zwp1000型卧式振动卸料离心脱水机的研究

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1、ZWP1000型卧式振动卸料离心脱水机的研究梁福兴　栗玉民　李锁柱　刘　峰　阚小平　李文清　贾秀萍　董洪山　常春祥摘要　ZWP1000型卧式振动卸料离心脱水机通过利用远共振线性振动原理，采用橡胶弹簧、整体支座、特殊密封结构和适当施加主轴承预紧力等技术措施，解决了老式卧振存在的振动参数不稳定、主轴承和弹簧易损坏、支座易开裂和箱体漏油严重等问题，提高了设备工作可靠性。关键词　卧式振动离心机　振动原理　结构　可靠性1　前　言　　目前，国内选煤厂对13～0．5mm粒级末煤的脱水主要使用卧式振动卸料离心脱水机（简称卧振离心机）和立式刮刀卸料离心脱水机。与立式刮刀卸

2、料离心脱水机相比，卧振离心机具有占用空间小、重量轻、能耗低、易磨损件少、筛篮更换方便和对煤的粉碎率低等特点。但是，国产卧振离心机在使用中普遍存在着振动参数不稳定、主轴承和弹簧易损坏、支座易开裂和箱体漏油严重等问题。鉴于上述情况，煤科总院唐山分院承担了“提高卧式振动离心脱水机工作可靠性的研究”课题，并列入国家“九五”攻关项目。新研制的ZWP1000型卧振离心机于1998年9月安装在开滦矿务局赵各庄矿选煤厂生产系统，至今已正常运转半年多，未发生故障，脱水效果良好，各项技术性能指标均达到了攻关目标的要求。课题于1999年2月通过国家煤炭工业局现场技术鉴定，鉴定

3、认为：整机技术性能达到了国内领先水平，可以定型，批量生产，推广应用。2　工作原理　　ZWP1000型卧振离心机（图1）工作时筛篮既绕轴线旋转又沿轴向振动，湿煤经过给料管进入筛篮的底部形成一个煤层，煤层在离心力和振动力共同作用下，贴着筛面均匀地向筛篮大端移动，在移动过程中，煤中的水透过煤层和筛缝甩到机壳内，流向排液口排出，脱水后的煤从筛篮大端甩出，落入排料口向下排出。图1　ZWP1000型卧振离心机工作原理图1—隔振橡胶弹簧；2—机架；3—支座；4—盘形弹簧；5—皮带轮；6—主轴承；7—主轴；8—激振器；9—箱体；10—连接弹簧；11—机壳；12—筛篮；1

4、3—给料管；14—排料口3　技术特征　　ZWP1000型卧振离心机的主要工艺指标及地脚、外部连接尺寸与老式卧振离心机（WZL1000型）相同。其技术特征见表1。表1　技术特征项　　目　　　数　值入料粒度（mm）0.5～13入料水分（％）＜30处理能力（t/h）100产品外在水分（％）5～9筛篮大端直径（mm）1000筛篮半锥角（°）13筛网缝隙（mm）0.5筛篮转速r/min380振动频率（Hz）23～28单振幅（mm）2～3主电动机功率（kW）22振动电动机功率（kW）5.5外形尺寸（mm）2150×1875×1765机器重量（kg）26804　振动系

5、统研究　　老式WZL1000型卧振离心机采用的是惯性激振的非线性振动系统。该振动系统特性曲线见图2，A点是其工作点，离心机在近共振区工作，其振幅受动力学参数的影响很大。当离心机入料方式和入料量发生变化时，都会引起离心机振幅的改变，这就需要有经验的技术人员随时调整振幅。振幅的调整是比较麻烦的，给生产带来很大的不便。图2　WZL1000振动系统特性曲线　　ZWP1000型卧振离心机则采用了惯性激振的线性振动系统。该振动系统特性曲线见图3，图3中A点是其工作点，离心机远离共振区工作，其振幅受动力学参数的影响很小。即使离心机入料方式和入料量发生较大变化也不会引起

6、离心机振幅的明显变化。该机振幅稳定，不需调整，从而解决了老式卧振离心机振动参数不稳定，调整频繁而且困难的问题。图3　ZWP1000振动系统特性曲线5　关键部件的研究设计5.1　连接弹簧设计　　卧振离心机振动系统系双质量振动系统（图4、图5）。它的关键部件是第一质量m1（机壳、支座和机架等）和第二质量m2（筛篮、主轴和激振器等）之间的连接弹簧。通过分析发现，该弹簧同时受到三个方向的负荷，其一是振动系统弹性力；其二是第二质量m2的重力和皮带拉力等组成的径向合力；其三是振动电机皮带拉力产生的旋转力矩。老式WZL1000型卧振离心机采用金属板弹簧作为连接弹簧，这

7、种弹簧只在离心机轴线方向有较好的弹性，其他方向弹性很差，当机体由于物料不平衡产生横向晃动时金属板弹簧很容易损坏。为此，我们依据橡胶弹簧能同时承受多个方向负荷的特点，设计了橡胶弹簧作为ZWP1000型卧振离心机的连接弹簧，从而解决了WZL1000型卧振离心机连接弹簧易损坏的问题。图4　WZL1000振动系统简图图5　ZWP1000振动系统简图5.2　主轴承计算　　卧振离心机采用一对推力向心球面滚子轴承（图1），用以支承主轴旋转和承受主轴上各零件产生的轴向惯性力。由于轴向惯性力的方向是变化的，所以在主轴末端用圆螺母和盘形弹簧将主轴承内外圈预先压紧，并使预紧力

8、大于轴向惯性力，以防止离心机工作时主轴承内圈和外圈分开发生撞击而损坏。但是，预紧