王冰　宋陽

摘 要：隨著國(guó)家基本建設(shè)投資規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，振動(dòng)篩在我國(guó)冶金、礦山、建材、水利、公路建設(shè)中都得到了普遍應(yīng)用。近年來在煤炭、電力、交通、石化等行業(yè)新建項(xiàng)目和更新改造項(xiàng)目中不斷增加，拉動(dòng)了整個(gè)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。振動(dòng)篩制造設(shè)備的市場(chǎng)需求呈現(xiàn)迅速增長(zhǎng)趨勢(shì)并向高品質(zhì)振動(dòng)篩的研發(fā)制造邁進(jìn)。振動(dòng)篩的工作原理就是通過篩板的振動(dòng)帶動(dòng)堆積在篩板上的物質(zhì)進(jìn)行振動(dòng)形成物質(zhì)松散的狀態(tài)，增加物質(zhì)之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的目的。當(dāng)實(shí)現(xiàn)這一過程后，配合其他設(shè)備就可以完成一定生產(chǎn)目的，如振動(dòng)干燥機(jī)，其工作原理就是通過振動(dòng)篩的振動(dòng)使物質(zhì)發(fā)生分離，再由干燥機(jī)實(shí)現(xiàn)干燥。這些簡(jiǎn)單實(shí)用的裝置都是建立在振動(dòng)篩的基礎(chǔ)上，因此對(duì)振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)就有顯得很有必要。本文所設(shè)計(jì)的振動(dòng)篩旨在簡(jiǎn)單易用，為自行制造振動(dòng)篩的個(gè)人用戶提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：振動(dòng)；篩板；分離

1 引言

在冶金、煤炭、建材、電力、化工和食品加工等許多工業(yè)部門，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。

2 振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

篩面的寬度和長(zhǎng)度是篩分機(jī)很重要的一個(gè)工藝參數(shù)。一般說來，篩面的寬度決定著篩分機(jī)的處理能力，篩面的長(zhǎng)度決定著篩分機(jī)的篩分效率，因此，正確選擇篩面的寬度和長(zhǎng)度，對(duì)提高篩分機(jī)的生產(chǎn)能力和篩分效率是很重要的。

篩面的寬度不僅受篩分機(jī)處理能力的影響，還受篩分機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響。寬度越大，必然加大了篩分機(jī)的規(guī)格，篩分機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上需要解決的問題越多也越難，所以篩面的寬度不能任意增加。目前我國(guó)振動(dòng)篩的最大寬度為3.6m；共振篩的最大寬度為4m。

篩面的長(zhǎng)度影響被篩物料在篩面上的停留時(shí)間。篩分試驗(yàn)表明，篩分時(shí)間稍有增加，就有許多小于篩孔的顆粒，大量穿越篩孔面透篩，所以篩分效率增加很快。試驗(yàn)結(jié)果表明，篩面越長(zhǎng)，物料在篩面上停留的時(shí)間越久，所得的篩分效率越高。

但是隨著篩分時(shí)間的增長(zhǎng)，篩面上的易篩顆粒越來越少，留下的大部分是“難篩顆粒”，即物料的粒度尺寸接近篩孔尺寸的這些顆粒。這些難篩顆粒的透篩，需要較長(zhǎng)的時(shí)間，篩分效率的增加越來越慢。所以，篩面長(zhǎng)度只在一定范圍內(nèi)，對(duì)提高篩分效率起作用，不能過度加長(zhǎng)篩面長(zhǎng)度，不然會(huì)致使篩分機(jī)結(jié)構(gòu)笨重，達(dá)不到預(yù)期的效果。

一般來說，篩面長(zhǎng)度和寬度的比值為2～3。對(duì)于粗粒級(jí)物料的篩分，篩面長(zhǎng)度為3.5m～4m；對(duì)于中細(xì)粒級(jí)物料的篩分，篩面長(zhǎng)度為5m～6m；對(duì)于物料的脫水和脫介篩分，篩面長(zhǎng)度為6～m7m；預(yù)先篩分的篩面可短些，最終篩分的篩面應(yīng)長(zhǎng)些。

