付躍軍， 李忠政， 劉 冰

（貴州中煙工業(yè)有限責任公司銅仁卷煙廠， 貴州 銅仁 554300）

0 引言

振動輸送機是利用激振器使料槽振動， 從而使槽內(nèi)物料沿一定方向滑行或拋移的連續(xù)式輸送機械。 偏心連桿振動輸送機在我國煙草行業(yè)制絲生產(chǎn)線和打葉復烤生產(chǎn)線上廣泛使用，主要有ZB（板簧）型和ZG（搖桿）型，均為雙質(zhì)體式振動輸送機。因偏心連桿機構(gòu)在啟停時，產(chǎn)生的扭力為不均衡力， 需以最大扭矩產(chǎn)生的力量為啟動力來配置振動輸送機的驅(qū)動電機， 而振動輸送機在正常工作時，所需驅(qū)動力較小，這就導致偏心連桿振動輸送機配置的驅(qū)動電機功率較大， 造成能源浪費和電網(wǎng)功率因數(shù)偏低；偏心連桿機構(gòu)高速旋轉(zhuǎn)，對振動輸送機加工制造工藝要求較高，軸承需要定期潤滑，偏心連桿機構(gòu)也需要定期進行維修更換，維護成本較高，不符合清潔生產(chǎn)發(fā)展方向。本文介紹了一種直驅(qū)往復搖桿型振動輸送機的研制，該振動輸送機經(jīng)生產(chǎn)過程測試，節(jié)電率達50%以上，是一種節(jié)能、環(huán)保型振動輸送機，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

通過國內(nèi)外現(xiàn)狀調(diào)查， 國外目前也有采用電磁直驅(qū)的振動輸送機， 但是頻率一般為25Hz， 振幅為1～1.5mm的高頻振動篩，多用于篩分和小流量輸送，不能滿足煙草行業(yè)制絲生產(chǎn)線和打葉復烤生產(chǎn)線大流量的生產(chǎn)工藝需求。 國內(nèi)對直驅(qū)往復搖桿型振動輸送機的研究較少。

2 主要研究內(nèi)容

2.1 測量原工序振動輸送機的參數(shù)

選擇制絲生產(chǎn)線混絲加香機出口搖桿振動輸送機作為比較對象，該工序的特點是大流量、大負荷、長距離輸送，具有代表性，其有關(guān)參數(shù)如下：皮帶輪變比95：315，電機功率7.5（kW），電機轉(zhuǎn)速960（r/min），偏心裝置偏心距Re=12，安裝了8 對130：260 搖桿。

2.2 選擇往復振蕩電機

根據(jù)原振動輸送機的電機功率7.5（kW），偏心裝置偏心距Re=12。 查手冊， 選擇往復振蕩電機型號為WFZD3.6K×2， 其單向振幅為0～12mm， 工作頻率4～10 （次/秒），額定推力3.6×2（KN）。 為了獲得最大推力，要求電機輸出桿與搖桿（或彈簧板）垂直，即：電機輸出桿角度與振動輸送機擺桿角度相等。 往復振蕩電機外購。

2.3 控制器的選擇和設(shè)定

根據(jù)往復振蕩電機型號和參數(shù)， 選擇與之匹配的智能控制器：WF-K-15A-T。 直驅(qū)電機靠智能控制器控制驅(qū)動，調(diào)整智能控制器參數(shù)，根據(jù)設(shè)定振幅的和位移傳感器檢測的位移值的偏差反饋調(diào)節(jié)脈寬比， 從而調(diào)節(jié)線圈電流值的大小，保證實際運動頻率和固有頻率相匹配，實現(xiàn)節(jié)能的目的。

2.4 復核相關(guān)參數(shù)

（1）偏心裝置轉(zhuǎn)速n=（95×960）÷315=289.5（r/min）。

（2）頻率f =289.5/60=4.82（Hz）（在振蕩電動機的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)）。

