技术领域
[0001] 本
发明涉及
振动筛分设备领域，尤其涉及一种三自由度弛张筛，最多可同时实现空间三个自由度的振动。
背景技术
[0002] 弛张筛是20世纪80年代初从传统的圆振动筛发展而来的一种新型筛分机械。筛网由可以伸缩的聚
氨酯
橡胶材料制成，在工作时，筛网交替地拉紧和松弛，使物料产生前进弹跳运动，可避免物料黏附筛网并堵塞筛孔。同时，由于采用了挠性筛板，使抛射
加速度达到
重力加速度的30-50倍，筛板最大振幅可达40mm，因此筛孔不但不易堵塞，而且筛分效率提高，处理量大，动负荷小，功耗少，噪声低。通过共振，一个驱动提供两个振动。动态的筛板通过张紧和松弛取得很高的加速度。两个参振
质量以相同的
频率相对振动，使筛板产生张紧和松弛运动。两个参振质量的相对线性运动是可调的，以优化设备运行。根据筛分物料的不同，可调整所有必要的参数。弛张筛采用基
本振动和附加振动的双重振动原理，基本的振动是由旋转偏心
块旋转产生的圆形振动，附加的振动是基本振动带动产生的椭圆形振动。
[0003] 目前，国内市场上的弛张筛大都为国外进口设备，主要为美国的伯特利、奥地利的宾得以及德国的李维尔弛张筛，国内现以鞍山矿山机械厂生产的CZS型弛张筛和奥瑞(天津)有限公司的驰张筛为代表。中国现有
专利也提出了一些弛张筛设计方案，如
申请号为97235985.0的中国专利提出了一种悬挂式双边驱动弛张筛，其除筛网外皆为刚性连接，不利于延长弛张筛的使用寿命，且要求外筛框与内框质量相等，筛孔大小按透筛概率规律布置，对制造
精度的要求较高；申请号为201310574957.2的中国专利公布了一种弛张振动筛，其将激振装置放在筛框下，占据了较大的
工作空间，且激振中心与质心的
位置相差较大，不利于工作的
稳定性；申请号分别为201220392205.5、201220390817.0、201220390809.6的中国专利分别提出了奥瑞(天津)技术有限公司设计的
单层、双层以及三层弛张筛，申请号分别为201320019829.7、201320019702.5、201320019852.6、201320019957.1的中国专利提出了秦皇岛优格玛工业技术有限公司设计的单层与双层的香蕉筛以及弛张筛，这些设计的主体部分相似，且都在原有的单层
基础上增加了聚氨酯筛网的层数，但增加筛网层数并不能有效的提高筛分效率，并且以上的设计增加了弛张筛的质量，不易于弛张筛的控制，加大了工作的功耗。综上，现有的弛张筛都属于两自由度弛张筛，在惯性激振器的作用下，筛箱或筛网只具有两个方向的往复振动，且所有的活动梁被连接为一个整体。
[0004] 本发明涉及的三自由度弛张筛，由于能实现空间沿X、Y、Z三个方向的振动，且各振动方向的振动幅度、频率等参数可单独控制和调节，可实现活动梁分组安装，且活动梁组间可产生相对运动，提高了筛片的运动灵活度和透筛效果，本发明能克服现有弛张筛设备的技术
缺陷。
发明内容
[0005] 本发明的目的是针对
现有技术的不足，提供一种三自由度驰张筛，特别是能使筛片同时实现空间三个自由度的振动，能克服现有弛张筛设备的技术缺陷，提高筛分效率，同时降低设备的制造成本和运行功耗。
[0006] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。
[0007] 一种三自由度驰张筛，包括
支撑架组件、筛箱、活动梁、固定梁、动梁连板、橡胶剪切
弹簧、惯性激振装置、横向激振装置和筛片。其中，所述的支撑架组件由前支撑架、后支撑架和激振器支撑架组成，所述的前支撑架、后支撑架的数量均为二，且对称布置在筛箱的两侧，用于支撑筛箱；所述的激振器支撑架位于筛箱的一侧中部，用于安装惯性激振装置、横向激振装置的
