1  前言

        眾所周知，振動給料機是一種在選礦作業、人工砂石線、選煤等行業中廣泛應用的給料設備。縱觀其發展歷程，先后經歷了電磁振動、電機振動、機械振動三個發展階段。振動給料機在冶金、煤炭、電力、化工、建材、輕工和糧食等行業中廣泛應用，可與其他設備配套，實現給料、喂料、配料、定量包裝和流程自動化作業。在礦山選礦工藝中，與選礦設備配套使用，主要用在溜井放礦、轉載裝車、選礦破碎給料作業；在煤礦作業流程中，可用在井下轉載，箕斗下轉載，原煤倉下配煤、精煤倉下裝車和洗選機均勻給料等作業；在水泥及混凝土加氣塊設備生產線中，可用于混凝土攪拌站水泥的給料；本文著重對振動給料機的發展歷程、應用效果，特別是研究現狀等方面加以綜述，并對振動給料機的研究發展趨勢提出前瞻性的展望。

電機振動給料機

2  振動給料機的發展沿革

        20世紀50年代初，由連桿及偏心軸傳動的K型機械式往復給料機廣泛運用在礦井生產中，特別是煤礦井下。該機型結構簡單，動力消耗較大，設備笨重，處理量小且成間接成堆式不均勻給料。但該機型維修量小、耐用，布置所需高度低，且對物料的粒度組成、外在水分等物理性質要求不嚴。隨著礦井機械化程度的提高，這種振動給料機已無法滿足生產的需要。

        進人20世紀60年代，隨著生產技術的發展，通過引入國外先進設備，出現了電磁振動給料機，并迅速得到廣泛應用。電磁振動給煤機屬于雙質體共振型，其相對于K型給煤機具有處理能力大、結構緊湊、重量輕、可無極調速以及電耗少等特點，在全國得到推廣，頗受用戶歡迎。然而，經過使用發現電磁振動給料機故障較多，如銜鐵損壞，無振幅不走料，板彈簧斷裂，板彈簧頂緊螺栓松動，鐵芯與銜鐵間氣隙的大小以及板彈簧片數調整不當，易造成電流加大、振幅減小和不能正常運轉，嚴重者將產生鐵芯碰撞而導致鐵芯和線圈的損壞；工作時噪聲大，不宜輸送極細的或潮濕的粘性粉狀物以及輸送距離短。這一系列問題限制了電磁振動給料機的進一步發展。

        20世紀80年代中期，開始生產電機振動給料機(GZG，MZG型)，GZG型電機振動給料機是以振動電機為激振源，根據雙電機自同步原理而設計，該機型盡管存在著電機易壞、槽體振裂、維修工作量大等問題，但經過諸多實踐案例應用，證明其性能優于電磁振動給料機。

        GZD型慣性機械振動型振動給料機是在上述背景下于20世紀80年代末研制發展起來的，GZD型振動給料機引用國外的先進技術，通過撓性連接將激振器與普通電機相連接，電機只傳動不參振，運轉可靠，維修工作量小，給料通暢，對運輸物料的水分和粘度的適應性強，不粘物，槽底還可加鋪耐磨襯板。但是此種振動給料機噪音大，漏油嚴重，給料量調整困難，基于以上缺點，設計出現了一種由兩臺電機同時分別驅動兩根偏心軸的慣性振動給料機，這種振動給料機由兩臺電機控制同步運轉，兩軸間無齒輪傳動，減小了噪聲，潤滑方便。XJG型慣性共振式振動給料機是繼往復式給煤機、電磁振動給料機、自同步慣性振動給料機之后，綜合其優缺點，參考了國外近期使用和引進的設備，研制成的又一種新型給料設備，也是中國首次開發的新產品，其受力狀態較好，動力消耗小，噪聲低，開停機平穩。

         20世紀80年代末90年代初，根據現場使用需要，各種新型振動給料機應運而生。芬蘭Rox—on公司(前稱kone Kunming Gravel Equipment工程公司)設計制造了一種將重型板式喂料機與篩分機有效結合在一起的、結•構形式新穎的棒條振動給料機，具有篩分、輸送雙功能，適用于選礦、建材和化學等工業部門，特別適用于黑色、有色金屬礦石、建筑石料粗碎前的給料；意大利ORU公司生產的用于現場制備混凝土加氣塊的Autoforcula1040型等混凝土攪拌站，采用了以電機為動力的篦形振動給料機，該種給料機用于凝土攪拌站水泥的給料；濟南某所制造了一種多層槽振動給料機，將槽體分成上、下兩層或多層空間，可提高料槽工作面對物料的速度傳遞效率，提高生產率。

3      振動給料機的研究現狀

電磁振動給料機結構圖

在中國振動給料機的發展歷程中，研究主要集中在以下幾個方面。

3.1關于物料結合狀態的研究

        振動給料機在輸送物料時的振動參數受被輸送物料的影響，物料主要影響給料機的參振質量和阻尼，物料結合系數與阻尼系數的確定在振動給料機的設計中占有較大比重。聞邦椿院士在這方面做了相關的研究，推導出了物料結合系數的計算公式，證明了理論計算的物料結合系數’基本上適合工程實際的情況。不同形式振動給料機的物料結合系數不同，國內外學者分別對工作面無傾角和有傾角的振動給料機系統進行了討論，分析結果表明:當工作面有傾角時物料結合系數比工作面無傾角時小；物料結合系數與阻尼系數隨著振幅的增大而減小，其中物料結合系數減小較快。對于單質體彈性連桿振動給料機，物料滑行輸送時，決定物料結合系數的主要因素是物料與槽體之間的摩擦系數和槽體傾角。

3.2關于系統運動學與動力學的研究

        振動給料機機械系統的振動特性和動力學參數對給料效果有重要影響。振動給料機按機械系統結構的力學原理，主要分為單質體和雙質體兩大類，對工程中常用的振動給料機，大都采用單質體集中質量力學模型，構成單自由度線性振動系統。對于單電機振動給料機，通過理論研究，建立振動給料機的力學模型和運動微分方程，證明單電機立式安裝優越于臥式，同時為避免槽體擺動給料機設計安裝時必須滿足一定的條件。對于雙軸(或)雙電機振動給料機，分為雙機豎置和雙機橫置兩種結構形式，目前對其振動理論以及動力學參數的研究日趨完善，在研究其擺振時，通過建立雙電機自同步振動給料機的三自由度力學模型，進行動力學分析，在此基礎上得出了機體不出現搖擺振動的條件。

        在考慮既有粘性阻尼又有摩擦阻尼的情況下的振動給料機，對其建立力學模型和微分方程，可知粘性阻尼和摩擦阻尼對給料機的振幅有所影響…’；利用離散元方法對顆粒在振動給料機中的運動過程進行數值研究，發現振動給料機中顆粒運動隨振動參數變化而變化；對多軸振動給料機的研究，分析出了其最大給料速度和極限速度；對振動給料機進行實測研究，得到了給料機的激振力、傾角、振動方向角和人料口厚度與生產率及電參數的關系，并找到了各參數之間的最優組合。此外對振動給料機進行優化設計及運動仿真，對部件進行參數化設計、裝配及結構分析也都取得了一定的成果。