振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)及應(yīng)用一、篩分機(jī)的應(yīng)用及其作用在冶金、煤炭、建材、電力、化工和食品加工等許多工業(yè)部門(mén)，篩分作業(yè)是重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一，都要大量使用篩分機(jī)械。對(duì)于礦物加工行業(yè)，如選煤廠或選礦廠，大批篩分機(jī)械正擔(dān)負(fù)著分級(jí)、脫水、脫泥和脫介，甚至按質(zhì)量分選的艱巨任務(wù)。就煤炭加工而言，篩分技術(shù)也顯得尤為重要，使用篩分機(jī)械可以使生產(chǎn)粒度、水分和灰分等指標(biāo)達(dá)到用戶(hù)要求的煤炭產(chǎn)品，而且在實(shí)現(xiàn)煤炭資源的合理利用和保護(hù)環(huán)境及煤炭企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益等方面，都發(fā)揮著重要作用。二、篩分機(jī)的種類(lèi)表1篩分機(jī)分類(lèi)分類(lèi)形式網(wǎng)面的運(yùn)動(dòng)形式主要特點(diǎn)有代表性的機(jī)械名稱(chēng)振動(dòng)篩低頭LE原則上網(wǎng)面水平設(shè)置低頭振動(dòng)篩橢圓振動(dòng)篩共振型L或相似E有大型專(zhuān)用共振架以上下篩框平衡共振篩雙機(jī)體篩分機(jī)圓振動(dòng)CC、ECC、E1軸，4個(gè)軸承固定軸，橡膠或螺旋彈簧支撐1軸，4個(gè)軸承完全浮動(dòng)軸，橡膠支撐1軸，4個(gè)軸承固定軸，板式彈簧支撐重心通過(guò)軸，偏心部位2個(gè)軸承，螺旋、橡膠、彈簧支撐重心不通過(guò)軸，偏心部位2個(gè)軸承尼亞加拉篩分機(jī)秦苦克型篩分機(jī)杰瑞克斯型篩分機(jī)利普爾-弗羅型篩分機(jī)艾羅威勃型，Jy-rocket高頻率型LC、E網(wǎng)面直接振動(dòng)型（電磁）網(wǎng)面垂直振動(dòng)型（電磁）可調(diào)型（振動(dòng)馬達(dá)）共振型（振動(dòng)電機(jī)）電磁振動(dòng)篩電磁垂直振動(dòng)篩振動(dòng)電機(jī)型振動(dòng)電機(jī)式特殊型水平CL超高速移動(dòng)概率篩高速回轉(zhuǎn)篩分機(jī)莫根遜成分粒機(jī)特殊型L立體C往復(fù)振動(dòng)機(jī)架的中心軸旋轉(zhuǎn)圓形篩網(wǎng)圓筒狀垂直網(wǎng)面的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)往復(fù)振動(dòng)篩Sweco離心篩分機(jī)搖動(dòng)篩往復(fù)L水平板式彈簧支撐傾斜式其默爾篩分機(jī)往復(fù)搖動(dòng)篩分機(jī)Ro-Tex移動(dòng)水平E、C水平C特有運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，安在基礎(chǔ)上傾斜吊下式軸承支撐，桿支持，安在基礎(chǔ)上Ro-Tex布蘭克篩分機(jī)，方形篩分機(jī)回轉(zhuǎn)篩分機(jī)其它滾筒篩回轉(zhuǎn)篩風(fēng)力式篩分機(jī)格篩注：網(wǎng)面運(yùn)動(dòng)形式：L—直線運(yùn)動(dòng)；E—橢圓形運(yùn)動(dòng)；C—圓形運(yùn)動(dòng)篩分機(jī)械自十七世紀(jì)英國(guó)首先在煤炭工業(yè)用固定篩進(jìn)行煤炭分級(jí)至今，已有固定篩、滾筒篩、滾軸篩、搖動(dòng)篩、半振動(dòng)篩、振動(dòng)篩、共振篩等幾十個(gè)品種。篩分粒級(jí)從300目到300毫米。盡管品種繁多，但目前仍以振動(dòng)篩（包括普通振動(dòng)篩、共振篩、概率篩和等厚篩）應(yīng)用最為普遍。篩分機(jī)常見(jiàn)分類(lèi)如表1。三、篩分機(jī)的選型及選型計(jì)算1．