專利名稱：橢圓或圓運動反共振振動篩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于振動機械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種橢圓或圓運動反共振振動篩。適合于原煤分級、礦物的分級、燒結(jié)礦的分級及其它各種散狀物料的分級使用。
背景技術(shù)：
振動機械是利用振動來完成各種工藝過程的一大類機械設(shè)備，如振動輸送機、振動篩、振動烘干機、振動壓路機等，傳統(tǒng)振動篩的種類很多，按用途劃分有煤分級振動篩、礦石分級振動篩、冷礦篩、熱礦篩等；按篩分原理劃分有概率篩、等厚篩、概率等厚篩等；按驅(qū)動原理劃分，有彈性連桿式、電磁式、慣性式、氣動和液壓等方式；也可以按動力學(xué)特性劃分，如按工作點在頻響曲線中的位置劃分，有遠超共振篩(非共振篩)、低臨界近共振篩(共振篩)和反共振篩；按振動系統(tǒng)是線性還是非線性劃分，有線性振動篩和非線性振動篩；還可以按篩機工作部分的運動軌跡劃分，有直線運動振動篩、圓運動振動篩和橢圓運動振動 篩等。反共振振動篩具有一系列優(yōu)點，該機工作在反共振狀態(tài)，在反共振狀態(tài)下，上質(zhì)體按篩機所需振幅工作，而下質(zhì)體幾乎不動，容易獲得較好的隔振效果；反共振振動篩的激振器安裝在下質(zhì)體上，上質(zhì)體篩箱上沒有激振器，減小了參振質(zhì)量，篩箱的高度可以降低，且省去了激振器加固所需的質(zhì)量，因而參振質(zhì)量可以進一步降低，參振質(zhì)量總共可以減少20% 30%，由于參振質(zhì)量減少了，激振力可以隨之減小，電機功率也就減小了，有利于節(jié)能。下質(zhì)體幾乎不振動，設(shè)計時容易保證剛度和強度的要求，激振器基本上可以按靜載荷設(shè)計，整機的噪聲會明顯降低。但是，目前的反共振振動篩采用板彈簧或螺旋彈簧或剪切橡膠彈簧，篩箱只能作直線運動，但有時根據(jù)工藝需要，希望篩箱作圓運動或橢圓運動，這時現(xiàn)有的反共振振動篩是無法實現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)橢圓或圓運動的反共振振動篩，該振動篩的激振器安裝在下質(zhì)體上，并采用一種在工作平面內(nèi)的各個方向上具有相同剛度的特殊彈簧作為主振彈簧，從而使振動篩既能具有直線運動反共振振動篩的全部優(yōu)點，又能使振動篩的篩箱獲得橢圓或圓形的運動軌跡；滿足某些篩分工藝的要求，彌補了目前直線運動反共振振動篩的不足。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種橢圓或圓運動反共振振動篩，包括篩箱、激振體、主振彈簧、激振器、隔振彈簧、基礎(chǔ)及電機；所述篩箱為上質(zhì)體，激振體為下質(zhì)體，激振體通過隔振彈簧設(shè)置在基礎(chǔ)上，篩箱和激振體通過主振彈簧相連，其特點是在激振體上安裝有激振器，激振器為單軸、雙軸或三軸結(jié)構(gòu)，電機通過傳動軸與激振器相連，雙軸結(jié)構(gòu)中兩軸按相同旋轉(zhuǎn)方向回轉(zhuǎn)；三軸結(jié)構(gòu)中其中兩軸按相同旋轉(zhuǎn)方向進行回轉(zhuǎn)，另一軸按與前兩軸旋轉(zhuǎn)方向相反的方向進行回轉(zhuǎn)；所述主振彈簧由內(nèi)彈簧座、外彈簧座及設(shè)置在內(nèi)、外彈簧座之間的彈簧構(gòu)成，所述主振彈簧在工作平面內(nèi)的各個方向上具有相同的剛度；所述橢圓或圓運動反共振振動篩其工作頻率與反共振頻率相等。