振动香蕉筛在选煤厂的应用

摘要：文章简述了振动香蕉筛国内外发展现状及国内应用情况，并重点阐述了振动香蕉筛的原理、结构及工矿特点。通过对振动香蕉筛在运行中出现的故障现象进行了简要的原因分析，阐明了导致故障率高的原因，并通过现场试验性的改造给出了相应的处理方法。

关键词：振动香蕉筛；选煤厂；筛机振幅；筛板斜度

中图分类号：TD452 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）12-0067-02

1 概述

在20世纪70年代左右，欧洲、美国等国外选煤厂开始装配使用振动香蕉筛来进行煤炭脱水、脱泥。相比以往的倾斜水平筛，振动香蕉筛以其筛选效率高、分选能力强而受到各国选煤厂的青睐。作为大型分选筛分装备，振动香蕉筛的工作效率和分选质量直接关系着煤矿挑选的好坏。振动香蕉筛一般可分别进行湿法和干法筛分，也有联合使用湿法和干法筛分的工艺。其结构有单层结构和双层结构两种。作为新型筛分设备，其和传统筛分机对比，主要优点在于其充分利用所占空间，而且相比同类装备，筛分效率更高。正好能够解决选煤厂占地面积有限与选煤筛分量大的矛盾，因此目前国内主流的选煤厂在选煤环节中都已广泛应用振动香蕉筛。

2 香蕉筛的工作原理

香蕉筛的工作原理在大体上和传统的单层直线振动筛类似，采用多倾角放置筛板，一般在入料口的倾角为34°，然后分为五段，最后筛板在出料一端的倾斜角度大概为10°左右。

由于振动香蕉筛的结构特点，其在入料一端采取的是大角度入料，斜面陡导致煤料运输速度快，相比传统的直线振动式，筛分效率提高可以有效减少分层时间。由于较大物料快速通过，在各分级面，小于其筛选级别的煤粒可以更加贴近筛板并通过筛孔达到筛分目的；相对较大的煤粒则继续较慢速度运输到平面筛板处，由于运行速度放慢，则与筛孔尺寸相近的煤粒也可通过随机振动而达到筛选目的。这样的筛选特点可以保证物料的快速分层，提高分层效率，尤其适合煤粒尺寸相对较小的物料分选，相比传统筛，其分选处理能力可提高数倍。

振动香蕉筛的筛板普遍采用高分子材料-聚氨基甲酸酯或者金属网面作为材料。但其主要区别在于筛板的布置，香蕉筛的筛板采用可动筛孔开槽的设计，可以极大提高物料透过筛孔的效率。由于香蕉筛筛板斜度的变化，开槽大小也随之变化，在出料端变为最小，平面的筛孔针对刚好小于筛孔直径的煤粒具有较高筛分效率。

3 振动香蕉筛的结构特点

众所周知，澳大利亚在振动香蕉筛方面的研究在世界同行内处于领先地位，其结构特点主要有两大特质：

（1）澳大利亚的振动香蕉筛具有创新性的结构，其采用分段斜度变化的筛板，通过增加分级级数来改变筛板间的斜度区间，香蕉筛原始是设计三个区间的斜面来进行分选，从36°开始，每段相差12°，逐级递减。但是通过实践运行证明，由于筛分区间过于集中导致筛分效率不够，筛板磨损严重。通过改进设计，将振动香蕉筛分为更多区间的振动筛分来减少筛板磨损。目前国外采用的香蕉筛大部分分为4个角度区间，把整个筛面分为五个斜面来筛分，运行效果令人满意。

（2）澳大利亚的香蕉筛改变以往采用金属网面筛板的设计，通过研制新型材料取代，例如聚氨基甲酸酯高分子材料来作为筛面材料，该材料耐磨性能好，且价格便宜，更适宜更换。由于筛面是平行放置，可更加方便地在香蕉筛一侧设置振动给料机器并对准，将有助于给料机更加均衡地给香蕉筛分配物料。

4 香蕉振动筛设备技术参数

香蕉振动筛的筛板驱动方式采用V型带式传动，皮带传动可以保证筛子能够以低速运输。筛分系统设计振动的振幅为10慢慢，筛子的设计转速为850rpm；并达到振动稳定性。对于通过皮带轮驱动的振动筛，相比以往通过齿轮驱动的筛子来说，可以以更低速度运转，而且可以减缓轴承失效周期。

（1）由于焊接件易产生残余应力和维修拆装困难，香蕉振动筛的结构连接处（包括梁和机架侧板连接）均采用螺栓连接或者铆钉，并对所有加工零件在高温下进行时效处理，释放加工参与应力，提高机器的整体刚度和疲劳

特性。

（2）将主梁和托架进行一体化设计，避免对主梁和托架进行焊接，从而减少加工和破坏托架外侧的陶瓷衬板，导致腐蚀和损坏。

（3）由于衡量螺栓孔易导致物料上的液体流入，并导致螺栓孔腐蚀失效，从而降低设备使用周期。因此在设计香蕉筛横梁时采用密封板，并减少螺栓孔。为了约束纵向楔条，在纵梁托架上端固定螺栓，达到固定的目的。

