本发明专利技术提供了一种主动调节振幅的直线振动筛分装置和方法，包括动力输入模块、振幅调节模块、连杆机构和振筛，动力输入模块通过连杆机构驱动振筛工作；动力输入模块包括输出转盘和直线槽，振幅调节模块包括调节转盘和圆弧槽；连杆机构的驱动端设置连接轴，连接轴的两端分别嵌套于直线槽和圆弧槽中，连杆的另一端驱动振筛的筛面组件；圆弧槽相对调节转盘的轴心按照具有特定规律的曲线形状设计，以便连接轴相对回转轴线的距离与调节转盘和输出转盘角度差的变化可关联计算，使得在线精准调节振幅成为可能，最终保证振筛的运行速度符合约束，提高筛分效率。提高筛分效率。提高筛分效率。
【技术实现步骤摘要】
主动调节振幅的直线振动筛分装置及其方法
[0001]本专利技术涉及振动筛分
，具体的说，涉及了一种主动调节振幅的直线振动筛分装置及其方法。
技术介绍
[0002]直线振动筛分系统广泛应用于物料筛分的场合，其筛分结果可应用于物料结构检测等。物料筛分效率受筛网运动的振幅和频率影响较大，如何提高筛分效率一直是学者们研究的重点。
[0003]提高物料在筛网的透筛率，并进一步提高筛分效率，对于振动筛分装置至关重要。部分专利通过多自由度的振动筛分装置的设计，以提高透筛率和筛分效率。中国专利2019102224813公布了一种三自由度混联振动筛分机构及控制方法与收获机，实时监测籽粒损失率及分布状态，自适应优化调整筛面水平姿态角、筛面倾角和振动频率，以提高物料在非均匀喂入情况下的筛分效率。中国专利201810023726.5公开了一种双层多自由度振动筛分装置，并通过物料的半自动化转运，实现高效筛分，极大提高筛分效率，减少工作时间，方便工业化大规模生产。
[0004]对于振动筛分系统，物料相对筛网的运动速度制约着透筛率和筛分效率，而筛网的振动幅度和频率均对相对运动速度存在影响。频率的改变一般通过调节电机运动频率实现，例如，中国专利202110007867.X公布了一种振动筛分机，专利技术控制器能控制振荡筛的振荡频率，有效提高筛分效率以及物料前移输送的自动化程度。但是，振动频率的改变会对筛分系统的生产率有较大的影响。
[0005]振幅的调节通过改变结构参数或动力学特性实现的。通过对结构参数进行改变，实现筛网不同位置的振幅的调节，从而改善筛网不同位置物料堆积的状态。例如，中国学位论文《不同喂入模式下变振幅防堵筛分过程研究》中所涉及的振动筛分装置是通过调节连杆参数实现筛面不同位置的振幅等参数发生改变；中国学位论文《潮湿煤炭变振幅等厚弹性深度筛分机理研究》中所涉及的变振幅振动筛分装置是通过改变不同分段筛面的物料分离曲线实现的。但以上所述的文献均是结构参数固定、振幅参数也固定的案例，目前对于可主动实时调节振幅的研究较少。对于动力学特性调节的方法，例如中国专利CN114273219B一种非线性振动弛张筛振幅在线无级调节装置及使用方法，CN105855160B一种自动调节振幅的高频筛及自动调节方法，分别通过增加无级调节阻尼器装置或调节电流的大小实现振幅的调节，但是该方法依赖于动力学模型，不具备对振幅实时观测的能力，无法精准控制振动筛分系统的振幅。
[0006]对于直线振动筛分系统，为了提高振幅控制精度，往往采用调节振动系统结构参数的方法实现振幅的调节，其在线实时的调整振幅的难度在于，如何设计振动机构的结构参数调节机构，从而实现振幅的精确控制。振幅的调整通常需要调节摆臂的有效作用长度，而摆臂又随负载一起高频运动，若将调整振幅的机构加载到负载端，有可能会导致负载超负荷而影响整体效率和稳定性。
