簡議振動篩的設(shè)計

王冰　宋陽

摘 要：隨著國家基本建設(shè)投資規(guī)模的持續(xù)擴大，振動篩在我國冶金、礦山、建材、水利、公路建設(shè)中都得到了普遍應(yīng)用。近年來在煤炭、電力、交通、石化等行業(yè)新建項目和更新改造項目中不斷增加，拉動了整個機械制造業(yè)的發(fā)展。振動篩制造設(shè)備的市場需求呈現(xiàn)迅速增長趨勢并向高品質(zhì)振動篩的研發(fā)制造邁進。振動篩的工作原理就是通過篩板的振動帶動堆積在篩板上的物質(zhì)進行振動形成物質(zhì)松散的狀態(tài)，增加物質(zhì)之間的距離，從而實現(xiàn)物質(zhì)分離的目的。當實現(xiàn)這一過程后，配合其他設(shè)備就可以完成一定生產(chǎn)目的，如振動干燥機，其工作原理就是通過振動篩的振動使物質(zhì)發(fā)生分離，再由干燥機實現(xiàn)干燥。這些簡單實用的裝置都是建立在振動篩的基礎(chǔ)上，因此對振動篩的設(shè)計就有顯得很有必要。本文所設(shè)計的振動篩旨在簡單易用，為自行制造振動篩的個人用戶提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：振動；篩板；分離

1 引言

在冶金、煤炭、建材、電力、化工和食品加工等許多工業(yè)部門，篩分作業(yè)是重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一，都要大量使用篩分機械。對于礦物加工行業(yè)，如選煤廠或選礦廠，大批篩分機械正擔負著分級、脫水、脫泥和脫介，甚至按質(zhì)量分選的艱巨任務(wù)。就煤炭加工而言，篩分技術(shù)也顯得尤為重要，使用篩分機械可以使生產(chǎn)粒度、水分和灰分等指標達到用戶要求的煤炭產(chǎn)品，而且在實現(xiàn)煤炭資源的合理利用和保護環(huán)境及煤炭企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟效益等方面，都發(fā)揮著重要作用。

2 振動篩的設(shè)計要點

篩面的寬度和長度是篩分機很重要的一個工藝參數(shù)。一般說來，篩面的寬度決定著篩分機的處理能力，篩面的長度決定著篩分機的篩分效率，因此，正確選擇篩面的寬度和長度，對提高篩分機的生產(chǎn)能力和篩分效率是很重要的。

篩面的寬度不僅受篩分機處理能力的影響，還受篩分機結(jié)構(gòu)強度的影響。寬度越大，必然加大了篩分機的規(guī)格，篩分機的結(jié)構(gòu)強度上需要解決的問題越多也越難，所以篩面的寬度不能任意增加。目前我國振動篩的最大寬度為3.6m；共振篩的最大寬度為4m。

篩面的長度影響被篩物料在篩面上的停留時間。篩分試驗表明，篩分時間稍有增加，就有許多小于篩孔的顆粒，大量穿越篩孔面透篩，所以篩分效率增加很快。試驗結(jié)果表明，篩面越長，物料在篩面上停留的時間越久，所得的篩分效率越高。

但是隨著篩分時間的增長，篩面上的易篩顆粒越來越少，留下的大部分是“難篩顆?！?，即物料的粒度尺寸接近篩孔尺寸的這些顆粒。這些難篩顆粒的透篩，需要較長的時間，篩分效率的增加越來越慢。所以，篩面長度只在一定范圍內(nèi)，對提高篩分效率起作用，不能過度加長篩面長度，不然會致使篩分機結(jié)構(gòu)笨重，達不到預期的效果。

一般來說，篩面長度和寬度的比值為2～3。對于粗粒級物料的篩分，篩面長度為3.5m～4m；對于中細粒級物料的篩分，篩面長度為5m～6m；對于物料的脫水和脫介篩分，篩面長度為6～m7m；預先篩分的篩面可短些，最終篩分的篩面應(yīng)長些。

各國篩分機的寬度和長度尺寸系列，多數(shù)采用等差級數(shù)。它特點是：使用比較方便，尾數(shù)比較整齊。但是由于等差級數(shù)的相對差不均衡，隨著數(shù)列的增長，相對差就會急劇下降，因此，在有的篩分機系列中，只能采用兩種級數(shù)公差。

3 淺議振動篩板的設(shè)計參數(shù)

根據(jù)實際生產(chǎn)中所測得的被干燥物料聚丙烯的參數(shù)： 密度：ρ=910kg/m3；聚丙烯顆粒松密度：ρ=534kg/m3比熱容：Cp=2.10kJ/kg·℃熱導率：k=0.15Jm kg·℃規(guī)格：Φ3.5顆粒干燥前含水：0.2%（w%）要求干燥前含水：≤0.02%（w%）。

其中振動篩板的一些數(shù)據(jù)參數(shù)：

篩板由4個M10的螺栓與振動支架相連接，可以滿足螺栓連接時的強度要求。篩板的上邊界面為水平，下部篩板的傾斜角度為10°，當篩板內(nèi)部需要清洗時刻把篩板邊緣連接處的螺栓打開，對其進行清洗和更換，這樣便可實現(xiàn)機器的可維護性和零件的可更換性。在整個干燥機中，由于機器不停地連續(xù)工作，振動較強會對篩板造成極大的損害，故此振動篩板應(yīng)該經(jīng)常清洗維護。

