徐桂清

(中糧工程裝備（張家口）有限公司，河北 張家口 076250)

高方篩是面粉廠中主要的篩理設備，篩理的目的是對制粉過程中的中間產(chǎn)品混合物按照顆粒大小進行分級。對磨下物料及時篩出面粉并按粒度分級，降低后續(xù)設備負荷，提高產(chǎn)量，減少動耗，可極大地提高磨粉機的研磨效率。高方篩主要特點是篩理面積大，分級種類多。小麥制粉過程中的面粉質(zhì)量、出粉率等指標都與高方篩的篩理效率的高低密不可分。高方篩的整體性能、質(zhì)量穩(wěn)定性對小麥制粉有著極其重要的作用。

1 工作原理

高方篩內(nèi)置電機通過皮帶傳動帶動主軸及平衡塊轉(zhuǎn)動并使懸吊于大梁上的高方篩整體做平面圓周運動，每臺高方篩由4倉或6倉或8倉等多個篩箱組成篩體，每個篩箱內(nèi)垂直放置多層結構不同的篩格，不同配置的篩格可使被篩物料形成不同的篩理路線（篩路工藝），在篩體運動時篩格上的被篩物因篩面運動、來料不斷推動等綜合作用而產(chǎn)生相對篩面的螺旋線運動軌跡，使物料充分自動分級和接觸篩面而提高篩理效率，從而達到分級和篩理的目的。被篩物通過的篩理路線和篩面格目數(shù)不同，篩理后得到的物料質(zhì)量、細度、品種及各個品種的數(shù)量不盡相同，其出料位置及物料在制粉過程中的去向也不相同。高方篩在篩理過程中原則上要求運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，回轉(zhuǎn)直徑在設計值的范圍內(nèi)、物料間互不竄漏，達到最佳分級效果。

2 高方篩結構設計的合理性

高方篩的主要結構見圖1。

高方篩結構由篩箱、傳動機構、篩格、進料機構、吊掛大梁、吊掛裝置及篩格壓緊機構等組成。

2.1 篩箱和傳動機架的結構設計

目前市場上應用的高方篩的篩箱和傳動機架主要采用鋼板折彎形式，聯(lián)接方式以螺栓聯(lián)接為主、焊接為輔，焊接后要最大限度地消除焊接應力，杜絕焊縫開裂，提高篩箱和傳動架的使用壽命。傳動鋼架與軸承座加強板間采用鉸制孔螺栓連接 （如圖2），提高傳動機構裝配精度，傳動鋼架整體切割折彎成型，保證傳動架強度。

圖2 軸承座加強板和鉸制孔螺栓聯(lián)接

篩箱底板設置加強筋提高強度，防止篩箱與傳動架連接部位出現(xiàn)裂縫；有國外廠家推出頂板和底板整體鑄造而成，鑄鋼的綜合性能在震動運動的狀態(tài)中有一定的優(yōu)勢，因為它的屈服強度要高些，但鑄造技術工藝要求較高，鑄造工藝有一定的局限性，有最小厚度的局限、拔模斜度要求以及會產(chǎn)生許多的鑄造缺陷如氣孔、砂眼、密度不均等，這是其不能推廣的主要原因。目前隨著大型激光切割機和數(shù)控折彎機的普及應用、焊接機器手的普及、柔性工裝的應用以及優(yōu)質(zhì)鋼板質(zhì)量的穩(wěn)定，板材仍是目前高方篩制作材料的首選。

2.2 三簧夾心結構設計

高方篩的傳動軸以一定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時承受一定的交變載荷，上軸承要承受主要的軸向力，下軸承上端的三簧夾心結構能均衡上下軸承間的軸向受力，下軸承分擔上軸承一部分的軸向力可延長上軸承的使用壽命，上軸承及軸承座的損壞主要原因是承受了過大的交變載荷造成的，三簧夾心結構（如圖3）的每組彈簧均做壓力試驗，保證每組彈簧彈性系數(shù)相同，使高方篩運轉(zhuǎn)起來軸承垂直方向受力均勻。

