一種礦石分選機振動篩的製作方法

2024-04-14 08:48:05

1.本實用新型涉及一種礦石分選機振動篩。


背景技術：

2.目前礦石分選機振動篩，由篩體、分流條、篩網組成，主要作用是將破碎初篩後的礦石堆進行篩分，篩去細小無法識別和分選的顆粒，同時將集中的礦石顆粒沿振動篩切面進行均勻給料，防止礦石扎堆重疊，但是現有的振動篩在使用過程中存在一些不足：
3.1)現有的振動篩的篩孔形狀為圓形，在礦石粒徑與孔徑大小差不多時，礦石顆粒容易堵塞篩孔，加上礦石在篩選時，含有粉塵和水，粉塵和水混合也容易造成篩孔的堵塞；
4.2)現有的振動篩上設有給礦石分流的分流條，分流條的目的是為了使得礦石在振動篩上均勻分布，但是由於分流條本身結構的局限性，使得其給料均勻性不足，容易出現礦石中間分布多兩邊分布少的情況。


技術實現要素：

5.本實用新型解決現有技術的不足而提供一種提高物料給料均勻性、減少堵孔的礦石分選機振動篩。
6.為實現上述目的，本實用新型首先提出了一種礦石分選機振動篩，包括振動篩本體，所述振動篩本體採用棒條篩網，所述棒條篩網上、在進料口和出料口之間設有擋料板，所述擋料板將棒條篩網分隔為進料區和篩分區，所述擋料板包括兩塊擋板，兩塊擋板的一端相互連接固定，另一端分別與振動篩兩側擋邊連接固定，兩塊擋板以棒條篩網的中心軸為中心對稱布設，兩塊擋板之間設有夾角，使得兩塊擋板相互連接的一端相比兩塊擋板的兩側一端更靠近進料口。
7.本實施方式中，所述棒條篩網在進料區上設有緩衝層。
8.本實施方式中，所述緩衝層採用橡膠墊片。
9.本實施方式中，兩塊擋板構成的擋料板呈人字型。
10.本實施方式中，兩塊擋板之間的夾角為130
°
。
11.本實施方式中，所述擋料板的高度為130mm。
12.本實施方式中，所述棒條篩網的長度為3000mm。
13.由於採用上述結構，本裝置具有如下優點：
14.1)本裝置取消圓孔篩網，採用棒條篩網，棒條篩網具有透篩率大、不易堵的特點，而且本裝置在棒條篩網的基礎上，通過設置擋料板，使得礦石顆粒首先在進料區通過擋料板的阻擋和導向作用，均勻分布在棒條篩網的進料區上，然後在後續礦石顆粒的擠壓作用下，前面的礦石顆粒越過擋料板進入篩分區，通過這種方式使得礦石顆粒在棒條篩網篩分區上的均勻分布。
15.2)在棒條篩網的進料區上設有緩衝層，防止從輸送皮帶出料口落入棒條篩網上的礦石顆粒飛濺。
16.綜上所述，本實用新型採用擋料板的方案替換原有分流條，採用棒條篩網替換原有的圓孔篩網，並且通過仿真的方法進行驗證，證明了本裝置確實能提高給料均勻性，提高物料檢測精度和分離的準確性。
附圖說明
17.圖1為本實用新型的結構示意圖。
18.圖2為本實用新型振動篩運動原理圖。
19.圖3本實用新型振動篩中物料分布流動情況。
20.圖4本實用新型變異係數隨篩體長度的變化。
21.圖中，1、棒條篩網；2、擋料板；3、緩衝層。
具體實施方式
22.下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
23.另外，本實用新型各個實施例之間的技術方案可以相互結合，但是必須是以本領域普通技術人員能夠實現為基礎，當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當認為這種技術方案的結合不存在，也不在本實用新型要求的保護範圍之內。
24.如圖1所示，本實用新型提供一種礦石分選機振動篩，包括振動篩本體，所述振動篩本體採用棒條篩網1，所述棒條篩網1的長度為3000mm，所述棒條篩網1上、在進料口和出料口之間設有擋料板2，所述擋料板2的高度為130mm，所述擋料板2將棒條篩網1分隔為進料區和篩分區，所述擋料板2包括兩塊擋板，兩塊擋板的一端相互連接固定，另一端分別與振動篩兩側擋邊連接固定，且兩塊擋板以棒條篩網1的中心軸為中心對稱布設，兩塊擋板之間設有夾角，使得兩塊擋板構成的擋料板2呈人字型，優選所述夾角為130
°
