煤粉制樣系統(tǒng)篩分裝置的設(shè)計(jì)

山西中北大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院　范倩倩

煤粉制樣系統(tǒng)篩分裝置的設(shè)計(jì)

山西中北大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院范倩倩

本文針對(duì)國(guó)內(nèi)煤礦機(jī)械的迅速發(fā)展和煤炭制樣設(shè)備逐漸老化的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一種新型煤粉制樣系統(tǒng)。其中篩分裝置是煤粉制樣系統(tǒng)的重要組成設(shè)備，深入分析篩分裝置的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重要意義。以篩分裝置作為研究對(duì)象，利用UG軟件進(jìn)行三維建模，并對(duì)主要零部件進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算并分析。篩分裝置主要采用傾斜式篩網(wǎng)對(duì)物料進(jìn)行徹底地篩分，解決了篩孔易阻塞變形、篩分效率不高、生產(chǎn)率低、機(jī)體笨重等問(wèn)題，并提高篩分精度，大大減少了人工勞動(dòng)強(qiáng)度。

篩分機(jī)；三維建模；傾斜式篩網(wǎng)

1　煤粉制樣系統(tǒng)的工作原理

煤粉制樣系統(tǒng)采用帶刀式和錘式相結(jié)合的方法進(jìn)行破碎，得到規(guī)定尺寸范圍內(nèi)的煤塊后進(jìn)入篩分裝置，利用傾斜式篩網(wǎng)進(jìn)行充分的分級(jí)，再通過(guò)輸送裝置進(jìn)入到紅外光檢測(cè)裝置中，對(duì)煤進(jìn)行檢測(cè)。該系統(tǒng)是集合破碎、篩分、輸送和檢測(cè)于一體的微型制樣系統(tǒng)，能獲得足夠小的制樣誤差和不過(guò)大的留樣量。

篩分裝置采用傾斜式篩網(wǎng)對(duì)物料進(jìn)行篩分，主要由篩分機(jī)構(gòu)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)和支架組成，如圖1所示。電動(dòng)機(jī)為整體裝置提供動(dòng)力，通過(guò)偏振塊和彈簧產(chǎn)生振動(dòng)，使物料在傾斜式篩網(wǎng)上充分運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到篩分的目的。

圖1　篩分機(jī)的建模

2　篩分裝置的設(shè)計(jì)

目前，旋振篩主要用于各類(lèi)粉塵、顆粒、粘液等的分級(jí)，在工業(yè)、冶金行業(yè)、造紙行業(yè)和食品行業(yè)等各類(lèi)行業(yè)中廣泛應(yīng)用。雖然旋振篩比常規(guī)篩相比具有許多優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)于一些特殊物料的高精度操作要求還不能滿足，由于旋振篩的各個(gè)出料口的位置不同，導(dǎo)致對(duì)不同等級(jí)的物料的檢測(cè)、處理等操作不方便，而且現(xiàn)有的旋振篩的體積較大，不利于攜帶，對(duì)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)和研究、以及煤礦井下作業(yè)等特殊情況不利。

此小型篩分裝置的篩分部分非常簡(jiǎn)單，進(jìn)料口在篩蓋上固定，并且位于傾斜的網(wǎng)篩較高端的上方，而出料口位于篩網(wǎng)的最低端。開(kāi)始工作時(shí)，物料從進(jìn)料口進(jìn)入裝置內(nèi)，被傾斜式網(wǎng)篩進(jìn)行徹底篩分；為了得到不同粒度的物料，篩網(wǎng)的目數(shù)依次減小，且位于最下層的網(wǎng)篩的篩面是光滑無(wú)間隙的，以便全部物料都能從出料口排出；出料口位于裝置的同一側(cè)，便于集中收集處理。

固定支撐整體裝置構(gòu)架的機(jī)構(gòu)主要由板和軸組成，由四根固定軸固定網(wǎng)篩，這樣不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)體重量輕，且便于更換、拆裝。

電動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作時(shí)，由于偏振塊和偏振板的作用，產(chǎn)生振動(dòng)，并通過(guò)彈簧將振動(dòng)傳遞給網(wǎng)篩，而不至于整體裝置都處于振動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)可以通過(guò)更換不同重量的偏振塊來(lái)調(diào)節(jié)振動(dòng)幅度。

3　主要零部件的設(shè)計(jì)

3.1傾斜式網(wǎng)篩的設(shè)計(jì)

傾斜式網(wǎng)篩的模型如圖2所示，篩網(wǎng)的傾斜角度為10°，即增加物料在網(wǎng)篩上的運(yùn)動(dòng)幅度，減小物料堵塞的可能性，又不至于使物料在重力的作用下快速排出出料口，導(dǎo)致篩分不充分。同時(shí)可根據(jù)具體操作要求更換不同目數(shù)的篩網(wǎng)，操作簡(jiǎn)單方便。

圖2　網(wǎng)篩的建模

3.2出料管的設(shè)計(jì)

出料管的模型如圖3，出料口位于同一直線上，此設(shè)計(jì)的目的是便于統(tǒng)一收集物料，然后進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)處理。出料管上部分是傾斜的，且角度與篩網(wǎng)的傾斜角度相同，這樣能使物料更快速地從出料管排出，可有效防止物料在管道內(nèi)造成阻塞。

圖3　出料管的建模

4　結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)篩分裝置的設(shè)計(jì)與研究證明了新型篩分裝置的可行性，這對(duì)我國(guó)振動(dòng)篩分設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造具有一定的意義。此篩分裝置解決了傳統(tǒng)篩分機(jī)篩孔易阻塞變形、篩分效率不高、生產(chǎn)率低、機(jī)體笨重等問(wèn)題，在充分篩分以得到不同粒度物料的前提下，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

［1］段志善，郭寶良.我國(guó)振動(dòng)篩分設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展方向 ［J］.礦山機(jī)械，2009，37 （4）：1-5.

［2］李智能.淺析篩分機(jī)換型改造［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（3）：87-88.

［3］姜浩，李建平，杜長(zhǎng)龍，張佳佳.井下選擇性破碎篩分機(jī)的試驗(yàn)研究［J］.礦山機(jī)械，2011，39（4）：83-86.

［4］劉飛.井下沖擊破碎式煤矸分選機(jī)設(shè)計(jì)與研究［D］.徐州：中國(guó)礦山大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，2009.

［5］吳劍.寬篩面慣性振動(dòng)篩分機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 ［J］.鑄造設(shè)備與工藝，2015（3）：9-10.

范倩倩，1990年出生，河南省周口市人，在讀研究生，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論、智能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。