[发明专利]圆运动振动磨机

说明书

本发明为带自动保护装置的圆运动振动磨机，属于粉体工程技术领域和磨矿工程机械范畴，适用于冶金、化工、煤碳、建材、选矿等各工业部门中不同物料的细磨和粗磨作业。

本发明是在发明人于1986年6月11日获准的专利CN852016719的基础上做出的新的发明。

工业用连续式振动磨机的传输特性，决定了磨介重心必然向磨机排料端显著偏移，从而对振动磨机力学产生了不可忽视的影响。然而，过去振动磨机的设计者都没有注意到介质的运动特性，因此，机体在运转中将产生极大的干扰振动-扭振。扭振的存在使机体运动轨迹成为椭图，从而降低了生产效率和机器传动部件的寿命，甚至使机体根本不能工作。另外，振动磨的机体一般都由若干个空气弹簧支撑，起隔振作用，而过去的振动磨均没有带保护装置，一旦某个弹簧在机器运转中发生断裂破坏，就可能导致严重的生命财产事故。

本发明的目的是设计一种采取独特作业方法的无干扰扭振的高幅高振动强度的振动磨机，其运动轨迹为圆。

按照本发明所提供的圆运动振动磨机由研磨筒体、水平框架结构，空气弹簧和激振装置组成，其四个空气弹簧相互倾斜一定的角度，进料端的两个空气弹簧和出料端的两个空气弹簧各自相互倾斜，每端的两个空气弹簧的中心线的延长线在机体纵向中心线正上方两两相交，形成两个三角形，两个三角形顶点的连线与机体中心线位于同一个垂直平面内，其特征在于保持机体水平状态的同时，使出料端空气弹簧在上述垂直平面内的倾角β稍大于进料端空气弹簧在该垂直平面内的倾角α，将出料端激振器向后偏移一定距离，使激振器的合力通过磨机运转时的合成重心。

下面结合附图对本发明的振动磨机的原理及结构进行描述。

图1是介质重心偏移的振动磨机力学模型。

图2是本发明的振动磨机的四个支撑磨机的空气弹簧布置方案简图。

图3是本发明的振动磨机的进料端和出料端弹簧与水平面的倾角示意图。

图4是支撑磨机的空气弹簧在拉压两个方向上的弹性特性曲线。其中：细实线-表示静态（动压系数m＝1），点划细-·-表示动态（动压系数m＝1.38）;虚线表示等压（空气弹簧的内部空压p＝常数），横坐标表示位移，竖坐标表示载荷。

图5是图1的侧视图。

图6是本发明的振动磨机的正视图。

图7是图6的A向视图。

图8是图6的俯视图。

图9是本发明的振动磨机的气动原理示意图。

理论分析及试验研究都证明，如果按照美国专利US4164328说明书所要求的那样，“使四个气囊的中心线在磨机中心上方交于一点”，则由于松散介质在机体运转过程中重心向排料端偏移，从而使得四个弹簧对机体重心的刚度矩失去平衡，激振中心也不再通过机体重心，则机体处于失常的扭振状态。

利用lagrange第二类动力学模型，可对介质重心偏移的振动磨机力学模型（图1）进行分析，从而得到磨机在x、y和φ三个方向上的运动振幅表示式分别是：

式中：m_u，r_u：激振器的质量和重心半径。

M：机体总质量（不包括介质）

δ：系数，0＜δ＜1

b：介质重心偏离机体重心的距离。

I：机体对x轴的转动惯量

Ky₁，Ky₂：进料端和出料端弹簧在y方向上的刚度。

L₁，L₂：弹簧中心线至机体与介质合成重心的距离

ω：机体振动圆频率

φ：机体在yoz平面内绕x轴的转角，是由于介质重心偏移引起的偏移角度。

（3）式表达了机体绕x轴进行扭振的转角幅值，即为扭振振幅，扭振的存在不但使机器动负荷增大，传动件寿命降低，而且使得机体在y方向上的振幅Ay总是小于x方向上的振幅Ax，由（1）、（2）两式的对比可明显看出这一点，因此，机体中心的运动轨迹成为椭圆，大大降低了生产效率。

为了消除扭振现象，本发明提出了旨在消除介质重心偏移距离b和控制进料端、出料端弹簧刚度矩的设计，使支撑振动磨机的四个空气弹簧采用如下布置方式：