具有可变椭圆痕迹的振动筛的动态特性和筛选特性 修改版

具有可变椭圆轨迹的振动筛的动态特性和筛选特性HE Xiao-mei, LIU Chu-sheng摘要：振动筛理想的运动特性是根据筛选过程原理得出恒定床的厚度。

有一种新的关于振动筛具有可变椭圆轨迹的理论，是根据一个准确的力学模型所需的结构运动特征来构造的。

它采用多自由度的振动理论，对振动筛特性进行了分析，得出该振动筛的运动学参数和它的运动轨迹是线性、圆形或椭圆形的。

动力学方程的稳定的解决方案给出了振动筛的计算机模拟运动。

工艺参数，包括振幅，运动速度和抛掷指数，通过理论计算得到了沿筛面五个具体的分层。

结果表明，新设计的振动筛按照理想的痕迹运动。

因此可以有效地改进筛分效率和处理能力。

关键词：可变椭圆轨迹；筛选过程中恒层厚度；动态模型；运动特性；屏蔽特性1.引言筛选操作是煤处理的重要组成部分。

振动筛广泛用于筛选工具。

振动筛，如直线振动筛，圆振动筛网或椭圆振动筛，有一个简单的平移运动。

运动在筛面上遵循相同的路径，使画面具有不断的运输速度和投掷指数，从而导致低筛分效率。

充足的投掷指数，提高了加工能力，打破了马达的垄断，降低了工作强度。

在本文中，我们新的设计报告中的振动筛与变速运动的痕迹是根据筛选过程中的原则来判断的。

不同部位振动筛通过不同的椭圆轨迹和所产生的运动而做理想的运动。

从而在筛面的处理能力和效率上都可以得到提高。

2.理想的振动筛表面和对变椭圆痕迹常见的振动的建议2.1常见的振动屏幕的筛选特性振动筛通常在一个固定的振动强度工作，在筛网表面材料移动抛出，滚动或滑动运动。

料粒度广泛分布在进料端，能量传递和物料颗粒从振动筛筛退。

因此，大量的颗粒从进料端进入。

该材料的1/4第一次穿过筛网表面，从而影响了1/2的筛选并降低了加工能力。

该运动减少或者多于细粒材料的数量。

因此，筛分效率大幅下降。

同时料粒度变得均匀，并且所述施加振动的材料遭受最小的损失。

这种增加会导致该材料的筛床深度处比进给端厚，而在放电结束时较薄。

这种运动是一个不对称的沿筛网表面渗透的影响筛分效率和处理能力的运动。

常见的筛选特性如图1。

2.2筛面和实施的理想方案根据筛选过程的原则和厚度，理想的筛网表面描述如下。

在筛网的进料端具有更大的筛选指数和较高的材料输送速度，这使得散料迅速渗入和快速筛除。

材料的层压有时候和增加的细粒材料通过网格。

筛网上有一个适当的投掷指数，在它的中间部分物料输送速度高。

这是有利于稳定细粒物料的均匀穿透。

物料输送速度邻近最低指数时的排出端上的物料留在筛网上，并使之后的渗透更完整。

目前有两种方法可用来提高筛分效率。

第一个是从多个进料口添加材料筛面。

但是在实际使用中，特别麻烦的是控制不同材料颗粒的分布。

因此，在实际生产中很少使用。

第二种方法是采用新的筛选设备，例如，一个恒定厚度的筛面。

新筛面的材料使运动面保持相同，或厚度增加。

它实现了一种更理想的运动。

与恒定厚度相关的主要问题是筛面占地面积较大，结构复杂和难以维护。

一个筛分效率好，结构简单还是必要的。

我们设计了一个可变的椭圆轨迹，是一种新的基于振动筛在一个理想的筛面运动中使用的原料煤分类。

振动筛的尺寸为5.7M米，进料粒度0～50毫米，分级粒度为6毫米。

椭圆振动6.3在结合两者的优点的基础上分为圆形和直线振动筛。

长椭圆的短决确定物料配送并影响物质的松动，并且是很精确的。

3.振动动力学模型分析变椭圆轨迹我们把激振力偏离中心重力，把振动筛改变新的运动模式。

振动的刚度矩阵隔振弹簧是不为零的，在这些的情况下，振动系统有多个自由度，轻微的横摇忽略了简化研究。

运动被认为是一个刚性梁的线性振动纵向对称平面。

在每一个点振动是一个结合的重力和筛面俯仰重心。

以往的研究忽略了在水平和垂直筛面方向的弹性力对振动摆动的影响。

一个精准的三微分方程组成的动态模型，包括耦合在垂直方向上和水平方向上的的自由度和摇摆方向的建议。

该振动筛的数学模型如图2所示。

重力的中心O，作为在静态的直角坐标系原点。

联立广义坐标得出微分方程，利用重心坐标)x，，(y,和摆动的偏角θ，可以写出其中M是振动筛的质量；J是重力M相对惯性的中心O的中心力矩,x和y沿着x和y的位移方向；x和y沿着x和y的速度方向；x 和y 在x和y的加速度方向，摆动角位移是θ，安装角度是α；f,y f和θf的x阻尼系数在x ,y 和θ方向，x k 和y k 是支承刚度系数沿着x 和y 方向的弹簧，o A 是由2ωmr A o =得出的，其中r 为偏心半径，质量偏心块的磁角频率在1和2之间，β夹角在l 和x 方向，阻尼力很小可以忽略不计。

