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振动筛国内外研究现状及发展

  振动筛是工矿企业普遍应用的筛分机械,用作物料的筛分、分级、洗涤、脱介、脱水之用。筛分设备技术水平的高低和质量的优劣,关系到工艺效果的好坏、生产效率的高低和能源节省的程度,从而直接影响企业的经济效益。而振动筛以它结构简单、处理能力大、工作可靠等优点在所有筛分设备中占有***优势,其占有量约为95%。  
 
  ***近几年,各国对振动筛分技术的研究很重视,如强化振动参数,设备大型化,筛机零部件的三化,自同步技术的推广应用,新筛机的出现等都是围绕着振动筛发展起来的。下面就振动筛发展概况、品种规格、结构强度作一下阐述。
 
振动筛
 
  1. 国外研究现状
 
  国外从16 世纪开始筛分机械的研究与生产,在18 世纪欧洲工业革命时期,筛分机械得到迅速发展,到本世纪,筛分机械发展到一个较高水平。
 
  德国申克公司可提供260 多种筛分设备,STK 公司生产的筛分设备系列品种较全,技术水平较高,KHD公司生产200多种筛分设备,通用化程度较高,KUP 公司和海因勒曼公司都研制了双倾角的筛分设备。美国RNO公司新研制DF11 型双频率筛,采用了不同速度的激振器。DRK公司研制成三路分配器给料,一台高速电机驱动。日本东海株式会社和RXR 公司等合作研制了垂直料流筛,把旋转运动和旋回运动结合起来,对细料一次分级特别有效。英国为解决从湿原煤中筛出细粒末煤,研制成功旋流概率筛。前苏联研制了一种多用途兼有共振筛和直线振动筛优点的自同步直线振动筛。
 
  2. 国内研究现状
 
  由于工业发展缓慢,基础比较薄弱,理论研究和技术水平落后,我国筛分机械的发展是本世纪近50 年的事情,大体上可分为三个阶段。
 
  (1) 仿制阶段:这期间,仿制了前苏联的ГУП 系列圆振动筛、BKT-11、BKT-OMZ 型摇动筛;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。这些筛分机仿制成功,为我国筛分机械的发展奠定了坚实的基础,并培养了一批技术人员。
 
  (2) 自行研制阶段:从1966 年到1980 年研制了一批性能优良的新型筛分设备,1500 毫米×3000 毫米重型振动筛及系列,15m2、30m2 共振筛及系列,煤用单轴、双轴振动筛系列,YK和ZKB 自同步直线振动筛系列,等厚、概率筛系列,冷热矿筛系列。这些设备虽然存在着故障较多、寿命较短的问题,但是它们的研制成功基本上满足了国内需要,标志着我国筛分机走上了***立发展的道路。
 
  (3) 提高阶段:进入改革开放的80 年代,我国筛分机也进入了一个新的发展阶段。成功研制了振动概率筛系列、旋转概率筛系列,完成了箱式激振器等厚筛系列、自同步重型等厚筛系列、重型冷热矿筛系列、弛张筛、螺旋三段筛的研制,粉料直线振动筛、琴弦振动筛、旋流振动筛、立式圆筒筛的研制也取得成功。
 
  种类和特点
 
  振动筛分机械是利用振动的多孔工作面,将颗粒大小不同的混合物料按粒度进行分级,也常用于物料的脱水、脱介及清洗物料表面的污泥。它一般安装在给料设备的下边,给料机应均匀地供料。振动筛种类繁多,一般有以下几类。
 
  1. 惯性振动筛
 
  惯性振动筛是借高速回转着的不平衡重产生离心力使筛箱振动,从而筛面上物料层松散使细粒级通过筛孔排出。美国和日本等国一般根据质点的运动轨迹将其分为圆运动振动筛和直线振动筛。近年来由于惯性振动筛性能较好、结构和维护工作都较简单,在选煤、选矿厂得到推广应用,受到各国重视,尤其是直线振动筛发展很快。
 
  (1)圆运动振动筛
 
  圆运动振动筛是利用不平衡重激振器使筛箱振动的筛子,其运动轨迹一般为圆形。它普遍应用于煤炭、矿山厂的预先筛分、准备筛分以及脱水作业中。由于其筛面的圆形振动轨迹,使筛面上的物料不断地翻转和松散,因而圆振动筛具有以下特点:细粒级有机会向料层下部移动,并通过筛孔排出;卡在筛孔中的物料可以跳出,防止筛孔堵塞;筛分效率较高;可以变化筛面倾角,从而改变物料沿筛面的运动速度,提高筛子的处理量;对于难筛物料可以使主轴反翻,从而使振动方向同物料运动方向相反,物料沿筛面运动速度降低(在筛面倾角与主轴转速相同的情况下),以提高筛分效率。
 
  国外又将圆运动振动筛分为单轴惯性振动筛和自定中心振动筛两种。单轴惯性振动筛特点是激振器的轴和皮带轮参与振动;优点是结构简单、容易制造;缺点是由于皮带轮与筛箱一起振动,无论电动机在任何角安装都不能避免皮带传动中心距的反复变化,从而引起三角皮带的反复伸缩,大大影响其使用寿命。波兰的WK型振动筛属于单轴惯性振动筛。
 
  自定中心振动筛优点是运转时三角皮带轮不与筛箱一起振动,故传动皮带寿命较长,工作较稳定。自定中心振动筛又可分为轴承偏心式和皮带轮偏心式两种。前者又名***悬挂筛,因其筛箱振动时,主轴中心线和皮带轮的空间位置保持不变,目前已很少使用;后者工作时,皮带轮回转中心线固定不动,所以传动三角皮带就不会时紧时松,具有频率较稳定、皮带寿命较长等特点。美国Ripl-Flo 型振动筛是典型的皮带轮偏心式振动筛。
 
