CN107185823A - 一种双机驱动亚共振自同步振动弛张筛 - Google Patents

Abstract

本发明属于自同步振动机械领域，开发了一种双机驱动亚共振自同步振动弛张筛，包括激振单元、主振弹簧组、筛框、筛板、减振弹簧、筛板驱动惯性摆锤装置、支撑梁、机座。利用自同步原理，激振单元中前后两个对称安装的激振器工作时两个偏心块同步运转且相位差稳定在0°附近，两个交流电机驱动偏心块反向运转，该倾斜一定角度的直线运动在水平方向的分力驱动筛面物料向前输送，而竖直方向的分力则驱动筛框上的两组摆锤，并使这两组摆锤实现自同步反相位运动，摆锤运动驱动筛网呈现驰张运动，以此达到筛分物料的目的，且实现很大的振动强度和更高的抛掷指数。弛张筛适用于选煤厂潮湿细粒煤炭及潮湿细粒粘性物料的干法深度筛分。

Description

一种双机驱动亚共振自同步振动弛张筛

技术领域

本发明属于自同步振动振动领域，涉及一种双机驱动亚共振自同步振动弛张筛。

背景技术

弛张筛最早出现在20世纪50年代的德国，由传统的圆振动筛发展的一种新型筛分机械，适用于粘度大，含水量为7％～14％的难筛物料进行1～13mm粒度筛分，对细粒度原煤的筛分效果显著，弛张筛逐渐在工业领域得到广泛的应用。

弛张筛筛板由可伸缩的聚氨酯橡胶材料制成，工作时通过筛板的交替拉紧与松弛，使得物料在筛网上抛射，同时物料能往前运动。通常抛射的加速度能达到重力加速度的30-50倍，高振动频率使得弛张筛筛分效率较高，处理量大，功耗低，噪声小。

传统弛张筛主体结构为将浮动筛框与固定筛框通过弹性装置连接，利用单一电机或者双电机驱动，浮动筛框沿物料前进方向进行椭圆运动。筛网固定在浮动筛框与固定筛框交替安装的横梁上，为使物料容易往前运动，筛体外型设计大部分为斜直式或是香蕉型。

目前国内市场上的弛张筛大多为进口设备，主要有美国伯特利、奥地利的宾得和德国的阿盖尔弛张筛，国内的弛张筛生产厂商代表有鞍山重型矿山机械股份有限公司和新乡市诚信振动设备有限公司。中国现有的专利也提出了一些弛张筛的设计方案，如申请号为201510752232.7提出的一种浮框驱动型弛张筛，申请号201320019829.7提出的单层香蕉筛，以及201310728151.4提出的无主梁香蕉弛张筛。这些设计方案中弛张筛的整体结构大体相同，弛张筛的整体尺寸在垂直方向上较大，工作过程中筛框振动振幅较大，浮动筛框与固定筛框的相对振动较为不稳定，从而产生较大的噪音，不利于物料的筛分。传统弛张筛的内部设计较为复杂，对机器的安装和日常维护要求较高。

发明内容

本发明目的为提供一种结构简单、垂直尺寸小、运动平稳、筛分效率高、能耗低、工作寿命长的新型弛张筛。该弛张筛根据亚共振自同步原理以及弛张筛分原理，采用新型的结构。弛张筛适用于选煤厂潮湿细粒煤炭的干法深度筛分，也适用于其他潮湿细粒粘性物料的干法深度筛分。

本发明通过以下技术方案实现：

包括两组激振单元、主振弹簧组、筛框、筛板、减振弹簧、筛板驱动惯性摆锤装置、支撑梁、机座；其中，每组激振单元由一个交流电机与两个激振器通过挠性联轴器连接组成，两个激振器在筛框中对称布置，每个激振器上安装一个偏心块，激振单元通过主振弹簧组与筛框连接，其中，主振弹簧组由主振弹簧与导向板组成，主振弹簧与导向板安装角度为设定值，主振弹簧与水平方向的安装角度为设定值；筛板安装在筛框内位于激振单元下方的位置，在筛板两个三等分处的下方连接了两个对称的筛板驱动惯性摆锤装置，筛板驱动惯性摆锤装置包括成角度的伸出板和伸出摆；筛板驱动惯性摆锤装置的伸出板与筛板紧固连接，两个筛板驱动惯性摆锤装置的伸出摆与水平方向的角度相同，两个筛板驱动惯性摆锤装置经由旋转橡胶剪切弹簧安装在筛框内的支撑梁上；筛框通过减振弹簧安装在机座上。

