选煤厂振动筛的改造设计研究

张峰 张士涛

摘要：振动筛的产量受限于筛网的面积和有效截面积，以及物料在筛面上的运动速率。为了提高振动筛的产量，可适当增加筛网的长度和宽度，提高金属丝的质量，增大有效截面积。通过优化振动频率和振幅，调整筛网倾斜度，可以提高物料在筛面上的运动速率，从而提高振动筛的产量。本文主要分析和探讨选煤厂振动筛的改造设计，以供参考。

关键词：选煤厂;振动筛；改造设计

DOI：10.12433/zgkjtz.20233436

选煤厂振动筛的改造设计是指根据实际需求和现场条件，对原有振动筛进行结构、功能、性能等方面的优化和改进，以提高振动筛的产量、效率、稳定性、可靠性和环保性能等。改造设计可以包括增加筛网面积和有效截面积、优化振动频率和振幅、调整筛网倾斜度、改变筛网孔径和形状等方面，以达到提高产量、降低能耗、提高筛分效率、增强稳定性和适应环保要求等目的。随着环保要求的不断提高，选煤厂的振动筛也要适应环保要求，例如，要尽可能地减少粉尘的产生和扩散，减少对环境和工作人员的影响。因此，需要对振动筛进行改造设计，以适应环保要求。

一、选煤厂振动筛存在的问题

（一）轴断裂问题

首先，在使用过程中，轴会受到扭矩和反复冲击力作用的合成力矩作用，导致内部材料逐渐产生疲劳。当达到疲劳极限时，会发生断裂现象。如果材质较差，会导致抗弯强度和抗疲劳极限不高，容易被损坏。

其次，三角带张力过大会造成轴额外增加弯矩，增加了合成力矩，导致在带料工作过程中的应力明显加大，甚至超过轴的许用应力，直接破坏轴。因此，需要及时调整三角带张力，在正常传动的前提下尽量降低三角带张力。

再次，实际生产中由于工作环境恶劣，筛网压板会松动，筛网材料产生塑性变形，运行一段时间后，筛网松弛与振动筛钢梁产生相对振动，当相对振动与振动筛本身的振动产生共振时，会对筛箱和横梁产生巨大威胁。

最后，未严格按规范施工，出现长时间连续工作、润滑油不足等问题，最终可能导致设备开裂。

（二）传动故障问题

振动筛在煤矿煤炭处理过程中是一个重要的设备，传动系统一旦出现故障将会导致生产能力下降甚至停工。

首先，电动机损坏、电压不足等电气故障会导致振动筛无法启动或振幅过小。

其次，筛面物料堆积严重、激振器上联轴节螺栓脱落或润滑脂结块等问题也会导致振动筛无法正常运转。

最后，传动胶带过松或飞轮上的重块装的不正确或过轻，会导致振动筛的振动力弱。振动筛的传动系统中常使用皮带传动，如果皮带老化、磨损或松动，会导致传动不稳定，甚至出现打滑现象，影响筛网正常振动。

（三）管梁断裂问题

选煤厂振动筛存在的问题中，管梁断裂是一个较常见的问题，出现的原因包括管梁壁太薄、缺乏保护、连接处缺乏压条等。当管梁的壁厚不足以支撑振动筛的运转时，极易出现此种问题。在振动筛运行过程中，水或煤粒等物体会对管梁形成直接的冲击，导致管梁生锈而造成断裂。

（四）维护保养问题

振动筛在长时间运行后，可能出现各种问题，例如，零件磨损、松动等。轴承是振动筛的关键部件，负责支撑和传递振动，如果轴承磨损严重，会导致振动筛的性能下降，甚至无法正常工作。

（五）操作问题

给料速度过快或物料湿度过高都会导致物料堵塞在筛网或落料口处，影响筛分效果和生产效率。振动筛的筛网孔径过大或过小，或筛网材质不适合所处理的物料会导致筛分效果不佳。振动筛的噪音和振动过大会对操作人员的健康和设备稳定性产生影响。如果操作人员没有经过适当的培训或操作经验不足，会导致操作不当，例如，给料不均匀或参数设置不合理等。

二、选煤厂振动筛优化改造方案

（一）解决轴断裂

第一，制定严格的设备维护保养计划，定期对振动筛进行检查、润滑和紧固，确保设备处于良好的运行状态。

第二，合理设置振动筛的运行参数，确保在安全范围内运行，避免超载和不稳定运行。

第三，优化振动筛轴的制造工艺，提高材料质量和工艺控制水平，减少制造缺陷，提高轴的强度和可靠性。

第四，安装轴断裂监测系统，实时监测轴的疲劳状况，一旦发现异常，及时预警并采取措施。

第五，增大轴的直径，提高轴的强度和刚度，降低轴在运转过程中受到的应力，减少轴断裂的风险。

第六，在振动筛的底部增加支撑架，增强筛框的稳定性，减少运转过程中产生的振动和摆动，避免轴在运转过程中受到过大的弯曲应力。

第七，选用高强度、高刚度的材料制造轴，提高轴的机械性能，延长使用寿命，确保轴在安装过程中正确对中，避免出现偏心或不同心的情况，减少运转过程中产生的附加应力。

第八，定期检查轴的磨损情况和紧固件是否松动，及时进行修复和更换，确保轴正常运转。

（二）改善传动故障

第一，对传动部件进行定期润滑保养，确保润滑油脂的新鲜度和足够的润滑量，减少因润滑不良引起的故障，同时选择质量可靠的轴承、皮带、齿轮等传动部件，按照规范进行安装和使用。

第二，定期对传动系统进行检查，包括齿轮、链条、皮带等零部件的磨损情况，确保传动系统的负荷在合理范围内，发现问题及时更换，确保传动装置平衡、轴承良好状态，并及时发现和处理故障。

