CN107826638B - 液压振动给料机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将料仓内物料给出的液压振动给料机，属于物料输送装备技术领域。目前在冶金、矿山、煤炭等行业大量使用双质体近共振惯性振动给料机，这种给料机存在大给料量下振动电机及剪切橡胶弹簧容易烧损，不易在线调整给料量，工作不稳定等问题。本发明通过在传振体内设置一对采用齿轮啮合的偏心激振器，并通过穿过铰接空心管的联轴器将一个偏心激振器与驱动电机相连，传振体上部剪切橡胶弹簧的原始厚度小于传振体下部剪切橡胶弹簧的原始厚度，空心管内园半径大于或等于液压振动给料机工作振幅的20倍以上，一对回转轴偏心激振器所产生的激振力作用线通过槽体重心，保证该发明有效的解决此种给料机存在的前述问题，具有非常明显的优点。

Description

液压振动给料机

技术领域

本发明涉及一种用于将料仓内物料给出的液压振动给料机，属于物料输送装备技术领域。

背景技术

目前在冶金、矿山、煤炭等行业大量使用双质体近共振惯性振动给料机，这种给料机具有功耗低，给料量大等优点，因此在实际生产中得到了一定的应用。但是这种给料机由于结构所限，无法在设备工作过程中对给料机的给料量进行在线实时调整，这是因为对给料量的调整一般通过调整给料机槽体的给料角度或是通过调整激振器或振动电机的振动频率来实现，但现有的结构既无法对槽体的振动倾角实时进行调整，因为如对振动频率进行调整，会影响振动给料机的共振工作状态，在实际应用中也无法实现，因此如要实现对给料机的给料进行在线实时调整，需要采用新的工艺手段解决。

目前的双质体近共振惯性振动给料机大量使用振动电机作为振动源，这是由于振动电机结构紧凑，适应在非常狭窄的空间内安装，而振动电机由于各种原因使用寿命较短，特别是大功率振动电机，工作过程中电耗和机械损耗产生的热量全部集中在振动电机内，振动电机升温速度快，温升高，经常使其润滑和绝缘失效而烧损，导致这种给料机无法在需要大振动力的大给料量的情况下使用。因此，如何实现大功率驱动振动源在这种结构给料机上的应用也是一个迫切需要解决的问题。

为了解决这一问题，在专利200420075141.1中，提出了采用驱动电机+激振器的结构，将驱动电机和激振器通过联轴器连接，这种激振方式虽然隔离了激振器产生的机械摩擦热和驱动电机产生的电能损耗热的叠加问题，避免了使用大型振动电机产生的振动电机容易损坏的问题，但是这种结构由于驱动电机安装在传振体内，由于双质体近共振振动给料机传振体内空间尺寸有限，如要在传振体内同时安装驱动电机和激振器，就要大大增加传振体的外形结构尺寸，而传振体的结构尺寸过大，将使其重量大大增加，而槽体共振振幅的大小，与传振体的重量成反比，这样，为了保证有效的振幅，就要继续增加激振器的激振力，而增加了激振力，又要增大传振体的结构尺寸和重量，实际应用中就陷入了振幅和参振重量的恶性循环，因此，这种结构在实际设计中应用的可能性较低。另外，采用这种结构，给料机振动工作过程中驱动电机要参与振动，既增加了设备参振重量，同时驱动电机各部分在工作过程中都要承受非常大的惯性振动力，因此通用的国标驱动电机非常容易损坏。这些原因导致这种结构实用价值不高，到目前为止并没有推广。

为了解决上述问题，可以采用将驱动电机安装在传振体外部，通过联轴器与安装在传振体上的激振器相连，既能带动激振器工作，又解决驱动电机参振的问题。但是驱动电机不参与振动，就必须固定布置，而大给料量振动给料机在实际使用时一般需要频繁的调整给料量以满足给料作业要求，如前所述，调整给料量可通过调整振动给料机槽体倾角和激振频率来实现，但近共振双质体振动给料机振动频率一般不能调整，只能通过调整槽体倾角来进行，此时由于驱动电机固定不动，如果调整槽体倾角，则驱动电机和激振器的轴线偏差会非常大，导致联轴器无法正常连接，因此这种结构无法实现对给料量的在线实时调整。

