淺議圓振篩篩體產(chǎn)生裂紋的原因及防范措施

王君++孟慶偉

摘 要：針對(duì)圓振篩在生產(chǎn)過(guò)程中篩體出現(xiàn)裂紋的問題，本文主要分析了圓振篩篩體產(chǎn)生裂紋的原因，探討了避免產(chǎn)生裂紋的措施，以期能夠延長(zhǎng)圓振篩的使用壽命。

關(guān)鍵詞：圓振篩；激振器；偏心塊；離心慣性力；振型

中圖分類號(hào)：TE121.1 2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）18-0060-01

圓振篩是礦山企業(yè)破碎系統(tǒng)中的主體設(shè)備，其作用是為選礦球磨篩選出符合粒度要求的礦石。經(jīng)破碎機(jī)加工后的礦石經(jīng)過(guò)圓振篩后，符合粒度要求的礦石輸送給選礦球磨，不符合粒度要求的礦石則返回至破碎機(jī)再次加工。因此，圓振篩性能的好壞不僅決定了選礦系統(tǒng)的產(chǎn)量，也制約著破碎機(jī)性能的發(fā)揮。在生產(chǎn)過(guò)程中，圓振篩的主要問題是篩體出現(xiàn)裂紋。這不僅增加了設(shè)備的維修時(shí)間，影響產(chǎn)量，也影響到設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)和使用壽命，因此，有必要分析圓振篩篩體產(chǎn)生裂紋的原因并制定切實(shí)可行的措施。

1 圓振篩的組成及工作原理

圓振篩主要由篩體、篩網(wǎng)、激振器、偏心塊、傳動(dòng)軸、彈簧、底座、護(hù)罩等部分組成，如圖1所示。

篩體通過(guò)4組彈簧支撐在底座上，篩體兩側(cè)篩板上各安裝1個(gè)激振器，每個(gè)激振器的內(nèi)、外兩側(cè)各安裝1個(gè)偏心塊，激振器內(nèi)側(cè)的2個(gè)偏心塊之間裝有傳動(dòng)軸，激振器外側(cè)的偏心塊通過(guò)軟連接與電動(dòng)機(jī)相連。當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)力通過(guò)軟連接、激振器、傳動(dòng)軸分別傳遞到偏心塊上，帶動(dòng)偏心塊旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心慣性力，使篩體振動(dòng)。

2 設(shè)備使用情況及出現(xiàn)的問題

司家營(yíng)鐵礦破碎車間最早使用的是2YAH-2460型圓振篩。生產(chǎn)工藝是：經(jīng)過(guò)破碎機(jī)破碎后的礦石通過(guò)皮帶輸送機(jī)進(jìn)入圓振篩進(jìn)行預(yù)先篩分，符合粒度要求的礦石通過(guò)篩網(wǎng)下方的皮帶輸送機(jī)進(jìn)入球磨料倉(cāng)，篩網(wǎng)上粒度較大的礦石則返回破碎機(jī)再次破碎，形成閉路循環(huán)。設(shè)備在運(yùn)行兩年后，篩體的兩側(cè)篩板出現(xiàn)裂紋，隨著生產(chǎn)的繼續(xù)，裂紋逐漸擴(kuò)展，嚴(yán)重影響了破碎系統(tǒng)的正常進(jìn)行。

3 原因分析

3.1 力學(xué)模型

取圓振篩篩體、激振器和偏心塊為研究對(duì)象。圓振篩篩體及激振器的質(zhì)量為，質(zhì)心位于處，偏心塊的質(zhì)量為，質(zhì)心位于處，偏心距為。運(yùn)動(dòng)開始時(shí)，偏心塊質(zhì)心位于最低位置，偏心塊以勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)偏心塊沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過(guò)角時(shí)，作用于系統(tǒng)上的有重力與，約束力、與力偶，質(zhì)心的離心慣性力，如圖2所示。（其中，）

對(duì)由篩體、激振器和偏心塊組成的系統(tǒng)列微分方程

由上式可得

從上式中消去，可得系統(tǒng)的軌跡方程為

由以上軌跡方程可得，圓振篩的運(yùn)動(dòng)軌跡是一“圓形”，其振幅為。但在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，圓振篩并不是嚴(yán)格意義上的自由振動(dòng)，彈簧對(duì)圓振篩的運(yùn)動(dòng)有一定的影響，因此，圓振篩的運(yùn)動(dòng)近似于“圓形”。

