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技術文獻

現(xiàn)今振動篩面臨的主要技術難點2015-09-10

近年來，國內經濟快速發(fā)展

，改制后企業(yè)種類多 (國有、股份

、私有、中外合資等)

，出現(xiàn)一百多家生產振動篩企業(yè)

，市場上篩機結構形式多，技術

、質量水平參差不齊

。國外篩機制造公司在強大經濟資助下，技術開發(fā)

、加工能力穩(wěn)步發(fā)展

。

1 篩機大型化問題

國內學者談篩機發(fā)展必談大型化

，引起各方注意

，企業(yè)甚至不惜花巨資引進國外大型篩機技術，現(xiàn)在看來有的引進是失敗的

，沒有必要的

，很顯然水士不服。需多談大型篩機可靠性及影響可靠性因素

，因此

，大型化方向一定要準。

(1) 硬件要好比德國 KHD 公司

、Schenck 公司

、美國 Tabor 公司起步晚的美國 Conn Weld 公司憑借其堅實的基礎工作快速發(fā)展。篩機都采用 CAD進行有限元結構和動態(tài)分析

，有美國一流設備化驗和檢驗

，下料采用高壓水切割機，由數(shù)控機床制造

，在高標準工作房中裝配

，最后采用噴丸

、噴漆處理。其產品基本沿用幾十年來美國 Allis 和 Tabor 公司結構和技術

，作了些改進

，但等厚篩做到 39 m2 ，直線篩

。國內單位想花錢買人家圖紙

，引進技術做到27 m2時要注意，知其產品好

，更要知其硬件基礎好

。

(2) 結構應簡單，可靠性才高

國外幾大篩機制造公司在特殊領域使用的篩機研究較深

，在大型化方面

，結構和技術基本未變，德國 KHD 公司研發(fā)的三通道大型篩未見發(fā)展

，其最大篩機 USL 4.5 m×6.75m 結構未變

，采用自同步技術，世界最大的篩機還是德國Sieb Technik 公司的 50 m2

、寬 5.5 m 的單層直線篩

，與 Schenck 公司的最大產品單層直線篩寬 4m、長 8.5 m 的結構基本一樣

，只是前者用了四個小點箱式激振器

，后者用了兩個大點箱式激振器。另外日本神戶制鋼所最大的篩機 HLW 型 (寬 4.8 m

、長7.1 m) 也是采用美國 Low Head 型激振器結構

，后來改為水平放置激振器。美國的 Tabor 公司最大篩機是單層直線篩 3.7 m×7.3 m

，結構未變

，只是使用三個箱式激振器。而國內花樣特多

，結構也在變化

，有的大型化甚至背離發(fā)展方向。由好幾臺 2 m×3 m 小篩機組合在一塊

，就能生產大平米篩機

，就叫大型化3073 雙層圓篩都采用雙激振器，但結構相差很大

，我公司 2DYK 型二激振器放在第一層篩面之上

，采用塊偏心，同步帶同步

，國內同步帶壽命 6 個月以上

，日本 (川崎公司的特大 E 型 3 m×10.8 m) 和美國也都采用同步帶技術

，維修十分方便。據(jù)我所知國外篩機公司大型圓篩還沒有使用同步器的

。國內有的單位采用齒輪同步器 (相當于減速器結構)

，用了五齒輪強迫同步和瓣形聯(lián)軸器 (不是精確傳動) 聯(lián)接，且軸偏心(單件質量太大)

，結構復雜

，重量重，可靠性低

，噪聲也大

，精加工要求精度高。這些圓篩都已達 3.6 m×7.3 m

，且是雙層篩

。直線篩有綜合美、德

、日

、蘇的 DZS 篩機，其為雙通道結構

，雙通道加中間側板的目的是想增加篩機橫梁剛度

，因工作中橫梁中間動應力、動應變最大

，一般疲勞斷裂在中間

，同時使用不參振同步器，這樣

，結構復雜

，制造要求高。我公司 2DZX 型大型雙層直線篩采用德國和日本技術

，并創(chuàng)新地水平布置激振器 (作者專利 ZL95217593.2)

