【正文】 工原料，在未處理前常常是以大小不同的顆粒混合在一起的形式存在，有些物料甚至含有許多水分或其它有用或無用的介質(zhì)。為了正確合理的使用物料和滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求。所以要對(duì)物料的篩分、分級(jí)、洗滌、脫介、脫水之用。篩分設(shè)備技術(shù)水平的高低和質(zhì)量的優(yōu)劣，關(guān)系到工藝效果的好環(huán)，生產(chǎn)效率的高低和能源節(jié)省的程度，從而直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益 . 用篩分機(jī) 把碎散物料篩分成不同的顆粒，已經(jīng)有悠久的歷史。從英國煤炭工業(yè)的文獻(xiàn)記載，在 1589 年提到煤的篩分。為了向市場(chǎng)提供各種顆粒的商品煤，廣泛的對(duì)煤進(jìn)行篩分，是到 19世紀(jì)下半業(yè)才盛行起來。 固定篩是古老的篩分機(jī)。當(dāng)時(shí)，有的固定篩用若干木條構(gòu)成，也叫棒篩，后來出現(xiàn)了有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的棒條篩。這就是沿用至今的輥軸篩。為滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，圓筒篩，搖動(dòng)篩和振動(dòng)篩也先后問世。 與固定篩相比，雖然輥軸篩，圓筒篩和搖動(dòng)篩的工作效率有較大的改善，而且仍不失為結(jié)構(gòu)簡單和工作可靠，但是卻步能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需 要。因此，早在 60 年代，這些篩子在我國就開始被逐漸淘汰。固定篩不消耗動(dòng)力和非常簡單可靠的結(jié)構(gòu)，仍具有很強(qiáng)的生命力，目前 仍大量用于初步篩分。 振動(dòng)篩采用拋射式篩分，篩子每 振動(dòng) 一次，物料便被拋射一次，相對(duì)篩面沖擊一次，被篩分物料的折中特點(diǎn)使得 振動(dòng) 篩的篩分效率高，生產(chǎn)能力大，因此被廣泛使用 。 在振動(dòng)篩產(chǎn)生以后， 人們開始重視建立和發(fā)展篩分理論。早期的篩分理論形成于 50年代初，它是以單個(gè)顆粒為研究對(duì)象而發(fā)展起來的，一般稱為單顆粒運(yùn)動(dòng)理論。該理論系統(tǒng)的描述了振動(dòng)篩對(duì)物料進(jìn)行拋射式篩分時(shí)，單個(gè)顆粒的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)而提出了篩 分機(jī)特性值，即 振動(dòng) 強(qiáng)度 K，和篩分特性值，即拋射強(qiáng)度 VK ， 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 2 經(jīng)過長期實(shí)踐，人們發(fā)覺按照上述篩分理論設(shè)計(jì)的振動(dòng)篩，對(duì)細(xì)物料進(jìn)行篩分時(shí)的生產(chǎn)能力太小，遂意識(shí)到以單個(gè)顆粒物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)代表成群的物料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)具有交大的片面性。隨著研究工作的深入，自 1965 年開始逐步建立起顆粒在篩面上的運(yùn)動(dòng)理論。該理論以力群為研究對(duì)象，根據(jù)物體在碰撞時(shí)傳遞能量的原理，提出了篩面上整個(gè)料層中不同位置顆粒的速度變化 規(guī)律，突破了單顆料理論關(guān)于振動(dòng)強(qiáng)度小于 的臨界值。在此基礎(chǔ)上，建立了薄層篩分法和 變傾角篩分法，研制出等厚振動(dòng)篩。 