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振动筛国内外研究现状及发展


技术与装备|Technology & Equipment

振动筛国内外研究现状及发展
本文介绍了振动筛国内外研究现状,综述了其种类、特点以及研究的发展动向。
文 | 郭年琴 匡永江

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 30m 共振筛及系列,煤用 及系列, 15m 、 单轴、双轴振动筛系列, 和 ZKB 自同 YK 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 筛分机走上了独立发展的道路。 (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、
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立式圆筒筛的研制也取得成功。



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

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

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 占有绝对优势, 其占有量约为 95%。 最近几年, 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。

国内外研究现状
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, 18 世纪欧洲工业革命时期, 在 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

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世界有色金属 2009年第5期

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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。 前者又名万能悬挂筛,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 ΓИ C 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最 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。 系列等厚筛适用于需要精确分 ZD 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 ; 已够用 向大型化方向发展, 但最大到 55m2, 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。

结束语
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 世 低, 设计陈旧的老产品。

(本栏目由江西理工大学协办)

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