动力端。所述的筛箱通过橡胶减振弹簧与前支撑架、后支撑架相连接，在筛箱的两个侧板之间设有数量不少于三根的连接管梁，用于提高筛箱的整体结构
刚度，且所述的连接管梁与侧板之间通过高强度
螺栓相连接；在所述的连接管梁的上方设有仿形
支架，用于安装、支撑防尘罩，且仿形支架与连接管梁固连；在筛箱的侧板的顶部设有Ψ形绳勾，用于固定防尘罩。所述的活动梁与固定梁间隔布置在筛箱的底部，所述的固定梁与筛箱固连；所述的活动梁的两端与动梁连板通过螺栓相连接，所述的动梁连板的顶部与底部均通过橡胶剪切弹簧与筛箱相连接；所述的筛片的一端与活动梁相固连，其另一端与固定梁相固连。所述的惯性激振装置、横向激振装置的动力端固定安装在激振器支撑架的顶部，所述的惯性激振装置、横向激振装置的输出端固定安装在筛箱上。所述的筛片为采用聚氨酯材料的弛张筛片。
[0008] 所述的惯性激振装置包括主
电机、双
万向节联轴器、右偏心块组、主
传动轴和左偏心块组。所述的主电机固定安装在激振器支撑架的顶部，为惯性激振装置提供动力，所述的主电机与主传动轴通过双万向节联轴器相连接。所述的主传动轴的两端分别通过
轴承与筛箱的两个侧板相连接，用于将右偏心块组、左偏心块组旋转产生的惯性振动传递给筛箱。所述的右偏心块组、左偏心块组安装在主传动轴上，用于产生惯性激振力，且所述的右偏心块组、左偏心块组均与主传动轴通过
花键相连接。
[0009] 所述的右偏心块组包括右一偏心块、右二偏心块，所述的右一偏心块与主传动轴通过花键相连接；所述的右二偏心块空套在主传动轴上；所述的右一偏心块、右二偏心块上均设有调节螺栓孔，所述的右一偏心块与右二偏心块通过螺栓相连接。所述的左偏心块组与右偏心块组的结构、尺寸完全相同，包括左一偏心块、左二偏心块，所述的左一偏心块与主传动轴通过花键相连接；所述的左二偏心块空套在主传动轴上；所述的左一偏心块、左二偏心块上均设有调节螺栓孔，所述的左一偏心块与左二偏心块通过螺栓相连接。调节右一偏心块与右二偏心块之间的夹
角以及左一偏心块、左二偏心块之间的夹角可以调节右偏心块组、左偏心块组产生的惯性振动的振幅和振动强度。
[0010] 所述的横向激振装置包括横向电机、横向传动轴、偏心轮、偏心轮套、第一万向节、前轴、回转节、后轴和第二万向节。其中，所述的横向电机固定安装在激振器支撑架的顶部，用于为横向激振装置提供动力。所述的横向传动轴的一端与横向电机通过联轴器相连接，其另一端通过轴承座安装在激振器支撑架上。所述的偏心轮安装在横向传动轴上，且与横向传动轴通过平键相连接；所述的偏心轮套套装在偏心轮上，且与偏心轮通过
滚针轴承相连接。所述的第一万向节的一端与偏心轮套固连，其另一端与前轴相固连。所述的前轴的末端设有可拆轴肩，所述的可拆轴肩通过高强度
沉头螺钉与前轴相连接，且高强度沉头螺钉的数量不少于三个。所述的后轴的一端与前轴通过回转节相连接，其另一端与第二万向节相固连；所述的第二万向节与筛箱通过高强度螺栓相连接。所述的横向电机驱动偏心轮高速旋转，偏心轮的偏心运动迫使安装在偏心轮上的偏心轮套产生横向往复振动。
[0011] 所述回转节由左回转壳、右回转壳、第一止推轴承、第一
径向轴承、左轴套、第二止推轴承、第三止推轴承、右轴套、第二径向轴承、第四止推轴承、轴套螺钉和轴套
定位销组成。其中，所述的左回转壳、右回转壳通过螺栓相连接，组成一个封闭的
