振动筛分机械发展所面临的技术难点

新乡市广建机械有限公司网址：振动筛分机械发展所面临的技术难点目前国内经济快速发展，改制后企业种类多(国有、股份、私有、中外合资等)，出现很多家生产振动筛企业，市场上筛机结构形式多，技术、质量水平参差不齐。国外筛机制造公司在强大经济资助下，技术开发、加工能力稳步发展。1筛机大型化问题国内学者谈筛机发展必谈大型化，引起各方注意，企业甚至不惜花巨资引进国外大型筛机技术，现在看来有的引进是失败的，没有必要的，很显然水士不服。需多谈大型筛机可靠性及影响可靠性因素，因此，大型化方向一定要准。(1)硬件要好比德国KHD公司、Schenck公司、美国Tabor公司起步晚的美国ConnWeld公司凭借其坚实的基础工作快速发展。筛机都采用CAD进行有限元结构和动态分析，有美国一流设备化验和检验，下料采用高压水切割机，由数控机床制造，在高标准工作房中装配，最后采用喷丸、喷漆处理。其产品基本沿用几十年来美国Allis和Tabor公司结构和技术，作了些改进，但等厚筛做到39m2，直线筛。国内单位想花钱买人家图纸，引进技术做到27m2时要注意，知其产品好，更要知其硬件基础好。(2)结构应简单，可靠性才高国外几大筛机制造公司在特殊领域使用的筛机研究较深，在大型化方面，结构和技术基本未变，德国KHD公司研发的三通道大型筛未见发展，其最大筛机USL4.5m×6.75m结构未变，采用自同步技术，世界最大的筛机还是德国SiebTechnik公司的50m2、宽5.5m的单层直线筛，与Schenck公司的最大产品单层直线筛宽4m、长8.5m的结构基本一样，只是前者用了四个小点箱式激振器，后者用了两个大点箱式激振器。另外日本神户制钢所最大的筛机HLW型(宽4.8m、长7.1m)也是采用美国LowHead型激振器结构，后来改为水平放置激振器。美国的Tabor公司最大筛机是单层直线筛3.7m×7.3m，结构未变，只是使用三个箱式激振器。而国内花样特多，结构也在变化，新乡市广建机械有限公司网址：有的大型化甚至背离发展方向。由好几台2m×3m小筛机组合在一块，就能生产大平米筛机，就叫大型化3073双层圆筛都采用双激振器，但结构相差很大，我公司2DYK型二激振器放在第一层筛面之上，采用块偏心，同步带同步，国内同步带寿命6个月以上，日本(川崎公司的特大E型3m×10.8m)和美国也都采用同步带技术，维修十分方便。据我所知国外筛机公司大型圆筛还没有使用同步器的。国内有的单位采用齿轮同步器(相当于减速器结构)，用了五齿轮强迫同步和瓣形联轴器(不是精确传动)联接，且轴偏心(单件质量太大)，结构复杂，重量重，可靠性低，噪声也大，精加工要求精度高。这些圆筛都已达3.6m×7.3m，且是双层筛。直线筛有综合美、德、日、苏的DZS筛机，其为双通道结构，双通道加中间侧板的目的是想增加筛机横梁刚度，因工作中横梁中间动应力、动应变最大，一般疲劳断裂在中间，同时使用不参振同步器，这样，结构复杂，制造要求高。我公司2DZX型大型双层直线筛采用德国和日本技术，并创新地水平布置激振器(作者专利ZL95217593.2)，不用不参振的同步器，润滑好、受力好、刚度好。澳大利亚Honert公司等厚筛倾斜安装激振器已采用稀油强制润滑技术，我公司无需另加一套这样润滑系统。(3)适应市场的技术发展中国矿大和中国科大在煤炭深度筛分(25mm、13mm、6mm，水分10%以上粒级)和脱水、脱介筛机大型化方面作出了贡献。BHS型分级筛机技术特点是：大振幅、大振动强度，参振质量轻，大跨度双激振器自同步直线运动，集中受力件带动筛网参振，分3~4段独立振动，二次隔振，筛网为弹簧钢插入式。结构复杂，但解决了问题，筛分效率达85%以上。现场使用最大已达37m2。