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1、第一章 筛分机械在选煤厂，为了满足分选作业对物料粒度或者用户对产品粒度、水分等的要求及减少细泥对分选介质的污染、提高原煤的分选效率的需要，应对物料进行分级、脱水、脱泥和脱介.这些工艺大多用筛分机械来完成.第一节 概述一、筛分的作用筛分作业是煤炭加工中的重要环节，它广泛应用于选煤厂和筛选厂.其作用是对煤炭进行分级、脱水、脱泥和脱介.原煤的筛分不仅关系着动力煤、炼焦煤分选产品质量的提高，也关系到环搅保护和经济效益的提高.在动力煤筛选厂，原煤经筛分就成为供应用户的最终产品，所以筛分作业是为了合理利用煤炭资源、满足用户对煤炭粒度的要求.例如.大型火力发电厂绝大部分使用粉煤锅炉，若供应原煤和块煤，虽然是
2、不经济的，因为这样的煤还要经过破碎、磨碎后方可使用，增加了企业的能量消耗，降低了企业的经济效益，煤炭气化生产对原煤中粉煤含量要求很严格，粉煤含量过高不仅影响炉内气流的畅通，降低产气量，严重时还会使气化炉堵塞，影响正常生产，机车和船舶由于锅炉通风强、烟筒短，燃用原煤中的粉煤不仅燃烧不完全，而且随烟气飞走，造成浪费和环境污染；在选煤厂，筛分作业是选煤工艺过程中的重要环节，筛分作业种类较多，作用也不一样.。例如原煤准备筛分主要是满足各种选煤方法跳汰分选或重介质分选等，对原煤的粒度要求；脱泥筛分是为了减少煤泥对分选介质的污染、提高原煤分选效率和减少高灰细泥对精煤产品的污染，脱水筛分对降低选后产品的水分
3、、简化煤泥水工艺系统起着重要作用；脱介筛分则是使重介分选产品与加重质分离，以回收加重质，最终筛分是生产各粒级商品煤的筛分，为了实现产品的对路供应。二、筛分作业的分类在选煤厂和筛选厂，筛分作业广泛地应用于原煤准备和产品处理上是整个工艺过程中的重要环节.按其在工艺中所起的作用，筛分作业可分为以下几种.(一)准备筛分也称预先筛分.按破碎作业和分选作业的要求，将原煤分成不同的粒级.为煤炭的进一步加工做准备.对于破碎作业，准备筛分是为了在破碎前从物料中分出已经合格的粒级，目的是避免物料过度粉碎.也减少不必要的动力消耗.对分选作业，不同的选煤方法.都要求一定的入选粒度上限(入选物料的最大粒度).否则将严重
4、影响分选效果.(二)检查筛分用在物料破碎之后.将破碎的产物中粒度不合格的大块物料分出，再进行破碎以保证产物的粒度要求。(二)最终筛分筛选厂生产各料级商品煤的筛分叫最终筛分。根据煤质、煤的粒度组成和用户的要求来确定段终筛分的粒级，(四)脱水筛分指以脱水为目的筛分，在选煤厂为了用于选后产品的脱水，用于脱水的筛分机称为脱水筛。(五)脱泥筛分指以脱出煤泥为目的的筛分，在选煤厂为了减少高灰分细泥对精煤的污染，在筛分机脱水过程中加喷水冲洗，以脱出部分细泥，这种作用称为脱泥筛分。在重介质选煤厂，为了减轻煤泥对介质系统的污染，在煤进入重介质分选机之前也要采用脱泥筛分。(六) 脱介筛分指以脱出重介质为目的的筛分
5、，在重介质选煤厂对筛面上的重介质选煤产品用喷加压力清水进行筛分，使产品与重介质分离，这种作业叫脱介筛分。在选煤厂用于产品脱介的筛分机称为脱介筛，(七) 选择性筛分在筛分过程中煤炭不仅按粒度分级，而且也按质量分级的筛分叫做选择性筛分。例如：某些矿区其末煤灰分较低而大块煤的灰分较高，通过筛分分出大块，可使末煤质量等级提高。如果末煤灰分较高，通过选择性筛分可提高块煤质量，又如，在含黄铁矿为主的高硫煤中，硫分大部分集中在大块煤内，由于黄铁硬度大，通过选择性破碎机的破碎、筛分可将黄铁矿除去.三、筛序筛序即筛分顺序。对于最终筛分平和准备筛分.有时要把物料筛分成两种粒级以上的产物。这就出现了筛分顺序问题，筛
6、分顺序有3种。(一) 由细孔到粗孔的筛分如图1-1(a)所示，由细孔到粗孔筛分顺序的优点是：易于检查和更换筛面.筛下便于设仓.运输方便.设备所站高度小.其缺点是全部物料部要通过细孔筛面，使细孔筛面磨损快.筛分效率低.此外由于粗粒物料的筛分时间长，脆性物料的大块易在筛面上相互碰撞摩擦产生破碎.所以这种筛分顺序用得较少。(二) 由粗孔到细孔的筛分如图1-1(b)所示.由粗孔至细孔筛分顺序的优点是：由于粗粒先筛分，细孔筛面上的物料数量少.故细孔筛面磨损小细粒级筛分效率较高，粗级别由于在筛面上的时间较短，因而在筛分过程中的破碎较少.同时.因筛面重叠设置可节省厂房面积。其缺点是清理和更换下层筛面不方便.
