振动筛结构参数性能及影响因素分析

（山西交通职业技术学学院， 太原 030031）

在搅拌设备中，振动筛分装置是保障混合料级配的重要设备之一[1]，也是间歇式与连续式拌和工艺的重要区分标志。通过对热混合料进行筛分和分级，可实现对不同规格材料的精确计量，从而达到准确控制矿料级配的目的，这也是间歇式拌和设备使用性能优越的重要原因。但是，在工程实践中，尽管采用了间歇式搅拌设备进行混合料生产，但是混合料中的矿料级配变化仍然很大，在某些情况下其变化程度甚至大于连续式搅拌设备，造成混合料发生变异，产生严重的材料离析，影响路面的耐性。因此，研究振动筛分装置的影响因素、提升筛分效果是当前设计和使用人员的首要任务。

本文结合振动筛结构特点，对其使用性能指标、使用参数及其影响因素进行分析，为筛分设备的选型、安装和调试提供理论依据。

1 振动筛的使用性能指标

振动筛分系统的功能是将烘干加热的集料重新分离成几种不同尺寸范围的规格料。筛分系统的主要使用性能指标为筛分能力、筛分效率、混合率和自结能力。

1.1 筛分效率

筛分效率是表征筛分装置对某一尺寸范围的材料筛出物料的能力，其大小为筛下物重量与材料中含有可筛下物的总量的百分比值。筛分效率可用公式（1）进行计算，一般要求设备的筛分效率≥80%。材料的筛分效率主要取决于筛分物料的外观尺寸、含水率，筛分时间和振动筛的结构参数和振动参数。

式中：h—筛分效率；

m—筛下物重量；

m0—材料中含有可筛下物的总量。

1.2 生产率

振动筛生产率[2]是指在规定的筛分效率下，单位时间内通过振动筛筛孔的材料质量。物料在一定的角度和长度的振动筛上进行连续的筛分作业，有效的筛分时间仅有几秒钟。通过筛网的材料多少（即小时供料量）将决定了筛上料层的厚度，直接影响了筛分效率。因此要求在规定条件下（筛分效率＞80%）振动筛的生产率≥设备额定产量。

1.3 混仓率

混仓率是指通过对某种材料进行振动筛分和分级后，在某一尺寸规格的料中混入其他尺寸规格的材料所占的重量百分比。混仓率的产生，会改变材料的级配，影响材料的最佳级配和油石比，最后导致沥青混合料离析，性能下降，一般要求混仓率限定在10%以内。在热料仓中，应严格控制细材料的混入，因为小于2.36mm的材料具有极大的表面积系数，其它对级配和施工特性的影响也很大。

1.4 自洁能力

自洁能力是指振动筛自我清洁、预防填筛的能力。影响振动筛自洁能力的一个主要因素是在生产过程中与筛孔尺寸相近的物料颗粒堵塞筛孔问题。筛孔一旦发生堵塞[2]，就会减小振动筛的有效筛分面积，导致振动筛的筛分效率下降。当堵筛率发生变化时，会使筛下材料粒径分布发生变化影响级配稳定性。

2 振动筛结构参数

搅拌设备振动筛[3]由箱体、箱座、激振装置、支承弹簧、电动机和筛网等组成。其中，激振器采用单根或两根偏心主轴，在主轴两端分别装有偏心轮。振动筛以设定的频率和振幅对物料进行连续筛分。通常筛网以一定角度的倾斜安装，保证物料的流动性。由于物料经过振动筛的时间十分短暂只有几秒钟，因此如何提高筛分效率、保持稳定的混合料级配十分重要。

2.1 筛面长度与宽度

筛网与料流垂直方向的尺寸称为筛面宽度，与料流平行方向的尺寸称为筛面长，它们是振动筛的两个重要结构参数。根据振动筛分的结构原理，振动筛长度决定了筛分时间，影响筛分效率，振动筛宽度了决定筛分流量，影响筛分能力。在其它条件相同的情况下，筛面愈宽，允许的材料流量愈大，筛分能力愈高；筛面愈长，允许的材料筛分的时间愈多，筛分效率愈高。两者的关系可用公式（2）表示。利用matlab可以给出h-l曲线图见图1。

式中：h——筛分效率；

k——与物料性质及振动参数有关的系数；

l——筛面长度。

由图1曲线可见，筛分的效率h随振动筛长度l增长而增大，趋势按指数曲线变化。最初增长较快几乎成线性变化，然后增长变慢。其主要原因是物料中容易被筛析的颗粒被大量分离，裹敷在大颗粒上的物料会在筛分一段时间被慢慢的分离。有些颗粒由于接近筛网尺寸，即使再增加筛网长度也很难分离。此时曲线变的平缓。因此筛网长度有最佳范围，一般长宽比为1:2～1:3。

2.2 筛面倾角

筛面倾角[2]是指振动筛的筛面与水平方向间的角度。筛面倾角影响筛分效果，当倾角增大时，物料在筛面上的流动速度变大，筛分的有效时间缩短，减小了透筛机率。运动速度增大，筛分能力和自洁能力都增强，但是筛分效率降低、混仓率增大。为了使振动筛具有较高的综合性能，一般概率筛的筛面倾角30°～60°，其它振动筛筛面倾角10°～20°。

2.3 筛孔尺寸与有效筛分面积

筛孔尺寸与有效筛分面积直接影响物料的筛分效果。实践证明[4]，当物料粒径比筛孔尺寸的比值小于0.7时，透筛概率大；当粒径与筛孔尺寸接近时，筛分困难。除此之外筛孔面积占总筛面的面积比对筛分效率影响很大，当筛丝直径较粗时会减小有效筛分面积，降低筛分效率。

3 结语

在振动设备的选择和调试工作中，振动筛的选型和安装调试应结合工程的实际情况，考虑筛分材料的类别和含水量等影响因素，结合振动筛性能指标、使用性能参数及其影响因素对物料筛分效果的影响，合理配备振动筛分设备，确保施工顺利进行。

[1]孙道建. 厂拌热再生沥青混合料的研究与应用[D]. 济南:山东大学,2012

[2]李学武. 沥青混合料搅拌设备振动筛筛网结构与参数的研究[D]. 西安:长安大学,2013

[3]张玉双,丁渭渭,顾秋军. 直线振动筛的动力学分析, 建设机械技术与管理[J], 2015,7:85—88

[4]王铁庆, 间歇式沥青搅拌设备振动筛筛孔配置研究[D]. 西安:长安大学,2005