提高直線振動篩工作性能的措施分析

尚偉

（潘集選煤廠建設項目部，安徽 淮南232000）

1 振動特性參數對振動篩工作性能的影響

影響振動篩工作性能的參數主要包括振幅、振動頻率、振動方向角、篩面傾斜角，四項振動參數除了各自對振動篩產生不同的影響之外，它們可共同歸納為一個參數——拋擲強度D：D=ω2Asinα/gcosβ=ksinα/cosβ

ω- 振動頻率r/s；A- 振幅mm；g- 重力加速度9.8m/s2；α-振動方向角°；β- 篩面傾斜角°；k=ω2A /g 為振動強度。

1.1 振幅

振幅的選擇根據被篩選物料的粒度和性質來選取，直線振動篩用于分級時，振幅稍大些；用于脫水、脫介時，振幅稍小些。直線振動篩振動強度和激振力在振幅調節前后的變化如表1。

表1 中，振幅均為振動篩四角實測振幅平均值；振動篩實測頻率為913r/min；Q 為振動篩的參振質量18.225t。

由表1 可看出，振動強度與振幅成正比，振幅下降，振動強度降低，但下降幅度不大，正常直線振動篩的振幅在3.5-6mm。

1.2 振動頻率

對脫介篩而言，振動頻率增加時,可以增加物料在篩面上的跳動次數，增加了物料與篩面的碰撞，可以顯著提高脫介效果，與此同時高頻率加快篩板的磨損,降低篩框、橫梁的使用壽命。通過改變電機側皮帶輪的直徑，降低振動篩的頻率，由原來的913r/m 降至860r/m，直線振動篩振動強度和激振力在調節頻率前后的變化如表2。

表2 中，頻率為振動篩的實測值；振幅為實測值A=4.8mm；Q 為振動篩的參振質量，18.225t；ω 為振動角頻率，95.6,90.0。

從表2 中可看出，激振力與振動頻率平方成正比，頻率降低5.8%，激振力下降11.3%，激振力下降幅度較大，對減輕篩板的磨損和減少篩框、橫梁開裂事故率起到積極作用。

對直線振動篩的振幅和頻率同時下調，在保障振動篩脫介效果的同時延長振動篩使用壽命，直線振動篩振動強度和激振力在調節頻率前后的變化如表3。

從表3 中得知，振動篩的頻率和振幅同時下調，激振力下降幅度為26.0%。

1.3 振動方向角α

振動篩振動方向線和篩面之間的夾角叫振動方向角。振動方向角越大，物料停留在篩面的時間就越長，脫介效果會提高；反之，脫介效果會下降。直線振動篩方向角范圍為30°-60°,12*20SDH 型直線振動篩的振動方向角為45°，該值能夠適應各種直線振動篩篩分條件，同時可以提供最好的物料運動速度和脫介效果。

1.4 篩面傾斜角β

以水平面上篩面傾斜的角度稱為篩面傾斜角。篩面角度的大小與振動篩處理量和篩分效率有關。根據拋擲強度公式D=ksinα/cosβ，當傾斜角β 增大時,物料在篩面上的運動速度加快，提高振動篩的處理量，但同時減少了物料在篩面上的停留時間，脫介效果下降；反之，處理量下降，脫介效果提高。為了使振動篩處理量和脫介效果兩者兼顧，篩面傾斜角控制在0°- 8°之間，12*20SDH 型直線振動篩的篩面傾斜角設計為0°。

2 現場實際因素對振動篩工作性能的影響

2.1 隔振彈簧及基礎水平度不同造成扭振

則每個彈簧的剛度為：

式中，n- 彈簧的個數；ω0- 固有頻率rad/s；ω- 工作頻率rad/s；W- 參振質量kg。

一般振動篩共振時，其振幅為正常工作振幅的5-8 倍。為了使振動質量過共振區而不是跳出彈簧，應取預壓縮量δ＞(5-8)A。大型振動篩取大值；反之取小值，同時彈簧的總可壓縮量必須大于2δ，即：

H - nd ＞2δ

式中，H- 彈簧的自有高度，mm；n- 彈簧的總圈數；

彈簧的剛度為：，因此彈簧的壓縮量必須滿足下列條件：

δ = W/k ＞(5-8)A

通過現場三臺振動篩實際測量，發現振動篩的下支座并未處于同一平面內，統計情況如表4。

說明：水平度以檢測點以“0”值為基準，負值代表低于該基準，即該點需要墊起高度?？v向的平面度誤差應不大于5mm，在橫向應不大于2mm。

從表4 中可看出，由于振動篩下支座的水平度不一致，導致隔振彈簧的壓縮量不同，對振動篩的支撐力就不同。而隔振彈簧的壓縮量誤差正常應保持在5mm 以內，振動篩可正常工作，若超出該范圍，那么振動篩在振動過程中就會出現扭振現象。

表1 直線振動篩振動強度和激振力在振幅調節前后對比

表2 直線振動篩振動強度和激振力在調節頻率前后對比

表3 直線振動篩振動強度和激振力在同時調節頻率、振幅前后對比

表4 振動篩彈簧支座水平度實測值

2.2 兩組偏心塊的相位差

在采用兩個箱式激振器相互連接的振動篩中，兩個箱式激振器之間通過聯軸節連接，當連接2 個激振器的傳動軸兩端法蘭盤螺栓孔錯位，傳動軸兩側的相位角出現偏差，會產生扭振。激振器偏心塊的合力出現夾角時多數表現為：振動篩振幅降低，物料在篩面的運動軌跡發生變化。

2.3 其它現場因素

a.生產過程中，振動篩的給料不均勻；b.振動篩運動部分與溜槽、料斗等不動部分之間卡有異物；c. 振動篩經過幾次大修后，造成篩框變形，譬如：更換橫梁。更換的橫梁長度誤差不能保證在-0.5～0mm，那么橫梁安裝后就會造成側板發生微小變形，在振動篩高頻激振力下，經過一段時間后，側板會因疲勞而發生開裂。

3 結論

振動篩是選煤工藝流程中主要的脫介設備，振動篩的工藝操作、日常維護和運行管理對設備的正常高效運行有重大的影響，進一步關系到工藝生產的效率和產品的質量。本文以潘一選煤廠12*20SDH 型直線振動篩為實例，通過對振動特性參數和現場實際因素兩個方面認真分析引起篩框開裂和橫梁斷裂現象的主要原因以及研究如何提高振動篩的工作性能，減少事故的發生。撇開振動篩的設計制造缺陷引起篩框開裂和橫梁斷裂，本文對振動篩的安裝、日常維護及故障排除有著重大的指導意義。