7、在厂房中所占高度较大而且产物的运输也较困难。(三) 粗孔细孔筛面混合筛分如图1-1(c)所示，由以上两种混合而成。这种筛分顺序的特点是从中间粒级开始筛分，以后分成两个系统，使筛分过程简便迅速。以上三种筛分顺序比较以混合筛分效果为好，由粗孔到细孔的筛分适用于筛选厂或选煤厂的准备筛分。在同一筛序的若干筛面中，每相邻两层筛面的上层筛面筛孔尺寸与下层筛面筛孔尺寸的比值，称为该筛序的筛比。筛比一般为常数，但在实际应用中筛比要求并不太严格。例如，一般入厂原煤筛分使用的筛序是100 mm、50 mm、25 mm、13 mm、6 mm、3 mm、1 mm、0.5 mm等几个筛孔.可以认为筛比是2。一定粒度的范
8、围称为粒级，物料粒级的确定方法如下:如果进行筛分作业的筛面为一层，筛孔尺寸为d mm，则筛上物粒级用+d(d)表示，筛下物粒级用-d（d)表示。如果筛面是两层，上层筛面的筛孔较大，尺寸为d1，下层筛面的筛孔尺寸较小，尺寸为d2，则筛分后获得的三个产物的粒级分别为+d1、d1d2和 -d2。在n个筛面上依次进行筛分的(n+1)个产物的粒级按上述方法类推。四、影响物料筛分的因素在筛分作业中，料层依靠筛面运动产生冲击应力和剪切应力，克服颗粒之间、颗粒与筛面之间的黏结力.使物料获得按粒度分层的条件松散，筛分的过程比较复杂，但从宏观上看，物料的筛分实际上是在物料松散的条件下，按物料的分层与透筛两个过程连
9、续交错进行的，物料沿筛面松散以后，料层中的细颗粒穿过料层中粗颗粒之间的孔隙，占据料层下面位置，粗颗粒逐渐受到排挤，向料层上面转移，完成物料的分层；物料分层后与筛面接触的最下面的颗粒，不断地与筛孔进行比较，小于筛孔尺寸的细颗粒以一定的概率逐渐透过筛面而成为筛下物，而料层上面的那些大于筛孔尺寸的粗颗粒夹带着少量未能获得透筛机会的细颗粒成为筛上物，完成整个筛分过程。在筛分过程中，凡是影响物料的松散、物料分层和透筛的因素都将影响到物料的筛分效率，影响物料筛分过程的因素有如下几种.(一) 物料性质物料性质包括物料的粒度特性、湿度、含泥量和颗粒形状；1. 物料的粒度特性给料中的粒度大小根据其透筛的难易分为
10、4种o 为粗大粒，为阻碍粒，为难筛粒，为易筛粒。在筛分过程中，粗大粒对易筛粒的透筛影响不大，阻碍粒不能透筛，但却易堵塞筛孔，阻碍易筛粒透筛，难筛粒不容易透筛。显然，易筛粒容易透筛，虽然，物料中难筛粒和阻碍粒含量高则难以筛分，筛分效率和处理能力也低，易筛粒含量越高越容易筛分，其筛分效率和处理能力均高。2温度 物料的外在水分使颗粒相互黏结成团.附在大块上会将筛孔堵住.另外，如果是细孔筛网，则附着在筛丝上的水分在表面张力的作用下，水膜网掩盖筛孔.也会妨碍细粒的透筛。因此，当湿度在某一范围内时.筛分效率随物料水分的增加而急剧下降.但当物料所含水分超过此范围后.颗粒的活动性又重新提高物料的和滞性逐渐消失
11、.水分反而促进物料透过筛孔.这时筛分效率随着水分的增加而增加.因此.物料的湿度应该控制在一个合适的范围之内.除此之外.当筛孔尺寸不同时.湿度的影响也不同为了保证一定的筛分效率和处理能力，不同筛孔尺寸对湿度有不同的要求。3.含混量 物料中如含有易于结团的猫性物质.即使在水分很低的情况下.也会使筛分无法进行.原因是黠性物质和结成团并堵塞筛孔.对含泥盘过荫的煤进行筛分时.必须采取特殊的错施例如采取湿法筛分或对其采用烘干网筛分。4颗粒形状 颗粒形状对筛分过程的影响与筛孔形状有很大关系.扁平形、长条形的颗粒难以透过方孔和圆孔.但可以透过长方形筛孔.而球形或立方体的颗粒则比较容易透过方孔和圆孔.因为筛孔的
12、形状多为方孔和圆孔.所以球形颗粒、立方体颗粒的筛分效果要好于扁平形、长条形的颗粒.(二) 筛分设备性能同一种物料用不同类型筛分设备进行筛分时会得到不同的筛分效果.这主要取决于筛分设备的士艺性能.如筛丽的种类和运动特性、筛面倾角、筛面宽度和长度、筛孔形状和尺寸等.1筛面的种类和运动特性 筛分机的筛面有筛饭、筛网和条缝筛饭3种。筛丽的有效面积对筛分效率有很大影响.有效面积大的筛面，颗粒比较容易透过筛孔，筛分效率较高.但使用寿命较短。选用何种筛面应根据实际情况考虑，若用于磨损较严重的场合.应采用冲孔筛板或耐磨的棒条筛面;当需要精细筛分时.应使用编织筛网.筛面固定不动的筛分机，其筛分效率很低.而对于可
