【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，既可防止網(wǎng)孔堵塞，又可使篩分機(jī)提高產(chǎn)量和質(zhì)量。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)振動(dòng)篩研 究現(xiàn)狀 由于工業(yè)發(fā)展緩慢，基礎(chǔ)比較薄弱，理論研究和技術(shù)水平落后，我國(guó)篩分機(jī)械的發(fā)展是本世紀(jì)近 50 年的事情，大體上可分為三個(gè)階段。 （ 1） 仿制階段：這期間，仿制了前蘇聯(lián)的 ГУП 系列圓振動(dòng)篩、 BKT1 BKTOMZ型搖動(dòng)篩；波蘭的 WK15 圓振動(dòng)篩、 CJM21 型搖動(dòng)篩和 WP WP2 型吊式直線振動(dòng)篩。這些篩分機(jī)仿制成功，為我國(guó)篩分機(jī)械的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并培養(yǎng)了一批技術(shù)人員。 （ 2） 自行研制階段：從 1966 年到 1980 年研制了一批性能優(yōu)良的新型篩分設(shè)備，1500mm3000mm 重型振動(dòng)篩及系列， 15 ㎡、 30 ㎡共振篩及系列，煤用單軸、雙軸振動(dòng)篩系列， YK 和 ZKB 自同步直線振動(dòng)篩系列，等厚、概率篩系列，冷熱礦篩系列。這些設(shè)備雖然存在著故障較多、壽命較短的問(wèn)題，但是它們的研制成功基本上滿足了國(guó)內(nèi)需要，標(biāo)志著我國(guó)篩分機(jī)走上了獨(dú)立發(fā)展的道路。 （ 3） 提高階段：進(jìn)入改革開放的 80 年代，我國(guó)篩分機(jī)的發(fā)展也進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。成功研制了振動(dòng)概率篩系列、旋轉(zhuǎn)概率篩系列，完成了箱式激振器等厚篩系列、自同步重型等厚篩系列、重型冷熱礦篩系列、馳張篩、螺旋三段篩的研制，粉料直線振動(dòng)篩、琴弦振動(dòng)篩、旋流振動(dòng)篩、立式圓筒篩的 研制也取得成功。 國(guó)外振動(dòng)篩研究現(xiàn)狀 國(guó)外從 16 世紀(jì)開始篩分機(jī)械的研究與生產(chǎn)，在 18 世紀(jì)歐洲工業(yè)革命時(shí)期，篩分機(jī)械得到迅速發(fā)展，到本世紀(jì)篩分機(jī)械發(fā)展到一個(gè)較高水平。 德國(guó)的申克公司可提供 260 多種篩分設(shè)備， STK 公司生產(chǎn)的篩分設(shè)備系列品種較全，技術(shù)水平較高， KHD 公司生產(chǎn) 200 多種規(guī)格篩分設(shè)備，通用化程度較高， KUP 公司和海因勒曼公司都研制了雙傾角的篩分設(shè)備。美國(guó) RNO 公司新研制了 DF11 型雙頻率篩，采用 了不同速度的激振器。 DRK 公司研制成三路分配器給料，一臺(tái)高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)。日本東海株式會(huì)社和 RXR 公司等合作研制了垂直料流篩，把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和旋回運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來(lái)，對(duì)細(xì)料一次分級(jí)特別有效。英國(guó)為解決從濕原煤中篩出細(xì)粒末煤，研制成功旋流概率篩。前蘇聯(lián)研制了一種多用途兼有共振篩和直線振動(dòng)篩優(yōu)點(diǎn)的自同步直線振動(dòng)篩。 