CN111495514A - 摇摆式振动磨 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种摇摆式振动磨，其具有一个磨筒（1），两端开设进料口（7）和出料口（8），出料口处设有篦板（9），用以分离磨介和物料（5），磨筒（1）由一对轴承座（2a、2b）支撑，使其可以旋转，磨筒（1）外部设有弹性限位部件（4），磨筒（1）外中心对称分布两个或多个同步的激振器部件（3），各激振器部件（3）的合力呈正弦变化，迫使磨筒（1）绕其中心轴做高频摆动，磨筒（1）中的物料和磨介（5）从磨筒（1）底部沿筒壁向上涌动，达到最顶层后流向磨筒（1）中心，再回到磨筒（1）底部，在这个过程中，物料和磨介（5）相互摩擦，物料被摩擦力研磨粉碎。

Description

摇摆式振动磨

技术领域

本发明提出一种摇摆式振动磨，适用于颗粒物料的研磨。该摇摆式振动磨具有一个柱状磨筒，磨筒由一对支承部件铰接支撑，使磨筒可绕其中心轴旋转，磨筒外设有弹性限位装置，通过在磨筒外的多个中心对称的激振器提供激振力，使磨筒围绕其中心轴做高频摆动，磨筒内的磨介和物料随之运动，进行摩擦研磨。

背景技术

目前已知的筒形磨机主要有依靠圆柱磨筒绕中心轴旋转的球磨机；用搅拌装置在圆柱磨筒内搅动磨介和物料的搅拌磨；以及磨筒、磨介和物料一起振动的振动磨。

前两种方法利用磨介和物料之间的相互碰撞和摩擦粉碎物料，由于碰撞会导致动能转化为热能，消耗大量额外的能量，被认为是低效不节能的方法。

而利用振动使物料进行摩擦研磨的方法虽然效率很高，却难以用于工业化生产，其根本原因在于，振动磨机必须将所有进行振动的部件放置在一个弹性支承上，该支承即要具有良好的弹性，又要承担磨机、磨介和物料的全部重量；但由胡克定律，弹性材料的劲度系数与弹力成正比，与伸长量成反比；当重量增大时，弹簧压缩长度不能无限加长，劲度系数就必须等比倍增，导致振动阻力增大，振幅减小直到无法使物料运动，磨机丧失研磨功能；同时由于激振力大部分都作用在设备和基础上，不仅使功耗急剧上升，而且产生高频内应力，导致设备出现疲劳损坏。

因而目前振动磨尺寸都被限制在实验室级别，用于工业生产时需要采用多台设备串并联，实用价值大打折扣，没有可能取代球磨机和搅拌磨。

发明内容

本发明提出一种摇摆式振动磨。

摇摆式振动磨具有一个磨筒，优先选择圆柱形，磨筒两端开设有进料口和出料口；磨筒被一对支承部件铰接支撑在固定基础上，使磨筒可绕其旋转轴转动，优先选择调心球轴承或调心滚子轴承配合相应的轴承座作为支承部件；在磨筒外部用弹性限位部件连接磨筒与固定基础，优先选择螺旋弹簧构成弹性限位部件；在磨筒外部刚性连接两个或多个由一台或多台具有旋转的偏心质体结构的激振器构成的激振器部件，各激振器部件的偏心质体旋转方向相同；优先选择两个激振器部件，以磨筒垂线为中心线对称布置在磨筒两侧。

磨筒在激振器部件作用下绕自身旋转轴高频摆动，磨筒中填充的物料和磨介受迫振动，越靠近筒壁振幅越大，使得物料和磨介从磨筒底部沿筒壁向上涌动，达到最顶层后流向磨筒中心，再回到磨筒底部，在这个过程中，物料和磨介相互摩擦，物料被摩擦力研磨粉碎。

可选的，可以在磨筒内与磨筒旋转中心轴平行方向贯通安装一块或多块平板，改变磨筒内截面形状。

可选的，可以在磨筒内与磨筒旋转中心轴垂直方向安装一块或多块具有孔洞的篦板，将磨筒分割为两段或多段；各段采用不同尺寸的磨介，实现分段研磨。

可选的，也可以使用静压滑动轴承或动静压轴承作为支承装置支撑磨筒。

可选的，也可以采用四个激振器部件每两个编为一组上下并列布置，编组中的两激振器部件同步，以磨筒垂线为中心线与另一激振器部件编组对称布置在磨筒两侧，两编组的激振力相位差为180°；此工作状态等同于两个激振器部件。

可选的，也可以采用四个激振器部件以90°夹角布置于磨筒外，优先选择与磨筒垂线成45°夹角的四个方向，相邻激振器部件的激振力相位差为90°；以此类推，当采用多个激振器部件时，将各激振器部件以360°除以激振器部件数量的角度中心对称分布于磨筒外，相邻激振器部件的激振力相位差为360°除以激振器部件数。

