振動篩結(jié)構(gòu)參數(shù)性能及影響因素分析

（山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)學(xué)院， 太原 030031）

在攪拌設(shè)備中，振動篩分裝置是保障混合料級配的重要設(shè)備之一[1]，也是間歇式與連續(xù)式拌和工藝的重要區(qū)分標(biāo)志。通過對熱混合料進(jìn)行篩分和分級，可實(shí)現(xiàn)對不同規(guī)格材料的精確計(jì)量，從而達(dá)到準(zhǔn)確控制礦料級配的目的，這也是間歇式拌和設(shè)備使用性能優(yōu)越的重要原因。但是，在工程實(shí)踐中，盡管采用了間歇式攪拌設(shè)備進(jìn)行混合料生產(chǎn)，但是混合料中的礦料級配變化仍然很大，在某些情況下其變化程度甚至大于連續(xù)式攪拌設(shè)備，造成混合料發(fā)生變異，產(chǎn)生嚴(yán)重的材料離析，影響路面的耐性。因此，研究振動篩分裝置的影響因素、提升篩分效果是當(dāng)前設(shè)計(jì)和使用人員的首要任務(wù)。

本文結(jié)合振動篩結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對其使用性能指標(biāo)、使用參數(shù)及其影響因素進(jìn)行分析，為篩分設(shè)備的選型、安裝和調(diào)試提供理論依據(jù)。

1 振動篩的使用性能指標(biāo)

振動篩分系統(tǒng)的功能是將烘干加熱的集料重新分離成幾種不同尺寸范圍的規(guī)格料。篩分系統(tǒng)的主要使用性能指標(biāo)為篩分能力、篩分效率、混合率和自結(jié)能力。

1.1 篩分效率

篩分效率是表征篩分裝置對某一尺寸范圍的材料篩出物料的能力，其大小為篩下物重量與材料中含有可篩下物的總量的百分比值。篩分效率可用公式（1）進(jìn)行計(jì)算，一般要求設(shè)備的篩分效率≥80%。材料的篩分效率主要取決于篩分物料的外觀尺寸、含水率，篩分時(shí)間和振動篩的結(jié)構(gòu)參數(shù)和振動參數(shù)。

式中：h—篩分效率；

m—篩下物重量；

m0—材料中含有可篩下物的總量。

1.2 生產(chǎn)率

振動篩生產(chǎn)率[2]是指在規(guī)定的篩分效率下，單位時(shí)間內(nèi)通過振動篩篩孔的材料質(zhì)量。物料在一定的角度和長度的振動篩上進(jìn)行連續(xù)的篩分作業(yè)，有效的篩分時(shí)間僅有幾秒鐘。通過篩網(wǎng)的材料多少（即小時(shí)供料量）將決定了篩上料層的厚度，直接影響了篩分效率。因此要求在規(guī)定條件下（篩分效率＞80%）振動篩的生產(chǎn)率≥設(shè)備額定產(chǎn)量。

1.3 混倉率

混倉率是指通過對某種材料進(jìn)行振動篩分和分級后，在某一尺寸規(guī)格的料中混入其他尺寸規(guī)格的材料所占的重量百分比?；靷}率的產(chǎn)生，會改變材料的級配，影響材料的最佳級配和油石比，最后導(dǎo)致瀝青混合料離析，性能下降，一般要求混倉率限定在10%以內(nèi)。在熱料倉中，應(yīng)嚴(yán)格控制細(xì)材料的混入，因?yàn)樾∮?.36mm的材料具有極大的表面積系數(shù)，其它對級配和施工特性的影響也很大。

1.4 自潔能力

自潔能力是指振動篩自我清潔、預(yù)防填篩的能力。影響振動篩自潔能力的一個(gè)主要因素是在生產(chǎn)過程中與篩孔尺寸相近的物料顆粒堵塞篩孔問題。篩孔一旦發(fā)生堵塞[2]，就會減小振動篩的有效篩分面積，導(dǎo)致振動篩的篩分效率下降。當(dāng)堵篩率發(fā)生變化時(shí)，會使篩下材料粒徑分布發(fā)生變化影響級配穩(wěn)定性。

2 振動篩結(jié)構(gòu)參數(shù)

