浅析振动筛筛分过程的不利因素

摘要：在粮食、化工、冶金等行业中振动筛起着非常重要的作用，而且是最常用的一种筛选工具，主要从事物料的粗选和细选分级过程，筛分不利将严重影响企业产品的质量，给企业带来经济损失，大大降低了生产效率，因此，了解振动筛的工作原理和物料的工作特性是非常有必要的，为预防和增加设备的使用寿命提供了条件，提高生产效率和经济效益提供了保障。

关键词：振动方向角β筛面倾角α 磨擦角φ 振幅λ 频率n

重力加速度g 抛掷强度k 偏心距r角速度ω

1.概述

乌石化化肥厂生产线上的DS125-I型单轴偏心式振动分级筛在实际应用过程中出现物料倒流、下料缓慢、积料及物料跳出筛面等现象，严重影响了产量及销售率。情急之下，我们在有关专家引导下，对振动筛的工作原理和物料的运动特性进行了深入研究，发现产品在设计过程中选择筛面倾角及激振器的方式有着一定的关系，下面就个人的观点浅谈一下筛分过程的不利因素。

2.振动筛的工作原理分类

(1) 振动筛依靠激振器使筛面产生高频率和低振幅的振动而进行物料筛分，由于筛面作剧烈的振动，筛面上的物料颗粒相互位移，料层有离析现象，并且松散同时颗粒与筛面之间也有相对运动，颗粒不致卡住筛孔，细粒物料通过筛孔落下的机会增多，因此，振动筛的筛分效率和生产效率较高，有逐渐取代摇动筛的趋势。振动筛的结构特点是筛箱用弹簧支承和装有激振器其振动形式有直线振动和圆形（椭圆形）振动两种，筛的振幅随着筛面上物料质量变化而变动，为了增大物料颗粒沿着筛面向缷料端移动的分力，筛面安装倾斜角常在8~4o之间。

(2) 偏心轴振动筛中偏心轴的偏心距r一般取4~5mm，故筛子的全振幅应为8~10mm，为了使筛箱在进料端比出料端具有更强烈的振动，可调整机架两端支承弹簧的刚度，使筛箱两端的运动轨迹变成椭圆形，将进料端的振幅增大，出粒端的振幅减小，可提高筛分效率。

（3）振动筛的激振方式：机械式和电磁式两种，要机械式利用偏心块或偏心轴高速旋转时产生机械激振，电磁式利用铁心和衔铁的间隙吸力激振。

（4）机械振动筛可分为偏心式振动筛、惯性力振动筛、自定中心式振动筛和共振式振动筛等形式，偏心振动的运动轨迹和振幅大小完全由偏心轴的偏心距确定，与其它振动筛不同，故又称为半振动筛。

3.颗粒在振动面上滑动的条件

3.1 根据颗粒在筛面上的运动情况可知：

（1）相对下滑的条件：

（2）相对上滑的条件：

（3）颗料跳动的条件：

由此可知颗粒在往复振动面上的运动轨迹全取决于ω、g、λ、α、β、φ各参数之间的关系

3.2 颗粒在筛面内的位移与振动筛的频率也有一定关系

（1）频率在偏心式振动筛、惯性振动筛和自定中心振动筛的计算中均可用如下公式进行计算：

n=(45~54) )

式中：n频率

α 筛面倾角

g重力加速度

γ 筛面的振幅

（2）针对单轴振动筛：

当筛子的抛掷强度K与振幅λ且λ=1/2γ时：

n≈9501/min

对于双轴和共振振动筛形式： n=950

式中：K 抛掷强度 一般K取2.8～3.5

α筛面倾角

β振动方向角

λ振幅

如下表所示为抛掷强度与频率的关系

名称 K n1/min

单轴 3~3.5 800~1200

双轴 2.2~3 700~900

共振 2~3.3 400~800

（3）由以上公式判断出无论是振动频率还是筛子的抛掷强度都与筛子的化角有着一定的关系，一般振动筛振动方向角取30~65°之间，多数情况下取用45°，在开始设计时一般取30°为宜，而筛面的倾角一般取3~8°之间，大多情况下取用5°。

因此，当α>5o时，其振动方向角β>45o

当α<5o时，其振动方向角β<45o

上式可知根据不同的激振方式选取不同的参数。

4.影响筛分效率的因素

4.1 物料性质

（1） 颗粒形状，球状颗粒易于通过筛孔和圆筛孔，条状、片状及多面形料易于通过长形筛孔。

（2） 物料堆积密度

（3） 物料的粒度组合、含水量和含泥量

4.2 筛面结构参数及动动性质

筛面上筛孔面积与总面积之比称为开孔率，开孔率赿大，筛分效率和生产能力愈高，但筛面强度和使用寿命降低。运动形式有垂直运动和平行运动两种，作垂直运动的筛面、筛孔不易被物料堵塞，物料层的松散度加大，离析度也快，颗粒通过筛孔的概率增加，筛分效率也提高。

4.3操作条件连续均匀给料，能使筛面充分发挥作用，有利于提高筛分效率和生产能力，细筛筛分时，加料均匀性的时影响更大。

5. 实践中证明，振动筛都有其优缺点

（1）优点

a 振动筛的振动方向与筛面垂直或近于垂直，有助于强化筛分过程，使筛分率达到60%~90%，甚至98%；

b 振动筛分湿粘物料时，工作指标高；

c 振动范围广，可用于粒中细颗粒的筛分，筛孔尺寸0.25~100mm，而且可进行脱水脱泥作业；

d 单位质量的筛分能力大，动力消耗低，构造简单，操作手维修方便；

（2）缺点

给料不均匀时，偏心质量的惯性力使轴承磨损加快，并引起构筑物的振动。

6. 预防措施

（1）筛网采用若干小块拼接技术代替整体筛网，并且筛面无螺栓联接可以保证平缓的无障碍的筛分过程，筛网可根据损坏情况进行局部更换，方便、省时；

（2）筛机采用双质体振动系统，每块筛网一端被联接在质体1上，而另一端联接在质体2上，机器运转时每片筛网的振动是圆振动与线振动的叠加，并且振动的参数是可以调整的，从而可以使机器在最佳性能下工作；

7.结束语

通过对振动筛的工作原理及物料工作特性的认识，我们对ZDS125-I型振动筛进行了改进，经过调试和实际应用，筛选效率明显提高，用户也表示非常滿意，企业经济效益也得到了增长，且工作性能比第一台更加优赿，我们将继续努力，不断进取研制更好用，美观大方，操作简便的设备，服务于广大用户。

8.参考文献

胡宗武 徐履冰 石来德主编《非标准機械设备设计手册》2002.9 机械工业出版社

作者简介

凡士强(1977年11月—)，男，汉，工程师，机电工程专业，主要从事工业锅炉设计，自动化控制、工民建电气设计及机械化工设备的研究设计工作。