可选的，可以采用皮带、滚子链、齿轮、摩擦轮作为同步传动装置，使两个或多个激振器部件保持转速和相位差相同。

可选的，也可以采用振动马达作为激振器。

可选的，也可以采用具有往复运动质体结构的气动往复振动器、电磁往复振动器或液压往复振动器作为激振器。

可选的，也可以采用橡胶块、橡胶复合弹簧、空气弹簧、液压弹簧、波形弹簧、碟形弹簧、板簧、扭力杆等构成弹性限位部件。

可选的，可以在磨筒内壁安装衬板。

附图说明

现将参考示意的附图对本发明进行进一步说明，且其中

图1示出了摇摆式振动磨垂直于磨筒旋转中心轴线和垂线方向的剖视图，和

图2示出了摇摆式振动磨采用两个激振器部件时沿磨筒旋转中心轴线方向的剖视图，和

图3示出了摇摆式振动磨采用四个激振器部件，每两个编为一组时，沿磨筒旋转中心轴线方向的剖视图，和

图4示出了摇摆式振动磨采用四个激振器部件，中心对称分布于磨筒外侧时，沿磨筒旋转中心轴线方向的剖视图。

具体实施方式

图1示出了摇摆式振动磨采用磨筒1两端伸出半轴，用一对轴承座2a、2b支撑在固定基础上的结构，其中的自由端轴承座2b允许一定的轴向位移。

进料口7位于磨筒1一端顶部，出料口8位于另一端底部，出料口8与磨筒1连接处有篦板9，用以分离物料和磨介5。

在磨筒1内与其旋转中心轴垂直方向安装有具有孔洞的篦板10，将磨筒1分割为多段，各段采用不同尺寸的磨介，实现分段研磨。

图2示出了摇摆式振动磨采用两个激振器部件3a、3b驱动的方案，其中第一激振器部件3a与第二激振器部件3b对称布置在磨筒1两侧同向旋转，两激振器部件3a、3b的偏心块相位差为180°，作用在磨筒1上的激振力合力呈正弦变化，迫使磨筒1绕其旋转轴线高频摆动。

磨筒1中的物料和磨介5受迫振动，越靠近筒壁振幅越大，使得物料和磨介5从磨筒1底部沿筒壁向上涌动，达到最顶层后流向磨筒1中心，再回到磨筒1底部，在这个过程中，物料和磨介5相互摩擦，物料被摩擦力研磨粉碎。

磨筒1两侧的弹性限位部件4限制磨筒1转动，保持其角度在一定范围内，由于其不需要承受设备主体的重力，所以其弹性零件的劲度系数远低于传统振动磨，从而避免了因弹性零件劲度系数大，阻碍振动的情况。

磨筒1底部铺设一块贯通磨筒1的平板6以改变磨筒1的内截面形状，相比于圆形截面只能通过摩擦将激振力作用在物料和磨介5上，这种截面形状可以将激振力直接作用在物料和磨介5上，从而提高了研磨效率；另外，将磨筒1底部形状做成平面可简化出料口8的结构复杂程度，并提高其使用寿命。

图3示出了摇摆式振动磨采用四个激振器部件3c，3d，3e，3f每两个编为一组的布置形式，这种结构适用于磨筒1内径大于4000mm的情况，此时由于设备重量较大，所需激振力也很大，将两个较小的激振器并排使用可以降低激振器轴承的载荷，提高其使用寿命。

图4示出了摇摆式振动磨采用四个激振器部件3c，3d，3e，3f中心对称分布于磨筒1外侧的结构形式，这种结构通常适用于磨筒1内径小于1500mm且使用振动马达驱动的情况，由于振动马达功率有限，需要更多数量以提供足够的激振力，这种结构可最大化利用空间。

Claims (10)

1.一种摇摆式振动磨，该摇摆式振动磨具有一个磨筒（1），磨筒（1）内放置物料和磨介（5），磨筒（1）上开设进料口（7）和出料口（8），磨筒（1）被支承部件（2a，2b）铰接支撑于固定基础上，使磨筒（1）能够旋转，磨筒（1）外部设有弹性限位部件（4），磨筒（1）外部刚性连接多个激振器部件（3a，3b，3c，3d，3e，3f）。

2.根据权利要求1所述的摇摆式振动磨，其特征在于：所述磨筒（1）内具有与磨筒（1）旋转中心轴平行且贯通磨筒（1）的平板（6）。

3.根据权利要求1所述的摇摆式振动磨，其特征在于：所述磨筒（1）内具有与磨筒（1）旋转中心轴垂直的具有孔洞的篦板（10），将磨筒（1）沿其中心轴方向分割为多段。

4.根据权利要求1所述的摇摆式振动磨，其特征在于：所述支承部件（2a，2b）为一对轴承及轴承座。

5.根据权利要求1所述的摇摆式振动磨，其特征在于：所述激振器部件（3a，3b，3c，3d，3e，3f）是一个激振器。

6.根据权利要求1所述的摇摆式振动磨，其特征在于：所述激振器部件（3a，3b，3c，3d，3e，3f）由多个同步的激振器构成，多个激振器布置在与磨筒回转中心轴平行的一条轴线上。

7.根据权利要求1、5、6所述的摇摆式振动磨，其特征在于：所述激振器具有旋转的偏心质体结构。

8.根据权利要求1、5、6所述的摇摆式振动磨，其特征在于：所述激振器具有往复运动的质体结构。

9.根据权利要求1所述的摇摆式振动磨，其特征在于：所述激振器部件（3a，3b，3c，3d，3e，3f）用传动装置使其激振力保持相同的频率和固定的相位差。

10.根据权利要求1所述的摇摆式振动磨，其特征在于：所述磨筒（1）内具有衬板。

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