本發(fā)明涉及選礦設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種床面坡度可自動調(diào)節(jié)的選礦搖床及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、選礦搖床是一種應(yīng)用廣泛的重力選礦設(shè)備，是鎢、錫、鉭、鈮、鈦等礦選礦的關(guān)鍵設(shè)備。選礦搖床由床頭、給礦槽、給水槽、床面、調(diào)坡器機構(gòu)、潤滑系統(tǒng)、電機構(gòu)成。

2、搖床的選別工作原理是：礦物顆粒分離分選是在具有刻槽且呈一定橫向角度傾斜的搖床床面上完成的，礦物顆粒從床面上的給礦槽給入床面，同時由給水槽給入橫向沖洗水，礦物顆粒在重力、橫向水流沖力、床面作往復(fù)不對稱運動所產(chǎn)生的慣性、以及床面的摩擦力的作用下，按比重分層、分帶，并沿床面作縱向運動和橫向運動。床面上設(shè)有尾礦、中礦和精礦收集區(qū)，根據(jù)礦料落入不同的區(qū)域，形成精礦、中礦和尾礦。為保證搖床的正常運行和輕重礦物的有效分離，床面在橫向方向必須呈一定的角度傾斜，床面的橫向傾斜角度決定了礦物分帶的形狀和不同礦物分帶的位置，床面的橫向傾斜角度的調(diào)節(jié)控制對搖床的分選效率至關(guān)重要。

3、由于生產(chǎn)中礦物的特性是變化的，要想取得較好的分選效果，需根據(jù)礦物的不同特性對床面坡度做相應(yīng)調(diào)整，在礦物顆粒特性變化的情況下，如果操作工人不能準確調(diào)整床面坡度，就容易造成選礦指標的波動。目前，搖床床面的坡度調(diào)節(jié)是由操作工手動轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)器的手柄來實現(xiàn)的，導致?lián)u床床面坡度的調(diào)節(jié)準確度受操作工人的經(jīng)驗和責任心的影響很大，造成生產(chǎn)指標的波動。針對現(xiàn)有技術(shù)中人工調(diào)節(jié)床面坡度的準確度不夠的問題，急需開發(fā)一種可實現(xiàn)選礦搖床床面坡度精準調(diào)節(jié)的系統(tǒng)和方法。

4、此外，搖床床面上設(shè)有刻槽，根據(jù)待選礦粒的粒度不同，需要采用不同形狀刻槽的床面，對于泥類礦物，一般采用三角形刻槽的床面；對于細礦粒，一般采用鋸齒狀刻槽的床面；對于粗礦粒，一般采用矩形刻槽的床面。另外，刻槽的深度也有講究，分選較大粒度的礦物，需選用深度較大的刻槽。實際上，待選礦物粒度大小不一致，有粗有細，但現(xiàn)有搖床床面存在刻槽深度單一，形狀單一的問題，這勢必會影響分選效果。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對選礦搖床床面的坡度控制依賴人工經(jīng)驗，無法保證搖床床面坡度控制的準確性而影響選礦搖床分選效果的問題，以及現(xiàn)有床面刻槽的不足，開發(fā)了一種床面坡度可自動調(diào)節(jié)的選礦搖床及其控制方法。采用本方法可取代人工，實現(xiàn)對選礦搖床床面橫向坡度的準確調(diào)節(jié)，具體技術(shù)方案如下：

2、一種床面坡度可自動調(diào)節(jié)的選礦搖床，包括：床頭、給礦槽、給水槽、床面、自動調(diào)坡系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、搖床傳動電機、床頭座、機架；

3、所涉床頭固定于床頭座上，床頭與床面固定連接，床面橫向與水平面呈一定角度，處于傾斜狀態(tài)，所述的床面橫向是指床面的短邊方向；床面為直角梯形，直角梯形的四條邊中斜邊最長，在床面直角梯形的斜邊上分別設(shè)有給礦槽和給水槽，給礦槽靠近床頭；

4、床面的四個側(cè)邊中，其中一側(cè)設(shè)有給礦槽、給水槽，床頭與給礦槽相鄰，與床頭相對的短直角邊為精礦出礦處，精礦出礦處流出的為精礦；與梯形床面斜邊相對的為梯形床面的長直角邊，所述長直角邊上為尾礦出礦處、中礦出礦處位于尾礦出礦處和精礦出礦處之間；比重不同的礦物顆粒在床面差速運動、床面橫向坡度和橫向沖洗水作用下，沿著各自的運動方向逐漸由給礦槽所在的給礦側(cè)到中礦出礦處呈扇形展開移動，尾礦、中礦、精礦分別從尾礦出礦處、中礦出礦處和精礦出礦處排出床面；

5、床頭上設(shè)有搖床傳動電機，用于使床面沿縱向做差速直線運動；床面的縱向是指長直角邊方向；床頭上設(shè)有潤滑系統(tǒng)，用于給床頭中的傳動機構(gòu)潤滑；

