一种获取物料分布的支撑结构、激振控制方法和振动筛

1.本发明涉及振动筛领域，具体涉及一种获取物料分布的支撑结构、激振控制方法和振动筛。


背景技术：

2.振动筛是利用激振器作为振动源使物料在筛网上被抛起，同时向前作直线运动，物料从给料机进入振动筛的进料口，通过多层筛网产生数种规格的筛上物、筛下物、分别从各自的出口排出。振动筛一般分为圆形振动筛和直线振动筛，可应用到建筑、化工、矿物加工等需要筛选的场合。
3.目前，现有技术中的振动筛会预设振动频率，如果物料较少或者不需要这么高的振动频率，则需要手动调节振动档位。另外，在物料非常多或者物料颗粒直径大的比较多时，采用预设振动频率的振动筛的筛选效果并不好。


技术实现要素：

4.为解决上述背景技术中的问题，本发明提出以下技术方案：
5.一种获取物料分布的支撑结构，包括多组支撑组件，所述支撑组件包括弹簧底座、螺旋弹簧、弹簧上座和测距传感器，所述弹簧底座上设置至少一组螺旋弹簧，在所述弹簧底座上位于每组螺旋弹簧中心位置处均安装有测距传感器，且每组螺旋弹簧的另一端与弹簧上座相连，所述测距传感器用于测量弹簧底座到弹簧上座的距离。
6.进一步的，所述弹簧底座与支撑架连接。
7.进一步的，所述弹簧上座固接在振动筛筛网上。
8.进一步的，所述测距传感器采用非接触式测距传感器。
9.进一步的，所述多组支撑组件中的测距传感器根据测距数据得到物料在所述振动筛网上的重量分布情况。
10.本发明还提供具有上述获取物料分布的支撑结构的振动筛，还包括振动筛本体、激振器和电机，所述振动筛本体的前后两端各安装至少一组支撑结构，每组支撑结构包含至少两个支撑结构且在振动筛本体左右两侧呈对称排布；所述激振器安装在振动筛筛网底部，所述电机与激振器相连。
11.本发明还提供一种获取物料分布的激振控制方法，包括如下步骤：
12.获取多组支撑结构中测距传感器的测距数据；
13.根据所述测距数据计算振动筛倾斜变化量和所有测距传感器实测值的算术平均值；
14.根据螺旋弹簧压缩前后的长度变化量以及与所有测距传感器实测值的算术平均值得到振动筛上的等效物料重量；
15.根据等效物料重量计算得到振动筛激振频率。
16.进一步的，根据螺旋弹簧压缩前后的长度变化量以及与所有测距传感器实测值的
算术平均值得到振动筛上的等效物料重量的具体步骤为：
17.根据各支撑结构中螺旋弹簧压缩前的长度l，由胡克定律：δf＝δh*k，k为弹簧的弹性系数，则螺旋弹簧压缩前后的长度变化量δh的计算公式为：δh＝δf/k＝(l-h)，h为每组多个测距传感器实测值的算术平均值，则振动筛上的物料重量m等效为：m＝δf/g＝δh*k/g，g为重力参数。
18.进一步的，振动筛激振频率f的计算公式：其中
19.a＝a0[1+m/m]＝a0[1+(l-h)*k/mg]，a0取3-6(mm)，m为振动筛筛网本身重量；
[0020]kv
——抛射强度；
[0021]
α——筛网倾角(
°
)；
[0022]
δ——振动方向角(
°
)。
[0023]
进一步的，所述测距传感器的采样频率要大于1/f的两倍。
[0024]
本发明提供的一种获取物料分布的支撑结构、激振控制方法和振动筛，具有以下优点：在振动筛的支撑结构中设置多个测距传感器以实现物料称重以及物理分布情况，根据物理分布情况可以调整进料方向或者进料速度，同时利用等效物料重量实现了振动筛激振频率的调控，解决了现有技术中物料不便称量、激振频率不方便控制的技术问题，并且实现了节能和最佳筛选性能的平衡，而且本发明还具有成本低廉、结构简单的优点。
附图说明
[0025]
图1为支撑结构弹簧底座和螺旋弹簧构造图；
[0026]
图2为支撑结构弹簧上座图；
[0027]
图3为支撑结构弹簧底座俯视图；
[0028]
图4为振动筛侧视图；
[0029]
图5为振动筛俯视图；
[0030]
图6为激振器构造图。
具体实施方式
[0031]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。需要理解的是，在本发明实施例的描述中，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]
实施例1
[0033]