所述主振彈簧的內(nèi)彈簧座與篩箱即上質(zhì)體固連、外彈簧座與激振體即下質(zhì)體固連。所述主振彈簧采用兩種結(jié)構(gòu)形式圓形或方形。所述主振彈簧安裝于上下質(zhì)體之間，主振彈簧為多組，分布地安裝在各個便于安裝的位置，主要是篩機兩側(cè)及前后。所述主振彈簧的彈簧采用橡膠或螺旋彈簧或蝶形彈簧。本發(fā)明的特點傳統(tǒng)的橢圓或圓運動振動篩工作在遠超共振狀態(tài)或工作在低臨界近共振狀態(tài)，而 本發(fā)明的橢圓或圓運動反共振振動篩則工作在反共振狀態(tài)，在反共振狀態(tài)下，下質(zhì)體幾乎不動，容易獲得較好的隔振效果；傳統(tǒng)的橢圓或圓運動振動篩，激振器安裝在篩箱一上質(zhì)體上，而本發(fā)明的橢圓或圓運動反共振振動篩的激振器則安裝在激振體一下質(zhì)體上，篩箱上沒有激振器，減小了參振質(zhì)量，篩箱的高度可以降低，且省去了激振器加固所需的質(zhì)量，因而參振質(zhì)量可以進一步降低，參振質(zhì)量總共可以減少20% 30%，由于參振質(zhì)量減少了，激振力可以隨之減小，電機功率也就減小了，有利于節(jié)能；雙軸結(jié)構(gòu)激振器可以采用自同步和強制同步兩種結(jié)構(gòu)，以自同步和強制同步兩種方式運行，如采用自同步形式，兩激振器之間無任何機械聯(lián)系，靠反共振時的自同步原理同步運行；三軸結(jié)構(gòu)激振器采用強制同步結(jié)構(gòu)，強制同步可以采取齒輪傳動、齒形帶傳動、三角帶傳動等各種傳動方式；激振器安裝在激振體一下質(zhì)體上，激振器質(zhì)量及激振器周圍的加固質(zhì)量都可以作為下質(zhì)體質(zhì)量的一部分，實際上減小了下質(zhì)體的質(zhì)量，因為下質(zhì)體不是工作部分，其形狀及大小不受工藝要求的限制，另外下質(zhì)體幾乎不振動，剛度和強度要求容易保證。橢圓或圓運動反共振振動篩的動力學(xué)參數(shù)主要有反共振頻率反共振振動篩的最主要特點是，振動篩的工作頻率一激振頻率與反共振頻率相等，即ω = ω3式中，ω為激振頻率，Coa為反共振頻率，ωα = ^k2 Im2式中k2是主振彈簧剛度，Hi2是篩箱一上質(zhì)體的質(zhì)量，
/77 λ上、下質(zhì)體質(zhì)量比A = 一，III1是激振體一下質(zhì)體的質(zhì)量,質(zhì)量比μ的選擇范圍是
mI
0.5 - 6，質(zhì)量比μ選擇較小數(shù)值，將造成激振體一下質(zhì)體重量偏大，整機重量較大；反共振頻率比《 = &，式中~為反共振頻率；~為激振
00(Oa=Um2
體一下質(zhì)體子系統(tǒng)的固有頻率，反共振頻率比a的取值范圍是I - 15，激振頻率高時取較大值，激振頻率低時取較小值。反共振頻率比a取較大值時兩共振點離得較遠，有利于振幅的穩(wěn)定；
主振彈簧剛度k2主振彈簧剛度k2=m2 ω a2，式中m2是篩箱一上質(zhì)體的質(zhì)量，ω a為反共振頻率。橢圓或圓運動反共振振動篩工作原理圖I中給出了橢圓或圓運動反共振振動篩的力學(xué)模型。不考慮阻尼，圖中m2是篩箱一上質(zhì)體的質(zhì)量，振動篩的工作部分，Hl1是激振體一下質(zhì)體的質(zhì)量，激振體上裝有慣性式激振器，其激振力是簡諧力，k2為主振彈簧剛度、Ii1為隔振彈簧剛度(因為Ii1 << k2，可以將ki近似地看作常數(shù))、X1為激振體一下質(zhì)體位移、X2為篩箱一上質(zhì)體位移,根據(jù)力學(xué)模型可直接列出系統(tǒng)的運動方程
"7丨 O Jic1] k +k -k2 I[O w2_U + _—it2 k2 _{x2J { O J⑴
