【文章內容簡介】 動源，將產生的振動力傳遞給給料槽。主要由連接叉、板彈簧、銜鐵、鐵芯、線圈以及殼體等幾部分組成。隔振器的主要作用是將振動機所產生的動載荷與基礎隔絕或減弱以降低基礎的動負載和噪聲。圖21 電磁振動給料機 電磁振動器中采用交流電磁鐵，交流電經晶閘管整流，變?yōu)榘氩}動電流后輸給振動器電磁線圈，這是電磁鐵便產生一個變電磁力，當電磁力大于彈簧力時，則產生變形并蓄能。當電磁力小于彈簧力，彈簧將儲存的能力釋放并恢復變形，直至下一個周期。利用共振擴大原理使振動系統(tǒng)的固有頻率與強迫振動頻率調諧，這樣得到的雙質體諧振系統(tǒng)便可用較小的激振力獲得較大的振幅。（1）設計給料槽送料截面改變的實現(xiàn)在結構和動作上不難實現(xiàn)。本設計中此機構采用齒輪齒條嚙合傳動帶動板閘上下移動，改變開口大小，從而改變送料截面。結構是閘門板兩端各焊有一尺條，各和一個直齒圓柱齒輪嚙合。齒輪用緊釘螺定固定在一根軸上，軸的一端有調節(jié)手輪。旋動手輪使軸轉動，帶動齒輪轉動，使齒條做直線運動，從而閘門板上下做直線運動。（2）物料輸送速度改變的實現(xiàn)涉及電磁振動給料機的基本原理。物料輸送速度與激振頻率f成反比，與給料槽的振幅a1 平方根成反比。f改變導致震動系統(tǒng)調諧值Z的改變，從而工作偏離共振區(qū)，降低工作效率能或工作穩(wěn)定性變差。所以只有調整給料槽振幅a1 來調整物料輸送速度才是切實可行的。由電磁鐵振動公式： （21） 其中， f—給料槽激振頻率；—給料槽振幅；—交流電源電壓，V；—電磁鐵線圈匝數(shù)；—系統(tǒng)固有頻率，Hz；S—刺激總面積，.當給料機既定，除a1和U以外，所有參數(shù)均為常量。有上式可見，U與成正比。由物料輸送速度公式： （22） 其中，—物料輸送速度；—修正系數(shù)，輸送不同物料具有不同的系數(shù)，；—振動角，一般取20度；—給料槽振動頻率，為50Hz；—重力加速度，；—物料運動周期與槽體振動周期之比，這里是整數(shù)1；K—回復系數(shù)，系統(tǒng)回復力和系統(tǒng)位移的比例；——阻尼系數(shù)，由物料運動所引起?？梢?，物料輸送速度，與也成正比。所以，物料輸送速度與交流電壓U成正比。由此，調整交流電源電壓即可實現(xiàn)物料輸送速度的調整。根據(jù)靜電分選機的生產率，每小時1噸，取中間量1000公斤/時，給料槽開度（即物料層厚度）。輸送速度可由下式計算： （23） 其中，Q—物料層單位時間輸送量，Kg/s,。R—物料密度，約為S—物料層截面，按照設計，約為代入公式： 將計算結果代入阻尼系數(shù)關系公式: 其中， —物料輸送速度；—修正系數(shù)，輸送不同物料具有不同的系數(shù)，；—振動角，一般取20度；—給料槽振動頻率，為50Hz；—重力加速度，；—物料運動周期與槽體振動周期之比，這里是整數(shù)1；——阻尼系數(shù)，由物料運動所引起。