带式永磁磁选机设计说明书.doc

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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除工 学 院 毕 业 设 计（ 论 文 ）题 目： 带式永磁磁选机设计 专 业： 机电技术教育 班 级： 06级（4）班 姓 名： 赵从骏 学 号： 2006644432 指导教师： 李立和 日 期： 2010年5月 目录1 引言31.1 课题研究背景31.2 磁选机的研制和使用现状31.3 磁选机的发展趋势71.4 本课题的主要研究内容82 带式永磁磁选机相关参数的计算82.1 输送带速度的选择92.2 带宽的计算92.3 传动滚筒功率的计算92.4 电动机动率的计算112.5 输送带最大张力计算112.6 输送带全长的计算123 带式永磁磁选机

2、主要部件的设计及选用123.1 振动给料机的设计和选择123.2 磁辊的设计和选择163.3 皮带张紧装置的设计174带式永磁磁选机传动部分设计及选用184.1 传动方案的分析选择184.2 电动机204.3 减速器214.4 联轴器225 带式永磁磁选机的安装与维护255.1 带式永磁磁选机的安装规范255.2 带式永磁磁选机的日常维修及定期检修256 带式永磁磁选机电控原理图的设计256.1 主回路的设计266.2 保护装置的设计277 结论278 致谢289 参考文献2810 英文摘要28带式永磁磁选机设计摘 要：带式永磁磁选机是一种产生强大磁场吸引力的设备，它能将混杂在非磁性物料中的铁

3、磁性杂质清除，本文在给定的原始数据的基础上，进行了带式永磁磁选机的总体结构设计、传动方案论证分析；进行了驱动装置中的减速器、电动机、弹性联轴器、滑块联轴器等的设计选用；同时设计了磁选机磁体总成和振动给料机。关键词： 带式 强磁 磁选机 石英砂 斜齿涡轮减速器 磁体总成 振动给料机1引言近几年来，我国的非金属矿业发展非常迅速，对非金属矿产品的质量要求也越来越高。对大多数非金属产品而言，含铁杂质是其最主要同时也是最有害的杂质成份。在一些行业如玻璃、陶瓷原料、耐火材料等应用领域，对矿物原料进行除铁降杂已成为必须的工艺要求。这些行业非常需要合适的非金属矿除铁去杂的高效、低成本的相应分选设备。大量实践证

4、明，采用干式强磁选除铁的方式，是非金属除铁提纯最有效、费用最低、工艺流程最简单的方式，最为用户所接受。当前，对其他的弱磁性矿物例如锰矿、赤铁矿的磁分选中，多采用电磁强磁选机。电磁强磁磁选机存在耗电高、易堵塞、成本高等问题，也迫切需要一种低成本、不堵塞的干式永磁磁选设备。1.1课题研究背景磁选机是一种产生强大磁场吸引力的设备，它能除将混杂在非磁性物料中的铁磁性杂质清除， 以保证输送系统中的破碎机、研磨机等机械设备安全正常工作，同时可有效地防止因大、长铁件划裂输送机胶带的事故发生。磁选机广泛用于冶金、矿山、选煤厂、电厂、陶瓷、建材、食品及饲料加工行业，在新兴的垃圾处理工业中，也需要磁选机回收废物中

5、的钢铁。尤其在煤炭和陶瓷行业中，煤中混有的雷管、铁钉等铁杂质不仅影响安全生产，而且影响出口煤炭的质量和声誉；陶瓷工业生产中使用的石灰石、硅石、白云石、长石等原料，常或多或少含有铁及铁的化合物，铁质对陶瓷产品危害极大，它常使瓷器外表面产生褐色或黑色斑点，影响产品的白度，降低陶瓷产品的等级。因此利用磁选机除铁这一环节就显得非常重要。近年来，为满足工业生产的多种需要，研制开发出了大量的新型磁选机。在此背景下，本文着重对带式永磁磁选机进行了总体设计。1.2磁选机的研制和使用现状1.2.1磁选机的研制现状磁选机按磁力来源不同，分为电磁磁选机和永磁磁选机。电磁磁选机实质上是一种直流电磁铁，其励磁线圈在通电

6、过程中产生强磁场，将非磁性物料中的铁件吸起。永磁磁选机是以高矫顽力、高剩磁的稀土磁性材料钕铁硼和铁氧体组成磁源，以形成强力磁场，用于吸除铁磁性杂物，整机不通电，无能耗。1.2.1.1电磁磁选机电磁磁选机按卸铁方式可分为自动卸铁和人工卸铁 2 种；按冷却方式可分为自然冷却式、强迫风冷式、水冷式等；此外还有超导式和振动式电磁磁选机。（1）自然冷却式采用内部充填导热硅脂 (或柏油、石英沙、桐酸树脂、环氧树脂等)，外部可加焊散热翼片。该种设备体积小、质量轻、结构简单，密封性能好，安装、使用和维修都很方便且价格便宜。能适应各种恶劣环境。其缺点有： 体积较小，励磁导线短，所产生的磁场较小；散热效果不好，长

