山西中北大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院　范倩倩

煤粉制樣設(shè)備的設(shè)計(jì)與研究

山西中北大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院范倩倩

本文基于對(duì)傳統(tǒng)煤粉制樣設(shè)備的研究，提出了新型制樣設(shè)備的設(shè)計(jì)方案，集合破碎、篩分、分級(jí)、輸送以及煤粉智能檢測(cè)功能為一體，且體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。并重點(diǎn)介紹了煤粉制樣設(shè)備的主要組成部分（破碎機(jī)、篩分機(jī)和輸送機(jī)）的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

破碎機(jī)；篩分機(jī)；輸送機(jī)

前言

煤炭是我國(guó)的主要能源，為我國(guó)的電力、化工、冶金和建材等重要行業(yè)提供了動(dòng)力，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基石。我國(guó)是煤炭大國(guó)，擁有大量的煤炭資源，但是作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，每年的煤炭消耗量同樣居世界前列，特別是近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，各耗煤行業(yè)都保持較快的發(fā)展速度，對(duì)煤炭的需求量越來(lái)越大。所以如何合理地應(yīng)用煤炭資源，減少不必要的浪費(fèi)，一直以來(lái)都是非常重要的問題。

隨著煤炭工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，越來(lái)越多的煤炭機(jī)械用于煤炭的開采、生產(chǎn)和研究等，為煤炭行業(yè)提供了有利的工具。但是，許多機(jī)械設(shè)備慢慢老化，逐漸不能滿足市場(chǎng)要求。特別是國(guó)內(nèi)關(guān)于煤粉制樣的機(jī)械設(shè)備的研究相對(duì)較少，目前市場(chǎng)上大多煤粉制樣裝置都體積龐大、操作不便，不利于煤井下作業(yè)和實(shí)驗(yàn)室研究等。故通過對(duì)市場(chǎng)需求的調(diào)查，設(shè)計(jì)出該煤粉制樣設(shè)備。

1　煤粉制樣設(shè)備的工作原理

煤粉制樣的目的是為了得到能代表原型煤炭的實(shí)驗(yàn)分析用樣品，將工業(yè)原型煤炭通過破碎、混合、篩分和運(yùn)輸?shù)瘸绦颍玫胶细駱悠?。此煤粉制樣設(shè)備集合了破碎、篩分、分級(jí)、輸送以及煤粉智能檢測(cè)功能為一體的裝置，且體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。煤粉制樣設(shè)備方案的設(shè)計(jì)是為了獲得足夠小的制樣誤差和不過大的留樣量。

該煤粉制樣系統(tǒng)的主要組成部分：破碎機(jī)、旋振篩、輸送機(jī)和機(jī)殼等，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。制樣機(jī)運(yùn)行時(shí)，首先通過破碎機(jī)對(duì)煤塊進(jìn)行破碎，得到規(guī)定尺寸范圍內(nèi)的煤塊進(jìn)入旋振篩，通過不同目數(shù)的篩網(wǎng)進(jìn)行煤粉的篩分，不同等級(jí)的煤粉通過出料口裝到貼有標(biāo)簽的煤粉樣品盒，被傳輸機(jī)運(yùn)輸?shù)綑z測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)。煤粉制樣系統(tǒng)的工作流程如圖2所示。

圖1　煤粉制樣設(shè)備的機(jī)構(gòu)示意圖

圖2　煤粉制樣系統(tǒng)的工作流程圖

2　煤粉制樣設(shè)備主要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

2.1破碎機(jī)的設(shè)計(jì)

破碎機(jī)是選煤工業(yè)中的重要設(shè)備，目前市場(chǎng)上普遍采用的破碎機(jī)主要有顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)等。這些破碎機(jī)一般體積大、耗能高、自動(dòng)化水平低，無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需要?；谠O(shè)備的節(jié)能降耗，較高的破碎工作效率，不斷進(jìn)行優(yōu)化破碎作業(yè)，從而提高了相關(guān)工業(yè)部門的經(jīng)濟(jì)效益，因此深入分析破碎機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)特性具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

碎煤機(jī)采用帶刀式和錘式相結(jié)合的方式進(jìn)行破碎，物料從進(jìn)料口進(jìn)入后，首先被高速旋轉(zhuǎn)的刀片剪切、沖擊，完成物料的初破碎，然后進(jìn)入破碎腔，被錘頭和錘板高速撞擊，物料被高速旋轉(zhuǎn)的錘頭和錘板沖擊破碎并拋射到篩網(wǎng)再次破碎，同時(shí)形成塊料之間的撞擊破碎，以更好地實(shí)現(xiàn)裝置的破碎功能。物料被破碎后，粒度較小的通過篩網(wǎng)的篩分，從出料口排出破碎腔，而粒度較大的則留在破碎腔繼續(xù)由沖擊機(jī)構(gòu)進(jìn)行破碎。

2.2篩分機(jī)的設(shè)計(jì)

目前，旋振篩主要用于各類粉塵、顆粒、粘液等的分級(jí)，在工業(yè)、冶金行業(yè)、造紙行業(yè)和食品行業(yè)等各類行業(yè)中廣泛應(yīng)用。雖然旋振篩比常規(guī)篩相比具有許多優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)于一些特殊物料的高精度操作要求還不能滿足，由于旋振篩的各個(gè)出料口的位置不同，導(dǎo)致對(duì)不同等級(jí)的物料的檢測(cè)、處理等操作的不方便。

篩分機(jī)的機(jī)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，整體構(gòu)架主要由板和軸組成，采用傾斜式篩網(wǎng)對(duì)物料進(jìn)行徹底篩分。當(dāng)電動(dòng)機(jī)開始工作時(shí)，由于偏振塊的作用產(chǎn)生振動(dòng)，并通過彈簧將振動(dòng)傳遞給網(wǎng)篩，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的篩分。

2.3帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)

帶式輸送機(jī)是煤礦機(jī)械領(lǐng)域的重要機(jī)械設(shè)備，因此帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)和研究對(duì)煤礦機(jī)械的發(fā)展具有重要意義。我國(guó)帶式輸送機(jī)發(fā)展迅速，種類較多，且因?yàn)樗哂休斔土看?、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、成本低、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用在冶金、煤炭、交通、水電、化工等部門。

帶式輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通過皮帶輪將動(dòng)力傳遞給傳動(dòng)滾筒，傳動(dòng)滾筒帶動(dòng)輸送帶運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到傳遞物料的目的。輸送機(jī)上裝有調(diào)速裝置，用來(lái)調(diào)節(jié)控制輸送速度，以滿足不同工作需求。

3　結(jié)語(yǔ)

煤粉制樣設(shè)備實(shí)現(xiàn)制樣的自動(dòng)化，解決了傳統(tǒng)煤粉制樣設(shè)備體積龐大、操作不便等問題，極大地減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了制樣效率，對(duì)于我國(guó)煤炭機(jī)械的發(fā)展具有一定的意義。

［1］郎世平，郎寶賢.破碎機(jī)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

［2］王洋，閆宏偉，陸輝山.煤粉制樣系統(tǒng)破碎實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)與仿真［J］.煤礦機(jī)械，2014，35（01）：24-26.

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范倩倩，1990年出生，河南省周口市人，在讀研究生，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論、智能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。