自同步振动给料机的生产率.pdf_大学文库

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1994.03.015 第16卷第3期北京科技大学学报 Vol.16 No.3 1994年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing June 1994 自同步振动给料机的生产率刘建平朱允言北京科技大学机械系，北京100083 摘要用正交设计方法，对TZG80-120F自同步振动给料机的生产率进行了实测研究，得到了给料机的激振力、倾角、振动方向角和人料口厚度与生产率及电参数的关系.并找到了各参数之间的最优组合· 关键词给料机，振动，自同步中图分类号TH237.1 Productivity of the Self-Synchronization Vibration Feeder Liu Jianping Zhu Yunyan Department of Mechanical Engineering.USTB.Beijing 100083.PRC ABSTRACT Measurement and analysis of productivity on the TZG80-120F are carried out by using orthogonal design method.The influence of excitation force,angle of the feeder direc- tion angle and burden thickness at the entrance on productivity is revealed.The influence of these parameters on the electric parameters is also revealed.The optimum plan of all of the parameters is found. KEY WORDS feeder,vibration,self-synchronization 给料机广泛地应用于冶金、矿山等众多的工业部门·目前使用的给料机有往复式、电磁振动和自同步式等，其中，自同步式由于它结构简单、工作可靠，维护方便而被国内外许多企业所采用·在我国，一般大、中型高炉的供料系统都采用了贮矿槽槽下筛分的新工艺，这种工艺的采用不仅要有好的筛分设备，而且一定要有好的给料机相配套才能发挥其优越性·比如，振动筛上料层的厚度对筛分效率有很大的关系，而料层厚度的控制主要通过给料机来实现，为此我们对河南太行振动机械厂生产的TZG80-120F自同步式给料机进行了综合测试，找出了各参数变化时，对这些指标，特别是对生产率影响的规律，得到参数之间的最优组合·这些结果给采用这种类型给料机的厂家提供了合理使用和调节这种给料机的科学依据，同时也为它的进一步完善提供了依据， 1993-09-03收稿第一作者男40岁副教授硕士

第 61 卷第 3 期 1 9 9 4 年 6 月北京科技大学学报 Jo u m a l o f U 苗 ve rs iyt o f s百ne ec a n d T ec h n o l o gy Be ji ing V o l . 16 N o . 3 J . 犯 1 9 9 4 自同步振动给料机的生产率刘建平朱允言北京科技大学机械系 , 北京 1仪刃8 摘要用正交设计方法 , 给料机的激振力、倾角、间的最优组合 . 关扭词给料机 , 振动 , 中圈分类号 I H 23 7 . 1 对下叹玉80 一 120 F 自同步振动给料机的生产率进行了实测研究 , 得到了振动方向角和人料口厚度与生产率及电参数的关系 . 并找到了各参数之自同步 P or d u c t i v it y o f t he S e l f 一 S y n c h r o i az t i o n V i b r a t i o n F e de e r L i u iJ a ” P i n g Z h “ uY -Vn a n eD p a rt ~ t o f M eC h a n l cal E n 乡毗ir n g , U S犯 , eB i ji n g l〕 X均3 , P R C A B S T R A C T M aes uren t a n d a n a l ys is o f P ro d u ct i vi t y o n t h e T Z G 80 一 12 0 F a re ca 币de o u t b y us l n g o rt ho g o n a l d es 】g n n 犯 t h o d . hT e infl u en ce o f xe d at t i o n fo 溉 , a n gl e o f t h e l钦对e r d ~ t i o n a n gl e a n d b u ld en t h ick n es a t t h e en t ar n ce o n P or d u ct i v iyt 15 er v ea led . hT e i n fl u en ce o f t h es P a ar n 犯t e sr o n t h e e l 。 =t ir c P a ar n 犯 te sr 15 a ls o er vca led . hT e o P t im u m P l a n o f a l o f t h e P a ar n 记 t e sr 15 fo u n d . KE Y W O R I万伪记er , vi b ar it o n , 肥If 一 s yn e h or n 沥ti o n 给料机广泛地应用于冶金、矿山等众多的工业部门 . 目前使用的给料机有往复式、电磁振动和自同步式等 . 其中 , 自同步式由于它结构简单、工作可靠 , 维护方便而被国内外许多企业所采用 . 在我国 , 一般大、中型高炉的供料系统都采用了贮矿槽槽下筛分的新工艺 . 这种工艺的采用不仅要有好的筛分设备 , 而且一定要有好的给料机相配套才能发挥其优越性 . 比如 , 振动筛上料层的厚度对筛分效率有很大的关系 , 而料层厚度的控制主要通过给料机来实现 . 为此我们对河南太行振动机械厂生产的 T Z G 80 一 120 F 自同步式给料机进行了综合测试 , 找出了各参数变化时 , 对这些指标 , 特别是对生产率影响的规律 , 得到参数之间的最优组合 . 这些结果给采用这种类型给料机的厂家提供了合理使用和调节这种给料机的科学依据 , 同时也为它的进一步完善提供了依据 . l卯3 一的一 0 3 收稿第一作者男 40 岁副教授硕生 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1994. 03. 015

Vol.16 No.3 刘建平等：自同步振动给料机的生产率 271· 1 试验方法及设备试验所用给料机是在厂家的TZG80-120F产品实物上进行的.它装在该厂的专用试验台上.试验用物料为高炉实际所用的球团矿和焦炭，试验采用正交设计的方法·取振动方向角(x)、槽面倾角()、激振力(F)、入料口厚度 (b)和物料种类作为试验因素.前4个因素的每个因素取4个水平，后1个取2个水平.它们的取值范围见因素水平表（表1）· 专门为振动方向角的调整做了调整底表1因素水平表座·先将底座固定在原电机位置上，然后 Table 1 Factor levels 再将电机安装在调整底座上·槽面倾角变水平因化采用增加吊挂小钩的办法很方便地实现素 2 4 其水平的改变.改变振幅是靠将原振动电 F/N 7840 15680 19600 25480 机偏心块的质量及其分布的增加或减少来 x/() 30 36 42 48 1() 0 5 10 15 实现，入料口厚度是由改变料仓节流阀开 b/m 0.10 0.15 0.20 0.25 口度来达到所需水平.为尽可能地减少试物料矿焦验次数，而又能获得较好的效果，在选择了合适的正交表后对其进行了改造，成为一个L6(44×2)的正交表. 正交表内的每一个试验号一般做2次试验，各指标取其相应2次的平均值·试验结果列于表2. 表2试验结果 Table 2 Testing results 试验号质量生产率 1/s P站动 P平聚 /(t·h) I起陆/A 起动自同步 /kw /kW I平袋/A 79.2 3.7 3.3 1.99 0.66 8.97 1.66 2 180.0 3.2 3.2 1.99 0.88 8.97 1.95 3 103.3 4.2 4.3 2.03 0.82 9.16 2.14 4 157.0 5 4.1 2.10 0.94 8.97 2.15 5 54.0 39 4.1 1.93 0.64 9.16 1.90 6 36.0 3. 35 1.93 0.67 8.78 1.48 7 237.0 6.0 6 2.00 1.11 8.68 2.74 8 259.0 4.1 3.1 2.09 0.96 9.14 2.39 9 163.0 5.0 1.93 0.96 894 2.60 10 262.0 6.1 2.08 128 9.26 3.1 11 56.5 32 2.03 0.58 9.16 1.51 12 92.8 35 1.97 0.73 8.78 1.92 13 80.0 2 65 2.04 0.97 9.16 238 14 78.5 42 4.9 2.09 0.96 9.16 2.23 218.0 3.8 3.7 1.98 0.91 8.97 2.44 16 156.0 3.0 3.9 2.06 0.64 8.97 1.60