= =當=，拋棄指數(shù)T=代入拋棄指數(shù)公式： （24） =Ksin20 K=再代入回復系數(shù)公式： （25） 初步選擇MQ1系列電磁鐵：電磁鐵諧振指數(shù)Z一般在之間為宜，代入：Z=f/f0= f0=50/=50，得到固有頻率f0=電磁鐵的鐵芯截面為，線圈匝數(shù)=1417， =將以上數(shù)值代入公式 通常作為電磁鐵設計依據(jù)的主要設計參數(shù)和工作參數(shù)有：（1）額定工作行程c (2)額定工作行程下的電磁吸力Fc（3）機械反力特性（4）電源電壓（5）動作時間與返回時間（6）靈敏度（7）功率損耗上面已經大致選定系列，這里再計算出電磁鐵的電磁吸力，然后選擇合適型號的電磁鐵。根據(jù)代入電磁力計算公式： =根據(jù)計算結果，設定電磁鐵額定吸力為3Kg,故選擇型號為MQ13L的電磁鐵。 板彈簧用金屬薄板制成，利用板片的彎曲變形而起彈簧的作用。主要用于載荷和變形均不大，要求彈簧剛度較小的場合。板彈簧因用途各異而制成各種形狀。按外形有直片和彎片等；按板片形狀有長方形、梯形和階梯形等；按板片數(shù)量有單片和疊片等。在本次設計中，選用單片長方形直板板彈簧，并用螺釘進行固定。 板彈簧在不承受載荷時，其曲率不大。因此計算時，可按直板考慮。同時鋼板的變形（撓度）與其長度的比值很小，可認為變形過程中載荷的作用方向不變。板彈簧所用鋼材一般選用60Si2Mn。(1)板彈簧剛度公式： （26）其中，K—彈簧的片數(shù)，這里取K=1； b—板彈簧的寬度，b=20； h—板彈簧的厚度，h=3； l—板彈簧的有效長度，l=100； E—彈性模量，E= a—壓不緊系數(shù)，a=將數(shù)據(jù)代入公式： (2)校核彎曲應力公式： （27） 其中，=2a1=== []—許用彎曲應力（N/cm2）,推薦值[]=1100N/cm2將數(shù)據(jù)代入公式： ，滿足要求。(1) 板彈簧經過熱處理后，硬度為HB375~444。(2)板彈簧片的金相組織應為回火屈氏體，并應符合有關金相圖譜的規(guī)定。(3) 板彈簧每邊總的脫碳層深度不應超過以下規(guī)定 脫碳層規(guī)定指數(shù)彈簧厚度（毫豆）脫碳層深度（%）38(4)彈簧片不應有過燒、過熱，裂紋、氧化皮、麻點、損壞等缺陷，接觸面不得有毛刺。(5)鋼板彈簧片的橫向扭曲量，以安裝中心為基準，%。圖22 給料槽為了使物料能夠均勻的散開，本設計給料槽上布置了多個三角形擋板，使物料在料槽寬度方向上盡可能的分散均勻，充分利用分選滾筒的長度，達到良好的分選效果。具體布置如上圖所示。電磁振動給料機是由電磁鐵驅動振動器產生振動，使物料形成層流。所以頻率和振幅的設計是關鍵，既要保證震動效果還要減小噪音。一臺設計好的振動機械，振動質量基本上是固定的，影響振動參數(shù)特性的因素主要取決于系統(tǒng)的調諧指數(shù)和物料運動所引起的阻尼系數(shù)。為了利用接近共振時所產生的較大振幅，必須是鐵芯和銜鐵之間有較大的空氣間隙?？墒?，因為電磁力是和氣隙平方成正比的，也就是說氣隙越大，電磁力越小。因此選擇在合理的調諧指數(shù)下工作的給料機能利用共振放大振幅，使其穩(wěn)定輸送物料。振動系統(tǒng)的調諧：所謂振動系統(tǒng)的調諧就是調整振動系統(tǒng)固有頻率使其趨近強迫振動達到諧振。電磁振動給料機的諧振工作點選擇在低臨界諧振區(qū)工作，其諧振指數(shù)f/f0=~,f為強迫振動頻率（Hz），f0為振動系統(tǒng)的固有頻率（Hz）。根據(jù)公式可知改變振動系統(tǒng)彈簧剛度或振動系統(tǒng)質量都可以使固有頻率改變。