，兩塊擋板相互連接的一端相比兩塊擋板的兩側一端更靠近進料口，所述棒條篩網1在進料區上設有緩衝層3，優選的，緩衝層3採用橡膠墊片。
25.下面通過建模以及有限元分析進一步分析本裝置改進後的效果：
26.(1)給料系統機構建模：
27.使用三維建模軟體solidworks對本裝置建立三維實體簡化模型，並通過將本裝置三維模型的igs文件導入edem離散元軟體中，並在進料口位置設置顆粒工廠，用於仿真中的顆粒生成；
28.(2)顆粒模型建立：
29.edem軟體根據離散元計算原理提供了一種多球體創建不規則顆粒的方法，通過多個不同大小的球體複合來擬合複雜形狀。在礦石智能分選機實際工況中，待分選的礦石存在著合格的精礦和不合格的尾礦兩種不同顆粒，它們具有相似的形狀，但材料屬性不同。在模型建立中對精礦和尾礦採用相同的顆粒模型，在之後的材料參數設置中將兩種顆粒區分開。現場採集的待分選礦石其顆粒形狀多為四面體。在solidworks軟體創建礦石顆粒模型，導入edem軟體中，通過多球體填充進行擬合。填充球體擬合程度越高，仿真計算結果越精
確。本例中，採用四球體進行填充，四球體其最大方向尺寸為60mm；
30.開採的原礦石在經過破碎機破碎和初篩後，輸入給料系統的待分選礦石顆粒粒度約為15～65mm，通過礦石顆粒粒徑篩選實驗統計得到礦石顆粒的粒徑分布，並對比顆粒模型粒徑進行顆粒質量佔比換算，公式為
[0031][0032][0033]
式中：η為半徑比率；l
real
為實際顆粒長度取值；l
modsl
為模型顆粒長度；m為模型顆粒質量；ωn為數量佔比；ωm為質量佔比；mi為每個粒徑顆粒的質量；ηi為每個粒徑顆粒的半徑比率；ω
n，i
為每個粒徑顆粒的數量佔比。
[0034]
由式(4-1)和式(4-2)計算得到仿真顆粒分布表，如表4-1所示。
[0035]
表4-1仿真顆粒分布表
[0036][0037]
(3)接觸模型及物理參數設置
[0038]
對給料系統的機構材料進行歸類簡化，分為三種材料，其中給料皮帶和擋料膠皮為橡膠，檢測皮帶為pvc，其餘部件為結構鋼。顆粒分為兩種材料，精礦和尾礦。仿真中接觸關係較為複雜，主要為精礦和尾礦兩種顆粒相互及自身之間的碰撞接觸和兩種顆粒與三種機構材料之間的碰撞接觸。由於實際分選方式為幹選，給料系統機構與顆粒含水極少，顆粒在運動中不產生粘結作用，所以在edem中採用hertz-mindlin無滑動接觸模型。各機構的物理屬性和接觸屬性如表4-2和表4-3所示。
[0039]
表4-2材料物理屬性表
[0040][0041]
表4-3材料間接觸屬性表
[0042][0043]
(4)運動學參數設置
[0044]
給料過程中，機構主要有四種運動，分別為輸送皮帶的進給運動、檢測皮帶的進給運動、振動篩的頻率振動和擋料膠皮的受衝擊擺動。
[0045]
其中輸送皮帶、檢測皮帶和振動篩的運動在edem中直接設置。輸送皮帶和檢測皮帶運動方式均為傳送帶類型，速度初值分別為1m/s和3m/s。振動篩運動方式為振動類型，其基本參數如表4-4所示，振動篩的運動示意圖如圖2所示。
[0046]
表4-4振動篩基本參數表
[0047][0048]
(5)仿真過程參數設置
[0049]
edem軟體的仿真是根據離散元法進行計算的，為高效、準確的仿真需要選取合適的仿真過程參數。仿真過程參數主要包括仿真時間步長、網格尺寸、仿真時間等。
[0050]
仿真時間步長對仿真結果有著極其顯著的影響。在計算過程中所有描述顆粒和構件的物理量都是基於時間步長進行計算的，如速度、加速度、位移等。如果時間步長設置過大，會引起時間步長內的過度的顆粒重疊量導致不現實的高作用力，也會使顆粒受到幹擾波(瑞麗波)的影響，使仿真不準確。如果時間步長設置過小，會導致計算量的增大，仿真時間過長。時間步長一般由rayleigh時間步長決定，rayleigh時間步長是指瑞麗波傳播顆粒所需的時間，公式為
[0051][0052]
