振动筛的设计及应用

振动筛的设计及应用

一、筛分机的应用及其作用

在冶金、煤炭、建材、电力、化工和食品加工等许多工业部门，筛分作业是重要的生产环节之一，都要大量使用筛分机械。对于矿物加工行业，如选煤厂或选矿厂，大批筛分机械正担负着分级、脱水、脱泥和脱介，甚至按质量分选的艰巨任务。就煤炭加工而言，筛分技术也显得尤为重要，使用筛分机械可以使生产粒度、水分和灰分等指标达到用户要求的煤炭产品，而且在实现煤炭资源的合理利用和保护环境及煤炭企业创造经济效益等方面，都发挥着重要作用。

二、筛分机的种类

表1 筛分机分类

注：网面运动形式：L—直线运动；E—椭圆形运动；C—圆形运动

筛分机械自十七世纪英国首先在煤炭工业用固定筛进行煤炭分级至今，已有固定筛、滚筒筛、滚轴筛、摇动筛、半振动筛、振动筛、共振筛等几十个品种。筛分粒级从300目到300毫米。尽管品种繁多，但目前仍以振动筛（包括普通振动筛、共振筛、概率筛和等厚筛）应用最为普遍。筛分机常见分类如表1。

三、筛分机的选型及选型计算

1．有关术语

筛面倾角：以筛面入料端线作一水平面，筛面与水平面的夹角即为筛面倾角。倾角在水平面的下方为正角，反之为负角，单位：“°”。

筛孔尺寸：筛面上孔隙的大小。带锥角的指小端尺寸，圆孔形的指直径大小，方形或矩形孔指宽度，条缝状指缝宽，单位均为“mm”。

有效筛分面积：对物料分离起作用的筛面面积，单位：“m2”。

最大给料粒度：给料中的最大粒度，单位：“mm”。

处理量：在一定的筛分效率下，每小时通过筛子的最大物料量，单位：“t/h”。频率：筛箱每分钟振动次数，单位：“次/min”。

振幅：筛箱振动行程之半，圆形轨迹指半径，椭圆形轨迹指长轴之半，单位：“mm”。

振动方向角：振动方向与水平面的夹角，椭圆形轨迹指椭圆长轴与筛面间的夹角，单位“°”。

工作动负荷：当筛机工作时，对安装基础产生的附加作用力，单位：“N”。

最大动负荷：当筛机停车时，由于通过共振区振幅扩大，对安装基础产生的附加作用力，单位：“N”。

吊式和座式：筛分机安装方式按隔振装置所处位置不同分为吊式和座式，筛子参振部分通过吊挂装置弹性地吊装在上层楼板或支架上的安装方式叫吊式；筛子参振部分通过支承装置安装在基础上的安装方式叫座式。

左装和右装：左装和右装又可叫左传动和右传动，它是按电机的安装位置不同而分的两种安装方式，顺物流方向看，电机位于筛分机右侧叫右装或右传动，位于左侧叫左装或左传动。

2．筛分机的选型

筛分机的选型，首先要考虑所选筛分机的用途，一般筛分机有两大用途：物料的分级和物料的脱水（脱介），这里仅介绍物料分级的筛分机选型。

在确定筛分机用途后，首先要考虑被筛分物料的特性，比如：被筛分物料的容积密度、堆积角、颗粒形状、物料的流动性、粘着性、吸湿性、有没有带静电、粒子表面水分、操作温度、粒度分布等，这些都将影响物料筛分的操作性能。其次，选择筛孔，在选择筛孔时，必须考虑筛子小时处理量、筛网的孔隙率、筛网的使用寿命及筛孔堵塞、粘者等因素。最后，通过实物实验来决定筛子的各种参数，如筛网运动形式、振动频率、振幅大小、使用筛网（孔径大小、网丝的直径、材质）及网面的倾斜角度等。

3．筛分机参数选择

（1）筛面倾角

筛面倾角与筛子处理量和筛分效率有关。筛面倾角越大，其处理量越大，但筛分效率就越低。

圆振筛的筛面倾角在15°～25°之间（用于破碎车间时多选取倾角为20°），当物料潮湿时取大值。采用偏心轴式圆振筛的筛面倾角取20°。

直线轨迹振动筛的筛面倾角为0°～8°，在特殊情况下，筛面倾角为负值，即筛面顺物料运动方向略为上倾，上倾角＜2°。

（2）振动筛振幅和主轴转速

振幅根据经验 An2=(4～6)×106。

振幅A一般在2～8mm之间，当筛孔较小或用于脱水时，A取小值。当筛孔较大时，选用大值。如筛孔常被“难筛粒”卡住，可取较大的A值，有利于颗粒从卡孔中跳出。

转速 n=

式中 S=(4～6)×106

A——振幅,mm

转速n与振幅A的关系可参照表2

表2 转速n与振幅A值

（3）振动倾斜角α

振动倾斜角通常为45°，对于某些难筛物料如碎石、焦炭、烧结矿的倾斜角可高达60°。

（4）物料沿筛面运动速度和料层厚度

物料沿筛面运动速度通常为0.12～0.4m/s，最大不超过1.2m/s。对于圆振筛，物料沿筛面运动速度同筛面倾角有关，见表3。

表3 圆振筛的物料在筛面上运动速度

料层厚度δ与筛孔尺寸a的关系可按δ≤(3～4)·a计算，厚度与筛上物料的平均粒度d0的关系可按δ≈(2～2.5)·d0计算。

4．选型计算

在计算选用筛分机时，应先了解或确定有关选型依据资料，以便进行有关计算。4．1选型计算依据资料

（1）筛子的用途

（2）物料特性。包括：种类、散密度、水份、颗粒形状、粒度组成、最大给料粒度、物料粘度。

（3）作业班制。

（4）处理量。

（5）规定粒度及相应的筛分效率。

（6）筛分方法（湿筛或干筛）。

（7）安装方式。（座式或吊式，电机左装或右装）。

（8）希望使用的筛面种类

（9）希望使用的振动筛种类

（10）工作条件。如空间大小、环境温度、防尘要求等。

4．2选型计算

由于实际工况十分复杂，目前国外筛分机的选型计算方法很不统一，有的筛子还没有成熟的选用计算公式。但计算原理还是基本一致的，本文仅对圆振筛的生产能力Q的计算加以详细介绍，其它形式的筛分机以圆振筛为基础加以修正。（1）对煤炭的筛分

Q=A0q0’ （1）

式中 A0——振动筛有效筛分面积，m2

q0’——单位生产能力，t/( m2·h) 见表4

表4 振动筛单位面积生产能力q0’