【文章內(nèi)容簡介】 承極限轉(zhuǎn)速的限制，和篩框結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響，目前大型振動(dòng)篩不能高頻化，因此在結(jié)構(gòu)上，我們一般將篩子分成 24 段，每段長 米，這樣所需的激振力就成幾倍下降，設(shè)備裝機(jī)功率可降低 50% 。原理圖可見圖25所示。每段篩子只有一根橫梁，它既是篩面的支撐梁又是安裝激振器的激振梁，（圖激振梁安裝在彈簧上，篩子的側(cè)板是參振的（也有不參振），但由于結(jié)構(gòu)簡單，參振質(zhì)量并不大。這就為篩子的大型化和高頻化打下基礎(chǔ)。單梁激振篩工作時(shí)，由兩臺功率較小的電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)軸拖動(dòng)激振器，激振器高速轉(zhuǎn)動(dòng)（最高可達(dá)960轉(zhuǎn)/分）產(chǎn)生離心力，使之產(chǎn)生振動(dòng)從而帶動(dòng)篩面上的物料振動(dòng)、透篩、向前移動(dòng)。擋料板和篩網(wǎng)與激振梁是一體的，所以整段篩面都會跟著振動(dòng)，使得該設(shè)備能夠有效的篩分。圖25 單梁激振篩原理圖單梁激振篩可以分若干段，如圖26所示，通常為 2～4 段，本設(shè)計(jì)中分4段，每段的寬度距離為 m，其結(jié)構(gòu)簡單、便于維修。結(jié)構(gòu)圖如圖 26 所示。每段子篩主要由電動(dòng)機(jī)(2臺)，聯(lián)軸器(2 件)，激振器( 2套固定在單梁上)，單梁( 型鋼），篩網(wǎng)和支撐座等組成。單梁激振篩工作時(shí)，由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過傳動(dòng)軸傳送給激振器，然后現(xiàn)由激振器高速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生離心力，使之產(chǎn)生振動(dòng)，從而使篩面上的物料邊振動(dòng)邊透篩，邊向前移動(dòng)。擋料板和篩網(wǎng)與激振梁一體的，所以整段篩面都會跟著振動(dòng)，使該設(shè)備，能夠有效的篩分。同時(shí)每段篩面有兩個(gè)單獨(dú)的彈簧支座通過橡膠彈簧減振。整個(gè)篩箱的支撐點(diǎn)都落在底架上，底架與地基的接觸面較大，從而減少了篩體振動(dòng)對地基的沖擊力，減小對地基的破壞。26 單梁激振篩結(jié)構(gòu)圖 激振器激振器上座式單梁篩采用的是一種激振方式為塊偏心自同步激振器，這種激振器與軸偏心激振器相比有以下優(yōu)點(diǎn)：1．塊偏心激振器自身的重量較輕；2．塊偏心激振器結(jié)構(gòu)非常簡單；3．塊偏心激振器維修特別方便。單個(gè)激振器布置在激振大梁上的兩側(cè)，如圖27所示，依靠自同步原理激發(fā)大梁振動(dòng)。圖27 激振器結(jié)構(gòu)圖1 電動(dòng)機(jī)；2傳動(dòng)軸；3偏心塊 篩網(wǎng)當(dāng)前礦物篩分過程中最主要的難題是堵孔，造成堵孔的原因主要有兩種，一種是塊狀物的卡孔，臨界顆粒物料卡在篩孔中跳不出來，這主要發(fā)生在采石場、焦碳、冶金等行業(yè)中；另一種是糊孔，潮濕的物料粘在孔壁上，示意圖如圖28所示。要解決堵孔總是有兩個(gè)辦法，一是增加拋射強(qiáng)度、二是選擇合適的篩面。振動(dòng)篩的拋射強(qiáng)度：式中　　A——振動(dòng)幅，mm ；ω—— 激振頻率，rad/s；g——重力加速度，m/；α—— 篩面傾角，；β—— 拋射角。圖28 堵孔為了消除堵孔，有人主張采用大振幅的方法，經(jīng)實(shí)踐證實(shí)，這種方法不是最好的，應(yīng)該采用增加頻率的辦法。拋射強(qiáng)度隨頻率的平方增加，而振幅只與拋射強(qiáng)度成正比。增圓滿頻率較方便，而增加振幅較麻煩。用高頻低幅的方法來解決堵孔也有缺點(diǎn)，它不利于物料的分層，如料層較厚，大量的振動(dòng)消耗在料層的內(nèi)部磨擦中。因此這種方法一定要用薄層篩分，即給料篩面傾角一定要大，一般不要低于，最高采用～，這樣依靠重力可使物料迅速流動(dòng)。解決物料堵孔的另一個(gè)辦法是選擇篩面。不同形狀的篩孔，不同材料的篩面，對防止物料的堵孔有著巨大的差別。