CN203972291U - 一种基于平面连杆机构的可变振幅清选装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于平面连杆机构的可变振幅清选装置，由物料供给部分、物料筛分部分和驱动控制部分组成，物料筛分部分的筛箱位于物料供给装置的下方，筛箱的一端通过定点吊杆与三角支架相连；筛箱的另一端铰链动点吊杆，动点吊杆与控制连杆相连，控制连杆与控制电机的输出轴连接；筛箱的底部铰链驱动连杆，驱动连杆铰链驱动曲柄，驱动曲柄与筛箱驱动电机的输出轴连接；驱动控制部分包括的动电机控制器和控制电机控制器，筛箱驱动电机与驱动电机控制器相连，控制电机与控制电机控制器相连。本实用新型通过实时调节筛箱前置吊杆的悬吊位置及初始倾角，改变筛箱前端的振幅，在物料喂入量变化时避免物料堆积于筛箱前端的情况出现。

Description

一种基于平面连杆机构的可变振幅清选装置

技术领域

本实用新型属于农业机械领域，尤其是一种基于平面连杆机构的可变振幅清选装置。

背景技术

在传统的往复式筛分机构中，其经典的设计思路是：在筛面两端分别用吊杆予以悬挂固定，并采用一个曲柄连杆机构连接筛面用以驱动筛面作往复运动。由于筛面两端吊杆的摆动幅度有限，因此在实际分析这种往复式清选机构时，可近似认为筛面沿激振方向作固定振幅的直线往复运动。这种往复式筛分机构具有结构简单、工作可靠的优点，尤其常见于农业物料的清选筛分作业。然而，由于其始终以单一的振幅大小及振动方向进行工作，这种清选装置在面临进料端物料喂入量波动性变化或物料潮湿难以筛分的情况时，就会因其固化的工作方式致使物料过多地积聚在筛面前端而不能及时地向后端输运铺开到整个筛面，因此，这种筛分机构不能及时适应喂入量波动性变化的物料或湿粘物料的筛分作业。

提高筛分装置对喂入量波动性变化的物料和湿粘物料筛分作业的适应性的主要思路和办法是改变筛分装置的振动(运动)方式。

专利号为200920014715.7的实用新型专利公开了一种多振幅振动筛，该振动筛包括筛箱、筛框、激振器、支架和振打装置，该专利所描述的方法是通过给振动筛提供多个振幅的运动方式来达到解决不同进料情况时的物料筛分问题的目的，然而，该专利描述的振动筛是多层筛网结构，虽然其不同层筛网的振幅是不同的，但同一层筛网的振幅和频率依然是一样的，因此并未解决同一层物料容易积聚在筛面前端的问题。

专利号为200410021345.1的发明专利公开了一种振幅递减筛分法及振动筛，该振动筛通过将两个振动器分别设置在筛箱的入料端和出料端、并使入料端振动器偏心块质量大于出料端振动器偏心块质量的办法使筛箱入料端的振幅大于出料端的振幅，从而达到解决筛箱两端振幅不同的问题。但是，该振动筛的前后振动轨迹仍然是相同的(轨迹为同样的椭圆形态)，且工作中始终以单一的工作参数进行筛分作业，在面对物料喂入量波动性变化时不具备适时调整的能力。

专利申请号为201310315272.6的发明专利公开了一种非等幅物料清选筛，包括机架、电机、振动筛、进料口、出料口以及振动机构，其中振动机构包括一对前偏心轮、一对后偏心轮、一对前多级连接杆以及一对后多级连接杆。该清选筛通过偏心轮和前后级数不一致的连接杆的作用，使筛面振动方向多元化，但该专利的技术方案表明该清选筛的作用是在物料较多、较厚的时候“为了防止物料碰撞散落”而使“筛面的摆幅比较小”，在物料层较薄、已充分散开的时候“筛面的摆幅比较大”，其发明思路恰好相反，且该清选筛在面对物料喂入量波动性变化时也不具备适时调整的可能。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术的不足之处，为了在筛分作业中当物料喂入量波动性变化时保障高效筛分而提供一种结构简单、操作方便且具备筛面振幅与轨迹适时可调的一种基于平面连杆机构的可变振幅清选装置。