6、床面下方設(shè)有兩套自動調(diào)坡系統(tǒng)，所述自動調(diào)坡系統(tǒng)固定于機架上。

7、優(yōu)選地，所述自動調(diào)坡系統(tǒng)，包括自動伺服坡度調(diào)節(jié)機構(gòu)、角度檢測裝置和自動控制系統(tǒng)；

8、角度檢測裝置用于檢測床面傾角，并通過通訊接口將傾角數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶詣涌刂葡到y(tǒng)，自動控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計的控制算法向自動伺服坡度調(diào)節(jié)機構(gòu)的伺服電機發(fā)送調(diào)節(jié)指令，伺服電機根據(jù)指令做相應(yīng)圈數(shù)的轉(zhuǎn)動帶動由自動伺服坡度調(diào)節(jié)機構(gòu)實現(xiàn)床面傾角的自動、精準調(diào)節(jié)；

9、自動伺服坡度調(diào)節(jié)機構(gòu)包括伺服電機、聯(lián)軸器、第一軸承、第二軸承、擺動座、絲杠、螺母和箱座；伺服電機固定在機架上，箱座固定在機架上；伺服電機的一端通過聯(lián)軸器與絲杠的一端固定連接，第一軸承固定在機架上，第二軸承固定在箱座上，第一軸承位于伺服電機與第二軸承之間；

10、擺動座與箱座活動連接，箱座支撐擺動座；擺動座與箱座之間設(shè)有角度檢測裝置；

11、擺動座整體呈“t”字形，“t”字形的上端面與床面固定連接，“t”字形的下端設(shè)有螺母；螺母通過“t”字形擺動座上設(shè)置的限位長孔與擺動座活動連接；聯(lián)軸器與絲桿一端固定連接，所述絲桿的另一端設(shè)有螺紋，所述絲桿有螺紋的一端通過螺母與擺動座活動連接；

12、自動控制系統(tǒng)由plc、液晶觸摸屏和存有plc程序和控制算法的存儲裝置構(gòu)成；所述自動控制系統(tǒng)與自動伺服坡度調(diào)節(jié)機構(gòu)中的伺服電機電連接，所述plc與液晶觸摸屏電連接；plc配置了存有控制算法和程序的存儲裝置。

13、所述的潤滑系統(tǒng)，是指在搖床床頭內(nèi)部設(shè)有油泵，通過油泵將潤滑油抽到由齒輪、搖桿等組成的傳動機構(gòu)的上方，將潤滑油淋到傳動機構(gòu)上，?以達到潤滑的目的。

14、優(yōu)選地，角度檢測裝置為傾角傳感器；角度檢測裝置508向plc傳輸數(shù)據(jù)采用的通訊接口是rs458。

15、優(yōu)選地，所述床面上設(shè)有3種不同種類的刻槽；3種不同種類，是指刻槽深度或刻槽橫截面的形狀不同，或兩者的組合；刻槽橫截面的形狀包括三角形、鋸齒形和矩形三種；刻槽深度范圍為3mm-15mm；所述3種不同種類的刻槽相鄰設(shè)置，且均勻布置在床面上；以床面橫截面中刻槽橫截面的長度來衡量不同種類刻槽的分布量，三種不同種類的刻槽分別占床面橫截面中刻槽橫截面總長度的30%、40%、30%，其中，位于三種刻槽中間的那一種刻槽占床面橫截面中刻槽橫截面總長度的40%。

16、優(yōu)選地，刻槽深度相同，刻槽深度范圍為3mm-15mm，刻槽橫截面的形狀不同，分別為三角形、鋸齒形和矩形三種形狀中的一種。

17、優(yōu)選地，刻槽橫截面的形狀相同，刻槽橫截面的形狀為三角形、鋸齒形和矩形中的一種，?刻槽深度不同，刻槽深度范圍為3mm-15mm。

18、優(yōu)選地，刻槽橫截面的形狀相同，刻槽橫截面的形狀為三角形、鋸齒形和矩形中的一種，?刻槽深度不同，刻槽深度分別為5mm、8mm、12mm；其中，深度為8mm的刻槽位于中間，深度為5mm的刻槽靠近給礦槽和給水槽。

19、優(yōu)選地，刻槽深度和刻槽橫截面的形狀均不同，刻槽橫截面分別為三角形、鋸齒形和矩形，橫截面為三角形的刻槽深度范圍是3mm-6mm；橫截面為鋸齒形的刻槽深度范圍是6mm-10mm；橫截面為矩形的刻槽深度范圍是10mm-15mm；其中，橫截面為三角形的刻槽和橫截面為矩形的刻槽位于橫截面為鋸齒形的刻槽的兩側(cè)，橫截面為三角形的刻槽靠近給礦槽和給水槽。

20、優(yōu)選地，所述刻槽橫截面由若干個首尾相連的正弦曲線段組成；其中，刻槽深度為5mm的刻槽橫截面由y(x)=2.5sin(x-1.5)+2.5曲線圖中若干個處于0≤x≤π的第一正弦曲線段首尾相連組成，其中，5mm深的刻槽中，靠近給礦槽和給水槽的一端選用的是y(x)=2.5sin(x-1.5)+2.5曲線圖中處于0≤x≤π的第一正弦曲線段；刻槽深度為8mm的刻槽橫截面由y(x)=4sin(0.5x-1.5)+4曲線圖中若干個處于0≤x≤π的第二正弦曲線段首尾相連組成；刻槽深度為12mm的刻槽橫截面由y(x)=6sin(0.3x-1.5)+6曲線圖中若干個處于0≤x≤π的第三正弦曲線段首尾相連組成。