用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究碎散物料在篩面上透篩概率，稱為概率篩分理論。該理論是由瑞典的摩根森 于 1951 年最先提出的，故在該理論指導(dǎo)下設(shè)計(jì)的振動(dòng)篩稱為摩根森概率篩。 在力群運(yùn)動(dòng)理論的知道下，近代振動(dòng)篩的拋射強(qiáng)度和振動(dòng)強(qiáng)度普遍提高。如德國和美國直線振動(dòng)篩 K值達(dá) ，有的甚至達(dá) ， vk 值達(dá) 。振動(dòng)概率篩 K值達(dá) ，弛張篩 K 值甚至達(dá)到 30。這些參數(shù)強(qiáng)化的振動(dòng)篩適應(yīng)了近代篩分作業(yè)的特點(diǎn) —— 細(xì) 粒物料增多，水分和黏性增大，以及篩分粒度 下降和要求的分級(jí)，脫水效率提高等。 隨著工業(yè)企業(yè)的發(fā)展和篩分機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的進(jìn)步，自 70 年代以來，世界上一些國家先后研制出了大型振動(dòng)篩，篩寬在 以上的已不罕見。如日本身剛所生產(chǎn)的振動(dòng)篩達(dá) 2m ，德國 公司生產(chǎn)的振動(dòng)篩寬達(dá) ，面積 約為 50 2m 。振動(dòng)篩大型化標(biāo)志著篩分機(jī)技術(shù)已達(dá)到先進(jìn)水平。 零部件標(biāo)準(zhǔn)化，通用化和產(chǎn)品系列化，生產(chǎn)專業(yè)化，是近代機(jī)械工業(yè)的重要標(biāo)志，篩分機(jī)械也不例外。如德國 公 司生產(chǎn)的 USK圓振動(dòng)篩和 USL 直線振動(dòng)篩，其激振器可以通用，同一個(gè)篩框既可以裝分級(jí)篩面，也可裝 脫水篩面。又如美國振動(dòng)篩，其基形已經(jīng)穩(wěn)定，主要力量放在改進(jìn)結(jié)構(gòu)，簡化制造和應(yīng)用新技術(shù)的方面。有的篩子除激振器外，篩框也作成單體結(jié)構(gòu)，可以在現(xiàn)場(chǎng)組裝，極大地方便了制造，運(yùn)輸和維修。 前蘇聯(lián)早在 60 年代中期就組織了篩分機(jī)產(chǎn)品整頓，統(tǒng)一基型，減少雜亂型號(hào)，在此基礎(chǔ)上 提高產(chǎn)品的系列化程度。國外 許多篩分機(jī)械公司都是科研，設(shè)計(jì)，制造和銷售的聯(lián)合體，專業(yè)化程度高，產(chǎn)品繼承性好，經(jīng)過多年改進(jìn)，使產(chǎn)品逐步完善和提高。 在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 建國 50 多年來，我國的篩分設(shè)備走過了一個(gè)從無到有，從小到大，從落后到先進(jìn)的發(fā)展過程，前后經(jīng)歷了測(cè)繪仿制，自行研制和引進(jìn)提高 3 個(gè)階段。 目前國內(nèi)篩機(jī)產(chǎn)品種類有圓振動(dòng)篩、直線振動(dòng)篩、橢圓振動(dòng)篩、高頻振動(dòng)篩、弧形篩、等厚篩、概率篩、冷礦篩、熱礦篩、節(jié)肢篩等，旋振篩和各種振動(dòng)給料機(jī)械，多達(dá) 50河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 3 多個(gè)系列近 1 000 種規(guī)格，產(chǎn)品已在冶金、礦山、煤炭、輕工等許多行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，基本上滿足了國內(nèi)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要 。 由于我國東部經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快， 篩分機(jī)械制造企業(yè)也主要分布在東北、華北、華東和中南地區(qū)，尤其是鞍山、新鄉(xiāng)地區(qū)，這兩個(gè)地區(qū)的篩分機(jī)械產(chǎn)值約占全國總產(chǎn)值的 50％左右，可是在西部地區(qū)，還沒有一家像樣的篩分設(shè)備制造企業(yè)。