变直线轨迹等厚振动筛筛体的结构设计

    伴随着经济发展对于煤炭能源需求的持续增长 以及选煤工艺技术的不断发展，大型工艺设备 的需求量增大，尤其在大型选煤厂生产过程中，对于筛宽超过 3 m 的大型振动筛的需求不断增多，因此， 设计制造大型振动筛就成为一项重要的研究课题  。 近几年大型振动筛的研制与应用多是以等厚振动筛为 主要对象，但是普通分段式等厚振动筛大型化面临着 筛面分段数量增加，设计复杂，筛体高度增加，制造 成本增大等难题。同时随着筛体结构的增大，筛体的 动载荷随着增大，会导致筛体结构强度和刚度不足， 从而在使用过程中使筛体发生变形过大、侧板开裂等 事故，严重影响筛体的使用寿命 ，导致严重的经济 损失。因此，设计新型等厚振动筛就成为研究的热 点，笔者提出的四轴变轨迹等厚振动筛，有效地克服了普通分段式等厚振动筛的上述缺点，设计合理，满足振动筛大型化的需求。
    变直线轨迹等厚振动筛筛体的结构设计
    普通直线振动筛，其激振器 (或振动电动机) 产 生的合成激振力作用线通过筛箱整体质心时，筛面运动轨迹单一，筛分效率不高。当合成激振力偏离 振动筛箱整体质心时，筛面运动变为变直线运动， 筛面运动方式较为理想 [5] 。直线振动筛结构简单，便 于安装，但是不能承受大的振动强度，不利于其向大 型化，重型化的发展。另外，目前应用广泛的等厚振 动筛 [6] ，大都采用变筛面倾角的方式实现等厚振动筛 分，筛体加工困难，且筛面分段数目有限，同时也存 在着筛面抛射能力突变，不连续等缺点。针对上述问 题，笔者提出了一种四轴强制同步变直线轨迹等厚振 动筛。
    1.1 变直线轨迹等厚振动筛理论
    变轨迹等厚振动筛筛分理论是基于现阶段等厚振 动筛分机械的理论构成以及变轨迹振动筛的筛面强度 的可变特性而来的。如果变轨迹振动筛筛面上的抛射 强度分布特性与现有的等厚振动筛相近，在其基础上 就会衍生出单轴和多轴变轨迹等厚振动筛分机，单轴 变轨迹等厚振动筛因其只需一个激振器来实现功能， 所以它的结构比较简单，实现比较方便，通过调节其 激振器的位置就可以实现整个筛箱的变轨迹运动，并 且可以达到预想的效果，但是由于其激振源单一，不能提供过大的激振力，而且由于其激振力过于集中，容易造成筛箱的局部受力过大，会导致筛箱侧板撕裂，影响筛机的寿命。而多轴变轨迹等厚振动筛由于其激振源分散布置，可以克服单轴变轨迹等厚振动筛分机的缺点，因而多轴变轨迹等厚振动筛是变轨迹等厚振动筛的发展方向，对于实现筛分机械的大型化、重型化有着极其重要的意义。
    1.2 四轴变轨迹等厚振动筛筛体结构
    四轴变轨迹等厚振动筛是在直线振动筛的基础上 改进的，筛机由 4 根偏心轴激振，并且在中间 2 根偏 心轴之间通过同步齿轮强制同步。其设计思路是在普 通直线筛上添加另外 2 根偏心轴，使这 2 根轴产生的 激振力作用线偏离筛箱质心，使筛箱做绕质心的旋转 运动，旋转运动和直线运动的合成便会产生直线轨迹 的运动，这种变直线轨迹等厚振动筛能满足筛面上各 点抛射强度不同的要求。 对于多轴的惯性振动机械，为了保证各惯性激振 轴的同步运转，通常有强迫同步法和自同步法，本文 中四轴变轨迹等厚振动筛采用自同步和强制同步结合 的方式，每根偏心轴都有单独电动机驱动。如图 1 所 示，由于偏心轴Ⅰ和偏心轴 Ⅱ 的偏心质量和偏心距 相同，偏心轴 Ⅲ 和偏心轴 Ⅳ 的偏心质量和偏心距也 相同，他们可以依据自同步原理等速反向旋转。偏心 轴Ⅱ和偏心轴Ⅲ通过同步齿轮强制同步，可以调节 2 组偏心轴的相位差来改变筛体运动状态。