，不用不參振的同步器

，潤滑好

、受力好、剛度好

。澳大利亞 Honert 公司等厚篩傾斜安裝激振器已采用稀油強制潤滑技術

，我公司無需另加一套這樣潤滑系統(tǒng)。 (3) 適應市場的技術發(fā)展中國礦大和中國科大在煤炭深度篩分 (25 mm

、13 mm

、6 mm，水分 10% 以上粒級) 和脫水

、脫介篩機大型化方面作出了貢獻

。BHS

型分級篩機技術特點是：大振幅

、大振動強度，參振質量輕

，大跨度雙激振器自同步直線運動

，集中受力件帶動篩網參振，分 3~4 段獨立振動

，二次隔振

，篩網為彈簧鋼插入式。結構復雜

，但解決了問題

，篩分效率達 85% 以上。現(xiàn)場使用最大已達 37m 2

。中國礦大的 CWS 型篩機超靜定網梁激振的大型篩也是通過大振幅

、大振動強度脫水、脫介

，已生產出 3.6 m×6.0 m 篩機

。國內使用等厚篩越來越多：單層到雙層，三段到五段不同傾角轉變

，激振器絕大部分用整箱體激振器

，最大已達 3.1 m×9.1 m。以上這些篩適用于煤炭行業(yè)

，都能達到高效篩分

，高效脫水、脫介的效果

。國外現(xiàn)研制一種梯流篩

，用于難篩分物料，為了克服堵孔

，通過一端固定

，一端自由的懸臂梁 (篩條) 的彈性振動來篩分。如：篩機頻率為800~1 100 r/ min

；篩條為 f4 mm

；彈性模量為 2×** 310 Pa；比重為 7 800 kg/ m

。從彈性篩分理論中計算得知篩條長度應為 155~200 mm

，此長度使得篩條一階振動頻率與篩機頻率相近。冶金行業(yè)中冶金廠燒結礦篩分用的振動篩

，國內已發(fā)展為三軸橢圓等厚冷礦篩 (如我公司的 STDL 型冷礦篩)

，能有效地篩分細料度的顆粒，篩分效率高

。

(4) 我公司大型篩的使用情況

主要是煤炭

、冶金

、礦山、水電四個行業(yè)

，每個行業(yè)使用的篩機各有其特點

，在煤炭行業(yè)中使用大型直線篩、大型等厚篩多

，冶金行業(yè)中使用大型橢圓冷礦篩多

，礦山、水電行業(yè)中使用大型圓篩多

。盤江礦務局盤北洗煤廠有 6臺 ZKR3660 大型振動篩

，已連續(xù)使用 8 年至今，仍運轉良好

。七臺河礦務局 3 臺 2ZKR3660

，已使用 6年了，現(xiàn)運轉良好

，元寶山露天礦洗煤廠有 3 臺2ZKR3660

，1996 年使用至今仍在正常運轉。廣西龍灘水電站 6 臺 2YKR3060 振動篩已使用 1 年

，運轉良好

。武鋼礦業(yè)金山店鐵礦 2 臺 2YKR3060 已運轉近 1 年，反應良好

。洛陽欒川銅礦 2 臺 2YKR3060聲也大

，精加工要求精度高。這些圓篩都已達 3.6 m×7.3 m

，且是雙層篩

。直線篩有綜合美、德

、日

、蘇的 DZS 篩機，其為雙通道結構

，雙通道加中間側板的目的是想增加篩機橫梁剛度

，因工作中橫梁中間動應力、動應變最大

，一般疲勞斷裂在中間

，同時使用不參振同步器

，這樣

，結構復雜，制造要求高

。我公司 2DZX 型大型雙層直線篩采用德國和日本技術

，并創(chuàng)新地水平布置激振器 (作者專利 ZL95217593.2)

，不用不參振的同步器，潤滑好

、受力好

、剛度好。澳大利亞 Honert 公司等厚篩傾斜安裝激振器已采用稀油強制潤滑技術

，我公司無需另加一套這樣潤滑系統(tǒng)

。 (3) 適應市場的技術發(fā)展中國礦大和中國科大在煤炭深度篩分 (25 mm、13 mm

、6 mm

，水分 10% 以上粒級) 和脫水、脫介篩機大型化方面作出了貢獻

。BHS

型分級篩機技術特點是：大振幅

、大振動強度，參振質量輕

，大跨度雙激振器自同步直線運動

，集中受力件帶動篩網參振，分 3~4 段獨立振動

，二次隔振

，篩網為彈簧鋼插入式。結構復雜

，但解決了問題

，篩分效率達 85% 以上。現(xiàn)場使用最大已達 37m2

。中國礦大的 CWS 型篩機超靜定網梁激振的大型篩也是通過大振幅

、大振動強度脫水、脫介

，已生產出 3.6 m×6.0 m 篩機

。國內使用等厚篩越來越多：單層到雙層，三段到五段不同傾角轉變

，激振器絕大部分用整箱體激振器

，最大已達 3.1 m×9.1 m。以上這些篩適用于煤炭行業(yè)