另外，双质体近共振惯性振动给料机设计的基本原理是传振体在剪切橡胶弹簧长度方向上处于近共振状态，在剪切橡胶弹簧厚度方向上远离共振点，这样在剪切橡胶弹簧长度方向上的振幅就远远大于在其厚度方向上的振幅，但在实际工作时，现有的结构均是采用单轴激振器，尚未见到双轴激振器的应用，由于采用单轴激振器时，激振器产生的激振力是圆周回转的，因此在激振器工作过程中剪切橡胶弹簧厚度方向上不可避免的也要受到惯性振动力的作用，从而剪切橡胶弹簧厚度要在高频激振力的作用下产生高频率的形变，增加了剪切橡胶弹簧的形变生热，恶化了橡胶弹簧在使用过程中的温升。由于温升增加后，橡胶的硬度降低，这样刚度也降低，因此给料机的工作点要发生漂移，从而使其振幅发生剧烈的变化，严重影响振动给料机的正常工作。

实际应用中可以在传振体内安装两台振动电机产生直线振动来解决这一问题，但是振动电机的尺寸都比较大，在传振体内同时安装两台振动电机几无可能，因为振动电机一般为标准外购件，由于电路方面的原因，其尺寸无法根据这种给料机的要求进行缩小设计，否则成本过高。而在传振体内同时布置两台振动电机，这将使其空间尺寸过大，导致和前述驱动电机安装在传振体内同样的问题。另外，两台电机之间如果没有强制同步关系，其同步运转也有难度。当然可以采用驱动电机和激振器分开布置，让驱动电机不参振来降低结构尺寸和重量，但这又将导致前述给料机槽体角度无法在线调整的问题。

双质体近共振振动给料机在实际使用中由于处于高频振动过程中，剪切橡胶弹簧产生高频变形，在这一过程中，剪切橡胶弹簧内部会产生摩擦生热现象，导致其温度随工作时间的变化而变化。由于剪切橡胶弹簧的刚度随温度的不同而变化，而刚度的变化又会对近共振工作点产生影响，导致这种给料机随工作时间的延长而使工作频率距离共振频率的距离产生漂移，对给料机的稳定工作产生较大的影响，因此，如何尽可能的降低剪切橡胶弹簧工作过程中的温度变化就成为一个非常重要的问题，但目前的技术方案尚没有高效的方法降低剪切橡胶弹簧的温升。

现有双质体近共振惯性振动给料机传振体上安装的剪切橡胶弹簧一般上下布置，实际工作中要求上下两层的橡胶弹簧的刚度要尽量统一，以保证给料槽体产生稳定一致的共振效果。但是现有的传振体结构，上下所使用的剪切橡胶弹簧外形尺寸和性能是一样的，这使得其刚度是一样的，在设备安装后，由于传振体自身的重量非常大，传振体下部安装的剪切橡胶弹簧厚度方向上除受到予紧压力外还要受到传振体自身重量带来的压力，这导致上、下剪切橡胶弹簧其厚度方向上变形不一致，使其安装后其上下部剪切橡胶弹簧的刚度不一致，导致给料机在工作过程中的振动方向产生漂移变化，对给料机的稳定工作造成严重的影响。

由于以上原因，迫切需要采用新的技术方案来解决双质体近共振惯性振动给料机在大给料量情况下存在的给料量在线调整及稳定工作的的问题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种用于将料仓内物料给出的液压振动给料机，它能有效地解决现有双质体近共振给料机所存在的上述问题。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于将料仓内物料给出的液压振动给料机，包含振动槽体，连接侧板，传振板，上压板和下压板，上部剪切橡胶弹簧和下部剪切橡胶弹簧，偏心激振器，联轴器，所述振动槽体入料端底部两侧的连接侧板与传振板连接，所述传振板与所述上压板和下压板的两端连接，所述上压板中间部位通过上部剪切橡胶弹簧与传振体连接在一起，下压板中间部位通过下部剪切橡胶弹簧与传振体连接在一起，所述传振体包含传振体侧板、上连接板、下连接板和传振体后底板，所述传振板外侧连接空心管，并通过所述空心管铰接在支撑弹簧套架上，所述支撑弹簧套架安装在支撑弹簧上，所述联轴器穿装在空心管内，两端分别与回转轴和驱动电机连接，所述空心管与所述回转轴以及联轴器三者的轴线重合，所述振动槽体出料端通过减震弹簧和液压回转驱动油缸连接在设备基础上，所述偏心激振器包含回转轴，偏心块，偏重块，轴承座，轴承，风叶，所述轴承座通过高强螺栓固定在所述传振体后底板上，所述回转轴通过轴承固定在两个轴承座上，在所述轴承座外侧回转轴上连接有偏心块，轴承座内侧回转轴上安装有一对风叶，所述偏心激振器数量为一对，一对回转轴之间采用一对齿轮连接，两根回转轴上产生的激振力大小相等，所述驱动电机通过所述联轴器与两根回转轴中的其中一根相连，所述一对偏心激振器产生的激振力合力与上部剪切橡胶弹簧和下部剪切橡胶弹的簧长度方向平行，所述上部剪切橡胶弹簧的原始厚度小于下部剪切橡胶弹簧的原始厚度。

