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摘 要： 這篇機械設計論文發表了選煤廠弧形篩擊及復位程序設計，弧形篩[是一種經濟實用的固液分離設備。弧形篩主要用于選煤廠及選礦廠對物料進行予先脫水,脫泥,脫介作業。在運行過程中還存一些問題，通過對其程序的設計編制實現擊打器自動運行。
這篇機械設計論文發表了選煤廠弧形篩擊及復位程序設計，弧形篩[是一種經濟實用的固液分離設備。弧形篩主要用于選煤廠及選礦廠對物料進行予先脫水,脫泥,脫介作業。在運行過程中還存一些問題，通過對其程序的設計編制實現擊打器自動運行。
關鍵詞：機械設計論文,選煤廠,弧形篩擊打器,自動運行
引言
選煤弧形篩在洗選過程中可能存在煤炭堆積，脫水、脫泥及其他介質效果差等問題，需要在弧形篩上安裝擊打器，從而幫助煤炭順利流動，改善脫水、脫泥及其他介質效果。弧形篩擊打器是輔助弧形篩中的末煤、煤泥脫水、脫泥及脫介質的主要裝置之一，通過擊打器的擊打力和擊打頻率的作用，從而使堆積的煤炭、煤泥脫落。現有弧形篩擊打器一般為手動操作，不僅效率和自動化程度極低，人工強度大，工作環境復雜及精度極低導致擊打效果較差，為了減輕人工強度、實現生產的高效及自動化，對選煤廠弧形篩擊打器設計自動運行及復位程序顯得尤為必要。基于此，本文以某選煤廠弧形篩擊打器為研究對象，對其主要工況輸送料、脫泥、脫水、脫介質等進行自動運行及復位程序設計，從而實現選煤的自動化控制，為選煤效率的提高及自動化提供重要的參考。
1擊打器選煤弧形篩的結構和工作原理
帶擊打器選煤弧形篩主要由篩箱、篩板弧形座、振動電機、隔振彈簧、擊打器及其電器控制組件等組成，其結構如圖1所示。由圖1可知，選煤弧形篩是對濕式細小煤顆粒進行篩分的設備，設備工作時，帶有水分的煤顆粒進入篩板后，沿著弧形輸料通道進行煤顆粒的輸送。煤顆粒在其自身重力的作用下會產生分層，其中貼近篩板的那一層煤層由于摩擦力的作用，其流動速度較慢，上層煤層速度較快，從而使得每層煤層之間產生速度差。在振動電機及擊打器的作用下，會對篩中的分層煤層產生力的作用，在力的作用下煤層中的絕大部分水、細小顆粒從弧形篩縫間溢出即為篩下出料，剩下的篩上出料顆粒較大則為所需的煤炭。
擊打器分為電動擊打器和氣動擊打器。氣動擊打器是以壓縮空氣為動力，對壓縮空氣進行瞬間釋放，推動內部的錘頭打擊底部，將強力沖力傳遞給弧形篩，從而達到煤料順利在弧形篩中運送的目的。氣動擊打器接到控制中心的啟動信號后，氣動擊打器只工作1次，亦只產生1次沖擊力;待第2次啟動信號送達時氣動擊打器才再次動作，從而實現擊打器的自動化控制。由于氣動擊打器成本低、易于操作和控制，廣泛應用于礦山、倉庫等設備中。本文以某氣動擊打器選煤弧形篩為研究對象，對擊打器自動化控制、運行及復位程序進行設計，并將其應用于選煤廠弧形篩設備中進行自動化控制。
2選煤弧形篩擊打器自動運行及復位程序設計
2.1擊打器開啟方式及控制系統組成
