一种磨介主动撞击并旋转研磨的振动研磨方法技术

一种磨介主动撞击并旋转研磨的振动研磨方法，采用无级调速电机驱动摆动轴，磨介设置在带偏心块的摆动轴的下端，使所述磨介和偏心块呈一定的空间夹角固定在摆动轴适当位置上，以使激振力主要作用在水平面，且所述磨介和偏心块通过传动装置随无级调速电机旋转，在激振力作用下在磨腔内部主动对物料撞击并随电机转动产生旋转研磨；本发明专利技术具有研磨效率高、节能、研磨粒度细、弹簧受力状况好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于矿物粉磨设备
，特别涉及一种磨介主动撞击并旋转研磨的振动研磨方法。
技术介绍
我国是矿产资源大国，现已探明的矿产就有近200种，矿产资源总量位居世界第三，仅次于美国和俄罗斯，占到世界矿产总量的12％左右，但是关系国计民生的用量较大的矿产，或由于选矿难，或由于找矿设备的原因，使得很多矿产资源开发利用条件差。而在对矿产资源寻找的过程中，必须要对矿物经过分析化验，这样就要对矿物试样进行破碎和粉磨，然后才能进一步分析。物料的破碎是工矿企业中应用非常多的一种工艺过程，大多数原始的开采物料都需经过破碎和粉磨这一工艺，我国每年需要对数亿吨矿石和石料进行破碎和粉磨。传统破碎机的破碎方法存在很大的局限性，当物料的强度达到2×108Pa时，物料就很难被破碎或者粉磨，也就要求所选设备的性能越高。振动磨机是试样加工过程中细研磨的一种重要加工设备，振动粉磨克服了传统工艺的缺点，有占地面积小、研磨介质填充率，振动频率高、单位容积筒体的处理量大、功耗较小、产品粒度细等优点。但是由于相关技术的落后，存在加工效率低下、粉磨粒度较大、设备易出现故障、能耗较大等问题。因此研制出有效提高加工效率、细化矿物粉磨粒度、提高设备的使用寿命并降低能耗的设备，不但对该行业产生很大的经济效益，而且对实验室矿产资源试样加工行业及矿业选矿有一定的积极意义。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种磨介主动撞击并旋转研磨的振动研磨方法，可有效解决传统振动磨机研磨效率低、能耗大、弹簧疲劳失效的问题，是一种磨介于磨腔内部主动撞击并旋转研磨物料的振动研磨方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种磨介主动撞击并旋转研磨的振动研磨方法，采用无级调速电机驱动摆动轴，磨介设置在带偏心块的摆动轴的下端，使所述磨介和偏心块呈一定的空间夹角固定在摆动轴适当位置上，以使激振力主要作用在水平面，且所述磨介和偏心块通过传动装置随无级调速电机旋转，在激振力作用下在磨腔内部主动对物料撞击并随电机转动产生旋转研磨。所述磨介有一定的偏心距，例如37.94mm，以使自身产生一定的激振力。可根据设计要求设计偏心距，同时满足设计性能要求。磨介有一定的强度刚度和耐磨性，有较好的使用寿命。所述磨介与偏心块呈90°的空间夹角固定在摆动轴上，其夹角大小取决于磨机激振力大小要求，可调节，调节空间夹角可调节激振力大小。所述的磨介和偏心块固定在摆动轴上适当位置，所述摆动轴竖直方向上受力平衡，以使得摆动轴尽量保持竖直状态，激振力主要在水平面内，磨介有较好的水平撞击条件。所述磨介在磨腔内部，磨介底部与磨腔底部贴合，以减少底部研磨乏能区。所述无级调速电机以可变的旋转加速度逐渐加速启动，工作结束后以一定的减速度逐渐减速，以改善传动件受力，且工作时的转速可变。无级调速电机采用基于S型曲线的加减速控制方法，将加减速过程分为7个阶段(每一段对应的加加速度为常量)：加加速段、匀加速段、减加速段、匀速段、加减速段、匀减速段、减减速段，从而渐变地控制电机旋转速度，按S型曲线形式平滑变化，加速度连续，改善万向节等关键部件受力，其最大加速度取决于万向节受力。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)磨介和偏心块在磨腔内部研磨，可减小参振质量，且无级调速电机可降低启动功率，可有效节能。2)磨介在自身和偏心块产生的激振力下主动撞击，可使得磨介与物料间产生较大的撞击力，有利于研磨初始阶段的物料的粗磨。3)磨介随轴转动，可产生较大的旋转动能，与物料间产生旋转研磨，有利于研磨后期的物料的细磨。4)无级调速电机可改善万向节的因电机启动停止的瞬时受力，提高万向节使用寿命。5)磨介内部撞击，降低了传统磨机对磨腔的振幅的要求，一定程度上改善了支撑弹簧受力状况。6)磨介于磨腔内部主动研磨，可根据不同物料性质和进出料粒度调节偏心块位置、夹角和电机转速等，调节激振力和振动频率进行高效针对性的研磨。附图说明图1为本专利技术涉及的立式振动磨机的结构示意图。图2为摆动轴—偏心甩锤配合图。图3为图2的AA剖视图。图4为法兰俯视图。图5为图1中的I的放大图。图6为图5的B-B视图。