空心管内圆半径大于或等于液压振动给料机工作振幅的20倍以上。

所述一对偏心激振器所产生的激振力作用线通过振动槽体重心。

所述联轴器为万向节联轴器。

该发明具有如下明显的优点：

1.由于采用了常规驱动电机通过万向节联轴器带动激振器的激振方式，驱动电机工作过程中产生的电耗热和激振器工作过程中产生的机械摩擦热分离，同时驱动电机不参与振动，激振力可以根据需要进行设计和选用，在大激振力的应用场合，可保证驱动电机和激振器安全可靠的工作。另外，由于激振器一般为非标自制产品，由振动给料机厂家自己生产制作，因此可将其结构尺寸完全按照传振体的内部空间进行设计，解决了由于振动源尺寸过大导致的传振体尺寸过大的问题。

2.由于采用了给料机槽体在出料端为吊挂、入料端为座式的支撑连接方式，同时驱动电机和激振器之间的联轴器穿入空心管，空心管则铰接在支撑弹簧的支撑套架上，当需要调整振动给料机的给料量时，可通过调整给料槽体的倾角来进行。此时让给料机液压回转驱动油缸回缩或伸出，则在油缸的液压力作用下给料槽体即绕空心管的轴线回转，给料角度变化，给料机的给料量也发生相应的变化。此时由于驱动电机、联轴器和激振器的回转轴及空心管三者的轴线同轴，因此，振动槽体的回转对驱动电机和激振器的连接没有任何影响，三者始终保持在同一轴线。由于联轴器和空心管内壁有一定的间隙，因此在给料机振动过程中即使激振器由于振动而发生位置变化，但由于这个变化非常小，一般最大不超过20mm，在设计时只要使空心管的内径远大于激振器的振动振幅，即可保证在给料机振动过程中调整给料槽体的倾角，不会对整个振动给料机的工作产生任何影响，这样即可实现振动给料机在工作过程中对给料量的在线实时调整。另外槽体回转采用了驱动油缸进行调整，由于驱动油缸作用力大，运动平稳，操作方便，很容易实现对给料量进行实时在线机械调整。在驱动油缸上连接的减震弹簧降低了作用在油缸活塞杆上的振动力，可以保证所连接的液压驱动油缸长期稳定可靠运行。

3.由于激振器采用了分离的轴承座的结构，同时在激振器回转轴上带有风叶，一方面分离的轴承座的散热情况比较好，加之风叶在工作过程中对轴承座和轴承、齿轮等吹风散热，因此可以保证这些部件的散热良好。同时风叶在工作过程中也可以对传振体以及安装在传振体上的剪切橡胶弹簧产生强烈冷却作用，可以防止橡胶弹簧温升过大，造成工作点漂移，影响给料机的正常工作，因此在传振体内的激振回转轴上安装冷却风叶对于双质体近共振结构的给料机具有非常明显的优点。

4.由于采用了双轴激振器，两个激振器之间采用一对齿轮啮合连接可保证两个激振器的转速相同，转向相反，只要两个激振器的偏心块和偏重块设计一致，即可保证一对激振器产生的振动为直线运动。振动给料机结构设计时保证一对偏心激振器产生的振动方向与剪切橡胶弹簧的长度方向一致，则激振器在剪切橡胶弹簧厚度方向上不产生激振力，而在剪切橡胶弹簧长度方向上激振力叠加，这样，剪切橡胶弹簧在工作过程中仅在一个方向上受力变形，摩擦变形内生发热大大降低，有利于保证剪切橡胶弹簧温度的稳定，从而可以保证振动给料机的振幅稳定，工作状态稳定。另外使激振器产生的激振力通过给料槽体重心，可以保证槽体各部位振动均匀一致，使振动给料机工作在稳定的工作状态。

5.与传振体上下连接板连接的剪切橡胶弹簧，现有双质体近共振振动给料机一般选用的是一样的规格，在机器各部分安装就位后，由于传振体和激振器重力的作用，下部剪切橡胶弹簧厚度方向上所受到的力要大于上部剪切橡胶弹簧所受的力，这样，下部弹簧的变形要大于上部弹簧，由于橡胶弹簧的刚度随变形量的变化而变化，而刚度对振动参数的影响也即振幅及方向的影响非常大，通过将上下弹簧的原始厚度设置有一定的差别，使下部剪切橡胶弹簧的厚度大于传振体上部所用剪切橡胶弹簧，原始刚度则小于上部，这样考虑到传振体和激振器重量的影响，在下部剪切橡胶弹簧经过传振体等部件的重力压缩后刚度与上部剪切橡胶弹簧基本一致，即可保证整个装置工作参数更为稳定可靠。