[0007]且在更深入的研究中发现，直线振动筛中物料的透筛率直接决定着筛分效率，而筛面的运动速度过大导致透筛率下降，运动速度过小，物料与筛面之间的摩擦力阻碍物料与筛面之间的相对运动。为提高物料的透筛效果，应对筛面的运动速度限制在合适的范围之内，而振幅的自主调节就是解决该问题的一种有效途径。
[0008]因此，如何实现振动筛分过程中振动幅度的实时控制，从而保证振筛的运动速度尽可能处于约束的范围之内，提高物料的透筛率和筛分效率，并且不会对负载端的承载能力造成影响，是亟待解决的问题。
[0009]为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现思路
[0010]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种主动调节振幅的直线振动筛分装置及其方法，通过双电机分别驱动负载和调节机构的形式实现振幅的精准控制，同时调节机构对负载端的承载力没有影响，保证振动筛分效率。
[0011]本专利技术的基本设计构思在于：将直线振动筛分装置的筛网运动速度，与筛网振幅联动设计，形成调节模型，同时，通过设计振幅调节的规律，使振幅调节的幅度与两台电机的运动输出角度之差相关联，最终通过两台电机输出端的运动角度控制，实现了振幅的调节，进而实现筛网运动速度的调节，有效提高透筛率，本专利技术没有对其他振动参数产生影响，避免由传统单个电机为提高透筛率而频繁加减速从而影响筛网的振动频率，从而影响筛分系统的生产率。
[0012]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种主动调节振幅的直线振动筛分装置，其特征在于：包括动力输入模块、振幅调节模块、连杆机构和振筛，所述动力输入模块通过连杆机构驱动振筛工作；
[0013]所述动力输入模块包括主动做回转运动的输出转盘和设于输出转盘上的直线槽，所述振幅调节模块包括主动做回转运动的调节转盘和设于调节转盘偏心位置的圆弧槽，所述输出转盘和调节转盘的回转轴处于同一回转轴线上；
[0014]所述连杆机构的驱动端设置连接轴，所述连接轴的两端分别间隙配合的嵌套于直线槽和圆弧槽中，所述连杆的另一端驱动振筛的筛面组件；
[0015]所述圆弧槽相对调节转盘的轴心按照具有特定规律的曲线形状设计，所述直线槽按照特定方向设计，所述调节转盘和输出转盘的相对转动用于调整连接轴与回转轴线之间的距离，所述调节转盘和输出转盘的的同步转动用于驱动连杆机构的运行，所述连接轴与回转轴线之间的距离与调节转盘和输出转盘角度差的变化可关联计算。
[0016]基上所述，所述连杆机构包括连杆、轴承、所述连接轴和轴套，所述轴套是自润滑石墨铜套，所述连杆的驱动端通过轴承安装于连接轴上，所述连接轴的两端分别安装两个轴套，两个轴套分别间隙配合的嵌套于直线槽和圆弧槽中，所述连杆的另一端通过轴承驱动振筛的筛面组件。
[0017]基上所述，所述的特定规律的曲线为贝塞尔曲线或正弦曲线或余弦曲线。
[0018]基上所述，所述输出转盘和调节转盘分别由两台电机驱动，两台电机基于同一平台安装，两台电机在正常状态下同速旋转、调速状态下异速旋转。
[0019]基上所述，所述动力输入模块的电机通过第一支架固定于所述平台上，所述输出
转盘安装于所述动力输入模块的电机输出轴上，所述输出转盘与第一支架之间通过第一交叉滚子轴承转动配合，所述第一支架外端安装覆盖第一交叉滚子轴承的第一内压板。
[0020]基上所述，所述振幅调节模块的电机通过第二支架固定于所述平台上，所述调节转盘安装于所述振幅调节模块的电机输出轴上，所述调节转盘与第二支架之间通过第二交叉滚子轴承转动配合，所述第二支架外端安装覆盖第二交叉滚子轴承的第二内压板。