有關(guān)術(shù)語(yǔ)篩面傾角：以篩面入料端線作一水平面，篩面與水平面的夾角即為篩面傾角。傾角在水平面的下方為正角，反之為負(fù)角，單位：“°”。篩孔尺寸：篩面上孔隙的大小。帶錐角的指小端尺寸，圓孔形的指直徑大小，方形或矩形孔指寬度，條縫狀指縫寬，單位均為“mm”。有效篩分面積：對(duì)物料分離起作用的篩面面積，單位：“m2”。最大給料粒度：給料中的最大粒度，單位：“mm”。處理量：在一定的篩分效率下，每小時(shí)通過(guò)篩子的最大物料量，單位：“t/h”。頻率：篩箱每分鐘振動(dòng)次數(shù)，單位：“次/min”。振幅：篩箱振動(dòng)行程之半，圓形軌跡指半徑，橢圓形軌跡指長(zhǎng)軸之半，單位：“mm”。振動(dòng)方向角：振動(dòng)方向與水平面的夾角，橢圓形軌跡指橢圓長(zhǎng)軸與篩面間的夾角，單位“°”。工作動(dòng)負(fù)荷：當(dāng)篩機(jī)工作時(shí)，對(duì)安裝基礎(chǔ)產(chǎn)生的附加作用力，單位：“N”。最大動(dòng)負(fù)荷：當(dāng)篩機(jī)停車(chē)時(shí)，由于通過(guò)共振區(qū)振幅擴(kuò)大，對(duì)安裝基礎(chǔ)產(chǎn)生的附加作用力，單位：“N”。吊式和座式：篩分機(jī)安裝方式按隔振裝置所處位置不同分為吊式和座式，篩子參振部分通過(guò)吊掛裝置彈性地吊裝在上層樓板或支架上的安裝方式叫吊式；篩子參振部分通過(guò)支承裝置安裝在基礎(chǔ)上的安裝方式叫座式。左裝和右裝：左裝和右裝又可叫左傳動(dòng)和右傳動(dòng)，它是按電機(jī)的安裝位置不同而分的兩種安裝方式，順物流方向看，電機(jī)位于篩分機(jī)右側(cè)叫右裝或右傳動(dòng)，位于左側(cè)叫左裝或左傳動(dòng)。2．篩分機(jī)的選型篩分機(jī)的選型，首先要考慮所選篩分機(jī)的用途，一般篩分機(jī)有兩大用途：物料的分級(jí)和物料的脫水（脫介），這里僅介紹物料分級(jí)的篩分機(jī)選型。在確定篩分機(jī)用途后，首先要考慮被篩分物料的特性，比如：被篩分物料的容積密度、堆積角、顆粒形狀、物料的流動(dòng)性、粘著性、吸濕性、有沒(méi)有帶靜電、粒子表面水分、操作溫度、粒度分布等，這些都將影響物料篩分的操作性能。其次，選擇篩孔，在選擇篩孔時(shí)，必須考慮篩子小時(shí)處理量、篩網(wǎng)的孔隙率、篩網(wǎng)的使用壽命及篩孔堵塞、粘者等因素。最后，通過(guò)實(shí)物實(shí)驗(yàn)來(lái)決定篩子的各種參數(shù)，如篩網(wǎng)運(yùn)動(dòng)形式、振動(dòng)頻率、振幅大小、使用篩網(wǎng)（孔徑大小、網(wǎng)絲的直徑、材質(zhì)）及網(wǎng)面的傾斜角度等。3．篩分機(jī)參數(shù)選擇（1）篩面傾角篩面傾角與篩子處理量和篩分效率有關(guān)。篩面傾角越大，其處理量越大，但篩分效率就越低。圓振篩的篩面傾角在15°～25°之間（用于破碎車(chē)間時(shí)多選取傾角為20°），當(dāng)物料潮濕時(shí)取大值。采用偏心軸式圓振篩的篩面傾角取20°。直線軌跡振動(dòng)篩的篩面傾角為0°～8°，在特殊情況下，篩面傾角為負(fù)值，即篩面順物料運(yùn)動(dòng)方向略為上傾，上傾角＜2°。（2）振動(dòng)篩振幅和主軸轉(zhuǎn)速振幅根據(jù)經(jīng)驗(yàn)An2=(4～6)×106。振幅A一般在2～8mm之間，當(dāng)篩孔較小或用于脫水時(shí)，A取小值。當(dāng)篩孔較大時(shí)，選用大值。如篩孔常被“難篩?！笨ㄗ。扇≥^大的A值，有利于顆粒從卡孔中跳出。轉(zhuǎn)速n=式中S=(4～6)×106A——振幅,mm轉(zhuǎn)速n與振幅A的關(guān)系可參照表2表2轉(zhuǎn)速n與振幅A值篩孔尺寸/mm12612255075100振幅A/mm11.56.5轉(zhuǎn)速n/r.min-11600150014001000950900850800（3）振動(dòng)傾斜角α振動(dòng)傾斜角通常為45°，對(duì)于某些難篩物料如碎石、焦炭、燒結(jié)礦的傾斜角可高達(dá)60°。