专利名称：大型弧线振动筛的制作方法
技术领域：
本发明属于煤炭、冶金、建材、化工等行业的筛分设备，用于煤炭、矿物等物料的脱水、脱介或筛分。具体地说本发明是根据颗粒大小主要用于脱水、脱介的湿法筛分设备，也可以作为物料分级的干法筛分设备。
过去的大部分脱水筛都是筛面安装在筛箱上，筛机工作时筛面与筛箱一起振动。如直线振动筛、高频振动筛、共振筛等。它们振幅的选择(全振幅)一般在2～10mm之间，振动强度K值
在3～4.2之间，属于常规的脱水、脱介筛分方法。由本发明人设计研究的低频振动筛、高幅圆振动筛、超强度大型圆振动筛、变幅分级筛、立式强化筛分机、抛射筛等筛分设备，都是采用大振幅、大振动强度、低频率等工艺参数，用来处理各种不同的潮湿细粒级粘性物料，属干法筛分设备。用于倾斜筛面全振幅均在20～30mm，筛面采用立式布置的筛分设备全振幅在150～300mm，振动强度K值都大于7。在工业应用中获得较好效果，但都属于潮湿的细粒级粘性物料的干法筛分范畴，而不适用于脱水、脱介的湿法筛分。以德国KHD公司和美国泰博公司为代表生产的直线振动筛、圆振动筛，筛分面积一般都不超过40m2。国内生产的30m2共振筛目前在工业应用中存在一些问题，不能大面积推广应用。因为筛子受到筛箱结构强度和刚度的限制，对于整机振动的筛分设备来说，大型筛子的加工制造有很大难度。因为筛宽增加一倍，管梁的应力要增加16倍。所以，管梁的直径会迅速增大，这给机械制造业带来极大困难。筛分机械的主要零部件需要在低应力状态下工作，而根据物料的脱水特性，筛面和物料之间要获得良好的脱水效果应在较高的振动强度下工作，这就产生一对矛盾。最新的试验研究表明采用大振幅、大振动强度、较低频率对物料的脱水效果有明显的优势，条件是有足够大的振动强度。用高速摄影机拍摄的石英在可调频率和振幅的振动筛中，采用大振幅、大振动强度脱离水化膜这一过程可以清楚的观察到，当某种振动频率保持不变，逐渐加大振幅时，开始石英随着筛面一起运动，到石英逐渐跳离筛面，跳离高度随着振动筛振幅的加大越来越大，水化膜被拉长，断面尺寸越来越小，石英获得足够大的惯性力拉伸水化膜后，最终达到水化膜的破断力，水化膜破裂而石英挣脱筛面透过筛孔。大型弧线振动筛的脱水机理和工艺参数的选择正附合物料的脱水规律性。
本发明的目的在于采用提高筛子振动强度，加大筛子振幅，选用较低振动频率的新型脱水机理和工艺参数，使筛分机最大限度的满足物料在脱水、脱介分级过程中运动的规律性，获得良好的脱水、脱介筛分效果，提高筛分设备的处理能力。本发明的目的还在于改革振动筛的机械结构，采用筛箱等主要零部件在低应力状态下工作的技术方案，使得聚胺脂弹性筛板振动而筛箱和机架不参与振动的运动方式，降低筛子的能量损失，使脱水、脱介振动筛的大型化成为可能，解决脱水、脱介湿法筛分设备的大型化问题。
本发明的脱水、脱介筛分方法和机械结构不同于普通的直线振动筛、高频振动筛或共振筛，本发明由动力系统、筛箱、聚胺脂橡胶筛面、曲轴连杆系统、摆杆系统、减振系统和机架组合而成。电动机通过皮带传动带动有足够转动惯量的大皮带轮和曲轴连杆系统运转，通过连杆摆杆机构使各聚胺脂橡胶筛板做与水平方向沿45°方向角的弧线运动，振幅大小可以调节，振幅调节范围15～40mm，振动频率400～900次/分，振动强度K值在6～16。为使振动系统在运动过程中动力学平衡，前后各相邻聚胺脂橡胶筛板均产生相对运动，前一块筛板向上运动时，后一块筛板则向下运动。