1前言
眾所周知，振動(dòng)給料機(jī)是一種在選礦作業(yè)、人工砂石線、選煤等行業(yè)中廣泛應(yīng)用的給料設(shè)備?？v觀其發(fā)展歷程，先后經(jīng)歷了電磁振動(dòng)、電機(jī)振動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)三個(gè)發(fā)展階段。昆明礦機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的系列振動(dòng)給料機(jī)在冶金、煤炭、電力、化工、建材、輕工和糧食等行業(yè)中廣泛應(yīng)用，可與其他設(shè)備配套，實(shí)現(xiàn)給料、喂料、配料、定量包裝和流程自動(dòng)化作業(yè)，可靠精良的質(zhì)量深受昆明碎石機(jī)用戶好評(píng)。在礦山選礦工藝中，與選礦設(shè)備配套使用，主要用在溜井放礦、轉(zhuǎn)載裝車、選礦破碎給料作業(yè)；在煤礦作業(yè)流程中，可用在井下轉(zhuǎn)載，箕斗下轉(zhuǎn)載，原煤倉下配煤、精煤倉下裝車和洗選機(jī)均勻給料等作業(yè)；在水泥及混凝土加氣塊設(shè)備生產(chǎn)線中，可用于混凝土攪拌站水泥的給料；鑒于振動(dòng)給料機(jī)的廣泛應(yīng)用，昆明昆明礦機(jī)組織昆明振動(dòng)給料機(jī)專家對(duì)振動(dòng)給料機(jī)的發(fā)展歷程、應(yīng)用效果，特別是研究現(xiàn)狀等方面加以綜述，并對(duì)振動(dòng)給料機(jī)的研究發(fā)展趨勢(shì)提出前瞻性的展望。
2振動(dòng)給料機(jī)的發(fā)展沿革
20世紀(jì)50年代初，由連桿及偏心軸傳動(dòng)的K型機(jī)械式往復(fù)給料機(jī)廣泛運(yùn)用在礦井生產(chǎn)中，特別是煤礦井下。該機(jī)型結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)力消耗較大，設(shè)備笨重，處理量小且成間接成堆式不均勻給料。但該機(jī)型維修量小、耐用，布置所需高度低，且對(duì)物料的粒度組成、外在水分等物理性質(zhì)要求不嚴(yán)。隨著礦井機(jī)械化程度的提高，這種振動(dòng)給料機(jī)已無法滿足生產(chǎn)的需要。
進(jìn)人20世紀(jì)60年代，隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，通過引入國外先進(jìn)設(shè)備，出現(xiàn)了電磁振動(dòng)給料機(jī)，并迅速得到廣泛應(yīng)用。電磁振動(dòng)給煤機(jī)屬于雙質(zhì)體共振型，其相對(duì)于K型給煤機(jī)具有處理能力大、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、可無極調(diào)速以及電耗少等特點(diǎn)，在全國得到推廣，頗受用戶歡迎。然而，經(jīng)過使用發(fā)現(xiàn)電磁振動(dòng)給料機(jī)故障較多，如銜鐵損壞，無振幅不走料，板彈簧斷裂，板彈簧頂緊螺栓松動(dòng)，鐵芯與銜鐵間氣隙的大小以及板彈簧片數(shù)調(diào)整不當(dāng)，易造成電流加大、振幅減小和不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重者將產(chǎn)生鐵芯碰撞而導(dǎo)致鐵芯和線圈的損壞；工作時(shí)噪聲大，不宜輸送極細(xì)的或潮濕的粘性粉狀物以及輸送距離短。這一系列問題限制了電磁振動(dòng)給料機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展。
20世紀(jì)80年代中期，中國以昆明礦機(jī)為首的諸多選礦設(shè)備廠商為主要代表，開始生產(chǎn)電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)(GZG，MZG型)，GZG型電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)是以振動(dòng)電機(jī)為激振源，根據(jù)雙電機(jī)自同步原理而設(shè)計(jì)，該機(jī)型盡管存在著電機(jī)易壞、槽體振裂、維修工作量大等問題，但經(jīng)過昆明礦機(jī)的諸多實(shí)踐案例應(yīng)用，證明其性能優(yōu)于電磁振動(dòng)給料機(jī)。
GZD型慣性機(jī)械振動(dòng)型振動(dòng)給料機(jī)是在上述背景下于20世紀(jì)80年代末研制發(fā)展起來的，GZD型振動(dòng)給料機(jī)首先由昆明礦機(jī)引用國外的先進(jìn)技術(shù)，通過撓性連接將激振器與普通電機(jī)相連接，電機(jī)只傳動(dòng)不參振，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，維修工作量小，給料通暢，對(duì)運(yùn)輸物料的水分和粘度的適應(yīng)性強(qiáng)，不粘物，槽底還可加鋪耐磨襯板。但是此種振動(dòng)給料機(jī)噪音大，漏油嚴(yán)重，給料量調(diào)整困難，基于以上缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)出現(xiàn)了一種由兩臺(tái)電機(jī)同時(shí)分別驅(qū)動(dòng)兩根偏心軸的慣性振動(dòng)給料機(jī)，這種振動(dòng)給料機(jī)由兩臺(tái)電機(jī)控制同步運(yùn)轉(zhuǎn)，兩軸間無齒輪傳動(dòng)，減小了噪聲，潤滑方便。XJG型慣性共振式振動(dòng)給料機(jī)是繼往復(fù)式給煤機(jī)、電磁振動(dòng)給料機(jī)、自同步慣性振動(dòng)給料機(jī)之后，綜合其優(yōu)缺點(diǎn)，參考了國外近期使用和引進(jìn)的設(shè)備，研制成的又一種新型給料設(shè)備，也是國內(nèi)開發(fā)的新產(chǎn)品，其受力狀態(tài)較好，動(dòng)力消耗小，噪聲低，開停機(jī)平穩(wěn)。作為國內(nèi)振動(dòng)給料機(jī)的鼻祖，昆明礦機(jī)也以昆明振動(dòng)給料機(jī)市場(chǎng)為核心，將系列振動(dòng)給料機(jī)和配套的精良售后服務(wù)，覆蓋到了整個(gè)中國以及東南亞諸國。
