这篇机械设计论文发表了选煤厂弧形筛击及复位程序设计，弧形筛[是一种经济实用的固液分离设备。弧形筛主要用于选煤厂及选矿厂对物料进行予先脱水,脱泥,脱介作业。在运行过程中还存一些问题，通过对其程序的设计编制实现击打器自动运行。
关键词：机械设计论文,选煤厂,弧形筛击打器,自动运行
引言
选煤弧形筛在洗选过程中可能存在煤炭堆积，脱水、脱泥及其他介质效果差等问题，需要在弧形筛上安装击打器，从而帮助煤炭顺利流动，改善脱水、脱泥及其他介质效果。弧形筛击打器是辅助弧形筛中的末煤、煤泥脱水、脱泥及脱介质的主要装置之一，通过击打器的击打力和击打频率的作用，从而使堆积的煤炭、煤泥脱落。现有弧形筛击打器一般为手动操作，不仅效率和自动化程度极低，人工强度大，工作环境复杂及精度极低导致击打效果较差，为了减轻人工强度、实现生产的高效及自动化，对选煤厂弧形筛击打器设计自动运行及复位程序显得尤为必要。基于此，本文以某选煤厂弧形筛击打器为研究对象，对其主要工况输送料、脱泥、脱水、脱介质等进行自动运行及复位程序设计，从而实现选煤的自动化控制，为选煤效率的提高及自动化提供重要的参考。
1击打器选煤弧形筛的结构和工作原理
带击打器选煤弧形筛主要由筛箱、筛板弧形座、振动电机、隔振弹簧、击打器及其电器控制组件等组成，其结构如图1所示。由图1可知，选煤弧形筛是对湿式细小煤颗粒进行筛分的设备，设备工作时，带有水分的煤颗粒进入筛板后，沿着弧形输料通道进行煤颗粒的输送。煤颗粒在其自身重力的作用下会产生分层，其中贴近筛板的那一层煤层由于摩擦力的作用，其流动速度较慢，上层煤层速度较快，从而使得每层煤层之间产生速度差。在振动电机及击打器的作用下，会对筛中的分层煤层产生力的作用，在力的作用下煤层中的绝大部分水、细小颗粒从弧形筛缝间溢出即为筛下出料，剩下的筛上出料颗粒较大则为所需的煤炭。
击打器分为电动击打器和气动击打器。气动击打器是以压缩空气为动力，对压缩空气进行瞬间释放，推动内部的锤头打击底部，将强力冲力传递给弧形筛，从而达到煤料顺利在弧形筛中运送的目的。气动击打器接到控制中心的启动信号后，气动击打器只工作1次，亦只产生1次冲击力;待第2次启动信号送达时气动击打器才再次动作，从而实现击打器的自动化控制。由于气动击打器成本低、易于操作和控制，广泛应用于矿山、仓库等设备中。本文以某气动击打器选煤弧形筛为研究对象，对击打器自动化控制、运行及复位程序进行设计，并将其应用于选煤厂弧形筛设备中进行自动化控制。
2选煤弧形筛击打器自动运行及复位程序设计
2.1击打器开启方式及控制系统组成
根据选煤厂弧形筛实际运行工况及多年使用经验可得，选煤厂弧形筛每运行60~180s时，弧形筛的弧形面上会堆积一定的煤层，且筛缝里面也会因为各种大块介质作用产生一定的堵塞，从而影响弧形筛的筛分效率。为了防止弧形筛煤层堆积、筛缝堵塞和提高弧形筛脱水、脱泥、脱其他介质的效率，需要击打器定时对弧形筛进行击打，击打产生较大的冲击力，在较大的冲击力的作用下，便于煤层的筛分及脱水、脱泥、脱其他介质。一般击打器的击打频率为1次/(60～80)s，根据选煤厂现场工况及使用数据，本文设计的击打器频率为1次/70s，即每70s气动击打器作用1次。本文研究的选煤弧形筛击打器控制系统主要由控制中心、信号转换器、电磁控制阀及相关开关、连接线组成，其控制原理图如图2所示。由图2可知，通过控制中心将控制信号经过信号转换器作用于气动击打器的控制开关电磁控制阀，通过控制电磁阀的开启，从而实现对气动击打器的作用及关闭动作。当控制中心给定开启信号时，电磁控制阀开启从而控制气动击打器对弧形筛作用1次，实现气动击打器对弧形筛1次作用。通过控制中心设置气动击打器的周期性击打频率，从而实现对弧形筛周期性的击打作用。
2.2击打器自动运行及复位程序设计
根据选煤厂的要求及上文控制形式，本文设计的弧形筛击打器自动运行及复位程序工作原理图如图3所示。根据图3所示的弧形筛击打器自动运行及复位程序可知，当控制系统处理集中状态时，选煤厂弧形筛的开关处于开启状态，弧形筛运行信号开始闭合，控制中间量M1常闭点还处于闭合状态，时间计算模块开始作业计时;当计时模块计时达到设定的70s时，中间量M2输出点开始闭合且输出信号;程序1中全部条件得到满足，从而使中间量M2输出点在控制程序上实现自动保护。根据中间量M2输出点的输出信号，PLC中的同步程序2对应的中间量M2接受信号从而使其接点闭合，击打器击打动作输出开关闭合，控制相对应的击打器电磁控制阀，击打器电磁控制阀进行控制动作，从而实现击打器击打动作。
在击打器进行击打动作作用的同时，次数计算模块开始动作计数;当计数次数达到设定的2次以后，中间量M1输出点开始闭合且输出信号;当中间量M1输出点开始闭合时，与其相对应的程序1中的常闭接点同步断开，时间计算模块进行清零复位;中间量M2输出点进行自动断开，程序2中相对应的中间变量M2接点也断开，击打器击打动作输出点也断开，从而实现击打器击打动作。当程序2中的中间量M2断开以后，次数计算模块进行清零复位;中间量M1输出点接受信号断开，相对应的程序1中的常闭点恢复常规的闭合状态。当弧形筛继续使用时，时间计算模块和次数计算模块重新开始作用，通过这样的方式实现击打器自动复位及运行。当击打器电磁控制阀综合保护信号被采集到程序3中进行识别后，击打器执行综合保护动作，输出一个相对应的报警信号，从而使操作人员及时了解击打器产生故障情况，以便故障及时处理，维修人员及时维修，从而保证弧形筛击打器正常进行工作。
3结语
通过对弧形筛结构及击打器作用形式进行分析，并结合选煤厂弧形筛实际使用情况，分析了弧形筛击打器控制程序，并设计其自动运行及复位程序，不仅可以实现选煤厂弧形筛击打器全自动运行及复位，而且还大大降低了设备故障率，提高了设备运行稳定性，延长了弧形筛使用寿命，大大节约了能耗及人工成本，具有重要实用价值及推广意义。
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作者：周晓旭 单位：山西机电职业技术学院
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