整体筛面在运动过程中产生的惯性力相互抵消，处于动力学平衡状态。筛子工作过程中筛箱和机架对地基不产生振动，筛箱、摆动轴和主要零部件都在低应力状态下工作，使筛子寿命得已延长，并可使振动筛制造成大型化设备。物料从入料端给入，在聚胺脂橡胶筛板产生弹性变形运动过程中，整个筛面呈波浪形推动物料沿45°方向向前运动，物料在聚胺脂橡胶筛面大振幅、大振动强度的作用下强制脱水，最终当物料运动到排料端时已将大部分水份脱除，完成了脱水过程。
本发明与过去所有脱水、脱介湿法筛分设备和干法筛分设备相比具有如下特点(1)本发明采用特制的聚胺脂橡胶筛板，利用聚胺脂材料的弹性变形实现筛面的近似弧线振动，筛箱和机架不参与振动，弧线摆动筛工作过程中，由于筛子的动力学处于平衡状态，作用力在弧线振动筛内部相互抵消，传给厂房和地基的动负荷降到最低限度。
(2)本发明的聚胺脂橡胶筛板不同于普通振动筛的筛面，对聚胺脂橡胶筛板结构、尺寸、耐磨性、弹性变形都有一定要求，整体筛面是若干块聚胺脂弹性筛板组合而成。为了加强聚胺脂筛板的强度，特在聚胺脂弹性筛板骨架中设计有相应直径的数根钢丝绳组成的网状结构，使聚胺脂筛板有优良的弹性和足够的强度。如进行干法筛分时可采用金属筛网，提高筛面开孔率，筛网下部设计有特制的铰链与摆动轴上的高强度加长螺栓连接。
(3)本发明筛面的振动方式不同于普通的直线振动筛、高频振动筛或共振筛，筛面的运动轨迹为波浪式近似弧线运动，各筛板都是以它下端对应的两根摆动轴构成近似平行四连杆机构作弧线摆动。在整个脱水、脱介筛分过程中，每个筛板上各点的运动轨迹由于筛板本身的变形都略有不同，前后各相邻筛板工作时产生相对运动，使弧线筛处于动态平衡，筛面的运动方式有利于物料的快速脱水和筛分。在本发明的脱水、筛分过程中，已不同于在普通振动筛上传统的脱水过程，物料被强制快速脱水。
(4)本发明采用大振幅、大振动强度和较低频率的工艺参数，全振幅15～40mm，振动频率400～900次/分，振动强度K值为6～16，大振幅、大振动强度有利于料群的快速充分脱水，物料在脱水过程中由于筛孔的不断蠕动和变形而不易堵塞筛孔。
(5)本发明由于采用聚胺脂弹性筛板，充分利用它良好的柔韧性和耐磨性，最大限度地发挥了聚胺脂材质的特性，聚胺脂筛板在安装时不需要另外制造筐架和张紧装置，直接由高强度加长螺栓紧固在摆动轴上，减轻了筛面的参振质量，筛面在整体布置上便于拆卸，为现场的更换和维修提供了方便。
(6)本发明由于聚胺脂筛板与下端相联的摆动轴在工作过程中仅产生摆动运动而不是旋转，使摆动轴、筛箱和机架都在低应力状态下工作。筛面产生大振幅、大振动强度、较低频率的运动，解决了物料脱水效率和设备大型化的矛盾。
根据
本发明的一个具体实施例附图1为本发明的主视图附图2为本发明主视图的剖视图附图3为本发明的左视图附图4为本发明的俯视图附图5为本发明另一种安装方式的主视图附图6为本发明的曲轴连杆机构图附图7为本发明的连杆结构图附图8为本发明的连杆结构图附图9为本发明聚胺脂橡胶筛板的安装结构和工作原理图附图10为本发明的摆杆结构图附图11为本发明的摆杆结构图下面根据附图对本发明作进一步详述在附图1中(1)三角皮带；(2)大皮带轮用于转递电机动力，大皮带轮设计有足够大的转动惯量，对于往复运动机构具有储存能量和失放能量的功能，使整个曲轴连杆系统和多个运转机构在工作过程中运转稳定；(3)轴承座支架轴承座支架与筛箱由筋板用高强度螺栓连成一整体，可拆卸，方便加工运输；(4)筛箱筛箱用于支承曲轴连杆系统、摆杆系统、摆动轴和筛面，使多个部件组合成为一个有机的整体，整机重量由筛箱通过橡胶减振器传给机架。