章利偉

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國的傳統(tǒng)加工業(yè)也得到了一定的重視，很多企業(yè)和用戶對傳統(tǒng)加工業(yè)的機器選型等也越來越重視，對其性能的要求也越來越高，尤其是在新興的土壤修復(fù)行業(yè)中，企業(yè)在土壤預(yù)處理中對振動篩性能的穩(wěn)定和可靠性也有了更新的要求，由此就促進了生產(chǎn)廠家對振動篩抗疲勞性和可靠性的研究和發(fā)生，其目的主要是能延長機器的使用壽命以及加強振動篩的機械效率。因此，本文主要針對大型直線振動篩的疲勞壽命及可靠性進行評價和分析。

關(guān)鍵詞：土壤修復(fù)；預(yù)處理；大型直線振動篩；疲勞壽命；可靠性

目前，我國的經(jīng)濟實力和技術(shù)水平都在國際上有了一定的地位，但是相比于發(fā)達國家來說，我國目前在研究和分析直線振動篩的抗疲勞性、使用壽命、可靠性以及機械效率上還有所欠缺，甚至相關(guān)的研究課題少之又少，絕大多數(shù)專家學(xué)者更注重直線振動篩的強度問題。因此，為了能夠禰補相關(guān)研究上的空缺，本文主要大型直線振動篩為研究對象，分析其工作原理，并采用相關(guān)的方法對其抗疲勞性、使用壽命、可靠性以及機械效率進行動態(tài)分析，從而為延長機器的使用壽命以及加強振動篩的機械效率提供相關(guān)的理論依據(jù)和參考意見。

一、直線振動篩的工作原理

（一）直線振動篩

振動篩的類型主要是通過其運動軌跡不同而劃分，主要分為直線振動篩和圓運動振動篩。其中，直線振動篩的主要振動來源于振動電機，當(dāng)機器在運轉(zhuǎn)時，篩網(wǎng)上的物料通過電機的振動而被拋起，并在篩面上做直線運動，從而使小于篩孔面積的物料從排礦口排出，進入下一工段，大于篩網(wǎng)面積的物料返回破碎工段繼續(xù)加工。另外，振動篩的特點主要有低能耗、結(jié)構(gòu)簡單、易維修等優(yōu)勢，但其缺點主要是磨損大。

（二）工作原理

直線振動篩也被稱為雙軸慣性振動篩，是慣性振動篩中的一種類型，主要采用雙激振器驅(qū)動，因此直線振動篩具有較高的生產(chǎn)效率和篩分效率。其工作原理主要為：當(dāng)直線振動篩的電動機通過三角皮帶帶動振動篩的主軸進行旋轉(zhuǎn)時，齒輪在動軸上進行轉(zhuǎn)動，且兩軸的回轉(zhuǎn)速度相同，方向相反，因此產(chǎn)生離心慣性力，從而做直線慣性運動，且物料通過振動篩的斜面被排出。[1]

二、振動篩的疲勞壽命以及可靠性的評價

由于直線振動篩在工作的過程中，強度較大、頻率較高，處于連續(xù)工作狀態(tài)，因此容易產(chǎn)生疲勞裂紋以及斷痕，導(dǎo)致振動篩被破壞，另外，除了產(chǎn)生疲勞裂紋以及斷痕以外，振動篩的工作環(huán)境、物料的硬度、振動篩的制造材料、篩體的結(jié)構(gòu)等都是導(dǎo)致振動篩的壽命減短，可靠性降低的主要原因。

（一）疲勞壽命以及疲勞可靠性的基本概念

當(dāng)機器設(shè)備的材料、零件以及某些構(gòu)件在長期的工作下以及交變載荷持續(xù)作用下，會導(dǎo)致機器的這些構(gòu)件產(chǎn)生損傷，其損傷時永久性且不可逆的，也就意味著當(dāng)材料的強度極限低于材料彈性極限時，機器就會被破壞，產(chǎn)生裂痕。疲勞可靠性是指機器的零部件在相關(guān)條件和相關(guān)時間內(nèi)，完成相應(yīng)的工作而不會產(chǎn)生疲勞失效的概率。

