【正文】 年到 1980 年研制了一批性能優(yōu)良的新型篩分設(shè)備，1500mmx3000mm 重型振動(dòng)篩及系列， 15平方， 30平方共振篩及系列，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。 提高階段：進(jìn)入改革開(kāi)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。 國(guó)外振動(dòng)篩研究現(xiàn)狀 國(guó)外從 16 世紀(jì)開(kāi)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。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。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。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。 國(guó)外技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)外篩分設(shè)備仍以發(fā)展振動(dòng)篩為主，振動(dòng)篩向標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化方向發(fā)展；向大型化方向發(fā)展，但最大到 55平方米 ，已夠用了；增大篩面傾角，提高篩分效率；發(fā)展細(xì)粒篩分設(shè)備，篩孔尺寸小到 ～ ；旋流篩使用逐漸增多；共振篩發(fā)展停滯。它普遍應(yīng)用于煤炭、礦山廠的預(yù)先篩分、準(zhǔn)備篩分以及脫水作業(yè)中。 國(guó)外又將圓運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩分為單軸慣性振動(dòng)篩和自定中心振動(dòng)篩兩種。波蘭的 WK型振動(dòng)篩屬于單軸慣性振動(dòng)篩。自定中心振動(dòng)篩又可分為軸承偏心式和皮帶輪偏心式兩種。美國(guó)萊普爾 弗洛型振動(dòng)篩是典型的皮帶輪偏心式振動(dòng)篩。其篩面呈水平或傾斜安裝，運(yùn)動(dòng)軌跡一般為直線，故稱之為直線振動(dòng)篩或水平振動(dòng)篩。 國(guó)外直線振動(dòng)篩采用箱式激振器者較多，如美國(guó) LowHead 型、西德 USL 型、日本古河 A 型、日本永田雙偏心軸式、法國(guó)皮克雙偏心軸式等。 其它類型的振動(dòng)篩 （ 1） 等厚篩 我國(guó)現(xiàn)有的 ZD 型直線等厚篩系列，有 7 種基本規(guī)格，總篩分效率一般在 85%以上，限上限下率一般為 5%～ 10%。 （ 2）概率篩分機(jī) 概率篩分機(jī)通過(guò)采用大篩 孔、大傾角和多層篩面結(jié)構(gòu)，使物料近似篩分而提高篩機(jī)處理能力和干式篩分的深度。該篩能有效地對(duì)潮濕煤炭進(jìn)行 6毫米 干式分級(jí)，篩選產(chǎn)品能滿足空氣重介流態(tài)床分選機(jī)對(duì)人選煤的要求。 （ 3） GPS 型高頻振動(dòng)細(xì)篩 GPS9003型高頻細(xì)篩是在吸收美國(guó) Derrick 高頻細(xì)篩技術(shù)的基礎(chǔ)上研制的，該篩采用了疊層篩網(wǎng) (由三層孔徑不同的不銹鋼編織篩網(wǎng)疊合而成 )、三路給礦 (沿篩面長(zhǎng)布置三個(gè)給礦器 )和長(zhǎng)圓筒形振動(dòng)器 (電機(jī) 軸兩端裝由偏重塊和調(diào)偏塊組成的振子 )振頻 2850 次 /分。 （ 4）電磁振動(dòng)旋流篩 電磁振動(dòng)旋流篩是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的高效脫水脫泥設(shè)備。目前該篩已形成用于粗煤泥的 C 型和用于末煤的 M 型兩種型號(hào) 。 （ 1）向大型化發(fā)展。如從前我國(guó)選煤廠生產(chǎn) 200～ 300萬(wàn)噸 /年就是大型的，而現(xiàn)在出現(xiàn) 1200 萬(wàn)噸 /年的選煤廠，中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 ７ 頁(yè) 這就需要大型篩分機(jī)與之配套，德國(guó) KHD 公司生產(chǎn)的 USK 篩機(jī)已達(dá) 4500mm 6000mm，篩面達(dá) 27m2，德國(guó)的另一篩子技術(shù)公司生產(chǎn)的 5500mm 11000mm，篩面達(dá) 。