电磁驱动振筛不同平衡框架结构系统的分析与研究

朱云霞++童志++袁兴++闻平

摘 要：目前烟草企业常用的输送摊薄振筛是用电机驱动曲轴带动簧板槽体运动，这种传统模式能耗高、噪音大、摩擦损伤大，维护成本高；随着工业技术的发展，利用电磁原理实现无接触、能耗低、噪音低的电磁驱动模式，该模式通过永磁连接簧板槽体、电磁线圈通电产生吸合磁场力驱动永磁，电磁线圈机构与配重安装于平衡框架结构系统上，平衡框架结构通过簧板安装在整体框架上，考虑到整体可靠与力的平衡，本文分析几种平衡框架结构系统，通过受力与强度分析，来选择最佳的一种平衡框架结构满足系统要求。

关键词：电磁驱动 簧板连接 平衡框架 受力强度

中图分类号：TM341 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（b）-0112-03

Abstract： The current transportation diluted common vibration sieve is tobacco enterprise driven by a motor crankshaft drives the spring plate body movement， the traditional mode of high energy consumption， large noise， friction damage， high maintenance costs； with the development of industrial technology， to achieve the electromagnetic drive mode of no contact， low energy consumption， low noise by using electromagnetic principle， the model the permanent magnet connecting spring plate groove， the electromagnetic coil is energized to drive the permanent magnet attracting magnetic force， the electromagnetic coil mechanism and the counterweight balance system frame structure， frame structure is installed on the balance frame through a spring plate， taking into account the overall reliability and the balance of power， this paper analyzes several equilibrium framework of the system， by analysis of stress and strength， to choose a balanced framework best meet the requirements of the system.

Key Words： Electromagnetic drive； Spring plate connection； Balance frame； Force strength

烟草生产企业目前在用的用于输送摊薄的振动筛分机主要是由电机驱动曲轴带动簧板槽体运动，同时平衡框架结构也跟随运动，电机驱动曲轴运动模式具有能耗高、噪音大、磨损大、维护成本高缺点。随着工业技术的发展，借鉴电磁场理论，实现通过永磁加电磁线圈的主要框架，实现电磁驱动簧板槽体运动模式，这种模式具有能耗低、噪音小、磨损小、维护简单等优势。

电磁驱动与平衡体整体安装于平衡框架结构系统上，并连接簧板结构支撑系统。根据簧板受力强度与电磁驱动力的分析，不同平衡框架结构系统会有不同强度表现的框架系统，为了能更好地满足电磁驱动整体性能，通过分析不同平衡框架结构系统受力与强度，来选择合理方案。

1 电磁驱动振筛系统简介

电磁驱动振筛系统大体思路是借鉴电磁场原理，通过永磁结构连接簧板槽体系统，同时电磁线圈通电产生合适的电磁场，吸合永磁机构，驱动簧板槽体往复运动。

同时电磁线圈机构与平衡体安装于平衡框架系统上，平衡框架系统跟随电磁线圈受力往复运动，平衡体框架通过簧板连接在整体框架上。平衡框架系统与槽体在簧板的往复作用力下成剪刀式运动。图1是电磁驱动振筛系统实物图。

电磁驱动振筛系统主要由系统主要由槽体、簧板、电磁铁组件、机架、平衡框架结构系统、控制器单元组成。

槽体：采用食品级不锈钢材料制作而成、一般会分层，上层设置筛网，起到输送烟片的作用。

簧板：簧板起连接和储存能量的作用。它分别连接槽体与机架、机架与平衡框架。

电磁铁组件：电磁铁组件包含永磁、电磁线圈，驱动槽体和平衡框架系统做往复运动。

机架：机架起整体支撑作用。

平衡框架结构系统：支撑电磁驱动机构与平衡体，连接簧板成往复运动。

控制器单元：完成电磁线圈控制和调整振频振幅、监控保护等各项功能。

2 电磁驱动振筛几种不同平衡框架结构系统介绍分析

2.1 平衡框架结构系统介绍

电磁驱动振筛系统的平衡框架结构系统主要功能是支撑电磁线圈结构系统、平衡体，同时连接簧板，整体往复运动。平衡框架结构系统整体稳定可靠是关键。

电磁驱动，加上簧板反作用力的相互作用力，平衡框架受力很大，而且是往复运动受力，如果中间那个环节薄弱，就会导致框架撕裂而损坏。图2是平衡框架结构系统实物图。

2.2 整体槽钢焊接横梁结构的平衡框架结构系统

整体框架用两根M10的槽钢，小横梁通过焊接工艺直接焊接到槽钢上，电磁驱动机构与平衡体通过螺丝固定在槽钢上。从工艺上应该能满足要求。但是在实际使用中这种结构发生了撕裂的现象，主要是在槽钢与小横梁焊接点发生了撕裂现象。

通過分析发现主要是焊接点槽钢材料发生了变化，导致强度发生了变化，而磁场力与簧板反作用力是很大的，导致在焊点薄弱点发生了撕裂，影响了产品质量。图3是槽钢焊接小横梁的平衡框架结构系统示意图。

2.3 扁钢通过角铁螺丝连接小横梁的平衡框架结构系统

两根M20的扁钢通过折弯角铁螺丝结构连接小横梁，同时小横梁与扁钢之间也有螺丝连接，还有定位销结构，电磁驱动机构与平衡体通过螺丝固定在扁钢上。

这种结构首先没有焊接工艺，同时小横梁通过两边角铁螺丝连接，其本身也有螺丝连接，这样强度就能保证，加上是M20的扁钢，这样具有柔韧性还有刚度，同时螺丝是强度为12.9的高强度螺丝，这样多重保证能保证长时间电磁驱动和簧板反作用力对平衡框架结构系统没有损伤。图4是扁钢通过角铁螺丝连接小横梁结构的平衡框架结构系统图。

3 结语

随着工业技术的发展，烟草行业在用的振动筛分机驱动模式可以利用电磁场来实现低能耗、低噪音、低损伤的驱动模式。电磁场驱动模式对机械件要求也很高，尤其在振动筛分机上，一直处于振动状态，对机械强度有较高的要求。

本文论述的电磁驱动振筛其电磁驱动机构和平衡体安装于平衡框架结构系统上，该框架结构只有选用合适的连接方式才能保证机械强度。文中论述的一种通过螺丝方式连接，而非焊接工艺，其结构强度就可满足电磁驱动模式的要求，实际使用效果也很好。

参考文献

[1] 《铸铁手册》编写组.铸铁手册[M].北京：机械工业出版社，1984.

[2] 《机械设计手册》联合编写组.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，1987.

[3] 施加安.铸铁材料在弯曲载荷作用下的力学行为[D].华东化工学院，2015.

[4] 徐积善.强度理论及其应用[M].北京：永利电力出版社，1984.

[5] 陶全心.结构优化设计方法[M].北京：清华大学出版社，1985.endprint