其中tr是rayleigh時間步長；r是最小顆粒的半徑；ρ是顆粒的密度；g是顆粒的剪切模量；v是顆粒的泊松比。
[0053]
時間步長一般取rayleigh時間步長的5％～40％，在edem中軟體自動計算rayleigh時間步長，根據仿真需要進行調整時間步長。為保證仿真精度並減少仿真所需時間，時間步長取為2
×
10-6
s，約為33％的rayleigh時間步長。
[0054]
網格尺寸是指整個計算空間被劃分的3d單元尺寸，對於edem中顆粒碰撞的檢索有著重要影響，影響著仿真的時間和誤差。網格大小一般根據粒度分布、動力學和其他因素進行選擇，一般取3-5倍的最小顆粒半徑能達到較快的顆粒碰撞檢索速度和計算速度的平衡，
為確保顆粒重疊檢測的精度，網格尺寸取3倍的最小顆粒半徑。
[0055]
仿真時間是指仿真的總時長，仿真時間決定最終仿真的總數據量。仿真時間的選取應考慮整個給料系統的穩定時間和需要的總數據量。因為擋料板會積蓄顆粒，為確保採集得到穩定情況下的數據，採用50s的仿真時間，取40-50s的數據進行研究；
[0056]
(6)計算域設置
[0057]
在振動篩模型一上設置計算域，將篩分區寬度方向分為20格，分別統計仿真通過各格計算域的顆粒信息，用於之後的計算；
[0058]
在振動篩模型二上設置計算域，將進料區沿寬度方向分為20格，分別統計仿真通過各格計算域的顆粒信息，用於之後的計算。並在沿振動篩長度方向每隔250mm重新設置計算域，用於比較振動篩篩體長度對給料均勻性的影響。
[0059]
仿真研究
[0060]
(1)研究擋料板高度、角度和振動篩角度對給料均勻性的影響。
[0061]
振動篩篩面傾角取0
°
為默認值，擋料板高度角度取1mm和130
°
為默認值。單因素仿真取值如表4-5所示。給料均勻性cv用統計的20個計算域中的顆粒數量變異係數，變異係數越小顆粒越均勻，公式為
[0062][0063]
其中，σ是所有計算域顆粒數的標準差，μ是所有計算域顆粒數的平均值。
[0064]
表4-5單因素取值
[0065][0066]
表4-6仿真結果
[0067][0068]
由表4-6可以看出，振動篩傾角取0
°
，兩擋板之間夾角為130
°
，擋料板高度為130mm時，變異係數最小，優於原振動篩的分流條方案。
[0069]
(2)研究棒條振動篩篩體長度對給料均勻性的影響。
[0070]
採用上述研究中擋料板方案的參數設計棒條振動篩，進行仿真計算，可以得到變異係數隨振動篩篩體長度的變化規律，如圖3和圖4所示。
[0071]
從圖3可以看出振動篩中的顆粒流流動趨勢，由於顆粒是經過八字形擋板和機械振動的組合作用流出，流出時其主要運動方向受到擋板的角度影響，從圖中的紅色區域中可以表現出擋板角度的影響，隨著顆粒在振動篩中流動，逐漸顆粒分散地更加均勻，是符合現實情況的
[0072]
從圖4可以看出，變異係數最大為0.1206，棒條篩的顆粒分布變異係數比篩網方案更低，且變異係數隨篩體長度提高而逐漸減小，給料均勻性提高，在篩體長度為3000mm後基本保持不變，可以採用3000mm的振動篩長度保證出口的給料均勻性最低。
[0073]
最後得出結論如下：
[0074]
通過仿真研究的研究(1)中可以看出，採用擋料板的方案替換原有分流方案，通過仿真確立相對應的最佳參數，擋料板方案能起到更好的顆粒分流均勻性效果。
[0075]
通過仿真研究的研究(2)中可以看出，用棒條篩替換篩網，棒條篩結合擋料板的設計能更好地分流物料，同時提升篩分性能，並根據仿真中物料地分流均勻性變化確定了振動篩的設計長度為3000mm，保證了給料均勻性。
[0076]
以上僅為本實用新型的優選實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是在本實用新型的構思下，利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本實用新型的專利保護範圍內。