7、时通电后磁感应强度衰减严重；无自卸皮带，间断作业。（2）强迫风冷式采用低噪声离心风机或轴流风机对电磁线圈进行强迫风冷。其优点是：本体外围有一套冷却线圈系统其线圈绕组可以较多，散热效果得到改善，能获得较大磁场；一般备有自卸皮带清理杂质，可连续作业。其缺点是：由于仅靠本体两侧的风扇冷却，对线圈内部散热并不好整体冷却效果不太理想， 内部温升大；长时间连续作业，磁感应强度易衰减；由于进出风口水气、灰尘、杂质等易进入造成堆积或积炭，难以清除，从而影响使用效果和寿命；体积较大，质量大，对安装、场地等要求较高。（3）水冷式水冷式电磁磁选机励磁导线中空，通过循环泵使去离子水在空心导线内循环，带走通电导线产生的

8、热量。由于结构特殊，有以下优点：采用低电压、大电流方式进行励磁，磁感应强度高；内部温升小，长期运行、磁感应强度衰减小。缺点是：结构复杂，需配备辅助散热系统，如循环泵、散热器、泵压和水温报警装置等，占地面积大，安装工作量大；磁感应强度大，不易安装自卸皮带，杂质去除需断电；电器部分结构复杂，维修量大；成本较高；由于其冷却系统靠去离子水循环和风扇散热，而水的冰点又在0 ，故如果在我国北方使用，其散热系统无法过冬。若去离子水改成防冻液，又无法避免防冻液对空心导线的腐蚀。（4）超导式电磁磁选机该磁选机本体线圈采用铌钛超导线，线圈在-26低温环境下，当电流通过铌钛导线时，其电阻为零。电能全部转化为磁能，实

9、现节能、强磁。其优点是磁感应强度大、梯度大、除净率高（能吸出 0.以下的细小铁磁物质）。缺点是超导材料稀贵，且都必须在很低的温度下工作，这低温的获得和保持需要昂贵的附属制冷设备和绝热设备。不能撞击，所以一般仅用于多道除铁的最后一道精细除铁。目前国内尚无厂家生产。（5）振动式电磁磁选机该机励磁线圈通入直流电后，在筛料网四周形成不均匀磁场区，当被处理的物料通过筛料网时，混杂在物料中的散铁颗粒被吸留住，而非磁性物料在振动电机的作用下均匀通过筛料网，达到除铁的目的广泛应用于磨料、化工、耐火材料、玻璃和陶瓷等行业去除小颗粒或粉状非磁性原料(60400目)中铁磁性杂质，有体积小，重量轻，效率高，安装、维修

10、方便等优点。其主要形式有：(1)自然冷却振动式磁选机，其冷却方式同上所述自然冷却式电磁磁选机相同，其磁场性能较低；(2)双液冷却振动式磁选机，采用油冷加水冷方式进行冷却，其磁场性能较高，热态性能稳定，但价格也较贵。1.2.1.2永磁磁选机我国稀土资源广泛。各种稀土永磁材料发展应用均十分迅速。永磁磁选机按卸铁方式可分为带式自动卸铁、板式人工卸铁、手动式卸铁和翻板式卸铁。另外还有管道式、隔栅式、栅格架式、通道式、永磁滚筒、转筒式等。（1）带式永磁磁选机带式永磁磁选机其特点是自动卸铁，磁场恒定，无冷热态变化，故障点少，在 l 200 mm 带宽以下应用较普遍，由于目前磁屏蔽技术发展还不过关，所以给制

11、造、运输、安装、操作、维修均带来不少麻烦，如大块铁被吸上磁箱存在着既有可能甩不掉从而夹死皮带烧毁电机的问题，同时又难以清除，并有可能对磁块造成损坏，因而在大规格的应用上受到一定的限制。（2）板式人工卸铁式永磁磁选机在所有磁选机中最为简单，价格低，占用空间位置小，制造安装维修方便。按照配置方式大致可分为两种，即悬挂固定式和底部固定式。悬挂固定板式磁选机适于安装在胶带输料皮带机的上方，而底部固定板式磁选机适于装在下料斗或溜槽的下方。这种类型的除铁设备适于含铁杂质较小、较少的场合，而且输送料流厚度最好不超过 100 mm。该设备工作时，夹杂铁物直接被吸引在磁力板上，需进行定期人工卸铁，较为费力。（3

