淺析振動篩篩分過程的不利因素

摘要：在糧食、化工、冶金等行業(yè)中振動篩起著非常重要的作用，而且是最常用的一種篩選工具，主要從事物料的粗選和細(xì)選分級過程，篩分不利將嚴(yán)重影響企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失，大大降低了生產(chǎn)效率，因此，了解振動篩的工作原理和物料的工作特性是非常有必要的，為預(yù)防和增加設(shè)備的使用壽命提供了條件，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益提供了保障。

關(guān)鍵詞：振動方向角β篩面傾角α 磨擦角φ 振幅λ 頻率n

重力加速度g 拋擲強(qiáng)度k 偏心距r角速度ω

1.概述

烏石化化肥廠生產(chǎn)線上的DS125-I型單軸偏心式振動分級篩在實(shí)際應(yīng)用過程中出現(xiàn)物料倒流、下料緩慢、積料及物料跳出篩面等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了產(chǎn)量及銷售率。情急之下，我們在有關(guān)專家引導(dǎo)下，對振動篩的工作原理和物料的運(yùn)動特性進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過程中選擇篩面傾角及激振器的方式有著一定的關(guān)系，下面就個人的觀點(diǎn)淺談一下篩分過程的不利因素。

2.振動篩的工作原理分類

(1) 振動篩依靠激振器使篩面產(chǎn)生高頻率和低振幅的振動而進(jìn)行物料篩分，由于篩面作劇烈的振動，篩面上的物料顆粒相互位移，料層有離析現(xiàn)象，并且松散同時顆粒與篩面之間也有相對運(yùn)動，顆粒不致卡住篩孔，細(xì)粒物料通過篩孔落下的機(jī)會增多，因此，振動篩的篩分效率和生產(chǎn)效率較高，有逐漸取代搖動篩的趨勢。振動篩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是篩箱用彈簧支承和裝有激振器其振動形式有直線振動和圓形（橢圓形）振動兩種，篩的振幅隨著篩面上物料質(zhì)量變化而變動，為了增大物料顆粒沿著篩面向缷料端移動的分力，篩面安裝傾斜角常在8~4o之間。

(2) 偏心軸振動篩中偏心軸的偏心距r一般取4~5mm，故篩子的全振幅應(yīng)為8~10mm，為了使篩箱在進(jìn)料端比出料端具有更強(qiáng)烈的振動，可調(diào)整機(jī)架兩端支承彈簧的剛度，使篩箱兩端的運(yùn)動軌跡變成橢圓形，將進(jìn)料端的振幅增大，出粒端的振幅減小，可提高篩分效率。

（3）振動篩的激振方式：機(jī)械式和電磁式兩種，要機(jī)械式利用偏心塊或偏心軸高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生機(jī)械激振，電磁式利用鐵心和銜鐵的間隙吸力激振。

（4）機(jī)械振動篩可分為偏心式振動篩、慣性力振動篩、自定中心式振動篩和共振式振動篩等形式，偏心振動的運(yùn)動軌跡和振幅大小完全由偏心軸的偏心距確定，與其它振動篩不同，故又稱為半振動篩。

3.顆粒在振動面上滑動的條件

3.1 根據(jù)顆粒在篩面上的運(yùn)動情況可知：

（1）相對下滑的條件：

（2）相對上滑的條件：

（3）顆料跳動的條件：

由此可知顆粒在往復(fù)振動面上的運(yùn)動軌跡全取決于ω、g、λ、α、β、φ各參數(shù)之間的關(guān)系

3.2 顆粒在篩面內(nèi)的位移與振動篩的頻率也有一定關(guān)系

（1）頻率在偏心式振動篩、慣性振動篩和自定中心振動篩的計(jì)算中均可用如下公式進(jìn)行計(jì)算：

n=(45~54) )

