楊秀秀

(1.中煤科工集團唐山研究院有限公司，河北 唐山063012；2.天地(唐山)礦業(yè)科技有限公司，河北 唐山063012； 3.河北省煤炭洗選工程技術(shù)研究中心，河北 唐山063012)

隨著選煤廠不斷向大型化發(fā)展[1-3]，大型振動篩成為提高煤炭清潔高效利用水平的關(guān)鍵篩分設(shè)備，在選煤廠得到廣泛應(yīng)用。針對國產(chǎn)大型振動篩早期失效、可靠性差的問題，以往在振動原理、篩分理論和結(jié)構(gòu)組成方面做了大量研究[4-6]，而關(guān)于制造工藝方面的研究較少。對比進口原裝設(shè)備和國產(chǎn)設(shè)備的可靠性發(fā)現(xiàn)，制造過程對產(chǎn)品質(zhì)量具有重要作用，大型振動篩也不例外。事實證明，單純從產(chǎn)品設(shè)計方面考慮，并不能完全解決大型振動篩的可靠性問題。一般認為可靠性較高的產(chǎn)品，設(shè)計作用占七成，制造作用僅占三成；對于大型振動篩而言，制造作用至少占五成。我國采用日本“神戶制鋼”技術(shù)制造的大型振動篩可靠性僅為原裝產(chǎn)品的20%，這很好地說明了這個問題[7]。因此，通過完善大型振動篩的制造工藝來提高設(shè)備可靠性很有必要。

1 大型振動篩的結(jié)構(gòu)

常見的大型振動篩(一般指篩面面積不小于20 m2的振動篩)包括直線篩、香蕉篩、高頻篩、圓振動篩等，這些振動篩一般主要由篩箱、篩面、振動器、傳動裝置、隔振裝置等組成。在振動器激振作用下，篩箱和篩面產(chǎn)生圓形、橢圓形或直線振動，使物料松散并在篩面作拋起、下落等規(guī)律性運動，從而實現(xiàn)物料的分級、脫水、脫介等目的。大型振動篩結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 零部件加工

2.1 側(cè)板的加工

側(cè)板面積較大，形狀不規(guī)則，根據(jù)振動受力要求，主側(cè)板不允許拼接，而要采用整張鋼板下料。采用傳統(tǒng)火焰切割機下料時，鋼板因受熱而變形，進而影響側(cè)板的形位公差和尺寸公差，并因切口粗糙度大而影響外觀。采用數(shù)控等離子切割機整板下料就能避免這個問題，且下料前可以通過整形措施調(diào)平鋼板，能夠防止鋼板存在較多缺陷，下料效果較好。

1—側(cè)板 ； 2—橫梁；3—驅(qū)動梁；4—加強梁；5—激振器

為了保證側(cè)板的對稱性，可以將側(cè)板、與側(cè)板連接的加強板和加強角鋼疊放對齊后點焊。傳統(tǒng)工藝采用人工劃出所有孔，由于存在人為因素的影響，劃線精度難以保證。而采用平面數(shù)控鉆可以實現(xiàn)一次裝夾，同時鉆出各件的所有孔，工作效率和操作精度大大提高。針對采用夾板式激振器的側(cè)板，還需要通過鏜床加工出軸承座的安裝孔，再將側(cè)板拆解，打磨焊點。

2.2 橫梁的加工

篩梁是連接在兩側(cè)板之間的部件，數(shù)量較多，通常大型振動篩的篩梁長度在3.60 m以上。一般大型振動篩的篩梁包括驅(qū)動梁、橫梁和加強梁等，其中驅(qū)動梁是承載箱式激振器的主體，焊接制作相對復(fù)雜；橫梁和加強梁具有連接、承載篩板的作用，是比較容易發(fā)生斷裂和損壞等故障的關(guān)鍵部件，其制造質(zhì)量直接影響振動篩的使用壽命[8]。要提高大型振動篩的可靠性，無論是焊接方面還是機加工方面，都要保證篩梁質(zhì)量，包括形位公差和尺寸公差，且焊后要做探傷檢測[9]。

下面以目前大型振動篩橫梁中最常見的方梁(圖2)為例，說明橫梁加工中需要注意的問題。方梁鋼管采用方管鋸床下料，兩端的焊接法蘭采用數(shù)控等離子切割機下料，并用數(shù)控鉆床鉆孔。采用專用焊接夾具固定法蘭和方管后，通過CO2氣體保護焊一次性焊接成型，然后清渣并進行去應(yīng)力退火，消除焊接應(yīng)力[10]。為了提高方梁的加工精度，采用相同基準一次性裝卡，并用對頭鏜床同時加工兩端面和兩端面上的孔。值得注意的是，在校核基準時應(yīng)以方梁方管的中心為基準，而不是以任何一個端面法蘭為基準，此時方梁的形位公差能得到較好地保證。另外，由于橫梁位于篩面下側(cè)，使用壽命受腐蝕、磨損影響較大，故裝配前需要噴涂聚脲涂料進行防腐耐磨處理，裝配后需要給篩面下側(cè)連接側(cè)板部位二次噴涂聚脲涂料，這樣可以有效提高方梁的使用壽命，進而提高振動篩的可靠性。