12、）手动式永磁磁选机手动式永磁磁选机卸铁时采用摇手把利用刮板将铁件刮到磁场外的方式进行除铁，但一般还不能用于有较大铁件的场合。（4）翻板式永磁磁选机翻板式永磁磁选机卸铁时将磁系翻转约 90，使铁磁性物质自动脱落，其外形有提升磁系脱离磁场(抽屉式) 的结构，其外形尺寸和带式相比长度较短，高度略高，操作较方便简单。（5） 隔栅式永磁磁选机一般为管状，采用挤压式磁场布置，既可用于干式除铁，又可制成湿式管道磁选机，主要用于化工料、纸浆、矿物等原料的除杂，磁场强度高、梯度大，但深度较小，均匀性较差。（6）栅格架式永磁磁选机这种磁选机采用多根磁棒间隔而成。由于栅格架上方安置了导流板，它可使物料中的夹杂铁受磁

13、棒住的几率增大。为了使该装置适于不同的给料器，根据用户要求订制成圆形格架和方形格架。该装置于 12.5 mm 以下的物料除铁场合。（7）永磁滚筒式磁选机它主要由一个多极固定磁系和一个由非导磁材料制成的圆筒构成。固定磁系的包角为180或者360，圆筒围绕该磁系转动或者整个磁滚筒转动。一般可用来代替带式永磁磁选机主动轮，既可带动皮带送物料，同时又起到分选的作用，在钢厂钢渣回收用、矿山铁砂石粗选、非磁性物料除杂中起着重要作用，操作简单。该设备适于 50 mm 以下的粗颗粒物料输送过程中的除铁。1.2.2磁选机的使用现状磁选设备的结构多种多样,分类方法也比较多。根据磁场强度分为弱磁场磁选机、中磁场磁选

14、机、强磁场磁选机;根据选分介质分为干式磁选机、湿式磁选机;根据磁源分为永磁磁选机、电磁磁选机。目前我国磁铁矿山主要采用永磁大块矿石干式磁选机进行预选,采用湿式永磁筒式磁选机进行粗选、扫选、精选和尾矿再选,选别设备正在向大型化、专用化、高效化发展。对强磁性铁矿石用永磁大块矿石干式磁选机进行预选,在国内的磁选厂得到了全面推广应用。在粗碎、中碎、细碎和入磨前采用块矿干式磁选机能将混入矿石中的废石抛出80%以上,增加了磨矿处理能力,提高了入磨矿石品位,降低了能耗。如鞍钢弓长岭矿业公司2000年9月开始分别在二选车间、一选车间选用安徽天源科技股份有限公司生产的CT2DG-1214N、CTDG-1220N

15、型永磁大块矿石干式磁选机,其中CTDG-1220N型干式磁选机是目前国内处理能力最大、结构最新的干式磁选机,单机最大处理能力为1500t/h,最大入选矿块直径350mm,该项技术应用于生产后实现年增产铁精矿27.262万t,年新增效益5702.87万元。对于弱磁性铁矿石干式预选,近年来用强磁选设备代替重选设备,使预选指标得到了明显改善,如梅山铁矿选矿厂对202mm粒级物料用安徽天源科技股份有限公司研制的YCG-350mm1000mm粗粒永磁辊式强磁选机代替粗粒跳汰机,使尾矿品位由25%降低到10%12%,粗精矿作业产率在70%以上,年经济效益在1000万元以上。与美国INPROSYS公司300

16、mm1000mm双辊强磁选机相比,精矿品位高2.9个百分点,尾矿品位低1.02百分点,金属回收率高2.85个百分点。湿式筒式磁选机是强磁性铁矿石的主要选别设备,目前在给矿方式、磁系设计、槽体型式、传动机构以及大型化、专用化、高效化方面有很大进展。安徽天源科技股份有限公司生产的1050系列湿式磁选机有低场强、中场强和高场强、不同磁系结构、槽体型式等多种设备,用于粗选、扫选、精选和尾矿再选。为了解决本钢歪头山铁矿选矿工艺流程优化(自磨机与球磨机21)所需设备,安徽天源科技股份有限公司研制了XCTB1200mm3200mm大处理量湿式筒式磁选机,与现场工程技术人员共同研究不断改进,已于2003年研制

17、成功。经工业生产考核,单机处理量可达160t/h以上,在给矿铁品位29.34%,精矿铁品位47.38%,产率56.97%,铁回收率91.99%,尾矿铁品位5.46%,该设备也已经在其他选厂推广应用。北京矿冶研究总院目前最大规格的设备为1050mm3000mm,有用于预选粗选、精选及尾矿再选的BKY、BKC、BKJ、BKW型湿式筒式磁选机;包头新材料应用设计研究所生产的BX系列磁选机以磁力在径向分布较均匀、磁系包角大、磁极数多、特制的槽体结构等特点,近年来在磁选厂也开始推广应用。强磁性铁矿石的精选设备国内目前有低场强多极磁选机、磁聚机、磁选柱、立式脉冲振动磁场磁选机、低场强脉动磁选机、低场强自重