一种基于平面连杆机构的可变振幅清选装置，由物料供给部分、物料筛分部分和驱动控制部分组成，所述物料供给部分包括料箱、输送带、输送带支架、输送带驱动电机，输送带水平安装在输送带支架上，输送带驱动电机通过皮带与输送带一端的转轴相连接；料箱固定安装在输送带支架上并位于输送带的左端上方；其特征在于，所述物料筛分部分包括三角支架、筛箱、定点吊杆、动点吊杆、控制连杆、驱动连杆、驱动曲柄、控制电机和筛箱驱动电机，所述筛箱位于所述物料供给装置的下方，筛箱的一端通过铰链与定点吊杆的一端相连，定点吊杆的另一端通过铰链与三角支架的右侧相连；筛箱的另一端通过铰链与动点吊杆的一端相连，动点吊杆的另一端通过一根转动轴与控制连杆的一端相连，控制连杆的另一端与控制电机的输出轴固定连接；筛箱的底部通过铰链与驱动连杆的一端相连，驱动连杆的另一端通过铰链与驱动曲柄的一端相连，驱动曲柄的另一端与筛箱驱动电机的输出轴固定连接；所述驱动控制部分包括固定在电机支架上的驱动电机控制器和控制电机控制器，所述电机支架位于三角支架的侧面，筛箱驱动电机通过电线与驱动电机控制器相连，控制电机通过电线与控制电机控制器相连。

优选地，所述料箱由料斗、导流板和节流板组成，所述料斗出口的宽度小于输送带的宽度；所述料斗出口的两侧分别设有一块沿输送带的传输方向延伸的导流板，所述节流板位于导流板之间、且一端通过光轴安装在导流板左侧的通孔、另一端通过轴安装在导流板右侧的弧形孔上，所述轴的两端安装有锁紧螺丝。

优选地，输送带驱动电机和筛箱驱动电机均为直流调速电机，控制电机为直流步进电机。

优选地，定点吊杆的竖直安装，动点吊杆的长度小于定点吊杆的长度。

优选地，控制连杆的长度与动点吊杆的长度相等且均竖直安装，控制电机的旋转角度范围为0°～60°。

优选地，筛箱与驱动连杆的连接点位于筛箱底部从前到后的1/4到1/2区间。

优选地，驱动连杆的长度是驱动曲柄的长度的10～15倍。

优选地，物料供给部分的输送带位于物料筛分部分的筛箱的入料端并高于筛面50mm～100mm。

使用驱动电机控制器分别给筛箱驱动电机和输送带驱动电机设置一个常用的转速，给控制电机通电，利用其通电后所带有的保持力矩使控制连杆固定在竖直方向，在这样的初始设置条件下，筛箱做稳定的往复筛分运动，输送带以稳定的线速度工作。当物料从料箱中平稳均匀地释放到输送带上时，经以稳定的线速度工作的输送带输送到筛箱上开始进行物料筛分。当料箱释放物料的量不均匀时，例如物料的释放量增大，此时，通过控制电机控制器调控控制电机，使控制连杆绕控制电机的输出轴向左偏转一定的角度，由于控制连杆与动点吊杆同轴联动且长度相等，动点吊杆的悬挂点由控制连杆的偏转角度决定，因此，此时动点吊杆的悬挂点也同步地向左偏转一个相同的角度，这样就改变了筛箱的运动轨迹，增大了筛箱前端的振幅，即物料喂入端的振幅，从而使物料迅速后移，避免堆积在筛箱前端。

本实用新型的有益效果：本实用新型基于传统的平面连杆机构，通过实时调节筛箱前置吊杆的悬吊位置及初始倾角，使得筛箱前端的运动轨迹发生变化，尤其是改变了筛箱前端的振幅，从而使筛箱在面临物料喂入量波动性变化的情况时能够实时调整运动轨迹(振幅)，避免物料堆积于筛箱前端而不能及时分散与后移的情况出现。进一步地，本实用新型在料箱出口处设置节流板，通过调节节流板能够调整料箱的物料释放量，因此，本实用新型所述的基于平面连杆机构的可变振幅清选装置不仅可用于实际的物料筛分作业，还可用作科研人员研究筛箱运动规律与物料筛分运动关系的科研工具。

附图说明

图1是本实用新型所述的可变振幅清选装置的轴测图。

图2是本实用新型所述可变振幅清选装置隐去电机支架后的装置轴测透视图。

图3是所述料箱的放大图。

图4是本实用新型所述可变振幅清选装置的主视图。

图5是所述动点吊杆调整前后的筛面运动轨迹和振幅对比图。

图中：

1-三角支架，2-料箱，3-输送带，4-输送带支架，5-输送带驱动电机，6-驱动电机控制器，7-控制电机控制器，8-定点吊杆，9-动点吊杆，10-控制连杆，11-控制电机，12-筛箱，13-驱动连杆，14-筛箱驱动电机，15-驱动曲柄，16-电机支架，21-料斗，22-导流板，23-节流板。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。