中国矿大的CWS型筛机超静定网梁激振的大型筛也是通过大振幅、大振动强度脱水、脱介，已生产出3.6m×6.0m筛机。国内使用等厚筛越来越多：单层到双层，三段到五段不同倾角转变，激振器绝大部分用整箱体激振器，最大已达3.1m×9.1m。以上这些筛适用于煤炭行业，都能达到高效筛分，高效脱水、脱介的效果。国外现研制一种梯流筛，用于难筛分物料，为了克服堵孔，通过一端固定，一端自由的悬臂梁(筛条)的弹性振动来筛分。如：筛机频率为800~1100r/min；筛条为f4mm；弹性模量为2×11310Pa；比重新乡市广建机械有限公司网址：。从弹性筛分理论中计算得知筛条长度应为155~200mm，此长度使得筛条一阶振动频率与筛机频率相近。冶金行业中冶金厂烧结矿筛分用的振动筛，国内已发展为三轴椭圆等厚冷矿筛(如我公司的STDL型冷矿筛)，能有效地筛分细料度的颗粒，筛分效率高。(3)适应市场的技术发展中国矿大和中国科大在煤炭深度筛分(25mm、13mm、6mm，水分10%以上粒级)和脱水、脱介筛机大型化方面作出了贡献。BHS型分级筛机技术特点是：大振幅、大振动强度，参振质量轻，大跨度双激振器自同步直线运动，集中受力件带动筛网参振，分3~4段独立振动，二次隔振，筛网为弹簧钢插入式。结构复杂，但解决了问题，筛分效率达85%以上。现场使用最大已达37m2。中国矿大的CWS型筛机超静定网梁激振的大型筛也是通过大振幅、大振动强度脱水、脱介，已生产出3.6m×6.0m筛机。国内使用等厚筛越来越多：单层到双层，三段到五段不同倾角转变，激振器绝大部分用整箱体激振器，最大已达3.1m×9.1m。以上这些筛适用于煤炭行业，都能达到高效筛分，高效脱水、脱介的效果。国外现研制一种梯流筛，用于难筛分物料，为了克服堵孔，通过一端固定，一端自由的悬臂梁(筛条)的弹性振动来筛分。如：筛机频率为800~1100r/min；筛条为f4mm；弹性模量为2×11310Pa；比重为7800kg/m。从弹性筛分理论中计算得知筛条长度应为155~200mm，此长度使得筛条一阶振动频率与筛机频率相近。冶金行业中冶金厂烧结矿筛分用的振动筛，国内已发展为三轴椭圆等厚冷矿筛(如我公司的STDL型冷矿筛)，能有效地筛分细料度的颗粒，筛分效率高。2筛机小型化问题国内很多项目需1~3m先进筛机，很少有人开发、研究。细聚酯筛网(0.5mm以下)制造水平极低，连国外已少见的直线筛振动电机摆放方向，国内几乎都用，不合理。Derrick公司生产的筛机用于广西龙滩水电站是世界上最先进小型筛机，采用上下摆放双长筒振动电机，筛体用剪切橡胶弹簧悬挂式安装，为了与筛面弧形紧密配合，用高性能胶粘紧筛体成弧形，各处密封很好，不漏筛上物。筛新乡市广建机械有限公司网址：面已达精确筛孔，开孔率45%水平，脱水效率可达90%以上。3椭圆筛国外三轴椭圆筛发展很快(JCI公司、Cedarapids公司、Gator公司)，有如下结构特点：(1)轴承外圈旋转(除此之外都是内圈旋转)，外圈旋转集中离心力作用面积比内圈旋转大，内圈旋转离心力作用面积处(内圈的1/3处)一般极易发生微粒剥落疲劳破坏，而外圈旋转离心力作用面积大，轴承寿命长；(2)中间传动轴小，如Cedarapids公司2.1m×6.0m椭圆筛中间轴只有70mm，为什么这么小，因为它不受离心力，只传递电机过来的扭矩给对面偏心块；(3)侧板上开孔小(不像日本神户制钢所筛机侧板开这么大口)，这样对筛机强度和刚度影响小。轴承在侧板外侧受力，中间传动轴小，中间轴罩体既能受上层物料的冲击，又能加强筛机刚度；(4)采用流行的胀套(皮带轮)和锥套(轴承)联接，维修太方便；(5)皮带轮用可调直径带轮，方便改变激振频率。筛分效率高，可水平安装，适用于移动式破碎筛分机组。