2 總體設(shè)計(jì) 橢圓 振動(dòng)篩的選型及工作原理 橢圓振動(dòng)篩工作原理 在正常工作的篩箱運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓的振動(dòng)篩稱橢圓振動(dòng)篩。近年來(lái)，這種篩分機(jī)在世界各國(guó)的篩分領(lǐng)域中引起了很大重視。它兼有圓運(yùn)動(dòng)篩和直線運(yùn)動(dòng)篩的優(yōu)點(diǎn)，其橢圓軌跡的 長(zhǎng)軸 是強(qiáng)化物料輸送的分量，而 ―短軸 ‖是促進(jìn)被篩物料松散的分量。因此， 其特點(diǎn)是：物料運(yùn)送速度大，料層薄；顆粒不易堵塞篩孔、有較大的有效篩分面積；被篩物料松散，而且分層好，有頗高的篩分效率。生產(chǎn)實(shí)踐表明，它的處理能力比圓振動(dòng)篩和直線振動(dòng)篩高 25%左右，如果在處理能力相同的條件下，可有較小的篩分面積。橢圓振動(dòng)篩和一般的直線振動(dòng)篩十分相似，其區(qū)別僅僅是激振器不同。要想實(shí)現(xiàn)橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡，必須使激振器的兩個(gè)不平衡重質(zhì)量 m1 和 m2 不相等，或使兩個(gè)不平衡重的回轉(zhuǎn)半徑 r1 和 r2 不相等。因此，目前各國(guó)使用典型的橢圓振動(dòng)篩有以下幾種： （ 1） 日本古河 E 型橢圓振動(dòng)篩 圖 古河 E 型橢圓振動(dòng)篩 該篩分機(jī)用于中、小粒級(jí)煤的干式或濕式篩分，也可用于脫水、脫泥和脫介。如分級(jí)時(shí)可水平安裝，脫水時(shí)篩在傾角 0176?！?6176。，處理大塊煤時(shí)篩面傾角則為 5176?！?8176。 圖 為古河 E 型橢圓振動(dòng)篩外形圖。古河 E 型橢圓振動(dòng)篩的激振器如 圖 所示。 1軸承； 2偏心軸； 3斜齒輪； 4激振器殼； 5皮帶輪 圖 古河 E 型篩激振器 兩根偏心軸通過(guò)一對(duì)斜齒輪產(chǎn)生異向同步回轉(zhuǎn)。但由于兩根軸的偏心質(zhì)量不相等（ m1＞m2），而且兩軸的相對(duì)位置與一般直線振動(dòng)篩也不同，故使篩箱作橢圓運(yùn)動(dòng)。激振器的工作原理如圖 所示。 圖 古河 E 型篩激振器工作原理 這里，不平衡重回轉(zhuǎn)半徑 r1=r2=r，激振器軸的回轉(zhuǎn)頻率 ω1=ω2=ω。篩箱重心在兩激振器軸心連線中間的垂直線上，即激振器兩軸心連線 XX 與該連線中點(diǎn)和篩箱重心連線YY 是互相垂直的。 圖 234 因 m1＞ m2，故離心力 F1＞ F2。在 3 位置上，兩離心力抵消一部分，作用在篩箱 上的力為 F1F2，在橢圓軌跡上對(duì)應(yīng)為短軸 b 的位置。在 4 位置上，兩離心力疊加，作用在篩箱上的力為 F1+F2，在橢圓軌跡上對(duì)應(yīng)為長(zhǎng)軸 a 位置，長(zhǎng)軸a 相當(dāng)于篩子的雙振幅。古河 E 型篩橢圓軌跡長(zhǎng)短軸之比為 6： 1。古河 E 型振動(dòng)篩的工作參數(shù)見(jiàn)表 。 表 用 途 篩 面 振 幅 (mm) 頻率(1/min) 篩面傾角（ 176。） 備 注 原煤分級(jí) 沖孔篩板、紡織篩 網(wǎng) 8～ 12 850～ 900 0 干式或濕 式 脫 泥 紡織篩網(wǎng)、條縫篩 板 10～ 14 850～ 900 0 濕 式 脫水、脫介 條縫篩板 10～ 14 850～ 900 0～ 6 濕 式 (2)埃列潑泰克斯橢圓振動(dòng)篩 篩分機(jī)的激振器在篩箱上的布置如 圖 所示。 