请参阅图1-3，本实施例提供一种获取物料分布的支撑结构01，包括多组支撑组件，所述支撑组件包括弹簧底座011、螺旋弹簧012、弹簧上座013和测距传感器014，所述弹簧底座011上设置有3组螺旋弹簧012，在所述弹簧底座011上位于每组螺旋弹簧012中心位置处均安装有测距传感器014，且每组螺旋弹簧012的另一端与弹簧上座013相连，所述测距
传感器014用于测量弹簧底座011到弹簧上座013的距离。
[0034]
优选的，所述弹簧底座011固定安装在支撑架015上。
[0035]
优选的，所述弹簧上座013的安装板上设置有加强筋，并与振动筛筛网固定连接。
[0036]
优选的，所述测距传感器014可采用激光或超声测距传感器，通过获取的测距数据可以得到物料在振动筛上的重量分布情况。
[0037]
实施例2
[0038]
请参阅图4-6，基于实施例1中的支撑结构01，本实施例提供一种获取物料分布的振动筛，还包括振动筛本体、激振器02和电机03。所述振动筛本体整体呈长方体结构，在振动筛本体的前后两端各安装有两组支撑结构，每组支撑结构01包含两个支撑结构01且在振动筛本体左右两侧呈对称排布；所述激振器02安装在振动筛筛网底部，与支撑结构并排安装，所述电机03与激振器相连。
[0039]
优选的，所述两组支撑结构01的弹簧上座013固定安装在振动筛筛网上。
[0040]
优选的，所述激振器02设置在轴承的两端，所述轴承设置在振动筛筛网下方。
[0041]
优选的，所述电机03安装在振动筛本体一侧的激振器02上。
[0042]
优选的，所述支撑结构的每组螺旋弹簧012中心位置均安装有一个测距传感器014，所述测距传感器014可采用有线或无线的方式进行数据传输，若采用无线测距传感器，可通过zigbee组网的方式将多组测距数据传输到控制模块进行计算；若采用有线测距传感器，可通过485总线采集多组测距传感器的测距数据传输到控制模块进行计算。
[0043]
实施例3
[0044]
本实施例基于实施例2中的振动筛，首先，控制模块获取各支撑结构01中测距传感器014的测距数据，然后根据胡克定律计算各个支撑结构01的承重，从而获得物料的重量分布，依据物料的重量分布调节激振器02的激振频率。
[0045]
振动筛的激振控制方法具体如下：
[0046]
(1)由各支撑结构01的每个(3个)测距传感器014获得测距数据得到倾斜变化量(δx，δy)，对应的就可以知道大致的物料分布；
[0047]
(2)假定各支撑结构01中螺旋弹簧012压缩前测得的数据范围为400
±
0.5mm，根据胡克定律：δf＝δh*k，k为弹簧的弹性系数，则螺旋弹簧012压缩前后的长度变化量δh的计算公式为：δh＝δf/k＝(400-h)，h为所有测距传感器014实测值的算术平均值。
[0048]
(3)根据胡克定律，振动筛上的物料m等效为：m＝δf/g＝δh*k/g，g为重力参数。
[0049]
(4)振动筛激振频率f的计算公式：其中
[0050]
a＝a0[1+m/m]＝a0[1+(400-h)*k/mg]，a0取3-6(mm)，m为振动筛筛网本身质量；
[0051]kv
——抛射强度；
[0052]
α——筛网倾角(
°
)；
[0053]
δ——振动方向角(
°
)。
[0054]
优选的，在工作过程中也即物料振荡的过程中，由于激振器02使得振动筛筛网运动，螺旋弹簧012上下压缩振动，测距数据也在实时变化，因此测距传感器014的采样频率要远大于1/f的两倍。
[0055]
优选的，取所有测距传感器014实测值的算术平均值h能够反映出测距数据与物料
重量之间的正向关系。
[0056]
优选的，在激振频率f的计算中，抛射强度kv在直线振动筛中一般取2.5～4.0，筛网倾角α一般取-10
°
～10
°
，振动方向角δ可选取固定值，一般选取45
°
。
[0057]
综上所述，在振动筛的支撑结构中设置多个测距传感器能够实现物料称重，同时根据多组测距传感器的测距数据，即倾斜情况，可得知物料在整个筛网上的质量分布情况，进而根据物料质量分布调节进料位置，由测距数据得到物料重量，进一步计算出振动筛的激振频率，由此得到处理物料的最佳激振频率，从而实现节能和最佳筛选性能的平衡。
[0058]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。