13、动的筛丽.筛分效率与筛面的运动方式有关.若筛面作垂直振动，其筛分效果是好.因筛面垂直振动易使筛面上的物料松散促进析离作用.有利于细颗粒透筛如果筛面作水平往复摆动.物料主要沿筛面滑动.筛分效率较振动筛低.转动的回筒筛因筛孔容易堵塞.筛分效率也不罚。各种筛分机的筛分效率如表-所示。对同一种运动方式的筛分机，筛分效率随运动强度不同有所差异因为物料沿筛面的运动速度与筛面的运动强度有关.若筛面运动强度过大会使筛而上物料运动过快.物料颗粒通过筛孔的机会就减少，因而筛分效率降低:若筛面运动强度过小筛上物料不易散开.不利于细粒透筛，也会影响筛分效率.2筛面长度和宽度 一般来说，对一定的物料和筛分机.生产率主要
14、取决于筛面宽度，筛分效率贝IJ取决于筛面长度.筛面越长.物料在筛面上的停留时间就越长.筛分效率也就越高.筛分初始，筛分效率增加很快.因为此H才有大盘易筛粒透筛.之后.由于剩余的细颗粒中难筛粒含盘相对增多筛分效率随时间增加而逐渐减缓.因此筛分时间过长也是不合理的.筛面顷角一定时，要增加筛分时间，只有增加筛面长度.而筛面过长既浪费厂房空间又使筛分机结构笨重.筛面宽度必须与筛面长度保持一定的比例关系.这除了受筛恒结构的限制外还因为当筛分机负荷一定时如果筛面宽度小而长度很大筛面上物料层就厚，物料中的细粒就难以接近筛面和透过筛孔，反之，如果筛面宽度很大而长度小.物料层厚度固然减小.但由于颗粒在筛面上停留
15、时间短.通过筛孔的机会少筛分效率也会降低.一般筛面长度与宽度之比为2.53。3筛面倾角 筛面与水平方向之夹角称为筛面倾角.筛丽倾角对筛分机的生产率和筛分效率有很大影响.倾角大，物料在筛面上移动速度就快.生产率高.但物料在筛面上经受筛分的时间减少，故筛分效率降低.不同的筛分机在一定的使用场合有各向适宜的筛面倾角，直线振动筛一般为水平安装.筛面上物料的移动主要依靠筛丽运动111与水平呈一定角度的抛射力.直线振动筛主要用于25 mm以下巾小粒度物料的筛分或煤炭的脱水、脱泥和脱介.阴振动筛贝IJ多采用较大的筛面顷角(l025)，以保证筛面上物料有足够的运动速度.圆振动筛常用于煤炭准备筛分.4筛孔尺寸和
16、形状 筛孔越大.单位筛网面积的生产率就越高筛分效果也越好.当然，筛孔的大小应根据筛分的目的和对筛分产物粒腔的要求而定，筛孔形状的选择应根据筛分机生产能力和筛分物料的粒度、形状而定.长方形或条缝形筛网比方形孔和阻形孔筛网具有较大的开孔率.生产能力较高，处理较高水分物料时能减少筛孔蜡塞现象.对细粒物料的筛分，这一优点更为突巾。其缺点是容易使条状或片状颗粒透过筛孔，使得筛下产物粒度不均匀.5筛面开孔率 筛孔总面积与筛面面积之比称为开孔率.开孔率越大.筛面有效工作而积就越大筛分效率和单位面积生产率也就越高.但是.开孔率也不宜过大，否则会由于筛丝直径过细降低筛面强度.缩短使用寿命。(三操作管理良好的操作
17、条件是提高筛分机生产能力和筛分效率的重要保证.生产中应保证给料连续均匀.使物料沿整个筛面宽度布满成一部层.既能充分利用筛丽.又便于细颗粒透筛:此外，给料量必须小子筛分布额定负荷.否则.虽然筛分机生产能力提高.但筛分效率降低.生产中及时清理和维修筛面.也有利于筛分过程顺利进行.料层厚度视筛孔大小而异一般料层厚度以不超过筛孔尺寸的4倍为宜.五、筛分机械分类筛分机械广泛用于许多工业部门一般按筛面的结构形式和运动形式.将其分为以下几种类型.(一) 固定筛罔定筛(图1-2)筛面由许多平行排列的筛条构成.排列方向一般与筛上料流的方向相同。筛丽成倾斜安装.气仁作时固定不动物料靠自重沿筛面下滑而筛分。f顷角可
