彈片式振篩傳動(dòng)軸的定位調(diào)整及應(yīng)用

高 華，吳永偉，劉 文，潘增林，王 爽

（紅塔集團(tuán)玉溪卷煙廠，云南 玉溪 653100）

0 引 言

在打葉復(fù)烤生產(chǎn)中，彈片振篩作為重要輸送設(shè)備廣泛應(yīng)用于打葉風(fēng)分工序匯料振篩、復(fù)烤工序松散、輸送和攤平物料、復(fù)烤碎煙輸送及麻絲雜物過(guò)程剔除等。彈片振篩最常見(jiàn)的故障是電機(jī)損壞、振篩異響、偏心軸損壞等。

1 背景技術(shù)

1.1 彈片式振篩分機(jī)的結(jié)構(gòu)原理

彈片式振篩由主篩體（槽體）、傳動(dòng)裝置（偏心輪總成）、配重體（平衡體）、篩體彈片、槽體彈片、電機(jī)、機(jī)架等組成（圖1）。

圖1 彈片式振篩結(jié)構(gòu)圖

1.2 彈片式振篩基本原理

電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)偏心輪（即凸輪裝置），由連接桿帶動(dòng)篩體作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，篩體的運(yùn)動(dòng)方向垂直于槽體彈片，軌跡為直線或接近直線。振篩是利用偏心輪以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)連桿和連接彈片帶動(dòng)篩體，使篩面產(chǎn)生速度和加速度作周期變化的運(yùn)動(dòng)，使物料在篩面上產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。用同樣的原理，安裝在軸上與篩體偏心輪錯(cuò)開(kāi)180°的平衡偏心輪帶動(dòng)平衡體來(lái)平衡篩體振動(dòng)，篩面可以作水平或傾斜安裝，這類振篩的結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行平穩(wěn)。篩面配備適當(dāng)?shù)暮Y孔，當(dāng)篩振動(dòng)時(shí)，篩過(guò)物通過(guò)篩孔，未篩過(guò)物則順篩移動(dòng)至另端出料，從而達(dá)到篩分和輸送的目的[1]。

1.3 振篩偏心輪調(diào)偏的原理

傳動(dòng)裝置由傳動(dòng)三角帶、偏心輪總成、連接螺桿、連接塊、連接彈片、連接螺栓、從動(dòng)皮帶輪等構(gòu)成，如圖2 所示。

圖2 傳動(dòng)裝置示意圖

彈片式振篩的傳動(dòng)是用雙推雙拉傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖3，連接篩體的偏心輪I、IV 與連接平衡體的偏心輪Ⅱ、Ⅲ安裝在軸上時(shí)要錯(cuò)位180°。偏心輪I、IV的軸心線、偏心輪Ⅱ、Ⅲ的軸心線與傳動(dòng)軸的軸心線均平行，同時(shí)也與支撐彈片的寬度方向平行。連桿彈片在連桿軸心線上，與支撐彈片長(zhǎng)度方向垂直。支撐彈片傾斜60°安裝在機(jī)架上，支撐彈片與連接彈片必須相互垂直。

圖3 偏心套示意圖

偏心輪機(jī)構(gòu)是由四連桿機(jī)構(gòu)中的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)演變成，其中曲柄為偏心輪的偏心距、搖桿為彈片，有一連桿為機(jī)架，另一連桿為偏心輪機(jī)構(gòu)中的連桿。偏心輪的工作原理是利用偏心輪的軸心線與傳動(dòng)軸不同心，當(dāng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏心輪以偏心距e 為變量半徑隨軸等角速度ω 轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)橐暂S為圓心同一長(zhǎng)度為半徑的圓周上的點(diǎn)線速度相等(V=ωR)，偏心輪上所有點(diǎn)的角速度相等（同軸角速度相同），離軸最遠(yuǎn)的點(diǎn)是線速度最大的點(diǎn)(V=ωR′)，軸上的點(diǎn)是線速度最小的點(diǎn)(軸上的點(diǎn)線速度是零），而偏心距e 投影在連桿法線上的有效偏心距e′會(huì)在-e～0～e 作周期性變化，引起連桿也在-e～0～e 內(nèi)作周期性直線變化，使篩體或平衡體獲得線速度在-e～0～e 的數(shù)值內(nèi)作0～加速～等速～加速～0 的周期性變化(V=ωe′)的運(yùn)動(dòng)，作近似直線的運(yùn)動(dòng)（加速為±V）。