21、更進一步地，利用上述任意一項所述的床面坡度可自動調(diào)節(jié)的選礦搖床，提供了一種床面坡度可自動調(diào)節(jié)的選礦搖床的控制方法，包括以下步驟：

22、s1：根據(jù)生產(chǎn)要求通過觸摸屏人機界面輸入預(yù)期的床面坡度b并存于plc中；

23、s2：角度檢測裝置采集的實際床面傾角a，并通過通訊口傳輸給plc；

24、s3：存于plc中的控制算法將角度檢測裝置采集的實際床面傾角a與b進行對比，并獲得角度差值b-a；

25、s4：設(shè)定一定的控制精度c，當︱b-a︱>c，則將角度差值(b-a)作為控制反饋信號，由控制算法根據(jù)反饋信號的正負和絕對值大小計算出伺服電機所需輸出的轉(zhuǎn)動方向和圈數(shù)；

26、s5：plc通過驅(qū)動器驅(qū)動伺服電機轉(zhuǎn)動相應(yīng)的圈數(shù)，伺服電機驅(qū)動絲桿也轉(zhuǎn)動相同的圈數(shù)，絲桿通過安裝在擺動座上的連接螺母帶動擺動座及固定安裝于擺動座上的搖床床面旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，旋轉(zhuǎn)的角度量為（b-a）；

27、s6：重復(fù)s4和s5步驟，直到︱b-a︱小于或等于c?，即設(shè)定值與實際值之差的絕對值小于或等于控制精度值c時，停止床面旋轉(zhuǎn)，認為床面坡度達到設(shè)定坡度。

28、本發(fā)明的有益效果：

29、針對選礦搖床床面坡度調(diào)節(jié)還依賴人工手動調(diào)節(jié)的問題開發(fā)的一種床面坡度可自動調(diào)節(jié)的選礦搖床及其控制方法。通過伺服電機帶動絲桿轉(zhuǎn)動，絲桿與螺母螺紋連接，螺母活動固定于擺動座的限位長孔中，通過絲桿旋轉(zhuǎn)使螺母沿絲桿軸向運動，相應(yīng)帶動擺動座擺動，來調(diào)節(jié)擺動座上表面的水平角度，達到調(diào)節(jié)固定于擺動座上的床面的橫向坡度的目的。同時，床面坡度可自動調(diào)節(jié)的選礦搖床上設(shè)有角度檢測裝置，角度檢測裝置用于采集床面的坡度數(shù)據(jù)，結(jié)合設(shè)定的調(diào)節(jié)坡度，利用自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)對伺服調(diào)坡機構(gòu)的精準控制，最終實現(xiàn)對選礦搖床床面橫向坡度的準確控制，從而達到穩(wěn)定選礦搖床分選指標的目的。

30、一般搖床床面都增加有刻槽結(jié)構(gòu)，根據(jù)刻槽數(shù)量分為50、60、100、120槽等，普通的搖床床面刻槽深度一般都是一樣。為了提高作業(yè)回收率，本方案提出了床面刻槽變深度，且采用不同形狀刻槽的設(shè)計方案，將刻槽沿床面橫向方向分為三部分，考慮到待選礦物顆粒粒徑大小整體服從正態(tài)分布，即超細顆粒和超粗顆粒偏少，以床面橫截面中刻槽橫截面的長度來衡量刻槽的布局量，三種不同種類的刻槽分別占床面橫截面中刻槽橫截面總長度的30%、40%、30%，靠近給礦槽一側(cè)采用5mm深度的淺刻槽，靠近尾礦側(cè)采用深度12mm的刻槽，而兩者之間則采用深度為8mm的刻槽。更進一步地，在刻槽形狀上，靠近給礦槽一側(cè)采用橫截面為三角形的刻槽，靠近尾礦側(cè)采用橫截面為矩形的刻槽，而兩者之間則采用橫截面為鋸齒形的刻槽。當?shù)V物從給礦槽側(cè)進入床面后，先進入深度為5mm、形狀為三角形的淺刻槽，這樣可以更有效回收細粒級重礦物，而在礦物快排入尾礦時，通過增加刻槽的深度，增加大粒徑的、有用礦物回收的概率。另一種優(yōu)選方案是：刻槽深度為5mm、8mm、12mm中的一種，5mm、8mm、12mm刻槽深度分別采用y(x)=2.5sin(x-1.5)+2.5、y(x)=4sin(0.5x-1.5)+4、y(x)=6sin(0.3x-1.5)+6曲線圖中若干個正弦曲線段首尾相連組成。其中，刻槽深度為5mm采用y(x)=2.5sin(x-1.5)+2.5曲線圖中0≤x≤π的第一正弦曲線段l1首尾相連組成。

31、上述各方案，均能大大提升了選礦效率。