Почему горизонтальному виброгрохоту необходима синхронизация возбудителей колебаний

Горизонтальному вибрационному грохоту необходима синхронизация возбудителей колебаний, поскольку их суммарные силы определяют направление и стабильность движения просеивающей поверхности. Поскольку небольшой наклон или его отсутствие не позволяет материалу двигаться вперед под действием силы тяжести, грохот использует контролируемый бросок, чтобы перемещать заполнители и одновременно пропускать через отверстия более мелкие частицы. Возбудители, работающие с правильной частотой вращения, но с неверным соотношением фаз, могут создавать неподходящее направление броска, неравномерное движение или переменные нагрузки на конструкцию грохота.

Синхронизация означает поддержание заданного взаимного положения вращающихся эксцентриковых масс. Это не обязательно означает, что каждый вал вращается в одном направлении или что каждый противовес занимает одинаковое угловое положение. Требуемое взаимное положение определяется компоновкой возбудителей и заданным характером движения конкретного грохота.

Просеивающей поверхности необходим направленный бросок

На наклонном грохоте сила тяжести в значительной степени способствует перемещению материала. Горизонтальная просеивающая поверхность в большей степени зависит от траектории вибрации: сочетания вертикального подъема и горизонтального движения, которое продвигает слой материала. В каждом цикле частицы отрываются от поверхности, пролетают небольшое расстояние и приземляются дальше по просеивающей поверхности.

Вертикальная составляющая разрыхляет слой, позволяя более мелким частицам опускаться к просеивающей поверхности. Горизонтальная составляющая обеспечивает транспортировку материала. Их соотношение влияет на толщину слоя, время пребывания материала на грохоте и вероятность того, что частицы попадут в отверстия.

Слишком крутой бросок может вызвать интенсивное подпрыгивание при недостаточном продвижении материала вперед. Слишком пологий бросок может ухудшить разрыхление слоя. Увеличение силы возбуждения без корректировки траектории не обязательно улучшает грохочение: движение может усилиться, а исходная проблема транспортировки останется нерешенной.

Как синхронизированные эксцентриковые массы создают заданное движение

Каждая вращающаяся эксцентриковая масса создает центробежную силу, направление которой непрерывно меняется. В распространенной двухвальной линейной схеме равные эксцентриковые массы вращаются с одинаковой частотой, но в противоположных направлениях. Их синхронизация обеспечивает компенсацию выбранных составляющих сил и взаимное усиление составляющих, направленных вдоль заданной линии броска.

Возбуждающая сила действует вдоль этой линии в обоих направлениях. Ее угол относительно просеивающей поверхности определяет соотношение подъема и движения вперед. Реакция короба грохота на эту силу зависит от его массы, жесткости, подвески и нагрузки материала.

Одного совпадения частоты вращения валов недостаточно. Два вала могут вращаться с одинаковой частотой, сохраняя при этом неверное угловое соотношение. Такое фазовое смещение меняет способ сложения их сил. В идеальной паре равных сил, вращающихся в противоположных направлениях, постоянное фазовое смещение может поворачивать линию результирующей силы, но не обязательно создает эллиптическую траекторию. Если фазовое соотношение постоянно меняется, направление возбуждения становится нестабильным.

Неравные эксцентриковые силы создают еще одно различие. Даже при стабильной синхронизации несовпадающие противовесы или неверные настройки грузов препятствуют полной компенсации предусмотренных встречных составляющих. В результате результирующее возбуждение может стать эллиптическим. Поэтому фазу, направление вращения, частоту вращения и эксцентриковый момент необходимо рассматривать вместе.

В некоторых горизонтальных грохотах намеренно используется эллиптическое движение, в том числе в схемах с дополнительными синхронизированными валами. Поэтому эллиптическая траектория сама по себе не является неисправностью. Сравнивать нужно измеренное движение с траекторией, заданной для конкретной машины.

Что обеспечивает синхронизацию возбудителей?

В механических системах синхронизация обеспечивается шестернями, соединительными валами или другим механизмом с принудительной передачей вращения, поддерживающим требуемое взаимное положение. Правильное взаимное положение фаз задается при сборке. После ремонта подшипников, замены возбудителя или ремонта привода также необходимо учитывать положение шестерен при установке по фазе, состояние муфт и заданное положение противовесов.

В других конструкциях используются самосинхронизирующиеся приводы. Отдельные возбудители взаимодействуют через вибрирующую конструкцию и при соответствующей конструкции и нагрузке устанавливают стабильное рабочее соотношение. Простое включение двух электродвигателей на одинаковой частоте не гарантирует правильную синхронизацию их эксцентриковых масс. Электрическая частота определяет характеристики частоты вращения двигателя; синхронизация также зависит от механической реакции всего грохота.

Еще один вариант — системы с электронным управлением, однако требования к управлению зависят от конструкции оборудования. Не следует считать, что задание частоты вращения без обратной связи по углу обеспечивает непосредственное управление фазой.

