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

2、离心机）和立式刮刀卸料离心脱水机。与立式刮刀卸料离心脱水机相比，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

3、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

4、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；13—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/mi

5、n380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　WZL10

6、00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

7、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WZL1

8、000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