（4）物料沿篩面運(yùn)動(dòng)速度和料層厚度物料沿篩面運(yùn)動(dòng)速度通常為0.12～0.4m/s，最大不超過(guò)1.2m/s。對(duì)于圓振篩，物料沿篩面運(yùn)動(dòng)速度同篩面傾角有關(guān)，見(jiàn)表3。表3圓振篩的物料在篩面上運(yùn)動(dòng)速度篩面傾角/（°）18202225物料在篩面運(yùn)動(dòng)速度/m·s-10.3050.410.510.61料層厚度δ與篩孔尺寸a的關(guān)系可按δ≤(3～4)·a計(jì)算，厚度與篩上物料的平均粒度d0的關(guān)系可按δ≈(2～2.5)·d0計(jì)算。4．選型計(jì)算在計(jì)算選用篩分機(jī)時(shí)，應(yīng)先了解或確定有關(guān)選型依據(jù)資料，以便進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。4．1選型計(jì)算依據(jù)資料（1）篩子的用途（2）物料特性。包括：種類(lèi)、散密度、水份、顆粒形狀、粒度組成、最大給料粒度、物料粘度。（3）作業(yè)班制。（4）處理量。（5）規(guī)定粒度及相應(yīng)的篩分效率。（6）篩分方法（濕篩或干篩）。（7）安裝方式。（座式或吊式，電機(jī)左裝或右裝）。（8）希望使用的篩面種類(lèi)（9）希望使用的振動(dòng)篩種類(lèi)（10）工作條件。如空間大小、環(huán)境溫度、防塵要求等。4．2選型計(jì)算由于實(shí)際工況十分復(fù)雜，目前國(guó)內(nèi)外篩分機(jī)的選型計(jì)算方法很不統(tǒng)一，有的篩子還沒(méi)有成熟的選用計(jì)算公式。但計(jì)算原理還是基本一致的，本文僅對(duì)圓振篩的生產(chǎn)能力Q的計(jì)算加以詳細(xì)介紹，其它形式的篩分機(jī)以圓振篩為基礎(chǔ)加以修正。（1）對(duì)煤炭的篩分Q=A0q0’式中A0——振動(dòng)篩有效篩分面積，m2q0’——單位生產(chǎn)能力，t/(m2表4振動(dòng)篩單位面積生產(chǎn)能力q0篩子名稱(chēng)篩分類(lèi)別篩分效率ηs/%單位面積生產(chǎn)能力（處理量）/t·m-2·h-1篩孔尺寸/mm1005025136圓振動(dòng)篩準(zhǔn)備篩分70110-13055-65直線振動(dòng)篩準(zhǔn)備篩分干法8035-4020-258-10濕法8510-128-10最終篩分干法8535-4018-22濕法8510-128-10補(bǔ)充回答：（2）對(duì)冶金建工材料的篩分·當(dāng)不具備物料篩分試驗(yàn)資料時(shí)，按式（2）計(jì)算Q=Mq0’’B0式中M——篩分效率修正系數(shù)，可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，M=（100-ηs）/7.5L——篩面長(zhǎng)度,mB0——篩面有效寬度,mq0’’——單位面積生產(chǎn)能力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料，q0’’=1.67a，m3/(m表5單位面積生產(chǎn)能力q0’篩孔尺寸/mm00.400.600.801.172.03.155q0’’值/m3/(m11篩孔尺寸/mm81016202531.5405080100q0’’值/m3/(m2171925.528313438425663·當(dāng)具備物料篩分試驗(yàn)資料時(shí)，按式（3）計(jì)算Q=A0q0’’ρK1’K2’K3’K4式中K1’、K2’、K3’、K4’、K表6系數(shù)K1’K2’K系數(shù)考慮的因素篩分條件系數(shù)值K1篩分效率篩分效率40506070809092949698K1’0.4K細(xì)粒的影響粒度小于篩孔之半的顆粒含量（%）0102030405060708090K2’0.81.01