【文章內容簡介】 二是細顆粒透過篩孔。要想完成上述兩個過程 ， 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運動。為此 ， 篩箱應具有適當?shù)倪\動特性 ， 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 ， 保持細顆粒透篩之路暢通。 實際的篩分過程是 :大量粒度大小不同 ,粗細混雜的碎散物料進入篩面后 ,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 全是小于篩孔的細粒 ,大部分小于篩孔尺寸的顆粒 ,分布在整個料層的各處。由于篩箱的振動 ,篩上物料層被松散 ,使大顆粒本來就存在的間隙被進一步擴大 ,小顆粒乘機穿過間隙 ,轉移到下層或運輸機上。由于小顆粒間隙小 ， 大顆粒并不能穿過 ， 因此 ， 大顆粒在運動中 ， 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。到達篩面的細顆粒 ， 小于篩孔者透篩 ， 最終實現(xiàn)了粗、細粒分離 ，完成篩分過程。然而 ， 充分的分離是沒有的 ， 在篩分時 ， 一般都有一部分篩下物留在篩上物中。 細粒透篩時 ，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。 振動篩一般分為三大類為圓運動振動篩、直線運動振動篩和共振篩。 直線振動篩的工作原理 直線振動篩是采用慣性激振器來產生振動的，其振源有電動機帶動激振器，激振器有兩 個軸，每個軸有一個偏心重，而且以相反的方向旋轉，又稱雙軸振動篩 。當兩個偏 5 心重的圓盤轉動時，兩個偏心重產生的離心力 F，在 x 軸的分量總是抵消，在 y 軸的分量相加，其結果在 y 軸方向產生一個往復的激振力，使篩箱在 y 軸方向上產生往復的直線軌跡振動 ，如圖 11。 還有一種情況是振源采用的是振動電機，這時需要布置兩臺，他們的軸線方向必須與振動篩縱向軸線方向一致。兩臺振動電機對稱布置在篩箱的上方，下部和兩側均可以。 trmP y ?? sin20?? ?? trm ?? sin20 tP ?sin? (11) 式中 m —— 不平衡重的質量和， ?? 0mm ，單位為 kg ； P — — 不平衡重塊所產生的激振力，單位為 N； T — — 轉動時間，單位為 s； r — — 不平衡重質心回轉半徑 , 單位為 m； ωtPyP0ωωtP yP 0ωyxxy 圖 11 振動篩原理圖 ? — — 不平衡重 的回轉角速度，單位為 rad/s； yP — — 在振動方向上的激振力 , 單位為 N； 6 0m — — 每個偏心塊的質量，單位為 kg 。 由上式可見，雙軸慣性激振器，當作同步反向回轉的時候，產生定向的簡諧力，此力通過篩箱的質心，使篩箱作定向往復直線振動。 直線振動篩的篩面傾角通常在 010? 以 內 ，篩面的振動振動角度一般為 045 ， 篩面在激振器的作用下作直線往復運動。顆粒在篩面的振動下產生拋射與回落，從而使物料在篩面的振動過程中不斷向前運動，物料的拋射與下落都對篩面有沖擊，致使小于篩孔的顆粒被篩選分離。篩子的篩分效率及生產能力同篩面的傾角，篩面的振動角度，物料的拋射系數(shù)有關。