一种新型振动装置研究

石云江

（朔州中煤杨涧洗选有限公司，山西 朔州 036002）

·试验研究·

一种新型振动装置研究

石云江

（朔州中煤杨涧洗选有限公司，山西 朔州 036002）

通过对现有振动筛振动组件的分析，利用安培力代替激振器和电动机等动力部件提供的动力来源，设计出一种新型振动装置，减少了激振器和电动机等动力部件的能耗，使振动装置不仅结构简单，造价低，而且有效减小了能量损耗，提高了振动装置的工作效率。

振动筛；振动；新型装置；研究

1 现有振动筛振动装置

振动装置是当前应用非常广泛的工业机械之一。以振动筛为例，在现有技术中，振动筛主要由筛体、激振器、悬挂装置或支撑装置及电动机等组成。振动筛工作时，电机经传动系统带动激振器主轴回转产生激振力，由于激振器上不平衡重物的离心惯性力作用，筛体振动。迫使筛体带动筛网做一定方向的运动，使筛网上的物料受激振力而周期性向前抛出一个射程，完成物料筛分作业。并通过改变激振器偏心重，可获得不同振幅。

上述的振动筛结构中，筛体的驱动装置包括电动机、传动系统和激振器，使得振动筛必须设计有支承这些设备的承重结构，导致振动筛非常笨重，筛体安装、使用都极不方便，也不便于维护，从而大大增加了振动筛的使用成本。另外，电能通过电动机、传动系统和激振器等设备几级传递，其能量损失严重。根据统计得知，仅激振器上就有50%的电能在使用过程中损失，加上电动机能量的损失和传动过程中能量的损失，使得超过70%的电能在振动筛使用过程中流失，造成很大的浪费，增加了物料的筛分成本。

2 新型振动装置设计原理

根据左手定则可知，通电导体在磁场中受安培力作用，该安培力可以使通电导体在磁场中产生运动。如果导体位于磁性部件的磁场中，导体和磁性部件之间将产生安培力，将导体或者磁性部件中一者固定，另一者可以振动，所以磁性体和导体中两者必有一者因为安培力的作用而发生移动。当导体中电流的方向和大小发生变化，导体的受力方向和大小将发生变化；同时，当磁力线的方向和强度发生变化，导体的受力方向和大小也发生变化。因此，调整导体中电流的大小和方向或磁力线的方向，都可以改变导体受力的大小和方向。这样，通电导体可以在安培力的作用下向不同方向移动，当安培力的方向交错改变，即可实现通电导体的振动；将可以振动的物体与有振动需求的事物固定连接，使之一起振动，即可实现振动效果。

通电导体在磁场中受力示意图见图1。

图1 通电导体在磁场中受力示意图

3 新型振动装置产品设计

以振动筛为例，依据设计原理，新型振动装置磁性部件可以选用U型磁铁，导体选用铜棒。铜棒与振动筛筛体固定连接，且铜棒位于U型磁铁开口部分的内侧，在U型磁铁形成的均匀磁场中做往复运动。即U型磁铁为固定组件，铜棒和振动筛筛体为振动组件（也可互换）。通过改变铜棒中电流的大小和方向，可以实现铜棒的往复运动，并带动筛体做往复运动，形成振动，实现对物料的筛分。

在具体实施过程中，U型磁铁的数目可以有多个，各U型磁铁形成近似均匀的磁场。由于铜棒在每一个U型磁铁的磁场中的受力有限，而且U型磁铁的磁场是一个渐变的不均匀场，为了使铜棒能保持稳定的运动速度，可以在筛体的两侧设置多个U型磁铁，并按磁场的形成规律分布，使筛体四周形成多个磁场，且多个磁场叠合为一个近似均匀的磁场，使筛体受力更均匀，以提高筛体振动的稳定性。同时可以提供多组支架，各支架对称地安装于筛体的两侧，使筛体受力更均匀，可靠性更高。

筛子运动的频率就是通电电流的频率，电流可以采用工业用交流电，满足了装置的适用性。运动频率可以通过增加变频器控制导体中电流的频率，即通电导体中的电流为变频器输出不同频率的电流，从而振动筛的振动频率可以由变频器调节，以满足振动装置不同的振动需求，进一步提高振动装置的适用性。

筛体很多由金属制成，容易导电。为了防止铜棒中的电流传导给筛体，在筛体上固定安装绝缘座，通过绝缘座与铜棒连接，以减小电量损失，同时铜棒的外部可以设置绝缘套，以进一步提高铜棒与筛体间的绝缘效果，提高设备的安全可靠性，也防止操作工人受伤，保障生产安全。

振动筛振动装置侧视设计图见图2，新型振动装置振动筛立体视图见图3。

图2 振动筛振动装置侧视设计图

图3 新型振动装置振动筛立体视图

4 结 语

针对现有振动筛振动装置的研究，发现现有振动筛因振动装置结构较笨重，电能传递过程中损失严重。新型振动装置利用物理学原理，通电导体在磁场中可产生运动，设计出可代替激振器和电动机等动力部件提供动力来源的装置，减轻了重量，降低了传动能耗。新型振动装置结构简单，振动更灵活，并提高了可维护性，降低了能耗，节约了成本。

Research on a New Type of Vibration Device

Shi Yun-jiang

Through the analysis on the existing vibrating screen and vibration component，the ampere force is used instead of vibrator and motor power units to provide power source，a new type of vibration device is designed，the energy consumption of the vibrator and the motor power components is reduced，the new vibration device has simple structure，low cost，reduces the energy loss effectively and improves the work efficiency of the system．

Vibrating screen；Vibration；The new device；Research

TD45

B

1672-0652（2013）09-0020-02

2013-07-03

石云江（1976—），男，河南范县人，2010年毕业于中国矿业大学，注册安全工程师，主要从事煤炭洗选加工与利用工作（E-mail）yj．shi＠163．com