4 淺議法蘭設(shè)計的主要內(nèi)容

法蘭在該設(shè)備中主要起到固定篩板的作用，故對其結(jié)構(gòu)和加工方面沒有過高的要求，本法蘭采用螺栓和筒體相連接，滿足了可拆卸性和易更換性。

4.1 法蘭工作原理

法蘭連接結(jié)構(gòu)是機械設(shè)備中的重要部件，是一種可以拆卸的密封結(jié)構(gòu)，包括螺栓、法蘭、墊片以及被連接的兩部分殼體（如圖所示形成螺栓-法蘭-墊片的連接系統(tǒng)）。它具有較好的密封性，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，能夠承受較高的壓力，而且機械強度較高，可以多次拆裝，在機械工程上廣泛地被應(yīng)用。

4.2 法蘭的密封面形式

對于法蘭的選擇一般都用標準件，這樣可以降低成本，工程上常采用的法蘭結(jié)構(gòu)形式為：平焊法蘭及對焊法蘭；但是不管選用哪種法蘭都要注意其密封形式的選擇，以便滿足工作要求。法蘭主要的3種密封形式，其特點和應(yīng)用場合應(yīng)根據(jù)具體情況選擇如下：

4.2.1 平行面密封面

由于密封面中間有高于兩肩的特點，這樣的特征簡單而且有利于加工，對后續(xù)的處理，如防腐等都有很好的效果，但當與螺栓配合旋緊后會出現(xiàn)輔助材質(zhì)，如墊圈等向外擴張，使密封效果減弱，對氣體、液體的密封性不好。適用于要求不高的密封場合。

4.2.2 凹凸型密封面

凹凸面配合可以彌補凸面壓緊時所產(chǎn)生的密封不嚴等情況，而且在凹凸面配合中，墊圈在受壓時會受到外沿的阻擋而不能移動，墊圈不會擠出來，這種密封面面的密封性能優(yōu)于平面密封面，一般用于中壓、低毒的場合。

4.2.3 榫槽型密封面

榫槽型密封面的密封效果較好，這是因為榫、槽面配合時，其接觸面會逐漸收縮，使密閉空間收縮變小，從而實現(xiàn)密封。其形成的密封面采用的墊圈其由金屬進行包裹，或者墊圈被金屬纏繞，墊圈寬度一般為12mm～25mm。由于其具有良好的密封性，對氣體、液體的密封效果都很好，所以用于對密封要求較嚴格的場合。其注意事項就是此種形式密封容易破壞凸面，不利于運輸和裝拆。

5 淺議振動支架的設(shè)計內(nèi)容

在振動干燥機中振動支架用來支承振動篩板，并且經(jīng)過振動支架傳遞振動電機所傳遞的，振動頻率使振動篩板振動工作。振動支架要有足夠的強度和剛度。機構(gòu)要合理，振動篩板的尺寸為1899mm×500mm，振動支架也要配套設(shè)計，振動支架和振動篩板的連接采用彈簧支承部件和4個M12的帶彈性墊圈的螺栓連接。

6 對于振動支架上軸承的選擇

本干燥機所用軸承選用型號為2007110的圓錐滾子軸承，安裝方式選用雙列安裝法，潤滑方式采用脂潤滑。

7 彈簧類型的設(shè)計選擇

（1）螺旋彈簧中應(yīng)用最為廣泛的是截面圓柱形壓縮彈簧、圓截面圓柱形拉伸彈簧和圓截面圓柱形扭轉(zhuǎn)彈簧3種。彈簧的制作有冷卷和熱卷兩種，根據(jù)具體情況技能型選擇。根據(jù)設(shè)備的重量、所受的應(yīng)力等工藝要求，本次用于緩沖減震振動篩板的減振彈簧，根據(jù)機械設(shè)計實用手冊表7-1-1GB1239.6—92，選用熱卷壓縮彈簧RY1型彈簧。（2） 彈簧尺寸的確定。根據(jù)設(shè)備的外形尺寸，由GB1358—93確定減振彈簧上側(cè)的彈簧。

8 螺栓墊片的設(shè)計選擇

墊圈按用途分為：一般襯墊用的，防止松動用的和特殊用途的。由于振動干燥機振動很強，故選用彈性墊圈防止松動。

9 結(jié)語

振動篩的設(shè)計雖煩瑣，但其結(jié)構(gòu)簡單，機構(gòu)運行容易操作，部件選擇標準化，因此成本較低，在組裝使用過程中試用場合較廣泛。同時該設(shè)備技術(shù)含量并不高，易于學習掌握，適合中小企業(yè)及個人生產(chǎn)使用。但在實際生產(chǎn)中，由于具體場合對物料用量的需要不同，其參數(shù)會明顯變化，這就要根據(jù)實際自行調(diào)整設(shè)計參數(shù)以適應(yīng)生產(chǎn)場合，同時還要考慮設(shè)備的潤滑與保養(yǎng)。

參考文獻：

[1] 國家醫(yī)藥官管理局上海醫(yī)藥設(shè)計院編.化工工藝設(shè)計手冊[M].北京 ：化學工業(yè)出版社，1991.

[2]李鳳華.化工原理[M].大連：大連理工大學出版社，2004.

[3] 黃茂林.機械原理[M].重慶：重慶大學出版社，2002.