18、取35-45。根据筛缝大小筛面可采用网钢、方钢、钢轨或T形断面的型钢。固定筛构造简单.寿命长.无动力消耗，没有运动部件，设备成本和使用成本低.缺点是单位面积处理能力低筛分效率低.而且安装时要求比较大的落差.所以固定筛一般只用于分级粒度50 mm时的筛分.(二) 棍轴筛辍铀筛的筛面由许多根垂直筛上料流的辊轴排列而成，各辊轴用电动机通过链传动或齿轮传动带动而同向旋转.安装在辊轴上的星轮对物料颠簸和输送.生产能力和筛分效率比固定筛高.为了加强对物料的输送作用.筛面呈1215倾斜安装.如图1-3所示.辊轴筛结构坚固，工作可靠.运转平稳.但结构复杂.生产能力和筛分效率低。辊轴筛适用于入料粒度比较大时的原
19、煤预先筛分.螺旋筛与辊轴筛相似，其辊轴顺煤流方向布置，辊制上没有星轮，而是做成螺旋面.当螺旋辊轴转动时.椎动物料前进.物料在行进中完成筛分。(三) 滚筒筛滚筒筛原理如图1-4所示。滚筒筛的筛面为圆柱面或圆锥面筛筒，沿筛筒的对称轴线装有转轴，当传动装置带动转轴转动时，筛筒也随之回转。圆锥面筛筒水平安装.物料由筛筒小端给人，并随筛简旋转被带起，当达到一定高度时.因受重力作用自行落下，如此不断起落运动.使细粒透筛，粗粒则逐渐被运送到筛筒大端排出.对于圆柱面筛筒.为使物料在筒内产生轿l向运动.其转制l必须倾斜35安装。滚筒筛运转平稳可靠，但生产能力低.筛孔易培塞.筛分效率低.可用于粗、中粒物料的筛分。
20、(四) 弧形筛弧形筛是一种具有一定曲率半径和包角的固定条缝筛(见图（1-5).在选煤工艺中用于脱水、脱介和脱泥。与振动筛配合使用可以节省约1/3振动筛面积.同时还可取代传统的斗式捞坑.从而节省投资.弧形筛筛面通常采用不锈钢制作，筛条的方向与矿浆运动方向垂直.矿浆通过受料箱以一定的初速度沿筛面全宽切线方向给入弧形筛面.由于矿浆在通过弧形筛面时所产生的离心力.可使矿浆有效地附着在筛而上.矿浆每超过一根筛条.与楔形筛条尖角撞击，迫使物料被筛条切割.这样便有一部分水和1细粒被分离，形成筛下物和筛上物两种产品.弧形筛支撑座可以制作成固定式或旋转式结构形式，旋转式结构形式带有转动装丘，筛面在不用拆卸的情况
21、下可快速调换方向.以提高脱水效果.(五)电磁振动细筛电磁振动细筛是激振原理与结构形式都不同于通常振动筛的细粒分级筛，具有能耗低、分级下限低、无动载等优点，用于煤泥分级、脱水作业.DZS型电磁振动细筛采用大倾角.使用不锈钢丝网状筛面，并由振动器直接激振筛面 而筛箱并不振动.该筛由电磁振动器作振源.通过具有橡胶饺链(扭转弹簧)的应杆系统实现筛面振哥哥1.由于振动系统在近共振状态下下作产品耗能少.振动器工作原理如l图1-6所示.电磁振器由壳体2、固定在壳体上的电磁铁3、线困4、衔铁5、弹簧6及选杆7组成.壳体固定在筛箱的一侧，线圈套在电磁铁上弹簧一端与衔铁相连另一端固定于壳体.电磁铁与衔铁之间留有气
22、隙.连杆7在02点与衔铁佼接，在01点与杠杆8饺接.杠杆8的另一端与轴9在筛箱外的端头回接.轴9横穿筛箱并水平置于筛丽下郁。其上固定有若干振动臂11，在振动臂尾部固定有沿筛宽呈条状的橡胶帽，其顶部与筛面接触。轴9两端由分别固定在筛箱侧板外的橡胶扭转弹簧10支撑. 由于该弹簧径向刚度甚大.轴9只能作扭转振动.交流电经半议整流后通人线圈.使衔铁以电源频率振动，该振动经杆系驱动轴9以O点为轴心做扭转振动使振动臂上的橡胶帽不断“拍击”筛面形成筛面的激振。通过调整电流的大小，可根据需要调整振幅。筛面由不锈钢丝复合筛网加托网组成并沿筛面纵向张紧.中间呈悬空状态.每台筛沿筛长布置若干个振动器每个振动器单独激
23、振筛面，使筛面产生弦振.由于各点弦振的叠加作用.筛面实际振幅比激振点大。(六) 无振动离心筛无振动离心筛是一种简化了的离心筛分机械.运用于动力煤的干法筛分。无振动离心筛的结构简图如图1-7所示。立轴5由驱动装置带动旋转，原煤由溜槽1进入给料盘.并由给料盘均匀汹向筛筒7.一部分小于筛孔的颗粒透筛，其余受筛筒阻挡仍滞留在内侧.这就实现了部分筛分。被阻挡的物料都向身重力经锥形漏斗进入第二层给料盘.并再次向筛筒布料筛分.如此重复.筛上物和筛下物也靠自身重力.分别经集料漏斗排出.从而实现分级。为保持筛面和锥形漏斗的清洁.在给料盘上固定有清扫器。由于物料是在离心力场中实现筛分的.筛筒不做任何运动，故称为无