附图说明：

图1所示为本发明实施例的侧视图，图2所示为图1中A—A位置的剖视图。

具体实施方式：

图1和图2中各序号意义如下：1、回转驱动油缸；2、振动槽体；3、下部剪切橡胶弹簧；4、减震弹簧；5、下压板；6、钢丝绳；7、滑轮；8、基础支架；9、导料槽；10、平板闸门；11、料仓；12、连接侧板；13、传振板；14、连接螺栓；15、支撑弹簧套架；16、支撑弹簧支座；17、驱动电机；18、万向节联轴器；19、轴承座；20、高强螺栓；21、上压板；22、螺栓；23、螺母；24、上剪切橡胶弹簧；25、传振体上连接板；26、空心管；27、传振体侧板；28、传振体下连接板；29、齿轮；30、偏心块；31、轴承；32、偏重块；33、回转轴；34、联接螺栓；35、联接螺母；36、驱动电机底座；37、支撑弹簧；50、传振体后底板；51、风叶。

在实施例中，振动槽体2安装在料仓11出料口位置下部，料仓上安装有平板闸门10，平板闸门下部连接有导料槽9，导料槽***到振动槽体入料端，振动槽体出料端通过减震弹簧4和钢丝绳6和回转驱动油缸1吊挂在基础支架8上，振动槽体底部有两块连接侧板12，连接侧板通过连接螺栓14与传振板13连接，传振板上下两面分别与上、下压板21、5连接，传振体由传振体侧板27、传振体后底板50、传振体上、下连接板25、28组成，上、下部剪切橡胶弹簧24、3采用螺栓22和螺母23与上、下压板和传振体连接，上、下压板通过联接螺栓、螺母34、35与带有空心管26的传振板13连接在一起。激振器为一对偏心激振器，采用高强螺栓20通过轴承座19固定在传振体后底板上，回转轴33通过两端的轴承31支撑，偏重块32和偏心块30安装在回转轴上，两根回转轴通过齿轮29啮合强制连接在一起，同步反向回转，其上的偏心块和偏重块180°相对布置，其所产生的激振力在剪切橡胶弹簧长度方向上相互叠加，厚度方向上相互完全抵消并与剪切橡胶弹簧长度方向平行。驱动电机17安装在驱动电机底座36上。在传振板外侧，连接有空心管26，空心管套装在支撑弹簧套架15上，支撑弹簧套架安装在支撑弹簧37上，支撑弹簧安装在弹簧支座16上。万向节联轴器穿过空心管，两端分别与偏心激振器的回转轴33和驱动电机17连接，三者之间轴线重合。

下部剪切橡胶弹簧的原始厚度大于上部剪切橡胶弹簧，其原始刚度要小于下部剪切橡胶弹簧。在传振体各部件安装就位后，下部剪切橡胶弹簧要受到传振体及附属各部件重量的作用，其产生的变形要大于上部剪切橡胶弹簧，由于弹簧压缩变形后其刚度随变形量的增加而增加，设计时保证下部剪切橡胶弹簧的刚度在压缩变形后与上部剪切橡胶弹簧的刚度相同，可以保证上下剪切橡胶弹簧的刚度一致，这样，消除了由于传振体及附属各部件重量的影响所造成的上、下部剪切橡胶弹簧刚度不同对振动给料机近共振工作参数产生的有害作用，保证近共振工作参数的稳定。

工作时，启动驱动电机，驱动电机通过联轴器带动回转轴转动，两根回转轴通过齿轮传动同步反向旋转，产生平行于剪切橡胶弹簧长度方向上的激振力，带动传振体及振动槽体沿激振方向进行振动，将槽体内的物料送出。由于驱动电机不参与振动给料机的振动，所以可以采用国标电机，成本低，易于采购，同时驱动电机不易损坏，可靠性提高。