箱体，用于安装或定位第一止推轴承、第一径向轴承、第二止推轴承、第三止推轴承、第二径向轴承和第四止推轴承。所述的第一止推轴承、第一径向轴承、左轴套、第二止推轴承、第三止推轴承、右轴套、第二径向轴承和第四止推轴承安装在左回转壳与右回转壳内；所述的第一止推轴承、左轴套、第二止推轴承从左向右依次安装在前轴上，所述的第一径向轴承的
内圈安装在左轴套上，第一径向轴承的
外圈安装在左回转壳、右回转壳内；所述的第四止推轴承、右轴套和第三止推轴承从右向左依次安装在后轴上，所述的第二径向轴承的内圈安装在右轴套上，第二径向轴承的外圈安装在左回转壳与右回转壳内。所述的右轴套通过轴套螺钉、轴套定位销与后轴相连接，且所述的轴套螺钉、轴套定位销的数量均不少于二，所述的轴套定位销的外端设有拆卸内
螺纹，用于连接拆卸轴套定位销的专用工具。
[0012] 所述的第一止推轴承、第二止推轴承、第三止推轴承和第四止推轴承采用圆柱滚子型止推轴承；所述的第一径向轴承、第二径向轴承采用
圆柱滚子轴承。
[0013] 所述的筛箱单侧动梁连板的数量不少于三，且每块动梁连板上安装有一至三根活动梁。
[0014] 从机构学的角度看，横向振动装置与筛箱构成了一种近似
曲柄滑块的机构。其中，偏心轮起到曲柄的作用；偏心轮套、第一万向节、前轴、回转节、后轴和第二万向节构成一个具有五个运动自由度的非刚性
连杆，可以避免与惯性激振器使筛箱产生两自由度振动相互干涉；筛箱可相对支撑架组件横向移动，起到滑块的作用。
[0015] 使用时，可根据实际情况选择筛箱及筛片所需要振动自由度数及相应的振动参数。筛箱及筛片的横向振动可通过控制横向激振装置中的横向电机的转速和调节偏心轮的偏心距，分别调节横向振动的频率和振幅；筛箱的纵向和垂向振动可通过控制惯性激振装置中的主电机的转速来调节纵向和垂向振动的振动频率，通过调节右一偏心块与右二偏心块之间的夹角以及左一偏心块、左二偏心块之间的夹角调节纵向和垂向振动的振幅；活动梁及筛片在纵向、垂向的惯性振动参数调节，不仅需要通过调节主电机的转速调节其振动频率，还需要通过更换或增减动梁连板与筛箱之间的橡胶剪切弹簧来实现。
[0016] 本发明的有益效果是，与现有的技术相比，本发明最多能同时实现空间X、Y、Z三个方向共三个自由度的往复振动；而且个振动方向的振幅、频率以及振动自由度等参数均可调节，惯性激振装置与横向激振装置产生的往复振动相互独立，互不干涉，能克服现有驰张筛设备的技术缺陷。筛箱及筛片的三自由度振动有利于物料的分散、分层和透筛，一至三根活动梁分组连接安装方式使活动梁和筛片的运动灵活度提高，更加有利于潮湿和细粒度物料的透筛，可有效地避免物料堵孔现象的发生。此外，本发明还具有结构紧凑、振动自由度多、使用寿命长、处理量大、效率高、设备成本与运行功耗低以及控制简单等优点，能够充分满足不同入料特性和不同处理量的筛分工艺要求。
附图说明
[0017] 图1为本发明的总体结构示意图；
[0018] 图2为本发明的筛箱与动梁连板之间的装配关系示意图；
[0019] 图3为本发明的惯性激振装置的结构示意图；
[0020] 图4为本发明的横向激振装置的结构示意图；
[0021] 图5为本发明的回转节的结构示意图。
具体实施方式
[0022] 为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体
实施例和图示，进一步阐述本发明。