大于25mm篩孔的篩面稱為大粒度分級篩面，主要有：1．焊接篩板，它由圓鋼焊接而成，結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，是目前最常用的一種，但易堵孔。2．沖孔篩板，由 16Mn 鋼板沖制或鉆孔而成，從防堵孔能力而言，沖孔板比焊接板要好一些，壽命也長一些，它也是目前常用的篩面。3．立體梯形篩板（圖 29），這種篩面是徐州大陸振動(dòng)機(jī)械有限公司的創(chuàng)新專利產(chǎn)品，已在揚(yáng)州煤炭公司獲得成功的應(yīng)用，由于篩孔是立體的，它完全排除卡孔的可能性。圖29 立體梯形篩板激振器上座式單梁篩的優(yōu)點(diǎn)：1．提高拋射強(qiáng)度，消除物料堵孔或卡孔該篩具有振動(dòng)強(qiáng)度高，篩面結(jié)構(gòu)合理，篩分中沒有堵孔現(xiàn)象，不需要停機(jī)清理孔，這是最大的優(yōu)點(diǎn)；2．大型篩小型化，以降低參振質(zhì)量，提高篩子的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；3．節(jié)省功率，本機(jī)僅用功率為 4kW ；4．單位面積處理量是普通振動(dòng)篩的2倍以上，單位處理能力的能耗僅為普通振動(dòng)篩的1/3～1/4； 5．一切都是裸露的，維修極為方便，特別是篩面和激振器的更換方便；6．結(jié)構(gòu)簡單，同樣面積的篩子可降低成本 20% ；7．最突出的優(yōu)點(diǎn)是環(huán)保指標(biāo)好，由于激振力小，而且無平面板，因此它的噪聲很低，由于采用了減振裝置，其振動(dòng)對廠房幾乎無影響；8該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，而且可靠性很高，所以設(shè)計(jì)是很成功的。根據(jù)現(xiàn)場的要求，要設(shè)計(jì)的激振器上座式單梁篩的技術(shù)參數(shù)如下：篩面寬度 2100mm篩面長度 6700mm 振幅 4～5mm 頻率 960r/min 篩孔 ＜ 50mm由以上進(jìn)行設(shè)計(jì)，在此將篩子設(shè)計(jì)成兩段，將篩子設(shè)計(jì)成幾段實(shí)現(xiàn)了篩分機(jī)的大型化，但是幾段篩子之間的連接成了問題，可采用以下兩種方法進(jìn)行銜接：；。第一種方法可以很好的解決銜接問題，但是目前還沒有成熟的設(shè)計(jì)方案可供參考，在此用橡膠實(shí)現(xiàn)兩段篩子的銜接。結(jié)構(gòu)上巧妙的設(shè)計(jì)主要是，在兩段篩子之間安放一個(gè)出料槽。出料槽用螺栓和后段篩箱相連接，其長度要滿足在物料從后段篩箱到前段篩箱的運(yùn)行過程中不脫落下來，即不漏料。出料槽要插入前段篩箱的部分的寬度有一定的要求，其寬度要小于篩箱的寬度，避免剛性連接，在此設(shè)計(jì)成，距離篩箱兩邊的側(cè)板留有40mm的空隙。為避免漏料，用橡膠將兩段篩箱銜接起來。激振器的布置是相當(dāng)重要的，它決定了激振力的方向，即物料的拋射角。在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到激振器的安裝難易程度，值應(yīng)取小值，值較大時(shí)，激振器里的軸承在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要承受較大的徑向力，軸承壽命會降低，故也要取小值，在此取。但是怎樣將激振器連接到篩子上，這是一個(gè)至關(guān)重要的問題。激振器上座式單梁篩是將激振器安裝在H型鋼梁的上端，對稱于篩箱安裝在兩端，因?yàn)槠浜Y箱是有角度安裝的。這樣才能使產(chǎn)生的激振力與篩面成角。顯然軸承室的設(shè)計(jì)就成了這次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，所謂軸承室就是安裝軸承的地方，但是它還擔(dān)負(fù)著要和激振梁連接到一起的任務(wù)，在此軸承室的設(shè)計(jì)方案,如圖210所示：圖210 軸承室的設(shè)計(jì)方案對于激振器上座式單梁篩的軸承室的結(jié)構(gòu)的加工采用鑄件加工，裝軸承的部分與連接部分的強(qiáng)度要很好的保證，結(jié)構(gòu)比較簡單。