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        振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)參數(shù)性能及影響因素分析

        2018-03-03 02:34:00
        四川水泥 2018年2期
        關(guān)鍵詞:篩面篩孔篩網(wǎng)

        (山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)學(xué)院, 太原 030031)

        在攪拌設(shè)備中,振動(dòng)篩分裝置是保障混合料級(jí)配的重要設(shè)備之一[1],也是間歇式與連續(xù)式拌和工藝的重要區(qū)分標(biāo)志。通過(guò)對(duì)熱混合料進(jìn)行篩分和分級(jí),可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同規(guī)格材料的精確計(jì)量,從而達(dá)到準(zhǔn)確控制礦料級(jí)配的目的,這也是間歇式拌和設(shè)備使用性能優(yōu)越的重要原因。但是,在工程實(shí)踐中,盡管采用了間歇式攪拌設(shè)備進(jìn)行混合料生產(chǎn),但是混合料中的礦料級(jí)配變化仍然很大,在某些情況下其變化程度甚至大于連續(xù)式攪拌設(shè)備,造成混合料發(fā)生變異,產(chǎn)生嚴(yán)重的材料離析,影響路面的耐性。因此,研究振動(dòng)篩分裝置的影響因素、提升篩分效果是當(dāng)前設(shè)計(jì)和使用人員的首要任務(wù)。

        本文結(jié)合振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)其使用性能指標(biāo)、使用參數(shù)及其影響因素進(jìn)行分析,為篩分設(shè)備的選型、安裝和調(diào)試提供理論依據(jù)。

        1 振動(dòng)篩的使用性能指標(biāo)

        振動(dòng)篩分系統(tǒng)的功能是將烘干加熱的集料重新分離成幾種不同尺寸范圍的規(guī)格料。篩分系統(tǒng)的主要使用性能指標(biāo)為篩分能力、篩分效率、混合率和自結(jié)能力。

        1.1 篩分效率

        篩分效率是表征篩分裝置對(duì)某一尺寸范圍的材料篩出物料的能力,其大小為篩下物重量與材料中含有可篩下物的總量的百分比值。篩分效率可用公式(1)進(jìn)行計(jì)算,一般要求設(shè)備的篩分效率≥80%。材料的篩分效率主要取決于篩分物料的外觀尺寸、含水率,篩分時(shí)間和振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)參數(shù)和振動(dòng)參數(shù)。

        式中:h—篩分效率;

        m—篩下物重量;

        m0—材料中含有可篩下物的總量。

        1.2 生產(chǎn)率

        振動(dòng)篩生產(chǎn)率[2]是指在規(guī)定的篩分效率下,單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)振動(dòng)篩篩孔的材料質(zhì)量。物料在一定的角度和長(zhǎng)度的振動(dòng)篩上進(jìn)行連續(xù)的篩分作業(yè),有效的篩分時(shí)間僅有幾秒鐘。通過(guò)篩網(wǎng)的材料多少(即小時(shí)供料量)將決定了篩上料層的厚度,直接影響了篩分效率。因此要求在規(guī)定條件下(篩分效率>80%)振動(dòng)篩的生產(chǎn)率≥設(shè)備額定產(chǎn)量。

        1.3 混倉(cāng)率

        混倉(cāng)率是指通過(guò)對(duì)某種材料進(jìn)行振動(dòng)篩分和分級(jí)后,在某一尺寸規(guī)格的料中混入其他尺寸規(guī)格的材料所占的重量百分比?;靷}(cāng)率的產(chǎn)生,會(huì)改變材料的級(jí)配,影響材料的最佳級(jí)配和油石比,最后導(dǎo)致瀝青混合料離析,性能下降,一般要求混倉(cāng)率限定在10%以內(nèi)。在熱料倉(cāng)中,應(yīng)嚴(yán)格控制細(xì)材料的混入,因?yàn)樾∮?.36mm的材料具有極大的表面積系數(shù),其它對(duì)級(jí)配和施工特性的影響也很大。

        1.4 自潔能力

        自潔能力是指振動(dòng)篩自我清潔、預(yù)防填篩的能力。影響振動(dòng)篩自潔能力的一個(gè)主要因素是在生產(chǎn)過(guò)程中與篩孔尺寸相近的物料顆粒堵塞篩孔問(wèn)題。篩孔一旦發(fā)生堵塞[2],就會(huì)減小振動(dòng)篩的有效篩分面積,導(dǎo)致振動(dòng)篩的篩分效率下降。當(dāng)堵篩率發(fā)生變化時(shí),會(huì)使篩下材料粒徑分布發(fā)生變化影響級(jí)配穩(wěn)定性。

        2 振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)參數(shù)

