孙彦波，王子冲，杨自武，蒋玮，赵东明，沈磊

（1.云南烟叶复烤有限责任公司，云南保山678000；2.昆明贝森（风动）蜂窝纸板设备制造有限公司，云南昆明650203）

电磁驱动板弹簧振动筛分机开发应用

孙彦波1，王子冲1，杨自武1，蒋玮1，赵东明2，沈磊2

（1.云南烟叶复烤有限责任公司，云南保山678000；2.昆明贝森（风动）蜂窝纸板设备制造有限公司，云南昆明650203）

采用电磁驱动系统对传统板弹簧型振动筛分机进行改造，设计开发新型电磁驱动系统解决传统板弹簧型振动筛分机旋转电机+偏心连杆驱动系统传动效率低、零部件磨损大、能耗高、噪声大、维护费用高的缺陷和不足。实际应用表明，设计开发的电磁驱动板弹簧型振动筛分机可有效降低设备故障率，设备运行噪声小，能耗低，设备维护工作量少和维护费用低。

电磁驱动系统；板弹簧型振动筛分机；开发应用

0 概述

板弹簧型振动筛分机在烟草行业打叶复烤、制丝生产线上大量使用，主要用于烟草物料筛分、输送，驱动系统大多为旋转电机+偏心连杆机构，即振动筛分机工作时由旋转电机带动偏心轴，偏心轴通过两连杆连接筛分槽体与平衡体分别向相反方向运动，实现振动筛分机的驱动，完成物料的筛分、输送（图1）。这种传统驱动装置驱动的振动筛分机，振幅由偏心轴的偏心量决定，振动频率由偏心轴的旋转速度决定，一旦偏心连杆机构和驱动系统传动比确定，振动筛分机工作时的振幅、工作频率均保持恒定。这种驱动装置稳定性好，但工作振幅、工作频率不能根据生产实际需要进行适时调节，同时驱动系统传动效率低、零部件磨损大、能耗高、噪声大和维护费用高。

1 电磁驱动板弹簧振动筛分机

1.1 设计开发目标

（1）电磁驱动系统能实现板弹簧振动筛分机往复直线驱动，工作振幅、工作频率能满足烟草物料的筛分、输送要求。

（2）电磁驱动系统能根据生产流量实际情况，对板弹簧振动筛分机的工作振幅、工作频率进行在线调节。

（3）较传统板弹簧型振动筛分机工作能耗更低，设备运行噪声小，维护工作量小。

1.2 装置构成及注意事项

1.2.1 构成

电磁驱动板弹簧振动筛分机主要由筛分机和电磁驱动装置两部分组成。筛分机采用传统板弹簧型振动筛分机进行改造，由筛体、平衡体、板弹簧、机架组成。筛体由板弹簧支撑并与机架相连；平衡体在筛分、输送过程中运动方向同筛体相反，用于平衡筛体及物料运行过程中对机架产生的反作用力，由板弹簧支撑并与机架相连；板弹簧在筛分、输送过程中受力后发生“弹性”变形迫使筛体和平衡体产生相对运动，同时还有连接支撑作用。筛体和平衡体分别用独立电磁驱动头驱动，智能控制器采用380 V电源，应能够对电磁驱动头分别进行驱动控制，电磁驱动振动筛分机外形结构见图2。电磁驱动振动筛分机整体结构形式同传统振动筛分机大致相同，只是将传统振动筛分机的动力装置由旋转电动机+偏心连杆机构，更换为由智能控制器驱动的电磁驱动头。

1.2.2 注意事项

（1）支撑平衡体的板弹簧与支撑筛分槽体的板弹簧数量、规格应保持一致。

（2）平衡体质量应略高于筛体和输送物料质量之和。

（3）安装电磁驱动头时，定子与动子上下间的间隙应相等，2电磁驱动头输出杆与筛体、平衡体连接时要保证板弹簧的平行度，并与机架上的板弹簧保持垂直。

图1 传统板弹簧型振动筛分机结构原理图

图2 电磁驱动板弹簧振动筛分机外形结构图

（4）板弹簧在机架上的安装位置应保持均匀一致，受力均衡。

1.3 工作原理

电磁驱动装置由2个电磁驱动头（图3）、智能控制器组成。每个电磁驱动头由4个定子线圈（下部2个线圈为A组，上部2个线圈为B组）、1个由板弹簧支撑的悬浮于定子中间的动子和与动子相连的动力输出杆组成。图示A，B组线圈、线圈中间的动子、与动子相连的动力输出杆为甲电磁驱动头，C，D组线圈、线圈中间的动子、与动子相连的动力输出杆为乙电磁驱动头。甲电磁驱动头通过动力输出杆与振动筛分机的筛体连接，乙电磁驱动头通过动力输出杆与振动筛分机的平衡体连接。智能控制器为电磁驱动头提供两路大小相等、方向相反的可控脉冲直流电源。当振动筛分机正向运动时，智能控制器为甲、乙电磁驱动头的B，D组线圈同时提供可控脉冲电源，当振动筛分机反向运动时，智能控制器为甲、乙电磁驱动头的A，C组线圈同时提供可控脉冲电源，分别推动两个动子向相反方向运动。当智能控制器连续为B，D组线圈和A，C组线圈提供满足振动筛分机振幅、振动频率要求的可控脉冲电源时，2个电磁驱动头分别驱动振动筛分机的筛体、平衡体作往复直线运动，实现振动筛分机对物料进行筛分、输送的要求。

图3 电磁驱动头外形结构图

图4 智能控制器工作原理图

图5 智能控制器结构原理图

智能控制器为电磁驱动头定子线圈提供两路大小相等、方向相反的可控脉冲电源，工作原理图见4和图5。

工作时，智能控制器整流器将380 V三相交流电转换成直流电，然后逆变器在控制电路的控制下输出二路脉宽比和频率可调的可控脉冲电源，控制电路由运算电路、检测电路、控制信号输入/输出电路等构成，主要任务是完成对逆变器的开关控制、对整流器的电压控制以及各种保护功能，从而控制驱动电路（逆变器）输出满足电磁驱动头工作要求的可控脉冲电源。

2 应用及效果

电磁驱动板弹簧型振动筛分机用于打叶复烤生产线后，经实测，输送筛分能力、筛分效率完全满足工艺要求。设备运行时，机架前后左右摆动量完全符合使用要求，设备运行稳定可靠。将电磁驱动板弹簧型振动筛分机与传统板弹簧型振动筛分机运行效果进行对比测试，测试情况见表1。

表1 2台分机运行效果对比测试记录

从测试情况看，电磁驱动型筛分机在完全满足工艺及使用要求的前提下，实际能耗约为传统型筛分机的2/3，设备运行噪声比传统型筛分机低5～8 dB。

3 结语

传统板弹簧型振动筛分机利用偏心连杆机构将旋转电机的旋转运动转换为筛体、平衡体的往复直线运动，从而实现烟草物料的筛分、输送，这种传动方式属于刚性传动，稳定性好，但传动效率低、零部件磨损大、能耗高、噪声大、维护费用高。电磁驱动板弹簧型振动筛分机将电能直接转换成振动筛分机振动所需的机械能，中间不需任何转换机构，传动方式具有无机械摩擦、结构简单、维护工作量小、噪声低、能耗小的特点，可以较好地实现改善生产环境、节能降耗、降低企业设备使用维护费用的目的，适宜在烟草行业打叶复烤、制丝生产线上推广应用。

——本文作者还有:李培光1，刘廷海2，王兴茂2，陈恒国2

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〔编辑 王永洲〕

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.03.10