式中：n頻率

α 篩面傾角

g重力加速度

γ 篩面的振幅

（2）針對單軸振動篩：

當(dāng)篩子的拋擲強(qiáng)度K與振幅λ且λ=1/2γ時：

n≈9501/min

對于雙軸和共振振動篩形式： n=950

式中：K 拋擲強(qiáng)度 一般K取2.8～3.5

α篩面傾角

β振動方向角

λ振幅

如下表所示為拋擲強(qiáng)度與頻率的關(guān)系

名稱 K n1/min

單軸 3~3.5 800~1200

雙軸 2.2~3 700~900

共振 2~3.3 400~800

（3）由以上公式判斷出無論是振動頻率還是篩子的拋擲強(qiáng)度都與篩子的化角有著一定的關(guān)系，一般振動篩振動方向角取30~65°之間，多數(shù)情況下取用45°，在開始設(shè)計(jì)時一般取30°為宜，而篩面的傾角一般取3~8°之間，大多情況下取用5°。

因此，當(dāng)α>5o時，其振動方向角β>45o

當(dāng)α<5o時，其振動方向角β<45o

上式可知根據(jù)不同的激振方式選取不同的參數(shù)。

4.影響篩分效率的因素

4.1 物料性質(zhì)

（1） 顆粒形狀，球狀顆粒易于通過篩孔和圓篩孔，條狀、片狀及多面形料易于通過長形篩孔。

（2） 物料堆積密度

（3） 物料的粒度組合、含水量和含泥量

4.2 篩面結(jié)構(gòu)參數(shù)及動動性質(zhì)

篩面上篩孔面積與總面積之比稱為開孔率，開孔率赿大，篩分效率和生產(chǎn)能力愈高，但篩面強(qiáng)度和使用壽命降低。運(yùn)動形式有垂直運(yùn)動和平行運(yùn)動兩種，作垂直運(yùn)動的篩面、篩孔不易被物料堵塞，物料層的松散度加大，離析度也快，顆粒通過篩孔的概率增加，篩分效率也提高。

4.3操作條件連續(xù)均勻給料，能使篩面充分發(fā)揮作用，有利于提高篩分效率和生產(chǎn)能力，細(xì)篩篩分時，加料均勻性的時影響更大。

5. 實(shí)踐中證明，振動篩都有其優(yōu)缺點(diǎn)

（1）優(yōu)點(diǎn)

a 振動篩的振動方向與篩面垂直或近于垂直，有助于強(qiáng)化篩分過程，使篩分率達(dá)到60%~90%，甚至98%；

b 振動篩分濕粘物料時，工作指標(biāo)高；

c 振動范圍廣，可用于粒中細(xì)顆粒的篩分，篩孔尺寸0.25~100mm，而且可進(jìn)行脫水脫泥作業(yè)；

d 單位質(zhì)量的篩分能力大，動力消耗低，構(gòu)造簡單，操作手維修方便；

（2）缺點(diǎn)

給料不均勻時，偏心質(zhì)量的慣性力使軸承磨損加快，并引起構(gòu)筑物的振動。

6. 預(yù)防措施

（1）篩網(wǎng)采用若干小塊拼接技術(shù)代替整體篩網(wǎng)，并且篩面無螺栓聯(lián)接可以保證平緩的無障礙的篩分過程，篩網(wǎng)可根據(jù)損壞情況進(jìn)行局部更換，方便、省時；

（2）篩機(jī)采用雙質(zhì)體振動系統(tǒng)，每塊篩網(wǎng)一端被聯(lián)接在質(zhì)體1上，而另一端聯(lián)接在質(zhì)體2上，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時每片篩網(wǎng)的振動是圓振動與線振動的疊加，并且振動的參數(shù)是可以調(diào)整的，從而可以使機(jī)器在最佳性能下工作；

7.結(jié)束語

通過對振動篩的工作原理及物料工作特性的認(rèn)識，我們對ZDS125-I型振動篩進(jìn)行了改進(jìn)，經(jīng)過調(diào)試和實(shí)際應(yīng)用，篩選效率明顯提高，用戶也表示非常滿意，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益也得到了增長，且工作性能比第一臺更加優(yōu)赿，我們將繼續(xù)努力，不斷進(jìn)取研制更好用，美觀大方，操作簡便的設(shè)備，服務(wù)于廣大用戶。

8.參考文獻(xiàn)

胡宗武 徐履冰 石來德主編《非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊》2002.9 機(jī)械工業(yè)出版社

作者簡介

凡士強(qiáng)(1977年11月—)，男，漢，工程師，機(jī)電工程專業(yè)，主要從事工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)，自動化控制、工民建電氣設(shè)計(jì)及機(jī)械化工設(shè)備的研究設(shè)計(jì)工作。