振動放礦機結構改進

靳虎平，李濟安，楊霞霞，陳向東，強莉萍，孟金花

（1.白銀恒誠機械制造有限責任公司，甘肅白銀 730900；2.白銀有色鋅鋁型材有限公司，甘肅白銀 730900）

1 振動放礦機的設備選型及安裝

振動放礦機是以振動電機為動力源，利用安裝在振動電機主軸兩端的偏心塊旋轉產生離心力來得到激振力[1-3]，驅使振動放礦機臺面和物料做周期直線往復振動。當放礦機體振動的加速度在垂直方向大于重力加速度時，機體中的物料被拋起，并按拋物線的軌跡向前跳躍運動。由于振動電機的連續運行，放礦機持續不斷地振動，使機體中的物料連續向前跳躍，以達到放礦和輸送礦石的目的[4-6]。

1.1 確定安裝方式

顛振型振動放礦機通常由振動臺面、慣性激振器、彈性元件、側板及機架等組成[7-8]，其結構如圖1所示。

圖1 顛振型振動放礦機結構

振動臺采用框架式結構，由2 根工字鋼（160 mm×88 mm×6 mm）和2 根槽鋼（160 mm×65 mm×8.5 mm）作為縱向主梁，用5 根槽鋼（160 mm×65 mm×8.5 mm）與縱梁連接，構成框架式振臺，其強度和剛度大，堅固可靠[9]。兩側面有側板，臺面下方焊有安裝激振器的底座。彈性元件一般采用橡膠彈簧，安裝在振動臺面與機架之間起貯能和減振作用。慣性激振器由電機驅動偏心塊旋轉產生激振力。機架是由型鋼焊接而成的金屬結構件。

按照放礦機相對于排礦口安裝位置的不同，可以將振動放礦機的安裝方式分為包容式、嵌入式和承托式等類型。利用巷道巖體開挖放礦機硐室，對于一般地下礦山而言無疑是首選的方式，所以按照設計確立以嵌入式的安裝方式來安裝顛振型振動放礦機，作為各中段和部分采場溜井的出礦設備（圖2）[10]。

圖2 硐室安裝

1.2 設備選型

根據ZZF 系列振動放礦機的使用范圍和供礦生產條件，選用功率為7.5 kW，激振力為50 kN 的振動電機。具體參數選擇按照選型計算原則進行計算和核對，再比照設備產品目錄選擇匹配的振動放礦機。經計算和校核，確定選用ZZF2.9×1.3-15°/7.5 型顛振型振動放礦機。

2 存在的問題及改進措施

2.1 存在問題

由于經驗不足和使用部門管理不到位，設計、使用振動放礦機的工作中出現了如下問題：

（1）礦山使用不規范，沒有按設備適應條件控制礦石塊度。當大塊礦石堵住出礦口時，只能在放礦機上采用爆破處理。由于炸藥量控制不當，往往導致振動放礦機振動臺板、硐室基礎門框架、振動電機等部件損壞。

（2）振動放礦機臺面使用一段時間后，出現越位下滑現象。原因為：振動放礦機與溜礦井硐室基礎的結合不可能完全密封，少量碎礦粉滑落到臺板下的橡膠條上。礦粉隨著工作時間的加長而積累，致使振動放礦機臺面被逐漸抬起，限位塊失去作用，最終造成臺板下滑。有時會出現若干大塊礦石同時到達漏斗口而形成穩定拱的情況，導致振動放礦機空振時間過長，而空振時的振幅增加，也會使振動放礦機臺板被逐漸抬起，臺板越位下滑。

（3）設計結構不合理。側板與臺板間橡膠密封條放置位置空間過大，則橡膠密封條容易扭翻變形，甚至掉落。遇到棱角鋒利的礦石時，橡膠密封條容易被割裂。由于振動出礦機臺面主要靠后端的角鋼掛住機架上的橫向橡膠條定位，振動放礦機在連續工作時，橡膠條受壓縮與剪切兩個方向的力的作用而翻動，使振動臺面不能復位而向下滑落。

（4）爆破沖擊。當特大塊礦石在漏斗口上組拱時，需要采用爆破方法進行處理。由于爆破的沖擊作用，使空臺面反彈跳起，也必然引起臺面下滑。

（5）振動放礦機機架易變形。其原因是溜礦井內部及振動放礦機臺板埋入深度處未鋪設松散礦石層，使得大塊礦石從溜井落下時直接砸向臺板而無緩沖，可能導致臺板和機架變形甚至開裂。尤其在爆破大塊時，原有小塊已放空，大塊與放礦機底板之間無緩沖層，使振動放礦機機架變形。

