振动筛分机械发展现状与趋势

科技信息

随着全球经济的快速增长，振动机械得到迅速的发展。它是利用振动理论来完成工作要求的工程机械设备。并且已经广泛的用于工业、农业、国防等部门，成为重要的生产设备。

振动筛是振动机械中发展最快、行业需求量较大、结构较为复杂的机械设备。它是利用具有孔状或缝隙状的工作面将大小不同的颗粒状的混合物料进行分级。工作时将可以将物料筛分分级成成品（独立筛分过程）；也可以为下道工序做分级准备（预备筛分过程）；也可以为破碎作业提供较大的物料颗粒（辅助筛分过程）。在加工矿物时多用于脱水、脱泥、脱介，提高矿物纯度。

１．国外振动筛分机械的发展现状

在１６世纪，英国首先开始了筛分机械的研究，并诞生世界第一台用于煤炭工业的固定筛。到了１８世纪欧洲工业革命时期，筛分机械发展迅速。在１９世纪初，一些矿山企业开始使用圆筒筛、摇动筛，有的地方出现一些简单的振动筛分机械［１］。近些年来，社会对能源和矿产急剧需求，从而使筛分机械迅速发展。

目前，国外知名企业利用计算机辅助设计技术，先进的制造工艺，不但生产出适用于多种行业、多种规格的振动筛，而且生产出了可靠性高，性能好的大型和特大型振动筛。这些振动设备具有世界领先的技术，代表目前行业的发展趋势。目前，在国外振动筛研究成果有［２］：德国Ｈａｖｅｒ＆Ｓｏｅｃｋｅｒ公司２００３年为加拿大Ｓｙｎ－ｃｒｕｄｅ制油公司，制造了世界最大规格的振动筛（Ｒ－ＴＥ４×１０．５ｍ），该振动筛工作面积４２平方米，重１１５吨，最大处理能力为１００００ｔ／ｈ，总功率为２６４ｋＷ。

原瑞典Ｓｖｅｄａｌａ集团制造了当时世界最大的双层直线振动筛。该设备用于印度尼西亚ＩｒｉａｎＪａｙａ的Ｇｒａｓｂｅｒｇ露天铜金矿，该设备重３３吨，规格７．３×３．６ｍ，最大处理能力为５０００ｔ／ｈ。

美国Ｄｅｒｒｉｃｋ公司的高频振动细筛。具有三种高技术专利筛网，Ｕｒｅｔｈａｎｅ聚氨酯筛网寿命可达７０００ｈ以上，开孔率为３５％～４５％，孔径最小达０．１０ｍｍ。Ｐｙｒａｍｉｄ三维筛网可以处理０．０３８ｍｍ的细粒物料。Ｓａｎｄｗｉｃｈ夹层金属筛网由三层筛网组成，上两层筛网起筛分作用，最下层筛网起支撑作用。多层结构提高了筛网的强度，延长了筛网的寿命，防止了筛孔堵塞。

日本的神户制钢所制造的大型振动筛机（ＺＫ３６７５２，ＺＫ３６７５），该设备重２７吨，其筛面面积为２７ｍ２，单层筛ＺＫ３６７５分级能力为５００ｔ／ｈ。

国外振动机械企业注重产品的大型化、高效性、可靠性、专业性的研发方向。并根据不同的行业特点，提供不同的解决方案，提供全面系统的服务。但不得不看到是，进口设备价格较高，一般的设备价格是国产设备的３倍以上，在大型设备上通常是国产同等型号的８～１０倍［３］。

２．国内振动筛分机械的发展现状

由于工业基础差，研究能力和制造水平落后，在近５０年，我国筛分机械走过从无到有，从小到大，从落后到先进的发展过程。总体上可分为四个阶段。

（１）进口设备阶段

解放以前，我国在选煤、采矿行业主要依靠人力来完成相应的工作。在少数一些选煤厂和选矿厂主要采用一些固定筛和摇动筛。这些设备完全依靠进口。解放后，随着新中国经济的发展的推动，开始在相关行业推广应用筛分机械。并在大部分洗煤厂、采矿厂和采石场使用一些慢速的摇动筛和老式的振动筛，并开始使用小型的直线振动筛。