24、振动离心筛。(七振动筛振动筛是目前应用最广泛的筛分机械。在选煤厂的筛分、脱水、脱泥、脱介等生产环节.基本上都是振动筛在工作。振动筛是声在不平衡转子(偏心块或偏心轴)产生的离心力激振筛箱使筛箱按一定频率和振隔振动的肉此振动筛主要由振动器、筛箱和弹性支撑组成。振动筛的筛箱振幅受给料量和其他动力学因素的影响可以改变.振动筛运动特点是频率高、振幅小物料在筛面上作跳跃运动因而生产率和筛分效率古jl较问。振动筛适用于选煤厂的各种筛分作业。振动筛按振动频率是杏接近或远离共振频率分为共振筛和惯性振动筛.共提筛在生产实践中暴露出结构复杂、调憨网班、故附较多等缺点.在筛分作业使用的是惯性振动筛.一般习惯称为惊动俯
25、， 0振动筛接筛面工作时运动轨迹的特点分为圆运动振动筛(简称圆振动筛)和直线运动振动筛(简称直线振动筛)两大类。阴振动筛由于振动器安装的位置偏差实际筛箱运动轨迹一般为椭阴.直线振动筛III于制造与设计偏差通市筛箱的运动轨迹也不完全是直线，只是接近直线运动。圆振动筛由于振动器是一根轴所以又叫单轴振动筛.直线振动筛振动器由两根轴组成.所以也称双轴振动筛.振动筛还有其他分类方法例如按支撑装置安装位置不同分为J坐式撩动筛和吊式振动筛.拨筛箱与水平而是否成一定角度安装分为水平振动筛和倾斜振动筛按下作频率的高低分为高频振动筛和低颇振动筛;等等.第二节振动筛原理及力学分析一、振动筛的工艺参数振动筛的下艺参数
26、指筛面的宽度和长度、顷角、振幅和频率以及振动筛运动的方向角(抛射角)等结构参数.这些参数决定了振动筛的主要结构同时也影n向着振动筛的筛分效果。(一)筛面的长度和宽度为了提芮振动筛的能力和效果就要适当地确定振动筛的氏度和宽度。一般地说.当筛分的其他条件相同时生产率主要取决于筛面宽度筛分效率则主要取决于筛面氏度。筛丽宽度是决定振动筛生产率的主要因素.因为要保证物料的筛分效果筛面上的物料就衍要有适当的厚度.在物料厚度一定时物料的通过能力主要取决于振动筛的宽度所以筛面越宽他产能力越大.但是，据动筛的宽度不能太大如果宽度过大使用时很难保证均匀给料同时在结构上振动筛允许的宽度又受到传动装置和筛框强度的限制
27、.如果振动筛做得太宽，则其传动轴和筛框横梁的断面尺寸需要增大筛框受力情况也会变坏.从目前生产的振动筛来看其宽度大部在3m以下.大部分还在2m以下。筛面长度影响到物料的筛分效率因为筛分时间与筛面长度有直接关系.筛面越快长，筛分时间越长，筛分效率就越高。但是根据筛分理论任意增筛分时间是没有必要的.因为在筛分过程中最初一段时间筛分效率增长得很快随着时间增长，筛分效率的增加逐渐缓慢这时候，如果用增加筛分时间来提高筛分效率实际上是不合理的。从这点出发筛面应当有适当的长度.不同的作业对筛分精确度的要求并不一样，所以作业不同所要求的筛面长度也不同.洗主煤厂生产实践表明，用于准备筛分的振动筛筛面长度一般为4
28、m左右;用于最终筛分、 脱水、脱介的振动筛.筛面长度一般在6m左右.在设计振动筛的系列，有时也用长宽比这样的指标来确定振动筛的长度和宽度。长宽比就是筛面长度和宽度的比值.例如.我国矿用振动筛的长宽比为2。在设计振动筛的系列时.利用长宽比.根据振动筛的宽度就很容易地算出各振动筛的长度，但是.这种方法往往会产生大面积的振动筛过长、小面积的振动筛长度又过短的问题.(二)筛面的倾角筛面的倾角是指筛面与水平线的夹角。倾角大小影响到筛而上物料的移动速度。当筛面倾角大时.物料移动速度快.生产量大.但筛分效率随之降低.在不同使用场合下.各种筛分机需有各自适宜的倾角.对于作直线运动的振动筛.一般是水平安装倾角为