（6）振動電機地腳螺栓容易松動，螺紋連接處常常被拉壞。由于電機懸吊吸附于振動臺板下，因而激振器激振時，使電機地腳受到向下和向前的激振力和剪切力的雙重作用，導致電機經常燒壞。同時由于電機懸吊于振動臺板底下，振動放礦機機架位置空間十分有限，給電機的更換和維修造成很大困難。

2.2 改進措施

針對上述問題及原因分析，本文采取如下措施改進振動放礦機結構。

（1）在原來各中段溜井的井口加裝格篩，有效控制了大塊礦石溜入溜井，避免振動放礦機出礦口結拱的現象，保障放礦機無放空現象出現。

（2）振動放礦機安裝，振動臺面與振動出礦機振動臺板斜坡段用貼合密封搭接。取消機架原來焊接的密封板，以及臺板與兩側和后端溜井底板之間的密封。經過長時間運轉，證明沒有漏礦現象出現，而且避免振動臺板抬高移位下滑。改進后的振動放礦機如圖3所示。

圖3 改進后的振動放礦機

（3）由于取消機架后側及兩側面的密封鋼板，減弱了機架強度，所以在原有機架所有連接處貼8～10 mm鋼板，并在四角處加焊8～10 mm 厚的鋼板作為加強筋板，同時在機架兩側加焊兩段槽鋼，安裝時與側板把合。如果側板與臺板間橡膠密封條放置位置空間過大，則橡膠密封條容易扭翻變形甚至掉落。遇到棱角鋒利的礦石時，橡膠密封條容易被割傷。將密封結構改為間隙密封，側板和臺板之間的密封采用可靠的間隙密封結構（圖4）。

圖4 側板與臺板結構

（4）在試車前要臨時封閉礦倉底部的放礦口，以防止落礦時出現飛石造成安全事故。向礦倉投放礦石時，先在礦倉底部堆放不小于3 m 厚的粉礦墊層（礦石粒度不大于250 mm），起緩沖和封堵放礦口作用。確定振動放礦機臺板底部橡膠定位槽鋼框架合理尺寸。保證槽鋼與機架角鋼確立的橡膠塊位置尺寸比橡膠塊大2 mm 左右，加大橡膠彈簧斷面，從而保障激振緩沖的效果，保證臺板不下滑。

（5）在機架與漏斗口的配合處焊接限位塊及拉鉤，從而保證發生空振時，即使臺板振幅增大也不會跳離槽位而造成振動臺板下滑。

（6）在原有安裝激振器的基礎上改進連接緊固方式，采用工字鋼用方斜墊圈、平墊圈、標準型彈簧墊圈、異形六角下螺母、異形六角上螺母，使結構牢靠穩固，從而減少激振電機地腳松動及斷地腳、燒電機等故障。在設計振動放礦機硐室時，將放礦機下面地基空間加大，以便于電機的維修、維護工作的開展。

3 改進效果

振動放礦機的改進效果主要表現在以下6 個方面：

（1）提高出礦效率。振動放礦可以改善礦石的流動性，在一定范圍內可消除礦石的卡堵、結拱等現象。

（2）作業安全。采用木漏或鋼漏斗重力放礦，放礦作業容易發生安全事故。采用振動放礦機放礦，工人不直接在漏斗口下作業，保障了出礦人員的安全。

（3）減少放礦作業人員，減輕放礦工人的勞動強度。

（4）卡料現象少。采用振動放礦機出礦，礦石通過能力大，礦石只要不大于出料口尺寸，一般可以振動出礦，利用振動放礦機還可以消除部分懸拱礦石卡斗現象。

（5）制造容易。顛振型振動放礦機設備構造簡單、取材容易，其機架、振動臺板、激振座、側板都屬于普通材料。除焊接要求較高外，沒有特殊的技術要求。

（6）安裝簡單。對于ZZF2.9×1.3-15°/7.5 型振動放礦機，安裝前用混凝土按設計尺寸打好硐室安裝基礎，預留地腳孔位，將設備安裝于基礎二次灌漿就可使用。由于設備比較輕便，3～4 名維修工即可完成安裝作業，且安裝技術要求較低。