振動篩向高效環(huán)保方向發(fā)展研究

王安團

（河南威猛振動設(shè)備股份有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453700）

振動篩在工礦企業(yè)中具有普遍應(yīng)用，屬于篩分機械，其工作原理為通過振動的多孔工作面，對混合物料按照顆粒大小進行分級，通過增大振動強度使物料獲得更大的加速度，從而實現(xiàn)篩分的高效化。[1]并且根據(jù)振動篩類型的不同在各個領(lǐng)域的應(yīng)用也體現(xiàn)出不同的應(yīng)用優(yōu)勢，振動篩主要包括傳統(tǒng)振動篩（重型篩）、實驗振篩機及輕型精細振動篩等幾大類，在礦山、選煤、建材、電力、化工、醫(yī)藥、食品等各行業(yè)中皆有應(yīng)用。[2]由于其應(yīng)用范圍之廣，需對其應(yīng)用性能及機械模型進行更為深入的研究以及整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，以此來推動與其相關(guān)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。[3]

1 振動篩發(fā)展現(xiàn)狀

分析目前各相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀，傳統(tǒng)振動篩在各領(lǐng)域的生產(chǎn)及加工過程中占有重要地位，而隨著我國各行業(yè)工藝水平的提升，振動篩的研究與應(yīng)用也處于不斷發(fā)展當中。目前，傳統(tǒng)振動篩質(zhì)量大、功率高、噪音大、外漏粉塵大，對環(huán)境的污染逐漸顯露出來，已經(jīng)不能滿足各行業(yè)的發(fā)展和國家對環(huán)保方面的要求。隨著社會的進步，振動篩的關(guān)鍵技術(shù)也處于不斷更新狀態(tài)，河南威猛振動設(shè)備股份有限公司向高效環(huán)保方面行進，研發(fā)設(shè)計了復(fù)頻篩系列，相對于傳統(tǒng)振動篩而言，復(fù)頻篩的結(jié)構(gòu)更加模塊化，易損件更換更加方便快捷，降低人力成本；而且復(fù)頻篩整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計更加合理化，參振質(zhì)量比傳統(tǒng)篩降低1/3～1/2，并可以采用雙質(zhì)體的結(jié)構(gòu)原理，使振動篩的功率消耗降低1/3 以上，而且還采用靜態(tài)密封結(jié)構(gòu)，粉塵幾乎無外溢，能起到很好的環(huán)保作用。由此可以看出，河南威猛振動設(shè)備股份有限公司的復(fù)頻篩正朝著環(huán)保節(jié)能的方向快速發(fā)展。[4]

2 振動篩的機械結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)振動篩主要由激振器、篩箱、支承裝置、電動機組成。河南威猛振動設(shè)備股份有限公司研發(fā)的復(fù)頻篩與傳統(tǒng)篩有一定的差異，主要由激振器、電動機、外篩箱、振動篩芯、剪切彈簧、支承裝置等組成。各個組成部分分工合作從而實現(xiàn)篩分功能。其中，激振器可分為偏心軸激振器及箱式激振器兩種，前者安裝調(diào)整較為方便，而后者靈活性相對較好，對橫梁強度要求較高，兩者均可調(diào)整激振力的大小，各有各的優(yōu)勢。篩芯又可分為篩體、篩面兩個部分，篩體需要具備足夠的剛性。外篩箱將內(nèi)部振動篩芯封閉，外篩箱不參與振動，行成了靜態(tài)密封的效果，有效防止了粉塵外溢，振動噪音被包裹在外篩箱內(nèi)部，可以有效降低周圍噪音污染。篩框與篩面之間也可采用剪切彈簧從而產(chǎn)生雙質(zhì)體的作用，同樣的激振力可以產(chǎn)生更大的振動幅度，有效降低振動部分的能耗，降低設(shè)備的功率，提高振動篩分的效率。[5]

3 振動篩向高效環(huán)保方向發(fā)展的影響因素及改進的措施

振動篩的工作原理主要是通過篩箱的振動，使得碎散物料多次通過均勻布孔的篩面，而由于物料自身的特性，隨著篩箱振動，便形成了小顆粒在下，大顆粒停留在上層，從而實現(xiàn)粗細粒的分離。而在其分選使用過程中，以下幾種因素對其生產(chǎn)效率影響較大：

1.篩分物料的物理性質(zhì)：物料本身的水分及顆粒形狀等物理性質(zhì)都會影響振動篩的篩分過程，一般情況下，物料細粒含量越大、水分較小時，振動篩的篩分效率會相對較高。

2.篩面結(jié)構(gòu)和種類：篩孔尺寸、篩面寬度在一定程度上決定了篩子的有效面積，篩孔面積與整個篩面面積之比越大，其生產(chǎn)效率也會相應(yīng)增加；編織網(wǎng)篩面、波紋網(wǎng)篩面、橡膠篩面、聚氨酯篩面、棒條篩面、鋼板沖孔篩面等篩面種類的選擇都會對篩分效率有較大影響。

3.振動幅度和頻率：振動幅度和振動頻率的匹配，針對不同特性的物料需要設(shè)計不同的振動頻率和幅度。

4.粉塵污染：傳統(tǒng)振動篩采用剛性密封的結(jié)構(gòu)，粉塵外溢較大，嚴重影響作業(yè)環(huán)境，影響操作工人身體健康。

5.噪音污染：傳統(tǒng)振動篩激振器和振動篩框外露，產(chǎn)生的噪音多在90 分貝以上，嚴重影響員工的身心健康。

6.節(jié)能降耗:傳統(tǒng)振動篩參振質(zhì)量較大,功耗較高,隨社會發(fā)展需向節(jié)能降耗的方向發(fā)展。

因此，振動篩向高效環(huán)保方向發(fā)展可從上述幾個方面進行研究，可參考如下措施：

1.根據(jù)物料的特性，水分的大小等因素來選擇合適的振動軌跡（圓，直線，橢圓），以及合適的篩孔大小來提高振動篩的篩分效率，也可根據(jù)物料水分的大小來選擇弛張作用的篩網(wǎng)或篩機。