式中，F(xiàn)1為激振力幅值，設(shè){X} = {B}eiut，{X}為位移列向量，eiMt為復(fù)數(shù)的指數(shù)表示式，t為時間變量，i為虛數(shù)的單位，e為常數(shù)，e=2. 71828，將{X}代入(I)式，則得矩陣方程{F} = [Z]{B}(2)式中，{F}為節(jié)點力向量幅值，為位移列向量幅值，
(S}=|〗j(luò)，B1為下質(zhì)體位移幅值，B2為上質(zhì)體位移幅值；[Z]為位移阻抗矩陣，— k\+k2-m'o)2 -k2 —k'、k2 — in ^ Cl)由式⑵可得{B} = [Z]^ {F} = [H] {F}式中，[H]為導(dǎo)納矩陣，[/Γ]=[Ζ]1 k: nU-(°■，，而
Δ k2 A1 jT k, — m'ar
L· + — iiKco — k、 _
A= 1~因此有
—k'k — rn、ω —
p丄k2 I^il =i^ k2-m202 ⑶[B2J Δ k、 kx +k2 -τηλω2 [ 0 J Δ k2由式(3)可知，當 = 時，系統(tǒng)出現(xiàn)原點反共振，這時B1=O,而
Vw:
D F1B2 =因為實際系統(tǒng)都存在一定的阻尼，下質(zhì)體的振幅不會為零，其大小取決于阻尼的大小。這時傳給基礎(chǔ)的動載荷為P=B1I^e訓(xùn)因為實際系統(tǒng)的阻尼一般較小，所以傳給基礎(chǔ)的動載荷比一般二次隔振系統(tǒng)還要小。本發(fā)明的有益效果
采用本發(fā)明提供的橢圓或圓運動反共振振動篩，可實現(xiàn)篩箱橢圓或圓形運動軌跡；并在反共振狀態(tài)下工作，可獲得較好的隔振效果；激振器安裝在激振體一下質(zhì)體上，篩箱的質(zhì)量可以比傳統(tǒng)振動篩小得多，參振質(zhì)量可以減少209Γ30%，從而整機的重量可以大大減小，由于參振質(zhì)量減少了，激振力可以隨之減小，有利于節(jié)能和提高振動篩的壽命；改善產(chǎn)品工藝結(jié)構(gòu)，容易保證產(chǎn)品剛度和強度要求。


圖I為本發(fā)明的橢圓或圓運動反共振振動篩原理圖；圖2為本發(fā)明采用單軸結(jié)構(gòu)激振器實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的右視圖；圖4為本發(fā)明采用雙軸結(jié)構(gòu)激振器實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明采用三軸結(jié)構(gòu)激振器實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的橢圓或圓運動反共振振動篩的各方向等剛度橡膠彈簧結(jié)構(gòu)示意圖；(a)為圓形橡膠彈簧結(jié)構(gòu)示意圖；(b)為方形橡膠彈簧結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明的橢圓或圓運動反共振振動篩的各方向等剛度螺旋彈簧結(jié)構(gòu)示意圖；(a)為圓形螺旋彈簧結(jié)構(gòu)示意圖；(b)為方形螺旋彈簧結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明應(yīng)用到大型雙軸橢圓或圓運動反共振等厚篩實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為圖8的左視圖；圖10為本發(fā)明采用圓形橡膠彈簧的大型三軸橢圓運動反共振等厚篩實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明采用方形橡膠彈簧的大型三軸橢圓運動反共振等厚篩實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為圖10、圖11的左視圖；圖I中，m2是上質(zhì)體的質(zhì)量，Hi1是下質(zhì)體的質(zhì)量，F(xiàn)1為激振力幅值，k2為主振彈簧剛度，h為隔振彈簧剛度，X1為下質(zhì)體位移、X2為上質(zhì)體位移。