為了保證篩分效率高，篩子的生產能力大，必須選擇合適的 yK 值。 第 2 章 總體方案的 設計 振動篩方案的列舉 本次設計的直線振動篩用于煤的初步篩分， 振動頻率為 Hz1000~800 、篩孔尺寸為mm50 ，生產率為 h/T50? 。受振動篩工作條件的要求，確定兩種設計方案。 方案一： ZKX 型直線振動篩如圖 21。 圖 21 ZKX 型直線振動篩 方案二： ZKB 型直線振動篩如圖 22。 方案分析 ZKB 型 直線振動篩是采用雙電機驅動 ， 同步傳動 ， 主振動彈簧為橡膠彈簧 ， 電機經輪胎式聯(lián)軸器從篩箱側直接帶動兩主軸轉動 。 傳動結構簡單 ， 維修方便運轉中不產生較 7 強的噪聲和振動 ， 故障相對少些 ， 維修量小 。 ZKX 型 直線振動篩主振彈簧為圓柱 形螺旋彈簧 ， 采用箱式激振器單電機齒輪強迫傳動 ，運轉中容易產生因加工 ， 裝配方面存在誤差而引發(fā)較強的噪 圖 22 ZKB 型直線振動篩 聲和振動同時由于激振箱內使用稀油潤滑回轉軸的密封要求比較高。安裝技術要求也較高 ， 維修質量難以保證 。 ZKB 型 振動篩常見故障 ： 輪胎式聯(lián)軸器的膠皮損壞 、 主振橡膠彈簧易壞 。 ZKX 型 振動篩常見故障 ： 噪聲嚴重 、 篩箱后箱板篩板下面的底梁振裂 、 電動機軸斷裂 、 電動機經常燒壞 、 電機底座螺栓被振斷 、 電機支撐架斷裂 、 激振器傳動齒輪及軸 承易損壞 、 主振彈簧折斷運轉時還會出現(xiàn)跑料現(xiàn)象 。 方案確定 綜合上述 兩 種方案 ,ZKB 型 振動篩 是 采用 雙電機驅動 ,同步傳動，主振動彈簧為橡膠彈簧， 選用塊偏心式激振器、萬向傳動軸等先進高可靠性部件 ,篩箱結構設計合理 ,具有整體剛度大、參數(shù)選擇合理、維護方便、篩分效率高 ，運轉中不產生較強的噪聲和振動等優(yōu)點 。所以，采用 ZKB 型直線振動篩。 振動篩各部分實現(xiàn)形式 篩箱 8 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。它是由側板 ，橫撐，加強板和橫 梁組合而成。側板是用鋼板制成，利用橫梁將 兩塊連接起來，使篩框成整體結構，側板用以傳遞激振力，激振器 用螺栓連接在測板上 。為了加強側板的剛度，在 測板兩側 采用 厚的鋼板 。 圖 23 振動篩簡圖 側板和橫梁是篩框主要的受力部件，由于篩箱是借助側板支承，所以側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。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、工字鋼、無縫鋼管、箱型梁和壓型梁等幾種。采用 槽鋼 作橫梁，由于梁的彎矩和長度平方成正比，所以從強度觀點來看，篩箱的寬度不 宜過大，目前一般的篩箱很少大于 。 1 篩箱部件的連接 篩箱的部件，給料槽、橫梁和橫撐原來是焊接在篩幫上的。但是，這種焊接結構易產生局部應力集中，在工作一定時間后，常常導致破裂。近年來，為提高承載能力 都 改用鉚釘或螺栓連接。 2 篩箱的支撐 篩子安裝方式取決于現(xiàn)場的條件，或是架在機座上，或是懸吊在承重結構上。目前座式篩子占多數(shù)，因為這種支撐方式比較簡單， 對廠房的高度要求較低， 對篩子 也 沒有特殊的安全要求，但是要傳給地基一定的水平力和垂直力。 