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SS系列双向排料筛的设计研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-05-13  浏览次数:136
核心提示:本文作者:姚新港,陆信,孙海波(中国矿业大学机电工程学院),武建珍(徐州大陆振动机械厂) 双向排料筛,顾名思义就是可以

本文作者:姚新港,陆信,孙海波(中国矿业大学机电工程学院),武建珍(徐州大陆振动机械厂)


 

       双向排料筛,顾名思义就是可以从两个方向进行排料。该筛主要是针对动力煤选煤厂的筛分工艺流程而提出的。一般的动力煤选煤厂的选煤工艺流程如图1所示。

       完成上述工艺流程在选煤厂厂房布置上,一般需要两层楼的空间,基建造价较高,并且原煤脱水和分级在设备上也需要两台振动筛,因而设备的成本也比较高。针对此问题,我们设计发明了“双向排料筛”,它可通过电机实现两个不同要求和不同方向的筛分作业,可以直接将井下或露天开采的0—300 mm原煤筛分成50mm以上、1 3—50mm和1 3mm以下三个粒级的产品。该机于l 992年获国家实用新型发明专利。

1、结构特点和工作原理

1、1结构特点

SS型双向排料筛的结构如图2所示

    S S型双向排料筛有上、下两层筛网,上层筛孔尺寸为50mm向一方向排料,下层筛孔为13 mm向另一方向排料。这样,就可以用一台双向排料筛来代替两台圆振动筛,从而大大节省基建投资,也方便了用户的维护。该排料筛的结构特点如下。

  (1)、采用块偏心式激振器。偏心块分为主偏心块和副偏心块两部分,调整二者之间的夹角就可以改变激振力的大小。电机不参振,减小了参振质量和能耗。

(2)、电动机和激振器之问采用轮胎式联轴器联接,所用的轮胎武联轴器由橡胶输送带制成的挠性片和两个半联轴器构成。工作时,动力由第一个半联轴器通过挠性片传递给第二个半联轴器来驱动激振器旋转。由于挠性片宽度方向刚度很大而厚度方向刚度较小,因此其切向方向刚度远大于径向方向,能较好地满足振动筛工作的需要,即利用切向方向传递扭矩,径向方向则可起到对电机的过载保护作用。

 (3)、激振器轴中心线通过筛箱(包括物料)的中心,使得筛箱各点均是相同的圆形轨迹,物料在筛面上能均匀地移动。因为是双层筛而。上层筛面以上的空间无障碍,入料粒度不受限制,两层筛而之间安排了较大的筛面间距,便于对下层筛面的观察和检修,筛箱重心低,工作稳定性好。

(4)、激振器和筛箱之间采用铰制孔螺栓联接,结构简单,制造方便。筛箱采用无纵粱结构,由侧板和管梁通过螺栓联接成整体,连接强度好,两侧扳外侧分别加设了角钢以增加刚度和强度。整体结构简单重量轻、容易制造、安装与维修都很方便。

(5)、采用橡胶弹簧作为隔振装置,工作平稳噪声小。

 1 、2工作原理

       如图2所示,筛箱支撑住四组弹簧上,通过块偏心式激振器带动筛箱作圆周运动。上层筛孔尺寸为50 mm,下层筛孔尺寸为1 3mm。入选物料经层分选以后得到筛上物从一个方向排出,50 mm以下粒级的产品进入下层筛网。在筛分过程中1 3mm以下粒级的物料透过下层筛面,成为筛下物,13—50mm的物料由另方向排出。

 2、电机正反向旋转时的运动学分析

经过试验和理论分析,我们认为电机的正、反转对上、下层筛面物料的抛射角存在着较大的影响,从而影响了上、下筛面的物料的筛分效率。下面我们详细分析一下在两种不同情况下位于筛面上质量为m的颗粒在筛面上的受力情况。

       当颗粒与筛面一起运动时,其位移、速度和加速度等于筛面的位移、速度和加速度。图3中上层筛面倾角为α,下层筛面倾角为γ,振幅为А,筛箱运动角速度为ω。筛箱上任意一点Q点经t时间后的相位角是φ,(即Q点到Q1点所走过的角度)。在运动的筛面上,质量为m的颗粒要受到三种力的作用:

 (1)、颗粒本身的重力G,G=mg;

 (2)、颗粒随筛面作圆运动时所产的离心惯性力P,P=mAω2;

 (3)、颗粒沿筛面滑动时所受的摩擦阻力F,F的方向与颗粒的滑动方向相反。由于振动筛在工作时,多数颗粒处于跳动状态,所以摩擦力在此暂不讨论。

 2 、1电机反向旋转

       从图3可以看出,上层筛面物料颗粒出现跳动的临界条件是颗粒对筛面的法向压力为零(不存在摩擦阻力F),

即或mAω2sinφ上=mgcosa    (1)

 则sinφ上=gcosa/Aω2

式中φ上——上层筛面颗粒跳动起始角  

同理,下层筛面颗粒出现跳动的临界条件为  

Psin(φ上+α+γ)=Gcosγ

或mAω2sin(φ上+α+γ)=mgcosγ      (2)

则sin(φ上+α+γ)=gcosy/Aω2

那么,上、下层筛面的颗粒离开筛面的抛射方向与筛面之间的爽角即抛射角分别为

β上=90-φ上

β下=90-(φ上+α+γ)

显然,当电机反向旋转时,上层筛面颗粒的抛射角

小于下层筛面物料颗粒的抛射角,即β上>β下

2 、2电机正向旋转

    同样道理(见图4)我们可以求出正向旋转时,上、下层筛

 

面颗粒的抛射角分别为

β上=90-φ上

β下=90-(φ上+α+γ)

       此时,β上<β下。由于SS双向排料筛上层筛孔尺寸为50mm,物料透筛容易;而下层筛孔尺寸仅为13mm,物料透筛较困难,所以我们希望能够通过提高下层物料的抛射角的途径来达到此目的。通过上面电机正,反转时物料颗粒的运动学分析我们可以得知,应使电机正转。

3、主要技术特征

3、1型号说明

  以SS1540双向排料筛为例,S—双向排料,S—振动筛,1 5—下层筛宽,dm,40—下层筛面长度,dm。

3、2主要技术参数(见表1)

  4.结语

        经我们设计而投入生产实用的双向排料筛在一些动力煤选煤厂使用都取得了较好的经济效益。并且,SS1740型双向排料筛在马头洗煤厂用于精煤的分级和脱水也取得了良好的效果。其优点主要体现在以下三个方面:

 (1)、用一台双向排料筛代替了两台圆振动筛的使用,省一层楼的空间,减少了基本建设的投资;

 (2)、节省了设备的费用。

 (3)、减少了设备的操作及维修人员及其相关的费用。

       总上,SS型双向排料筛的使用可代替两台圆振动筛有效地处理原煤和精煤的分级作业,并且具有整机结构紧凑、占地而积小、体积较小、筛分部分参数调整方便和实用性强等特点。该筛的引入,简化了系统设计,减少了基建投资和管理费用.降低了生产成本,从而可以更好地提高经济效益。

   

 参考文献

1、张恩广:筛分破碎及脱水设备  北京煤炭工业出版社

2、振动筛设计规范:中华人民共和国机械工业部

3、闻邦椿等.振动机械理论及其应用。北京机械工业出版社

4、孙海波等QGSV 2020琴弦概率筛的分析与改进,江苏煤炭工业出版社


 


 

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