29、主字。此时.物料的移动主要靠筛面运动时与水平线呈一定角度的抛射力。但是.水平的搬动筛筛网很容易被颗粒辅鑫.要避免筛孔堵塞.筛面的运动速度应该大于某个临界值.这个II面界值随筛孔大小而变筛孔越大所需临界速度也越大。由于结构上的原因.筛箱运动速度只能限制在一定范围内.所以.水平的振动筛一般只用在筛孔为40 mm以下的中、小粒度的筛分或煤的脱水、脱泥和脱介上.如果用于筛孔为50 mm以上的筛分振动筛应有一个角度.其倾角大约为510.对于作圆形运动的振动筛.因为物料在筛而上的抛射角一般都比较大.为了使物料在筛面上有足够的移动速度.阴振动筛都采用较大的倾角。资料介绍.囚振动筛的倾角一般取1025.振动筛
30、不能过长一般筛面氏度为5m左右.所以圆振动筛只能用在物料的分级.不宜用于煤的脱水、脱泥和脱介.我国目前使用的单轴振动筛用于预先筛分时.倾角为1520:用于最终筛分倾角为12.517.5 。对于振动筛.筛面的倾角大部分可以借助改变吊挂(支撑)装置的高度.在一定范围内进行调整。(三)振幅和频率振幅是指筛箱川作行程的一半.频率是指筛面每分钟的振动次数.筛箱振顺手马1频率是表liE筛丽运动特征的参数.大小决定了筛箱运动速度和加速度的大小。振幅越大，频率越高.灿l筛箱的运动应度和加座度也越大，筛箱运动的最大加速度为也可写成(1-1) 式中 A筛箱振幅，m;n筛箱振动频率.r/min: 筛箱振动角频率.r
31、ad/so 从式( 1 - 1)可见.加大振幅和频率的任何一个参数都能力加大筛箱的加速度.但是由于加注度与频率的平方成正比，所以)JO大频率比如大振幅的影响大得多。在振动筛工作过程中.筛箱必须具备足够大的加速度才能使筛面上的物料向前移动.所以筛箱必须有足够大的振阳和频率.但是筛箱的加速度不能过大.因为加速度过大，不但会破坏筛箱的正常工作而且对筛箱的结构也要提出更高的要求.或者超过振动筛结构所允许的范围。试验研究得出.振动筛筛箱的加速度不宜超过7085 m/s 0经验证明.欲使筛分效率高而住产能力大.对于粗粒筛分.为了物料易于松散应当采用较大的振幅.但是因为筛箱要控制一定的加速度.所以频率就相应
32、要小一且.反之.对于细粒筛分，则HI小振幅、高频率。目前.一般煤用振动筛的振闹大致为25 mm.而频率为8001500 r/min。为了表示筛箱加速度的大小.往往采用振动强度这个指标。振动强度是筛箱加速度与重力加速度的比值.也就是筛箱加速度等于重力加速度的倍数。用公式表示为K=A2/g (1-2)一般可按K值大小来决定筛箱的结构强度.我国煤用动筛的振动强度在34.5之间。(四)抛射角直线运动的振动筛都有一定的抛射角.应是指筛箱运动方向与筛丽所成的角度(见图1-8)。实际上.抛射角就是筛而上的物料受力作用而抛起的方向角。抛射角大则有利于物料透筛.但生产率小.适用于难筛物料。目前直线振动筛的抛射角
33、一般在3065。之间。我国的直线振动筛.一般采用45抛射角。对于圆形运动的振动筛.筛面上物料的抛射角不是固定的而与筛箱运动的频率和振幅有关.二、直线振动筛直线振动筛是选煤厂使用战多的一种振动筛。直线振动筛的振动器由两根带有不平衡重的轴或偏心块组成.两极轴或偏心块作反向同步回转，它所产生的离心力使筛箱发生振动.又因直线振动筛激振装置部由两根轴系组成因此又称为双轴振动筛.直线振动筛筛箱的运动有固定的抛射角.物料在筛面上运动主要不是依靠振动筛的倾角肉此筛箱可以水平安装.或泉缓倾斜安装.由于筛箱的运动有很大的加速度，所以特别适合于煤炭的脱水、脱介和脱泥.也可用在物料的分级上.(一)工作原理图1-9(a