[0021]基上所述，所述振筛为直线振筛，包括筛网、导轨机构和支撑架，所述筛网在连杆的驱动下沿导轨机构直线往复运动，所述筛网和导轨机构基于支撑架安装于所述平台上。
[0022]基上所述，所述输出转盘输出角度θ1，所述调节转盘输出角度θ2，确定所述的特定规律的曲线为贝塞尔曲线，x
r
表示筛网的运动位移，表示筛网的运动速度，h表示筛网与动力输入模块转动中心之间的高度，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种主动调节振幅的直线振动筛分装置，其特征在于：包括动力输入模块、振幅调节模块、连杆机构和振筛，所述动力输入模块通过连杆机构驱动振筛工作；所述动力输入模块包括主动做回转运动的输出转盘和设于输出转盘上的直线槽，所述振幅调节模块包括主动做回转运动的调节转盘和设于调节转盘偏心位置的圆弧槽，所述输出转盘和调节转盘的回转轴处于同一回转轴线上；所述连杆机构的驱动端设置连接轴，所述连接轴的两端分别间隙配合的嵌套于直线槽和圆弧槽中，所述连杆的另一端驱动振筛的筛面组件；所述圆弧槽相对调节转盘的轴心按照具有特定规律的曲线形状设计，所述直线槽按照特定方向设计，所述调节转盘和输出转盘的相对转动用于调整连接轴与回转轴线之间的距离，所述调节转盘和输出转盘的的同步转动用于驱动连杆机构的运行，所述连接轴与回转轴线之间的距离与调节转盘和输出转盘角度差的变化可关联计算。2.根据权利要求1所述的主动调节振幅的直线振动筛分装置，其特征在于：所述连杆机构包括连杆、轴承、所述连接轴和轴套，所述轴套是自润滑石墨铜套，所述连杆的驱动端通过轴承安装于连接轴上，所述连接轴的两端分别安装两个轴套，两个轴套分别间隙配合的嵌套于直线槽和圆弧槽中，所述连杆的另一端通过轴承驱动振筛的筛面组件。3.根据权利要求1或2所述的主动调节振幅的直线振动筛分装置，其特征在于：所述的特定规律的曲线为贝塞尔曲线或正弦曲线或余弦曲线。4.根据权利要求3所述的主动调节振幅的直线振动筛分装置，其特征在于：所述输出转盘和调节转盘分别由两台电机驱动，两台电机基于同一平台安装，两台电机在正常状态下同速旋转、调速状态下异速旋转。5.根据权利要求4所述的主动调节振幅的直线振动筛分装置，其特征在于：所述动力输入模块的电机通过第一支架固定于所述平台上，所述输出转盘安装于所述动力输入模块的电机输出轴上，所述输出转盘与第一支架之间通过第一交叉滚子轴承转动配合，所述第一支架外端安装覆盖第一交叉滚子轴承的第一内压板。6.根据权利要求4所述的主动调节振幅的直线振动筛分装置，其特征在于：所述振幅调节模块的电机通过第二支架固定于所述平台上，所述调节转盘安装于所述振幅调节模块的电机输出轴上，所述调节转盘与第二支架之间通过第二交叉滚子轴承转动配合，所述第二支架外端安装覆盖第二交叉滚子轴承的第二内压板。7.根据权利要求1或2或4或5或6所述的主动调节振幅的直线振动筛分装置，其特征在于：所述振筛为直线振筛，包括筛网、导轨机构和支撑架，所述筛网在连杆的驱动下沿导轨机构直线往复运动，所述筛网和导轨机构基于支撑架安装于所述平台上。8.根据权利要求7所述的主动调节振幅的直线振动筛分装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：宁英豪，杨荣超，曾波，苗芊，张勍，张鹏飞，史占东，于千源，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：发明
国别省市：
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