V6 1 . 1 6 N o . 3 刘建平等 : 自同步振动给料机的生产率 1 试验方法及设备试验所用给料机是在厂家的 T ZG 80 一 1 20 F 产品实物上进行的台上 . 试验用物料为高炉实际所用的球团矿和焦炭 . 试验采用正交设计的方法 . 取振动方向角 (幻、槽面倾角 (户、 ()b 和物料种类作为试验因素 . 前 4 个因素的每个因素取 4 个水平 , 的取值范围见因素水平表 (表 1) . 专门为振动方向角的调整做了调整底表 1 它装在该厂的专用试验激振力 ( )F 、人料口厚度后 1个取 2 个水平 . 它们座 . 先将底座固定在原电机位置上 , 然后再将电机安装在调整底座上 . 槽面倾角变化采用增加吊挂小钩的办法很方便地实现其水平的改变 . 改变振幅是靠将原振动电机偏心块的质量及其分布的增加或减少来实现 . 人料口厚度是由改变料仓节流阀开口度来达到所需水平 . 为尽可能地减少试验次数 , 而又能获得较好的效果 , 在选择 aT 决 1 因素水平表 F a C t o r l e v e 卜 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - . 因素一一一- 土 - - - - 二 - - - - 一 1 2 3 4 b / m 物料 7 84 0 3 0 0 0 . 10 矿 1 5 6 8 0 36 5 0 . 1 5 佳 19 6 0 0 42 l 0 0 . 20 2 5 4 80 4 8 l 5 0 . 2 5 ll (o(oN r州脚/ 了合适的正交表后对其进行了改造 , 成为一个 L 16 (4 ` x Z ’ ) 的正交表 . 正交表内的每一个试验号一般做 2 次试验 , 各指标取其相应 2 次的平均值 . 试验结果列于表 2 . 表 2 1 ’a b睦 2 试验号质量生产率 / ( t · h 一 ’ ) 起动自同步试验结果 T e s it n g r e s ul st 尸起动尸平橄 / k w / k w I 起动 / A I 。 /A 3 . 3 1 . 9 9 0 . 66 32 1 . 卯 0名8 4 3 2乃3 0名2 4 . 1 2 . 10 0 . 94 4 . 1 1 . 9 3 0 . 醉 3 . 5 1 . 9 3 0石7 6刀 2 . 田 1 . 1 1 3 . 1 .2 的 0 . % 1 . 9 3 0 . % 2 . 08 1 . 28 2刀3 0 . 5 8 1 . 97 07 3 6 . 5 2 . 供 0夕7 4月 2 . 的住% 3 . 7 1 . 98 0 . 9 1 3 . 9 2 . 既住砚一勺乙气ù,n `U 01 伪` à勺一气乙气OC 2 牛王丘峨生1.63l O 3 4 5 6 7 8 9 l 0 l l l 2 l 3 l 4 l 5 l 6 7 9 . 2 180 . 0 103 . 3 15 7 D 抖 D 36刀 2 37 . 0 2 59 刀 1 63刀 2 62乃 56 . 5 92 . 8 80 D 78 . 5 2 1 8 . 0 1 56 . 0 8 . 9 7 1 . 6 6 8 . 97 1 . 9 5 9 . 1 6 2 . 14 8乡7 2 . 1 5 9 . 1 6 1 . 如 87 8 1 . 48 8 一 68 2夕4 9 . 14 2 3 9 8 . 94 2 . 印 9 . 26 3 . 1 9 . 16 1 . 5 1 87 8 1 . 9 2 9 . 16 2 3 8 9 . 16 2 2 3 89 7 2 4 89 7 1 . 团

·272 北京科技大学学报 1994年No.3 每次试验一般在10~13s,然后从所记录下来的示波图上减去起动、制动时间.测出体积、称出质量、即得到相应的质量生产率(t/h)和体积生产率(m/h), 振幅的测量使用了压电式加速度传感器用来获得其振动信号，又经ZK-2型阻抗变换器将信号送人F-1型积分放大器和GZ2型六线测振信.然后，由SC16线光线振子示波器将信号记录在感光纸带上·加速度传感器装在给料机的入料端和出料端各装2个，同时测得两头 x和y方向（沿料流方向为x方向，铅垂方向为y方向）的振幅，然后计算得到沿振动方向的振幅，电流、功率的测量采用电流互感器、电压互感器、功率变送器和电流变送器，并由$C16 线振子示波器记录·电流和功率的标定是在测量线路中串入电流表和三相功率表，在现场直接读数标定，尽可能地减少误差，同步时间的测定用了2组红外发光二极管和硅光电三极管，信号经放大器放大后直接送往SC16线振子示波器记录， 2 试验数据处理分析对正交表进行试验数据处理和分析.