大的礦業(yè)工種需要處理大塊物料，法國(guó)素梅斯塔公司生產(chǎn)的振動(dòng)棒可處理直徑達(dá) 1m 以上的大塊物料。以提高各區(qū)段的篩分效率和整個(gè)篩機(jī)生產(chǎn)率為目標(biāo)，尋 找一種以理想運(yùn)動(dòng)方式為基礎(chǔ)的新型篩分機(jī)成為篩分設(shè)備發(fā)展的一個(gè)新方向。在此理想情況下，可以創(chuàng)造良好的透篩環(huán)境。 （ 4）向反共振振動(dòng)篩發(fā)展。該機(jī)是以質(zhì)體 m1為工作體，而激振器安裝在質(zhì)體 m2上。 （ 5）向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展。 （ 6）應(yīng)用自同步技術(shù)。 （ 7）振動(dòng)強(qiáng)度增大。日本和德國(guó)的篩機(jī)所用用的振次為 980r/min,振動(dòng)強(qiáng)度為 ,圓振動(dòng)的傾角達(dá)到 25300。針對(duì)細(xì)物料，先后出現(xiàn)了旋流振動(dòng)篩、錐型振動(dòng)篩、蝶型振動(dòng)篩、旋轉(zhuǎn)概率篩等，既減少占地面積，又提高生產(chǎn)能力和篩分效率。對(duì)于 d1mm 含水 7%14%細(xì)濕物料的干篩以及水煤漿、垃圾處理等，篩分難度很大，德國(guó)海因勒曼公司生產(chǎn)的馳張篩，物料運(yùn)動(dòng)速度達(dá) ，篩分效率達(dá) 90%95%。 （ 10） 共振篩系列發(fā)展停滯、振動(dòng)篩系列日益壯大。各種篩分作業(yè)推薦使用的篩分設(shè)備種類見(jiàn)表 11。這種篩子的激振器是由兩根帶有不平衡重量的軸組成，兩根軸作反向同步回轉(zhuǎn)，所產(chǎn)生的離心力使篩箱發(fā)生振動(dòng)。直線振動(dòng)篩有固定的拋射角（篩面上物料被拋起的方向與篩面最小夾角），一般是用 30176。、 60176。直線振動(dòng)篩有很大的加速度，因此特別適用于煤炭中細(xì)粒級(jí)的脫水、脫介和脫泥，也可用于中、細(xì)物料的篩分。 直線振動(dòng)篩按驅(qū)動(dòng)電機(jī)數(shù)目分為單電機(jī) 驅(qū)動(dòng)直線振動(dòng)篩和雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線振動(dòng)篩。兩軸的同步完全靠力學(xué)關(guān)系來(lái)保證。首先簡(jiǎn)化了激振器的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，從根本解決了發(fā)熱和漏油的問(wèn)題，同時(shí)也使得振動(dòng)篩的潤(rùn)滑、維護(hù)和檢修大為簡(jiǎn)化，再有噪音顯著減小，凈化了工作環(huán)境。 直線振動(dòng)篩中雙不平衡重激振器均采用齒輪傳動(dòng)。這就要求齒輪的材質(zhì)要好，制造精度高，并需要稀油潤(rùn)滑，回轉(zhuǎn)軸的密封裝置結(jié)構(gòu)要求也比較高，這就給生產(chǎn)和維修帶來(lái)不少的麻煩。為了克服這些缺點(diǎn)，近些年來(lái)出現(xiàn)了雙電機(jī)拖運(yùn)的直線振動(dòng)篩。雙電機(jī)拖動(dòng)的直線振動(dòng)篩，其振動(dòng)器的雙軸分別由兩個(gè)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，其間并無(wú)強(qiáng)迫聯(lián)系。 要使直線振動(dòng)篩作直線運(yùn)動(dòng)，兩組不平衡重必須嚴(yán)格按圖 21中所示的反向而同步旋轉(zhuǎn)，但是，雙電機(jī)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)往往由于啟動(dòng)等某種原因，使兩組不平衡重的相對(duì)位置并不像圖 21 所要求的那樣準(zhǔn)確。