3.2 原因分析

由于每個(gè)激振器的內(nèi)、外兩側(cè)各安裝一個(gè)偏心塊，只有篩板的內(nèi)、外兩側(cè)的運(yùn)動(dòng)軌跡（即，振型）完全一致，才能確保篩板在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不受附加內(nèi)應(yīng)力。振幅和離心慣性力的方向是影響圓振篩“振型”的主要因素。因此，導(dǎo)致圓振篩篩體產(chǎn)生裂紋的主要原因有：

（1）圓振篩偏心塊的質(zhì)量不同：圓振篩偏心塊由偏心塊基座、偏心片、螺釘組成，偏心片通過(guò)內(nèi)六角螺釘固定在偏心塊基座上，通過(guò)增減偏心片的數(shù)量和調(diào)整偏心片的厚度可以調(diào)整偏心塊的質(zhì)量。圓振篩偏心塊的質(zhì)量不同，會(huì)造成篩板的內(nèi)、外兩側(cè)的離心慣性力的大小不同，振幅不同，從而導(dǎo)致篩體受到附加內(nèi)應(yīng)力，使篩體產(chǎn)生裂紋。

（2）圓振篩偏心塊的質(zhì)心不重合：圓振篩偏心塊的質(zhì)心一方面取決于偏心距的大小，另一方面則表現(xiàn)在質(zhì)心是否重合。偏心距影響振幅，偏心距不同，則振幅也不同。此外，偏心塊的質(zhì)心應(yīng)該是重合的，否則，各個(gè)偏心塊產(chǎn)生的離心慣性力的方向不同步，導(dǎo)致篩體受到附加內(nèi)應(yīng)力，使篩體產(chǎn)生裂紋。

（3）支座彈簧的彈力不一致：支座彈簧支撐篩體振動(dòng)，篩體受力不均、各偏心塊產(chǎn)生的慣性離心力的大小不同、離心慣性力的方向不一致等原因造成彈簧的剛度和壓縮量有所不同，從而導(dǎo)致彈簧的彈力不一致，在振動(dòng)的過(guò)程中，篩體傾斜，也會(huì)導(dǎo)致篩體產(chǎn)生裂紋。

4 預(yù)防措施

針對(duì)以上圓振篩篩體產(chǎn)生裂紋的原因，應(yīng)采取以下預(yù)防措施：（1）在調(diào)整偏心塊質(zhì)量時(shí)，應(yīng)對(duì)偏心塊進(jìn)行稱重，保證4個(gè)偏心塊的質(zhì)量相同。（2）應(yīng)定期對(duì)傳動(dòng)軸進(jìn)行校正，避免因傳動(dòng)軸產(chǎn)生過(guò)大的扭轉(zhuǎn)變形導(dǎo)致激振器偏心塊產(chǎn)生的離心慣性力的方向不同步，造成篩體兩側(cè)篩板的“振型”不同的現(xiàn)象。（3）做好激振器和傳動(dòng)軸的密封。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于密封不嚴(yán)，往往在激振器護(hù)罩中積存大量小石子、泥土、油污等。在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，這些雜物會(huì)對(duì)偏心塊產(chǎn)生磨損，造成偏心塊的質(zhì)量出現(xiàn)差異和偏心塊質(zhì)心的位置所有改變。因此，應(yīng)注意做好激振器、傳動(dòng)軸護(hù)罩的密封。（4）在更換支座彈簧時(shí)，最好將4組彈簧同時(shí)更換，避免支座彈簧因彈簧剛度和壓縮量不同造成彈力不一致的現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

圓振篩篩體出現(xiàn)裂紋是影響圓振篩正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要因素，在實(shí)際生產(chǎn)中，關(guān)注的側(cè)重點(diǎn)往往在于如何修復(fù)已經(jīng)產(chǎn)生的裂紋，卻忽視了如何預(yù)防裂紋的產(chǎn)生。因此，在修復(fù)裂紋的同時(shí)，應(yīng)該注重從源頭消除產(chǎn)生裂紋的因素。

參考文獻(xiàn)

[1]新鄉(xiāng)威達(dá)機(jī)械有限公司.振動(dòng)篩使用說(shuō)明書[K].新鄉(xiāng)：新鄉(xiāng)威達(dá)機(jī)械有限公司，2010，07.