分析筛机对物料运动的要求,阐述主参数设计原理。关键词:不锈钢旋振筛;运动主参数;物料运动本文所讨论的不锈钢旋振筛,特点是筛面在水平面内作圆振动,而且筛面平置。它可以实现多达20多层筛面的叠放,在单位厂房建筑面积上,实现较大的有效筛理面积。不锈钢旋振筛在食品、化工等许多部门得到应用,用途不同的新机器不断出现。不锈钢旋振筛运动主参数为水平圆振动的半径ρ和频率ω,它们决定着筛面上物料的运动和筛机的性能。鉴于现有文献对此命题的论述尚不够完善,本文首先分析主参数与物料运动的关系(重点),然后论述主参数的设计原理。1筛面上为单层物料时的情况图1由此得出料粒运动的特征为:料粒的牵连运动、相对运动和绝对运动的轨迹均为圆,三者为同频率同旋向的圆运动。由Pge、Pg0、Pga构成的直角三角形,解得φ角及相对运动轨迹圆半径r0、绝对运动轨迹圆半径ra:单层物料为假想状况。首先讨论单层物料的运动,cosφ=gf(4)2是为讨论实际有一定厚度的多料层作准备。取其中一ωρr0=ρ·sinφ=ρ·1-(g2f)2(5)个料粒,质量为m,如图1a所示;当其旋振的惯性力ωρ2gfmωρ大于筛面的摩擦力时,料粒对筛面发生相对运ra=(6)2动。根据达朗伯原理,在水平面内料粒在三个力作用下ω平衡:(1)2筛面上实际物料的运动Pge+F+Pg0=0式中:Pge牵连运动惯性力,Pge=mω2ρ,方向为该瞬时筛面旋振轨2.1物料运动的分层迹圆料粒所在位置的法向;F筛面对料粒的摩擦力,F=mgf,方向与相对运动速度V0实际物料不是单层,
由于物料与物料之间的摩擦的方向相反;系数和物料与筛面之间的摩擦系数不同[2],物料在运Pg0料粒对筛面相对运动的惯性力,Pg0的大小与方向待求。动中分层接触筛面的料层和该料层以上的料层,如图1b所示,设Pge与V0的夹角为φ。由于料粒的它们的运动不同。相对运动只受Pge与F的影响,而此二力的大小是不变用m′表示上料层的质量,其运动和力学参数均加的,故当Pge按旋振方向改变方位时,V0的方位也跟着上标撇表示,如ve′,r′e,f′,P′ge等。改变,φ角维持不变,则Pg0的大小不变,并按旋振方向用m表示下料层的质量,其各参数均不加上标连续改变方位即相对运动亦为圆运动。实际观察撇,如ve,f,Pge等。的结果也证实了这一点。由此,Pg0⊥F。2.2关于下料层以Pga表示料粒绝对运动的惯性力,则:在水平面内,下料层受4个力作用:牵连运动惯性Pga=Pge+Pg0(2)力Pge,筛面对下料层的摩擦力F,上料层对下料层的Pga=-F(3),主要从事机械设计与制造工艺的教学与研究。零部件设计33摩擦力F′,下料层对筛面相对运动惯性力Pg0。并有:ge+F+F′+Pg0=0(7)P(8)亦有:ge+F+F′=0P式中:Pge=mω2ρ;Pg0=mω2r0;Pga=mω2ra;F=(m+m′)gf;F′=m′gf′。r0、ra待求。式(8)中,F、F′均为已知;见图2,假设F、F′的夹角γ可以求出,则可作出该力三角形和求出Pga及ra。图22.3关于上料层下料层的绝对运动为上料层的牵连运动,即ra=r′e。关于上料层的分析,同于1节中对“筛面上为单层物料”的分析,即:Pge′+(-F′)+P′g0=0(9)Pg′0⊥(-F′)(10)′′2′式(9)、(10)中,Pge的大小Pge=m′ωre=m′Pga/m,方向与Pga′相同;(-F′)的大小已知,方向与F′相反。′′故可作出Pge、(-F′)和Pg0构成的力三角形。用φ′表示Pge′与(-F′)的夹角,则:cosφ′=gf′(11)2ωra由图2可知:Fcosγ=F′+Pgacosφ′将F、F′、Pga·cosφ′诸值代入上式,得:cosγ=f′/f(12)由式(12)可见,γ确为可求。回到2.2的分析,则可作出F、F′、Pga组成的力三角形,并求得ra:fgm′m′f′2ra=2·1+m·(2+m)·[1-(f)]ω引入符号K:m′m′f′2(13)K=1+m·(2+m)·[1-(f)]是决定于物料属性及操作因素m′的K(f′、f)(m)系数。K恒大于1。则:ra=K·gf(14)2ω又,由P′ge、(-F′)、P′g0的力三角形可得r′0:r′0=ra·1-(gf2′)2(15)ωra2.4再分析下料层的运动Pga=Pge+Pg0式中:Pga已求得;Pge大小已知,为mω2ρ;Pg0方位与F垂直;故可作出此力三角形和求得Pg0及r0(图2):由F、F′、Pga的力三角形,有:m′(16)sin(φ′-γ)=·sin2γ2Km在Pge、Pga、Pg0的力三角形中,用φ表示F的延长线与Pge的夹角,得:ra(17)cosφ=ρcos(φ′-γ)r0=ρ·sinφ-rasin(φ′-γ)(18)2.5关于上料层相对筛面的运动由于上料层相对下料层的运动和下料层相对筛面的运动,均为同频率同旋向的圆运动,故上料层相对筛面的运动亦为圆运动。
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