1  前言

        眾所周知，振動給料機是一種在選礦作業(yè)、人工砂石線、選煤等行業(yè)中廣泛應(yīng)用的給料設(shè)備。縱觀其發(fā)展歷程，先后經(jīng)歷了電磁振動、電機振動、機械振動三個發(fā)展階段。振動給料機在冶金、煤炭、電力、化工、建材、輕工和糧食等行業(yè)中廣泛應(yīng)用，可與其他設(shè)備配套，實現(xiàn)給料、喂料、配料、定量包裝和流程自動化作業(yè)。在礦山選礦工藝中，與選礦設(shè)備配套使用，主要用在溜井放礦、轉(zhuǎn)載裝車、選礦破碎給料作業(yè)；在煤礦作業(yè)流程中，可用在井下轉(zhuǎn)載，箕斗下轉(zhuǎn)載，原煤倉下配煤、精煤倉下裝車和洗選機均勻給料等作業(yè)；在水泥及混凝土加氣塊設(shè)備生產(chǎn)線中，可用于混凝土攪拌站水泥的給料；本文著重對振動給料機的發(fā)展歷程、應(yīng)用效果，特別是研究現(xiàn)狀等方面加以綜述，并對振動給料機的研究發(fā)展趨勢提出前瞻性的展望。

電機振動給料機

2  振動給料機的發(fā)展沿革

        20世紀50年代初，由連桿及偏心軸傳動的K型機械式往復(fù)給料機廣泛運用在礦井生產(chǎn)中，特別是煤礦井下。該機型結(jié)構(gòu)簡單，動力消耗較大，設(shè)備笨重，處理量小且成間接成堆式不均勻給料。但該機型維修量小、耐用，布置所需高度低，且對物料的粒度組成、外在水分等物理性質(zhì)要求不嚴。隨著礦井機械化程度的提高，這種振動給料機已無法滿足生產(chǎn)的需要。

        進人20世紀60年代，隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，通過引入國外先進設(shè)備，出現(xiàn)了電磁振動給料機，并迅速得到廣泛應(yīng)用。電磁振動給煤機屬于雙質(zhì)體共振型，其相對于K型給煤機具有處理能力大、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、可無極調(diào)速以及電耗少等特點，在全國得到推廣，頗受用戶歡迎。然而，經(jīng)過使用發(fā)現(xiàn)電磁振動給料機故障較多，如銜鐵損壞，無振幅不走料，板彈簧斷裂，板彈簧頂緊螺栓松動，鐵芯與銜鐵間氣隙的大小以及板彈簧片數(shù)調(diào)整不當(dāng)，易造成電流加大、振幅減小和不能正常運轉(zhuǎn)，嚴重者將產(chǎn)生鐵芯碰撞而導(dǎo)致鐵芯和線圈的損壞；工作時噪聲大，不宜輸送極細的或潮濕的粘性粉狀物以及輸送距離短。這一系列問題限制了電磁振動給料機的進一步發(fā)展。

        20世紀80年代中期，開始生產(chǎn)電機振動給料機(GZG，MZG型)，GZG型電機振動給料機是以振動電機為激振源，根據(jù)雙電機自同步原理而設(shè)計，該機型盡管存在著電機易壞、槽體振裂、維修工作量大等問題，但經(jīng)過諸多實踐案例應(yīng)用，證明其性能優(yōu)于電磁振動給料機。

        GZD型慣性機械振動型振動給料機是在上述背景下于20世紀80年代末研制發(fā)展起來的，GZD型振動給料機引用國外的先進技術(shù)，通過撓性連接將激振器與普通電機相連接，電機只傳動不參振，運轉(zhuǎn)可靠，維修工作量小，給料通暢，對運輸物料的水分和粘度的適應(yīng)性強，不粘物，槽底還可加鋪耐磨襯板。但是此種振動給料機噪音大，漏油嚴重，給料量調(diào)整困難，基于以上缺點，設(shè)計出現(xiàn)了一種由兩臺電機同時分別驅(qū)動兩根偏心軸的慣性振動給料機，這種振動給料機由兩臺電機控制同步運轉(zhuǎn)，兩軸間無齒輪傳動，減小了噪聲，潤滑方便。XJG型慣性共振式振動給料機是繼往復(fù)式給煤機、電磁振動給料機、自同步慣性振動給料機之后，綜合其優(yōu)缺點，參考了國外近期使用和引進的設(shè)備，研制成的又一種新型給料設(shè)備，也是中國首次開發(fā)的新產(chǎn)品，其受力狀態(tài)較好，動力消耗小，噪聲低，開停機平穩(wěn)。

