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        香蕉篩的發(fā)展現(xiàn)狀與展望

        2016-11-30 18:16:08霍志敏中煤科工集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)研究院有限公司湖北武漢430064
        中國(guó)科技縱橫 2016年12期
        關(guān)鍵詞:篩面振動(dòng)器篩分

        霍志敏(中煤科工集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)研究院有限公司,湖北武漢 430064)

        香蕉篩的發(fā)展現(xiàn)狀與展望

        霍志敏
        (中煤科工集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)研究院有限公司,湖北武漢 430064)

        香蕉篩在設(shè)計(jì)優(yōu)化和開(kāi)發(fā)上還存在許多問(wèn)題,一直困擾著國(guó)內(nèi)礦產(chǎn)加工工業(yè)。國(guó)內(nèi)的一些研究機(jī)構(gòu)和礦山機(jī)械公司做了大量的研究實(shí)驗(yàn),還購(gòu)買(mǎi)過(guò)國(guó)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行仿制,但制造出篩選機(jī)械整機(jī)的結(jié)構(gòu)性能較差,無(wú)法達(dá)到國(guó)外的制造水平,仍不能滿(mǎn)足礦產(chǎn)加工的需求。從香蕉篩的發(fā)展來(lái)看,主要有兩個(gè)發(fā)展方向,一方面不斷對(duì)香蕉篩的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善;另一方面根據(jù)設(shè)計(jì)目的,對(duì)結(jié)構(gòu)的合理性、動(dòng)力配置、和動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究,根據(jù)需求設(shè)計(jì)多樣式的篩選機(jī)滿(mǎn)足不同需求的篩選。

        篩分機(jī) 振動(dòng)機(jī)械 大型化設(shè)計(jì)

        隨著新型篩選需求的產(chǎn)生,振動(dòng)機(jī)械的制造研發(fā)得到迅速的發(fā)展。利用物料的大小、密度等特性通過(guò)振動(dòng)進(jìn)行分選,已經(jīng)成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品業(yè)等各個(gè)部門(mén)重要生產(chǎn)設(shè)備。

        在振動(dòng)機(jī)械中發(fā)展最快,結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜需求量最大的是振動(dòng)篩。利用機(jī)器上具有孔狀或縫隙狀的工作面將不同的顆粒度的混合物料進(jìn)行分級(jí)。篩選設(shè)備可以將物料進(jìn)行分級(jí)篩選;也可以進(jìn)行預(yù)篩選為下道篩選做準(zhǔn)備。在食品、礦物加工時(shí)進(jìn)行脫水、脫泥、脫介、分離,提高物料的純度。

        1 國(guó)內(nèi)篩分機(jī)械的現(xiàn)狀

        國(guó)內(nèi)的篩分機(jī)械經(jīng)歷了仿制階段、自行研制階段和提高優(yōu)化階段,但與國(guó)外近5個(gè)世紀(jì)的發(fā)展還有著很大的差距,在技術(shù)層面上至少有10-20年的差距。國(guó)內(nèi)的篩分機(jī)械在故障率上遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國(guó)外先進(jìn)的篩選機(jī)械,可靠性差距巨大,振動(dòng)篩的故障還是時(shí)有發(fā)生。比如縱梁斷裂、螺栓松動(dòng)、噪聲大等問(wèn)題。

        2 國(guó)內(nèi)外篩分機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)

        根據(jù)國(guó)外篩分機(jī)械的發(fā)展來(lái)看,我國(guó)的篩分機(jī)械有兩個(gè)主要發(fā)展方向,一方面是對(duì)篩分機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方式分析和結(jié)構(gòu)調(diào)整;一方面根據(jù)設(shè)計(jì)目的,對(duì)結(jié)構(gòu)的合理性、動(dòng)力配置、和動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究,根據(jù)需求設(shè)計(jì)多樣式的篩選機(jī)械滿(mǎn)足不同需求的篩選。綜合國(guó)內(nèi)外篩分機(jī)械狀況,篩分機(jī)械應(yīng)向以下幾個(gè)方向發(fā)展:

        2.1篩分機(jī)械大型化

        香蕉篩的大型化是指增大篩分面積和振動(dòng)參數(shù)。在振動(dòng)參數(shù)不變前提下,篩面寬度決定著物料通過(guò)量,篩面長(zhǎng)度決定物料篩分的效率。因此香蕉篩的篩面越寬,單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的物料量就越大,篩面越長(zhǎng),其篩分效率就越高。但是,隨著篩面寬度的增加,其橫梁撓度變形就越大,橫梁的應(yīng)力變形與篩面寬度呈16倍關(guān)系;篩面長(zhǎng)度的增加,會(huì)導(dǎo)致側(cè)板的擺動(dòng)變形量增加,這些因素將直接影響篩分機(jī)械的可靠性,必須保證篩面長(zhǎng)寬的合理性才能保證篩分機(jī)械的壽命。香蕉篩的大型化也意味著篩分機(jī)械的技術(shù)水平的提高。

        2.2結(jié)構(gòu)的合理性、動(dòng)力配置、和動(dòng)力參數(shù)研究分析

        2.2.1結(jié)構(gòu)分析

        材料性能差和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理是造成國(guó)產(chǎn)香蕉篩復(fù)雜笨重和電機(jī)能耗增加的主要原因。篩分機(jī)械的自重增加會(huì)使篩分機(jī)械的工作慣性增加,增加自身的破壞力,容易使香蕉篩出現(xiàn)斷梁、裂幫等現(xiàn)象。材料選擇、設(shè)計(jì)方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是影響香蕉篩可靠運(yùn)行和使用壽命的關(guān)鍵因素。