圖3 三簧夾心結構圖

2.3 關鍵點的結構設計

為保證電機軸端和主軸軸承間良好的密封性，電機傳動輪和主軸傳動輪均采用獨特的迷宮式密封和密封圈密封的雙重保護。為方便皮帶張緊調(diào)節(jié)和電機維修，此部分設計為電機整體移位及拆裝，可從上方拆出，單人即可完成電機更換與檢修。

3 加工設備和工裝工藝制作精度保證

3.1 篩箱的焊接工藝

箱體框架由上下底板、左右側(cè)板、中隔板、盆鋼以及加強筋板以最合理的工藝方式焊接而成，它的尺寸要求精準，是篩格良好安裝的基礎，也是篩門能夠壓緊篩格的關鍵。

圖4 篩箱外形圖

每個篩體的對角線誤差要控制在2 mm之內(nèi)，每倉的尺寸長寬高對角控制在0.5 mm之內(nèi)，垂直和水平方向都通過專業(yè)的檢測儀器進行檢測使其符合圖紙技術要求。高質(zhì)量、高精度要求都是通過合適的特制的柔性工裝和機器手焊接來保證的（如圖5）。

圖5 焊接篩箱柔性工裝

3.2 傳動架加工設備的保證

傳動機架上下安裝軸承座孔位置的良好加工精度（形狀和位置公差）是實現(xiàn)上下軸承座在傳動鋼架上能夠互換的前提，同時兩軸承座端面的平行度和同心度保證高方篩運轉(zhuǎn)起來使主軸具有更好的垂直性。上述質(zhì)量最好的保證來自加工母機的高精度，定梁龍門加工中心一次裝夾完成銑與鏜的轉(zhuǎn)換加工工序，保證整體傳動機架的加工工序一次裝卡完成，關鍵部件精度的提高必須依靠精良加工設備來保證。

3.3 表面處理工藝保證

所有結構件焊后全部雙面噴砂處理，消除焊接應力，增加設備使用壽命，盆鋼內(nèi)外噴涂防銹漆，防止篩箱立柱內(nèi)部銹蝕。涂裝工藝流程：表面處理、酸洗磷化、底漆、批灰到面漆都有一套完整的實施和檢驗規(guī)程來保證面漆的附著力。

4 材料保證

零部件的原材料是制作整個設備的基礎，是設備能夠使用長久的保障，傳動機架和篩箱均采用優(yōu)質(zhì)上海寶鋼特殊酸洗汽車大梁合金板，保證綜合機械性能；軸承座采用QT450球墨鑄鐵，提高硬度和強度及使用壽命；軸承采用最好的SKF調(diào)心軸承，各聯(lián)接件優(yōu)選國內(nèi)高質(zhì)量標準件，在用螺栓聯(lián)接時嚴格按照預緊力矩值的要求進行緊固。

5 篩路與篩格

篩路是為完成小麥制粉各系統(tǒng)篩理任務而形成的不同數(shù)量、不同篩理路線的篩格排列組合體，是制粉流程的重要環(huán)節(jié)，目前國內(nèi)的等級粉篩路有23種，篩格形式有頂格、篩格、填充格、篩底格；制粉工藝師會根據(jù)用戶的需求設計不同的工藝篩路圖，設備制造廠根據(jù)工藝篩路圖加工篩格。