（二）直線振動篩的疲勞壽命分析

對直線振動篩的疲勞壽命進行分析不僅可以更佳科學(xué)的設(shè)計和改善直線振動篩的設(shè)計原理，還能有效的加強直線振動篩的篩分效率和工作效率，使其達到最大的經(jīng)濟效益。因此，為了能夠更好的對直線振動篩的疲勞壽命進行分析，應(yīng)當(dāng)對其的幾何特性、載荷譜以及材料的疲勞屬性進行分析評價。其中，直線振動篩的幾何特征：可以采用建模法，對其應(yīng)力進行分析，通過利用3D建模的方法，建立相關(guān)的幾何模型，從而分析其幾何特性。載荷譜：通過采用動力學(xué)軟件以及仿真軟件分析直線振動篩的載荷數(shù)據(jù)，通過相關(guān)的計算研究和分析直線振動篩的應(yīng)力以及應(yīng)變信息，從而對振動篩薄弱部分進行改進和完善，大大提高振動篩的抗疲勞性。材料的疲勞屬性：通過查閱大量的相關(guān)書籍和數(shù)據(jù)庫，分析材料的信息，對材料的疲勞屬性進行研究，從而改進振動篩元件的選材，加強振動篩的抗疲勞性。

（三）直線振動篩的可靠性評價

對直線振動篩的可靠性評價的時候，主要分析振動篩的可靠度、可靠壽命、失效概率等。其中，可靠度是指在相應(yīng)的條件和時間下，振動篩到達規(guī)定效率的概率。可靠壽命是指振動篩在到達相應(yīng)的效率的情況下，其所占用的時間，如果在規(guī)定時間內(nèi)則證明其可靠壽命良好。失效概率也就是常說的不可靠度，也就意味著在相應(yīng)的條件和時間下，振動篩沒有到達規(guī)定效率的概率。

（四）振動篩的疲勞壽命以及可靠性的分析方法

在分析振動篩的疲勞壽命的過程中，主要采用的方法為多軸疲勞分析的臨界平面法，該方法主要根據(jù)材料的疲勞破壞度，將其分為三種準(zhǔn)則，其中包括應(yīng)力、應(yīng)變以及能量準(zhǔn)則，根據(jù)以上準(zhǔn)則，分析振動篩的疲勞裂紋的程度，從而對振動篩的壽命進行估算，并給出相應(yīng)的疲勞壽命。在分析振動篩的可靠性過程中，主要采用的方法為模型建立，其最常見的模型為應(yīng)力與強度的干涉模型，其原理主要是根據(jù)全新的材料和零部件在投入生產(chǎn)使用的過程中，隨著強度的降低，其應(yīng)力與強度的干涉面積就會振動，與之呈反比。

（五）直線振動篩疲勞壽命以及可靠性的改進

為了能夠加強直線振動篩疲勞壽命以及提高其工作的可靠性，在對直線振動篩疲勞壽命以及可靠性的改進的過程中，可以通過改變振動篩構(gòu)件的材質(zhì)，換成強度、硬度更高的材料，定期對振動篩進行檢修，及時修補振動篩裂痕，加強振動篩的內(nèi)應(yīng)力，做好機器的防腐蝕措施，并且在設(shè)計振動篩的過程中，要完善振動篩的設(shè)計圖紙，對其質(zhì)量要嚴(yán)格把關(guān)，工作結(jié)束以后，及時清理篩面上的雜物，防止機器被破壞。[2]

綜上所述，大型直線振動篩疲勞壽命以及可靠性主要與其材料彈性、最大應(yīng)力、使用頻率等有關(guān)。為了能夠使大型直線振動篩的疲勞壽命以及可靠性得到提高，就要對其進行相關(guān)的技術(shù)分析和改進，通過分析與評價不僅可以更佳科學(xué)的設(shè)計和改善直線振動篩的設(shè)計原理，還能有效的加強直線振動篩的篩分效率和工作效率，使其達到最大的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]張則榮，樊智敏，王永巖.大型直線振動篩的疲勞壽命及可靠性分析[J].煤炭學(xué)報，2014，39（S1）：257-261.

[2]付新華.大型直線振動篩的疲勞及可靠性分析[D].青島科技大學(xué)，2011.