弹簧摇床设计分析

1绪论

1.1课题的背景及目的

选矿摇床通常是由床面、机架和传动机构三大部分组成。除此之外还有冲水槽，给矿槽，机座等，整个床面由机架支撑或吊起，机架上装有调坡装置。选矿摇床可以使矿粒按其密度和粒度不同而沿不同方向运动，并从给矿槽开始沿对角线呈扇形展开，依次沿床面的边沿排出，排矿线很长，能精确地产出多种质量不同的产物，如精矿、次精矿、中精矿和尾矿等。

选矿摇床被作为重选设备，曾广泛用于砂金等矿物的分选，主要用于选金或选煤等。选矿摇床的分类大致有矿砂选矿摇床，矿泥选矿摇床，玻璃钢选矿摇床,6-S选矿摇床,LS 选矿摇床等。

那么，什么是弹簧摇床？这种摇床以软，硬弹簧作为差动运动机构，与其它摇床相比别具一格。床头包括传动装置和差动装置两部分。传动装置由电动机，偏心轮(或飞轮)和摇杆构成。弹簧摇床的主要缺点是冲程会随给矿量而变化，当负荷过重时甚至会自行停车，但在正常给矿条件下，看管工作量不大。

1.2摇床的发展

摇床属于重力选矿机械，重力选矿是按矿物密度差分选矿石的方法，在当代选矿方法中占有重要地位。它的发展历史悠久，从古代人类开始知道利用金属材料的时候，就使用兽皮在河溪中淘洗自然金属或天然矿物。以后又用木制的溜槽进行分选。大约在400余年前出现了原始型式的跳汰机，但那时的生产还是作坊式的。18世纪60年代西方发生了产业革命，对金属原l料的需求量日渐增加。同时蒸气机的出现又为机械化生产提供了动力，于是重选作为一个产业部门而出现。1830-1840年在德国哈兹(Harz)矿区出现的早期活塞跳汰机继续得到改进而被推广应用。1892年又发明了大型的风力驱动的选煤用鲍姆跳汰机。

摇床的应用已有近百年历史，最初的摇床是利用撞击造成床面不对称往复运动，1890年美国制造了第一台选煤用打击式摇床用于选煤。1896-1898年A·威尔弗利(Wilfley)发明了现代型式的摇床。尽管当时摇床还被视作溜槽的一种，称作淘汰盘，但以后则以

其独特的分选方式而自成体系。随着摇床的出现，选别前的分级，脱泥等准备作业也广为应用。1918年普兰特一奥(Plat—O)又以凸轮杠杆制成另一种传动机构。这两种6-S摇床头结构经过改进至今仍在使用。第二次世界大战后德国制成了偏心轮传动的快速6-S 摇床。我国于1964年研制成功惯性弹簧式6-S摇床，已在生产中推广应用。摇床是结合了国内摇床和重力选矿技术，具有富集比高、选别效率好、操作简单等优点，且一次得出最终精矿和最终尾矿。与传统工艺相比具有不用药剂、耗能低、便于管理等优点，具有较高的性能价格比。

1.3摇床的类型及摇床在选矿中的应用

（1）6—S摇床

这种摇床基本上是沿袭了早期威尔弗利摇床的结构形式。也称为衡阳式摇床.这种摇床主要适合选别矿砂,但亦可用为处理矿泥。横向坡度的调节范围较大(0°～10°),调节冲程容易,在改变横向坡度和冲程时,仍可保持床面运行平稳。弹簧放置在机箱内,结构紧凑,这些都是6-S摇床的优点,缺点是安装的精度要求较高,床头结构复杂,易磨损件多,在操作中不当时还容易发生折断拉杆事故,改进后的摇床在箱体外面偏心轴末端安有小齿轴油泵,进行集中润滑,箱内只有少量机油,减免了漏油事故。

（2）云锡式摇床

这种摇床也称为贵阳式摇床，在结构上这又与国外的普拉特-奥(Plat—O)型摇床类似。云锡式床头运动的不对称性较大，且有较宽的差动性调节范围以适应于不同的给料粒度和选别要求。床头机构运转可靠，易磨损的零件少，且不漏洞。缺点是弹簧安装在床面底下，检修和调节冲程均不方便(调冲程时需先放松弹簧)；床面的横向坡度可调汇范围小(0°～5°)；当横坡及冲程调节过大时，将由于床头拉杆的轴线与床面重心的轴线过分分离而引起床面振动，故这种摇床适合于在横向坡度较小时处理细粒级，特别是矿泥时使用。

（3）弹簧摇床

这种摇床以软，硬弹簧作为差动运动机构，与前述摇床相比别具一格。床头包括传动装置和差动装置两部分。传动装置由电动机，偏心轮(或偏重轮)摇杆构成。弹簧摇床的主要缺点是冲程会随给矿量而变化，当负荷过重时甚至会自行停车，但在正常给矿条件下，看管工作量不大。

（4）多层化摇床

摇床的单机处理量小，点地面积大是妨碍它大量应用的重要缺点。为解决此项问题，选矿摇床已向多层化发展。悬挂式摇床不难提高了单位地面的处理能力，而且省去了笨重的基础，不再对建筑物有冲击振动，运转噪声小，维护简单，在基建投资和操作管理上都是有利的。

（5）6-S双层摇床

传统的6-S摇床占地面积大、处理量低、客户资金投入较大，要使用6-S单层摇床的客户很是烦恼，但又没有更好的设备及方法能够解决这些问题。6-S双层摇床的推出解决了6-S单层摇床使用过程中的诸多问题。6-S双层摇床占地面积小、处理量大、省电节能、设备成本相对低廉，具有富矿比高，选别效率高，看管容易，便于调节冲程、冲次等优点。在改变横向坡度和冲程时仍可保持床面运行平衡，弹簧放置于在箱体内，结构紧凑，并且能一次得出最终精矿和最终尾矿。

2 机械系统的总体方案设计

现代机器通常由动力机、传动系统和执行机构三部分组成。机械系统的总体方案设计是弹簧摇床设计的基础。总体方案设计要遵循机械系统设计准则。

2.1机械系统设计准则

由于设计的多解性和复杂性，满足某种功能要求的机械系统运动方案可能会有很多种，因此，在考虑机械系统运动方案时，除满足基本的功能要求外，还应遵循以下原则：

(1)机械系统尽可能简单。

(2)尽量缩小机构尺寸。

(3)机构应具有较好的动力特性。

(4)机械系统应具有良好的人机性能[2]。

2.2机械系统传动方案的确定

本次设计为一台水平单向摇床，结构简单，摇动行程为200~300mm，床身为1200×1500mm，载荷超过1000kg。传动方案简图如图2.1所示：

图2.1 弹簧摇床传动方案简图

经研究，该传动装置满足设计要求，适应工作条件，且结构简单、可靠。