脱水、脱介时筛箱倾角为零度，用于干法筛分时筛面倾角可在0～15°之间进行调节。考虑到大型设备的运输问题，整个筛箱，曲轴连杆系统、摆杆系统、聚胺脂筛板与下端的摆动轴、机架都可以进行拆装，为了保证筛箱有足够的强度和刚度安装摆动轴轴承座，侧板上、下端均设计有大型角钢，由高强度螺栓紧固，将角钢和侧板组装成一整体，金属面之间涂有厌氧胶或其它金属胶；(5)机架机架用于支承整个筛子的重量，机架底端与地板连接，筛下物溜槽布置在机架中间，可将筛下物料进行收集；(6)橡胶减振器用于缓冲整个筛面和振动系统的不平衡力，减小由于入料不均匀等因素产生的不平衡力对地板的振动；(7)摆动轴轴承座用于支撑、定位摆动轴，使摆动轴可以产生摆动运动。轴承座内设有调心滚动轴承，用以调整摆动轴安装时轴承座端面的不平行度，或由于加工制造筛箱侧板和轴承座时产生的精度误差。摆动轴过长也将产生挠度，造成轴的两端不同心而影响正常工作，采用调心滚动轴承给加工制造和设备安装带来方便。轴承座与筛箱由螺栓连成一整体，形成筛箱的整体框架；(8)外连杆；连接外侧各摆杆，各外连杆两端均设计有螺纹，杆距可根据摆动轴之间的距离进行调节；(9)摆杆铰链摆杆铰链联接两端的外连杆，采用对称结构，中间部位设计有滑动轴承，摆杆与摆杆铰链之间可以转动；附图2为主视图的剖视图在附图3中(17)小皮带轮；(18)电动机；(19)电动机底座在附图4中(10)短连杆曲轴连杆系统中最里端的连杆，对称的设计有两个；(11)长连杆曲轴连杆系统中最外端的连杆，对称的设计有两个；(12)曲轴曲轴连杆系统保证聚胺脂橡胶筛面获得大振幅、大振动强度的运动。将动力传送给连杆、摆杆和筛面摆动机构，该系统由曲轴连杆机构来实现；(13)主摆杆铰链主摆杆铰链与摆杆连接部位设有滑动轴承，与长连杆联接部位设计有轴和链板，不可转动，链板与摆杆联接部位设有滑动轴承，可以转动，滑动轴承中心与下端摆动轴中心位置的改变，即可改变聚胺脂橡胶筛面的振幅大小。铰链与摆杆之间也可以转动，链板与连杆之间不能转动，由键组成刚性连接，连杆机构中的内、外连杆均为刚性杆。连杆的长短距离可以调节，并设有锁定装置。工作时，内、外连杆相对运动，即反方向同时运动，长短连杆带动连杆机构运动，连杆带动相连的摆杆运动。内、外连杆分别带动各自的摆杆同时向反方向运动，实现了前后各相邻聚胺脂弹性筛板的相对摆动运动。(14)摆杆铰链摆杆铰链两端完全是对称结构，与摆杆之间有滑动轴承相连，可以转动。两端与连杆相连处用链刚性联接不能转动。与主摆杆链接的区别在于仅有一个关节部位，即有一个滑动轴承构成；而主摆杆铰连有两个关节部位，即有两个滑动轴承构成；(15)连杆；(16)聚胺脂橡胶筛面聚胺脂筛面是由聚胺脂材料经过特殊加工而成，为了使聚胺脂橡胶筛板有良好的弹性，耐磨性和足够的强度，特在设计的骨架中设置有钢丝绳，钢丝绳形成网状结构，以增加筛板的强度。聚胺脂筛板与摆动轴由高强度加长螺栓联接紧固时，不需要另外加工制造框架和张紧装置，聚胺脂筛板靠自身的弹性变形呈波浪形沿45°方向推动物料前进，在大振幅、大振动强度的工作环境中强制物料脱水，由于筛孔的蠕动和变形，脱水、脱介时颗粒不易堵塞筛孔。