34、)是直线振动筛的工作原理图。筛箱吊挂(或座式支撑)在弹簧上利用振动器产生的定向激振力，使筛箱作倾斜的往复振动.图1-9 (b)是振动器的工作原理图.当主动轴和从动铀的不平衡重相对同步回转时在各瞬时位置中，离心力沿xx方向的分力互相抵消，而沿yy方向的分力互相叠加因此形成了单一的沿y-y方向的激振力驱动筛面作直线运动。在图示(1)和(3)的位置上.离心力叠加.激振力最大.在图示(2)和( 4)的位置上.离心力抵消.激振力为零。根据图1-10可以求出振动器所产生的激振力.在不平衡重回转时.每个不平衡重所产生的离心力为(1-3) 式中 不平衡重的质量kg;r不平衡重的质心回转半径.m 不平衡重的回转
35、角速度.rad/s. 离心力在y-y方向上的分力，激振力为（1-4）如果振动器的主动轴和从动轴各有一块不平衡量，则所产生的总激振力为 （1-5）式中 不平衡重质量总和，kg.(二)物料在筛面上的运动分析物料在筛面上的运动状态与振动筛的工作参数有密切关系.筛面上的碎散物料是由大小不同的颗粒组成的.在这些物料巾，只有最下层的物料与筛面直接接触.受筛面运动的直接影响.其他部分只是间接地受筛面运动的影响.由于颗粒之间杂乱无章地堆叠.使它们的运动相互干扰.因此，物料在筛而上的运动悄况比较复杂.为丁找出振动筛工作参数与物料运动状态的关系.需作一些简化，研究单个颗粒在筛面上的运动.这种理想化的分析方法可以提
36、供一些有用的近似结果。在直线振动筛中.筛箱是沿抛射角作简谐运动.处在筛面上的物料电也随同筛面作简谱运动.如果取其中的一个颗粒为例，则作用在颗粒上的力除了颗粒本身的重力G以外，还受到筛面运动时所给予的惯性力P。惯性力的方向与筛面运动的方向相同(见图卜门儿当振动筛工作时，颗粒脱离筛面被抛起的条件是 （1-6）式中 P颗粒所受的惯性力，G颗粒的重力. 抛射角;筛面倾角。 直线振动筛工作时筛箱的最大加速度为，由于假设颗粒的加速度与筛箱相同，所以颗粒所受的最大惯性力应为将此式代人式( I -6)，可得 （1-7） 令 （1-8）Kv定义为振动筛的抛射强度.它是直线振动筛的一个重要特性参数.从式(1-8)
37、可见抛射强度就是颗粒受惯性力以后在垂直于筛面方向上的分加速度与颗粒在此方向上的重力加速度分盘之比.显然，筛箱的加速度和抛射角越大.抛射强度儿，也越大.根据上述分析当Kv1时颗粒能够脱离筛面作跳跃运动.所以Kv=1就是颗粒脱离筛面的极限条件.抛射强度Kv越大.颗粒所受的惯性力也越大.抛射得也越高.这样，有利于物料的透筛。但是，当v增大时，颗粒跳动一次所帘的时间也越长.显然.从充分发挥振动筛的工作效率来看， 跳动所需的时间过长也是木利的.颗粒跳动一次的时间不超过筛面振动一次的时间，才能充分利用筛面每次振动的作用.所以.Kv的另一个极限条件就是使颗粒跳动一次的时间等于筛面振动一次的时间这是Kv的上限
38、.图1-12表示筛丽和颗粒的运动状态.图中横坐标是筛面运动的时间I 纵坐标是筛丽和1颗粒运动的高度A 0可见.颗粒开始与筛丽一起运动时.颗植和筛面运动 的速度和加速度是一样的.但是.到了脱离点K，当颗位所受的惯性力大于本身的重力时.颗粒脱离筛面作抛射运动，筛面的行程则在振动器的作用下.仍然按正弦曲线运动.到了落回点L.颗粒重新与筛面相遇.并再次与筛面一起运动。如果以T表示筛面振动一次的时间.则 （1-9）在脱离点K的瞬间，筛面的速度和加速度分别为(1-10) (1-11) 筛面上的颗粒同样也获得上述的速度和加速度.在脱离点K.颗粒的加速度法向分盐应等于本身重力加速度的法向分盎(见图1-).即
39、（1-12）由式(1-10)、式(1-11)和式(1-12)可写为 （1-13）当颗粒以作抛射运动时.如图1- 13所示其抛物线的轨迹方程为 （1-14 ) 倾斜筛面的直线方程为(1-15) 从式(1-14)及式(1-15)中消去y.得两曲线的交点x从而解得颗粒从抛起至落在筛面上的抛射时间为 (l-16)筛面振动一次的时间为由于颗粒跳动一次的时间最大不应超过筛面振动一次的时间，即 （1-17）将式（1-13）带入上式，两边平方，得 亦即 所以是抛射强度的另一个极限.在这种情况下.颗粒跳动一次的时间恰好等于筛面振动一次的时间。因此.除了个别情况(例如对较重而难筛的物料)颗粒需要较大的抛射力以外.
