三自由度振动筛。
    本发明通过以下技术方案实现：一种基于混联机构的三自由度振动筛，包括静平台、筛网、X振动平台、Y振动平台和双轴激振器；所述X振动平台与所述静平台通过移动副P11、移动副P12、移动副P13和移动副P14连接；所述X振动平台在X方向振动支链的驱动下沿X轴方向移动；所述Y振动平台与所述静平台通过圆柱副C21连接；所述Y振动平台与所述X振动平台通过移动副P21、移动副P22、移动副P23和移动副P24连接；所述Y振动平台在Y方向振动支链的驱动下沿Y轴方向移动；所述筛网的四个角分别通过压簧K31、压簧K32、压簧K33和压簧K34固定连接在所述Y振动平台上；所述双轴激振器通过固定座固定在所述筛网上。
    上述方案中，所述X方向振动支链包括转动副R11、连杆L11、转动副R12、连杆L12和转动副R13，所述连杆L11通过所述转动副R11与所述静平台连接；所述连杆L12的一端通过所述转动副R12与所述连杆L11连接，另一端通过所述转动副R13与所述X振动平台连接。
上述方案中，所述Y方向振动支链包括连杆L21、转动副R21、连杆L22和转动副R22，所述连杆L21通过所述圆柱副C21与所述静平台连接；所述L22的一端通过所述转动副R21与所述连杆L21连接，另一端通过所述转动副R22与所述Y振动平台连接。
上述方案中，所述双轴激振器为振动电机，所述振动电机数量为两台，两台振动电机的转轴互相平行且反向安装，保证两台振动电机的转轴同步反向转动。
上述方案中，所述筛网为倾斜安装。
有益效果：本发明与现有技术相比，本发明能够使筛网实现X方向，Y方向和Z方向三自由度的振动筛分运动；本发明不仅能实现多维振动筛分，总体尺寸小，筛分效率高，筛分性能稳定等优点，而且对建立新的振动筛分理论，开发实用化的振动筛分设备具有重要的现实意义和应用价值。
附图说明
    图1为本发明整体的三维结构示意图。
    图2为本发明X方向振动的三维结构示意图。
    图3为本发明Y方向振动的三维结构示意图。
图4为本发明Z方向振动的三维结构示意图。
      图中：101、X振动平台；102、转动副R11；103、连杆L11；104、转动副R12；105、连杆L12；106、转动副R13；107、移动副P11；108、移动副P12；109、移动副P13；110、移动副P14；201、Y振动平台；202、圆柱副C21；203、连杆L21；204、转动副R21；205、连杆L22；206、转动副R22；207、移动副P21；208、移动副P22；209、移动副P23；210、移动副P24；301、筛网；302、激振器固定座；303、双轴激振器；304、压簧K31；305、压簧K32；306、压簧K33；307、压簧K34；401、静平台。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
一种基于混联机构的三自由度振动筛，包括筛网301、X振动平台101、Y振动平台201和基座；所述基座上包括静平台401。
所述X振动平台101与所述静平台401通过移动副P11107、移动副P12108、移动副P13109和移动副P14110连接；所述X振动平台101在X方向振动支链的驱动下沿X轴方向移动；所述X方向振动支链包括转动副R11102、连杆L11103、转动副R12104、连杆L12105和转动副R13106，所述连杆L11103通过所述转动副R11102与所述静平台401连接；所述连杆L12105的一端通过所述转动副R12104与所述连杆L11103连接，另一端通过所述转动副R13106与所述X振动平台101连接。
所述Y振动平台201与所述静平台401通过圆柱副C21202连接；所述Y振动平台201与所述X振动平台101通过移动副P21207、移动副P22208、移动副P23209和移动副P24210连接；所述Y振动平台201在Y方向振动支链的驱动下沿Y轴方向移动；所述Y方向振动支链包括连杆L21203、转动副R21204、连杆L22205和转动副R22206，所述连杆L21203通过所述圆柱副C21202与所述静平台401连接；所述L22205的一端通过所述转动副R21204与所述连杆L21203连接，另一端通过所述转动副R22206与所述Y振动平台201连接。
所述筛网301的四个角分别通过压簧K31304、压簧K32305、压簧K33306和压簧K34307固定连接在所述Y振动平台201上；所述双轴激振器303通过固定座302固定在所述筛网301上。所述双轴激振器303为振动电机，所述振动电机数量为两台，两台振动电机的转轴互相平行且反向安装，保证两台振动电机的转轴同步反向转动。所述筛网301为倾斜安装。
本发明的工作原理：
所述静平台401、转动副R11102、连杆L11103、转动副R12104、连杆L12105、转动副R13106和X振动平台101的相互连接构成了曲柄滑块机构，该机构具有急回特性。打开所述X方向振动支链的动力源，所述X振动平台在所述X方向振动支链的驱动下能够沿所述移动副P11107、移动副P12108、移动副P13109和移动副P14110 的轴线方向，即X方向，进行振动筛分运动。