         20世紀80年代末90年代初，根據(jù)現(xiàn)場使用需要，各種新型振動給料機應(yīng)運而生。芬蘭Rox—on公司(前稱kone Kunming Gravel Equipment工程公司)設(shè)計制造了一種將重型板式喂料機與篩分機有效結(jié)合在一起的、結(jié)•構(gòu)形式新穎的棒條振動給料機，具有篩分、輸送雙功能，適用于選礦、建材和化學(xué)等工業(yè)部門，特別適用于黑色、有色金屬礦石、建筑石料粗碎前的給料；意大利ORU公司生產(chǎn)的用于現(xiàn)場制備混凝土加氣塊的Autoforcula1040型等混凝土攪拌站，采用了以電機為動力的篦形振動給料機，該種給料機用于凝土攪拌站水泥的給料；濟南某所制造了一種多層槽振動給料機，將槽體分成上、下兩層或多層空間，可提高料槽工作面對物料的速度傳遞效率，提高生產(chǎn)率。

3      振動給料機的研究現(xiàn)狀

電磁振動給料機結(jié)構(gòu)圖

在中國振動給料機的發(fā)展歷程中，研究主要集中在以下幾個方面。

3.1關(guān)于物料結(jié)合狀態(tài)的研究

        振動給料機在輸送物料時的振動參數(shù)受被輸送物料的影響，物料主要影響給料機的參振質(zhì)量和阻尼，物料結(jié)合系數(shù)與阻尼系數(shù)的確定在振動給料機的設(shè)計中占有較大比重。聞邦椿院士在這方面做了相關(guān)的研究，推導(dǎo)出了物料結(jié)合系數(shù)的計算公式，證明了理論計算的物料結(jié)合系數(shù)’基本上適合工程實際的情況。不同形式振動給料機的物料結(jié)合系數(shù)不同，國內(nèi)外學(xué)者分別對工作面無傾角和有傾角的振動給料機系統(tǒng)進行了討論，分析結(jié)果表明:當(dāng)工作面有傾角時物料結(jié)合系數(shù)比工作面無傾角時小；物料結(jié)合系數(shù)與阻尼系數(shù)隨著振幅的增大而減小，其中物料結(jié)合系數(shù)減小較快。對于單質(zhì)體彈性連桿振動給料機，物料滑行輸送時，決定物料結(jié)合系數(shù)的主要因素是物料與槽體之間的摩擦系數(shù)和槽體傾角。

3.2關(guān)于系統(tǒng)運動學(xué)與動力學(xué)的研究

        振動給料機機械系統(tǒng)的振動特性和動力學(xué)參數(shù)對給料效果有重要影響。振動給料機按機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的力學(xué)原理，主要分為單質(zhì)體和雙質(zhì)體兩大類，對工程中常用的振動給料機，大都采用單質(zhì)體集中質(zhì)量力學(xué)模型，構(gòu)成單自由度線性振動系統(tǒng)。對于單電機振動給料機，通過理論研究，建立振動給料機的力學(xué)模型和運動微分方程，證明單電機立式安裝優(yōu)越于臥式，同時為避免槽體擺動給料機設(shè)計安裝時必須滿足一定的條件。對于雙軸(或)雙電機振動給料機，分為雙機豎置和雙機橫置兩種結(jié)構(gòu)形式，目前對其振動理論以及動力學(xué)參數(shù)的研究日趨完善，在研究其擺振時，通過建立雙電機自同步振動給料機的三自由度力學(xué)模型，進行動力學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上得出了機體不出現(xiàn)搖擺振動的條件。

        在考慮既有粘性阻尼又有摩擦阻尼的情況下的振動給料機，對其建立力學(xué)模型和微分方程，可知粘性阻尼和摩擦阻尼對給料機的振幅有所影響…’；利用離散元方法對顆粒在振動給料機中的運動過程進行數(shù)值研究，發(fā)現(xiàn)振動給料機中顆粒運動隨振動參數(shù)變化而變化；對多軸振動給料機的研究，分析出了其最大給料速度和極限速度；對振動給料機進行實測研究，得到了給料機的激振力、傾角、振動方向角和人料口厚度與生產(chǎn)率及電參數(shù)的關(guān)系，并找到了各參數(shù)之間的最優(yōu)組合。此外對振動給料機進行優(yōu)化設(shè)計及運動仿真，對部件進行參數(shù)化設(shè)計、裝配及結(jié)構(gòu)分析也都取得了一定的成果。