山西中北大學機械與動力工程學院　范倩倩

煤粉制樣系統(tǒng)篩分裝置的設計

山西中北大學機械與動力工程學院范倩倩

本文針對國內煤礦機械的迅速發(fā)展和煤炭制樣設備逐漸老化的現狀，設計了一種新型煤粉制樣系統(tǒng)。其中篩分裝置是煤粉制樣系統(tǒng)的重要組成設備，深入分析篩分裝置的機構設計具有重要意義。以篩分裝置作為研究對象，利用UG軟件進行三維建模，并對主要零部件進行機構設計計算并分析。篩分裝置主要采用傾斜式篩網對物料進行徹底地篩分，解決了篩孔易阻塞變形、篩分效率不高、生產率低、機體笨重等問題，并提高篩分精度，大大減少了人工勞動強度。

篩分機；三維建模；傾斜式篩網

1　煤粉制樣系統(tǒng)的工作原理

煤粉制樣系統(tǒng)采用帶刀式和錘式相結合的方法進行破碎，得到規(guī)定尺寸范圍內的煤塊后進入篩分裝置，利用傾斜式篩網進行充分的分級，再通過輸送裝置進入到紅外光檢測裝置中，對煤進行檢測。該系統(tǒng)是集合破碎、篩分、輸送和檢測于一體的微型制樣系統(tǒng)，能獲得足夠小的制樣誤差和不過大的留樣量。

篩分裝置采用傾斜式篩網對物料進行篩分，主要由篩分機構、動力機構和支架組成，如圖1所示。電動機為整體裝置提供動力，通過偏振塊和彈簧產生振動，使物料在傾斜式篩網上充分運動，以達到篩分的目的。

圖1　篩分機的建模

2　篩分裝置的設計

目前，旋振篩主要用于各類粉塵、顆粒、粘液等的分級，在工業(yè)、冶金行業(yè)、造紙行業(yè)和食品行業(yè)等各類行業(yè)中廣泛應用。雖然旋振篩比常規(guī)篩相比具有許多優(yōu)點，但是對于一些特殊物料的高精度操作要求還不能滿足，由于旋振篩的各個出料口的位置不同，導致對不同等級的物料的檢測、處理等操作不方便，而且現有的旋振篩的體積較大，不利于攜帶，對實驗室教學和研究、以及煤礦井下作業(yè)等特殊情況不利。

此小型篩分裝置的篩分部分非常簡單，進料口在篩蓋上固定，并且位于傾斜的網篩較高端的上方，而出料口位于篩網的最低端。開始工作時，物料從進料口進入裝置內，被傾斜式網篩進行徹底篩分；為了得到不同粒度的物料，篩網的目數依次減小，且位于最下層的網篩的篩面是光滑無間隙的，以便全部物料都能從出料口排出；出料口位于裝置的同一側，便于集中收集處理。

固定支撐整體裝置構架的機構主要由板和軸組成，由四根固定軸固定網篩，這樣不僅結構簡單，機體重量輕，且便于更換、拆裝。

電動機開始工作時，由于偏振塊和偏振板的作用，產生振動，并通過彈簧將振動傳遞給網篩，而不至于整體裝置都處于振動狀態(tài)，同時可以通過更換不同重量的偏振塊來調節(jié)振動幅度。

3　主要零部件的設計

3.1傾斜式網篩的設計

傾斜式網篩的模型如圖2所示，篩網的傾斜角度為10°，即增加物料在網篩上的運動幅度，減小物料堵塞的可能性，又不至于使物料在重力的作用下快速排出出料口，導致篩分不充分。同時可根據具體操作要求更換不同目數的篩網，操作簡單方便。

圖2　網篩的建模

3.2出料管的設計

出料管的模型如圖3，出料口位于同一直線上，此設計的目的是便于統(tǒng)一收集物料，然后進行集中監(jiān)測處理。出料管上部分是傾斜的，且角度與篩網的傾斜角度相同，這樣能使物料更快速地從出料管排出，可有效防止物料在管道內造成阻塞。

圖3　出料管的建模

4　結語

本文通過對篩分裝置的設計與研究證明了新型篩分裝置的可行性，這對我國振動篩分設備的設計與制造具有一定的意義。此篩分裝置解決了傳統(tǒng)篩分機篩孔易阻塞變形、篩分效率不高、生產率低、機體笨重等問題，在充分篩分以得到不同粒度物料的前提下，大大減輕了工人的勞動強度。

［1］段志善，郭寶良.我國振動篩分設備的現狀與發(fā)展方向 ［J］.礦山機械，2009，37 （4）：1-5.

［2］李智能.淺析篩分機換型改造［J］.科技創(chuàng)新與應用，2014（3）：87-88.

［3］姜浩，李建平，杜長龍，張佳佳.井下選擇性破碎篩分機的試驗研究［J］.礦山機械，2011，39（4）：83-86.

［4］劉飛.井下沖擊破碎式煤矸分選機設計與研究［D］.徐州：中國礦山大學機電工程學院，2009.

［5］吳劍.寬篩面慣性振動篩分機的設計與應用 ［J］.鑄造設備與工藝，2015（3）：9-10.

范倩倩，1990年出生，河南省周口市人，在讀研究生，研究方向：機械設計及理論、智能結構設計。