18、介跳汰机等。它们的共同特点是利用弱磁场和重力场联合作用,使磁夹杂的脉石脱出,提高精矿铁品位,目前以低场强多极磁选机、磁聚机和磁选柱在生产中应用较多、精选效果好。细粒弱磁性铁矿石需用强磁选设备分选,目前国内铁矿选厂应用较多的是Shp型及SLon型2种该类设备最典型的代表是赣州有色冶金研究所研制成功的SLon系列立环脉动高梯度磁选机,它是一种适合于分选细粒弱磁性矿物的高效磁选设备,其转环立式旋转、反冲精矿、并配有脉动机构,具有富集比大、分选效率高、磁介质不易堵塞、对给矿粒度、浓度和品位波动适应性强、工作可靠、操作维护方便等优点。SLon磁选机最初在马钢总公司姑山铁矿分选细粒赤铁矿获得成功后,相继在

19、梅山铁矿、齐大山铁矿、东鞍山选矿厂等大批红铁矿选矿厂得到了广泛推广应用。生产实践证明,SLon磁选机用于分选红铁矿,与平环强磁选机相比,在精矿铁品位不变的条件下,一般可使作业回收率提高10个百分点以上。该磁选机一般与后续的反浮选配合使用,为我国贫红铁矿选矿技术近几年取得突破性进展做出了突出贡献,已被业内公认为新一代高效湿式强磁选设备。1.3磁选机的发展趋势目前，随着科技的发展，运输皮带越来越宽(已达 2 400 mm)、带速也越来越高( 已达 5.7 m/ s)、料层也越来越厚(已达 500 mm)、处理量也越来越大(已达 7 200 t/ h)、除杂要求也越来越高（除净率要求达98%以上），

20、因而对磁选机提出了更高的要求。目前磁选机的发展方向主要有以下几个方面：(1) 高磁场、高梯度根据磁力是磁场强度与磁场梯度的乘积的原理，采用多种聚磁方法和应用更好的材料，使磁选机在额定悬挂高度中心的磁场强度已达到90、120、150 m t，同时梯度也越来越大，所以磁力也越来越大。出现了超强磁磁选机，其磁力指数是常规磁选机的 4 倍多。(2) 精细除铁由于原料在加工过程中难免混入一些细小铁件和设备磨损产生的细铁粉，有时还混有少量铁钛质矿物，而工业上对除杂要求却越来越高，要除去这部分较细的铁杂质就必须提高磁选机的除铁能力，向精细方向发展。(3) 自动化控制过去磁选机的控制系统多采用断电器-接触器逻

21、辑控制，其可靠性、灵活性、可维护性、自检能力、安全保障能力及通信能力等都不高。现在磁选机的控制系统往往采用 PLC 进行控制，不仅提高了自身的可靠性，减少维护量，而且可以方便地与其它自动控制系统联网，在上位机的统一管理下，进一步提高整个系统乃至企业生产工序的自动化程度。PLC 是一种数字式运算操作的电子系统，专门应用于工业环境下的生产现场，易与工业控制系统形成一个整体，监控能力强、易于扩展。目前控制要求越来越高，如采用以太网等，对 PLC 的配置也从简单化、小型化向复杂化、中型化发展。(4)节能方面电磁磁选机是靠电流产生磁场，在使用过程中消耗大量电能，而且其散热系统也需要消耗能量。虽然永磁磁选

22、机不需消耗电能，但是在某些行业电磁磁选机有不可替代的优势（如陶瓷厂 ），因此节能降耗就成了电磁磁选机的发展趋势。谭昆玲在分析了电磁磁选机的运行特点后，提出了一种技术方案，即当出现铁件时给激磁线圈加上 100% 的全额电压，当没有出现铁件，仅需保持已吸起的铁件不坠落阶段，加上10%左右的全额电压，使整个设备运行时基本处于冷态。这样既可解决线圈散热与密封之间的矛盾，也可大大提高出现铁件时的磁吸引力，降低生产厂家的钢材铁材消耗和综合成本，降低使用厂家的成本。(5)开发大功率磁选机磁选机除铁能力的判定原来往往以磁场强度来表征。李勇 等人对磁选机的除铁能力进行了研究，认为影响除铁能力的因素除磁场强度外，

23、更重要是磁选机的功率。因此，开发大功率磁选机以提高除铁能力，将是以后的发展方向。(6) 研制新型电磁磁选机电源电源是电磁磁选机的主要构件之一，其性能决定了磁选机的运行状态和性能。尽管利用二极管和可控硅制造的磁选机电源具有制造工艺简单、成本低等优点，但其交流谐波分量大、功率因数低、相间容易不平衡和不宜于实现智能控制。高学朋 介绍了利用 IGBT 和 MOSFET设计制造的新型磁选机电源。它具有功率因数高，易于控制，成本低，节能和易于与其它智能设备连接等优点。同时，在设计中充分利用了电磁磁选机的电感量大，直流电阻小的电感特性，省去了中频变压器或滤波电感等一些常规电源必要的元器件，降低了成本，使之成