Для этих схем требуются разные виды обслуживания. У возбудителя с зубчатой передачей при сборке необходимо сохранять правильную механическую синхронизацию. Для самосинхронизирующейся системы требуются заданные направления вращения, совместимые настройки возбудителей, а также подходящие условия работы конструкции и подвески, необходимые для формирования стабильного движения.

Производительность грохочения показывает последствия

Нарушение режима возбуждения часто сначала проявляется в изменении движения материала. Материал может накапливаться в зоне подачи, неравномерно перемещаться по ширине или выгружаться с нестабильной скоростью. В более глубоком слое мелким частицам приходится проходить большее расстояние, прежде чем они достигнут просеивающей поверхности, а при слишком быстром перемещении материала сокращается время, доступное для разделения.

Сами по себе эти признаки не доказывают нарушение синхронизации. Похожие результаты могут вызвать влажный материал, чрезмерная производительность, забитые отверстия или неравномерная подача. Чтобы отличить эти случаи, следует проверить, изменились ли измеренная траектория движения короба грохота и поведение материала одновременно.

Например, ухудшение разделения при стабильной траектории, соответствующей заданным параметрам, указывает на необходимость проверить условия подачи, просеивающие элементы или нагрузку. Если ухудшение разделения сопровождается изменением угла броска, ненормальным поперечным движением или различным движением по сторонам грохота, необходимо проверить систему возбуждения и опорную конструкцию.

Характер износа также помогает оценить ситуацию. Сосредоточенный износ с одной стороны может быть связан с неравномерной подачей материала, повреждением опор просеивающих элементов или крутильными колебаниями. Это признак, который следует сопоставить с измерениями движения, а не доказательство неправильной синхронизации возбудителей.

Почему страдают подшипники и конструкция грохота

Короб грохота рассчитан на определенный характер циклических сил. Когда направление результирующего возбуждения меняется или оно распределяется неравномерно, боковые стенки, поперечины, крепления возбудителей и соединения испытывают другие нагрузки. Дополнительное скручивание или поперечное движение может увеличить локальные усталостные нагрузки, даже если общий ход машины кажется привычным.

Температуру и шум подшипников также необходимо оценивать с учетом возможных причин. Похожие симптомы могут возникать из-за проблем со смазкой, загрязнения, неправильной посадки или повреждения подшипника. Аномальное возбуждение меняет нагрузку на подшипники, но сам по себе нагрев подшипника не доказывает неисправность синхронизации.

При запуске и остановке требуется отдельная оценка. При прохождении структурных резонансов движение может временно усиливаться по сравнению с установившимся режимом. Продолжительные биения, повторяющиеся удары или движение, которое не стабилизируется после достижения рабочей частоты вращения, требуют проверки. Допустимое поведение в переходных режимах следует определять по документации на машину, а не по универсальному пределу вибрации.

Измерения, позволяющие отличить нарушения синхронизации от других проблем

Для оценки полезно совместно измерить рабочую частоту вращения, фазу валов, если это возможно, и движение в нескольких точках короба грохота. Одного измерения амплитуды недостаточно, чтобы описать всю картину вибрации.

• Сравните соответствующие точки по обеим сторонам. Различия в ходе или траектории могут указывать на скручивание, неравномерную нагрузку или проблемы конструкции, которые не выявляются измерением рядом с одним возбудителем.
• Также зафиксируйте показатели на загрузочном и разгрузочном концах. Некоторая разница предусмотрена конструкцией машины, но появление новой разницы при сопоставимых условиях требует объяснения.
• Проверьте, что именно показывает прибор: пиковая амплитуда и размах перемещения от пика до пика — разные величины. Их прямое сравнение приводит к ложному расхождению.
• Если конструкция позволяет измерять фазу, используйте опорные сигналы с валов или предусмотренный диагностический метод. Совпадение показаний частоты вращения само по себе не подтверждает правильность синхронизации.

Измерения без нагрузки и при типичной рабочей нагрузке помогают отличить постоянную механическую проблему от реакции, зависящей от нагрузки. Вместе с показаниями следует записывать скорость подачи, влажность и распределение материала, чтобы не считать сопоставимыми разные рабочие условия.

После обслуживания возбудителя, прежде чем корректировать производительность, необходимо восстановить заданную синхронизацию, направления вращения и настройки эксцентриковых масс. Увеличение настроек противовесов для восстановления производительности может замаскировать неправильную траекторию и одновременно повысить динамические силы. Перед любым осмотром или регулировкой синхронизации необходимо изолировать привод и принять меры против самопроизвольного высвобождения накопленной механической энергии.

Критерием приемки служит стабильная траектория, соответствующая конструкции грохота в предусмотренных для него рабочих условиях. Синхронизация возбудителей задает соотношение сил, необходимое для формирования такого движения; измерения собранной машины под нагрузкой показывают, достигнуто ли оно.