        攪拌設(shè)備振動(dòng)篩[3]由箱體、箱座、激振裝置、支承彈簧、電動(dòng)機(jī)和篩網(wǎng)等組成。其中,激振器采用單根或兩根偏心主軸,在主軸兩端分別裝有偏心輪。振動(dòng)篩以設(shè)定的頻率和振幅對(duì)物料進(jìn)行連續(xù)篩分。通常篩網(wǎng)以一定角度的傾斜安裝,保證物料的流動(dòng)性。由于物料經(jīng)過(guò)振動(dòng)篩的時(shí)間十分短暫只有幾秒鐘,因此如何提高篩分效率、保持穩(wěn)定的混合料級(jí)配十分重要。

        2.1 篩面長(zhǎng)度與寬度

        篩網(wǎng)與料流垂直方向的尺寸稱(chēng)為篩面寬度,與料流平行方向的尺寸稱(chēng)為篩面長(zhǎng),它們是振動(dòng)篩的兩個(gè)重要結(jié)構(gòu)參數(shù)。根據(jù)振動(dòng)篩分的結(jié)構(gòu)原理,振動(dòng)篩長(zhǎng)度決定了篩分時(shí)間,影響篩分效率,振動(dòng)篩寬度了決定篩分流量,影響篩分能力。在其它條件相同的情況下,篩面愈寬,允許的材料流量愈大,篩分能力愈高;篩面愈長(zhǎng),允許的材料篩分的時(shí)間愈多,篩分效率愈高。兩者的關(guān)系可用公式(2)表示。利用matlab可以給出h-l曲線圖見(jiàn)圖1。

        式中:h——篩分效率;

        k——與物料性質(zhì)及振動(dòng)參數(shù)有關(guān)的系數(shù);

        l——篩面長(zhǎng)度。

        由圖1曲線可見(jiàn),篩分的效率h隨振動(dòng)篩長(zhǎng)度l增長(zhǎng)而增大,趨勢(shì)按指數(shù)曲線變化。最初增長(zhǎng)較快幾乎成線性變化,然后增長(zhǎng)變慢。其主要原因是物料中容易被篩析的顆粒被大量分離,裹敷在大顆粒上的物料會(huì)在篩分一段時(shí)間被慢慢的分離。有些顆粒由于接近篩網(wǎng)尺寸,即使再增加篩網(wǎng)長(zhǎng)度也很難分離。此時(shí)曲線變的平緩。因此篩網(wǎng)長(zhǎng)度有最佳范圍,一般長(zhǎng)寬比為1:2~1:3。

        2.2 篩面傾角

        篩面傾角[2]是指振動(dòng)篩的篩面與水平方向間的角度。篩面傾角影響篩分效果,當(dāng)傾角增大時(shí),物料在篩面上的流動(dòng)速度變大,篩分的有效時(shí)間縮短,減小了透篩機(jī)率。運(yùn)動(dòng)速度增大,篩分能力和自潔能力都增強(qiáng),但是篩分效率降低、混倉(cāng)率增大。為了使振動(dòng)篩具有較高的綜合性能,一般概率篩的篩面傾角30°~60°,其它振動(dòng)篩篩面傾角10°~20°。

        2.3 篩孔尺寸與有效篩分面積

        篩孔尺寸與有效篩分面積直接影響物料的篩分效果。實(shí)踐證明[4],當(dāng)物料粒徑比篩孔尺寸的比值小于0.7時(shí),透篩概率大;當(dāng)粒徑與篩孔尺寸接近時(shí),篩分困難。除此之外篩孔面積占總篩面的面積比對(duì)篩分效率影響很大,當(dāng)篩絲直徑較粗時(shí)會(huì)減小有效篩分面積,降低篩分效率。

        3 結(jié)語(yǔ)

        在振動(dòng)設(shè)備的選擇和調(diào)試工作中,振動(dòng)篩的選型和安裝調(diào)試應(yīng)結(jié)合工程的實(shí)際情況,考慮篩分材料的類(lèi)別和含水量等影響因素,結(jié)合振動(dòng)篩性能指標(biāo)、使用性能參數(shù)及其影響因素對(duì)物料篩分效果的影響,合理配備振動(dòng)篩分設(shè)備,確保施工順利進(jìn)行。

        [1]孫道建. 廠拌熱再生瀝青混合料的研究與應(yīng)用[D]. 濟(jì)南:山東大學(xué),2012

        [2]李學(xué)武. 瀝青混合料攪拌設(shè)備振動(dòng)篩篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)的研究[D]. 西安:長(zhǎng)安大學(xué),2013

        [3]張玉雙,丁渭渭,顧秋軍. 直線振動(dòng)篩的動(dòng)力學(xué)分析, 建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理[J], 2015,7:85—88

        [4]王鐵慶, 間歇式瀝青攪拌設(shè)備振動(dòng)篩篩孔配置研究[D]. 西安:長(zhǎng)安大學(xué),2005

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