24、为具有较高性价比的新型电磁磁选机电源。1.4本课题的主要研究内容1、 完成带式永磁磁选机的总体设计；2、 编写设计说明书；3、 绘制带式永磁磁选机总图；4、 绘制带式永磁磁选机传动轴图纸；5、 绘制带式永磁磁选机联轴器图纸6、 设计带式永磁磁选机电控原理图；7、 完成论文综述和英文资料翻译。2 带式永磁磁选机相关参数的计算 本次设计的是带式永磁磁选机，因磁辊的设计价格较高，磁辊的直径设计的较小，故输送带选为超薄型高强度输送带，且输送带为一个闭合整体，紧紧贴在磁辊上。原始参数及工作要求： 1）容重：1.6t/m。 2）工作方式：连续。 3）物料名称：干制石英砂。 4）生产率4t/ h。2.1 输

25、送带速度的选择根据【4】手册可知： 1）输送散装物料，一般取带速V=0.82米/秒。2）输送成件物品，一般取带速V=0.251米/秒。3）输送易碎、易飞扬的物品，一般取带速V=0.81米/秒为宜。本次输送的是散装物料，根据原始数据选择了带速V=0.8米/秒。2.2 带宽的计算 由【4】手册可知， 带宽 B=式中： Q输送量（吨/时）；V带速（米/秒）；物料容重（吨/）；k断面系数，k与物料的动队积角及带宽B有关；C倾角系数；速度系数。已知Q=4吨/时，=1.6吨/。参考【4】表2-3-1，选取k=2。由【4】查表2-3-2，得c=1.0。由【4】查表2-3-3，得=1.0。将以上个数值代入计算

26、式得：B=1.25(米) 根据【4】查表2-2-1选取B=1400毫米的胶带，查表2-3-4可知能满足块度要求。2.3 传动滚筒功率的计算传动滚筒的功率计算公式式中：P-传动滚筒轴的功率，KW;-空转功率，KW;-水平功率，KW;-垂直功率，KW；K-附加功率系数。其中：式中：-输送机空转运行功率系数，于输送带宽度有关;-物料水平运输功率系数;-输送带水平投影长度，m ；V-带速；Q-输送量，t/h ；H-物料垂直提升高度，m ；为保证磁体总成的正常运转，选取K=2；参考【4】表4-1-28，得=1.61；参考【4】表4-1-29，得=0.117；故得：P=(0.0177+0.2808)2=0

27、.597 KW； 2.4 电动机动率的计算根据机械化运输设计手册知：对光面滚筒：N= k=1.0=0.678 KW对胶面滚筒：N= k=1.0=0.663 KW故选用光面传动滚筒，为了安全起见，所以电动机的额定功率为0.75KW。2.5 输送带最大张力计算带式永磁磁选机是靠皮带与带轮之间的摩擦力来传递运动和力的,在安装带传动时，须将带张紧由于张紧力的存在,带与带轮的接触表面上就产生了正压力。当带传动开始工作时,带与带轮的接触表面有相对运动的趋势，因而在该接触面间就产生了摩擦力,由于输送机在非稳定状态下(启动和制动),带条除受静张力作用外还受速度变化引起的附加动张力作用动张力与静张力叠加。可能引

28、起带条在驱动滚筒上的打滑，这种是不允许的。因为这会造成带条的下覆面胶层与滚筒覆面之间的强烈摩擦、发热而损坏、更主要的是会使滚筒与带条之间摩擦系数降低，以致造成输送机不仅难于继续传动，而且破坏了它的正常传动。根据【4】查表2-3-13，按不打滑条件计算S=k查表2-3-14，得k=219；S=k=219=163.42（牛顿）2.6 输送带全长的计算L=2L+）式中：L-输送带全长（米）； L-输送机头尾滚筒中心间展开长度（L=34米）； D，D-头尾滚筒直径；所以，L=2=1.1(米)3 带式永磁磁选机主要部件的设计及选用3.1振动给料机的设计和选择振动给料机又称振动喂料机。振动给料机在生产流程

29、中，可把块状、颗粒状物料从贮料仓中均匀、定时、连续地给到受料装置中去，在砂石生产线中可为破碎机械连续均匀地喂料，并对物料进行粗筛分，广泛用于冶金、煤矿、选矿、建材、化工、磨料等行业的破碎、筛分联合设备中。主要分为电机振动给料机和电磁振动给料机两大类。电机振动给料机主要由振动机架、振动电动机、弹簧、支承座及耐磨衬板等组成。 电机振动给料机由于振动电动机的启动，使机架在支承弹簧上作强制振动，物料则以此振动为动力，在料槽上作滑动及抛掷运动，从而使物料前移而达到给料目的。电磁振动给料机是一种较新型的定量给料设备，用于把块状、颗粒状、粉状物料从贮料仓中定量、均匀、连续地输送到受料装置中，具有上料效率高、