攪拌設(shè)備振動篩[3]由箱體、箱座、激振裝置、支承彈簧、電動機(jī)和篩網(wǎng)等組成。其中，激振器采用單根或兩根偏心主軸，在主軸兩端分別裝有偏心輪。振動篩以設(shè)定的頻率和振幅對物料進(jìn)行連續(xù)篩分。通常篩網(wǎng)以一定角度的傾斜安裝，保證物料的流動性。由于物料經(jīng)過振動篩的時(shí)間十分短暫只有幾秒鐘，因此如何提高篩分效率、保持穩(wěn)定的混合料級配十分重要。

2.1 篩面長度與寬度

篩網(wǎng)與料流垂直方向的尺寸稱為篩面寬度，與料流平行方向的尺寸稱為篩面長，它們是振動篩的兩個(gè)重要結(jié)構(gòu)參數(shù)。根據(jù)振動篩分的結(jié)構(gòu)原理，振動篩長度決定了篩分時(shí)間，影響篩分效率，振動篩寬度了決定篩分流量，影響篩分能力。在其它條件相同的情況下，篩面愈寬，允許的材料流量愈大，篩分能力愈高；篩面愈長，允許的材料篩分的時(shí)間愈多，篩分效率愈高。兩者的關(guān)系可用公式（2）表示。利用matlab可以給出h-l曲線圖見圖1。

式中：h——篩分效率；

k——與物料性質(zhì)及振動參數(shù)有關(guān)的系數(shù)；

l——篩面長度。

由圖1曲線可見，篩分的效率h隨振動篩長度l增長而增大，趨勢按指數(shù)曲線變化。最初增長較快幾乎成線性變化，然后增長變慢。其主要原因是物料中容易被篩析的顆粒被大量分離，裹敷在大顆粒上的物料會在篩分一段時(shí)間被慢慢的分離。有些顆粒由于接近篩網(wǎng)尺寸，即使再增加篩網(wǎng)長度也很難分離。此時(shí)曲線變的平緩。因此篩網(wǎng)長度有最佳范圍，一般長寬比為1:2～1:3。

2.2 篩面傾角

篩面傾角[2]是指振動篩的篩面與水平方向間的角度。篩面傾角影響篩分效果，當(dāng)傾角增大時(shí)，物料在篩面上的流動速度變大，篩分的有效時(shí)間縮短，減小了透篩機(jī)率。運(yùn)動速度增大，篩分能力和自潔能力都增強(qiáng)，但是篩分效率降低、混倉率增大。為了使振動篩具有較高的綜合性能，一般概率篩的篩面傾角30°～60°，其它振動篩篩面傾角10°～20°。

2.3 篩孔尺寸與有效篩分面積

篩孔尺寸與有效篩分面積直接影響物料的篩分效果。實(shí)踐證明[4]，當(dāng)物料粒徑比篩孔尺寸的比值小于0.7時(shí)，透篩概率大；當(dāng)粒徑與篩孔尺寸接近時(shí)，篩分困難。除此之外篩孔面積占總篩面的面積比對篩分效率影響很大，當(dāng)篩絲直徑較粗時(shí)會減小有效篩分面積，降低篩分效率。

3 結(jié)語

在振動設(shè)備的選擇和調(diào)試工作中，振動篩的選型和安裝調(diào)試應(yīng)結(jié)合工程的實(shí)際情況，考慮篩分材料的類別和含水量等影響因素，結(jié)合振動篩性能指標(biāo)、使用性能參數(shù)及其影響因素對物料篩分效果的影響，合理配備振動篩分設(shè)備，確保施工順利進(jìn)行。

[1]孫道建. 廠拌熱再生瀝青混合料的研究與應(yīng)用[D]. 濟(jì)南:山東大學(xué),2012

[2]李學(xué)武. 瀝青混合料攪拌設(shè)備振動篩篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)的研究[D]. 西安:長安大學(xué),2013

[3]張玉雙,丁渭渭,顧秋軍. 直線振動篩的動力學(xué)分析, 建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理[J], 2015,7:85—88

[4]王鐵慶, 間歇式瀝青攪拌設(shè)備振動篩篩孔配置研究[D]. 西安:長安大學(xué),2005