但是，恰恰由于這一移動(dòng)和擺動(dòng)又使兩個(gè)偏心質(zhì)量能互相自動(dòng)追隨而達(dá)到反向同步旋轉(zhuǎn)。是直線振動(dòng)篩的 激振器實(shí)際上是由兩個(gè)單不平衡重激振器組合而成。由圖 21 可看出，當(dāng)雙不平衡重運(yùn)轉(zhuǎn)到（ 1）和（ 3）的位置時(shí)，它們所產(chǎn)生的離心慣性力完全迭加，激振力最大；轉(zhuǎn)到（ 2）和（ 4）的位置時(shí)，它們的離心慣性力完全抵消，激振力為零。兩組不平衡重的質(zhì)量 集中在 m1和 m2點(diǎn)上，分別以半徑 r1和 r2繞 O1和 O2旋轉(zhuǎn)。取直角坐標(biāo) x軸通過(guò) O1和 O2.。 由于 21 mm? 、 21 rr? 、 21 ??? 所以 21 FF? 因?yàn)? 12 ??? 故 yy FF 21 ? 、 xx FF 21 ? 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 １１ 頁(yè) 圖 22雙電機(jī)拖動(dòng)雙軸振動(dòng)篩簡(jiǎn)化圖 其中， yF1 、 yF2 分別為 1F 及 2F 在 y 軸上的投影， xF1 、 xF2 分別 為 1F 及 2F 在 x 的投影。 根據(jù)力的平移原理，將圖 22 中作用于 1O 點(diǎn)的 F? 力移至篩箱的重心 m 處。 篩箱重心 m 在 F? 力和力偶的作用下，克服支撐彈簧反力而沿著受力的方向使篩體發(fā)生移動(dòng)和繞 m 點(diǎn)發(fā)生擺動(dòng)。1O 和 39。1F 和 39。 39。2F 與 y 軸的夾角分別為 39。2? 。1?? 為該三角形的外角， 因此 AmOAmOAOm 111111139。1 ?? ??? 同樣 2?? 為 BmO 22? 的外角 則 BmOBmOBmO 2239。222 ???? BmO ） （ 12） 故 39。39。2 ??? ?????? （ 14） their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSof AX１２ 將式（ 11）和式（ 12）代入式（ 14），得： 39。239。 即兩個(gè)不平衡的相位差在 F? 力的作用下由 ?? 減小到 39。 用同樣的道理可以證明：兩個(gè)偏心軸再經(jīng)多次的旋轉(zhuǎn)，將使其相位角越來(lái)越小，直到為零，即重新實(shí)現(xiàn)了反向同步旋轉(zhuǎn)。但是，如果雙軸的磨擦阻力相差過(guò)大，自動(dòng)追隨同步就可能難能可以實(shí)現(xiàn)。 雙電機(jī)拖動(dòng)的直線振動(dòng)篩，其傳動(dòng)裝置有兩種形式：一種是電機(jī)經(jīng)過(guò)三角皮帶輪從篩 箱的兩側(cè)分別帶動(dòng)兩根主軸；另一種是兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)經(jīng)柔性聯(lián)軸器或萬(wàn)向聯(lián)軸器從篩箱兩側(cè)或一側(cè)直接帶動(dòng)兩主軸。 我國(guó)選煤廠使用的振動(dòng)篩除上述系列下，還有一些其他型號(hào)。 我國(guó)煤用振動(dòng)篩，型號(hào)用漢語(yǔ)拼音字母來(lái)表示。 物料在篩面上的運(yùn)動(dòng)分析 物料在篩面上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與篩子的工作參數(shù)有密切關(guān)系。 則 篩面上的碎散物料是由大小不同的顆粒組成的。由于顆粒之間雜亂無(wú)章地堆疊，使它們的運(yùn)動(dòng)相互干擾，因此，物料在篩面上的運(yùn)動(dòng) 情況很復(fù)雜。 在直線振動(dòng)篩中，篩箱是沿拋射角 ? 作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。如果取其中的一個(gè)顆粒為例，則作用在顆粒上的力除了顆粒本身的重力 G 以外，還受到篩面運(yùn)動(dòng)時(shí)所給予的慣性力 P。 圖 2－ 3 直線振動(dòng)篩顆粒受力圖 當(dāng)篩子工作時(shí)，顆粒脫離篩面被拋起的條件是： ?? cossin GP ? 式中： ??P 顆粒所受的慣性力； ?G 顆粒質(zhì)量； ?? 拋射角，直線振動(dòng)篩一般為 ?45 ； ?? 