30、定向性能优良、结构简单、工作稳定可靠等特点。由于电机振动给料机的设计尺寸相对较大，所以本次设计时选用的是电磁振动给料机。3.1.1电磁振动给料机的原理与特点 1 电磁振动给料机结构 电磁振动给料机从结构上主要分为直线料往复式 (简称“直槽式”)和螺旋料槽扭动式 (简称“圆盘式”)两类，两者的工作原理基本相同，直槽式一般用于不需定向整理的粉、粒状物料的给料，或用于对物料进行清洗、筛选、烘干、加热或冷却的操作机；圆盘式一般用于需要定向整理的物料的给料，多用于具有定形状和尺寸的物料传输的场合。石英砂使用的电磁振动给料机一般为直槽式，结构如图1所示。主要由料槽、电磁激振器、减振器组成。激振器又由电磁铁

31、(铁芯和线圈 )、衔铁和装在两者之间的主振弹簧等构成，是产生振动的激振源，激振器的工作可以通过一定的控制装置进行控制。2 电磁振动给料机工作原理 电磁振动给料机是一个较为完整的双质点定向强迫振动的弹性系统，整个系统工作在低临界共振状态，主要利用电磁激振器驱动槽体以一定的倾角做往复振动，使物沿料槽移动。图2(a)为电磁振动给料机的工作原理。物料置于由主振弹簧支撑的供料槽体上 ，衔铁与槽体的主振弹簧连成一体，线圈缠绕在铁芯上。由于线圈中流过的是经过半波整流后的单向脉动电流，因此，电磁铁就产生了相应的脉冲电磁力(如图2(b)。在交流电的正半周，脉动电流流过线圈，在铁芯和衔铁之间产生一脉动电磁吸力，使

32、槽体向后运动，激振器的主弹簧发生变形，储存性势能。在负半周期内，线圈中无电流通过 ，电磁力消失，衔铁在弹簧力的作用下与电磁铁分开，使料槽向前运动。这样料槽就以交流电源的频率，连续地进行往复振动。 3 电磁振动给料机的特点 电磁振动给料机是一种机电合一的设备，与其他机械驱动给料机(如圆盘给料机、摆式给料机、板式给料机等 )相比，具有以下优点 ： (1)体积小，重量轻，结构简单，安装方便，无转动部件，无需润滑，维修方便，运行费用低。 (2)由于采用了机械振动学的共振原理，双质体工作在低临界亚共振状态下，因而消耗电能少。 (3)由于可以瞬时改变和启闭料流，因此给料量具有更高的精度。 (4)由于料槽中

33、的物料在给料过程中连续被抛起，并按抛物线的轨迹向前跳跃运动，因此对给料槽的磨损较小。 3.1.2主要参数确定 1 电磁振动机参数 电磁振动机是应用电磁驱动和机械共振原理设计的，由一个双质点定向强迫振动的弹性系统组成 ，系统能以较小的功率消耗产生较大的机械输送能力。电磁振动机的主要参数包括振动频率、振幅和驱动角，这些参数对于不同物料有不同的最佳值 。 (1)机械指数 机械指数是用来衡量系统振动强弱的一个参数，用给料槽最大加速度与重力加速度的比值来表示。机械指数值越大，表明振动越强烈。 式中 ： F 振动频率 ，Hz； a振幅 ，m； g重力加速度 ，ms 。 机械指数对给料机的工作性能有较大的影

34、 响。值过低，物料抛不起来，振幅也不稳定，给料效果不佳；Kt直过高，振动和冲击强烈，对槽体损坏较大。在槽体刚度和强度不足的情况下，将影响机器的正常工作。为了使物料获得良好的抛掷运动和获得较大的输送速度，并保证机器有一定的工作寿命，通常K=25。对于粉状物料、湿物料，应取大值。对于大块物料，应取小值。 本次设计的物料为石英砂，属于小块物料，选取K=3。(3)振幅口和振动频率， 电磁振动给料机的给料能力与振幅成正比，因此提高振幅可以提高给料能力，但振幅过大会破坏物料的颗粒完整性，因此振幅一般控制在0.51.5 mm范围内。振动频率的提高对提高给料能力有利，但过高的频率又会增加机件的动应力和动力变形

35、。在振动方向角一定时，给料能力取决于频率与振幅的乘积，为了保证一定的给料能力，其中一项降低后，另一项应增高。在一般情况下，当机械指数相同时，大振幅低频率比小、振幅 高频率具有更高的输送速度。因此，宜选用较大的振幅和较低的频率。但若输送的物料粒度大，容易产生冲击噪音时，则应选用较高的频率，和较小的振幅 ， 以降低物料落下时与槽体的相对中击速度。 (4)振动方向角 振动方向角为激振力方向与槽体底平面的夹角。合理选择振动方向角可以提高输送效率。振动方向角的选择与机械指数和物料的特性有关。理论上来讲，可以从最大输送速度出发，求出一个与机械指数相对应最佳振动方向角，但实际上影响输送速度的因素很多 ，因此

