煤粉制样系统筛分装置的设计

山西中北大学机械与动力工程学院　范倩倩

煤粉制样系统筛分装置的设计

山西中北大学机械与动力工程学院范倩倩

本文针对国内煤矿机械的迅速发展和煤炭制样设备逐渐老化的现状，设计了一种新型煤粉制样系统。其中筛分装置是煤粉制样系统的重要组成设备，深入分析筛分装置的机构设计具有重要意义。以筛分装置作为研究对象，利用UG软件进行三维建模，并对主要零部件进行机构设计计算并分析。筛分装置主要采用倾斜式筛网对物料进行彻底地筛分，解决了筛孔易阻塞变形、筛分效率不高、生产率低、机体笨重等问题，并提高筛分精度，大大减少了人工劳动强度。

筛分机；三维建模；倾斜式筛网

1　煤粉制样系统的工作原理

煤粉制样系统采用带刀式和锤式相结合的方法进行破碎，得到规定尺寸范围内的煤块后进入筛分装置，利用倾斜式筛网进行充分的分级，再通过输送装置进入到红外光检测装置中，对煤进行检测。该系统是集合破碎、筛分、输送和检测于一体的微型制样系统，能获得足够小的制样误差和不过大的留样量。

筛分装置采用倾斜式筛网对物料进行筛分，主要由筛分机构、动力机构和支架组成，如图1所示。电动机为整体装置提供动力，通过偏振块和弹簧产生振动，使物料在倾斜式筛网上充分运动，以达到筛分的目的。

图1　筛分机的建模

2　筛分装置的设计

目前，旋振筛主要用于各类粉尘、颗粒、粘液等的分级，在工业、冶金行业、造纸行业和食品行业等各类行业中广泛应用。虽然旋振筛比常规筛相比具有许多优点，但是对于一些特殊物料的高精度操作要求还不能满足，由于旋振筛的各个出料口的位置不同，导致对不同等级的物料的检测、处理等操作不方便，而且现有的旋振筛的体积较大，不利于携带，对实验室教学和研究、以及煤矿井下作业等特殊情况不利。

此小型筛分装置的筛分部分非常简单，进料口在筛盖上固定，并且位于倾斜的网筛较高端的上方，而出料口位于筛网的最低端。开始工作时，物料从进料口进入装置内，被倾斜式网筛进行彻底筛分；为了得到不同粒度的物料，筛网的目数依次减小，且位于最下层的网筛的筛面是光滑无间隙的，以便全部物料都能从出料口排出；出料口位于装置的同一侧，便于集中收集处理。

固定支撑整体装置构架的机构主要由板和轴组成，由四根固定轴固定网筛，这样不仅结构简单，机体重量轻，且便于更换、拆装。

电动机开始工作时，由于偏振块和偏振板的作用，产生振动，并通过弹簧将振动传递给网筛，而不至于整体装置都处于振动状态，同时可以通过更换不同重量的偏振块来调节振动幅度。

3　主要零部件的设计

3.1倾斜式网筛的设计

倾斜式网筛的模型如图2所示，筛网的倾斜角度为10°，即增加物料在网筛上的运动幅度，减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，导致筛分不充分。同时可根据具体操作要求更换不同目数的筛网，操作简单方便。

图2　网筛的建模

3.2出料管的设计

出料管的模型如图3，出料口位于同一直线上，此设计的目的是便于统一收集物料，然后进行集中监测处理。出料管上部分是倾斜的，且角度与筛网的倾斜角度相同，这样能使物料更快速地从出料管排出，可有效防止物料在管道内造成阻塞。

图3　出料管的建模

4　结语

本文通过对筛分装置的设计与研究证明了新型筛分装置的可行性，这对我国振动筛分设备的设计与制造具有一定的意义。此筛分装置解决了传统筛分机筛孔易阻塞变形、筛分效率不高、生产率低、机体笨重等问题，在充分筛分以得到不同粒度物料的前提下，大大减轻了工人的劳动强度。

［1］段志善，郭宝良.我国振动筛分设备的现状与发展方向 ［J］.矿山机械，2009，37 （4）：1-5.

［2］李智能.浅析筛分机换型改造［J］.科技创新与应用，2014（3）：87-88.

［3］姜浩，李建平，杜长龙，张佳佳.井下选择性破碎筛分机的试验研究［J］.矿山机械，2011，39（4）：83-86.

［4］刘飞.井下冲击破碎式煤矸分选机设计与研究［D］.徐州：中国矿山大学机电工程学院，2009.

［5］吴剑.宽筛面惯性振动筛分机的设计与应用 ［J］.铸造设备与工艺，2015（3）：9-10.

范倩倩，1990年出生，河南省周口市人，在读研究生，研究方向：机械设计及理论、智能结构设计。