，都能達到高效篩分

，高效脫水、脫介的效果

。國外現(xiàn)研制一種梯流篩

，用于難篩分物料，為了克服堵孔，通過一端固定

，一端自由的懸臂梁 (篩條) 的彈性振動來篩分

。如：篩機頻率為800~1 100 r/ min；篩條為 f4 mm

；彈性模量為 2×** 310 Pa

；比重為 7 800 kg/ m 。從彈性篩分理論中計算得知篩條長度應為 155~200 mm

，此長度使得篩條一階振動頻率與篩機頻率相近

。冶金行業(yè)中冶金廠燒結礦篩分用的振動篩，國內已發(fā)展為三軸橢圓等厚冷礦篩 (如我公司的 STDL 型冷礦篩)

，能有效地篩分細料度的顆粒

，篩分效率高。

(4) 我公司大型篩的使用情況

主要是煤炭

、冶金

、礦山、水電四個行業(yè)

，每個行業(yè)使用的篩機各有其特點

，在煤炭行業(yè)中使用大型直線篩、大型等厚篩多

，冶金行業(yè)中使用大型橢圓冷礦篩多

，礦山、水電行業(yè)中使用大型圓篩多

。盤江礦務局盤北洗煤廠有 6臺 ZKR3660 大型振動篩

，已連續(xù)使用 8 年至今，仍運轉良好

。七臺河礦務局 3 臺 2ZKR3660

，已使用 6年了，現(xiàn)運轉良好

，元寶山露天礦洗煤廠有 3 臺2ZKR3660

，1996 年使用至今仍在正常運轉。廣西龍灘水電站 6 臺 2YKR3060 振動篩已使用 1 年

，運轉良好

。武鋼礦業(yè)金山店鐵礦 2 臺 2YKR3060 已運轉近 1 年，反應良好

。洛陽欒川銅礦 2 臺 2YKR3060使用 1 年了

，運轉正常。新疆威斯特銅礦已訂 2 臺2YKR3660 振動篩

，攀枝花鋼鐵公司已訂了 8 臺2YKR3073 振動篩

。大型篩機市場前景一片光明

。

2 篩機小型化問題

國內很多項目需 1~3 m 先進篩機，很少有人開發(fā)

、研究

。細聚酯篩網 (0.5 mm 以下) 制造水平極低

，連國外已少見的直線篩振動電機擺放方向

，國內幾乎都用，不合理

。Derrick 公司生產的篩機用于廣西龍灘水電站是世界上最先進小型篩機

，采用上下擺放雙長筒振動電機，篩體用剪切橡膠彈簧懸掛式安裝

，為了與篩面弧形緊密配合

，用高性能膠粘緊篩體成弧形，各處密封很好

，不漏篩上物

。篩面已達精確篩孔，開孔率 45% 水平

，脫水效率可達 90% 以上

。

3 橢圓篩

國外三軸橢圓篩發(fā)展很快 (JCI 公司、Cedarapids公司

、Gator 公司)

，有如下結構特點：

(1) 軸承外圈旋轉

(除此之外都是內圈旋轉)，外圈旋轉集中離心力作用面積比內圈旋轉大

，內圈旋轉離心力作用面積處 (內圈的 1/ 3 處) 一般極易發(fā)生微粒剝落疲勞破壞

，而外圈旋轉離心力作用面積大，軸承壽命長

；

(2) 中間傳動軸小

，如 Cedarapids 公司 2.1 m×6.0 m 橢圓篩中間軸只有 70 mm，為什么這么小

，因為它不受離心力

，只傳遞電機過來的扭矩給對面偏心塊；

(3) 側板上開孔小

(不像日本神戶制鋼所篩機側板開這么大口)

，這樣對篩機強度和剛度影響小

。軸承在側板外側受力，中間傳動軸小

，中間軸罩體既能受上層物料的沖擊

，又能加強篩機剛度；

(4) 采用流行的脹套 (皮帶輪) 和錐套 (軸承) 聯(lián)接

，維修太方便

；

(5) 皮帶輪用可調直徑帶輪，方便改變激振頻率。篩分效率高

，可水平安裝

，適用于移動式破碎篩分機組。

國內橢圓篩發(fā)展很快

，有仿制上面結構的 (ZST型)

，有三軸、同步器不參振的 (我公司的 STDL 型冷礦篩)

，也有兩軸自同步的 (我公司 DTS 型等厚橢圓篩) 和強迫同步的 (2TYA 型)