  (2) 直线振动筛
 
  直线振动筛是靠两根带不平衡重的轴作同步异向旋转而产生振动的筛子。其筛面呈水平或倾斜安装,运动轨迹一般为直线,故称之为直线振动筛或水平振动筛。它具有下列特点:动力平衡与物料在筛面上的运动情况较好;物料在筛面上的移动不是依靠筛子的倾角而是依靠激振力,故筛面一般水平安装,所以厂房高度较低;全封闭、不堵孔和坚固耐用,筛面有两层、三层和四层之分;由于筛箱运动中有较大的加速度,所以特别适合于煤炭的脱水、脱泥、脱介以及物料的分级。
 
  国外直线振动筛采用箱式激振器者较多,如美国Low-Head 型、西德USL 型、日本古河A 型、日本永田双偏心轴式、法国皮克双偏心轴式、苏联ΓИC Л 型等。采用筒式激振器的有美国SS 型和SG 型、日本川崎D型及横山椭圆振动筛等。
 
  2. 共振筛
 
  共振筛从50 年代应用于煤炭和矿石中,其振动系统是在接近共振区的条件下工作的,即筛子的工作频率接近它的自振频率。它既可用作煤和矿的预先筛分和***终筛分,也可以脱水、脱泥和脱介。
 
  共振筛利用了共振原理,具有下列特点:在共振频率附近,使用较小的激振力来驱动较大面积的筛箱;可以节省传动系统的功率消耗,并减少轴承等机件的受力;利用了非线性振动系统,筛子的瞬时加速度大,对分级、脱水等作业有益。但由于其在安装上要求高,技术上比较复杂,共振筛的发展较缓慢,如西德除部分生产厂使用外已不再推广应用了。典型共振筛有波兰ZDR 型振动筛:它是波兰近十年来发展的新型共振筛,与CDR 型共振筛相比,结构上变化不大,仅处理量有所提高,但其振动大,要求有高质量的橡胶弹簧元件,仍处在试验研究阶段。
 
  3. 其它类型的振动筛
 
  (1)等厚筛
 
  我国现有的ZD 型直线等厚筛系列,有7 种基本规格,总筛分效率一般在85%以上。ZD 系列等厚筛适用于需要***分级的煤炭及类似比重物料的干湿式筛分,处理量较大,筛分深度可至6 毫米。
 
  (2)概率筛分机
 
  概率筛分机通过采用大筛孔、大倾角和多层筛面结构,使物料近似筛分而提高筛机处理能力和干式筛分的深度。QGS型琴弦概率筛是在GS 型煤用概率筛的基础上,吸收琴弦筛的特点研制的。该筛能有效地对潮湿煤炭进行6 毫米干式分级,筛选产品能满足空气重介流态床分选机对人选煤的要求。琴弦筛网在共振状态下工作,筛孔不易堵塞。
 
  (3)GPS 型高频振动细筛GPS-900-3 型高频细筛是在吸收美国Derrick 高频细筛技术的基础上研制的,该筛采用了叠层筛网( 由三层孔径不同的不锈钢编织筛网叠合而成)、三路给矿( 沿筛面长布置三个给矿器) 和长圆筒形振动器( 电机轴两端装由偏重块和调偏块组成的振子) 振频2850 次/ 分。目前已在黑色和有色金属闭路磨矿作业中,作为分级设备推广应用,分级总效率达60% ~ 70%。
 
  (4)电磁振动旋流筛
 
  电磁振动旋流筛是一种结构简单的高效脱水脱泥设备。该筛无转动部件,无需润滑,不需动力,不仅用于选煤厂,还可推广用作污水处理和选矿厂及其它类似物料的脱水脱泥和分级设备。目前该筛已形成用于粗煤泥的C 型和用于末煤的M型两种型号。
 
  发展方向
 
  振动筛分机在工程中广泛应用,对国民经济起着重要作用。从目前国外的研究方向来看,一方面致力于当前筛分机的运动分析和结构调整;另一方面瞄准新颖的设计目标、探求合理的结构形式,以便进一步推动振动筛分机的应用。
 
  1. 国外技术发展趋势
 
  国外筛分设备仍以发展振动筛为主,振动筛向标准化、通用化和系列化方向发展;向大型化方向发展,但***大到55m2,已够用了;增大筛面倾角,提高筛分效率;发展细粒筛分设备,筛孔尺寸小到0.1 ~ 0.3毫米;旋流筛使用逐渐增多;共振筛发展停滞。
 
  2. 国内技术发展趋势
 
  积极开展筛分技术研究,提高原煤干式深度筛分技术,降低分级下限和增加煤炭品种,着重解决粒度细、水分高和黏度大的难筛物料的分级技术;为满足大露天矿选用,研制重型分级筛,适用于500毫米以下物料筛分;为提高筛板的寿命和效果,着重发展焊接筛网,非金属筛面;共振筛有被淘汰之势,应大力发展块偏心圆振动筛和直线振动筛。
 
  工业的发展对振动筛的品种和质量要求愈来愈高,从而使振动筛分机械的发展提高到了一个新的阶段。目前国内外振动筛产品结构性能落后的筛分机仍占一半以上。因此,今后应当优先发展量大面广的优良机型;探索新的筛分理论,发展新型筛分机;发展大型、重型、特重型筛分设备,限制生产并逐步淘汰生产效率低,设计陈旧的老产品。

本文关键词:振动筛,研究现状

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