[0023] 如图1和图2所示，一种三自由度驰张筛，包括支撑架组件1、筛箱2、活动梁3、固定梁4、动梁连板5、橡胶剪切弹簧6、惯性激振装置7、横向激振装置8和筛片9。其中，所述的支撑架组件1由前支撑架11、后支撑架12和激振器支撑架13组成，所述的前支撑架11、后支撑架12的数量均为二，且对称布置在筛箱2的两侧，用于支撑筛箱2；所述的激振器支撑架13位于筛箱2的一侧中部，用于安装惯性激振装置7、横向激振装置8的动力端。所述的筛箱2通过橡胶减振弹簧14与前支撑架11、后支撑架12相连接，在筛箱2的两个侧板21之间设有数量不少于三根的连接管梁22，用于提高筛箱2的整体结构刚度，且所述的连接管梁22与侧板21之间通过高强度螺栓相连接；在所述的连接管梁22的上方设有仿形支架23，用于安装、支撑防尘罩，且仿形支架23与连接管梁22固连；在筛箱2的侧板21的顶部设有Ψ形绳勾24，用于固定防尘罩。所述的活动梁3与固定梁4间隔布置在筛箱2的底部，所述的固定梁4与筛箱2固连；所述的活动梁3的两端与动梁连板5通过螺栓相连接，所述的动梁连板5的顶部与底部均通过橡胶剪切弹簧6与筛箱2相连接；所述的筛片9的一端与活动梁3相固连，其另一端与固定梁4相固连。所述的惯性激振装置7、横向激振装置8的动力端固定安装在激振器支撑架13的顶部，所述的惯性激振装置7、横向激振装置8的输出端固定安装在筛箱2上。所述的筛片9为采用聚氨酯材料的弛张筛片。
[0024] 如图1和图3所示，所述的惯性激振装置包括主电机71、双万向节联轴器72、右偏心块组73、主传动轴74和左偏心块组75。所述的主电机71固定安装在激振器支撑架13的顶部，为惯性激振装置7提供动力，所述的主电机71与主传动轴74通过双万向节联轴器72相连接。所述的主传动轴74的两端分别通过轴承与筛箱2的两个侧板21相连接，用于将右偏心块组
73、左偏心块组75旋转产生的惯性振动传递给筛箱2。所述的右偏心块组73、左偏心块组75安装在主传动轴74上，用于产生惯性激振力，且所述的右偏心块组73、左偏心块组75均与主传动轴74通过花键相连接。
[0025] 如图1和图3所示，所述的右偏心块组73包括右一偏心块731、右二偏心块732，所述的右一偏心块731与主传动轴74通过花键相连接；所述的右二偏心块732空套在主传动轴74上；所述的右一偏心块731、右二偏心块732上均设有调节螺栓孔，所述的右一偏心块731与右二偏心块732通过螺栓相连接。所述的左偏心块组75与右偏心块组73的结构、尺寸完全相同，包括左一偏心块751、左二偏心块752，所述的左一偏心块751与主传动轴74通过花键相连接；所述的左二偏心块752空套在主传动轴74上；所述的左一偏心块751、左二偏心块752上均设有调节螺栓孔，所述的左一偏心块751与左二偏心块752通过螺栓相连接。调节右一偏心块731与右二偏心块732之间的夹角以及左一偏心块751、左二偏心块752之间的夹角可以调节右偏心块组73、左偏心块组75产生的惯性振动的振幅和振动强度。
[0026] 如图1、图4和图5所示，所述的横向激振装置8包括横向电机81、横向传动轴82、偏心轮83、偏心轮套84、第一万向节85、前轴86、回转节87、后轴88和第二万向节89。其中，所述的横向电机81固定安装在激振器支撑架13的顶部，用于为横向激振装置8提供动力。所述的横向传动轴82的一端与横向电机81通过联轴器相连接，其另一端通过轴承座131安装在激振器支撑架13上。所述的偏心轮83安装在横向传动轴82上，且与横向传动轴82通过平键相连接；所述的偏心轮套84套装在偏心轮83上，且与偏心轮83通过滚针轴承相连接。所述的第一万向节85的一端与偏心轮套84固连，其另一端与前轴86相固连。所述的前轴86的末端设有可拆轴肩861，所述的可拆轴肩861通过高强度沉头螺钉862与前轴86相连接，且高强度沉头螺钉862的数量不少于三个。所述的后轴88的一端与前轴86通过回转节87相连接，其另一端与第二万向节89相固连；所述的第二万向节89与筛箱2通过高强度螺栓相连接。所述的横向电机81驱动偏心轮83高速旋转，偏心轮83的偏心运动迫使安装在偏心轮83上的偏心轮套84产生横向往复振动。