四連桿機(jī)構(gòu)中各個(gè)運(yùn)動(dòng)副的連接處會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，而偏心輪機(jī)構(gòu)中各個(gè)運(yùn)動(dòng)副的連接處是剛性固定連接，不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，故利用彈片的彈性變形來(lái)連接，連桿與篩體和平衡塊之間用連接彈片連接，機(jī)架與篩體和平衡塊利用支撐彈片連接。

組裝偏心輪總成時(shí)：同一套偏心輪總成中所有偏心輪尺寸、規(guī)格型號(hào)、e 值必須統(tǒng)一，軸承也如此。各軸承、偏心輪之間的間距即軸向位置由連接彈片的間距和軸承基座位置確定。先在地面上預(yù)裝到大概位置，到機(jī)架上后再具體調(diào)整安裝。

偏心輪總成安裝在機(jī)架上：從一頭逐一調(diào)整軸承座在軸上的軸向位置，預(yù)緊軸承座螺栓，緊固好指頭螺栓；同理調(diào)整好偏心輪位置，緊固好指頭螺栓。調(diào)整軸兩端相應(yīng)位置與篩體或平衡體間距一致，緊固軸承座螺栓，把軸轉(zhuǎn)到零點(diǎn)位置并保持不變，由連接螺桿逐一調(diào)整偏心輪的徑向位置，安裝連接彈片及螺栓，緊固連接連桿的鎖緊螺母[2]。

2 存在的問(wèn)題和分析

2.1 彈片式振篩運(yùn)行存在的問(wèn)題

某復(fù)烤車間二風(fēng)分出料彈片式振篩輸送機(jī)在使用過(guò)程中振動(dòng)大、噪聲大，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量徑向方向的振動(dòng)位移大，達(dá)到328 μm;軸向位移達(dá)到430 μm，振槽傳動(dòng)彈片經(jīng)常磨損斷裂，在一年內(nèi)，已更換兩套偏心組件和8 片彈片。通過(guò)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)亩淖冋窈Y輸送頻率，運(yùn)行效果未達(dá)到運(yùn)行要求。

2.2 振篩偏心輪理論安裝與安裝分析

偏心輪在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行、重新調(diào)試安裝后,會(huì)出現(xiàn)帶動(dòng)篩體和帶動(dòng)平衡體的兩組偏心輪未錯(cuò)位180°，不在“零點(diǎn)位置”,此時(shí)振篩運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)篩體振動(dòng)噪聲較大、篩體兩側(cè)不等高、電機(jī)負(fù)載變大,甚至出現(xiàn)電機(jī)、篩體損壞。故平時(shí)巡點(diǎn)檢過(guò)程中要及時(shí)對(duì)發(fā)現(xiàn)的跑偏現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)對(duì)雙偏心輪機(jī)構(gòu)參數(shù)的解析，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于參數(shù)偏心距e1、e2、γ(偏心輪位錯(cuò)角)、h(水平位移)。水平運(yùn)動(dòng)行程h 與偏心距e2相關(guān)，e2越大，h 越大，同時(shí)產(chǎn)生的沖擊越大。故在偏心組件偏心距固定的情況下,偏心組件的“零點(diǎn)位置”固定,其振篩振幅在不考慮篩體上物料質(zhì)量時(shí),其振幅也固定。

對(duì)偏心輪振篩是否偏心的確定，除通過(guò)對(duì)振篩“聞、問(wèn)、聽(tīng)、摸”外,還可在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種情況進(jìn)行測(cè)量,確認(rèn)振篩偏心輪是否發(fā)生偏振。

測(cè)量方法:①當(dāng)偏心輪處在“零點(diǎn)位置”時(shí),支撐彈片傾斜60°安裝在機(jī)架上，支撐彈片與連接彈片必須相互垂直,即連接彈片與水平支架成30°夾角。此時(shí)可以通過(guò)角度尺測(cè)量連接彈片與水平支架成30°,來(lái)檢測(cè)是否發(fā)生偏振。夾角過(guò)大或過(guò)小時(shí),松開(kāi)偏心輪與槽體、偏心輪與平衡體分別連接的連接塊鎖緊螺栓和連接螺桿鎖緊螺母。通過(guò)反向調(diào)節(jié)平衡體和篩體連接的連接桿, 當(dāng)連接彈片與水平支架成30°時(shí),鎖緊連接塊鎖緊螺栓和連接螺桿鎖緊螺母。