（4）为了避免固定在进料箱上的螺栓对振动筛产生偏载，将入料端设计成处于侧板背部的一体进料结构，尤其是针对大负载式香蕉振动筛，这一设计很有意义。

（5）根据筛分机的使用工况和要求，香蕉振动筛需要能够灵活调节振幅和输入的激振力。因此通过设计，对香蕉振动筛配备球面滚子轴承和精密齿轮，以便激振器在工作中可以根据实际情况协调激振器偏心轮。由于振动香蕉筛易受到腐蚀，激振器在配合位置须进行好润滑密封，保护振动香蕉筛在恶劣工况下的正常使用。

（6）在传动方面，由于采用花键连接已发生磨损并导致激振器不能同步运行。通过配置传动轴和耦合设备，保证设备的长时间连续同步工作。避免筛分机的异步运行使振动失去稳定并导致不能正常工作，影响企业的正常

运行。

5 应用效果及相应措施

5.1 应用问题

现就屯兰选煤厂应用振动香蕉筛极具代表性的矸石香蕉筛作具体介绍。由于该选煤厂入选原煤中含有大量矸石，其主要采用综合全面机械化的方式进行选煤。

在该厂振动香蕉筛在实际工作过程中，在香蕉筛末端筛面处常常被大尺寸物料堵塞筛孔，因此每个振动筛旁边需要安排工人来人工清除筛孔，不仅给企业增加了成本，还容易导致工人的身体健康受到粉尘损害。

另外，由于该厂物料较大，在运输过程中，物料以及其中的大块矸石会对运输带带来直接冲击。工人在清理筛孔的过程中，由于是人工清理，施力不易控制，也会对运送带造成一定的损害。因此，整个振动香蕉筛的运输带在恶劣工况下运行极易发生破坏，需要不断更换输送带，这样给工厂增加了很大的成本，而且由于机器的不稳定性会造成生产延误，无法完成生产任务。

5.2 改造措施

针对筛孔易堵塞的问题，由于有很多因素与筛孔透筛率有关联，包括筛孔尺寸及结构、物料尺寸和形状、筛板布置方向和香蕉筛振幅大小等。因此，需要对这几个因素进行综合考虑，进行参数优化达到最优透筛率。

5.2.1 降低筛机给料端与筛板落差。通过筛机给料端提高位置后，增大筛机的倾斜角度，从而加快了物料的运动初速度，增强运动惯性，提高了物料的透筛率。但是，该方案在提高物料运动速度的同时，减少了物料停留筛面的时间，对于小尺寸（50mm以下）的物料将直接进入到物料收集漏斗中，从而导致物料的透筛率降低及增加了物料筛选的次数。同时增加了收集漏斗的工作量，对漏斗也需要进行改造。或者将排料端高度降低，这和提高筛机进料端位置一样会产生同样的问题，但是相对而言不需要改造漏斗，而且可以同时降低物料对输送带的冲击。

5.2.2 优化筛孔尺寸及形状。香蕉筛的筛面通常采用冲孔制作，有圆孔和胶囊形状筛孔两种。经常发生物料堵塞筛孔的基本上是圆形筛孔的筛板，因此改变筛孔形状，设计成椭圆形或长方形的筛孔，经过实践运行，可以有效提高物料透筛率。但是，由于筛孔形状的变化，少部分和筛孔形状一致的物料也会透筛，造成一部分物料的浪费，并增加了后续工序的负担。

5.2.3 改变筛机振幅。通过增加振幅可以提高物料运送速度，避免物料长时间停留筛板而导致筛孔堵塞。此方案可以通过增大激振力来提高筛机振幅。但是，由于振幅增大，筛机寿命会因此降低。

另外，对于物料冲击运输带的问题。可以采用以下办法：（1）降低输送机和排料端的高度落差；（2）在输送带和排料端设计一块缓冲带；（3）放松输送带，利用皮带的弹性来缓冲物料冲击。

6 结语

随着选煤行业的发展和煤炭能源的供给紧缺，选煤厂的选煤生产线改造势在必行。振动香蕉筛以其处理能力大、安置空间小必将受到越来越多的选煤厂的青睐。国外的振动香蕉筛发展时间相对较少，国内相关机器的开发也需提高速度，加快核心技术和关键部件的国产化。依靠国内的巨大市场，国内振动香蕉筛的推广必将迎来一个新的高度。

参考文献

[1] 李永志，鲍玉新，刘晓军，张少华.SXJ4261型香蕉筛的动态特性分析[J].选煤技术，2007，（4）.

[2] 段中保.振动香蕉筛在选煤厂的应用[J].机械管理开发，2004，（5）.

[3] 孙旖，王兆申.大型香蕉筛的研究与设计[J].选煤技术，2005，（6）.

作者简介：王永峰（1981—），男，甘肃永登人，山西西山煤电（集团）有限公司屯兰选煤厂机电车间机电副主任，研究方向：机电设备维护保养检修。

（责任编辑：刘 晶）