孫彥波，王子沖，楊自武，蔣瑋，趙東明，沈磊

（1.云南煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司，云南保山678000；2.昆明貝森（風(fēng)動）蜂窩紙板設(shè)備制造有限公司，云南昆明650203）

電磁驅(qū)動板彈簧振動篩分機(jī)開發(fā)應(yīng)用

孫彥波1，王子沖1，楊自武1，蔣瑋1，趙東明2，沈磊2

（1.云南煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司，云南保山678000；2.昆明貝森（風(fēng)動）蜂窩紙板設(shè)備制造有限公司，云南昆明650203）

采用電磁驅(qū)動系統(tǒng)對傳統(tǒng)板彈簧型振動篩分機(jī)進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)開發(fā)新型電磁驅(qū)動系統(tǒng)解決傳統(tǒng)板彈簧型振動篩分機(jī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)+偏心連桿驅(qū)動系統(tǒng)傳動效率低、零部件磨損大、能耗高、噪聲大、維護(hù)費(fèi)用高的缺陷和不足。實(shí)際應(yīng)用表明，設(shè)計(jì)開發(fā)的電磁驅(qū)動板彈簧型振動篩分機(jī)可有效降低設(shè)備故障率，設(shè)備運(yùn)行噪聲小，能耗低，設(shè)備維護(hù)工作量少和維護(hù)費(fèi)用低。

電磁驅(qū)動系統(tǒng)；板彈簧型振動篩分機(jī)；開發(fā)應(yīng)用

0 概述

板彈簧型振動篩分機(jī)在煙草行業(yè)打葉復(fù)烤、制絲生產(chǎn)線上大量使用，主要用于煙草物料篩分、輸送，驅(qū)動系統(tǒng)大多為旋轉(zhuǎn)電機(jī)+偏心連桿機(jī)構(gòu)，即振動篩分機(jī)工作時(shí)由旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動偏心軸，偏心軸通過兩連桿連接篩分槽體與平衡體分別向相反方向運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)振動篩分機(jī)的驅(qū)動，完成物料的篩分、輸送（圖1）。這種傳統(tǒng)驅(qū)動裝置驅(qū)動的振動篩分機(jī)，振幅由偏心軸的偏心量決定，振動頻率由偏心軸的旋轉(zhuǎn)速度決定，一旦偏心連桿機(jī)構(gòu)和驅(qū)動系統(tǒng)傳動比確定，振動篩分機(jī)工作時(shí)的振幅、工作頻率均保持恒定。這種驅(qū)動裝置穩(wěn)定性好，但工作振幅、工作頻率不能根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要進(jìn)行適時(shí)調(diào)節(jié)，同時(shí)驅(qū)動系統(tǒng)傳動效率低、零部件磨損大、能耗高、噪聲大和維護(hù)費(fèi)用高。

1 電磁驅(qū)動板彈簧振動篩分機(jī)

1.1 設(shè)計(jì)開發(fā)目標(biāo)

（1）電磁驅(qū)動系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)板彈簧振動篩分機(jī)往復(fù)直線驅(qū)動，工作振幅、工作頻率能滿足煙草物料的篩分、輸送要求。

（2）電磁驅(qū)動系統(tǒng)能根據(jù)生產(chǎn)流量實(shí)際情況，對板彈簧振動篩分機(jī)的工作振幅、工作頻率進(jìn)行在線調(diào)節(jié)。

（3）較傳統(tǒng)板彈簧型振動篩分機(jī)工作能耗更低，設(shè)備運(yùn)行噪聲小，維護(hù)工作量小。

1.2 裝置構(gòu)成及注意事項(xiàng)

1.2.1 構(gòu)成

電磁驅(qū)動板彈簧振動篩分機(jī)主要由篩分機(jī)和電磁驅(qū)動裝置兩部分組成。篩分機(jī)采用傳統(tǒng)板彈簧型振動篩分機(jī)進(jìn)行改造，由篩體、平衡體、板彈簧、機(jī)架組成。篩體由板彈簧支撐并與機(jī)架相連；平衡體在篩分、輸送過程中運(yùn)動方向同篩體相反，用于平衡篩體及物料運(yùn)行過程中對機(jī)架產(chǎn)生的反作用力，由板彈簧支撐并與機(jī)架相連；板彈簧在篩分、輸送過程中受力后發(fā)生“彈性”變形迫使篩體和平衡體產(chǎn)生相對運(yùn)動，同時(shí)還有連接支撐作用。篩體和平衡體分別用獨(dú)立電磁驅(qū)動頭驅(qū)動，智能控制器采用380 V電源，應(yīng)能夠?qū)﹄姶膨?qū)動頭分別進(jìn)行驅(qū)動控制，電磁驅(qū)動振動篩分機(jī)外形結(jié)構(gòu)見圖2。電磁驅(qū)動振動篩分機(jī)整體結(jié)構(gòu)形式同傳統(tǒng)振動篩分機(jī)大致相同，只是將傳統(tǒng)振動篩分機(jī)的動力裝置由旋轉(zhuǎn)電動機(jī)+偏心連桿機(jī)構(gòu)，更換為由智能控制器驅(qū)動的電磁驅(qū)動頭。

1.2.2 注意事項(xiàng)