1—方管；2—法蘭

2.3 激振器的加工

根據(jù)激振方式的不同，大型振動篩的激振器分為箱式激振器和夾板式激振器。目前，采用箱式激振器的大型振動篩居多。

(1)箱式激振器。箱式激振器的主要部件為箱體和齒輪，國內(nèi)箱體鑄造水平參差不齊，有些鑄造廠采用樹酯砂鑄造成型工藝，能夠造出符合要求的精鑄箱體，且鑄件加工量明顯減小，外觀質(zhì)量顯著提高。箱體采用臥式鏜銑加工中心進行一體化加工，可以實現(xiàn)一次裝夾全部加工成型，且能夠保證加工精度。如果沒有此類設(shè)備，可以采用坐標鏜床輔以劃線方式來加工，這樣基本可以保證箱體的加工質(zhì)量。在加工齒輪時要注意齒部的高頻淬火對內(nèi)孔公差的影響，必要時可以采用磨削工藝處理，以保證加工精度。

(2)夾板式激振器。夾板式激振器的主要部件包括軸承座、軸和偏心塊等，一般根據(jù)過渡配合確定軸承座的內(nèi)孔公差范圍，超差容易引起軸承溫度偏高或軸承“耍圈”等故障，進而影響振動篩的可靠性。如果出現(xiàn)超差問題，可以采用刷鍍和磨削等措施進行補救。通常對偏心塊的外形要求不高，可以采用插床加工；對于其內(nèi)孔鍵槽，可以通過線切割來提高加工質(zhì)量；加工順序是先鍵槽后外形，加工外形時以鍵槽作為基準，可以提高偏心塊的最終質(zhì)量。

3 篩箱裝配

3.1 傳統(tǒng)整機裝配

整機裝配就是將加工合格的零部件和采購的合格標準件組裝起來的過程[11]。研究發(fā)現(xiàn)：即使在所有零部件都合格的情況下，裝配過程的差異對整機的可靠性影響也非常大，如果裝配不當，則易使設(shè)備出現(xiàn)擺動、噪聲、溫度異常等現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)螺栓被剪切損壞的現(xiàn)象。

采用傳統(tǒng)裝配工藝裝配篩體時，先將側(cè)板與內(nèi)外加強板、加強角鋼裝配在一起，裝配前需要通過打磨去除毛刺，決不允許各接觸面之間存在雜物。具體做法是：先將一側(cè)的側(cè)板水平放置，垂直組裝橫梁、加強梁和出入料梁，再與另一側(cè)的側(cè)板、支撐頭等組裝，從而形成篩箱框架。組裝橫梁時要檢測任意兩個橫梁之間的對角線，如果差值過大，則需要及時調(diào)整各橫梁順序。另外，螺栓不要緊固，待后期緊固。

將篩箱平放在振動平臺上，采用同等高度的四個支座支撐安裝有支撐頭的橫梁兩端，使兩個側(cè)板自然下垂，且下沿在同一水平面上。以側(cè)板加工后的螺栓孔為基準，測量篩箱的對角線尺寸，并將誤差控制在2 mm以內(nèi)，調(diào)整合格后緊固螺栓。在緊固螺栓的過程中，必須從篩箱中間向兩頭操作，在兩側(cè)側(cè)板中部的螺栓緊固完后再緊固側(cè)板兩頭的螺栓，以避免造成累計誤差[11]。

接下來需要鋪裝篩板，并用壓篩木將篩面壓緊。激振器可與篩箱并行裝配，在裝配夾板式激振器時，軸承外圈與內(nèi)套要按照標記配對使用，同時軸承壓蓋與軸承的軸向間隙要符合要求。安裝偏心塊之前要對其分別稱重，再根據(jù)質(zhì)量情況配對使用，確保兩側(cè)激振力一致。在組裝好激振器后，采用水平儀找平基礎(chǔ)，再將剛度一致的支撐彈簧安裝在對稱位置，以保證上下支座與彈簧接觸面平行。最后，將驅(qū)動電機等部件與篩體連接起來，此時就完成了整機裝配。

3.2 專用工裝裝配

除傳統(tǒng)裝配方式外，振動篩組裝專用工裝也得到了應(yīng)用，其能提高裝配效率和裝配精度。具體步驟為：通過螺栓將側(cè)板固定在專用工裝上，按照順序組裝側(cè)板與中間篩梁，在連接側(cè)板和篩梁的過程中，采用一定數(shù)量的鉸制孔螺栓進行限位，這樣不但可以保證各個部件之間的位置度，而且后期不需要調(diào)整，最重要的是能夠保證整個篩框位置度和對角線誤差在要求的范圍內(nèi)。在篩框組裝完成后需要進行試運轉(zhuǎn)，并對振幅、噪聲、溫升等指標進行監(jiān)測，在各個指標合格后方能投入使用[12]。

4 結(jié)語

提高大型振動篩的可靠性是廣大振動篩研究者的共同目標，這要從設(shè)計、制造、使用、維護等方面進行系統(tǒng)、深入地研究，尤其是以往研究較少的制造工藝因素，對大型振動篩的可靠性影響不可忽視。先進的制造工藝是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，提高經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)保證，只有提高制造工藝水平，才能使國產(chǎn)大型振動篩更好地適應(yīng)國內(nèi)外的激烈競爭，并擁有良好的市場口碑。