（3）計算振蕩機械系數(shù)。

（2π/60·n）2×Re×2÷9810=（2×3.14÷60×289.5）2×12×2÷9810=2.24

計算結(jié)果表明振蕩機械系數(shù)在2～3 之間， 能保證物料的正常輸送。

2.5 振動輸送機進行改造和安裝

振動輸送機改造后， 于2016 年10 月安裝在某卷煙工廠制絲生產(chǎn)線試用。

圖1 直驅(qū)往復式節(jié)能型搖桿振動輸送機示意圖Fig.1 Schematic diagram of direct drive reciprocating energy saving rocker vibrating conveyor

2.6 角度調(diào)整

調(diào)整往復振蕩電機的傾角， 使電機輸出桿與振動輸送機搖臂成90°或接近90°，此時電機輸出功率最小。

圖2 往復振蕩電機輸出桿調(diào)整示意圖Fig.2 Schematic diagram of reciprocating motor output rod adjustment

2.7 試運行中出現(xiàn)的問題及整改

（1）出現(xiàn)的問題。設(shè)備運行了2 個月后，室內(nèi)溫度較低時，設(shè)備在啟動時振蕩電機帶不動，物料不能正常輸送。

（2）分析整改。 分析認為搖桿的低溫性能較差，將8對搖桿減少為5 對搖桿， 同時增加了5 對彈簧連接于平衡體與槽體之間，因彈簧的彈性系數(shù)不隨溫度而變化，從而減少搖桿對系統(tǒng)的影響， 提高系統(tǒng)可靠性。 設(shè)定頻率5.6Hz，振幅12mm，設(shè)備連續(xù)運行一年半，未發(fā)生故障，運行穩(wěn)定，滿足工藝要求，節(jié)電率由30%提升到50%。

2.8 測試

（1）諧波檢測。 經(jīng)第三方機構(gòu)檢測，其電壓總諧波畸變率、 各次諧波電壓含有率均隨負載電機頻率的增大而增大，總諧波畸變率滿足GB/T14549-1993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》中的有關(guān)規(guī)定，各次諧波電流平均測量值均滿足GB17625.1-2009 《電磁兼容 限值 諧波電流發(fā)射限值（設(shè)備每相電流≤16A）》中諧波電流允許值的規(guī)定，滿足國家相關(guān)標準規(guī)范的要求。

（2）電磁輻射測量。采用精度：電場1V/m、磁場0.01μT；量程：電場1V/m～1999V/m、磁場0.01μT～19.99μT；報警閥值：電場40V/m、磁場0.4μT 的電磁輻射測量儀進行檢測。與傳統(tǒng)的偏心驅(qū)動振動輸送機相比， 電磁輻射量未見明顯變化，均顯著小于國家規(guī)定標準要求。

（3）噪聲測量。噪音比常規(guī)的偏心驅(qū)動振動輸送機低5dB 以上。

（4）節(jié)能測試。 通過耗能數(shù)據(jù)對比，在相同工位、相同負載的情況下， 傳統(tǒng)型偏心連桿搖桿式振動輸送機每小時耗電2.30kW·h，直驅(qū)往復搖桿式振動輸送機每小時耗電1.103kW·h，節(jié)電率達52%。 測試數(shù)據(jù)見表1。

表1 耗電測試數(shù)據(jù)Tab.1 Test data of power consumption

（5）工藝測試。 經(jīng)工藝部門驗證，直驅(qū)往復搖桿式振動輸送機與傳統(tǒng)型偏心連桿搖桿式振動輸送機相對，未對輸送物料質(zhì)量等工藝指標造成不良影響。

3 結(jié)束語

節(jié)能減排和清潔環(huán)保是生產(chǎn)企業(yè)的重要工作內(nèi)容，也是企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵。 本課題研究的直驅(qū)往復式節(jié)能型振動輸送機在滿足生產(chǎn)使用需要的前提下， 節(jié)約電能源消耗（節(jié)電率＞50%）、換件費用和設(shè)備潤滑保養(yǎng)費用，設(shè)備不需潤滑，噪聲低，是一種清潔、環(huán)保、節(jié)能新型振動輸送機，具有良好的推廣應(yīng)用價值。