但是這種結(jié)構(gòu)機(jī)械性能比較好，零件不會很容易的出現(xiàn)裂紋，斷裂等現(xiàn)象。3 物料的運(yùn)動(dòng)分析和工藝參數(shù)的選擇振動(dòng)篩的工藝參數(shù)是指振幅、頻率、振動(dòng)方向角、篩面傾角、篩面長度、寬度和生產(chǎn)能力等。這些參數(shù)通常是根據(jù)物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來選取。物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定著篩分機(jī)的篩分效果和生產(chǎn)能力。在振動(dòng)篩面上聚集著顆粒大小不同，形狀各異的碎散物料群，只有下層物料與篩面接觸，其余的只是間接的受到振動(dòng)篩的影響，它們既各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，又相互干擾。因此，物料在振動(dòng)篩面上的運(yùn)動(dòng)是復(fù)雜的。為了尋找篩分機(jī)各工藝參數(shù)與物料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間的關(guān)系，直到1950年克洛克豪斯博士提出了單個(gè)顆粒在振動(dòng)篩面上的運(yùn)動(dòng)理論。這種純理論性的分析方法，可以提供定性的結(jié)果，在實(shí)際應(yīng)用中，再考慮一些實(shí)際影響因素后，有些結(jié)論還是有價(jià)值的，并為振動(dòng)篩設(shè)計(jì)所應(yīng)用。直線振動(dòng)篩的篩面是沿振動(dòng)方向做簡諧振動(dòng)，篩面的位移方程可用下式表示： 式(31) 式中　　S　——篩面運(yùn)動(dòng)的位移 m； A——篩面的振幅 m； 　——激振器軸回轉(zhuǎn)相位角，； 　 ——軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 rad/s； 　t ——時(shí)間 s。篩面運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移、速度和加速度分別在平行于篩面的x方向和垂直于篩面的y方向的分量為： 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 式(32)　　　　式中為振動(dòng)方向與篩面的夾角，同時(shí)它又是物料顆粒跳離篩面瞬間的運(yùn)動(dòng)方向與篩面的夾角，故又稱之為拋射角。同圓振篩篩面一樣，當(dāng)篩面以不同的振次和振幅作連續(xù)振動(dòng)時(shí)，篩面上的顆?？赡軙霈F(xiàn)正向滑動(dòng)、反向滑動(dòng)和跳動(dòng)等不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如前所述，振動(dòng)篩均采用拋擲狀態(tài)下工作，故就拋擲運(yùn)動(dòng)的理論加以研究。物料顆粒在直線振動(dòng)篩面上的受力情況如圖31所示，篩面傾斜安裝，與水平面夾角為α，篩面沿S方向振動(dòng)，當(dāng)篩分機(jī)工作時(shí)，作用在顆粒上力的平衡方程式可表示為：或 式(33)式中 N——篩面對物料的法向反力； F——篩面對物料的靜摩擦力；其它符號同前。顆粒拋擲運(yùn)動(dòng)的條件：即顆粒給篩面的正壓力N=0 所以 式(34)消去m，得 式(35)圖31 物料顆粒在篩面上的受力分析根據(jù)公式：物料的拋擲指數(shù)，因?yàn)椋鲜郊礊橹本€振動(dòng)篩上物料拋擲指數(shù)的表達(dá)式，即 式(36)或 在直線振動(dòng)篩上，當(dāng)振動(dòng)相位角等于跳動(dòng)起始角時(shí)，物料便跳離篩面而實(shí)現(xiàn)拋擲運(yùn)動(dòng)，在拋擲階段，物料作拋物線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方程為： 式(37)式中 ——物料顆粒沿坐標(biāo)方向的加速度分量；——物料顆粒沿坐標(biāo)方向的加速度分量。