圖 埃列潑泰克斯橢圓振動(dòng)篩激振器的布置 其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：兩同步反向回轉(zhuǎn)軸（ ω1=ω2=ω）的不平衡重質(zhì)量不相等，即 m1＞ m2； XX軸和 YY 軸不 垂直； YY 軸線通過(guò)篩箱重心及 o1 和 o2 之連線中點(diǎn)。通過(guò) o o2 和篩箱重心 oM 點(diǎn)取 SS 軸與 YY 軸垂直。篩分機(jī)工作時(shí)，兩激振器不平衡重在任意位置時(shí)的受力情況如 圖 所示。 圖 激振器不平衡重受力情況 當(dāng)兩不平衡重回轉(zhuǎn)半徑 r1=r2=r，回轉(zhuǎn)角速度 ω1=ω2=ω 時(shí)，兩個(gè)不平衡重所產(chǎn)生的離心力分別為 P1=m1rω2， P2=m2rω2。 P P2 分別通過(guò) o1 和 o2 點(diǎn)，而作用于篩箱（包括物料）重心 oM 處，在 Y 和 S 方向之力則分別為 Py=P1y+P2y=（ P1+P2）， sinωt =（ m1+m2），rω2sinωtPs=P1sP2s=（ P1P2） cosωt=（ m1m2） rω2cosωt。此兩方向的最大作用力為 Pymax=（ m1+m2） rω2， Psmax=（ m1m2） rω2。因?yàn)?Pymax≠Psmax，所以產(chǎn)生長(zhǎng)軸在 Y 軸方向 的橢圓形運(yùn)動(dòng)軌跡。由于 P1≠P2，所以對(duì)篩箱 重心 oM 有殘余力矩， 這使篩箱產(chǎn)生不穩(wěn)定的顛簸。為了消除殘余力矩，可使 P1yh1=P2yh2，或 m1h1=m2h2； P1sι1=P2sι2，或m1ι1=m2ι2 即 h1/h2=m1/m2 和 ι1/ι2=m2/m1。式中 h h2 分別為 o o2 點(diǎn)到 oM 點(diǎn)的YY 軸的距離； ι ι2分別為 o o2 點(diǎn)到 oM 點(diǎn)的 SS 軸的距離。如：當(dāng)不平衡重質(zhì)量m1=3A， m2=2A，（ A 為常數(shù)），則 m1+m2=5A， m1m2=A，因而產(chǎn)生長(zhǎng)短軸比值為 5： 1的橢圓運(yùn)動(dòng)。為了避免篩箱顛簸，可使 h1/h2=m2/m1=2/3,ι1/ι2=m2/m1=2/3。 (3)聯(lián)邦德國(guó) D 系列橢圓振動(dòng)篩 橢圓振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)原理如圖 所示。 圖 聯(lián)邦德國(guó) D 系列橢圓振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)裝置 圖 激振器的作用力 其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩個(gè)不平衡重質(zhì)量和回轉(zhuǎn)半徑元?dú)獠幌嗟?，?m1≠m2， r1≠r2。篩箱重心 oM 不在兩激振器軸中心連線中點(diǎn)的垂直線上，即通過(guò)篩箱重心 oM 的 YY 軸與 XX 軸不垂直。兩激振器軸反缶同步回轉(zhuǎn)（即 ω1=ω2=ω），兩個(gè)離心力不等。如圖 所示當(dāng)質(zhì)量 m1 分別在 …… 、 12 位置，而質(zhì)量 m2 也相應(yīng)地在 1ˊ、 2ˊ、 3ˊ、 4ˊ、 …… 、12ˊ位置時(shí)，在各個(gè)位置所產(chǎn)生的離心力分別為 P1 和 P1ˊ、 P2 和 P2ˊ、 P3 和 P3ˊ、 P4 和P4ˊ、 …… 、 P12 和 P12ˊ，其相應(yīng)的合力分別為 S S S S4……S12 。