如图1、图2、图4所示，本实用新型提供的基于平面连杆机构的可变振幅清选装置，由物料供给部分、物料筛分部分和驱动控制部分组成。

所述物料供给部分包括料箱2、输送带3、输送带支架4、输送带驱动电机5，输送带3水平安装在输送带支架4上，输送带驱动电机5为直流调速电机，输送带驱动电机5通过皮带与输送带3一端的转轴相连接；料箱2固定安装在输送带支架4上并位于输送带3的左端上方。如图3所示，所述料箱2由料斗21、导流板22和节流板23组成，所述料斗21出口的宽度小于输送带3的宽度。所述料斗21出口的两侧分别设有一块沿输送带3的传输方向延伸的导流板22，用以对物料的流向起向导作用。所述节流板23位于导流板22之间、且一端通过光轴安装在导流板22左侧的通孔、另一端通过轴安装在导流板22右侧的弧形孔上，所述轴的两端安装有锁紧螺丝；通过旋松锁紧螺丝、调整轴在弧形孔内的位置，来调节节流板23的倾斜角度，从而调整物料的流量。

所述物料筛分部分包括三角支架1、筛箱12、定点吊杆8、动点吊杆9、控制连杆10、驱动连杆13、驱动曲柄15、控制电机11和筛箱驱动电机14。筛箱驱动电机14为直流调速电机，控制电机11为直流步进电机。所述筛箱12位于所述物料供给装置的下方，较佳地，物料供给部分的输送带3位于物料筛分部分的筛箱12的入料端并高于筛面50mm～100mm。筛箱12的一端通过铰链与定点吊杆8的一端相连，定点吊杆8的另一端通过铰链与三角支架1的右侧相连。筛箱12的另一端通过铰链与动点吊杆9的一端相连，动点吊杆9的另一端通过一根转动轴与控制连杆10的一端相连，控制连杆10的另一端与控制电机11的输出轴固定连接。定点吊杆8的竖直安装，动点吊杆9的长度小于定点吊杆8的长度。控制连杆10的长度与动点吊杆9的长度相等且均竖直安装，控制电机11的旋转的偏转角度范围为0°～60°，使控制连杆10的偏转角度范围为0°～60°。筛箱12的底部通过铰链与驱动连杆13的一端相连，驱动连杆13的另一端通过铰链与驱动曲柄15的一端相连。筛箱12与驱动连杆13的连接点位于筛箱12底部从前到后的1/4到1/2区间。驱动曲柄15的另一端与筛箱驱动电机14的输出轴固定连接。驱动连杆13的长度是驱动曲柄15的长度的10～15倍。

所述驱动控制部分包括固定在电机支架16上的驱动电机控制器6和控制电机控制器7。所述电机支架16位于三角支架1的侧面，输送带驱动电机5和筛箱驱动电机14均通过电线与驱动电机控制器6相连，由驱动电机控制器6分别进行转速的实时调控与设置。控制电机11通过电线与控制电机控制器7相连，由控制电机控制器7实时调控与设置控制连杆10的偏转角度，控制连杆10的偏转角度范围为0°～60°。

以下以动点吊杆9向左偏转20°时的情况作为例子用以进一步说明本实用新型的具体实施方案。

第一步：通过驱动电机控制器6分别设置输送带驱动电机5和筛箱驱动电机14的转速为60rpm和240rpm，并给控制电机11通电使能，利用控制电机11带电条件下产生的保持力矩使控制连杆10保持在竖直方向如图5中的O1位置所示，此时筛面运动的起点和终点状态分别如图5中的A和B所示，调节节流板23至一较小的角度并保持固定，使得物料通过输送带3匀速地进入筛箱12，开始物料筛分；

第二步：调节节流板23至一较大位置并固定，使得输送带上的物料层增厚、物料喂入量增大，此时由于筛分工作的各项参数均未调整，物料会较多地堆积在筛箱12的前部而不能迅速向后分散，物料的筛分效率明显下降；