我國篩分設(shè)備制造企業(yè)雖然很多，但是真正具備實(shí)力的很少。 振動(dòng)篩在實(shí)際生產(chǎn)中的 應(yīng)用 當(dāng)今社會(huì)很多行業(yè)中都會(huì)應(yīng)用到振動(dòng)篩， 大部分的振動(dòng)篩的作用是對(duì)物品的分級(jí)或者脫水。 像冶金，機(jī)械，水利，建筑和建材，鐵路等部門，經(jīng)常為了提高物品的精度，常常利用振動(dòng)篩對(duì)其物品進(jìn)行分級(jí)。 在煤炭工業(yè)部門，振動(dòng)篩的作用不僅是分級(jí)，好多振動(dòng)篩還用于對(duì)煤炭的脫水或者脫介，甚至用于除泥。 隨著 社會(huì) 的發(fā)展 ,對(duì)篩 分機(jī)的品種與質(zhì)量提出了更 高的要求 ,目前它正處在迅速發(fā)展過程中 。 振動(dòng)篩的 工作原理、 分類及特點(diǎn) 振動(dòng)篩的工作原理 將顆粒大小不同的碎散物料群 ,多次通過均勻布孔的單層或多層篩面 ,分成若干不同級(jí)別的過程成為篩分。理論上大于篩孔的顆粒留在篩面上 ,稱為該篩面的篩上物 ,小于篩孔的顆粒透過篩孔 ,稱為該篩面的篩下物。 碎散物料的篩分過程 ,可以看作由兩個(gè)階段組成 :一是小于篩孔尺寸的細(xì)顆粒通過粗顆 粒所組成的物料層到達(dá)篩面 ； 二是細(xì)顆粒透過篩孔。要想完成上述兩個(gè)過程 ,必須具備最基本的條件 ,就是物料和篩面之間要存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)。為此 ,篩箱應(yīng)具有適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)特性 ,一方面使篩面上的物料層成 為 松散狀態(tài) ； 另一方面 ,使堵在篩孔上的粗顆粒閃開 ,保持細(xì)顆粒透篩之路暢通。 實(shí)際的篩分過程是 :大量粒度大小不同 ,粗細(xì)混雜的碎散物料進(jìn)入篩面后 ,只有一部分顆粒與篩面接觸 ,而在接觸篩面的這部分物料中 ,不全是小于篩孔的細(xì)粒 ,大部分小于篩孔尺寸的顆粒 ,分布在整個(gè)料層的各處。由于篩箱的 振 動(dòng) ,篩上 物 料層被松散 ,使大顆河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 4 粒本來就存在的間隙被進(jìn)一步 擴(kuò)大 ,小顆粒乘機(jī)穿過間隙 ,轉(zhuǎn)移到下層 或運(yùn)輸機(jī)上 。由于小顆粒間隙小 ,大顆粒并不能穿過 ,因此 ,大顆粒在運(yùn)動(dòng)中 ,位置不斷升高。于是原來雜亂無章排列的顆粒群發(fā)生了 分 離 ,即按顆粒大小進(jìn)行了分層 ,形成了小顆粒在下 ,粗 顆 粒居上的排列規(guī)則。到達(dá)篩面的細(xì)顆粒 ,小于篩孔者透篩 ,最終實(shí)現(xiàn)了粗、細(xì)粒分離 ,完成篩分過程。然而，充分的分離是沒有的，在篩分時(shí)，一般都有一部分篩下物留在篩上物中。 細(xì)粒透篩時(shí)，雖然顆粒都小于篩孔，但它們透篩的難易程度不同， 和篩孔相比，顆粒越易，和篩孔尺寸相近的顆粒，透篩就較難，透過篩面下層的顆粒間隙就更難。 振動(dòng)篩一般分為三大類為圓運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩、直線運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩和共振篩。 直線振動(dòng)篩的工作原理 直線振動(dòng)篩 是采用慣性激振器來產(chǎn)生振動(dòng)的，其振源有電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)激振器，激振器有兩個(gè)軸，每個(gè)軸有一個(gè)偏心重，而且以相反的方向旋轉(zhuǎn)，又稱雙軸振動(dòng)篩，由兩個(gè)齒輪嚙合以保證同步。