.82.0K3粗粒的影響粒度大于篩孔顆粒含量（%）10202530405060708090K3’0.940.971.01.031.091.181.321.552.03.36表7系數(shù)K4’K5’K系數(shù)考慮的因素篩分條件系數(shù)值K4顆粒和物料的形狀顆粒形狀各種破碎后的物料（煤除外）圓形物料（海礫石）煤K4’1.01.251.5K5濕度的影響物料的濕度篩孔小于25mm篩孔大于25mm干的濕的成團(tuán)視濕度而定K5’1.00.75-0.850.2-0.60.9-1K6篩分方法篩分方法篩孔小于25mm篩孔大于25mm干的濕的（附有噴水）任何的K6’1．01.25-1.41.0（3）等厚篩計(jì)算在式（1）、式（2）或式（3）計(jì)算的基礎(chǔ)上再乘上系數(shù)1.6。即等厚篩的單位面積處理量比普通振動(dòng)篩大0.6倍。（4）概率篩計(jì)算在式（1）、式（2）或式（3）計(jì)算的基礎(chǔ)上再乘上系數(shù)2。概率篩篩孔要求比分級(jí)粒度大一倍。因此，篩分效率低（一般為50-60%），選型時(shí)應(yīng)慎重。5．篩分機(jī)實(shí)際選型在實(shí)際選用篩分機(jī)時(shí)，一般使用類(lèi)比法。當(dāng)找不到完全相同的物料進(jìn)行類(lèi)比選擇時(shí)，也不能只按制造廠提供的產(chǎn)品樣本進(jìn)行選型，以免發(fā)生嚴(yán)重的事故（堵網(wǎng)、產(chǎn)量不能滿(mǎn)足要求等等）。對(duì)選煤廠、選礦廠承擔(dān)分級(jí)作用所使用的篩分機(jī)，可按下述方法選取。大中型礦山、選煤廠等小時(shí)處理量大的工況首選等厚篩，對(duì)小時(shí)處理量不大的小型廠礦才選圓振動(dòng)篩。其原因可以從有關(guān)物料的分級(jí)過(guò)程以及圓振動(dòng)篩和等厚篩機(jī)械構(gòu)造方面得到解釋。（1）振動(dòng)篩物料的分級(jí)過(guò)程物料一般都是經(jīng)過(guò)輸送皮帶或埋刮板輸送機(jī)進(jìn)入振動(dòng)篩，在給料端，一般形成一個(gè)很厚的料層，細(xì)粒物料必須經(jīng)過(guò)兩個(gè)過(guò)程才能與粗粒分離：一個(gè)過(guò)程是透層或者叫分層，振動(dòng)使細(xì)物料沉降到下部與篩面接觸，粗物料浮在上面，這個(gè)過(guò)程是必需的，否則將不能進(jìn)行分級(jí)。另一過(guò)程是透篩，細(xì)粒級(jí)物料過(guò)孔分離。對(duì)于圓振動(dòng)篩的篩分過(guò)程，篩面上物料的分布是給料端很厚，而排料端很薄。給料端的厚料層是很不利于細(xì)粒的沉降。因此，它的篩分效率是很低的，也很容易堵塞篩孔。等厚篩是由角度不同的多段面組成，第一段30°～35°，第二段18°～20°（這里以?xún)啥螢槔?。物料給入第一段，由于大傾角，物料立即獲得很大的速度（約1.5m/s），料層迅速變薄，大顆粒由于動(dòng)能大而跳起（甚至飛起），分層在很短的篩面上就實(shí)現(xiàn)了。因此，等厚篩有很高的篩分效率。第二段、第三段是檢查篩分用，已完成分層的物料繼續(xù)進(jìn)行篩分。一般的說(shuō)，等厚篩都具有90%以上的篩分效率。由于物料高速的沖刷，篩網(wǎng)是不容易被堵孔的。（2）圓振動(dòng)篩和等厚篩在機(jī)械構(gòu)造上的優(yōu)缺點(diǎn)圓振動(dòng)篩機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，等厚篩不僅在工藝上對(duì)圓振篩具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，而且在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面也較圓振動(dòng)篩有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。首先，在軸承選型方面，圓振篩一般是一對(duì)軸承，而等厚篩