图7为图6的C视图。图8为某传统型立式振动磨机结构示意图。图9为本专利技术实施例中A磨机和B磨机的碰撞力分析示意图。图10为本专利技术实施例中A磨机和B磨机的磨介运动轨迹示意图。图11为本专利技术实施例中A磨机和B磨机的磨介旋转动能示意图。图12为本专利技术实施例中A磨机和B磨机中弹簧受力示意图。图13为本专利技术实施例中A磨机和B磨机中弹簧水平方向振幅示意图。图14为本专利技术实施例中A磨机和B磨机的磨介动能示意图。其中，1为偏心甩锤、2为摆动轴、3为机架、4为锁紧装置、5为空气弹簧、6为动支架、7为电机支架、8为轮胎式联轴器、9为无级调速电机、10为圆锥滚子轴承、11为万向节、12为上凹凸式法兰、13为下凹凸式法兰、14为偏心块、15为磨腔、16为橡胶垫片、17为垫片、18为轴一、19为拉杆、20为轴二、21为偏心凸起、22为偏心锥孔；23为主机、24为壳体、25为钵体、26为磨介、27为气动弹簧、28为主振弹簧、29为偏心块装置、30为轴系、31为电机、32为皮带轮组。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，下面结合申请人立式振动磨机(专利CN201620321364.4)详细说明本专利技术的实施方式，并将其效果与一种传统方法研磨的立式振动磨机进行仿真对比，分析本方法的优劣。工作开始前，打开锁紧装置4，通过上凹凸式法兰12和下凹凸式法兰13实现磨腔15和动支架6的快速分离，从而将物料装入磨腔15，装料完成后闭合上凹凸式法兰12和下凹凸式法兰13，并关闭锁紧装置4。工作时，无级调速电机9从低速开始启动，并逐渐加速至工作转速，无级调速电机9通过轮胎式联轴器8和万向节11与磨腔15内的摆动轴二联接，摆动轴二通过固定在其上的偏心块14实现离心运动，并带动起下端的偏心甩锤(磨介)1与磨腔15之间产生研磨。偏心块14和偏心甩锤(磨介)1之间的位置及空间夹角由研磨要求进行调节。偏心甩锤1上对称设置有偏心凸起21和偏心锥孔22，同时偏心锥孔22可使物料通过，并增加偏心力，增强研磨作用。偏心甩锤(磨介)1和偏心块14固定在摆动轴二的适当位置，使摆动轴二在竖直方向上无较大倾斜，碰撞力主要在水平面。偏心甩锤(磨介)1在激振力作用下主动撞击物料，有利于研磨阶段的粗磨；其随电机转动，可产生较大的旋转研磨，对研磨阶段的细磨更为有利，综合起来，较传统形式振动磨机，本研磨方法更加有利于研磨(细磨、超细磨等)。偏心甩锤(磨介)1在磨腔15内部进行研磨，可减小振动，且工作产生的振动可通过固定在磨机的机架3和动支架6间的空气弹簧5缓冲。空气弹簧5(或橡胶弹簧)向磨腔12的轴心呈一定的倾角布置，可支撑磨腔15，并缓冲振动。磨腔15固定在动支架6的下部，进而支撑到空气弹簧5上，有利于磨腔15在重力和弹簧弹力作用下恢复竖直状态。工作一定的时间后，达到所需的细度，关闭无级调速电机9，无级调速电机9将转速逐渐降低至停车，打开锁紧装置4，打开法兰12、13，卸下磨腔15，取出产品，从而实现一次工作循环。为分析本方法的优点，结合设备对采用本方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磨介主动撞击并旋转研磨的振动研磨方法，采用无级调速电机驱动摆动轴，磨介设置在带偏心块的摆动轴的下端，其特征在于，使所述磨介和偏心块呈一定的空间夹角固定在摆动轴适当位置上，以使激振力主要作用在水平面，且所述磨介和偏心块通过传动装置随无级调速电机旋转，在激振力作用下在磨腔内部主动对物料撞击并随电机转动产生旋转研磨。

【技术特征摘要】
1.一种磨介主动撞击并旋转研磨的振动研磨方法，采用无级调速电机驱动摆动轴，磨介设置在带偏心块的摆动轴的下端，其特征在于，使所述磨介和偏心块呈一定的空间夹角固定在摆动轴适当位置上，以使激振力主要作用在水平面，且所述磨介和偏心块通过传动装置随无级调速电机旋转，在激振力作用下在磨腔内部主动对物料撞击并随电机转动产生旋转研磨。2.根据权利要求1所述磨介主动撞击并旋转研磨的振动研磨方法，其特征在于，所述磨介有一定的偏心距，以使自身产生一定的激振力。3.根据权利要求2所述磨介主动撞击并旋转研磨的振动研磨方法，其特征在于，所述磨介有37.94mm的偏心距，可根据设计要求设计偏心距，同时满足设计性能要求。4.根据权利要求1所述磨介主动撞击并旋转研磨的振动研磨方法，其特征在于，所述磨介与偏心块呈90°的空间夹角固定在摆动轴上，其夹角大小取决于磨机激振力大小要求，可调节。5.根据权利要求1所述磨介主动撞击并旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：董继先，乔博磊，宇文欢，张金，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61