。同步器國外用得少，國內較熱衷

。

4 準直線振動篩

準直線就是近似直線

，筆者認為：當橢圓長軸與短軸長度之比都為大于 5∶1 時，可認為是準直線運動

；篩機水平安裝后不但不會影響而且有利于脫水

、脫介。兩軸激振器水平安裝

，反向旋轉是其特征

。國外只有日本神戶制鋼所 HLW 型，國內在此方面發(fā)展較快

，有引進日本的 ZK 型

，唐山煤炭分院 ZKS 型(用不參振同步器)，有鞍山的 DZS 型 (用不參振同步器)

，我公司的 2DZX

型

。這些篩機側板較窄，組成篩框后

，剛度強

，需通過嚴格計算確定兩激振器的激振力中心離篩箱重心的高度，以確保入料

、出料處橢圓長軸與短軸長度之比為大于 5∶1

。

5 德國KHD 公司產品改進

德國KHD公司是世界著名自同步振動篩制造公司，其 USL

、USK 型直線

、圓振動篩遍布世界。它與 Schenck 公司的產品有明顯區(qū)別

。Schenck 公司篩機采用矩形橫梁

、側板上 (矩形橫梁法蘭處) 開長方形口、較薄側板

、側板上布滿角鋼和折彎鋼板

、另有支撐激振器矩形大梁與側板組成篩框

，采用整箱體激振器激振。KHD 公司從上世紀 80 年代至今

，其 USL

、

USK 振動篩結構發(fā)生些變化：

(1) 原側板上、下邊緣采用折彎

，現(xiàn)上邊緣用角鋼與側板高強度螺栓聯(lián)接

，下邊緣不折彎；

(2) 取消內

、外加強板

，側板加厚 (如 3 m 寬篩機側板由 14 mm 改為 16 mm)

。側板沒有任何型鋼或其它加強

，這與 Schenck 公司設計理念不同。一個是用厚側板

，一個是用薄側板 (如 3 m 寬的篩機側板用12 mm) 加滿角鋼和折彎鋼板

；

(3) 直線篩拉大兩激振器距離，克服滾動摩擦阻力

，加強自同步性

。這三點改變，當然有其充分理由

。具有以上三點改變的新三

、四套圖紙以 200 萬元人民幣賣給國內企業(yè)。

6 篩機制作水平

一臺產品從生產到用戶手中

，是一個企業(yè)給用戶各方面的展示

，外表質量固然重要，最重要的是篩機絕對不允許出現(xiàn)異常運動

，根據(jù) 《ZKR型振動篩標準 JB/T 6389-92 和《YKR型振動篩》標準 JB/T6388-2004 要求：

(1) 篩箱橫向擺動不大于 1 mm

；

(2) 兩側板對稱點雙振幅差不大于 1 mm；

(3) 根據(jù)振動篩試驗方法 JB 4042-85 振動方向角

第 2.5 點 (即兩側板中點對稱點) 方向角要求：設計值±5°

。

以上三點 (屬重要指標) 任一點超標

，就判為不合格產品，同時對篩機的壽命 (特別是第 1 點) 是致命的?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">，F(xiàn)場篩機工作時

，肉眼能看出以上三點是否超標。國外進口很多篩子

，作者看過很多

，其工作狀態(tài)極好，其篩子制造水平高

。這就是國外篩子整機壽命能達 24 000 h 以上重要原因之一

。國內有的廠家連中間罩都取消

，加工精度達不到要求，加上后

，以上三點又與標準相差很大

。 7 產品技術定位

國外每個公司所生產振動篩技術、結構穩(wěn)定

。Schenck 公司 (其圓篩采用塊偏心

、稀油潤滑) 不會采用自同步、油脂潤滑

、橡膠彈簧技術

，反之 KHD 公司也不會采用強迫同步、稀油潤滑

、金屬彈簧技術

。美國 Tabor 公司直線篩 (采用的是豎分型面激振器) 也不會采用 Schenck 公司整箱體激振器、油脂潤滑技術

，圓篩 (軸偏心) 也不會采用塊偏心技術

。這反應國外公司生產的產品成熟。而國內一個單位什么型號篩機都生產

，包羅萬象

，你能生產我的產品，我也能生產你的產品

。引進強迫同步篩機

，又覺得自同步好，又引進自同步

，甚至有的學者提出自同步有取代強迫同步的趨勢

，作者撰文提出兩者應并駕齊驅發(fā)展。這種軍閥混戰(zhàn)的局面對國內企業(yè)創(chuàng)名牌不利

。

8 出眾人才

篩分行業(yè)人才基本能滿足市場要求

，但絕大部分還是經驗設計。既了解機械振動理論

、又了解CAD

、三維動態(tài)制作 (便于有限元、動態(tài)分析)

；既了解現(xiàn)場使用情況

、又了解篩分行業(yè)情況，這樣的拔尖人才少

，技術人員應朝此方向努力

。

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