第三，在设计和选择传动部件时，根据振动筛的实际工作条件和负载特点，选择合适的传动方式和零部件。

第四，制定严谨的设备维护计划，加强对传动系统的维护管理，包括定期紧固、调整和更换零部件。

第五，定期检查皮带的使用情况，及时更换老化的皮带，同时采用高耐磨性能的皮带材料，根据皮带的紧固情况，及时调整皮带的松紧度。

第六，改进筛板与压条的结构，增强筛板框架的强度，减少运行中因强度不足而引发的筛板破坏问题。

第七，在振动筛上增加故障预警系统，如果出现故障，可以立即发出警报，便于操作人员及时发现并处理。

（三）管梁断裂问题

第一，优化设计管梁结构，提高管梁的刚度和强度，增强抗疲劳性能，确保能承受预期的工作负荷，提高管梁的强度和耐久性；采用增加管梁壁厚、加强筋板等措施，提高管梁的稳定性；确保管梁的加工工艺符合技术要求，包括焊接质量、热处理等环节，提高管梁的强度和质量。

第二，严把管梁制造材料关，采用高质量的材料，加强无损检测，排除内部存在缺陷的材料。

第三，安装负荷监测系统，实时监测管梁承受的负荷情况，避免超负荷运行，预防管梁断裂。

第四，全面检测管梁，发现裂纹、变形等问题要及时处理，确保管梁处于良好的工作状态。

第五，确保支撑脚与筛框连接的紧固性，避免松动和脱落。通过调整筛框的受力情况，避免应力集中和扭曲变形，采取改变筛框形状、增加支撑点等措施，实现筛框合理受力分布。

第六，对激振器进行优化设计，选择合适的激振力和频率，避免激振力过大导致管梁过度受力。同时，确保激振器的安装位置和角度正确，保证振动轨迹在合理范围内。

（四）解决维修问题

第一，制定合理的设备维护计划，包括定期的检查、清洁、润滑和零部件更换等内容，确保设备按时得到维护。

第二，建立维护记录档案，记录设备的维护情况、维护时间和维护内容，以便分析设备运行情况，提高维护质量。

第三，对维护人员进行技术培训，提高维护技能和操作水平，确保熟练操作设备并进行有效的维护保养。

第四，根据设备零部件的磨损情况和故障频率，合理储备备件，确保在设备故障时能及时更换关键零部件。

第五，建立定期检查和维护计划，包括清洗、紧固零部件、润滑和检查传动装置等。

第六，定期清理筛网，避免堵塞和影响筛分效果。

第七，定期检查电机和传动装置，确保正常运转，及时修复故障。

第八，定期进行润滑和密封处理，减少摩擦和磨损。

第九，建立维护记录，记录维护的时间、内容和结果，为后续维护提供依据。

（五）提高操作人员能力

第一，为操作人员提供系统的设备操作培训，包括设备结构、工作原理、操作流程、故障诊断和应急处理等内容，提升专业技能水平。为操作人员提供系统的振动筛操作培训，包括操作原理、注意事项、常见故障处理等。

第二，加强对操作人员的安全意识培训，使其了解设备操作过程中的安全风险和应对措施，确保操作人员的人身安全和设备安全。

第三，定期对操作人员的操作技能进行考核和评估，如果发现问题，及时进行纠正和培训，以提高操作人员的整体技能水平。

第四，制定设备操作规程，明确操作流程、注意事项和应急处理措施，帮助操作人员规范操作并提高设备使用效率。

第五，建立健全操作规程和安全操作规范，要求操作人员严格按照规程进行操作，确保安全和设备正常运行。

第六，定期开展设备巡检工作，及时发现和纠正操作人员存在的问题，并进行必要的安全教育和培训。

三、选煤厂振动筛的改造前后对比

煤炭工业是我国重要的能源行业之一，煤炭的筛分过程在选煤厂中有着至关重要的作用。振动筛是常见的筛分设备之一，在改造前可能存在一些问题，例如，筛网堵塞、筛分精度不高等。改造后，可以针对问题有针对性地进行优化设计，提高筛分效率，减少筛网堵塞现象，同时提高筛分精度和煤炭质量。

四、选煤厂振动筛的改造效果

改造后的振动筛的有点包括：第一，提高筛分效率和处理能力，减少筛分时间和成本，提高生产效率。第二，采用更高效的传动系统和动力装置，降低能耗，减少能源成本。第三，结构更加合理，设备稳定性更高，减少设备故障率和维修成本，提高设备使用寿命。第四，更好地去除杂质和水分，提高煤的质量和价值，增加产品附加值和市场竞争力。第五，减少噪音、粉尘等污染物的排放，提高环保性能和生产环境，降低环保成本。选煤厂振动筛的改造经济效益主要体现在提高生产效率、降低能耗、减少维修成本、提高产品质量和降低环境污染等方面。通过改造，企业可以提高生产效率和产品质量，降低能源消耗和环境污染，提高经济效益和社会效益。

五、结语

在进行煤矿振动筛的改造设计时，要充分考虑设备的安全性、稳定性和生产效率以及环保要求。通过对传动系统、筛网结构、振动电机等关键部件的改进和优化，可以有效提升振动筛的筛分效率，延长使用寿命，降低能耗，实现煤炭处理过程的智能化、高效化和可持续发展，还能为煤矿行业提供更加可靠、高效的振动筛设备，助力煤炭生产智能化、绿色化发展，为行业的转型升级贡献力量。在改造设计的过程中，要密切关注设备的运行情况和生产需求，结合现代化的技术手段，选用高质量的零部件和先进的控制系统，确保改造后的振动筛更好地适应煤炭处理的工艺要求，提高筛分效率，节约维护成本，为客户创造更大的经济效益。

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