9 3 篩框的材質 我國目前一般采用 A3 碳素鋼。這種材料的可焊 性良好，但彈性和沖擊韌性較低，因此最好采用 A5 普通碳素鋼。對于大型篩子，應該采用高強度和高沖擊韌性的鋼材，其常用的材料是 16Mn 或鍋爐鋼板。采用優(yōu)質鋼材可以提高材料的強度，而且還能減輕篩框的重量，對篩箱結構能帶來一定好處。 篩面 篩面 是篩子的主要工作部件。其性能的好壞不但影響生產率和篩分效率，而且對延長篩分機的使用壽命，提高作業(yè)率和降低生產成本有重大意義。 篩分機對篩面的基本要求是：有足夠的強度，最大的 有效面積 (篩孔總面積與整個面面積之比 )， 耐腐蝕，耐磨損，有最大的開孔率， 篩孔不易堵塞，在物料 運動時與篩孔相遇的機會較多。前一種要求影響工作的可靠性和使用壽命，后面三種要求關系到篩子的工作效果。 篩面的開孔率為篩孔總面積與篩面面積的比值，用百分比來表示。開孔率越大，顆粒在每次與篩面接觸時，透過篩孔的機會就越多，從而可以提高單位面積的生產率和篩分效率。開孔率與篩孔的形狀，篩絲的直徑有關，篩絲直徑小，開孔率增大，但篩絲太小，強度不夠，影響篩面的使用壽命。 篩面的材質要具有耐磨損，耐疲勞和耐腐蝕的性質。用作大快分級篩面時，采用高碳鋼。強烈沖擊的篩面，可選用高錳鋼制作。應用這些材質制作篩面時必須淬火處理，以提 高硬度和耐磨效果。用于脫介，脫水，脫泥等濕式篩分作業(yè)時，通常采用不銹鋼篩面較適宜。近年來，隨著科學技術的發(fā)展，聚氨酯橡膠篩面現(xiàn)實了他的優(yōu)越性，使用壽命長，不易堵篩篩孔，噪音小，但是價值昂貴。 1 篩面種類與選擇 常用的篩面有篩板、篩網、條縫篩和網狀絲布四種，前兩種主要用在煤炭的分級篩分上；后兩種用在洗煤廠的脫水、脫泥和脫介質中。正確地選用和篩面，就能提高篩分效果和工作的可靠性，從而發(fā)揮篩子的應有能力。 篩板是最牢固的一種篩面。主要用在大塊物料的篩分上。根據(jù)一般選煤廠使用的經驗，篩孔在 25mm 以上的大塊分級 ，應當采用篩板，這樣篩面的壽命較長，對篩分效率都影響不大。篩板的開孔率一般為 40%左右。 篩網突出的優(yōu)點是開孔率大，可達總篩網面積的 70%。 但是與篩板比較，使用壽命較差，所以一般只用在細顆粒的分級上。在選煤廠往往用于篩孔小于 30mm 的煤炭分級。 篩網一般利用篩框兩邊的特制夾板從橫向拉緊。篩網拉緊可提高其使用壽命，所以 10 工作中應經常注意它的張緊程度。 條縫篩板廣泛地用在煤的脫水、脫泥和脫介質中。我國選煤廠用條縫 篩 板的材質有銅和不銹鋼 (1Cr8Ni9)兩種。不銹鋼篩板比銅篩板價格高 3~2 倍，但是它的強度大、耐磨損 ，使用壽命比銅篩板高 3~2 倍，脫水和脫介的效果也較好。所以從減輕檢修工作量、提高篩分效果來看， 應 用不銹鋼篩板比較有利。 對于篩條式的篩板，很多時候是篩條并無磨損或磨損不嚴重，但由于穿條圓孔不規(guī)整，篩條和穿條松動，在工作中產生沖擊，使穿條斷裂，最后導致篩板損壞。為了避免穿條的斷裂，可以提高穿條的材質，采用能承受一定反復載荷的彈簧絲 (如 60Si2Mn 鋼絲或中碳鋼絲 )。也可采用一些措施來避免穿條和篩條的相對運動，如在篩板的兩頭篩條下邊 另焊角鋼；將穿條兩頭鉚死或焊死；在穿條圓圈處將篩條焊在一起等。這些都能有效地增加篩板的使用壽命。 