另外，由于剪切橡胶弹簧仅在其长度方向上产生振动，在其厚度方向上基本不出现形变，因此其由于高频率形变产生的形变摩擦内生热可以大大降低，保证剪切橡胶弹簧的近共振工作点不产生大的漂移，既可保证弹簧免于过热损坏，又可使振动给料机工作稳定。驱动电机的电耗产生的热量和激振器轴承机械摩擦产生的热量由于电机和激振器轴承的有效分离，降低了相关部件的温升和对周围传振体的散热，对于降低剪切橡胶弹簧的温升也是有利的，同时电机和激振器也不易由于温升过高而损坏。同时由于激振器一般为设备生产厂家自行设计制作，可产生比振动电机更大的激振器和更高的可靠性，并可根据传振体的结构尺寸进行针对性的设计，所以对大给料量的给煤机非常适合。

当需要调整给料机的给料量时，回转驱动油缸活塞上下移动，通过减震弹簧及钢丝绳拉动振动槽体绕空心管轴线回转，即可改变振动槽体角度，此时在同样的振动强度的情况下给料机给料量随角度变化而出现相应的变化，从而达到调整给料机给料量的目的。在调整振动槽体倾角的过程中，槽体绕空心管轴线回转，由于驱动电机、联轴器、激振器三者之间轴线重合，因此在这一过程中尽管激振器的位置发生变化，但与驱动电机连接的激振器的轴线位置不发生变化，所以不影响给料机槽体倾角的在线实时调整。而联轴器与空心管内表面的间隙较大，本实施例选择为工作振幅的22倍，保证联轴器与空心管内表面在工作过程中不发生碰撞，所以即使在液压振动给料机工作的过程中也可顺利地对槽体的倾角进行调整，可以保证在正常给料的情况下对给料量实现在线实时调整。

当需要检修给料机时，关闭闸板，隔离料仓内的物料，进行设备检修。

在回转轴上安装了冷却风叶，在振动给料机工作过程中，风叶由偏心轴带动进行转动，可对轴承、传振体和剪切橡胶弹簧等相关部件进行冷却，大大提高了这些部件的散热效果，使轴承和剪切橡胶弹簧在近共振工作条件下能稳定的保持在较低的温度，这样可保证激振器轴承和剪切橡胶弹簧稳定可靠的工作，近共振的工作参数也容易保持，具有非常重大的意义。

本发明所属领域的一般技术人员可以理解，本发明以上实施例仅为本发明的优选实施例之一，为篇幅限制，这里不能逐一列举所有实施方式，任何可以体现本发明权利要求技术方案的实施，都在本发明的保护范围内。

需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，在本发明的上述指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于将料仓内物料给出的液压振动给料机，包含振动槽体，连接侧板，传振板，上压板和下压板，上部剪切橡胶弹簧和下部剪切橡胶弹簧，偏心激振器，联轴器，所述振动槽体入料端底部两侧的连接侧板与传振板连接，所述传振板与所述上压板和下压板的两端连接，所述上压板中间部位通过上部剪切橡胶弹簧与传振体连接在一起，下压板中间部位通过下部剪切橡胶弹簧与传振体连接在一起，所述传振体包含传振体侧板、上连接板、下连接板和传振体后底板，其特征在于：所述传振板外侧连接空心管，并通过所述空心管铰接在支撑弹簧套架上，所述支撑弹簧套架安装在支撑弹簧上，所述联轴器穿装在空心管内，两端分别与回转轴和驱动电机连接，所述空心管与所述回转轴以及联轴器三者的轴线重合，所述振动槽体出料端通过减震弹簧和液压回转驱动油缸连接在设备基础上，所述偏心激振器包含回转轴，偏心块，偏重块，轴承座，轴承，风叶，所述轴承座通过高强螺栓固定在所述传振体后底板上，所述回转轴通过轴承固定在两个轴承座上，在所述轴承座外侧回转轴上连接有偏心块，轴承座内侧回转轴上安装有一对风叶，所述偏心激振器数量为一对，所述一对回转轴之间采用一对齿轮连接，两根回转轴上产生的激振力大小相等，所述驱动电机通过所述联轴器与两根回转轴中的其中一根相连，所述一对偏心激振器产生的激振力合力与上部剪切橡胶弹簧和下部剪切橡胶弹簧的长度方向平行，所述上部剪切橡胶弹簧的原始厚度小于下部剪切橡胶弹簧的原始厚度；在传振体各部件安装就位后，下部剪切橡胶弹簧的刚度在压缩变形后与上部剪切橡胶弹簧的刚度相同。

2.根据权利要求1所述的液压振动给料机，其特征在于：空心管内圆半径大于或等于液压振动给料机工作振幅的20倍以上。

3.根据权利要求1或2所述的液压振动给料机，其特征在于：所述一对偏心激振器所产生的激振力作用线通过振动槽体重心。

4.根据权利要求1或2所述的液压振动给料机，其特征在于：所述联轴器为万向节联轴器。

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