[发明专利]变刚度双质体激振器式特大型振动磨

说明书

技术领域

本发明变刚度双质体激振器式特大型振动磨涉及一种振动磨，特别是一种具有变刚度、双质体、激振器激振形式的一般振动磨或特大型振动磨，属于振动利用工程技术领域。

背景技术

振动磨是利用振动原理来完成物料粉碎作业的振动机械设备，普通振动磨由支承在弹簧上的一个或多个筒形或其他形状的容器构成，此容器或通过一个在重心旋转或通过多个调谐在重心上的激振器，作近似于圆形振动的不平衡运动，装在磨机容器中的磨介(被磨物料与介质)产生碰撞和摩擦，破碎是由于磨介自身相互之间以及磨介与容器壁之间的碰撞和摩擦带来的结果。磨介塑着激振器的工作方向运动，使得物料的粉碎、流动和输送工作正常进行。

目前，国内外振动磨特别是特大型振动磨(筒体直径＞1.5m，容积＞10kL，装机功率＞200kW)多采用单筒单质体常刚度偏心振动磨(张世礼，特大型振动磨及其应用，冶金工业出版社，2007)，其原理不再赘述，它可以产生由圆形、椭圆形和直线形振动组合而成的不均匀振动，较普通振动磨附加出现的椭圆与直线振动，可提高磨介速度、冲击力和摩擦力，增加粉碎效果，但由于磨机筒体内部物料、介质与筒壁等多相物体复杂的冲击、碰撞、摩擦、流动等运动，加之系统速度波动、加速度波动、电源电压波动等因素的影响，会使系统的振频、振幅、激振力、振动强度等性能参数将发生变化，构成的系统变载荷特性。现在有技术的单质体常刚度振动磨会出现以下问题，特别是大型化之后问题更加突出：

(1)能耗高：由于磨机筒体内部存在低能区，且为常刚度系统，使得变载荷特性下的磨机系统能耗仍然较高、效率较低。

(2)结构易损：局部机体结构强度薄弱，易扭曲、易损坏；造成修复频次高，或修复无效。

(3)轴承问题：轴承各零件间存在冲击、碰撞、摩擦载荷，造成发热、磨损及润滑油废屑污染的恶性循环，大大提高轴承失效概率。

(4)弹簧问题：现振动磨多采用的金属螺旋弹簧、空气弹簧或橡胶弹簧，存在阻尼小时振幅很大而机体应力很大，阻尼大时振幅又小而效率明显降低。

(5)隔振问题：单质体振动系统工作时隔振效果差，在持续、较大、变化的冲击、碰撞、剪切等变载荷作用下，一方面会将振动直接传给设备基础且影响到周边设备与建筑，严重时会使机器损坏而停产，长期运行机器寿命缩短，易损件过早失效，维修频次增加，影响振动磨正常工作；另一方面会产生大的噪声，作为噪声污染源使操作者和周边环境受到严重影响或使其无法忍受。

(6)大型化受制约：上述问题一直是困扰振动磨发展的难题，更使其大型化或特大型化受到严重制约。

发明内容

本发明正是要解决现有技术中的上述问题，在进行大量的理论分析和模拟的基础上，发明一种具有变刚度、双质体、激振器激振形式的一般振动磨及特大型振动磨。

本发明的技术方案如下：

针对前述振动磨的线性螺旋弹簧与单质体结构，本发明采取非线性变刚度螺旋金属橡胶涂层主振弹簧、变刚度螺旋金属橡胶复合隔振弹簧与上下双振动质体式(简称双质体)结构，本发明至少有一个筒体，激振器部件作为激振装置刚性地固定在筒体上，偏置地在单侧对筒体进行激振，即在筒体的重力轴线与重心之外对其激振，为平衡激振器质量设置一平衡体，激振侧的弹簧轴线位于筒体和激振器部件的重力轴线之间，驱动激振器部件，可产生由不同尺寸的圆形、椭圆形和直线形振动组合而成的不均匀振动，此乃系统具有变刚度特性的作用，系统载荷的变化使得磨介振动轨迹的圆形、椭圆形、直线形的尺寸会有一定幅度的变化，这将有利于提高系统的粉碎效率。

本发明中电动机是动力源，激振器是激振源。它们通过联轴器连接起来，联轴器可为万向节、挠性或轮胎联轴器，激振器无论设在左或右侧，其转向与筒体内磨介的流向恰恰相反，这样才能与一般的圆形振动的振动磨不同，实现磨机装料的旋转运动。

本发明作单侧激振的优点在于，附加出现的不同时刻不同尺寸的椭圆与直线振动对于通过提高旋转速度以改善传送过程具有重要作用，而这一点对于磨碎的效果具有决定意义。

本发明变刚度双质体激振器式特大型振动磨包括上质体、下质体、电动机、电机座、联轴器、联轴器罩、主振弹簧、隔振弹簧和底座，其中上质体包括筒体、进料口、端盖、出料口、激振器、右联接架、磨介、左联接架和配重体。上、下质体之间通过主振弹簧相联接，主振弹簧内径与上、下质体上的主振弹簧导柱外径相配合。