圖2 圖12中，I—篩箱，2—激振體，3—主振彈黃，4一激振器，5—隔振彈黃，6—基礎(chǔ)，7 —電機，8一傳動軸，9一電機支架，10一內(nèi)彈黃座，11 一外彈黃座，12一彈黃。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。如圖2 7所示,一種橢圓或圓運動反共振振動篩,包括篩箱I、激振體2、主振彈簧3、激振器4、隔振彈簧5、基礎(chǔ)6及電機7 ;篩箱I為上質(zhì)體是反共振振動篩的工作部分，激振體2為下質(zhì)體是反共振振動篩的驅(qū)動部分，激振體2通過隔振彈簧5設(shè)置在基礎(chǔ)6上，篩箱I和激振體2通過主振彈簧5相連，在激振體2上安裝有激振器4，激振器4為單軸、雙軸或三軸結(jié)構(gòu)，電機7通過傳動軸8與激振器4相連，雙軸結(jié)構(gòu)中兩軸按相同旋轉(zhuǎn)方向回轉(zhuǎn)，三軸結(jié)構(gòu)中其中兩軸按相同旋轉(zhuǎn)方向進行回轉(zhuǎn)，另一軸按與前兩軸旋轉(zhuǎn)方向相反的方向進行回轉(zhuǎn)；主振彈簧3由內(nèi)彈簧座10、外彈簧座11及設(shè)置在內(nèi)、外彈簧座之間的彈簧12構(gòu)成，且主振彈簧在工作平面內(nèi)的各個方向上具有相同的剛度；主振彈簧3的內(nèi)彈簧座10與篩箱I即上質(zhì)體固連，外彈簧座11與激振體2即下質(zhì)體固連；主振彈簧3采用如圖6或圖7所示的圓形、方形兩種結(jié)構(gòu)形式；其彈簧12采用如圖6所示的橡膠或如圖7所示的螺旋彈簧或蝶形彈簧；主振彈簧安裝于上下質(zhì)體之間，主振彈簧為多組，分布地安裝在各個便于安裝的位置，主要是篩機兩側(cè)及前后；橢圓或圓運動反共振振動篩其工作頻率即激振頻
率ω與反共振頻率Oa相等；gp GJ = GJa，其中=^kJm2，式中，k2是主振彈簧剛度，m2
是篩箱即上質(zhì)體的質(zhì)量。實施例I 本發(fā)明應(yīng)用到大型雙軸橢圓或圓運動反共振等厚篩，結(jié)構(gòu)如圖8和圖9所示，篩箱I即上質(zhì)體是反共振振動篩的工作部分，激振體2即下質(zhì)體是反共振振動篩的驅(qū)動部分，在激振體2上安裝有激振器4，篩箱I和激振體2之間通過主振彈簧3相連，激振體2通過隔振彈簧5坐落在基礎(chǔ)6上，電機7安裝在電機支架9上,并通過傳動軸8與激振器4相連。本實施例為多組主振彈簧3安裝篩箱I的二側(cè)，主振彈簧3為在各方向等剛度的圓形橡膠彈簧，雙軸激振器按相同旋轉(zhuǎn)方向回轉(zhuǎn)。實施例2本發(fā)明應(yīng)用到大型三軸橢圓運動反共振等厚篩，結(jié)構(gòu)如圖10和圖12所示，與大型雙軸橢圓或圓運動反共振等厚篩不同的是大型三軸橢圓運動反共振等厚篩有三根激振器軸，激振器軸采用強制同步結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)其中兩個激振器軸以相同旋轉(zhuǎn)方向回轉(zhuǎn)，另一個激振器軸與其它兩個激振器軸旋轉(zhuǎn)方向相反回轉(zhuǎn)，此時反共振振動篩運動軌跡為橢圓形，圖10所示為大型三軸橢圓運動反共振等厚篩主振彈簧3采用如圖6 (a)所示的圓形各方向等剛度橡膠彈簧12結(jié)構(gòu)。