當(dāng)兩個(gè)偏心重的圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)偏心重產(chǎn)生的離心力 F，在 x軸的分量總是抵消，在 y軸的分量相加，其結(jié)果在 y 軸方向產(chǎn)生一個(gè)往復(fù)的激振力，使篩箱在 y 軸方向上產(chǎn)生往復(fù)的直線軌跡振動(dòng)。 還有一種情況是振源采用的是振動(dòng)電機(jī)，這時(shí)需要布置兩臺(tái) ，他們的軸線方向 必須與振動(dòng)篩縱向軸線方向一致。兩臺(tái)振動(dòng)電機(jī)對(duì)稱布置在篩箱的上方，下部和兩側(cè)均可以。 trmPy ?? sin20?? （ ） ?? trm ?? sin20 tP ?sin? 式中 ， m — 不平衡重的質(zhì)量和， ?? 0mm ，單位為 Kg ； P — 不平衡重 塊 所產(chǎn)生的激振力 ，單位為 N ； T — 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間 ，單位為 s ； r — 不平衡重質(zhì)心回轉(zhuǎn)半徑 , 單位為 m ； ? — 不平衡重的回轉(zhuǎn)角速度 ，單位為 srad ； yP — 在振動(dòng)方向上的激 振 力 , 單位為 N ； 0m — 每個(gè)偏心塊的質(zhì)量 ， 單位為 Kg 。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 5 由上式可見，雙軸慣性激 振 器，當(dāng)作同步反向回轉(zhuǎn)的時(shí)候，產(chǎn)生定向的簡諧力，此力通過篩箱的質(zhì)心，使篩箱作定向往復(fù)直線振動(dòng)。 直線振動(dòng)篩的篩面傾角通常在 80 以下，篩面的振動(dòng)振動(dòng)角度一般為 450 ，篩面在激振器的作用下作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。顆粒在篩面的振動(dòng) 下產(chǎn)生拋射與回落，從而使物料在篩面的振動(dòng)過程中不斷向前運(yùn)動(dòng)，物料的拋射與下落都對(duì)篩面有沖擊，致使小于篩孔的顆粒被篩選分離。篩子的篩分效率及生產(chǎn)能力同篩面的傾角，篩面的振動(dòng)角度，物料的拋射系數(shù)有關(guān)。為了保證篩分效率高，篩子的生產(chǎn)能力大，必須選擇合適的 yK 值。 αβζ 1— 3 直線振動(dòng)篩的工作原理 圖 1— 3 為直線振動(dòng)篩的工作原理圖，篩面上的顆粒產(chǎn)生的 拋射條件是 ?cosgay ? ，另此時(shí)的角 ? 為開始拋射角 L? ，則 ????? c o s)s i n (s i n2 gA L ?? 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 6 第二章 總體方案的確定 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn) 振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 圖 2－１ 上圖片為安裝有兩臺(tái)激振電機(jī)的直線振動(dòng)篩分機(jī)，振動(dòng)電機(jī)的安裝使得振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)和尺寸大為減小。 在直線振動(dòng)過程中它代替 了以前激振器和電機(jī)的分別設(shè)計(jì)，但是它們的工作原理是一樣的。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 7 。 圖 22 此 圖片 為箱式激振器 結(jié)構(gòu)的振動(dòng)篩 。