制漿造紙對振動的利用論文
［摘要］機械振動一般情況下都認為是有害的，但在制漿造紙生產(chǎn)過程中常常利用振動來完成生產(chǎn)工藝的某些環(huán)節(jié)，常用的振動裝置隨著生產(chǎn)的需要有多種類型，比較常用的有振動篩和長網(wǎng)紙機的搖振器。
［關(guān)鍵詞］振動；偏心；搖振器；振幅
在制漿造紙工廠中，某些具體工藝環(huán)節(jié)常常需用振動這種手段來解決，例如振動篩的使用，如果沒有振動，懸浮的物料就會很快在篩孔上形成一層濾網(wǎng)，并進一步堵塞全部篩眼，在這種情況下就根本不能進行篩選，這時只要讓篩網(wǎng)作上下的振動才能使被篩的物料暢通無阻，因為在篩網(wǎng)向上跳動時濾層被沖開，就可以通過篩孔來篩選物料。又如目前一些中低速長網(wǎng)造紙機，為使網(wǎng)上的紙料能均勻地形成紙幅，需要在網(wǎng)部裝設(shè)一臺搖振器，使網(wǎng)案做橫向振動，從而使上網(wǎng)后的紙料能提高全幅均勻度，纖維的縱橫交織更趨于合理，紙幅縱橫物理強度得以改善。
１偏心式振動裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理
偏心式振動裝置是由一個偏心輪或一根偏心軸直接或通過連桿與振動機械相連接而組成。在功能方面它分為固定振幅和可變振幅兩種，固定振幅的振動裝置只能按照一定的既定振幅進行工作，而可變振幅則可在生產(chǎn)中根據(jù)工藝的需要而隨時改變其振幅。在工藝生產(chǎn)過程中，往往要求隨時能改變振動機構(gòu)的振幅或振次。為能適應(yīng)調(diào)整振次的需要，可采用變頻電機或在傳動系統(tǒng)中采用錐形皮帶輪等措施，就可以隨時調(diào)整偏心軸的回轉(zhuǎn)速度。要改變振幅，則必須在振動裝置的結(jié)構(gòu)上加以考慮。常見的結(jié)構(gòu)形式有杠桿式、滑軌式、活動關(guān)節(jié)式、偏心套筒式等，其中偏心套筒式使用最為廣泛。
１．１斜偏心套筒式偏心振動裝置
如圖１所示，是斜偏心套筒式偏心振動裝置。在箱子６內(nèi)橫貫一根轉(zhuǎn)軸１０，它可以用三角皮帶或直接與變速電動機相連接，在軸上裝著一個斜偏心軸套筒５，套筒外表是一個傾斜圓柱，它的中心線和內(nèi)部圓柱形軸孔的中心線形成一個交角。套筒用鍵固定在轉(zhuǎn)軸上，隨軸一起轉(zhuǎn)動。與斜偏心軸套筒相配合的是一個內(nèi)部具有斜偏心孔的斜偏心套４，由于斜偏心孔的交角和套筒相等，方向相反，故可結(jié)合成一個合格的“偏心軸”，斜偏心套４可以在套筒５的滑鍵上沿軸向移動，從而改變合成偏心距的大小。如斜偏心套處于套筒的一端，這里正好是套筒交角的頂點，故偏心距為零，振動就不發(fā)生。隨著斜偏心套向套筒另一端移動，合成的偏心距α因此逐漸加大，其值為：α＝θｌ（ｍｍ）式中：θ—斜偏心套筒的傾斜角，弧度；ｌ—斜偏心套中心到交角頂點的距離，ｍｍ。這樣，偏心軸就能通過拉桿１帶動振動構(gòu)件產(chǎn)生振動。拉桿連結(jié)在滾柱軸承３的軸承盒２上，斜偏心套４則裝在滾柱軸承之內(nèi)。調(diào)節(jié)斜偏心位置是依靠調(diào)整與轉(zhuǎn)軸平行的螺桿９來實現(xiàn)，轉(zhuǎn)動螺桿就能使球形軸承７作軸向位移，從而改變軸承盒的位置。振動時，軸承殼的一邊可以在球形軸承的滑軌８上自由滑行，以補償振動的位移。這種形式的振動裝置振幅可調(diào)的范圍為０～２５ｍｍ。
１．２互補偏心套式偏心振動裝置