這些合力都通過(guò)篩箱重心 OM（見(jiàn)圖 ），使篩箱產(chǎn)生和作用力大小相應(yīng)的位移，此位移之軌跡即為橢圓，故合成的離心力決定了橢圓振動(dòng)軌跡的形狀、大小和位置。 除去上述三種型式外，大型的橢圓振動(dòng)篩、其激振器可有三個(gè)回轉(zhuǎn)的不平衡質(zhì)量。圖 為質(zhì)量 A 和 C 同向同步旋轉(zhuǎn)，質(zhì)量 B 則反向同步旋轉(zhuǎn)。 圖 三個(gè)不平衡質(zhì)量 橢圓振動(dòng)篩的激振器 B 與 A、 C 的不平衡質(zhì)量和回轉(zhuǎn)半徑可以相同，也可以不同。橢圓軌跡長(zhǎng)短軸之比和被篩物料的性質(zhì)有關(guān)。對(duì)于維篩物料，即小于篩孔而又接近篩孔尺寸的顆粒，如含量大或物料中的粘必物多時(shí)，橢圓長(zhǎng)短之比宜采用 2： 1 或 ： 1；對(duì)于其它物料，則采用 4： 1左右的比值。長(zhǎng)軸 A 值（即振幅）的選擇，也和被篩物料的粒度特性有關(guān)。對(duì)于篩分大導(dǎo)體物料的篩分機(jī)， A=15～ 20mm；對(duì)于篩分中塊物料的篩分機(jī)， A=10～ 15mm；對(duì)于篩分小塊物料的篩分機(jī)， A=6～ 15mm。橢圓振動(dòng)篩的頻率，在篩分大塊物料時(shí)，要取 750～9001/min；在篩分中小塊物料進(jìn)，一般要取 900～ 1200 1/min。目前各國(guó)生產(chǎn)的橢圓振動(dòng)篩的篩面尺寸如下；日本橫山橢圓振動(dòng)篩的寬度為 900～ 1500mm、長(zhǎng)度為 2400～ 3600mm；日本川崎 D 型橢圓振動(dòng)篩的寬度為 2400～ 3000mm、長(zhǎng)度為 4000～ 900mm；日本古河 E型橢圓振動(dòng)篩的寬度為 800～ 3000mm、長(zhǎng)度為 3000～ 8000mm。 圖 對(duì)重式振動(dòng)篩 應(yīng)當(dāng)指出，有些振動(dòng)篩也有橢圓形振動(dòng)軌跡。圖 為對(duì)重式振動(dòng)篩。篩箱 1 一方面有垂直于支桿的直線軌跡振幅 ax，另一方面由于對(duì)重 2 的 振動(dòng)，故有一個(gè)平行于支桿方向的振幅 ay。由于 ax≠ay，因而產(chǎn)生橢圓形軌跡的振動(dòng)。還應(yīng)指出，單軸激振的圓滿振動(dòng)篩的主軸，通常安在篩箱重心位置，那么，此時(shí)整個(gè)篩箱的振動(dòng)軌跡都是圓形的。但主軸有時(shí)也安在篩箱上部，為了便于維修。在這種情況下，篩箱上各點(diǎn)的振動(dòng)軌跡都不相同，也會(huì)出現(xiàn)橢圓形軌跡。在給料端附近產(chǎn)生橢圓形軌跡，可促使物料前進(jìn)速度嗇，在排料端附近的橢圓形軌跡，使物料前進(jìn)速度減慢，有利于提高篩分效率。 橢圓振動(dòng)篩的選型 機(jī)型的選擇主要依據(jù)以下條件確定： 篩分物料的名稱、堆積比重、黏度、溫度 每小 時(shí)的處理量 篩網(wǎng)目數(shù) 物料的粒度比例和要求的篩分精度 物料的酸堿性（確定使用 304不銹鋼或者 316L 不銹鋼） 生產(chǎn)場(chǎng)地放置振動(dòng)篩的空間尺寸。如下所示： 入料粒度 ≤ 25mm 篩面面積 24 ㎡ 處理能力 40t/h 根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，選煤的工藝和運(yùn)動(dòng)性能，即篩洗過(guò)的煤，脫水、脫介、脫泥的煤，并且篩 25mm 以下的煤料，選擇 橢圓 振動(dòng)篩較為合適。 