所述静平台401、圆柱副C21202、连杆L21203、转动副R21204、连杆L22205、转动副R22206和Y振动平台201的相互连接构成了曲柄滑块机构，该机构具有急回特性。打开所述Y方向振动支链的动力源，所述Y振动平台在所述Y方向振动支链的驱动下能够沿所述移动副P21207、移动副P22208、移动副P23209和移动副P24210的轴线方向，即Y方向，进行振动筛分运动。
所述双轴激振器303是将两台相同型号的振动电机安装在所述固定座302上，使两个转轴处于互相平行的位置，运行时电机转向相反，则两台电机运转必然同步，机体产生直线形振动，因此打开所述Z方向振动支链的动力源能够使得所述筛网301产生沿所述压簧K31304、压簧K32305、压簧K33306和压簧K34307的轴线方向，即Z方向，进行振动筛分运动。
本发明的工程过程如下：电机带动所述连杆L11103绕所述转动副R11102转动，再通过所述连杆L12105，从而带动所述X振动平台101沿所述移动副P11107、移动副P12108、移动副P13109、和移动副P14110的轴线方向运动，所述静平台401、转动副R11102、连杆L11103、转动副R12104、连杆L12105、转动副R13106和所述X振动平台101的相互连接构成了曲柄滑块机构，由于机构具有急回特性能够实现物料沿X轴方向的筛分运动。电机带动所述连杆L21203绕所述圆柱副C21202转动，再通过所述连杆L22205，从而带动所述Y振动平台201沿移动副P21207、移动副P22208、移动副P23209、和移动副P24210的轴线方向运动，所述静平台401、圆柱副C21202、连杆L21203、转动副R21204、连杆L22205、转动副R22206和Y振动平台201的相互连接构成了曲柄滑块机构，由于机构具有急回特性能够实现物料沿Y轴方向的筛分运动。所述双轴激振器303通电后产生沿Z轴方向的激振力，促使物料在所述筛网301上沿所述压簧K31304、压簧K32305、压簧K33306和K34307的轴线的方向，即Z方向，进行筛分运动。
单独启动所述X方向振动支链的动力源，所述筛网301可沿X轴方向进行筛分运动；单独启动所述Y方向振动支链的动力源，所述筛网301可沿Y轴方向进行筛分运动；单独启动所述Z方向振动支链的动力源，所述筛网301可沿Z轴方向进行筛分运动。同时启动所述X方向振动支链、Y方向振动支链和Z方向振动支链的动力源，所述筛网301可同时沿X、Y和Z轴方向进行筛分运动。实际使用时，可根据需要在三个动力源中任意选择其中一个、两个或三个进行组合启动，使所述筛网301获得对应的振动输出。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于混联机构的三自由度振动筛，其特征在于，包括静平台（401）、筛网（301）、X振动平台（101）、Y振动平台（201）和双轴激振器（303）；
所述X振动平台（101）与所述静平台（401）通过移动副P11（107）、移动副P12（108）、移动副P13（109）和移动副P14（110）连接；
所述X振动平台（101）在X方向振动支链的驱动下沿X轴方向移动；
所述Y振动平台（201）与所述静平台（401）通过圆柱副C21（202）连接；
所述Y振动平台（201）与所述X振动平台（101）通过移动副P21（207）、移动副P22（208）、移动副P23（209）和移动副P24（210）连接；
所述Y振动平台（201）在Y方向振动支链的驱动下沿Y轴方向移动；
所述筛网（301）的四个角分别通过压簧K31（304）、压簧K32（305）、压簧K33（306）和压簧K34（307）固定连接在所述Y振动平台（201）上；
所述双轴激振器（303）通过固定座（302）固定在所述筛网（301）上。
2.根据权利要求1所述的一种基于混联机构的三自由度振动筛，其特征在于，所述X方向振动支链包括转动副R11（102）、连杆L11（103）、转动副R12（104）、连杆L12（105）和转动副R13（106），所述连杆L11（103）通过所述转动副R11（102）与所述静平台（401）连接；所述连杆L12（105）的一端通过所述转动副R12（104）与所述连杆L11（103）连接，另一端通过所述转动副R13（106）与所述X振动平台（101）连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于混联机构的三自由度振动筛，其特征在于，所述Y方向振动支链包括连杆L21（203）、转动副R21（204）、连杆L22（205）和转动副R22（206），所述连杆L21（203）通过所述圆柱副C21（202）与所述静平台（401）连接；所述L22（205）的一端通过所述转动副R21（204）与所述连杆L21（203）连接，另一端通过所述转动副R22（206）与所述Y振动平台（201）连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于混联机构的三自由度振动筛，其特征在于，所述双轴激振器（303）为振动电机，所述振动电机数量为两台，两台振动电机的转轴互相平行且反向安装，保证两台振动电机的转轴同步反向转动。
5.根据权利要求1所述的一种基于混联机构的三自由度振动筛，其特征在于，所述筛网（301）为倾斜安装。
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