提高直線振動(dòng)篩工作性能的措施分析

尚偉

（潘集選煤廠建設(shè)項(xiàng)目部，安徽 淮南232000）

1 振動(dòng)特性參數(shù)對(duì)振動(dòng)篩工作性能的影響

影響振動(dòng)篩工作性能的參數(shù)主要包括振幅、振動(dòng)頻率、振動(dòng)方向角、篩面傾斜角，四項(xiàng)振動(dòng)參數(shù)除了各自對(duì)振動(dòng)篩產(chǎn)生不同的影響之外，它們可共同歸納為一個(gè)參數(shù)——拋擲強(qiáng)度D：D=ω2Asinα/gcosβ=ksinα/cosβ

ω- 振動(dòng)頻率r/s；A- 振幅mm；g- 重力加速度9.8m/s2；α-振動(dòng)方向角°；β- 篩面傾斜角°；k=ω2A /g 為振動(dòng)強(qiáng)度。

1.1 振幅

振幅的選擇根據(jù)被篩選物料的粒度和性質(zhì)來選取，直線振動(dòng)篩用于分級(jí)時(shí)，振幅稍大些；用于脫水、脫介時(shí)，振幅稍小些。直線振動(dòng)篩振動(dòng)強(qiáng)度和激振力在振幅調(diào)節(jié)前后的變化如表1。

表1 中，振幅均為振動(dòng)篩四角實(shí)測(cè)振幅平均值；振動(dòng)篩實(shí)測(cè)頻率為913r/min；Q 為振動(dòng)篩的參振質(zhì)量18.225t。

由表1 可看出，振動(dòng)強(qiáng)度與振幅成正比，振幅下降，振動(dòng)強(qiáng)度降低，但下降幅度不大，正常直線振動(dòng)篩的振幅在3.5-6mm。

1.2 振動(dòng)頻率

對(duì)脫介篩而言，振動(dòng)頻率增加時(shí),可以增加物料在篩面上的跳動(dòng)次數(shù)，增加了物料與篩面的碰撞，可以顯著提高脫介效果，與此同時(shí)高頻率加快篩板的磨損,降低篩框、橫梁的使用壽命。通過改變電機(jī)側(cè)皮帶輪的直徑，降低振動(dòng)篩的頻率，由原來的913r/m 降至860r/m，直線振動(dòng)篩振動(dòng)強(qiáng)度和激振力在調(diào)節(jié)頻率前后的變化如表2。

表2 中，頻率為振動(dòng)篩的實(shí)測(cè)值；振幅為實(shí)測(cè)值A(chǔ)=4.8mm；Q 為振動(dòng)篩的參振質(zhì)量，18.225t；ω 為振動(dòng)角頻率，95.6,90.0。

從表2 中可看出，激振力與振動(dòng)頻率平方成正比，頻率降低5.8%，激振力下降11.3%，激振力下降幅度較大，對(duì)減輕篩板的磨損和減少篩框、橫梁開裂事故率起到積極作用。

對(duì)直線振動(dòng)篩的振幅和頻率同時(shí)下調(diào)，在保障振動(dòng)篩脫介效果的同時(shí)延長(zhǎng)振動(dòng)篩使用壽命，直線振動(dòng)篩振動(dòng)強(qiáng)度和激振力在調(diào)節(jié)頻率前后的變化如表3。

從表3 中得知，振動(dòng)篩的頻率和振幅同時(shí)下調(diào)，激振力下降幅度為26.0%。

1.3 振動(dòng)方向角α

振動(dòng)篩振動(dòng)方向線和篩面之間的夾角叫振動(dòng)方向角。振動(dòng)方向角越大，物料停留在篩面的時(shí)間就越長(zhǎng)，脫介效果會(huì)提高；反之，脫介效果會(huì)下降。直線振動(dòng)篩方向角范圍為30°-60°,12*20SDH 型直線振動(dòng)篩的振動(dòng)方向角為45°，該值能夠適應(yīng)各種直線振動(dòng)篩篩分條件，同時(shí)可以提供最好的物料運(yùn)動(dòng)速度和脫介效果。

1.4 篩面傾斜角β

以水平面上篩面傾斜的角度稱為篩面傾斜角。篩面角度的大小與振動(dòng)篩處理量和篩分效率有關(guān)。根據(jù)拋擲強(qiáng)度公式D=ksinα/cosβ，當(dāng)傾斜角β 增大時(shí),物料在篩面上的運(yùn)動(dòng)速度加快，提高振動(dòng)篩的處理量，但同時(shí)減少了物料在篩面上的停留時(shí)間，脫介效果下降；反之，處理量下降，脫介效果提高。為了使振動(dòng)篩處理量和脫介效果兩者兼顧，篩面傾斜角控制在0°- 8°之間，12*20SDH 型直線振動(dòng)篩的篩面傾斜角設(shè)計(jì)為0°。