2.針對不同的工藝位置及工況條件的實際需求，選擇合適的篩面結(jié)構(gòu)、種類和篩面的有效面積。

3.根據(jù)物料顆粒形狀和大小的不同，以及篩孔大小選擇的不同來選擇合適的振動頻率和振動幅度，使振動篩更加有效將物料分離。

4.振動篩整體設(shè)計結(jié)構(gòu)需改變,密封結(jié)構(gòu)需由動態(tài)密封轉(zhuǎn)變?yōu)殪o態(tài)密封,防止粉塵外溢造成環(huán)境污染。

5.噪音方面需結(jié)合靜態(tài)密封,將振動部分封閉在內(nèi)部,外篩箱采用隔音裝置進行隔離內(nèi)部聲音的傳播,降低噪音污染。

6.振動篩參振質(zhì)量需降低，可采用分段設(shè)計，降低振動篩所需的強度，降低參振質(zhì)量，降低設(shè)備的功率，進而起到節(jié)能降耗的作用。

目前河南威猛振動設(shè)備股份有限公司研發(fā)的復(fù)頻篩系列也是向著高效環(huán)保的方向邁進，已在各行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，與傳統(tǒng)振動篩相比，已體現(xiàn)出以下特點：

1.環(huán)保性：由于復(fù)頻篩篩箱不參與振動，所以復(fù)頻篩的所有進出口與其他相關(guān)設(shè)備均采用靜態(tài)密封，直接剛性連接，避免了傳統(tǒng)振動篩采用柔性連接極易出現(xiàn)的問題（軟連接的壽命及溢塵），復(fù)頻篩篩框上設(shè)有除塵口，使全系統(tǒng)在負壓狀態(tài)下進行工作，從而徹底解決了篩分過程中的粉塵溢出污染環(huán)境的問題。同時，我們在篩箱內(nèi)部增加了隔音裝置，與傳統(tǒng)振動篩相比，噪音降低了3-5dB。

2.節(jié)能性：復(fù)頻篩篩箱不參與振動，僅篩板和激振器參與振動，所以復(fù)頻篩的參振重量小，與傳統(tǒng)振動篩相比，在同樣的頻率和振幅下，復(fù)頻篩所需要的動力小、能耗低。并且對基礎(chǔ)的沖擊力小，多段篩面獨立振動，每節(jié)篩面啟動停車時間間隔6-8 秒，降低了對基礎(chǔ)的集中沖擊力，而且復(fù)頻篩配置反接制動裝置，使復(fù)頻篩快速通過共振區(qū)，降低了設(shè)備對基礎(chǔ)的沖擊力。[6]

3.高效篩分：采用大振幅是為了快速實現(xiàn)分層，分節(jié)設(shè)計采用，可使每節(jié)篩芯之間產(chǎn)生高度落差，打破物料的惰性跟隨，使物料重新打散分層，更利于物料的透篩，取得最佳的篩分效果。

4.智能性：復(fù)頻篩配置PLC 控制系統(tǒng)，就地手動及遠程控制整臺設(shè)備的啟動、停機等。PLC 控制柜內(nèi)配置觸摸屏，方便控制系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置及顯示，包括軸承溫度的顯示，溫度異常報警等。該設(shè)備可配置自動加油系統(tǒng)，減少工人的勞動強度，避免人為的原因?qū)е碌氖鹿?。同時，復(fù)頻篩可配置我公司研發(fā)的若鄰智能監(jiān)控設(shè)備，該設(shè)備可在PC/手機端實現(xiàn)同步數(shù)據(jù)監(jiān)控，用戶可通過組態(tài)功能自定義畫面，從而更貼近自己的需求和習慣，平臺內(nèi)異常報警等故障可以微信消息、短信、郵件的提示報警給一人或多人，并且有報警記錄。

復(fù)頻篩是河南威猛振動設(shè)備股份有限公司針對行業(yè)發(fā)展趨勢而研發(fā)的新型環(huán)保復(fù)頻篩。行業(yè)內(nèi)大多數(shù)采用傳統(tǒng)大型振動篩，體積大、重量重、不環(huán)保。復(fù)頻篩適用于礦山、選煤、建材、電力及化工等領(lǐng)域的產(chǎn)品的分級，是現(xiàn)有大、中型振動篩及國外引進設(shè)備的理想替代產(chǎn)品。

4 結(jié)語

工業(yè)化的快速發(fā)展使得篩分設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)也相應(yīng)提升，振動篩將面向環(huán)保、高效、智能化方向發(fā)展，同時為更好的平衡成本與生產(chǎn)效率之間的關(guān)系，振動篩也將面向尺度化、系列化及模塊化發(fā)展，使其能在各大領(lǐng)域得以普遍應(yīng)用。而工業(yè)化的可持續(xù)發(fā)展要求相關(guān)設(shè)備需具備節(jié)能環(huán)保的特點。因此，振動篩需面向輕型、環(huán)保發(fā)展。對此，需從振動篩力學模型及機械結(jié)構(gòu)出發(fā)，并充分認識到振動篩應(yīng)用現(xiàn)狀，對其結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化創(chuàng)新，從而在提高篩分效率的同時，控制能耗，并降低作業(yè)噪音以及粉塵環(huán)境的污染。