因?yàn)槲锪线\(yùn)動(dòng)的絕對加速度、是相對加速度、與牽連運(yùn)動(dòng)加速度（即篩面運(yùn)動(dòng)的加速度）之和，所以相對加速度可表示為： 式(38)對式(38)由（）定積分，可求得物料對篩面在x和y方向的相對加速度分量： 式(39)對上式再積分一次，即可求得物料相對篩面的位移： 式(310)當(dāng)物料在y方向?qū)Y面的相對位移重新等于零時(shí)物料又落回到篩面，終止跳動(dòng)。此時(shí)篩面振動(dòng)相位角即為跳動(dòng)終止角，物料運(yùn)動(dòng)的周期為： 。物料跳動(dòng)的終結(jié)條件，由式(310)第一式可得：跳動(dòng)終止角與跳動(dòng)起始角之差即為物料跳動(dòng)時(shí)間內(nèi)所經(jīng)歷的相位角。以代入式(310)，并整理簡化得 式 (312)拋擲指數(shù)與跳動(dòng)角的關(guān)系為 式 (313)若以帶入(413)，便可得拋擲指數(shù)與跳躍系數(shù)的關(guān)系式： 式 (314)若拋擲指數(shù)確定以后，由(46)可以得到所需振動(dòng)頻率或振幅計(jì)算公式： 式 (315)為提高篩分機(jī)的能力和效果，就要適當(dāng)?shù)卮_定篩分機(jī)的長度和寬度。一般地說，當(dāng)篩分機(jī)的其他條件相同時(shí)，生產(chǎn)率主要取決于篩面寬度，篩分效率主要取決于篩面長度。根據(jù)現(xiàn)場需要和該公司的實(shí)際條件已給出篩面的長度和寬度：,分成四段，.對激振器上座式單梁篩，由于篩面上物料作簡諧運(yùn)動(dòng)，并需要向下移動(dòng)，所以一般取即可。振幅和頻率是篩分機(jī)重要參數(shù)。該振動(dòng)篩根據(jù)現(xiàn)場要求要做成雙振幅8～10mm的振動(dòng)篩，故取 A=4～5mm，根據(jù)激振器電機(jī)功率的要求取型號為Y132M26的電機(jī)，知轉(zhuǎn)速n=960r/min（電機(jī)的選取見篩子動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算）。篩面的振動(dòng)方向角，對于直線振動(dòng)篩就是物料的拋射角。直線振動(dòng)篩一般接近水平安裝，為了保證物料的向前運(yùn)動(dòng)，必須有一定的振動(dòng)角度。國內(nèi)外使用的振動(dòng)方向角的范圍較大，值小，物料的運(yùn)動(dòng)速度快，處理能力高，適用于易篩物料；值大，物料拋擲高，篩分效率高，適用于難篩物料。在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到激振器的安裝難易程度，值應(yīng)取小值，值較大時(shí)，激振器里的軸承在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要承受較大的徑向力，軸承壽命會降低，故也要取小值，但由于此篩為傾斜安裝，且為直線振動(dòng)篩所以。由式 (36)可得 在篩子的強(qiáng)度許用值之內(nèi)。已知，則～；難篩物料取大值；篩孔小時(shí)取大值，在此算出的較大是合理的。物料在篩面上運(yùn)動(dòng)用理論計(jì)算和實(shí)際差值很大，所以一般采用經(jīng)驗(yàn)公式。對于直線振動(dòng)篩物料運(yùn)動(dòng)平均速度可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： m/s式中 ——傾角對平均速度的影響系數(shù)，＝～；——料層厚度影響系數(shù)，＝～1；——滑移運(yùn)動(dòng)影響系數(shù)，＝1； ——物料形狀影響系數(shù)，＝～；——振動(dòng)方向角，；ω——角速度，rad/s；A——振幅mm。則處理量的計(jì)算可采用流量法和平均法1．流量法式中 B——篩面寬度,m ；h——篩面上物料層厚度,見表56；v——物料運(yùn)動(dòng)的平均速度m/s；——物料的松散密度。則 Q 934～2．平均法煤用篩子處理量Q：Q=qF t/h式中 F——篩面面積，F(xiàn)=BLB、L分別為篩子的寬度和長度； q——單位篩面面積的處理能力。 根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)取q=3。則 Q=3= t/h由上可見這兩種方法計(jì)算出的處理能力是不一樣的，一般按流量法來計(jì)算篩子的處理能力。