2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際因素對(duì)振動(dòng)篩工作性能的影響

2.1 隔振彈簧及基礎(chǔ)水平度不同造成扭振

則每個(gè)彈簧的剛度為：

式中，n- 彈簧的個(gè)數(shù)；ω0- 固有頻率rad/s；ω- 工作頻率rad/s；W- 參振質(zhì)量kg。

一般振動(dòng)篩共振時(shí)，其振幅為正常工作振幅的5-8 倍。為了使振動(dòng)質(zhì)量過共振區(qū)而不是跳出彈簧，應(yīng)取預(yù)壓縮量δ＞(5-8)A。大型振動(dòng)篩取大值；反之取小值，同時(shí)彈簧的總可壓縮量必須大于2δ，即：

H - nd ＞2δ

式中，H- 彈簧的自有高度，mm；n- 彈簧的總?cè)?shù)；

彈簧的剛度為：，因此彈簧的壓縮量必須滿足下列條件：

δ = W/k ＞(5-8)A

通過現(xiàn)場(chǎng)三臺(tái)振動(dòng)篩實(shí)際測(cè)量，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)篩的下支座并未處于同一平面內(nèi)，統(tǒng)計(jì)情況如表4。

說明：水平度以檢測(cè)點(diǎn)以“0”值為基準(zhǔn)，負(fù)值代表低于該基準(zhǔn)，即該點(diǎn)需要墊起高度?？v向的平面度誤差應(yīng)不大于5mm，在橫向應(yīng)不大于2mm。

從表4 中可看出，由于振動(dòng)篩下支座的水平度不一致，導(dǎo)致隔振彈簧的壓縮量不同，對(duì)振動(dòng)篩的支撐力就不同。而隔振彈簧的壓縮量誤差正常應(yīng)保持在5mm 以內(nèi)，振動(dòng)篩可正常工作，若超出該范圍，那么振動(dòng)篩在振動(dòng)過程中就會(huì)出現(xiàn)扭振現(xiàn)象。

表1 直線振動(dòng)篩振動(dòng)強(qiáng)度和激振力在振幅調(diào)節(jié)前后對(duì)比

表2 直線振動(dòng)篩振動(dòng)強(qiáng)度和激振力在調(diào)節(jié)頻率前后對(duì)比

表3 直線振動(dòng)篩振動(dòng)強(qiáng)度和激振力在同時(shí)調(diào)節(jié)頻率、振幅前后對(duì)比

表4 振動(dòng)篩彈簧支座水平度實(shí)測(cè)值

2.2 兩組偏心塊的相位差

在采用兩個(gè)箱式激振器相互連接的振動(dòng)篩中，兩個(gè)箱式激振器之間通過聯(lián)軸節(jié)連接，當(dāng)連接2 個(gè)激振器的傳動(dòng)軸兩端法蘭盤螺栓孔錯(cuò)位，傳動(dòng)軸兩側(cè)的相位角出現(xiàn)偏差，會(huì)產(chǎn)生扭振。激振器偏心塊的合力出現(xiàn)夾角時(shí)多數(shù)表現(xiàn)為：振動(dòng)篩振幅降低，物料在篩面的運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生變化。

2.3 其它現(xiàn)場(chǎng)因素

a.生產(chǎn)過程中，振動(dòng)篩的給料不均勻；b.振動(dòng)篩運(yùn)動(dòng)部分與溜槽、料斗等不動(dòng)部分之間卡有異物；c. 振動(dòng)篩經(jīng)過幾次大修后，造成篩框變形，譬如：更換橫梁。更換的橫梁長(zhǎng)度誤差不能保證在-0.5～0mm，那么橫梁安裝后就會(huì)造成側(cè)板發(fā)生微小變形，在振動(dòng)篩高頻激振力下，經(jīng)過一段時(shí)間后，側(cè)板會(huì)因疲勞而發(fā)生開裂。

3 結(jié)論

振動(dòng)篩是選煤工藝流程中主要的脫介設(shè)備，振動(dòng)篩的工藝操作、日常維護(hù)和運(yùn)行管理對(duì)設(shè)備的正常高效運(yùn)行有重大的影響，進(jìn)一步關(guān)系到工藝生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。本文以潘一選煤廠12*20SDH 型直線振動(dòng)篩為實(shí)例，通過對(duì)振動(dòng)特性參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際因素兩個(gè)方面認(rèn)真分析引起篩框開裂和橫梁斷裂現(xiàn)象的主要原因以及研究如何提高振動(dòng)篩的工作性能，減少事故的發(fā)生。撇開振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)制造缺陷引起篩框開裂和橫梁斷裂，本文對(duì)振動(dòng)篩的安裝、日常維護(hù)及故障排除有著重大的指導(dǎo)意義。