        2.2.2制造材料選擇

        制造香蕉篩的材料是設(shè)備質(zhì)量的基礎(chǔ)。現(xiàn)在在材料的選擇上有較大的可選性,有耐腐蝕性的不銹鋼板304(06Cr19Ni10),也有耐高溫的材料2520(06Cr25Ni20),還有抗磨損的材料合金鋼。總之,香蕉篩選材要考慮到材料的強(qiáng)度和焊接性,另外耐沖擊性、彈性和韌性、抗彎性、耐磨和耐腐蝕性也要好。通過(guò)提高香蕉篩板材的性能提高整機(jī)的剛度、強(qiáng)度,并盡可能的減輕自重,即參振質(zhì)量,來(lái)降低篩機(jī)的運(yùn)行慣性力的破壞性和能耗,提高設(shè)備的可靠性和降低成本。

        2.3設(shè)計(jì)方法

        傳統(tǒng)的香蕉篩的設(shè)計(jì)方法是靜態(tài)的計(jì)算方法,即類(lèi)似計(jì)算或根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、類(lèi)比設(shè)計(jì),最終難以獲得最佳方案,采用國(guó)際先進(jìn)的三維分析設(shè)計(jì)軟件UG,對(duì)篩框進(jìn)行優(yōu)化、CAE分析、設(shè)計(jì)。

        2.4結(jié)構(gòu)原理

        香蕉篩主機(jī)主要由篩框、篩面、振動(dòng)部件、支撐減震系統(tǒng)、動(dòng)力輸入和傳輸裝置五大部分組成。篩框是構(gòu)成篩箱、用于支承篩面的主要構(gòu)件,由側(cè)板、立柱、下橫梁、上橫梁、后擋板和振動(dòng)器安裝主梁等部分組成。鉚接是大型香蕉篩在進(jìn)行篩框聯(lián)接裝配時(shí)理想的鏈接技術(shù);篩面是篩選機(jī)上的易損件,根據(jù)不同結(jié)構(gòu)、不同材料,使用壽命也不同。篩板的設(shè)計(jì)選擇首先要考慮篩板的可安裝性、使用壽命、開(kāi)孔后強(qiáng)度等要求。模塊化安裝方便且更換方便簡(jiǎn)潔被廣泛應(yīng)用,從安裝方式上分,有壓板壓接式和軌座卡扣式兩種方式;振動(dòng)器部件,目前,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上主要使用的自同步振動(dòng)原理,在香蕉篩的設(shè)計(jì)上有制造簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是,對(duì)于大型香蕉篩,如果使用自同步振動(dòng)原理,篩分機(jī)械的振動(dòng)會(huì)出現(xiàn)不規(guī)律振動(dòng),降低設(shè)備的可靠性。因此解決振動(dòng)器問(wèn)題是現(xiàn)階段要面對(duì)的主要問(wèn)題。減振支撐部分,這是一個(gè)緩沖減振裝置,可以減小運(yùn)動(dòng)部與基礎(chǔ)部的振動(dòng),降低對(duì)各模塊的損傷,一般由彈簧構(gòu)成,分為上部和下部軸承。振動(dòng)篩在彈簧的選擇上一般選用金屬螺旋彈簧,橡膠彈簧,復(fù)合彈簧。在國(guó)內(nèi)外香蕉篩選用最常用的是金屬螺旋彈簧,其特征是具有良好的阻尼,工作負(fù)荷在基礎(chǔ)模塊上產(chǎn)生的影響較小,工作狀況不會(huì)受溫度影響。電機(jī)傳動(dòng)裝置,是振動(dòng)器動(dòng)力輸入部件。電機(jī)系列和功率大小,決定電機(jī)價(jià)格、功耗。目前國(guó)際上最常采用的電機(jī)傳動(dòng)形式有:V型帶皮帶連接、花鍵加萬(wàn)向節(jié)連接、聯(lián)軸器連接。皮帶連接可能存在能量損失,但連接可靠安全;花鍵萬(wàn)向節(jié)連接不會(huì)有動(dòng)力損失,但可能會(huì)有徑向跳動(dòng),會(huì)對(duì)振動(dòng)器有一定損傷,且成本較高;聯(lián)軸器連接沒(méi)有什么明顯的缺點(diǎn),只是對(duì)精度要求高,當(dāng)精度發(fā)生變化時(shí),會(huì)造成快速磨損。

        3 分析與結(jié)論

        綜上所述,國(guó)內(nèi)香蕉篩的主要發(fā)展方向就是要改變固有的設(shè)計(jì)理念,選擇合理的材料,并進(jìn)行充分的分析,且要不斷學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)原理和材料應(yīng)用。還要提高篩分機(jī)械各零部件的加工和裝配質(zhì)量,有專(zhuān)用的標(biāo)準(zhǔn)和制造工藝的不斷提高,提高篩分機(jī)械的可靠性和使用壽命才能不斷進(jìn)步,進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)水平,跨入國(guó)際知名品牌香蕉篩行列,并能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中爭(zhēng)得一席之地。在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),香蕉篩不僅是速度和數(shù)量的較量,更是科學(xué)技術(shù)、質(zhì)量和效率的較量。

        [1]賀孝梅,陳功,劉初升.基于有限元法的新型香蕉篩結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化[J].礦山機(jī)械,2010(09).

        [2]趙環(huán)帥,侯磊.國(guó)內(nèi)外香蕉篩的研究現(xiàn)狀及今后我國(guó)重點(diǎn)研究方向[J].礦山機(jī)械,2010(05).

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