36、最佳振动方向角只能在一定的范围内选取，一般p =253 5。当K=35时，p=3 03 5；当 K=57时，p=2030。在K一定的条件下，影 响值选取的因素还有物料的粒度、水份、料层厚度和噪声要求。一般物料的粒度越大、水份越大、层粒度厚度越大，应取较大值，否则取较小值。故本次设计选择p=30 22 槽体结构 槽体尺寸不仅影响给料能力，而且也影响给料质量、设备寿命。为了减小惯性力，在保证强度和刚度的前提下，应尽可能减轻槽体的质量。 槽体宽度应满足条件 ： 槽体的最小长度以使物料在停机时不至于从槽端流出为依据，一般为0515 m左右。为了使槽体沿激振力方向产生直线往复振动，还必须使激振力通过槽体

37、重心。 23 槽体倾角槽体倾角是指槽体与水平面之间的夹角， 其值影响物料的输送速度。槽体向下安装时，输送速度会显著提高。如 =时，输送速度可提高30左右； =时可提高60以上。但值过大，不仅加剧物料列槽体的磨损，同时可能因物料的滑动增大引起自流，影响给料精度，因此，一般槽体倾角不超过10l 5。本次设计因输送量很小且需保证物料通过磁体总成时厚度不超过1mm，故选取。2。4 输送量 输送量是电磁振动给料机设计和选型的关键参数。电磁振动给料机的理论输送量Q (t/h)为 ： 式中 ： h物 料层 厚度 ，m； B槽体宽度，m； v 物料的理论平均速度 ，ms； p物料松散密度 ，tm 。 所以：Q

38、=4 t/h;h =0.9 mm;V =0.8 m/s;P =1.6 t/m;得：B=950 mm。影响给料能力的因素既有几何尺寸、物料性质，也有工艺参数。一旦槽体几何尺寸、安装倾角、振动方向角、被输送物料确定之后，电磁振动给料机输送量就主要由振动参数决定。生产中可根据实际需要，通过调整振动参数来调整输送量。本次设计中，振动给料机设定为电磁振动给料机，槽体宽度为950mm，槽体倾角为0度。3.2磁辊的设计和选择3.2.1 辊体磁系设计思路非金属矿物中铁主要分两种：破碎或磨矿(主要是磨矿)中混入的机械铁以及组成矿物本身的弱磁性铁矿物和强磁性铁矿物。对于机械铁而言，除铁比较容易，采用弱磁选机就可以

39、将其分离。矿物本身的强磁性铁矿物分离效果由其解离度决定，如果破碎或磨矿后强磁性矿物已经解离，采用弱磁分选设备即可实现除铁提纯。最难于分离的是矿物中含有的弱磁性铁矿物，其分选需要很大的磁场力，这就要求采用具有高场强和高梯度的强磁选设备来选别。同时，待分选矿物的力度范围可能比较大，所以也要考虑磁场的作用深度。根据文献中1磁场力的公式F=poXoHogradH可知，磁性颗粒受到的磁场力不仅与颗粒的磁化系数有关，还与磁场强度、磁场梯度有关。而高梯度和大的磁场作用深度是互相矛盾的两个指标，这就要求磁系设计中对各个指标给予充分的考虑以满足选别需要，选别强磁铁矿的常规磁系结构显然无法满足新的要求。在综合上述

40、因素以及磁路基础性研究的情况下，强磁选机辊体磁系结构采用挤压磁系结构，用磁环同极性排列而成。磁极的极性是沿圆周方向和沿轴向相同。由于这样的磁系设计使磁系表面磁力线趋于均匀分布、圆周方向磁场强度变化不大，磁性颗粒不会发生磁翻转，可被牢牢地吸在辊体表面，强化了磁性矿物的分离作用，使磁性矿物充分与非磁性矿物有效分离。辊体结构示意见图1。3.2.2磁辊的设计和选择磁辊由主轴、磁环、磁极和旋紧螺母组成的。磁环由高剩磁、高矫顽力的高性能钕铁硼永磁材料制成，以保证具有高的磁场场强和一定的磁场深度，两个磁环之间是磁极，由具有良好导磁性能的纯铁材料加工而成。采用不同的磁环宽度与纯铁环宽度搭配组合，可以使磁辊表面