40、一般不宜超过3. 3.(三)动力学因素的分析双轴振动筛的筛箱悬挂(或座式支撑)在弹簧上.依靠振动器的惯性力使筛箱作直线运动.筛箱的振幅取决于筛箱的质盘、振动器的不平衡蓝的质盘和弹簧间IJ度等动力学肉素。从振动系统来说双轨振动筛是线性振动系统.图1-9(a)为直线振动筛的原理图.激振器P作用在抛射方向y-y上.与筛面呈角。激振力、弹簧的合力均通过振动筛质心。为简化分析，假设弹簧力的方向亦在抛射方向上(由于振动筛正常了作中，弹簧力与其他力相比校小.所以上述假设影响不大).根据这也假定.直线振动筛的振动系统如图I - 14所示.在振动筛工作中.为了保持动力平衡必须满足的条件是惯性力+阻尼力+弹簧恢复
41、力+激振力=0振动筛工作中的阻尼力相对很小可以忽略不计.根据上述平衡条件.可以列出振动筛工作时的微分方程为(1-18) 式中 M筛箱质量.kg振动器不平衡重的质量kg 弹簧钢度.N/m P振动器的最大激振力，N。 由于筛面作正弦运动.筛箱在振动过程中离平衡位置的最大距离即为振幅A.经整理后可得 (1-19) 式(1-19)表示了直线振动筛的振幅和各动力学因素之间的关系.根据这个关系.对振动筛的振动特性可作以下分析。1.振幅和频率的关系 当振动筛的筛箱质最M、弹簧钢度k、不平衡量的质量m的回转半径r一定时.利用式(1-19)可以绘制直线振动筛的振动曲线（图1-15)。从图中可见.如果加大振动筛的
42、频率 振幅随着增加.当频率时，振幅趋于无限大，继续增加振动频率则振幅急剧下降，到了频率足够大时，振幅变化不大.并逐渐趋向稳定.振倾趋于无限大时的振动频率.称为振动筛的自振频率。 (1-20) 实际上，由于振动筛工作中有阻尼存在.所以振隔不会增到无限大.振动筛的自振频率与弹簧刚度k、筛箱及不平衡重的质量总和M十m有关.采用刚度不同的弹簧.自振频率不同.弹簧钢度越大.自振频率也越高。2直线振动筛的工作频率 从双刷振动筛的振动曲线来看，工作频率可能在3种区域中.当工作频率低于向振频率时振动筛的工作处在图1-15曲线的左端，这是振幅不稳定的区域.如果工作频率定在此了作区域，对振动筛的工作是不利的.当工
43、作频率等于自振频率.即处于共振时.工作点位于曲线最高点，工作条件稍微变化，振幅也会大幅度地降低.在这个工作区域也是不利的.当工作频率大于自振频率.且远离共振点时.振动筛在曲线的平滑段端工作，此时如果工作条件改变.振动变化却不大.所以，工作频率定在这个区域内可以得到稳定的振幅.直线振动筛是在工作频率远大于自振频率的条件下下作的。但是.当振动筛启动时，由于工作频率从零开始在达到工作频率以前.通过共振点时振幅会骤然增加，同理当振动筛停止时，工作频率逐渐降低到零.也同样要通过共振点.这就要求采取措施来克服振动筛通过共振点的问题.3.弹簧刚度对振动筛工作的影响 弹簧刚度的大小影响振动筛工作频率所处的区域
44、。因为工作频率影响筛分效果，所以，它主要根据物料在筛面上的运动状态而定.但从分析可知自振频率又取决于所采用的弹簧刚度。因此如果工作频率已定.而所采用的弹簧刚度不同.振动筛工作频率所处的区域也就不同.这样就会影响振幅的稳定性.在确定振动筛所用的弹簧刚度时.应该使工作频率处在振动曲线的平滑段(远离共振点)。（四）振动筛设计中的动力学计算前面对振动筛的动力学因素进行了分析。在设计振动筛时，还需要利用前述的一些公式来计算:这些力学因索的大小。在双轴振动筛的动力学计算中.振幅、频率和筛箱质盘一般都是已知盘.因为振幅和频率通常由工仁艺要求而定.当筛箱结构尺寸已定时.其质盘也是已知数.所以，动力学的计算只是
45、根据这些以知量求出所需要的弹簧纲度和振动筛的激振力(即不平衡量的质量及其回转半径)。如前所述.选择弹簧刚度要使振动筛的工作频率处在振动曲线的平滑段。此外.还需要从减小基础振动的角度来考虑弹簧刚度，因为弹簧起着隔振作用.从隔振的观点看.弹簧刚度越大.消振能力越差.为了减少振动筛对基础的动负荷，弹簧钢度要选得小些，这个要求与远离共振点的要求是一致的.因为弹簧间钢度越小，自振频率越低，工作频率与自振频率之比则越大.根据隔振的要求，振动筛工作频率与自振频率之比不能小于4.目前我国设计制造的直线振动筛。如果工作频率以及工作频率与自振频率的比值已定.则可以由式(1-20)计算所需要的弹簧刚度。可得 (l-21)式中 p作频率与自振频率的比值。上式计算的弹簧钢度是振动筛弹锐的总钢度。因为振动筛一般由4个或8个弹簧吊桂(或支撑)所以.每个弹簧的刚度应是总钢度除以弹簧的个数.如果弹簧钢度忽略不计(因它远小于激振力和振动筛质量)，则式(1-19)得因为振幅的大小与正负号无关略去式中的负号.可得(M+m)A=mr (1-22) 如果筛箱质量M和振幅A是已知量.则只剩下不平衡重的质量m及其回转半径r。m和r同时决定激振力P的大小。如果振器已经设计出来.则m和r的大小已定.这样用式(1-22)可以验算所定出的其他数值。(五) 双电动机拖动的直线振动筛