篩面傾角，對(duì)于作直線運(yùn)動(dòng)的篩子，一般是水平安裝，傾角為零。由于假設(shè)顆粒的加速度與篩箱相同，所以顆粒所受的最大慣性力應(yīng)為 gGA /2? 。 令 VK 定義為篩分機(jī)的拋射強(qiáng)度，它是直線振動(dòng)篩的一個(gè)重要特征參數(shù)。顯然，篩箱的加速度和拋射角越大，拋射強(qiáng)度 VK 也就越大。當(dāng) VK ＞ 1時(shí)，顆粒能夠脫離篩面 ，作跳躍運(yùn)動(dòng)。可以想像，拋射強(qiáng)度 VK 越大，顆粒所受的慣性力也越大，拋射的也越高。但是，當(dāng) VK 增大時(shí)，顆粒跳動(dòng)一次所需的時(shí)間也越長(zhǎng)。顆粒跳動(dòng)一次的時(shí)間不超過(guò)篩面振動(dòng)一次的時(shí)間，才能充分利用篩面每次振動(dòng)的作用，所以， VK 的另一個(gè)極 限條件就是使顆粒跳動(dòng)一次的時(shí)間篩面振動(dòng)一次的時(shí)間，這是 VK 的上限。圖中，橫坐標(biāo)是篩面運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t ，縱坐標(biāo)是篩面和顆粒運(yùn)動(dòng)的高度 39。從圖中可見(jiàn)，顆粒開(kāi)始與篩面一起運(yùn)動(dòng)，這時(shí)候，顆粒和篩子運(yùn)動(dòng)的速??? c ossin2 GAgG ?1cossin2 ????gA??? cossin2 ??gAK VTttK中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 １５ 頁(yè) 度和加速度是一樣的。到了落回點(diǎn) L ，顆粒重新與篩面相遇，并再與篩面一起運(yùn)動(dòng)。在脫離點(diǎn) K ，顆粒的加速度法向分量應(yīng)等于本身的重力加速度的法向分量，即： ?? co ssin39。KK aa ? ，則 ?? ?? sincossin 2Agt ? 或 1s i nc os222 ?????????????? ?? ?? AgAvK 22 s inc os1 ?????????? ?? ?? A gAvK 按圖 2－ 5，當(dāng)顆粒以 Kv 作拋射運(yùn)動(dòng)時(shí)，其拋物線的軌跡方程式應(yīng)為： )(c o s2)t a n ( 222???? ???? Kv gxxy 傾斜篩面的直線方程為： ?tanxy ?? 消去 y,得兩曲線的交點(diǎn)： ? ?? ? ? ?gvx K ????? ???? 22 c o s2t a nt a n yxxaβv k their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSof AX１６ 圖 2－ 5顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡 顆粒從拋起至落在篩面上的時(shí)間為： ? ? ? ?? ?? ? ? ???????? c o ss in2c o s2t a nt a nc o s gvgvv xt KKK ??????? 若篩面振動(dòng)一次的時(shí)間為 T，則 ??2?T 。因此，除了個(gè)別情況，顆粒需要較大的拋射力以外一般 VK ，不宜超過(guò) 。篩箱的振幅取決于篩箱的質(zhì)量、激振器的不平衡重的質(zhì)量和彈簧剛度等動(dòng)力學(xué)因素。 圖 2－ 6（ a）為直線振動(dòng)篩的簡(jiǎn)化圖。激振力、彈簧的合力均通過(guò)篩子重心。根據(jù)這些假定，可以把直線振動(dòng)篩的振動(dòng)系統(tǒng)繪成計(jì)算草圖［見(jiàn)圖 2－ 6（ b）］。 在振動(dòng)篩中，為了保持動(dòng)力平衡，必須滿足的條件是 : 慣性力＋阻尼力＋彈簧恢復(fù)力＋激振力＝ 0 圖 2－ 6 雙軸振動(dòng)篩的振動(dòng)系統(tǒng) （ a）、 (b) 在振動(dòng)篩工作中，阻尼力相對(duì)很小，可以忽略不計(jì)。 m —— 激振器不平衡重的質(zhì)量， kg。 P—— 激振器的最大激振力， N， 2?mrP? 微分方程的特解是： （ 2－ 1） 上式的常數(shù) A 反映了篩箱在振動(dòng)過(guò)程中離 平衡位置的最大距