（２）仿制阶段

从５０年代到６０年代，我国开始从前苏联和波兰等欧洲一些国家进口各种筛分机械。这期间，组织全国相关单位，测绘仿制了前苏联的ГУП系列圆振动筛、ВКТ系列摇动筛。波兰的ＷＫ—１５圆振动筛、ＣＪＭ—２１型摇动筛和ＷＰ１、ＷＰ２型吊式直线振动筛［４］。研制出国产ＳＺＺ系列的自定中心筛、ＳＺ系列的惯性筛和ＳＳＺ系列的直线筛。这些筛分机械仿制成功以后的发展初步奠定了基础，并培养了我国第一批技术人员。

（３）引进提高阶段［５］

６０年代初开始采用一些前苏联和波兰引进的快速的摇动筛、脱水筛和振动筛技术。从７０年代到８０年代，我国从美国引进Ｒ·Ｓ公司的ＴＡＢＯＲ振动筛技术。从日本神户制钢所引进ＨＬＷ型振动筛技术，从德国ＫＨＤ公司引进ＵＳＫ和ＵＳＬ型振动筛。进入改革开放的快速发展的时期，我国筛分机的发展也进入了一个新的阶段。在吸收成功研制了ＹＡ系列圆振动筛、ＺＫＸ系列直线振动筛、ＺＫ系列振动筛。完成振动概率筛系列、旋转概率筛系列，完成了箱式激振器等厚筛系列、重型冷热矿筛系列、驰张筛，粉料直线振动筛、琴弦筛、旋流振动筛、立式圆筒筛的研制也取得成功。国外振动筛产品和制造技术的引进，提高了我国筛分机械设计制造人员技术水平，使他们从中学习到先进国家设计制造振动筛的理论、方法、设计技术和制造工艺。

（４）自行研制阶段

我国制定了第一个煤用单、双轴振动筛系列型谱，自主进行了ＺＤＭ（ＤＤＭ）系列单轴振动筛和ＺＳＭ（ＤＳＭ）系列双轴振动筛的产品设计工作。并投入生产制造，基本上满足了当时国内中、小型选煤厂建设的需要。在此基础上，通过采用自同步理论、块偏心振动器、复合弹簧、环槽铆钉等先进技术，相继开发了２ＺＫＢ２１６３直线振动筛，ＹＫ１５４５和２ＹＫ２１４５圆振动筛、ＹＨ１８３６重型振动筛、ＦＱ１２２４复合振动筛等４种基型新系列振动筛。又相继开发ＹＫ和ＺＫＢ自同步直线振动筛系列、香蕉筛系列、重型冷热矿筛系列、博厚筛、高频振动筛系列。这些设备成功研制，标志着我国筛分机械走上了独立发展的道路。

目前，在国内振动筛研究成果有：

中国矿业大学等单位为东滩煤矿，研制了据称是国内筛面宽度尺寸最大的ＺＤＳ２４６０型自同步等厚筛，其筛面宽度为２４００ｍｍ，筛分能力为１０００ｔ／ｈ。该设备筛面分为两段，筛分效率达到９０％以上。

鞍山重型机器股份有限公司与沈阳理工大学联合研制世界最大的大型香蕉筛，该筛面３９．５６ｍ２。高５米，重４０吨，最大处理能力为２５００ｔ／ｈ，年可筛分上千万吨。产品性能、筛分面积、工作效率在世界同类产品中居于前列。该产品不但替代了进口，而且打破了国外垄断该大型设备的历史。

