超聲波振動(dòng)篩篩分特性分析
應(yīng)用超聲波振動(dòng)篩強(qiáng)迫振動(dòng)穩(wěn)態(tài)解進(jìn)一步求出三自由度振動(dòng)的直線振動(dòng)篩篩面上5個(gè) 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖 3-4 所示。圖中O為振動(dòng)篩質(zhì)心點(diǎn),中心線為激振力作用線。表 3-1 為篩面這 5 個(gè)點(diǎn)的振動(dòng)參數(shù)。分析這 5 個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡,可以得到以下幾點(diǎn):
(1)振幅。進(jìn)料端振幅比較大,從進(jìn)料端至出料端振幅越來(lái)越小,且篩面進(jìn)料端垂直方向的振幅大于出料端垂直方向的振幅。進(jìn)料端較大垂直方向的振幅可使該段較厚的物料有效分層,多余的物料向篩面中部鋪展開(kāi),使細(xì)粒物料在相對(duì)較薄的料層中分層透篩,因此提高了篩面的有效使用面積。而出料端的振幅明顯小于進(jìn)料端的振幅,當(dāng)物料到達(dá)出料端時(shí),只需要較小垂直方向的振幅即可以保證細(xì)粒物料的順利透篩。以上分析表明該種結(jié)構(gòu)有利于物料的透篩,能夠提高篩面使用面積。
(2)速度:由式(3-4)可知篩體各點(diǎn)的水平、垂直方向的速度滿足
由于各點(diǎn)的速度是周期性變化的,故考慮水平、垂直方向的速度最大值 xmax v 與 ymax v 。從表 3-1 可知,沿篩面長(zhǎng)度方向上,從進(jìn)料端開(kāi)始,物料運(yùn)動(dòng)速度為遞減狀 態(tài)。篩箱上各點(diǎn)沿篩面的水平分速度變化完全相同,具有相同的幅值和相同的相位, 這保證了物料顆粒的正常輸送;在垂直于篩面的分速度在進(jìn)料端最大,逐漸遞減, 可以保證在進(jìn)料端物料有足夠的大的速度起跳,使進(jìn)料端粒度分布較廣泛的物料有 足夠的能量向前運(yùn)動(dòng),均勻分層,而篩體中部有較穩(wěn)定的料流速度,物料透篩概率 增大,從而提高了篩分效率。
(3)傾角。從圖 3-4 及表 3-1 可知,篩面上各點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)軌跡都是向出料端 傾斜的,且運(yùn)動(dòng)的方向一致。直線軌跡與篩面的傾角從進(jìn)料端到出料端逐漸減小。 物料在進(jìn)料端有較大的振動(dòng)傾角,因而產(chǎn)生較大的振動(dòng)強(qiáng)度,可以使物料迅速向中 部鋪展開(kāi),有利于細(xì)粒物料在相對(duì)較薄的料層中分層透篩。
(4)篩體的拋擲指數(shù) v K 。
篩面振動(dòng)的強(qiáng)度是直接影響分層效果的主要因素。由式(3-9)可知,拋擲指數(shù)與振幅有關(guān),體現(xiàn)了振動(dòng)強(qiáng)度的大小。從圖 3-4 以及表 3-1 可知,該超聲波振動(dòng)篩進(jìn)料端 的振動(dòng)強(qiáng)度比較大,從進(jìn)料端到出料端逐漸減小,從而保證了篩體各段有合理的拋 射指數(shù),強(qiáng)化了篩分過(guò)程。在進(jìn)料端拋擲指數(shù)達(dá)到 4.41,拋擲強(qiáng)度比平動(dòng)直線的拋 擲強(qiáng)度 3.28 提高了 25.71%。第 3 點(diǎn)的拋擲指數(shù)為 3.44,因此從進(jìn)料端至篩體中部 這一段較厚的物料可以有效的分層,提高了透篩概率和處理量。篩體中部到出料端 的拋擲指數(shù)比平動(dòng)直線篩低,物料顆粒在空中飛行時(shí)間有所縮短,但在該段篩面上 物料層比較薄,透篩“環(huán)境”較好,可以有效透篩。
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