實施例3圖11和圖12所示是本發(fā)明應(yīng)用到另一種大型三軸橢圓運動反共振等厚篩2的結(jié)構(gòu)示意圖，與圖10中的振動篩的區(qū)別是該反共振振動篩采用的是如圖6 (b)所示的方形各方向等剛度橡膠彈簧12結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種橢圓或圓運動反共振振動篩，包括篩箱、激振體、主振彈簧、激振器、隔振彈簧、基礎(chǔ)及電機；所述篩箱為上質(zhì)體，激振體為下質(zhì)體，激振體通過隔振彈簧設(shè)置在基礎(chǔ)上，篩箱和激振體通過主振彈簧相連，其特征在于是在激振體上安裝有激振器，激振器為單軸、雙軸或三軸結(jié)構(gòu)，電機通過傳動軸與激振器相連，雙軸結(jié)構(gòu)中兩軸按相同旋轉(zhuǎn)方向回轉(zhuǎn)；三軸結(jié)構(gòu)中其中兩軸按相同旋轉(zhuǎn)方向進行回轉(zhuǎn)，另一軸按與前兩軸旋轉(zhuǎn)方向相反的方向進行回轉(zhuǎn)；所述主振彈簧由內(nèi)彈簧座、外彈簧座及設(shè)置在內(nèi)、外彈簧座之間的彈簧構(gòu)成，所述主振彈簧在工作平面內(nèi)的各個方向上具有相同的剛度；所述橢圓或圓運動反共振振動篩其工作頻率與反共振頻率相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種橢圓或圓運動反共振振動篩，其特征在于所述主振彈簧的內(nèi)彈簧座與篩箱即上質(zhì)體固連、外彈簧座與激振體即下質(zhì)體固連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種橢圓或圓運動反共振振動篩，其特征在于所述主振彈簧采用兩種結(jié)構(gòu)形式圓形或方形。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種橢圓或圓運動反共振振動篩，其特征在于所述主振彈簧的彈簧采用橡膠或螺旋彈簧或蝶形彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種橢圓或圓運動反共振振動篩，其特征在于所述篩箱的運動軌跡為圓或橢圓。
全文摘要
橢圓或圓運動反共振振動篩，屬于振動機械技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括篩箱、激振體、主振彈簧、激振器、隔振彈簧、基礎(chǔ)及電機；所述篩箱為上質(zhì)體，激振體為下質(zhì)體，激振體通過隔振彈簧設(shè)置在基礎(chǔ)上，篩箱和激振體通過主振彈簧相連，其特點是在激振體上安裝有激振器，激振器為單軸、雙軸或三軸結(jié)構(gòu)，電機通過傳動軸與激振器相連，雙軸結(jié)構(gòu)中兩軸按相同旋轉(zhuǎn)方向回轉(zhuǎn)；三軸結(jié)構(gòu)中其中兩軸按相同旋轉(zhuǎn)方向進行回轉(zhuǎn)，另一軸按與前兩軸旋轉(zhuǎn)方向相反的方向進行回轉(zhuǎn)；所述主振彈簧由內(nèi)彈簧座、外彈簧座及設(shè)置在內(nèi)、外彈簧座之間的彈簧構(gòu)成，所述主振彈簧在工作平面內(nèi)的各個方向上具有相同的剛度；所述橢圓或圓運動反共振振動篩其工作頻率與反共振頻率相等。
文檔編號B07B1/42GK102873024SQ201210345559
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者劉杰, 劉勁濤, 戴麗, 劉宏峰 申請人:東北大學(xué)