第三步：通过控制电机驱动器7设置控制电机11逆时针转动20°，则控制电机11会带动与之固连的控制连杆10向左偏转20°，由于控制连杆10与动点吊杆9同轴联动且长度相等，动点吊杆9的悬挂点由控制连杆10的偏转角度决定，因此，此时动点吊杆9的悬挂点也同步地向左偏转20°，即由图5中的O1点转移到O2点，向左偏转20°，此时筛箱12进行筛分工作的起始状态和终点状态分别如图5中的A和C所示。

显然，到第三步时，面对物料喂入量的增大，通过调整动点吊杆10的悬挂位置，筛箱10的运动轨迹发生了明显变化，尤其是其前端的振幅矢量由图5中的转变为，振幅的上抛分量显著增大。因此，在振动频率不变的条件下，筛箱前端对物料的激振强度明显增强，从而促使物料更加能够后移分散，避免了喂入量增大时物料在筛面前端堆积的现象。

所述实施例为本实用新型的优选的实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型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实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于平面连杆机构的可变振幅清选装置，由物料供给部分、物料筛分部分和驱动控制部分组成，所述物料供给部分包括料箱(2)、输送带(3)、输送带支架(4)、输送带驱动电机(5)，输送带(3)水平安装在输送带支架(4)上，输送带驱动电机(5)通过皮带与输送带(3)一端的转轴相连接；料箱(2)固定安装在输送带支架(4)上并位于输送带(3)的左端上方；其特征在于，所述物料筛分部分包括三角支架(1)、筛箱(12)、定点吊杆(8)、动点吊杆(9)、控制连杆(10)、驱动连杆(13)、驱动曲柄(15)、控制电机(11)和筛箱驱动电机(14)，所述筛箱(12)位于所述物料供给装置的下方，筛箱(12)的一端通过铰链与定点吊杆(8)的一端相连，定点吊杆(8)的另一端通过铰链与三角支架(1)的右侧相连；筛箱(12)的另一端通过铰链与动点吊杆(9)的一端相连，动点吊杆(9)的另一端通过一根转动轴与控制连杆(10)的一端相连，控制连杆(10)的另一端与控制电机(11)的输出轴固定连接；筛箱(12)的底部通过铰链与驱动连杆(13)的一端相连，驱动连杆(13)的另一端通过铰链与驱动曲柄(15)的一端相连，驱动曲柄(15)的另一端与筛箱驱动电机(14)的输出轴固定连接；所述驱动控制部分包括固定在电机支架(16)上的驱动电机控制器(6)和控制电机控制器(7)，所述电机支架(16)位于三角支架(1)的侧面，筛箱驱动电机(14)通过电线与驱动电机控制器(6)相连，控制电机(11)通过电线与控制电机控制器(7)相连。

2.根据权利要求1所述的基于平面连杆机构的可变振幅清选装置，其特征在于，所述料箱(2)由料斗(21)、导流板(22)和节流板(23)组成，所述料斗(21)出口的宽度小于输送带(3)的宽度；所述料斗(21)出口的两侧分别设有一块沿输送带(3)的传输方向延伸的导流板(22)，所述节流板(23)位于导流板(22)之间、且一端通过光轴安装在导流板(22)左侧的通孔、另一端通过轴安装在导流板(22)右侧的弧形孔上，所述轴的两端安装有锁紧螺丝。

3.根据权利要求1所述的基于平面连杆机构的可变振幅清选装置，其特征在于，输送带驱动电机(5)和筛箱驱动电机(14)均为直流调速电机，控制电机(11)为直流步进电机。

4.根据权利要求1所述的基于平面连杆机构的可变振幅清选装置，其特征在于，定点吊杆(8)的竖直安装，动点吊杆(9)的长度小于定点吊杆(8)的长度。

5.根据权利要求1所述的基于平面连杆机构的可变振幅清选装置，其特征在于，控制连杆(10)的长度与动点吊杆(9)的长度相等且均竖直安装，控制电机(11)的旋转角度范围为0°～60°。

6.根据权利要求1所述的基于平面连杆机构的可变振幅清选装置，其特征在于，筛箱(12)与驱动连杆(13)的连接点位于筛箱(12)底部从前到后的1/4到1/2区间。

7.根据权利要求1所述的基于平面连杆机构的可变振幅清选装置，其特征在于，驱动连杆(13)的长度是驱动曲柄(15)的长度的10～15倍。

8.根据权利要求1所述的基于平面连杆机构的可变振幅清选装置，其特征在于，物料供给部分的输送带(3)位于物料筛分部分的筛箱(12)的入料端并高于筛面50mm～100mm。