得出各水平的平均值、高水平号、极差及显著性水平，其中各因素对体积生产率(V)的影响是最主要的内容之一，将其列于表3. 表3体积生产率正交表分析 Table 3 Volume productivity orthogonal analysis 水平1 水平2 水平3 水平4 高水平极差显著性 F/N 4.95 83.7 91.7 115 4水平 65.5 >95% “/(°) 952 76.8 86.4 81.8 水平1 18.5 75% (℃) 61.7 81.1 89.3 108 水平4 46.3 >90% 物料 88.5 80.3 水平1 8.2 <75% 误差1 86 84 水平1 2 误差2 91 79 水平1 12 从表3可看出，影响体积生产率的显著因素为电机激振力，其次是倾角，再次为人料口的厚度，振动方向角对其影响不大（最优水平为30°）.矿石的生产率比焦炭大8%. 为直观地了解振动方向角、槽面倾角、激振力和入料口厚度对生产率的影响，分别以这 4个因素为横坐标，体积生产率为纵坐标绘制成曲线见图1~图4· 分析表明，所有因素的变化对起电流几乎没有影响，主要是起动时，由于旋转磁场对静止的转子有着很大的相对转速所致·而激振力对稳定电流、起动功率和稳定功率都有较显著的影响，即增加了偏心块质量及其质量分布等效于稳定阶段增加了系统的阻尼，使能耗有所增加· 起动时间一般小于5s,影响起动时间最显著的因素是激振力·因为起动时间 t=Iπn/30M 当电机选定后，起动力矩M和转速n也就定了，改变了激振力即改变了转动惯量I,造成

· 7 2 2 · 北京科技大学学报燮抖年 o N 1 . 3 每次试验一般在一 1 1 0 3 5 , 然后从所记录下来的示波图上减去起动、制动时间 . 测出体积、称出质量 , 即得到相应的质量生产率 ( t/ h ) 和体积生产率 (m , / h ) . 振幅的测量使用了压电式加速度传感器用来获得其振动信号 , 又经 Z K 一 2 型阻抗变换器将信号送入 FJ 一 1型积分放大器和 6 2 2型六线测振信 . 然后 , 由S C 16 线光线振子示波器将信号记录在感光纸带上 . 加速度传感器装在给料机的人料端和出料端各装 2 个 , 同时测得两头 x 和 y 方向 (沿料流方向为 x 方向 , 铅垂方向为 y 方向) 的振幅 , 然后计算得到沿振动方向的振幅 . 电流、功率的测量采用电流互感器、电压互感器、功率变送器和电流变送器 , 并由S C 16 线振子示波器记录 . 电流和功率的标定是在测量线路中串人电流表和三相功率表 , 在现场直接读数标定 , 尽可能地减少误差 . 同步时间的测定用了 2 组红外发光二极管和硅光电三极管 , 信号经放大器放大后直接送往 S C 16 线振子示波器记录 . 2 试验数据处理分析对正交表进行试验数据处理和分析 . 得出各水平的平均值、高水平号、极差及显著性水平 . 其中各因素对体积生产率 (咐的影响是最主要的内容之一 , 将其列于表 3 . 表 3 体积生产率正交表分析几比 3 V o lum e P r o d u e it 讨yt o r t h o g o n a l a n a l y滋s 水平 1 水平 2 水平 3 水平 4 高水平极差显著性 F / N 4 . 95 83 . 7 9 1刀 1 15 4 水平 6 5 . 5 > 9 5% “ / ( “ ) 95 . 2 76名 86 . 4 81名水平 1 18 . 5 75% 口( ℃ ) 6 1 . 7 81注 89 . 3 108 水平 4 46 . 3 > 如% 物料 8 5 80 3 水平 1 8 2 < 75 % 误差 1 86 84 水平 1 2 误差 2 91 7 9 水平 1 12 从表 3 可看出 , 影响体积生产率的显著因素为电机激振力 , 其次是倾角 , 再次为人料口的厚度 , 振动方向角对其影响不大 (最优水平为 30 。 ) . 矿石的生产率比焦炭大 8 % . 为直观地了解振动方向角、槽面倾角、激振力和人料口厚度对生产率的影响 , 分别以这 4 个因素为横坐标 , 体积生产率为纵坐标绘制成曲线见图 1一图 4 . 分析表明 , 所有因素的变化对起电流几乎没有影响 . 主要是起动时 , 由于旋转磁场对静止的转子有着很大的相对转速所致 . 而激振力对稳定电流、起动功率和稳定功率都有较显著的影响 , 即增加了偏心块质量及其质量分布等效于稳定阶段增加了系统的阻尼 , 使能耗有所增加 . 起动时间一般小于 5s , 影响起动时间最显著的因素是激振力 . 因为起动时间 t = 玩 n / 30 M 当电机选定后 , 起动力矩 M 和转速 n 也就定了 . 改变了激振力即改变了转动惯量 I , 造成