如圖２所示，它是由兩個具有相同偏心距的里外偏心套３、４組成的，這種互補偏心套式振動器的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本上和斜偏心軸套式很相似。在箱體１１中有一根轉(zhuǎn)軸１，里偏心軸套３被鍵２固定在轉(zhuǎn)軸１上，一起旋轉(zhuǎn)。外偏心軸套４卡在里偏心套３上，外套有一個伸長的圓筒，在圓筒上有兩道軸向長約２００ｍｍ的相對稱的螺紋溝槽，這段螺紋所包的圓周角為６０°。在外偏心套上有一個套環(huán)５，套環(huán)通過拉桿和振動構(gòu)件連接在一起。在轉(zhuǎn)軸１上還裝有一滑動軸套７，滑動軸套受卡頭９的推動可以沿著滑鍵８移動，并隨著轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)。滑動軸套上的兩個銷釘就落在外偏心套的螺紋溝槽中。這樣，在工作時，電動機通過傳動驅(qū)動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，同時里外軸套和滑動軸套就一起轉(zhuǎn)動。振幅的調(diào)整是通過螺桿１０和卡頭９來實現(xiàn)的。當各構(gòu)件的位置處于像結(jié)構(gòu)圖所示的狀態(tài)，即銷釘落在螺紋溝槽的一端，這時里外偏心軸套就如圖ａ那樣互補，套環(huán)的偏距為零，不發(fā)生振動。如轉(zhuǎn)動螺桿１０的手輪，使卡頭９帶動滑動軸套向一側(cè)移動，銷釘就迫使外偏心套在里偏心套上轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生相對角位移。這樣，兩個偏心套就失去互補作用，從而對轉(zhuǎn)軸來說產(chǎn)生偏心距，當滑動軸套移到另一端盡頭時，兩個偏心套就處于圖ｂ的狀態(tài)。這時合成的偏心距最大，也就是振動裝置的最大振幅。
２搖振器在紙機上的應(yīng)用
２．１偏重輪式搖振器
偏重輪式振動裝置的工作原理是應(yīng)用偏重輪在迴轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的離心力作為振源。當然，在迴轉(zhuǎn)中離心力是向輻射的所有方向進行的，只要在結(jié)構(gòu)中限制了垂直方向的振動，而只利用其水平的振動，就可以與紙機網(wǎng)案結(jié)合起來，成為一個完整的振動機構(gòu)，達到搖振網(wǎng)案的'目的。如圖３所示，在支持在直立的彈簧板４上的振動器外殼１之內(nèi)，偏重輪３安裝在轉(zhuǎn)軸２上；電動機９用三角帶８驅(qū)動偏重輪迴轉(zhuǎn)，由旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生離心力。離心力又可分為垂直和水平兩個分力，垂直分力造成對彈簧板的拉力而被平衡了，只有水平的離心力分力才能通過拉桿而作用于網(wǎng)案上，從而支持被直立彈簧板４和６的搖振器和網(wǎng)案發(fā)生水平方向的振動。其振幅的大小，取決于這水平分力的大小。偏重輪式振動裝置的頻率決定于偏重輪的轉(zhuǎn)速，這可由變頻電機來完成，然而離心力的大小同時決定于轉(zhuǎn)速，改變轉(zhuǎn)速，在偏重量不變的情況下必然會同時改變振幅，頻率越大，振幅越大。這種裝置調(diào)整起來很繁瑣，應(yīng)用較少。
２．２偏心式搖振器
在造紙中常用的是偏心式無沖擊搖振器，搖振機本體與胸輥通過一根搖振桿相連接，以此將激振力傳遞到造紙機。兩組串聯(lián)偏心塊由減速電機驅(qū)動，搖振頻率調(diào)節(jié)通過改變電機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)調(diào)整。搖振振幅調(diào)節(jié)通過減速電機調(diào)整兩組串聯(lián)的偏心塊的相位偏差角度來實現(xiàn)。如圖４所示，偏心塊在０°分布時，振幅為零，必須精確地調(diào)整出偏心塊相對的０°位置，能保證一個精確的零振幅。在實際生產(chǎn)中可以通過調(diào)整兩組偏心塊的角度來改變振幅。
３結(jié)束語
在工業(yè)生產(chǎn)過程中機械振動問題廣泛存在，對于危害日常生活的方面，要盡量加以避免。對于有益的方面，要加以利用，在生產(chǎn)實踐中，充分發(fā)揮機械振動的積極意義，為生產(chǎn)和生活服務(wù)，從而變不利為有利，更好地實現(xiàn)技術(shù)的控制和資源的合理利用。