附图5为另一种安装方式的主视图附图6中(38)转动轴销在转速较高时，轴承应选用单列圆柱滚子轴承。为解决调心问题，特设计此转动轴销，当采用调心轴承时可取消此轴销；(39)长连杆轴承座此轴承座为对开式，便于轴承的拆卸维修；(40)轴承根据转动快慢不同可以选用调心轴承、滚子轴承和滑动轴承；(41)小曲轴此曲轴是整体加工的，与连接曲柄相连，可以与主轴形成一完整曲轴，曲轴两端是完全对称结构，曲轴内设计有八销四键，可进行拆卸，以便更换轴承。曲轴加工要求有良好的制造精度，整个曲轴均选用优质合金钢，有良好的刚度和强度；(42)短连杆轴承座；(43)连接曲柄；(44)主轴轴承座；(45)轴承；(46)主轴；(47)大皮带轮；(48)键。
附图7中(20)转动轴头；通过轴销可以转动调节加工或安装过程中的不同心；(21)转动轴销；(22)铰链轴；(23)止推环；(24)轴套；(25)摆动轴；(26)主摆杆；(27)链片。
附图8中(28)连杆；(29)转动轴头；(30)转动轴销；(31)链片；(32)轴套；(33)摆杆；(34)(37)摆动轴；(35)止推环；(36)轴瓦。
附图9中(49)聚胺脂橡胶筛板；(50)摆动轴承底座；(51)垫圈；(52)垫圈；(53)高强度加长螺栓；(54)尼龙距离套；(55)垫圈；(56)密封圈；(57)摆动轴；(58)垫圈；(60)螺母；(61)摆动轴承座上盖；(62)螺栓；(63)弹簧垫圈；(64)螺母；(65)螺栓。
附图10中(66)连杆；(67)链片；(68)铰链轴；(69)摆杆；(70)铰链转动轴；(71)摆动轴外挡盖；(72)螺栓；(73)摆动轴。
附图11中(74)连杆；(75)链片；(76)主摆杆；(77)摆动轴外挡盖；(78)螺栓；(79)摆动轴；(80)链片；(81)链杆。
权利要求
1.一种筛分设备，该设备为组合式聚胺脂橡胶筛面振动，筛箱和机架不参与振动的一种大型脱水、脱介筛分设备。其特征为本发明弧线振动筛的筛面为组合式聚胺脂橡胶筛面，每块聚胺脂筛板分别由高强度加长螺栓紧，固安装在下面对应的两根摆动轴上。筛面工作时，每块聚胺脂橡胶筛板分别产生与下部两根摆动轴构成近似平行四杆机构的弧线运动，各筛板的前后相邻筛板均作相对运动。各聚胺脂橡胶筛板产生的惯性力在筛子上相互抵消，使整个弧线振动筛处于动力学平衡状态，传给地基或厂房的动负荷降至最低限度。本发明弧线振动筛采用大振幅、大振动强度来实现物料的脱水、脱介过程，全振幅15～40mm，振动频率400～900次/分，振动强度K值为6～18，聚胺脂弹性筛板的大振幅、大振动强度是通过动力系统、曲轴连杆系统、摆杆连杆机构、组合式聚胺脂筛面与摆动轴系统来实现的。机架支承筛箱，将筛子重量和一部分动负荷通过减振系统传给地基，筛箱将各系统、机构组合成一个有机的整体。曲轴系统根据现场情况，可以布置在入料端后部，也可以布置在大型弧线振动筛中部上方。
