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國内外振動篩技術熱點
新聞來源:http://juhua487385.cn

最近十多年來,國内經濟快速發展,改制後企業種類多 (國有、股份、私有、中外合資等),出現一百多家生産振動篩企業,市場上篩機結構形式多,技術、質量水平參差不齊。國外篩機制造公司在強大經濟資助下,技術開發、加工能力穩步發展。 1 篩機大型化問題國内學者談篩機發展必談大型化,引起各方注意,企業甚至不惜花巨資引進國外大型篩機技術,現在看來有的引進是失敗的,沒有必要的,很顯然水士不服。需多談大型篩機可靠性及影響可靠性因素,因此,大型化方向一定要準。 (1) 硬件要好 比德國 KHD 公司、Schenck 公司、美國 Tabor 公司起步晚的美國 Conn Weld 公司憑借其堅實的基礎工作快速發展。篩機都采用 CAD進行有限元結構和動态分析,有美國一流設備化驗和檢驗,下料采用高壓水切割機,由數控機床制造,在高标準工作房中裝配,最後采用噴丸、噴漆處理。其産品基本沿用幾十年來美國 Allis 和 Tabor 公司結構和技術,作了些改進,但等厚篩做到 39 m2 ,直線篩。國内單位想花錢買人家圖紙,引進技術做到27 m2時要注意,知其産品好,更要知其硬件基礎好。 (2) 結構應簡單,可靠性才高 國外幾大篩機制造公司在特殊領域使用的篩機研究較深,在大型化方面,結構和技術基本未變,德國 KHD 公司研發的三通道大型篩未見發展,其最大篩機 USL 4.5 m×6.75m 結構未變,采用自同步技術,世界最大的篩機還是德國Sieb Technik 公司的 50 m2 、寬 5.5 m 的單層直線篩,與 Schenck 公司的最大産品單層直線篩寬 4m、長 8.5 m 的結構基本一樣,隻是前者用了四個小點箱式激振器,後者用了兩個大點箱式激振器。另外日本神戶制鋼所最大的篩機 HLW 型 (寬 4.8 m、長7.1 m) 也是采用美國 Low Head 型激振器結構,後來改為水平放置激振器。美國的 Tabor 公司最大篩機是單層直線篩 3.7 m×7.3 m,結構未變,隻是使用三個箱式激振器。而國内花樣特多,結構也在變化,有的大型化甚至背離發展方向。由好幾台 2 m×3 m 小篩機組合在一塊,就能生産大平米篩機,就叫大型化3073 雙層圓篩都采用雙激振器,但結構相差很大,我公司 2DYK 型二激振器放在第一層篩面之上,采用塊偏心,同步帶同步,國内同步帶壽命 6 個月以上,日本 (川崎公司的特大 E 型 3 m×10.8 m) 和美國也都采用同步帶技術,維修十分方便。據我所知國外篩機公司大型圓篩還沒有使用同步器的。國内有的單位采用齒輪同步器 (相當于減速器結構),用了五齒輪強迫同步和瓣形聯軸器 (不是精确傳動) 聯接,且軸偏心(單件質量太大),結構複雜,重量重,可靠性低,噪聲也大,精加工要求精度高。這些圓篩都已達 3.6 m×7.3 m,且是雙層篩。直線篩有綜合美、德、日、蘇的 DZS 篩機,其為雙通道結構,雙通道加中間側闆的目的是想增加篩機橫梁剛度,因工作中橫梁中間動應力、動應變最大,一般疲勞斷裂在中間,同時使用不參振同步器,這樣,結構複雜,制造要求高。 (3) 适應市場的技術發展 中國礦大和中國科大在煤炭深度篩分 (25 mm、13 mm、6 mm,水分 10% 以上粒級) 和脫水、脫介篩機大型化方面作出了貢獻。