国内椭圆筛发展很快，有仿制上面结构的(ZST型)，有三轴、同步器不参振的，也有两轴自同步的和强迫同步的(2TYA型)。同步器国外用得少，国内较热衷。4准直线振动筛准直线就是近似直线，笔者认为：当椭圆长轴与短轴长度之比都为大于5∶1时，可认为是准直线运动；筛机水平安装后不但不会影响而且有利于脱水、脱介。两轴激振器水平安装，反向旋转是其特征。国外只有日本神户制钢所HLW型，国内在此方面发展较快，有引进日本的ZK型，唐山煤炭分院ZKS型(用不参振同步器)，有鞍山的DZS型(用不参振同步器)，我公司的2DZX型。这些筛机侧板较窄，组成筛框后，刚度强，需通过严格计算确定两激振器的激振力中心离筛箱重新乡市广建机械有限公司网址：心的高度，以确保入料、出料处椭圆长轴与短轴长度之比为大于5∶1。5德国KHD公司产品改进德国KHD公司是世界著名自同步振动筛制造公司，其USL、USK型直线、圆振动筛遍布世界。它与Schenck公司的产品有明显区别。Schenck公司筛机采用矩形横梁、侧板上(矩形横梁法兰处)开长方形口、较薄侧板、侧板上布满角钢和折弯钢板、另有支撑激振器矩形大梁与侧板组成筛框，采用整箱体激振器激振。KHD公司从上世纪80年代至今，其USL、USK振动筛结构发生些变化：(1)原侧板上、下边缘采用折弯，现上边缘用角钢与侧板高强度螺栓联接，下边缘不折弯；(2)取消内、外加强板，侧板加厚(如3m宽筛机侧板由14mm改为16mm)。侧板没有任何型钢或其它加强，这与Schenck公司设计理念不同。一个是用厚侧板，一个是用薄侧板(如3m宽的筛机侧板用12mm)加满角钢和折弯钢板；(3)直线筛拉大两激振器距离，克服滚动摩擦阻力，加强自同步性。这三点改变，当然有其充分理由。具有以上三点改变的新三、四套图纸以200万元人民币卖给国内企业。6筛机制作水平一台产品从生产到用户手中，是一个企业给用户各方面的展示，外表质量固然重要，最重要的是筛机绝对不允许出现异常运动，根据《ZKR型振动筛标准JB/T6389-92和《BFS型振动筛》标准JB/T6388-2004要求：(1)筛箱横向摆动不大于1mm；(2)两侧板对称点双振幅差不大于1mm；(3)根据振动筛试验方法JB4042-85振动方向角第2.5点(即两侧板中点对称点)方向角要求：设计值±5°。以上三点(属重要指标)任一点超标，就判为不合格产品，同时对筛机的寿命(特别是第1点)是致新乡市广建机械有限公司网址：命的。现场筛机工作时，肉眼能看出以上三点是否超标。国外进口很多筛子，作者看过很多，其工作状态极好，其筛子制造水平高。这就是国外筛子整机寿命能达24000h以上重要原因之一。国内有的厂家连中间罩都取消，加工精度达不到要求，加上后，以上三点又与标准相差很大。7产品技术定位国外每个公司所生产振动筛技术、结构稳定。Schenck公司(其圆筛采用块偏心、稀油润滑)不会采用自同步、油脂润滑、橡胶弹簧技术，反之KHD公司也不会采用强迫同步、稀油润滑、金属弹簧技术。美国Tabor公司直线筛(采用的是竖分型面激振器)也不会采用Schenck公司整箱体激振器、油脂润滑技术，圆筛(轴偏心)也不会采用块偏心技术。这反应国外公司生产的产品成熟。而国内一个单位什么型号筛机都生产，包罗万象，你能生产我的产品，我也能生产你的产品。引进强迫同步筛机，又觉得自同步好，又引进自同步，甚至有的学者提出自同步有取代强迫同步的趋势，作者撰文提出两者应并驾齐驱发展。这种军阀混战的局面对国内企业创名牌不利。8出众人才筛分行业人才基本能满足市场要求，但绝大部分还是经验设计。既了解机械振动理论、又了解CAD、三维动态制作(便于有限元、动态分析)；既了解现场使用情况、又了解筛分行业情况，这样的拔尖人才少，技术人员应朝此方向努力。