GZM型新型自同步振动给料机的研制与应用.

GZ M型新型自同步振动给料机的研制与应用

选煤设计研究院刘宗时李明辉唐海洪

摘要采用普通双电机把自同步理论实际运用到给料机上,电机与激振器挠性连接,电机不参振,由电机挠性驱动装在给料机上的反向旋转偏心轴作用下实现直线振动。通过计算和模态分析等方法确定了给料机的主参数和先进合理的结构。

关键词自同步惯性振动给料机应用

目前国外给料机绝大多数采用振动给料机,包括双质体电机振动给料机。电机振动给料机和普通单电机驱动振动器的振动给料机,性能先进、动转可靠,但其价格昂贵,很难适应我国国情和大量引进。

我国在70年代普遍使用的电磁振动给料机,但因其振幅小、噪声大、很难适应水份高的粘性物料而被淘汰;80年代发展的电机振动给料机,由于振动电机直接参振且因电机质量不过关而可靠性差,现也已很少使用;90年代我国新开发的G ZY系列振动给料机,因电机不参振、振幅大、故障率较低而普遍受到欢迎,目前市场占有率较大,但又因其一对啮合齿轮,又使其结构较复杂,加工成本高、运行噪声大,生产维护费用高,已难适应对现代环境和现代化生产的需要。

经过我们对国内外目前使用的各种振动给料机调查、分析、研究后认为,自同步振动给料机与其它类型的振动给料机相比,具有结构简单,便于制造和大型化,工作频率低,振幅大的优点,因而可获得较高的输送速度,另外还具有维护费用和噪声低等显著特点,为提高振动给料机的可靠性和易于大型化,能否用普通电动机应用自同步原理,吸收国内外振动给料机的优点,并结合我国实际国情,研制出一种新型自同步振动给料机,是我们这一课题的出发点。

该项目于1995年2月由原煤炭部基建司立项,选煤设计研究院研究设计,新乡矿山设备股份有限公司试制,1996年9月在淮南煤电公司新集选煤厂进行工业性试验。完全达到设计要求和预期目标,同年12月顺利通过了由国家选煤机械质量监督检验中心的检测。并于1997年12月通过了原煤炭工业部科教司组织的科技成果鉴

定,鉴定结论认为:该机型性能和技术指标先进可靠,结构新颖合理,运行噪声低,经检索,该产品填补了国内空白,其性能和技术指标达到国内领先水平,可批量投入生产,次年该机型荣获1998年部级科技进步三等奖。

1新型自同步给料机的基本原理和结构特点

111基本原理

该给料机采用了弹簧隔振,强迫振动系统(见图1,参振部分由四组支承装置弹性支承,采用自同步原

B———热电厂由于回收凝结水而节省的化学水处理费用,元Π;

Hn———凝结水回收系统的运行费用(元Πt,由

电费、人工费、材料费等构成。

将式(2、(3代入式(5得:

Xn=M J・△B b+G・Hs・t-G・H n・t

=M J・△Bb+t・G・(Hs-Hn

将此式再代入式(4得:

Y=

Tn

M J・△B b+t・G・(Hs-Hn

(6

式(6即是热电厂是否设置凝结水回收系统的判别公式。当Y的计算值小于整个工程的静态投资回收期时,设置凝结水回收系统就是经济合理的方案,是可行的,否则就是不可行的。

3结语

热电厂热力系统的优化设计是热电厂节能增效的重要途径,必须严肃对待。对任何一种方案都必须进行定量分析,以决定取舍。除文中分析的凝结水回收系统外,回热系统中疏水泵的设置、循环流化床排渣余热利用(设置冷渣器、工业抽汽过热度的利用(设置蒸汽冷却器取代增湿等所有子系统方案均可采用本文中介绍的方法进行定量计算,决定取舍。由于这两种方法的结合使用简单快捷,使得各种方案的论证取舍达到了事半功倍的效果。

(责任编辑严民杰

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1999年第10期煤矿设计

理,选用一对参数接近的普通电机通过一对挠性联轴器与安装在给料机底部的一对偏心轴联接,两偏心质量分别为m 1和m 2,做同步异向运转,在各瞬时位置,两组偏心质量产生的离心力沿振动方向的分力总是相互叠加,而在其法向分力总是相互抵消,从而形成单一的沿振动方向的激振力,使给料机体作往复直线运动,物料在给料机槽体内作连续斜上抛运动,从而达到振动输送物料的目的

。

图1自同步惯性振动给料机工作原理图

112结构特点

(1本给料机选用一对普通电机应用自同步理论

产生激振力,电机与偏心质量之间采取挠性连接,电机

不直接参振,大大提高了给料机的可靠性和使用寿命。

(2本给料机选用较大的振幅和较高的转速,相对较小的参振质量及转动惯量,以保证稳定的同步运行及较小的相位差角,从而使振动方向角前后一致,给料均匀,对于水份大和粘性大的物料可提供较高的输送速度和给料量。

(3简化了激振器结构,提高了可靠性,并降低了生产成本。激振器是给料机提供激振力的关键部件,本给料机激振器在吸收国内外先进振动器的成熟技术并结合本

机特点,取消了强迫同步的传动齿轮,选用高精度标准游隙滚柱轴承,与以往的给料机振动器球轴承相比,增大了接触面积,确保轴承滚柱均匀的承受负荷,大大提高了轴承的承载能力,采取这些措施对提高给料机可靠性和使用寿命,降低噪声和加工成本起到了关键性作用,并可采用油脂润滑就能满足轴承的润滑要求,进一步简化了振动器结构,减少了生产、维护费用。

(4给料机钢制槽体上,加铺了高分子塑料复合材料,提高了槽体的耐磨性和抗腐蚀性,减少了因槽体所产生的振动噪声,槽体采取一次弯折成形和喷丸处理,消除其加工形成的应力,提高了槽体的整体刚度和强度。

(5减振装置的作用是保证给料机工作的正常和

稳定,同时,减少传给基础的动负荷,为达到上述目的,

我们反复计算与实验后,采用橡胶、金属复合弹簧结构,同时还设置了阻尼消振装置,以保证给料机工作平稳和停、启车时平稳通过共振区。

(6运用了现代模态分析和动应力测试技术,在制造厂对本机样机进行了动态性能研究和降噪效果分析,并进行了设计修改,加工工艺改进,进一步提高了整机的可靠性与先进性。

2主要动力学参数确定211动力学模型

该给料机可简化为单自由度强迫振动系统,其力学模型如图