網狀絲布一般用于煤泥脫水，它類似編織粗布，開孔率可達 40～ 50%。網狀絲布的種類很多，常用的材質有不銹鋼、紫銅、磷銅、黃銅和尼龍等。絲布的材質對其使用壽命影響很大，當用作煤泥或末精煤脫水時，銅絲布大約只能使用兩個月，而不銹鋼和尼龍絲布的強度較大、耐磨，使用的壽命比銅絲布高約三倍。尼龍絲布遇水有微小的膨脹，伸長性較大 當 松弛而出現(xiàn)小窩，同時親水性也比不銹鋼絲布大些，所以泄水效率 低 ，在使用尼龍絲布時，最好選用稍大一些 的篩孔。 沖孔鋼板固定就是把絲布直接固定在沖孔鋼板上，為了防止螺栓把絲布磨損，在絲布上可墊以薄橡皮。 2 篩面的固定 為了保證篩面工作的可靠性，篩面固定的方法，也有很大的影響能力，這對金屬絲或金屬條所制成的篩面表現(xiàn)得尤為突出。因為如果篩網的固定比較松弛， 篩子振動時，篩網就要產生局部振動，使篩子產生局部的撓曲，嚴重時要導致篩絲的斷裂。通常鋼絲只能承受 1～ 2 百萬次的反復彎曲，假設由于篩網固定松弛而使鋼絲彎曲變形的頻率等于篩箱的振動頻率 (設為 1000 次 /分 )， 則鋼絲只要工作 2021min(即 33h)，就可 達到疲勞極限。可見正確的篩面的固定方法，使篩面工作中不會松動同樣具有重要的意義。 歸納起來篩面的固定方法有以下 幾 種：木楔壓緊，鉤拉張緊，螺栓固定和斜板壓緊。 (1) 木楔壓緊 沖孔篩板和條縫篩面可用木楔將篩面固定在篩幫上。在篩箱兩側壁上，對稱的焊接兩條長角鋼，在其上方間隔一定距離焊接一段短角剛，并與長角鋼各成傾斜。篩面支撐 在兩角鋼之間，用木楔和木條壓緊。木楔遇水后膨脹，可以把篩面壓的很緊，此方法簡單 11 可靠，更換篩面方便。 (2) 拉鉤張緊 對編制篩網或厚度小于 6mm 的篩板，可以將篩板或篩網末端彎成鉤形；如 果篩絲直徑小，則用薄鋼板與橡膠墊把篩網邊緣包住，在彎成鉤形，然后在用拉鉤及螺栓固定。 (3) 螺栓壓緊 直接用螺栓將篩面壓緊在篩框上的連接方式適用于篩絲較粗大的編制篩網，以及厚度大于 8mm 的篩板，棒條篩面，橡膠篩面和其他篩面的中部固定。螺栓的形式以前常用 U 形，這種結構簡單，但拆除麻煩。近年來改用 J 形螺栓，較 U 形螺栓使用方便。 本設計采用的螺栓壓緊方式見 23 圖。 圖 23 螺栓固定篩面結構簡圖 (4) 斜板壓緊 該方法是通過篩框兩側幫上的螺 栓、斜板等將篩面兩邊固定在篩框上通常用于中等粒級篩分的薄鋼板沖孔篩面、橡膠和聚安脂篩板的固定。 篩面鋪設在框架上，框架可以用角鋼或扁鋼制成。在框架上可以鋪設具有一定剛性的篩面，例如沖孔篩板、條縫篩板、壓焊的格條篩板、鋼絲編織篩網以及各種形式的塑料篩面等。鋼制篩面則與框架鑄在一起。篩面的長度是 3000mm， 寬度是 1200mm。篩板用螺栓固定在橫梁上，在螺栓 之間 上有橡膠墊。與其它固定篩板的方法相比，這種篩 12 板與橫梁的連接方式具有下列優(yōu)點 ： (1) 全部固定螺栓從篩板上旋緊。 (2) 因為螺栓放在橡膠墊內，可避 免磨損 。 激振器 激振器是一個長 軸 和 偏心塊的組合體 ，兩個激振器分別由各自的電機帶動，每跟 軸上安裝有兩個偏心塊，見 24 圖。 偏心塊由兩部分組成：主偏心塊固定在軸上；可調偏心塊用螺栓固定在主偏心塊上。改變可調偏心塊的位置，可使慣性力的調整范圍為最大慣性力的 15~100%。這就可根據(jù)實