[0027] 如图1、图4和图5所示，所述回转节87由左回转壳871、右回转壳872、第一止推轴承873、第一径向轴承874、左轴套875、第二止推轴承876、第三止推轴承877、右轴套878、第二径向轴承879、第四止推轴承8712、轴套螺钉8710和轴套定位销8711组成。其中，所述的左回转壳871、右回转壳872通过螺栓相连接，组成一个封闭的箱体，用于安装或定位第一止推轴承873、第一径向轴承874、第二止推轴承876、第三止推轴承877、第二径向轴承879和第四止推轴承8712。所述的第一止推轴承873、第一径向轴承874、左轴套875、第二止推轴承876、第三止推轴承877、右轴套878、第二径向轴承879和第四止推轴承8712安装在左回转壳871与右回转壳872内；所述的第一止推轴承873、左轴套875、第二止推轴承876从左向右依次安装在前轴86上，所述的第一径向轴承874的内圈安装在左轴套875上，第一径向轴承874的外圈安装在左回转壳871、右回转壳872内；所述的第四止推轴承8712、右轴套878和第三止推轴承877从右向左依次安装在后轴88上，所述的第二径向轴承879的内圈安装在右轴套878上，第二径向轴承879的外圈安装在左回转壳871与右回转壳872内。所述的右轴套878通过轴套螺钉8710、轴套定位销8711与后轴88相连接，且所述的轴套螺钉8710、轴套定位销8711的数量均不少于二，所述的轴套定位销8711的外端设有拆卸
内螺纹，用于连接拆卸轴套定位销
8711的专用工具。
[0028] 如图5所示，所述的第一止推轴承873、第二止推轴承876、第三止推轴承877和第四止推轴承8712采用圆柱滚子型止推轴承；所述的第一径向轴承874、第二径向轴承879采用圆柱滚子轴承。
[0029] 如图1和图2所示所述的筛箱2单侧动梁连板5的数量不少于三，且每块动梁连板5上安装有一至三根活动梁3。
[0030] 从机构学的角度看，横向振动装置8与筛箱2构成了一种近似曲柄滑块的机构。其中，偏心轮83起到曲柄的作用；偏心轮套84、第一万向节85、前轴86、回转节87、后轴88和第二万向节89构成一个具有五个运动自由度的非刚性连杆，可以避免与惯性激振器7使筛箱2产生两自由度振动相互干涉；筛箱2可相对支撑架组件1横向移动，起到滑块的作用。
[0031] 使用时，可根据实际情况选择筛箱2及筛片9所需要振动自由度数及相应的振动参数。筛箱2及筛片9的横向振动可通过控制横向激振装置8中的横向电机81的转速和调节偏心轮83的偏心距，分别调节横向振动的频率和振幅；筛箱2的纵向和垂向振动可通过控制惯性激振装置7中的主电机71的转速来调节纵向和垂向振动的振动频率，通过调节右一偏心块731与右二偏心块732之间的夹角以及左一偏心块751、左二偏心块752之间的夹角调节纵向和垂向振动的振幅；活动梁3及筛片9在纵向、垂向的惯性振动参数调节，不仅需要通过调节主电机71的转速调节其振动频率，还需要通过更换或增减动梁连板5与筛箱2之间的橡胶剪切弹簧6来实现。
[0032] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和
说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的
权利要求书及其等效物界定。