20世紀(jì)80年代末90年代初，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用需要，各種新型振動(dòng)給料機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。芬蘭Rox—on公司(前稱kone Kunming Gravel Equipment工程公司)設(shè)計(jì)制造了一種將重型板式喂料機(jī)與篩分機(jī)有效結(jié)合在一起的、結(jié)•構(gòu)形式新穎的棒條振動(dòng)給料機(jī)，具有篩分、輸送雙功能，適用于選礦、建材和化學(xué)等工業(yè)部門，特別適用于黑色、有色金屬礦石、建筑石料粗碎前的給料；意大利ORU公司生產(chǎn)的用于現(xiàn)場(chǎng)制備混凝土加氣塊的Autoforcula1040型等混凝土攪拌站，采用了以電機(jī)為動(dòng)力的篦形振動(dòng)給料機(jī)，該種給料機(jī)用于凝土攪拌站水泥的給料；濟(jì)南某所制造了一種多層槽振動(dòng)給料機(jī)，將槽體分成上、下兩層或多層空間，可提高料槽工作面對(duì)物料的速度傳遞效率，提高生產(chǎn)率。
3振動(dòng)給料機(jī)的研究現(xiàn)狀
在中國振動(dòng)給料機(jī)的發(fā)展歷程中，昆明礦機(jī)對(duì)其研究主要集中在以下幾個(gè)方面。
3.1關(guān)于物料結(jié)合狀態(tài)的研究
振動(dòng)給料機(jī)在輸送物料時(shí)的振動(dòng)參數(shù)受被輸送物料的影響，物料主要影響給料機(jī)的參振質(zhì)量和阻尼，物料結(jié)合系數(shù)與阻尼系數(shù)的確定在振動(dòng)給料機(jī)的設(shè)計(jì)中占有較大比重。聞邦椿院士在這方面做了相關(guān)的研究，推導(dǎo)出了物料結(jié)合系數(shù)的計(jì)算公式，證明了理論計(jì)算的物料結(jié)合系數(shù)’基本上適合工程實(shí)際的情況。不同形式振動(dòng)給料機(jī)的物料結(jié)合系數(shù)不同，國內(nèi)外學(xué)者分別對(duì)工作面無傾角和有傾角的振動(dòng)給料機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了討論，分析結(jié)果表明:當(dāng)工作面有傾角時(shí)物料結(jié)合系數(shù)比工作面無傾角時(shí)小；物料結(jié)合系數(shù)與阻尼系數(shù)隨著振幅的增大而減小，其中物料結(jié)合系數(shù)減小較快。對(duì)于單質(zhì)體彈性連桿振動(dòng)給料機(jī)，物料滑行輸送時(shí)，決定物料結(jié)合系數(shù)的主要因素是物料與槽體之間的摩擦系數(shù)和槽體傾角。
3.2關(guān)于系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)的研究
振動(dòng)給料機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)特性和動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)給料效果有重要影響。振動(dòng)給料機(jī)按機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的力學(xué)原理，主要分為單質(zhì)體和雙質(zhì)體兩大類，對(duì)工程中常用的振動(dòng)給料機(jī)，大都采用單質(zhì)體集中質(zhì)量力學(xué)模型，構(gòu)成單自由度線性振動(dòng)系統(tǒng)。對(duì)于單電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)，通過理論研究，建立振動(dòng)給料機(jī)的力學(xué)模型和運(yùn)動(dòng)微分方程，證明單電機(jī)立式安裝優(yōu)越于臥式，同時(shí)為避免槽體擺動(dòng)給料機(jī)設(shè)計(jì)安裝時(shí)必須滿足一定的條件。對(duì)于雙軸(或)雙電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)，分為雙機(jī)豎置和雙機(jī)橫置兩種結(jié)構(gòu)形式，目前對(duì)其振動(dòng)理論以及動(dòng)力學(xué)參數(shù)的研究日趨完善，在研究其擺振時(shí)，通過建立雙電機(jī)自同步振動(dòng)給料機(jī)的三自由度力學(xué)模型，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上得出了機(jī)體不出現(xiàn)搖擺振動(dòng)的條件。
在考慮既有粘性阻尼又有摩擦阻尼的情況下的振動(dòng)給料機(jī)，對(duì)其建立力學(xué)模型和微分方程，可知粘性阻尼和摩擦阻尼對(duì)給料機(jī)的振幅有所影響…’；利用離散元方法對(duì)顆粒在振動(dòng)給料機(jī)中的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行數(shù)值研究，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)給料機(jī)中顆粒運(yùn)動(dòng)隨振動(dòng)參數(shù)變化而變化；對(duì)多軸振動(dòng)給料機(jī)的研究，分析出了其最大給料速度和極限速度；對(duì)振動(dòng)給料機(jī)進(jìn)行實(shí)測(cè)研究，得到了給料機(jī)的激振力、傾角、振動(dòng)方向角和人料口厚度與生產(chǎn)率及電參數(shù)的關(guān)系，并找到了各參數(shù)之間的更優(yōu)組合。此外對(duì)振動(dòng)給料機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真，對(duì)部件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)、裝配及結(jié)構(gòu)分析也都取得了一定的成果。
(未完待續(xù))
