4850×1500×2雙臺板振動放礦機的改進

趙 衛(wèi)

（垣曲縣中條山有色金屬有限公司 北方銅業(yè)銅礦峪礦，運城 043700）

垣曲縣中條山有色金屬有限公司北方銅業(yè)銅礦峪礦530中段礦車裝礦設(shè)備和340旋回給礦機都是4850×1500×2雙臺板振動放礦機，該設(shè)備是該礦重要的生產(chǎn)設(shè)備之一，礦石塊度為0～1200mm。該機采用硬特性振動機，優(yōu)點是工作機體的振幅較線性振動機穩(wěn)定得多，有良好的工作性能。缺點是振幅較大，能耗較高；振動放礦機的懸掛裝置是焊接件，它與振動臺板的聯(lián)接也是焊接的，在較大的循環(huán)交變應(yīng)力作用下焊縫容易開裂，開焊處重復(fù)焊接多次后，不能再焊接（包括懸掛裝置和振動臺板之間也不能再焊接），導(dǎo)致懸掛裝置和振動臺板失效；振動臺板臺面與礦石的長期摩擦后變薄報廢。更換懸掛裝置和振動臺板難度大，時間也較長，影響裝礦和給礦生產(chǎn)，因此需要改進。

1 振動放礦機的懸掛裝置與振動臺板失效原因分析

當(dāng)振動放礦機工作時，物料作滑行運動，它與工作面始終保持接觸，臺板工作面容易磨損。這種輸送方式通常需要較大的振幅，才能獲得較高的輸送速度，因此能耗增大。但這種狀態(tài)采用較大的振動強度，使振動應(yīng)力增大，因而提高了對機件強度的要求，懸掛裝置薄弱環(huán)節(jié)是焊縫，這樣導(dǎo)致其頻繁開裂。

2 改進方法

2.1 降低振動強度

這種振動放礦機使物料作正向滑動，即物料與工作面保持接觸，同時物料沿輸送方向?qū)ぷ髅孀飨鄬\動。其振動強度為：

式中，K為振動強度；ω為振動圓頻率；λ為工作面沿振動方向的單振幅。

現(xiàn)在的振動強度是6.29，符合K一般為5～10的要求，但振動臺面和激振電機的懸吊架焊縫頻繁開裂，機械強度偏低，因此需要降低振動強度。

由（1）式可以看出，振動強度與振動圓頻率的平方成正比，與單振幅成正比。振動圓頻率的計算公式為：

式中，n為每分鐘振動次數(shù)，即電機轉(zhuǎn)速。

2.2 降低振動強度的方法

2.2.1 降低振機轉(zhuǎn)速

（1）振動強度。振機轉(zhuǎn)速是750r/min，可以改用375r/min，振幅不變的情況下，振動強度可降低到原來的1/4，振動強度為K=1.58。

（2）激振力。激振力為F=∑m0rω2，與偏心塊質(zhì)量矩∑m0r成正比，與振動圓頻率的平方成正比，激振力也可降低到原來的1/4，這樣振機的焊接部位的壽命也可以延長到原來的4倍。

2.2.2 降低頻率，減小振幅

電機轉(zhuǎn)速不變時，振幅減少一半，振動強度可降低到原來的1/2。減小振幅可以通過增加振動臺面的傾角，或減小偏心塊質(zhì)量矩來實現(xiàn)。總之，采用降低頻率和振幅減小的方法對于降低振動強度，提高振機壽命有利，但是這樣降低了振機的生產(chǎn)效率。因此，應(yīng)該增加振動臺面的傾角。

2.3 增加振動臺面的傾角，提高振機的生產(chǎn)效率

輸送礦石時，工作面傾角α0與實際平均速度vm的關(guān)系如圖1所示。筆者通過觀察發(fā)現(xiàn)，振動臺板的安裝傾角由16°增加到19°時，實際平均速度將增加約30%。

圖1 工作面傾角α0與實際平均速度vm的關(guān)系圖（輸送礦石時）

2.3.1 頻率降低后生產(chǎn)效率

（1）物料的實際平均速度為：

式中，γα為傾角對平均速度的修正系數(shù)，（目前為16°，改進后取傾角α=19°），改進為1.55～1.80，取1.55；ch為料層厚度對輸送速度的影響系數(shù)，大致取0.5～0.6，取0.5；cm為物料性質(zhì)對輸送速度的影響系數(shù)，對塊狀物料取0.8～0.9，取0.8；cω為滑行運動對輸送速度的影響系數(shù)，取1；vd為水平輸送時的理論平均速度；δ為振動方向角，取45°；μ為摩擦角；pkm為速度系數(shù)，取3。

水平輸送時的理論平均速度vd為：

（2）振放機的生產(chǎn)效率為：

Q=3600hBvm=3600×0.6×0.7×3×0.14=1079t/h（5）

式中，h為料層厚度，一般取h=0.7～0.8H（H為槽體高度）；B為工作面寬度。效率略高于改造前1000t/h。

2.3.2 振幅降低后生產(chǎn)效率因為頻率不變，物料的實際平均速度為0.12m/s；振放機的生產(chǎn)效率為924t/h，略低于改造前的效率。

2.3.3 降低振動強度的方法

我們可以優(yōu)先采用減小激振力的方法，原來的激振力為10t，現(xiàn)在采用5t，激振力減少一半，振幅近似減少一半，振動強度減少一半，保持原來的電機轉(zhuǎn)速，電機功率由原來的15kW，減少到7.5kW。振動臺面與電機懸掛裝置的焊接件的使用壽命可延長一倍，還能節(jié)能降耗。

2.4 振動臺板臺面的改進

臺面傾角由16°變?yōu)?9°后，振動臺面前端高度不變的情況下，后端上仰約260mm。

圖2 改進后的振動臺板臺面

為了增加臺面的耐磨性，臺面上沿著下礦方向，均勻鋪設(shè)11根38kg鐵道，軌面厚度為39mm，礦石主要和軌面摩擦，減少了礦石和臺面的摩擦，延長了臺面的使用壽；軌面和臺面之間連續(xù)焊接，如圖2所示，使用壽命可延長3～4倍。

3 安裝機構(gòu)配套改造

對于短溜井，為了保證裝礦高度不變，人們采取前端高度不變，后端仰起260mm，振動臺面鋪設(shè)38kg道軌后高度增加134mm，眉線梁高度提高300mm；對于長溜井，人們采取后端高度不變，前端下降260mm，振動臺面鋪設(shè)38kg道軌后高度增加134mm，眉線梁高度提高150mm。

4 結(jié)論

在保證生產(chǎn)效率不變的情況下，加大振動放礦機的臺面傾角，敷設(shè)道軌，減少激振力，延長了振放機的使用壽命，并節(jié)能降耗，具有較好的實用價值。

[1]聞幫椿，劉鳳翹.振動機械的理論及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，1982.