但是機械零件加工后其質量很難改變，所以通常利用改變彈簧剛度的方法調整振動系統(tǒng)的固有頻率，從而達到調諧的目的電磁振動給料機的安裝方式為座式。給料槽呈水平，可滿足給料均勻以及一定精度要求。安裝時應當使給料槽和振動器在振動方向上自由運動，而不應有任何約束。（1）在給料機安裝時，通常是整體安裝，也就是不拆卸振動器。（2）安裝后，不論給料機的料槽是水平還是傾斜，橫向都應該保持水平。對于物料給入電選前的加溫，以前采用的各種方法都有許多缺點：如在礦斗中安裝加熱器，物料加溫時產生的水蒸氣難以排出，使物料形成團塊；其次是加溫不均勻，靠近加熱器的物粒溫度高，甚至超過加溫溫度，遠離加熱器的物料溫度低。英國制造的電選機，只在礦斗排礦處安裝一根電加熱器，難以保證物料加溫要求。實踐證明，純粹靠給礦斗內加溫，上述缺點難以克服。本設計在給礦斗處安設電加熱管,預先進行一段時間內的加溫，然后在給礦槽下再加溫，效果最好。給礦槽下加溫時，要求給礦槽稍長，以便物料有足夠長的時間被加熱。本章主要是對分選機進料和出料部分的結構進行設計，其核心是振動給料機的設計，此外還通過比較內加熱外加熱兩種方案確定了物料在分選前和分選時的加熱方式，為下面分選部分的設計奠定了基礎。3 分選部分的設計及相關參數(shù)的確定分選滾筒是整個靜電分選機的關鍵部件，它的合理設計是保證分選取得較好效果，并使機構的尺寸最小，以及動力消耗最小的關鍵所在，分選滾筒的設計主要包括分選滾筒材料的選擇及加工要求，分選滾筒尺寸的確定，及筒內加溫裝置的確定。采用大型無縫鋼管，經加工后外表鍍以耐磨硬鉻，硬鉻厚度為2μm左右。鍍硬鉻的目的主要是利用鉻鍍層的高硬度、耐磨性及抗腐蝕性，以提高機械零件的耐磨性和修復被磨損機件的尺寸等。鍍硬鉻由于要獲取較厚的鍍層，因此在實際操作中與裝飾鉻有較大的差別，這些差別主要表現(xiàn)在以下幾方面： (1)相當多的零件是局部鍍硬鉻，不鍍之處要絕緣，絕緣材料要求附著力好、鍍后易剝離、耐鉻酸腐蝕； (2)鍍硬鉻有三分技術，七分掛具的說法，可見掛具設計十分重要，要充分注意導電截面積，盡量減少電能損失，防止局部過熱； (3)常采用中等偏低的溫度和盡量應用大電流密度，以獲得高硬度和高沉積速度； (4)由于鍍液分散能力和覆蓋能力差，必須注意應用輔助陰極和仿形陽極； (5)鍍硬鉻厚度一般為2μm～50μm，特殊耐磨鍍鉻為50μm～300μm。修復磨損零件往往需鍍800μm～1000μm，通常還要進行鍍后除氫和機加工。鍍鉻溶液分散能力和覆蓋能力差、使用電流密度很大、鍍層厚且需施鍍時間長。所以欲獲得厚度均勻的鍍層必須設計適當?shù)膴A具，并配合適當?shù)妮o助陽極、保護陰極和絕緣屏蔽等措施。夾具的結構應根據(jù)零件的形狀、大小及復雜程度而定。夾具用材料必須在熱鉻酸溶液中不溶解，也不發(fā)生其他化學作用。夾具的導電部分應有足夠的截面積，應按照各種材料的導電率選擇截面積。要求加工時表面無溝紋，鍍鉻后表面磨光，便于微細粒礦粒從筒面刷下。對于滾筒加工有嚴格要求，偏心度不得超過1mm，否則會使電暈極及電暈極時而靠近筒面，時而遠離筒面，電場不穩(wěn)定，導致分選效果時好時壞。滾筒外徑的大小，影響筒面的曲率及分選區(qū)長度。小直徑的滾筒曲率大，大直徑的滾筒曲率小，因而前者的分選區(qū)短，而后者的分選區(qū)長。由于小直徑滾筒的曲率大，其電暈區(qū)分布范圍比大直徑的小。