各國(guó)篩分機(jī)的寬度和長(zhǎng)度尺寸系列，多數(shù)采用等差級(jí)數(shù)。它特點(diǎn)是：使用比較方便，尾數(shù)比較整齊。但是由于等差級(jí)數(shù)的相對(duì)差不均衡，隨著數(shù)列的增長(zhǎng)，相對(duì)差就會(huì)急劇下降，因此，在有的篩分機(jī)系列中，只能采用兩種級(jí)數(shù)公差。

3 淺議振動(dòng)篩板的設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中所測(cè)得的被干燥物料聚丙烯的參數(shù)： 密度：ρ=910kg/m3；聚丙烯顆粒松密度：ρ=534kg/m3比熱容：Cp=2.10kJ/kg·℃熱導(dǎo)率：k=0.15Jm kg·℃規(guī)格：Φ3.5顆粒干燥前含水：0.2%（w%）要求干燥前含水：≤0.02%（w%）。

其中振動(dòng)篩板的一些數(shù)據(jù)參數(shù)：

篩板由4個(gè)M10的螺栓與振動(dòng)支架相連接，可以滿足螺栓連接時(shí)的強(qiáng)度要求。篩板的上邊界面為水平，下部篩板的傾斜角度為10°，當(dāng)篩板內(nèi)部需要清洗時(shí)刻把篩板邊緣連接處的螺栓打開，對(duì)其進(jìn)行清洗和更換，這樣便可實(shí)現(xiàn)機(jī)器的可維護(hù)性和零件的可更換性。在整個(gè)干燥機(jī)中，由于機(jī)器不停地連續(xù)工作，振動(dòng)較強(qiáng)會(huì)對(duì)篩板造成極大的損害，故此振動(dòng)篩板應(yīng)該經(jīng)常清洗維護(hù)。

4 淺議法蘭設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

法蘭在該設(shè)備中主要起到固定篩板的作用，故對(duì)其結(jié)構(gòu)和加工方面沒有過高的要求，本法蘭采用螺栓和筒體相連接，滿足了可拆卸性和易更換性。

4.1 法蘭工作原理

法蘭連接結(jié)構(gòu)是機(jī)械設(shè)備中的重要部件，是一種可以拆卸的密封結(jié)構(gòu)，包括螺栓、法蘭、墊片以及被連接的兩部分殼體（如圖所示形成螺栓-法蘭-墊片的連接系統(tǒng)）。它具有較好的密封性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，能夠承受較高的壓力，而且機(jī)械強(qiáng)度較高，可以多次拆裝，在機(jī)械工程上廣泛地被應(yīng)用。

4.2 法蘭的密封面形式

對(duì)于法蘭的選擇一般都用標(biāo)準(zhǔn)件，這樣可以降低成本，工程上常采用的法蘭結(jié)構(gòu)形式為：平焊法蘭及對(duì)焊法蘭；但是不管選用哪種法蘭都要注意其密封形式的選擇，以便滿足工作要求。法蘭主要的3種密封形式，其特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)根據(jù)具體情況選擇如下：

4.2.1 平行面密封面

由于密封面中間有高于兩肩的特點(diǎn)，這樣的特征簡(jiǎn)單而且有利于加工，對(duì)后續(xù)的處理，如防腐等都有很好的效果，但當(dāng)與螺栓配合旋緊后會(huì)出現(xiàn)輔助材質(zhì)，如墊圈等向外擴(kuò)張，使密封效果減弱，對(duì)氣體、液體的密封性不好。適用于要求不高的密封場(chǎng)合。