则式（1）可以可简化为式（2）。

4.变椭圆振动筛的运动和筛选的效果分析4.1运动参数的分析自由振动理论多用于强制解决一个稳定的振动方案，如下：替代公式（3）中的参数代入式（2）得到：一个三维坐标点),(y x 在屏幕上的运动方程是：上式也可以简化为式（5）用数学的方法来消除时间参数T ，在式（5）给出的结果如式（6）所示。

当022222=++ESCH H C S E ，D 点的轨迹是一条线。

当H C S E ==,时，D 点的轨迹是一个圆。

在一般情况下，方程（6）表示椭圆的方程。

xoy 坐标系逆时针旋转γ度提供一套新的坐标。

消除D D y x 后得到一个标准的椭圆方程如式（7）。

其中主要包括椭圆轴和X轴之间，表示为：由此我们知道，筛面上某一点移动一行或一圈，其它的沿着椭圆移动。

只要适当的调整旋转的相对位置偏心块的中心和重心，会在筛面上得到变椭圆运动。

这得到了一个合理的抛掷指数，交货速度并提高筛分效率。

4.2分析运动轨迹和筛选效率可考虑通过一个振动系统的稳态解得到振动筛：振动筛在任何点的运动方程：式（8）表明，重心轨迹近似圆形，并且在振幅水平和垂直方向之间3.5毫米和5毫米。

图3显示了重心三自由度运动。

图3给出了水平和垂直方向之间的相位差以及振幅的摆角。

我们可以获得的显示运动和振动特性的痕迹，大的单轴振动筛有三度自由，如图4所示。

这些被发现的强迫振动是应有稳定解的。

在图4，O 是重心，V 是励磁机；A A -是联系轴之间的中心重力和激振器的轴。

在图4中分析不同点我们发现：1）重心的运动近似圆形。

如果刚度系数支撑弹簧的x k ，y k 满足条件k k k y x ==，然后运动是循环一个半径的圆周运动，2）B B -对于A A -来说是正常线,运动沿B B -各点大致承线性。

在筛面上所有点的运动对称分布、并集中于中心线B B -。

如果中心重力和线B B -之间的距离是1S ，然后振动筛的惯性半径为ρ，励磁机的轴线和重力中心之间的距离是l ，那么1S 可以表示为：3）振动筛上的不同点的运动主要是不同的尺寸形状和倾角的椭圆形的路径，γ。

该倾斜角度沿线，γ，与短轴的长度A A -是相同的，这些椭圆接近0r 。

4）一个椭圆轨迹的路径较长，在进料端，这意味着椭圆的长轴越大。

大椭圆长轴逐渐从进料端进入短筛面中间的部分。

这个长度确定材料的筛选率。

结果表明，进料端具有较强的筛选材料能力，这使得大粒度的材料有足够的能量移动。

这是非常好的层网材料并且增加了材料穿过筛网的概率，提高了筛分效率。

5）式（4）一个点的速度是表示为：五个特定的点沿筛面，如图5所示，选择变研究变化的运动路径移动时，从进料端向筛面的放电端。

因为速度循环的最大速度max x v 和max y v 作为一种测量参考。

我们主要考虑max x v ,把max y v 作为一个参考，用水平速度预测材料的运输速度。

从表1我们知道物料从进料端到排出端速度沿筛面减小。

这个理想的运动特性与筛面一致。

因此，有可能沿表面保持一个适当的床层厚度，这会提高筛分效果。

6）抛掷指数，k，表示投掷加速度的大小，当它作用于材料的v颗粒时，k可以表示为：v式（13）表明，影响分层效果的主要因素之一是抛掷指数与幅度。

从图4和表1，我们知道，进料端逐渐变小抛掷指数越大，从首端到筛面的中间部分。

这保证了该筛面的不同部分都有合理的抛掷指数。

目的是加强屏蔽效应。

等式（13）预测，投掷在进料端的指数是3.91，而同规格椭圆是3.17，增加了18.93%。

这有效地促进较厚的材料的层压段。

表1所示的结果表明，该振动角的路径为椭圆形，γ，逐渐使进料端更小，以排出筛网的末端。

通过一个适当的屏蔽效应，γ，使用较薄的材料网，这使得细晶材料加剧层叠并穿透网眼，这改善了实际筛网表面的工作效率。

5.结论1）振动筛上的不同点的轨迹都是椭圆路径。

根据该原则提出了一种新的变椭圆振动筛运动轨迹。

运动模式符合对筛面运动特性的理想。

因此，增加了筛选能力和流程效率。

2）对振动理论的运动学分析，研究了不同参数会如何改变影响筛面的运动。

得到运动学振动筛的运动参数痕迹是直线，圆形或椭圆形。

3）振动筛运动轨迹是通过计算机模拟得到的。

筛选工艺参数，包括振幅，速度和抛掷指数的五个具体点，沿筛面进行计算。

这些参数对筛分效率的关系。

结果表明，所设计的运动模式振动筛符合理想的筛选运动，设计能够有效地提高筛分效率。

4）励磁机的轴中心位置，相对振动筛的重心，为筛选高效极其重要。

因此，我们可以设计在不增加功耗的能力下处理调整振动筛的轴中心的相对位置，这一点需要进一步研究。

致谢对于中国国家自然科学基金这项工作所提供的的财政支持，（50574091和50774084），表示诚挚的感谢。

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