山西中北大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院　范倩倩

煤粉制樣設(shè)備的設(shè)計與研究

山西中北大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院范倩倩

本文基于對傳統(tǒng)煤粉制樣設(shè)備的研究，提出了新型制樣設(shè)備的設(shè)計方案，集合破碎、篩分、分級、輸送以及煤粉智能檢測功能為一體，且體積小，結(jié)構(gòu)簡單。并重點介紹了煤粉制樣設(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)計要點。

破碎機(jī)；篩分機(jī)；輸送機(jī)

前言

煤炭是我國的主要能源，為我國的電力、化工、冶金和建材等重要行業(yè)提供了動力，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基石。我國是煤炭大國，擁有大量的煤炭資源，但是作為一個發(fā)展中國家，每年的煤炭消耗量同樣居世界前列，特別是近年來，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，對煤炭的需求量越來越大。所以如何合理地應(yīng)用煤炭資源，減少不必要的浪費，一直以來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，逐漸不能滿足市場要求。特別是國內(nèi)關(guān)于煤粉制樣的機(jī)械設(shè)備的研究相對較少，目前市場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)和實驗室研究等。故通過對市場需求的調(diào)查，設(shè)計出該煤粉制樣設(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驗分析用樣品，將工業(yè)原型煤炭通過破碎、混合、篩分和運輸?shù)瘸绦?，得到合格樣品。此煤粉制樣設(shè)備集合了破碎、篩分、分級、輸送以及煤粉智能檢測功能為一體的裝置，且體積小，結(jié)構(gòu)簡單。煤粉制樣設(shè)備方案的設(shè)計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)運行時，首先通過破碎機(jī)對煤塊進(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)運輸?shù)綑z測裝置進(jìn)行檢測。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

2.1破碎機(jī)的設(shè)計

破碎機(jī)是選煤工業(yè)中的重要設(shè)備，目前市場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、自動化水平低，無法滿足日益增長的市場需要。基于設(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)計與運動特性具有非常重要的現(xiàn)實意義。

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，同時形成塊料之間的撞擊破碎，以更好地實現(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

目前，旋振篩主要用于各類粉塵、顆粒、粘液等的分級，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，但是對于一些特殊物料的高精度操作要求還不能滿足，由于旋振篩的各個出料口的位置不同，導(dǎo)致對不同等級的物料的檢測、處理等操作的不方便。

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

2.3帶式輸送機(jī)的設(shè)計

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)計和研究對煤礦機(jī)械的發(fā)展具有重要意義。我國帶式輸送機(jī)發(fā)展迅速，種類較多，且因為它具有輸送量大、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、成本低、通用性強(qiáng)等優(yōu)點而被廣泛地應(yīng)用在冶金、煤炭、交通、水電、化工等部門。

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

3　結(jié)語

煤粉制樣設(shè)備實現(xiàn)制樣的自動化，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強(qiáng)度，提高了制樣效率，對于我國煤炭機(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)破碎實驗裝置的設(shè)計與仿真［J］.煤礦機(jī)械，2014，35（01）：24-26.

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［4］閆波.煤礦帶式輸送機(jī)設(shè)計計算與應(yīng)用 ［J］.煤炭技術(shù)，2013，32（2）：7-9.

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)計及理論、智能結(jié)構(gòu)設(shè)計。