BHS 型分級篩機技術特點是:大振幅、大振動強度,參振質量輕,大跨度雙激振器自同步直線運動,集中受力件帶動篩網參振,分 3~4 段獨立振動,二次隔振,篩網為彈簧鋼插入式。結構複雜,但解決了問題,篩分效率達 85% 以上。現場使用最大已達 37m 2。中國礦大的 CWS 型篩機超靜定網梁激振的大型篩也是通過大振幅、大振動強度脫水、脫介,已生産出 3.6 m×6.0 m 篩機。國内使用等厚篩越來越多:單層到雙層,三段到五段不同傾角轉變,激振器絕大部分用整箱體激振器,最大已達 3.1 m×9.1 m。以上這些篩适用于煤炭行業,都能達到高效篩分,高效脫水、脫介的效果。國外現研制一種梯流篩,用于難篩分物料,為了克服堵孔,通過一端固定,一端自由的懸臂梁 (篩條) 的彈性振動來篩分。如:篩機頻率為800~1 100 r/ min;篩條為 f4 mm;彈性模量為 2×11 310 Pa;比重為 7 800 kg/ m 。從彈性篩分理論中計算得知篩條長度應為 155~200 mm,此長度使得篩條一階振動頻率與篩機頻率相近。冶金行業中冶金廠燒結礦篩分用的振動篩,國内已發展為三軸橢圓等厚冷礦篩,能有效地篩分細料度的顆粒,篩分效率高。 2 篩機小型化問題國内很多項目需 1~3 m 先進篩機,很少有人開發、研究。細聚酯篩網 (0.5 mm 以下) 制造水平極低,連國外已少見的直線篩振動電機擺放方向,國内幾乎都用,不合理。Derrick 公司生産的篩機用于廣西龍灘水電站是世界上最先進小型篩機,采用上下擺放雙長筒振動電機,篩體用剪切橡膠彈簧懸挂式安裝,為了與篩面弧形緊密配合,用高性能膠粘緊篩體成弧形,各處密封很好,不漏篩上物。篩面已達精确篩孔,開孔率 45% 水平,脫水效率可達 90% 以上。 3 橢圓篩國外三軸橢圓篩發展很快 (JCI 公司、Cedarapids公司、Gator 公司),有如下結構特點: (1) 軸承外圈旋轉 (除此之外都是内圈旋轉),外圈旋轉集中離心力作用面積比内圈旋轉大,内圈旋轉離心力作用面積處 (内圈的 1/ 3 處) 一般極易發生微粒剝落疲勞破壞,而外圈旋轉離心力作用面積大,軸承壽命長; (2) 中間傳動軸小,如 Cedarapids 公司 2.1 m×6.0 m 橢圓篩中間軸隻有 70 mm,為什麼這麼小,因為它不受離心力,隻傳遞電機過來的扭矩給對面偏心塊; (3) 側闆上開孔小 (不像日本神戶制鋼所篩機側闆開這麼大口),這樣對篩機強度和剛度影響小。軸承在側闆外側受力,中間傳動軸小,中間軸罩體既能受上層物料的沖擊,又能加強篩機剛度; (4) 采用流行的脹套 (皮帶輪) 和錐套 (軸承) 聯接,維修太方便; (5) 皮帶輪用可調直徑帶輪,方便改變激振頻率。篩分效率高,可水平安裝,适用于移動式破碎篩分機組。國内橢圓篩發展很快,有仿制上面結構的 (ZST型),有三軸、同步器不參振的,也有兩軸自同步的和強迫同步的 (2TYA 型)。同步器國外用得少,國内較熱衷。 4 準直線振動篩準直線就是近似直線,筆者認為:當橢圓長軸與短軸長度之比都為大于 5∶1 時,可認為是準直線運動;篩機水平安裝後不但不會影響而且有利于脫水、脫介。兩軸激振器水平安裝,反向旋轉是其特征。國外隻有日本神戶制鋼所 HLW 型,國内在此方面發展較快,有引進日本的 ZK 型,唐山煤炭分院 ZKS 型(用不參振同步器),有鞍山的 DZS 型 (用不參振同步器)。