煤粉制样设备的设计与研究

2016-09-13山西中北大学机械与动力工程学院范倩倩

河北农机 2016年2期

关键词：制样筛分带式

山西中北大学机械与动力工程学院　范倩倩

煤粉制样设备的设计与研究

山西中北大学机械与动力工程学院范倩倩

本文基于对传统煤粉制样设备的研究，提出了新型制样设备的设计方案，集合破碎、筛分、分级、输送以及煤粉智能检测功能为一体，且体积小，结构简单。并重点介绍了煤粉制样设备的主要组成部分（破碎机、筛分机和输送机）的设计要点。

破碎机；筛分机；输送机

前言

煤炭是我国的主要能源，为我国的电力、化工、冶金和建材等重要行业提供了动力，是国民经济发展的重要基石。我国是煤炭大国，拥有大量的煤炭资源，但是作为一个发展中国家，每年的煤炭消耗量同样居世界前列，特别是近年来，随着经济的迅速发展，各耗煤行业都保持较快的发展速度，对煤炭的需求量越来越大。所以如何合理地应用煤炭资源，减少不必要的浪费，一直以来都是非常重要的问题。

随着煤炭工业生产技术水平的不断提高，越来越多的煤炭机械用于煤炭的开采、生产和研究等，为煤炭行业提供了有利的工具。但是，许多机械设备慢慢老化，逐渐不能满足市场要求。特别是国内关于煤粉制样的机械设备的研究相对较少，目前市场上大多煤粉制样装置都体积庞大、操作不便，不利于煤井下作业和实验室研究等。故通过对市场需求的调查，设计出该煤粉制样设备。

1　煤粉制样设备的工作原理

煤粉制样的目的是为了得到能代表原型煤炭的实验分析用样品，将工业原型煤炭通过破碎、混合、筛分和运输等程序，得到合格样品。此煤粉制样设备集合了破碎、筛分、分级、输送以及煤粉智能检测功能为一体的装置，且体积小，结构简单。煤粉制样设备方案的设计是为了获得足够小的制样误差和不过大的留样量。

该煤粉制样系统的主要组成部分：破碎机、旋振筛、输送机和机壳等，其结构示意图如图1所示。制样机运行时，首先通过破碎机对煤块进行破碎，得到规定尺寸范围内的煤块进入旋振筛，通过不同目数的筛网进行煤粉的筛分，不同等级的煤粉通过出料口装到贴有标签的煤粉样品盒，被传输机运输到检测装置进行检测。煤粉制样系统的工作流程如图2所示。

图1　煤粉制样设备的机构示意图

图2　煤粉制样系统的工作流程图

2　煤粉制样设备主要机构的设计

2.1破碎机的设计

破碎机是选煤工业中的重要设备，目前市场上普遍采用的破碎机主要有颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机、反击式破碎机等。这些破碎机一般体积大、耗能高、自动化水平低，无法满足日益增长的市场需要。基于设备的节能降耗，较高的破碎工作效率，不断进行优化破碎作业，从而提高了相关工业部门的经济效益，因此深入分析破碎机构的设计与运动特性具有非常重要的现实意义。

碎煤机采用带刀式和锤式相结合的方式进行破碎，物料从进料口进入后，首先被高速旋转的刀片剪切、冲击，完成物料的初破碎，然后进入破碎腔，被锤头和锤板高速撞击，物料被高速旋转的锤头和锤板冲击破碎并抛射到筛网再次破碎，同时形成块料之间的撞击破碎，以更好地实现装置的破碎功能。物料被破碎后，粒度较小的通过筛网的筛分，从出料口排出破碎腔，而粒度较大的则留在破碎腔继续由冲击机构进行破碎。

2.2筛分机的设计

目前，旋振筛主要用于各类粉尘、颗粒、粘液等的分级，在工业、冶金行业、造纸行业和食品行业等各类行业中广泛应用。虽然旋振筛比常规筛相比具有许多优点，但是对于一些特殊物料的高精度操作要求还不能满足，由于旋振筛的各个出料口的位置不同，导致对不同等级的物料的检测、处理等操作的不方便。

筛分机的机构非常简单，整体构架主要由板和轴组成，采用倾斜式筛网对物料进行彻底筛分。当电动机开始工作时，由于偏振块的作用产生振动，并通过弹簧将振动传递给网筛，以实现对物料的筛分。

2.3带式输送机的设计

带式输送机是煤矿机械领域的重要机械设备，因此带式输送机的设计和研究对煤矿机械的发展具有重要意义。我国带式输送机发展迅速，种类较多，且因为它具有输送量大、结构简单、维修方便、成本低、通用性强等优点而被广泛地应用在冶金、煤炭、交通、水电、化工等部门。

带式输送机由电动机提供动力，通过皮带轮将动力传递给传动滚筒，传动滚筒带动输送带运动，以达到传递物料的目的。输送机上装有调速装置，用来调节控制输送速度，以满足不同工作需求。