提高直线振动筛工作性能的措施分析

尚伟

（潘集选煤厂建设项目部，安徽 淮南232000）

1 振动特性参数对振动筛工作性能的影响

影响振动筛工作性能的参数主要包括振幅、振动频率、振动方向角、筛面倾斜角，四项振动参数除了各自对振动筛产生不同的影响之外，它们可共同归纳为一个参数——抛掷强度D：D=ω2Asinα/gcosβ=ksinα/cosβ

ω- 振动频率r/s；A- 振幅mm；g- 重力加速度9.8m/s2；α-振动方向角°；β- 筛面倾斜角°；k=ω2A /g 为振动强度。

1.1 振幅

振幅的选择根据被筛选物料的粒度和性质来选取，直线振动筛用于分级时，振幅稍大些；用于脱水、脱介时，振幅稍小些。直线振动筛振动强度和激振力在振幅调节前后的变化如表1。

表1 中，振幅均为振动筛四角实测振幅平均值；振动筛实测频率为913r/min；Q 为振动筛的参振质量18.225t。

由表1 可看出，振动强度与振幅成正比，振幅下降，振动强度降低，但下降幅度不大，正常直线振动筛的振幅在3.5-6mm。

1.2 振动频率

对脱介筛而言，振动频率增加时,可以增加物料在筛面上的跳动次数，增加了物料与筛面的碰撞，可以显著提高脱介效果，与此同时高频率加快筛板的磨损,降低筛框、横梁的使用寿命。通过改变电机侧皮带轮的直径，降低振动筛的频率，由原来的913r/m 降至860r/m，直线振动筛振动强度和激振力在调节频率前后的变化如表2。

表2 中，频率为振动筛的实测值；振幅为实测值A=4.8mm；Q 为振动筛的参振质量，18.225t；ω 为振动角频率，95.6,90.0。

从表2 中可看出，激振力与振动频率平方成正比，频率降低5.8%，激振力下降11.3%，激振力下降幅度较大，对减轻筛板的磨损和减少筛框、横梁开裂事故率起到积极作用。

对直线振动筛的振幅和频率同时下调，在保障振动筛脱介效果的同时延长振动筛使用寿命，直线振动筛振动强度和激振力在调节频率前后的变化如表3。

从表3 中得知，振动筛的频率和振幅同时下调，激振力下降幅度为26.0%。

1.3 振动方向角α

振动筛振动方向线和筛面之间的夹角叫振动方向角。振动方向角越大，物料停留在筛面的时间就越长，脱介效果会提高；反之，脱介效果会下降。直线振动筛方向角范围为30°-60°,12*20SDH 型直线振动筛的振动方向角为45°，该值能够适应各种直线振动筛筛分条件，同时可以提供最好的物料运动速度和脱介效果。

1.4 筛面倾斜角β

以水平面上筛面倾斜的角度称为筛面倾斜角。筛面角度的大小与振动筛处理量和筛分效率有关。根据抛掷强度公式D=ksinα/cosβ，当倾斜角β 增大时,物料在筛面上的运动速度加快，提高振动筛的处理量，但同时减少了物料在筛面上的停留时间，脱介效果下降；反之，处理量下降，脱介效果提高。为了使振动筛处理量和脱介效果两者兼顾，筛面倾斜角控制在0°- 8°之间，12*20SDH 型直线振动筛的筛面倾斜角设计为0°。

2 现场实际因素对振动筛工作性能的影响

2.1 隔振弹簧及基础水平度不同造成扭振

则每个弹簧的刚度为：

式中，n- 弹簧的个数；ω0- 固有频率rad/s；ω- 工作频率rad/s；W- 参振质量kg。

一般振动筛共振时，其振幅为正常工作振幅的5-8 倍。为了使振动质量过共振区而不是跳出弹簧，应取预压缩量δ＞(5-8)A。大型振动筛取大值；反之取小值，同时弹簧的总可压缩量必须大于2δ，即：

H - nd ＞2δ

式中，H- 弹簧的自有高度，mm；n- 弹簧的总圈数；

弹簧的刚度为：，因此弹簧的压缩量必须满足下列条件：

δ = W/k ＞(5-8)A

通过现场三台振动筛实际测量，发现振动筛的下支座并未处于同一平面内，统计情况如表4。

说明：水平度以检测点以“0”值为基准，负值代表低于该基准，即该点需要垫起高度。纵向的平面度误差应不大于5mm，在横向应不大于2mm。

从表4 中可看出，由于振动筛下支座的水平度不一致，导致隔振弹簧的压缩量不同，对振动筛的支撑力就不同。而隔振弹簧的压缩量误差正常应保持在5mm 以内，振动筛可正常工作，若超出该范围，那么振动筛在振动过程中就会出现扭振现象。

表1 直线振动筛振动强度和激振力在振幅调节前后对比

表2 直线振动筛振动强度和激振力在调节频率前后对比

表3 直线振动筛振动强度和激振力在同时调节频率、振幅前后对比

表4 振动筛弹簧支座水平度实测值

2.2 两组偏心块的相位差

在采用两个箱式激振器相互连接的振动筛中，两个箱式激振器之间通过联轴节连接，当连接2 个激振器的传动轴两端法兰盘螺栓孔错位，传动轴两侧的相位角出现偏差，会产生扭振。激振器偏心块的合力出现夹角时多数表现为：振动筛振幅降低，物料在筛面的运动轨迹发生变化。

2.3 其它现场因素

a.生产过程中，振动筛的给料不均匀；b.振动筛运动部分与溜槽、料斗等不动部分之间卡有异物；c. 振动筛经过几次大修后，造成筛框变形，譬如：更换横梁。更换的横梁长度误差不能保证在-0.5～0mm，那么横梁安装后就会造成侧板发生微小变形，在振动筛高频激振力下，经过一段时间后，侧板会因疲劳而发生开裂。

3 结论

振动筛是选煤工艺流程中主要的脱介设备，振动筛的工艺操作、日常维护和运行管理对设备的正常高效运行有重大的影响，进一步关系到工艺生产的效率和产品的质量。本文以潘一选煤厂12*20SDH 型直线振动筛为实例，通过对振动特性参数和现场实际因素两个方面认真分析引起筛框开裂和横梁断裂现象的主要原因以及研究如何提高振动筛的工作性能，减少事故的发生。撇开振动筛的设计制造缺陷引起筛框开裂和横梁断裂，本文对振动筛的安装、日常维护及故障排除有着重大的指导意义。