篩格：按結構形式可分為有托網(wǎng)篩格和無托網(wǎng)篩格。

有托網(wǎng)篩格篩面格選用優(yōu)質(zhì)椴木制作而成，其下部帶有鋼絲托網(wǎng)，篩面和鋼絲托網(wǎng)之間有清理塊，篩面格下的篩格承料板上有推料塊，這樣清理快和推料塊自然分開。無拖網(wǎng)篩格有兩種裝配形式：鑲嵌式和疊加式;無托網(wǎng)篩格的鋁合金篩面格也有兩種加工工藝：鋁合金整體壓鑄而成和用鋁合金條焊接而成，篩格的篩框采用雙面貼塑多層板，外皮厚度0.8mm，防潮性能好，強度高 ，底板為0.6 mm不銹鋼板，平整度高，干凈衛(wèi)生；其特點為篩理面積大，使用壽命長。篩面格與篩格有止口設計，密封嚴密，防止篩面格上物料由篩面格與篩格間隙進入篩面格下，影響篩理效果，鋁合金篩面格和篩格有止口鑲嵌式的效果會更好些。

6 安裝調(diào)試與保養(yǎng)

6.1 安裝

安裝高方篩要注意按照設備廠家提供的說明書要求按順序安裝，保證一定的安裝高度，懸吊的幾個不同吊掛點要絕對水平和牢固，利用水平儀確定傳動軸是否在垂直狀態(tài)，玻璃鋼吊桿承受拉力，用帶刻度的扭力扳手按預緊力矩值緊固吊桿螺栓，鋼絲繩應處于微松弛狀態(tài)（起到保險作用）。按說明書要求做好調(diào)試前的一切準備，啟動高方篩直到達到額定轉(zhuǎn)速，劃圓器劃出高方篩的回轉(zhuǎn)直徑，與標準值（φ63～φ65）對比，若有出入可通過調(diào)節(jié)配重平衡鐵塊與主軸的距離值來調(diào)節(jié)篩體的回轉(zhuǎn)直徑，也可以變更電機皮帶輪直徑來微調(diào)主軸轉(zhuǎn)速，最終達到最佳篩理狀態(tài)。

6.2 維護保養(yǎng)

設備的正確使用和保養(yǎng)也是至關重要的：操作人員必須了解高方篩的基本要求和性能，如高方篩在沒有完全靜止之前，不允許再次啟動，不允許用外力迫使高方篩靜止，不允許開門運行以及日常維護、檢修或清理等。現(xiàn)場操作人員正確理解篩路，市場上常用的篩路已經(jīng)很成熟了，但現(xiàn)實中還有很多不確定因素存在，如原料的變化、溫度的變化、粉質(zhì)的要求等，應根據(jù)現(xiàn)場運行狀況不斷更新和合理調(diào)整篩路，達到最佳指標為止。

7 結語

高方篩的使用效果是保證小麥制粉中面粉質(zhì)量的關鍵之一，高方篩運轉(zhuǎn)要平穩(wěn)，篩理效果要好，不竄粉、不漏粉、篩箱隔溫效果好，不得出現(xiàn)板材開裂和焊接聯(lián)接件斷裂現(xiàn)象；設備密封好，衛(wèi)生干凈，接觸物料的材質(zhì)為食品級，設備清理維修方便等。設備內(nèi)在品質(zhì)的保證最為關鍵，在設計合理的前提下要求零部件材料質(zhì)量、關鍵標準件的質(zhì)量以及加工設備母機精度都必須得到保證，工藝工裝經(jīng)驗的積累也是生產(chǎn)高端品牌產(chǎn)品的有力保證。

制粉設備不斷地提升改進推動著制粉行業(yè)的發(fā)展。高方篩的發(fā)展方向有幾個方面：①篩格：食品級復合材料的應用；②框架：接觸物料由食品級不銹鋼和鋁合金材料構成；③傳動：直聯(lián)轉(zhuǎn)矩電機驅(qū)動的應用有利于提高傳動性能和能量轉(zhuǎn)換效率，與傳統(tǒng)電機驅(qū)動相比可降低20%～30%的能耗，省去了皮帶傳動機構，減少了零件數(shù)量，同時提高了機器的可靠性，降低了維修成本；④智能：軸承自動加油潤滑，自動檢測回轉(zhuǎn)直徑等。