礦粒通過大滾筒電暈區(qū)時所獲得的電荷比小直徑的要大得多。實踐表明，采用大直徑的滾筒有利于提高分選效果。查閱機械設計手冊，我選擇直徑為325mm的不銹鋼無縫鋼管，壁厚為8mm。轉筒的長度決定了分選機的工作能力，因而，轉筒長度的確定需要根據(jù)生產率和要加工種子的尺寸來確定。下面通過對生產率與各因素的關系的理論推導來確定轉筒的長度值L。 設物料的平均直徑為d(m)，千粒質量為w(g/1000粒)，轉筒長度為L(m)，轉筒半徑為R(m),轉筒轉動的角速度為w(ard/)s，要求精選機分選該種子的生產率為Q(kg/h)。則當種子在在轉筒上上均勻且單層地布滿時，每秒鐘內分布在轉筒上物料的粒數(shù)為： （31）分選機每小時分選該種種子的生產率為： （32）將生產率的單位換算成kg/h，并整理得: （33）此為理論上的物料生產率。由于物料在轉筒上不可能緊密地排列在一起，而是彼此之間存在著一定的間隙，在此引入充滿系數(shù)的概念，即種子在轉鼓上所占的真實面積與應該充滿的面積的比值，通過試驗觀察。代入上式得由此可求得轉鼓長度為: （34）式中: d為種子的平均直徑(m)，W為千粒質量(g/1000粒)，L為轉筒工作長度(m)，R為轉筒半徑(m)， w為轉筒轉動的角速度(rad/s)，Q為生產率(kg/h)，為種子在轉筒上的充滿系數(shù)。本設計取 d=，W= 4g/1000粒，Q=1000kg/h。w=，代入上式得 L =，為了使生產率留有一定的儲備，本次設計將轉鼓的長度定為1000mm。進入電選的物料，除入選前進行烘干去除水分外，在給礦斗或給礦板上尚需進一步加溫才能分選，還必須使?jié)L筒保持一定得溫度，一般應在50度左右。為此，在筒內設計并安裝有電加熱器。實踐證明，滾筒不加溫，分選效果會受到影響，尤其是在開始分選的幾分鐘內，效果很差，一些生產單位只得將這部分礦返回再重選。加溫方法分為外加溫和內加溫兩種。美國卡普科及埃利茲公司采用大功率紅外燈管，從轉筒后直接照射筒表面使之加溫的方法。此種方法簡單易行，本設計就采用此種方法，在給礦槽上方設置數(shù)個石英加熱管，用來加熱物料，達到較好的分選效果。 毛刷的是將吸附在分選滾筒上的絕緣體刷除到最后一個接料斗中。靜電分選機設有毛刷不僅僅是為了刷掉吸附在轉鼓上的礦粒，還可以對轉鼓進行清潔。所以毛刷設計也不能忽視，應引起足夠的重視。對毛刷的要求是:既要刷除干凈，保證工作的過程中轉鼓的任何表面位置能夠被刷到不留死角；同時要不損傷滾筒表面。毛刷的作用是從鼓面上強制刷下吸住的非導體物料。毛刷的排列也與其他電選機不同，采用螺線形，有利于刷礦。本設計采用旋轉毛刷，旋轉毛刷是由栽植了數(shù)排毛束(刷毛)和刷架組成，種刷的轉向與精選轉鼓轉向相同。這樣，在毛刷與分選滾筒接觸部位，毛刷與轉鼓的轉向相反，以提高其刷除能力。旋轉毛刷的轉速與毛刷的尺寸、毛束的排數(shù)、分選滾筒的尺寸和轉速以及毛刷與滾筒之間的距離有關。選擇這些參數(shù)的原則是保證能使轉鼓上的任何位置都能接觸到種刷，以達到刷除干凈的目的。設轉鼓的轉速為w1，半徑為R，種刷的轉速為w2，半徑為r(包括刷毛)，種刷與轉鼓的中心距為a，(aR+r，種刷上排列有n排毛束，如圖所示。圖a示出了種刷的結構以及它與轉鼓的相對位置，圖b示出了簡化后的種刷的運動情況。圖31 毛刷設計計算示意圖設毛刷的第一排毛束