进一步地，所述的主振弹簧组有四组，分别安装在每个激振器的下方。

进一步地，筛板驱动惯性摆锤装置与筛框内的支撑梁具体安装结构为：空心轴固定在支撑梁上，带V形伸出结构金属套筒通过剪切橡胶扭簧安装在空心轴上，橡胶扭簧与空心轴的接触面以及套筒与橡胶扭簧的接触面均为紧固接触，三个构件紧固安装在一起；套筒的伸出板与筛板通过螺栓结构紧固连接，套筒的另一伸出端为伸出摆，伸出摆的摆杆焊接在金属套筒上，摆杆末端为集中质量球。

进一步地，所述减振弹簧有四个，分别安置在筛框的四个顶角位置。

本发明的有益效果：

利用自同步原理，激振单元中前后两个对称安装的激振器工作时两个偏心块起始相位为0°，两个交流电机驱动偏心块同时反向转动，工作时弛张筛自同步运动，产生垂直方向上最大激振力，水平方向上激振力被抵消，在工作过程中更为稳定。

采用筛板驱动惯性结构，激振单元产生的激振力通过主振弹簧组驱动筛框振动，筛框通过支撑架将激振力传递给筛板驱动惯性结构，驱动筛板驱动惯性结构的伸出摆随着筛框振动上下摆动，左右对称的两个筛板驱动惯性结构的伸出摆在摆动过程中将筛板往复拉伸与松弛，实现弛张筛工作过程的同时，降低了工作过程的能耗。

主振弹簧组中主振弹簧和导向板的安装方式，将激振单元产生的激振力分成两个方向传递给筛框，提供给筛框向上的筛分力与驱动物料前进的驱动力，解决了筛分力与物料驱动力的设计需要分别考虑的问题，降低了能耗。

将激振单元安装在筛框的两侧，筛体整体垂直尺寸下降，降低了传统弛张筛对垂直空间尺寸的要求，使得弛张筛能适应更多的工作环境，提高了适应性与实用性。

附图说明

图1为本发明主视图，

图2为本发明工作状态1的侧视图，

图3为本发明工作状态2的侧视图，

图4为本发明俯视图，

图5为筛板驱动惯性装置放大图。

图中，1筛框；2入料口；3激振单元；4后激振器；5后偏心块；6方形钢管；7前激振器；8前偏心块9出料口；10减振弹簧；11机座；12伸出架；13导向板；14主振弹簧；15交流电机；16挠性联轴器；17筛板；18支撑梁；19右筛板驱动惯性装置；20左筛板驱动惯性装置；21空心轴；22伸出金属板；23套筒；24橡胶扭簧；25摆杆；26摆球。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例详细描述本发明的技术方案。

图1当中，筛框1左侧为入料口2，激振单元3内为两个前后对称安装的激振器，偏心块5安装在后激振器4上，偏心块8安装在前激振器7上，偏心块5与偏心块8相位差为0°，位于筛框1两侧的激振单元3通过四根横跨筛框1上方的方形钢管6连接在一起，激振单元3通过主振弹簧14与导向板13安装在筛框1的伸出架12上，振动方向角α₁＝α₂＝45°。筛框1右侧为出料口9，减振弹簧10共有4个，前后左右安装在筛框1两侧，将筛框1安装在机座11上。主振弹簧与导向板安装角度为90°，主振弹簧与水平方向的安装角度为45°。

图2中，激振单元3的驱动电机15安装在电机支撑架14上，两个驱动电机如图4均位于筛框1的一侧，驱动电机15与激振单元3通过挠性联轴器16连接，筛板17与支撑架18安装在筛框1上。筛板驱动惯性装置19与筛板驱动惯性装置20关于筛框中心轴左右对称安装。

图5中，空心轴21固定在支撑梁18上，带V形伸出结构金属套筒23通过橡胶扭簧24安装在空心轴21上，橡胶扭簧24与空心轴21的接触面以及套筒21与橡胶扭簧24的接触面在安装时，均进行流化紧固处理，使得三个构件紧固安装在一起。套筒23一伸出金属板22与筛板通过螺栓结构紧固连接，套筒21的另一伸出端为摆杆25，摆杆25焊接在金属套筒23上，摆杆末端为质心球26。

定义前后偏心块相位差为0°，启动驱动电机15开始工作，即后激振器4以转动，前激振器7以转动，满足且前后两个驱动电机转动方向相反，后激振器4逆时针旋转，带动后偏心块5逆时针旋转，前激振器7顺时针旋转，带动前偏心块8顺时针旋转。