本次設(shè)計(jì)的 橢圓 振動(dòng)篩采用可調(diào)節(jié)激振力大小的塊偏心激振器，雙電機(jī)自同步驅(qū)動(dòng)，并采用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接、橡膠彈簧支承和萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)，具有調(diào)整方便、操作簡(jiǎn)單、維修 量小、振動(dòng)噪聲低、振動(dòng)頻率高、分級(jí)效率高、使用壽命長(zhǎng)等到優(yōu)點(diǎn)，安裝方式為座式，分為單層和雙層，篩板結(jié)構(gòu)為沖孔篩板或條縫篩網(wǎng)。適用于選煤、選礦、發(fā)電、制糖等工業(yè)對(duì)中、細(xì)粒度物料進(jìn)行干、濕式分級(jí)或脫水、脫介、脫泥。 整體方案的確定及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 橢圓 振動(dòng)篩主要由篩箱、激振器、聯(lián)軸器、振動(dòng)電機(jī)、減振彈簧、支撐裝置等組成。 篩箱 篩箱是篩子的承載部分，由篩框及固定在它上面的篩面組成。篩箱是由側(cè)板，后擋板，下橫梁，上橫梁等四部分組成。側(cè)板一般使用 6~10mm 的鋼板和角鋼組合而制成，利用橫梁將兩塊側(cè)板連接起 來(lái)，使篩框成整體結(jié)構(gòu)。側(cè)板用于傳遞激振力，在它的中部鉚接有座圈，激振器就連接在座圈上。為加強(qiáng)側(cè)板的剛度，在座圈附近采用雙層鋼板，并在適當(dāng)?shù)奈恢勉T接角鋼以補(bǔ)強(qiáng)。 對(duì)于小型篩子，篩框的材質(zhì)一般采用 Q235 普通碳素鋼。這種材料的可焊性好，但強(qiáng)度和沖擊韌性較低。對(duì)于大型篩子，采用高強(qiáng)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(zhì)鋼材可以提高材料的強(qiáng)度。而且還能減輕篩框的質(zhì)量，對(duì)篩箱的結(jié)構(gòu)帶來(lái)一定的好處。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，選型 3660 振動(dòng)篩屬于大型振動(dòng)篩的范疇，故選用 16Mn 鋼的材料，以方便使用 的年限及經(jīng)濟(jì)的合理性。 1 橫梁； 2 承料板； 3 內(nèi)側(cè)加強(qiáng)板； 4 外側(cè)加強(qiáng)板； 5 側(cè)板； 6 支撐架； 7 抗磨版； 8 橫梁； 9 螺栓夾座； 10 排料嘴 圖 篩框結(jié)構(gòu) 篩框結(jié)構(gòu)常用的連接方式有環(huán)槽鉚接和高強(qiáng)度螺栓連接，對(duì)于小型篩，也可采用焊接。采用環(huán)槽鉚接和高強(qiáng)螺栓連接因無(wú)內(nèi)應(yīng)力，對(duì)振動(dòng)負(fù)荷有良好的適應(yīng)能力，普遍用于大型 振動(dòng)篩上，但制造工藝復(fù)雜；焊接結(jié)構(gòu)施工方便，但由于焊縫復(fù)雜，內(nèi)應(yīng)力大，在強(qiáng)烈的振動(dòng)負(fù)荷作用下往往發(fā)生焊縫開裂甚至造成構(gòu)件的斷裂。 要消除焊接后的內(nèi)應(yīng)力，最常用的方法是高溫退火處理 , 這個(gè)方法是將構(gòu)件 均勻加熱至 600 攝氏度到 650 攝氏度，并保溫一定的時(shí)間，然后緩慢冷卻。 ( 1 )篩面一般按被篩物料的粒度和篩分作業(yè)的工藝要求來(lái)選擇。常用的篩面基本上可分為 5種： ① 板狀篩面 板狀篩面是在鋼板上沖孔的一種最牢固的篩面。主要用于大塊物料的分級(jí)，沖孔篩板的形狀和排列方式，有多種多樣。篩板的材質(zhì)可選用 A 16Mn、 16MnCr 等鋼板