振動篩向高效環(huán)保方向發(fā)展研究

王安團

摘 要 隨著社會的進步，節(jié)能降耗、環(huán)境保護的發(fā)展理念也日漸深入人心，各行各業(yè)也逐步重視起來。振動篩作為機械篩分設備，以較高的篩分效率及生產(chǎn)率在加工制造領域有著重要應用，隨著中國經(jīng)濟建設與科研事業(yè)的發(fā)展趨勢，社會及國家對環(huán)保方面的重視，傳統(tǒng)振動篩的動態(tài)密封結(jié)構(gòu)以及噪音污染方面已逐漸顯現(xiàn)出劣勢，逐漸的無法滿足市場的需求。社會的發(fā)展必將會推動振動篩行業(yè)向更高效、更環(huán)保的方向發(fā)展。本文將簡單介紹振動篩的發(fā)展現(xiàn)狀和機械結(jié)構(gòu)，以及振動篩向高效環(huán)保方向發(fā)展的影響因素及改進的措施;另外介紹一下河南威猛振動設備股份有限公司基于環(huán)保節(jié)能方向而研發(fā)的環(huán)保復頻篩的結(jié)構(gòu)組成，以及復頻篩與傳統(tǒng)振動篩的對比及優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞 振動篩 復頻篩 高效環(huán)保 節(jié)能降耗 發(fā)展研究

中圖分類號：X32 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）03-0041-02

振動篩在工礦企業(yè)中具有普遍應用，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域的應用也體現(xiàn)出不同的應用優(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)中皆有應用。[2]由于其應用范圍之廣，需對其應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)領域發(fā)展現(xiàn)狀，傳統(tǒng)振動篩在各領域的生產(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)，河南威猛振動設備股份有限公司向高效環(huán)保方面行進，研發(fā)設計了復頻篩系列，相對于傳統(tǒng)振動篩而言，復頻篩的結(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;而且復頻篩整體結(jié)構(gòu)的設計更加合理化，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，河南威猛振動設備股份有限公司的復頻篩正朝著環(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。河南威猛振動設備股份有限公司研發(fā)的復頻篩與傳統(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，可采用分段設計，降低振動篩所需的強度，降低參振質(zhì)量，降低設備的功率，進而起到節(jié)能降耗的作用。

目前河南威猛振動設備股份有限公司研發(fā)的復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：由于復頻篩篩箱不參與振動，所以復頻篩的所有進出口與其他相關(guān)設備均采用靜態(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），復頻篩篩框上設有除塵口，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：復頻篩篩箱不參與振動，僅篩板和激振器參與振動，所以復頻篩的參振重量小，與傳統(tǒng)振動篩相比，在同樣的頻率和振幅下，復頻篩所需要的動力小、能耗低。并且對基礎的沖擊力小，多段篩面獨立振動，每節(jié)篩面啟動停車時間間隔6-8秒，降低了對基礎的集中沖擊力，而且復頻篩配置反接制動裝置，使復頻篩快速通過共振區(qū)，降低了設備對基礎的沖擊力。[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：復頻篩配置PLC控制系統(tǒng)，就地手動及遠程控制整臺設備的啟動、停機等。PLC控制柜內(nèi)配置觸摸屏，方便控制系統(tǒng)參數(shù)的設置及顯示，包括軸承溫度的顯示，溫度異常報警等。該設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碌氖鹿省Ｍ瑫r，復頻篩可配置我公司研發(fā)的若鄰智能監(jiān)控設備，該設備可在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。

復頻篩是河南威猛振動設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。復頻篩適用于礦山、選煤、建材、電力及化工等領域的產(chǎn)品的分級，是現(xiàn)有大、中型振動篩及國外引進設備的理想替代產(chǎn)品。

4 結(jié)語

工業(yè)化的快速發(fā)展使得篩分設備生產(chǎn)技術(shù)也相應提升，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，使其能在各大領域得以普遍應用。而工業(yè)化的可持續(xù)發(fā)展要求相關(guān)設備需具備節(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。

參考文獻：

[1] 馬瑞.疊層高頻振動細篩在選煤廠技術(shù)改造中應用[J].江西煤炭科技，2021（02）：230-232.

[2] 呂高常.大型振動篩動應力分析與控制技術(shù)研究及應用[J].煤礦機械，2021，42（05）：157-161.

[3] 聞邦椿，劉樹英.現(xiàn)代振動篩分技術(shù)及設備設計[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2013.

[4] 振動篩設計規(guī)范，JB/T9022-1999中華人民共和國機械行業(yè)標準[S].機械工業(yè)部，1999.

[5] 王滄，甄常亮，石巍，潘艷龍，PANGZhenli，YanBaozh ong，LIWang.鐵前篩分設備升級改造生產(chǎn)實踐[A].河北省金屬學會、山東金屬學會、江蘇省金屬學會、山西省金屬學會、遼寧省金屬學會、陜西金屬學會.2018第六屆煉鐵對標、節(jié)能降本及新技術(shù)研討會論文集[C].河北省金屬學會、山東金屬學會、江蘇省金屬學會、山西省金屬學會、遼寧省金屬學會、陜西金屬學會：河北省金屬學會，2018：6.

[6] 劉維勤，王士彬，王耀.寧鋼高爐振動篩的改造研究[A].中國金屬學會（TheChineseSocietyforMetals）、寶鋼集團有限公司（BaosteelGroupCoporation）.“第十屆中國鋼鐵年會”暨“第六屆寶鋼學術(shù)年會”論文集[C].中國金屬學會（TheChineseSocietyforMetals）、寶鋼集團有限公司（BaosteelGroupCoporation）：中國金屬學會，2015：7.