根據選煤廠弧形篩實際運行工況及多年使用經驗可得，選煤廠弧形篩每運行60~180s時，弧形篩的弧形面上會堆積一定的煤層，且篩縫里面也會因為各種大塊介質作用產生一定的堵塞，從而影響弧形篩的篩分效率。為了防止弧形篩煤層堆積、篩縫堵塞和提高弧形篩脫水、脫泥、脫其他介質的效率，需要擊打器定時對弧形篩進行擊打，擊打產生較大的沖擊力，在較大的沖擊力的作用下，便于煤層的篩分及脫水、脫泥、脫其他介質。一般擊打器的擊打頻率為1次/(60～80)s，根據選煤廠現場工況及使用數據，本文設計的擊打器頻率為1次/70s，即每70s氣動擊打器作用1次。本文研究的選煤弧形篩擊打器控制系統主要由控制中心、信號轉換器、電磁控制閥及相關開關、連接線組成，其控制原理圖如圖2所示。由圖2可知，通過控制中心將控制信號經過信號轉換器作用于氣動擊打器的控制開關電磁控制閥，通過控制電磁閥的開啟，從而實現對氣動擊打器的作用及關閉動作。當控制中心給定開啟信號時，電磁控制閥開啟從而控制氣動擊打器對弧形篩作用1次，實現氣動擊打器對弧形篩1次作用。通過控制中心設置氣動擊打器的周期性擊打頻率，從而實現對弧形篩周期性的擊打作用。
2.2擊打器自動運行及復位程序設計
根據選煤廠的要求及上文控制形式，本文設計的弧形篩擊打器自動運行及復位程序工作原理圖如圖3所示。根據圖3所示的弧形篩擊打器自動運行及復位程序可知，當控制系統處理集中狀態時，選煤廠弧形篩的開關處于開啟狀態，弧形篩運行信號開始閉合，控制中間量M1常閉點還處于閉合狀態，時間計算模塊開始作業計時;當計時模塊計時達到設定的70s時，中間量M2輸出點開始閉合且輸出信號;程序1中全部條件得到滿足，從而使中間量M2輸出點在控制程序上實現自動保護。根據中間量M2輸出點的輸出信號，PLC中的同步程序2對應的中間量M2接受信號從而使其接點閉合，擊打器擊打動作輸出開關閉合，控制相對應的擊打器電磁控制閥，擊打器電磁控制閥進行控制動作，從而實現擊打器擊打動作。
在擊打器進行擊打動作作用的同時，次數計算模塊開始動作計數;當計數次數達到設定的2次以后，中間量M1輸出點開始閉合且輸出信號;當中間量M1輸出點開始閉合時，與其相對應的程序1中的常閉接點同步斷開，時間計算模塊進行清零復位;中間量M2輸出點進行自動斷開，程序2中相對應的中間變量M2接點也斷開，擊打器擊打動作輸出點也斷開，從而實現擊打器擊打動作。當程序2中的中間量M2斷開以后，次數計算模塊進行清零復位;中間量M1輸出點接受信號斷開，相對應的程序1中的常閉點恢復常規的閉合狀態。當弧形篩繼續使用時，時間計算模塊和次數計算模塊重新開始作用，通過這樣的方式實現擊打器自動復位及運行。當擊打器電磁控制閥綜合保護信號被采集到程序3中進行識別后，擊打器執行綜合保護動作，輸出一個相對應的報警信號，從而使操作人員及時了解擊打器產生故障情況，以便故障及時處理，維修人員及時維修，從而保證弧形篩擊打器正常進行工作。
3結語
通過對弧形篩結構及擊打器作用形式進行分析，并結合選煤廠弧形篩實際使用情況，分析了弧形篩擊打器控制程序，并設計其自動運行及復位程序，不僅可以實現選煤廠弧形篩擊打器全自動運行及復位，而且還大大降低了設備故障率，提高了設備運行穩定性，延長了弧形篩使用壽命，大大節約了能耗及人工成本，具有重要實用價值及推廣意義。
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作者：周曉旭 單位：山西機電職業技術學院
推薦閱讀：《機械管理開發》(雙月刊)創刊于1986年，由山西省機械電子工業行業管理辦公室主管、山西省機械工程學會主辦、各理事單位及機械電子行業企業參加協辦。