4.2.2 凹凸型密封面

凹凸面配合可以彌補(bǔ)凸面壓緊時(shí)所產(chǎn)生的密封不嚴(yán)等情況，而且在凹凸面配合中，墊圈在受壓時(shí)會(huì)受到外沿的阻擋而不能移動(dòng)，墊圈不會(huì)擠出來，這種密封面面的密封性能優(yōu)于平面密封面，一般用于中壓、低毒的場(chǎng)合。

4.2.3 榫槽型密封面

榫槽型密封面的密封效果較好，這是因?yàn)殚?、槽面配合時(shí)，其接觸面會(huì)逐漸收縮，使密閉空間收縮變小，從而實(shí)現(xiàn)密封。其形成的密封面采用的墊圈其由金屬進(jìn)行包裹，或者墊圈被金屬纏繞，墊圈寬度一般為12mm～25mm。由于其具有良好的密封性，對(duì)氣體、液體的密封效果都很好，所以用于對(duì)密封要求較嚴(yán)格的場(chǎng)合。其注意事項(xiàng)就是此種形式密封容易破壞凸面，不利于運(yùn)輸和裝拆。

5 淺議振動(dòng)支架的設(shè)計(jì)內(nèi)容

在振動(dòng)干燥機(jī)中振動(dòng)支架用來支承振動(dòng)篩板，并且經(jīng)過振動(dòng)支架傳遞振動(dòng)電機(jī)所傳遞的，振動(dòng)頻率使振動(dòng)篩板振動(dòng)工作。振動(dòng)支架要有足夠的強(qiáng)度和剛度。機(jī)構(gòu)要合理，振動(dòng)篩板的尺寸為1899mm×500mm，振動(dòng)支架也要配套設(shè)計(jì)，振動(dòng)支架和振動(dòng)篩板的連接采用彈簧支承部件和4個(gè)M12的帶彈性墊圈的螺栓連接。

6 對(duì)于振動(dòng)支架上軸承的選擇

本干燥機(jī)所用軸承選用型號(hào)為2007110的圓錐滾子軸承，安裝方式選用雙列安裝法，潤(rùn)滑方式采用脂潤(rùn)滑。

7 彈簧類型的設(shè)計(jì)選擇

（1）螺旋彈簧中應(yīng)用最為廣泛的是截面圓柱形壓縮彈簧、圓截面圓柱形拉伸彈簧和圓截面圓柱形扭轉(zhuǎn)彈簧3種。彈簧的制作有冷卷和熱卷兩種，根據(jù)具體情況技能型選擇。根據(jù)設(shè)備的重量、所受的應(yīng)力等工藝要求，本次用于緩沖減震振動(dòng)篩板的減振彈簧，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)表7-1-1GB1239.6—92，選用熱卷壓縮彈簧RY1型彈簧。（2） 彈簧尺寸的確定。根據(jù)設(shè)備的外形尺寸，由GB1358—93確定減振彈簧上側(cè)的彈簧。

8 螺栓墊片的設(shè)計(jì)選擇

墊圈按用途分為：一般襯墊用的，防止松動(dòng)用的和特殊用途的。由于振動(dòng)干燥機(jī)振動(dòng)很強(qiáng)，故選用彈性墊圈防止松動(dòng)。

9 結(jié)語

振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)雖煩瑣，但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)構(gòu)運(yùn)行容易操作，部件選擇標(biāo)準(zhǔn)化，因此成本較低，在組裝使用過程中試用場(chǎng)合較廣泛。同時(shí)該設(shè)備技術(shù)含量并不高，易于學(xué)習(xí)掌握，適合中小企業(yè)及個(gè)人生產(chǎn)使用。但在實(shí)際生產(chǎn)中，由于具體場(chǎng)合對(duì)物料用量的需要不同，其參數(shù)會(huì)明顯變化，這就要根據(jù)實(shí)際自行調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)以適應(yīng)生產(chǎn)場(chǎng)合，同時(shí)還要考慮設(shè)備的潤(rùn)滑與保養(yǎng)。

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