（1）支撐平衡體的板彈簧與支撐篩分槽體的板彈簧數(shù)量、規(guī)格應(yīng)保持一致。

（2）平衡體質(zhì)量應(yīng)略高于篩體和輸送物料質(zhì)量之和。

（3）安裝電磁驅(qū)動頭時(shí)，定子與動子上下間的間隙應(yīng)相等，2電磁驅(qū)動頭輸出桿與篩體、平衡體連接時(shí)要保證板彈簧的平行度，并與機(jī)架上的板彈簧保持垂直。

圖1 傳統(tǒng)板彈簧型振動篩分機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖

圖2 電磁驅(qū)動板彈簧振動篩分機(jī)外形結(jié)構(gòu)圖

（4）板彈簧在機(jī)架上的安裝位置應(yīng)保持均勻一致，受力均衡。

1.3 工作原理

電磁驅(qū)動裝置由2個(gè)電磁驅(qū)動頭（圖3）、智能控制器組成。每個(gè)電磁驅(qū)動頭由4個(gè)定子線圈（下部2個(gè)線圈為A組，上部2個(gè)線圈為B組）、1個(gè)由板彈簧支撐的懸浮于定子中間的動子和與動子相連的動力輸出桿組成。圖示A，B組線圈、線圈中間的動子、與動子相連的動力輸出桿為甲電磁驅(qū)動頭，C，D組線圈、線圈中間的動子、與動子相連的動力輸出桿為乙電磁驅(qū)動頭。甲電磁驅(qū)動頭通過動力輸出桿與振動篩分機(jī)的篩體連接，乙電磁驅(qū)動頭通過動力輸出桿與振動篩分機(jī)的平衡體連接。智能控制器為電磁驅(qū)動頭提供兩路大小相等、方向相反的可控脈沖直流電源。當(dāng)振動篩分機(jī)正向運(yùn)動時(shí)，智能控制器為甲、乙電磁驅(qū)動頭的B，D組線圈同時(shí)提供可控脈沖電源，當(dāng)振動篩分機(jī)反向運(yùn)動時(shí)，智能控制器為甲、乙電磁驅(qū)動頭的A，C組線圈同時(shí)提供可控脈沖電源，分別推動兩個(gè)動子向相反方向運(yùn)動。當(dāng)智能控制器連續(xù)為B，D組線圈和A，C組線圈提供滿足振動篩分機(jī)振幅、振動頻率要求的可控脈沖電源時(shí)，2個(gè)電磁驅(qū)動頭分別驅(qū)動振動篩分機(jī)的篩體、平衡體作往復(fù)直線運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)振動篩分機(jī)對物料進(jìn)行篩分、輸送的要求。

圖3 電磁驅(qū)動頭外形結(jié)構(gòu)圖

圖4 智能控制器工作原理圖

圖5 智能控制器結(jié)構(gòu)原理圖

智能控制器為電磁驅(qū)動頭定子線圈提供兩路大小相等、方向相反的可控脈沖電源，工作原理圖見4和圖5。

工作時(shí)，智能控制器整流器將380 V三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電，然后逆變器在控制電路的控制下輸出二路脈寬比和頻率可調(diào)的可控脈沖電源，控制電路由運(yùn)算電路、檢測電路、控制信號輸入/輸出電路等構(gòu)成，主要任務(wù)是完成對逆變器的開關(guān)控制、對整流器的電壓控制以及各種保護(hù)功能，從而控制驅(qū)動電路（逆變器）輸出滿足電磁驅(qū)動頭工作要求的可控脈沖電源。

2 應(yīng)用及效果

電磁驅(qū)動板彈簧型振動篩分機(jī)用于打葉復(fù)烤生產(chǎn)線后，經(jīng)實(shí)測，輸送篩分能力、篩分效率完全滿足工藝要求。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，機(jī)架前后左右擺動量完全符合使用要求，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠。將電磁驅(qū)動板彈簧型振動篩分機(jī)與傳統(tǒng)板彈簧型振動篩分機(jī)運(yùn)行效果進(jìn)行對比測試，測試情況見表1。

表1 2臺分機(jī)運(yùn)行效果對比測試記錄

從測試情況看，電磁驅(qū)動型篩分機(jī)在完全滿足工藝及使用要求的前提下，實(shí)際能耗約為傳統(tǒng)型篩分機(jī)的2/3，設(shè)備運(yùn)行噪聲比傳統(tǒng)型篩分機(jī)低5～8 dB。

3 結(jié)語

傳統(tǒng)板彈簧型振動篩分機(jī)利用偏心連桿機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為篩體、平衡體的往復(fù)直線運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)煙草物料的篩分、輸送，這種傳動方式屬于剛性傳動，穩(wěn)定性好，但傳動效率低、零部件磨損大、能耗高、噪聲大、維護(hù)費(fèi)用高。電磁驅(qū)動板彈簧型振動篩分機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)換成振動篩分機(jī)振動所需的機(jī)械能，中間不需任何轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，傳動方式具有無機(jī)械摩擦、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)工作量小、噪聲低、能耗小的特點(diǎn)，可以較好地實(shí)現(xiàn)改善生產(chǎn)環(huán)境、節(jié)能降耗、降低企業(yè)設(shè)備使用維護(hù)費(fèi)用的目的，適宜在煙草行業(yè)打葉復(fù)烤、制絲生產(chǎn)線上推廣應(yīng)用。

——本文作者還有:李培光1，劉廷海2，王興茂2，陳恒國2

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〔編輯 王永洲〕

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.03.10