如圖4 所示,當(dāng)I、IV 與連接平衡體的偏心輪Ⅱ、Ⅲ安裝在軸上時(shí)要錯(cuò)位180°。偏心輪I、IV 的軸心線、偏心輪Ⅱ、Ⅲ的軸心線與傳動(dòng)軸的軸心線均平行，同時(shí)也與支撐彈片的寬度方向平行。偏心輪I、IV的連接件與篩體連接,偏心輪Ⅱ、Ⅲ的連接件與平衡體連接。調(diào)偏時(shí),松開(kāi)連接塊1、9、11 和13 的鎖緊螺栓,然后松開(kāi)連接螺桿2、10、12 和14 兩側(cè)螺桿上的鎖緊螺母。調(diào)節(jié)時(shí)，將連接螺桿2 和14 往一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，若未達(dá)到位置將連接螺桿9 和12 往與連接螺桿2 和14 相反的方向調(diào)整；在調(diào)節(jié)過(guò)程中兩組偏心輪需分別逐步旋轉(zhuǎn)，即調(diào)整過(guò)連接螺桿2 和14 后若未到位，換調(diào)連接螺桿9 和12，調(diào)節(jié)要逐步調(diào)整，交叉換調(diào)兩組螺桿直到調(diào)整到零位。若只調(diào)一組則較費(fèi)力，同時(shí)易使未調(diào)整一組偏心輪螺母和螺栓緊固后形成間隙，未調(diào)整到“零位”。

圖4 偏心輪結(jié)構(gòu)圖

②當(dāng)偏心輪處在“零點(diǎn)位置”時(shí),支撐彈片傾斜60°安裝在機(jī)架上，支撐彈片與連接彈片必須相互垂直,即連接彈片與水平支架成30°夾角。此時(shí)可以利用三角函數(shù)定理驗(yàn)證偏心輪是否跑偏。根據(jù)在“零點(diǎn)位置”測(cè)量數(shù)據(jù)，做好記錄,如圖5 所示，檢測(cè)是否發(fā)生偏移時(shí)，可用測(cè)量工具直接測(cè)量b 是否為“零點(diǎn)位置”時(shí)a 的一半（即a 與c 夾角為30°，且b與c 夾角為90°）,或者a 的長(zhǎng)度是否與“零點(diǎn)位置”時(shí)一致,若不一致,則發(fā)生偏振,需調(diào)整。

圖5 檢測(cè)原理圖

③經(jīng)實(shí)際測(cè)量二風(fēng)分出料振槽，偏心輪雖處在“零點(diǎn)位置”，但連接彈片與水平支架未成30°夾角，在開(kāi)機(jī)運(yùn)行后振槽振動(dòng)噪音較大，連接振槽偏心組件連桿座組件和曲柄偏心組件的連接彈片，在振槽長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，彈片也隨之變形，噪音愈發(fā)變大，加劇振槽故障頻率[3]。

3 解決方法

偏心式彈片振動(dòng)輸送機(jī)的偏心連桿與連接彈片的連心線與水平支架的夾角為29°，經(jīng)過(guò)分析有2種方式可以解決，采用方法一未解決問(wèn)題后，再通過(guò)方法二給予解決（圖6）。

圖6 偏心連桿與連接彈片夾角示意圖

方法一：通過(guò)調(diào)整軸的水平方向位置，使偏心連桿與連接彈片的連心線與水平支架的夾角為30°。

方法二：通過(guò)增加墊片在垂直方向上調(diào)整軸的位置，使偏心連桿與連接彈片的連心線與水平支架的夾角為30°[4]。

4 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)過(guò)上述方法處理偏心輪存在的調(diào)偏問(wèn)題后，振槽運(yùn)行噪聲明顯減小，振動(dòng)幅度減小，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量徑向方向的振動(dòng)位移為160 μm，軸向位移為200 μm，達(dá)到運(yùn)行要求。使用一年內(nèi)，偏心組件未再更換過(guò)。采用上述方式調(diào)整偏心式彈片振動(dòng)輸送機(jī)的偏心組件后效率顯著提高，同時(shí)運(yùn)行時(shí)噪聲明顯降低，振動(dòng)幅度較小且均勻，輸送物料達(dá)到工作標(biāo)準(zhǔn)，降低了振動(dòng)輸送機(jī)的故障率，提高了設(shè)備的有效作業(yè)率，振動(dòng)輸送機(jī)的穩(wěn)定性得到顯著提高。