新乡威猛集团将１２台２ｍ×３ｍ的节肢筛组合在一起，组成了目前国内面积最大的７２ｍ２节肢振动筛，用于选煤系统的分级和脱水、脱介，效果很好。

目前，全国筛分机械制造企业已多达３００余家，能够完成５０多个系列近１０００种规格产品，逐渐缩短与国外企业的差距，甚至在部分产品已经超越国外企业，达到国际先进水平。

在振动理论的研究上，东北大学的闻邦椿院士提出系统的研究理论。在振动筛分机械设计与制造方面，洛阳矿山机械研究院王峰高工提出实际的解决方案。在筛分理论上，中国矿业大学赵跃民教授提出细粒难筛物料筛分机械的筛分机理和解决途径。这些理论与实践的成功研究为我国振动机械的研制与开发奠定坚实的理论基础。

３．振动筛分机械的发展趋势

综合国内外筛分机械状况，筛分机械在未来将朝以下几个方向发展：

（１）大型化

现代工业的发展促使企业规模增大，要求对生产能力大大提高。原来用于冶金、煤炭、矿山、建材、交通等行业的筛分机械，势必进行技术进步和产业升级改造。

（２）高可靠性

在进行设计的同时，我们可以看在相同规格国内外的产品比较上。我国产品的使用寿命不高，大部分产品通常只有２年左右寿命，而国外的产品可以达到３—５年。关键零部件制约设备整体的可靠性。

（３）动态设计方法

产品的设计如果依靠经验按照常规的设计计算和类比设计方法，进行产品的设计已经无法满足振动机械高强度、高效率、高寿命的要求。国外欧美一些国家，已经普遍采用计算机为手段的动态设计方法，应用到产品的研发中，并逐渐较为复杂的非线性理论进行动态分析。

（４）先进的制造工艺

先进的制造工艺是产品质量的保证。原来的生产工艺，已经无法满足高强度、高寿命的大型设备的生产要求。企业应注重引进和改造生产设备和制造工艺。例如：太行采用进口的数控加工中心，焊接机器人，数控龙门钻床和数控切割机。保证产品的质量水平，缩短与国外先进制造工艺的差距。绝大多数企业还采用常规制造工艺，所以产品质量无法保证。

（５）新型筛网的研发

筛网是筛分效果好坏的关键零件。它的寿命相与其它零件相比较低。国外企业针对潮湿细粒物料开发的聚胺脂橡胶筛网，比金属丝编制的筛网寿命高３￣１０倍。美国Ｄｅｒｒｉｃｋ公司研制多种复合材料的筛网寿命甚至可以达到７０００小时以上。我国也相继研发同样的产品，但在一些潮湿细粒难筛分物料仍存在寿命低，堵孔率高，筛分效率不高的缺点，并且安装维修十分麻烦。新型筛网制造和安装工艺有待提高。

工业的发展对筛分机械的品种和质量要求愈来愈高，从而使筛分机械的发展提高到了一个新的阶段。目前，我国振动筛企业数量规模较大，但总体实力不强。这些企业只有对国内外振动筛行业有充分的了解，把握未来产品的发展趋势，才能生产出更有市场竞争能力的产品。

参考文献

［１］陆信．８０年代筛分拄术成就与发展［Ｊ］．矿山机械，１９９１（１）．

［２］陈文龙．国内外振动筛技术热点散议［Ｊ］．矿山机械，２００６（７）．５６－５８．

［３］王峰．筛分机械的发展与展望［Ｊ］．矿山机械，２００４，（０１）．３７－３９．

［４］谭兆衡．国内筛分设备的现状和展望［Ｊ］．矿山机械，２００４，（０１）．３４－３６．

［５］孙刚．筛分机械大型化的发展趋向［Ｊ］．煤炭加工与综合利用，１９９８（０５）．

振动筛分机械发展现状与趋势

河南理工大学机械与动力工程学院杜鑫新乡学院机电工程学院陈波

［摘要］文章分析振动筛分机械国内外的发展现状以及未来的发展趋势，为振动企业提高产品层次提供依据。

［关键词］筛分机械现状趋势

高校理科研究

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