由于前后偏心块起始相位差为0°，旋转方向相反，后偏心块5与前偏心块8产生的惯性力在水平方向上的分力相互抵消，垂直方向上的分力相互叠加，激振单元3整体产生沿垂直方向上的激振力，并且很快进入自同步运动状态。

主振弹簧14与导向板弹簧13将激振单元3产生的激振力通过筛框伸出结构12传递给筛框1，筛框1在激振力的作用下沿45°方向做直线运动，一方面推动物料在筛板上从入料口2端向出料口9端运动，另一方面为惯性结构的质心摆球24提供惯性力。

本发明有两个极限工作状态，工作状态1为筛板中间部分拉紧，两侧部分松弛，左右筛板驱动惯性装置的质心摆25与水平方向的夹角分别为θ₁与θ₂，且θ₁＝θ₂，该工作状态下，左右质心摆由于惯性力处于最低位置，即θ₁与θ₂为最大值。处于筛板中间部分的物料由于筛板的拉紧向上弹射并落向两侧筛板上，物料在两侧筛板上筛分。而左右质心摆由于惯性力以及橡胶扭簧24的弹簧力，围绕空心轴21向上摆动，左质心摆摆动角速度ω₁，右质心摆摆动角速度ω₂，且ω₁＝ω₂。

工作状态2为筛板两侧部分被拉紧，中间部分松弛，左右筛板驱动惯性装置的质心摆25与水平方向的夹角分别为θ₃与θ₄，且θ₃＝θ₄。该工作状态下，左右质心摆处于最高位置，即θ₃与θ₄等于最小值。处于筛板两侧部分的物料由于筛板被拉紧向上弹射并落向中间筛板上，物料在筛板中间部分上筛分。而左右质心摆由于惯性力以及橡胶扭簧24的弹簧力，围绕空心轴21向下摆动，左质心摆摆动角速度ω₃，右质心摆摆动角速度ω₄，且ω₃＝ω₄。

根据亚共振自同步原理，激振单元3中两个激振器旋转一周，筛框1完成一次沿45°直线往复运动，左右质心摆球26同时完成从最低位置运动到最高位置再回到最低位置一系列的动作，即筛板中间部分从拉紧状态变为松弛状态再变为拉紧状态，也即是筛板两侧部分从松弛状态变为拉紧状态再变为松弛状态的一系列动作。通过改变驱动电机的转动参数，实现激振器与筛箱的亚共振自同步运动，以及筛箱与惯性结构的亚共振自同步运动，也即弛张筛的亚共振自同步运动。

Claims (3)

1.一种双机驱动亚共振自同步振动弛张筛，其特征在于，包括两组激振单元、主振弹簧组、筛框、筛板、减振弹簧、筛板驱动惯性摆锤装置、支撑梁、机座；其中，每组激振单元由一个交流电机与两个激振器通过挠性联轴器连接组成，两个激振器在筛框中对称布置，每个激振器上安装一个偏心块，激振单元通过主振弹簧组与筛框连接，其中，主振弹簧组由主振弹簧与导向板组成，主振弹簧与导向板安装角度为设定值，主振弹簧与水平方向的安装角度为设定值；筛板安装在筛框内位于激振单元下方的位置，在筛板两个三等分处的下方连接了两个对称的筛板驱动惯性摆锤装置，筛板驱动惯性摆锤装置包括成角度的伸出板和伸出摆；筛板驱动惯性摆锤装置的伸出板与筛板紧固连接，两个筛板驱动惯性摆锤装置的伸出摆与水平方向的角度相同，两个筛板驱动惯性摆锤装置经由旋转橡胶剪切弹簧安装在筛框内的支撑梁上；筛框通过减振弹簧安装在机座上。

2.根据权利要求1所述的一种双机驱动亚共振自同步振动弛张筛，其特征在于，所述的主振弹簧组有四组，分别安装在每个激振器的下方。

3.根据权利要求1或2所述的一种双机驱动亚共振自同步振动弛张筛，其特征在于，筛板驱动惯性摆锤装置与筛框内的支撑梁具体安装结构为：空心轴固定在支撑梁上，带V形伸出结构金属套筒通过剪切橡胶扭簧安装在空心轴上，橡胶扭簧与空心轴的接触面以及套筒与橡胶扭簧的接触面均为紧固接触，三个构件紧固安装在一起；套筒的伸出板与筛板通过螺栓结构紧固连接，套筒的另一伸出端为伸出摆，伸出摆的摆杆焊接在金属套筒上，摆杆末端为集中质量球。