2.根据权利要求1所描述的筛分机，其特征在于筛面结构是由多个聚胺脂橡胶筛板组合而成的整体筛面，各筛板是由聚胺脂材质经过特殊加工制造而成。聚胺脂筛板的骨架内设计有钢丝绳组成的网状结构，使聚胺脂筛板即有优良的弹性变形能力，又具有足够的强度和耐磨性。如进行干法筛分时可采用金属筛网，提高筛面开孔率，筛网下部设计有特制的铰链机构与摆动轴上的高强度加长螺栓连接构成运动系统。静态时高强度加长螺栓与水平方向呈45°倾角，筛面工作时沿高强度加长螺栓的法线方向与水平面约呈45°方向做弧线运动。为使聚胺脂橡胶板工作时不漏料、漏水，特在每块聚胺脂橡胶筛板前后端设计有筛板与筛板之间的连接装置，可方便进行拆卸、更换。每块聚胺脂橡胶筛板的结构尺寸为(长mm×宽mm)1600×1000，其中长度尺寸中有100～200mm为搭接长度尺寸。根据现场需要也可以改变筛板的结构尺寸大小。
3.根据权利要求1所描述的弧线振动筛，其特征在于本发明的各筛面所实现的运动形式均是由曲轴、连杆、摆杆机构来完成的。曲轴采用组合装配方式，可以方便的对所有曲轴上的调心滚动轴承或圆柱滚子轴承进行更换。曲轴上的轴承也可以采用滑动轴承来实现上述机构的运转。摆杆系统的主摆杆长度距离位置可以调节，主摆杆摆动中心的距离调整，可改变筛面振幅的大小和振动强度的大小。用于脱水、脱介时筛面倾角为0°，用于干法筛分时倾角可在0～15°之间进行调整，根据现场用户的要求，可以调整筛分效率和处理能力。
4.根据权利要求书1所描述的筛分机，其特征在于本发明大型弧线振动筛的筛箱和机架都是组合装配式的，可方便的进行安装和拆卸，满足大型设备长距离的运输要求。小型弧线振动筛的筛箱和机架可以制作成整体式的，进行整机的运输和安装。筛箱由角钢和钢板用高强度螺栓紧固或铆接而成，金属与金属接触面之间涂有金属胶。筛箱也可由板材或型钢焊接而成。
5.根据权利要求1所描述的筛分机，其特征在于筛面尺寸从12～100m2，单台处理能力如湿法脱水脱介筛分时筛孔尺寸0.5～0.75mm，处理能力为60～1000t/h，若干法筛分时筛孔尺寸6～13mm，筛子处理能力为300～3000t/h。
6.根据权利要求1所描述的弧线振动筛，其特征在于摆动轴由厚壁无缝钢管或冷拔厚壁无缝钢管和圆钢加工组合装配而成，两端与轴承配合部分设有两个短轴与无缝钢管装配成一整体摆动轴，以减轻大型弧线振动筛的重量，在冶金行业应用也可制造成实心轴。
7.根据权利要求1所描述的筛分机，其特征在于弧线振动筛筛面振幅可以调节，改变聚胺脂筛板与摆动轴之间的距离或改变主摆杆的长短即可改变筛面振幅和振动强度的大小，高强度加长螺栓上设计有尼龙距离套，保证整体筛面安装方便并在一个水平位置上，为防止水或其它杂物进入摆动轴内部，特在摆动轴与高强度加长螺栓连接部位加有密封圈。
8.根据权利要求1所描述的弧线振动筛，其特征在于筛面尺寸宽度超过5米以后，可将弧线振动筛制造成双通道结构，避免摆动轴直径过大，影响有效筛分面积。大型双通道结构的弧线振动筛，可由两个电机拖动。带有足够转动惯量的大皮带轮，可设计有两个或四个，使曲轴系统受力均匀，运转稳定。
全文摘要
本发明是一种大型湿法脱水、脱介筛分设备,采用曲轴连杆机构、摆杆机构实现组合式聚氨酯橡胶筛面大振幅、大振动强度、较低频率的波浪式弧线运动,整体筛面的运动是由各单块聚氨酯橡胶筛板与下方对应的两根摆动轴形成近似平行四杆机构来保证实现的,前后各相邻筛板做相对运动,使整个筛面在工作过程中处于动力学平衡状态。筛分机工作过程中,筛面振动而筛箱和机架不参与振动。筛分面积12～100m
文档编号B07B1/12GK1188026SQ9710171
公开日1998年7月22日 申请日期1997年1月11日 优先权日1997年1月11日
发明者孙刚 申请人:孙刚