箱式激振器結(jié)構(gòu)緊湊 ,一臺(tái)振動(dòng)篩上有安裝有兩個(gè)激振器 ,激振器的四個(gè)偏心重成雙的布置在箱體的外部 ,箱體內(nèi)有一嚙合的齒輪 ,其作用是保證 兩對(duì)偏心重旋轉(zhuǎn)方向相反 ,轉(zhuǎn)速相等以及兩者相位關(guān)系正好相互對(duì)正 ,以使篩箱作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng) . 直線振動(dòng)篩由于篩箱傾斜角小 ,篩子的高度減小 ,便于工藝布置 .由于篩面是直線往復(fù)運(yùn)動(dòng) ,上面的物料層在跳動(dòng)和下落過程中受到壓實(shí)的 作用 ,有利于脫水 ,脫泥 ,脫液和重介選礦時(shí)脫除重介質(zhì) . 直線振動(dòng)篩的優(yōu)點(diǎn) （ 1）直線振動(dòng)篩的動(dòng)力平衡與物料在篩面上的運(yùn)動(dòng)狀況較好。 （ 2）物料在篩面上的移動(dòng)不是依靠篩子的激振力，故篩面一般水平安裝，所占廠房高度較低。 （ 3）由于篩箱運(yùn)動(dòng)中有較大的加速度，所以特別適合于煤炭的脫水、脫泥和脫介。當(dāng)然，也用于物料的分級(jí)。 （ 4）直線式振動(dòng)篩激振器由于激振器與篩面呈 37 傾角，故篩面上物料的拋射角為 37。物料在拋起時(shí)被松散，在與篩面相遇撞擊時(shí)水和小于篩孔的顆粒透篩，從而實(shí)現(xiàn)脫水、脫泥、脫介和分級(jí)。 （ 5）直線 振動(dòng)篩的激振器分為箱式和筒式兩種。這種激振器的主要區(qū)別在于軸的長短和不平衡重的形式：箱式激振器采用帶偏心塊的短軸；筒式激振器則采用長偏心軸。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 8 的設(shè)計(jì) 篩箱是篩子的 承 載部件，由篩框及固定在它上面的篩面組成。它是由側(cè)板 ， 橫撐 ，加強(qiáng)板和橫 梁組合而成。側(cè)板是用鋼板制成，利用橫梁將兩塊連接起來，使篩框成整體結(jié)構(gòu)，側(cè)板用以傳遞激振力，激振器 用螺栓連接在測(cè)板上 。為了加強(qiáng)側(cè)板的剛度，在 測(cè)板兩側(cè) 采用雙層的鋼板，并在適當(dāng)部位鉚接角鋼補(bǔ)強(qiáng)。 橫 梁 和橫撐都 采用無縫 鋼管 給料溜槽和排料溜槽用螺栓固定在篩幫上。螺栓連接可以克服 采用焊接法引起篩箱易破裂的缺點(diǎn)。在需要時(shí)，溜槽可用耐磨鋼板制成，或表面襯以橡膠。 側(cè)板和橫梁是篩框主要的受力部件，由于篩箱是借助側(cè)板支承，所以側(cè)板承受著物料和篩箱的重量，并將激振力傳遞到篩框的各部分。側(cè)板一般用 20 毫米的鋼板和角鋼組合而成，從側(cè)板的結(jié)構(gòu)來看，它對(duì) x～ x 軸的慣性矩較大，所以，在垂直方向上的抗彎能力較大；但是，它對(duì) y～ y 軸的慣性矩較小，不利于承受水平方向的力量。所以，在有可能產(chǎn)生水平方向力量的地方，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。 橫梁承受篩板和物料的重量及它在工作中的慣性力。橫梁可以采用槽鋼、工字鋼、無縫 鋼管、箱型梁和壓型梁等幾種。采用鋼管作橫梁，由于它在和各方向的慣性矩相同 ,所以受力狀態(tài)較好 ,它特別適用于圓形運(yùn)動(dòng)的篩箱。但是，由于鋼管在與側(cè)板鉚接時(shí)比較困難，所以其使用收到一定的限制。 應(yīng)當(dāng)注意，由于梁的彎矩和長度平方成正比，所以從強(qiáng)度觀點(diǎn)來看，篩箱的寬度不宜過大，目前一般的篩箱很少大于 。 篩箱的剛度是指它抗彎變形的能力。在篩子工作時(shí)，篩框受振動(dòng)產(chǎn)生的高頻慣性力可使局部構(gòu)件發(fā)生動(dòng)力變形，這種變形往往是橫梁或側(cè)板斷裂的一個(gè)原因。所以，加強(qiáng)篩框結(jié)構(gòu)的剛度，特別是連接部位的鋼度是個(gè)重要的問題。在橫梁間設(shè)置縱 向小梁、橫梁上鋪設(shè)篩板、橫