41、形成不同的磁场强度和磁场分布以满足不同情况下的分选要求。 由于磁环、磁极制造成本相当的高，故磁辊的直径选择是同时满足磁体总成的运输要求，还需要满足成本最小的原则来选定。本次设计选用的磁辊直径为100mm，主轴直径为40mm。图3 辊体结构示意图I一主轴 ；2一磁极 ；3-永磁磁体 ；4一锁 紧螺母3.3 皮带张紧装置的设计 拉紧装置的作用是使输送带具有足够的预张力、输送带和传动滚筒间产生摩擦力、输送带不打滑、限制输送带在各托辊间的垂度，从而保证输送机正常运行。带式永磁磁选机拉紧装置有螺旋拉紧装置架、垂直拉紧装置架和车式拉紧装置架三种形式。垂直拉紧装置架由垂直重锤拉紧装置、垂直拉紧装置架组成。车

42、式拉紧装置架由车式重锤拉紧装置、车式重锤拉紧装置架组成。拉紧装置的类型由带式永磁磁选机的布置形式确定。1）重锤拉紧装置的特点，结构简单，应用广泛的拉紧装置。它保持张紧力不变的拉紧装置，尽量在输送机起动和停止时的拉紧重锤也有惯性力产生。分析表明，重锤的加速远小于重力加速度，因而，可近视看作张紧力不变。在重锤的作用下，这种拉紧装置位移以吸收输送带的弹性伸张和永久性伸长。这样，重锤拉紧装置可以保证设计的张紧力。由于重锤的张紧力恒定的，这就要求重锤拉紧装置的张紧力按带式永磁磁选机起动、制动和正常的运行的最大张紧力要求进行设计。这在某程度上使输送带始终工作在高张力状态。2）固定拉紧装置的特点：固定拉紧装

43、置是在输送机的运转过程中拉紧滚筒位置保持不变的拉紧装置。这类拉紧装置是输送机的停机状态对张紧力或拉紧行程进行调整，而在运行时无法及时的调整。固定拉紧装置有螺旋拉紧和绞车拉紧。（1）螺旋拉紧装置特点：结构简单，但拉紧行程较小，只适用于短距离的输送机。一般机长在3080m以内螺旋式拉紧装置的适用功率和许用张紧力如表5。（2）固定绞车拉紧装置不能实现恒张力拉紧，但是它具有储能功能，当输送带工作一段时间会产生永久变形，绞车可以消化次变形。表1 螺旋式拉紧装置的适用功率和许用张紧力Table 1 spiral tension device for power and allowable tensionB

44、(mm)500650800100012001400设用功率(KW)15.620.525.2354258张紧力（公斤）120018002400380050006600 （3）垂直拉紧特点：在采用车式拉紧装置有困难的场合。它的优点是利用了输送机走廊的空间位置，便于布置;缺点是改向滚筒多，而且物料容易掉入输送带与拉紧滚筒之间而损坏输送带，特别是输送潮湿或粘性较大的物料时，由于清扫不净，这种现象更为严重。 本次设计所选用的输送机，功率小，输送长度也较短，所以选用螺旋式拉紧装置更为合理，采用螺旋式拉紧装置的优点有，使输送带有足够的张力，保证输送带和滚筒间不打滑；限制输送带在各支撑间的垂度，使输送机正常运

45、转。4带式永磁磁选机传动部分设计及选用4.1 传动方案的分析选择由上面结果可知：传动滚筒的转速为140 r/min、电动机的同步转速为1400 r/min，因此总传动比i为10，可以选择以下3种方案。a) 电动机带传动减速器联轴器传动磁辊b) 电动机联轴器减速器联轴器传动磁辊c) 电动机联轴器减速器链传动传动磁辊方案a) 采用的是带传动到减速器，带传动的传动比为35左右，带传动便于将电动机和减速器的基础分离，减轻振动的干扰，传动平稳，结构简单，成本低，安装维护方便，带损坏后容易更换。过载时，带在带轮上打滑，可防止其他零件的损坏，起到安全保护的作用。带传动对环境的要求比较低。一般情况下，在带传动

46、中只要不接触润滑油，都不会影响到其寿命。方案a) 1-电动机、2-小带轮、3-大带轮、4-减速器、5-联轴器、6-传动磁辊Program a) 1 - Motor, 2 - a small pulley, 3 - large pulley, 4 - speed reducer, 5 - coupling, 6 - drive pulley方案b) 采用的是联轴器到减速器，（1）联轴器具有弹性滞后特性，具有一定的消振能力；（2）单位重量的非金属材料所能储存的能量比金属材料大许多倍，缓冲性能较好；（3）使联轴器结构简单，价格便宜等。（4）联轴器还可以补偿径向位移，也可以补偿一定的角度位移。方案b) 1-电动机、2-联轴器、3-减速器、4-联轴器、5-传动磁辊Program b) 1 - Motor, 2 - Coupling, 3 - reducer, 4 - Coupling, 5 - driving drum方案c) 终端采用链传动到传动滚筒，链传动无弹性滑动和整体打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；链条采用金属材料制造，在同样