這些篩機側闆較窄,組成篩框後,剛度強,需通過嚴格計算确定兩激振器的激振力中心離篩箱重心的高度,以确保入料、出料處橢圓長軸與短軸長度之比為大于 5∶1。 5 德國KHD 公司産品改進德國KHD公司是世界著名自同步振動篩制造公司,其 USL、USK 型直線、圓振動篩遍布世界。它與 Schenck 公司的産品有明顯區别。Schenck 公司篩機采用矩形橫梁、側闆上 (矩形橫梁法蘭處) 開長方形口、較薄側闆、側闆上布滿角鋼和折彎鋼闆、另有支撐激振器矩形大梁與側闆組成篩框,采用整箱體激振器激振。KHD 公司從上世紀 80 年代至今,其 USL、 USK 振動篩結構發生些變化: (1) 原側闆上、下邊緣采用折彎,現上邊緣用角鋼與側闆高強度螺栓聯接,下邊緣不折彎; (2) 取消内、外加強闆,側闆加厚 (如 3 m 寬篩機側闆由 14 mm 改為 16 mm)。側闆沒有任何型鋼或其它加強,這與 Schenck 公司設計理念不同。一個是用厚側闆,一個是用薄側闆 (如 3 m 寬的篩機側闆用12 mm) 加滿角鋼和折彎鋼闆; (3) 直線篩拉大兩激振器距離,克服滾動摩擦阻力,加強自同步性。這三點改變,當然有其充分理由。具有以上三點改變的新三、四套圖紙以 200 萬元人民币賣給國内企業。 6 篩機制作水平一台産品從生産到用戶手中,是一個企業給用戶各方面的展示,外表質量固然重要,最重要的是篩機絕對不允許出現異常運動 ,根據 《ZKR型振動篩标準 JB/T 6389-92 和 《YKR型振動篩》 标準 JB/T6388-2004 要求: (1) 篩箱橫向擺動不大于 1 mm; (2) 兩側闆對稱點雙振幅差不大于 1 mm; (3) 根據振動篩試驗方法 JB 4042-85 振動方向角第 2.5 點 (即兩側闆中點對稱點) 方向角要求:設計值±5°。以上三點 (屬重要指标) 任一點超标,就判為不合格産品,同時對篩機的壽命 (特别是第 1 點) 是緻命的。現場篩機工作時,肉眼能看出以上三點是否超标。國外進口很多篩子,作者看過很多,其工作狀态極好,其篩子制造水平高。這就是國外篩子整機壽命能達 24 000 h 以上重要原因之一。國内有的廠家連中間罩都取消,加工精度達不到要求,加上後,以上三點又與标準相差很大。 7 産品技術定位國外每個公司所生産振動篩技術、結構穩定。Schenck 公司 (其圓篩采用塊偏心、稀油潤滑) 不會采用自同步、油脂潤滑、橡膠彈簧技術,反之 KHD 公司也不會采用強迫同步、稀油潤滑、金屬彈簧技術。美國 Tabor 公司直線篩 (采用的是豎分型面激振器) 也不會采用 Schenck 公司整箱體激振器、油脂潤滑技術,圓篩 (軸偏心) 也不會采用塊偏心技術。這反應國外公司生産的産品成熟。而國内一個單位什麼型号篩機都生産,包羅萬象,你能生産我的産品,我也能生産你的産品。引進強迫同步篩機,又覺得自同步好,又引進自同步,甚至有的學者提出自同步有取代強迫同步的趨勢,作者撰文 提出兩者應并駕齊驅發展。這種軍閥混戰的局面對國内企業創名牌不利。 8 出衆人才篩分行業人才基本能滿足市場要求,但絕大部分還是經驗設計。既了解機械振動理論、又了解CAD、三維動态制作 (便于有限元、動态分析);既了解現場使用情況、又了解篩分行業情況,這樣的拔尖人才少,技術人員應朝此方向努力。

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