振動香蕉篩在選煤廠的應用

摘要：文章簡述了振動香蕉篩國內外發展現狀及國內應用情況，并重點闡述了振動香蕉篩的原理、結構及工礦特點。通過對振動香蕉篩在運行中出現的故障現象進行了簡要的原因分析，闡明了導致故障率高的原因，并通過現場試驗性的改造給出了相應的處理方法。

關鍵詞：振動香蕉篩；選煤廠；篩機振幅；篩板斜度

中圖分類號：TD452 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）12-0067-02

1 概述

在20世紀70年代左右，歐洲、美國等國外選煤廠開始裝配使用振動香蕉篩來進行煤炭脫水、脫泥。相比以往的傾斜水平篩，振動香蕉篩以其篩選效率高、分選能力強而受到各國選煤廠的青睞。作為大型分選篩分裝備，振動香蕉篩的工作效率和分選質量直接關系著煤礦挑選的好壞。振動香蕉篩一般可分別進行濕法和干法篩分，也有聯合使用濕法和干法篩分的工藝。其結構有單層結構和雙層結構兩種。作為新型篩分設備，其和傳統篩分機對比，主要優點在于其充分利用所占空間，而且相比同類裝備，篩分效率更高。正好能夠解決選煤廠占地面積有限與選煤篩分量大的矛盾，因此目前國內主流的選煤廠在選煤環節中都已廣泛應用振動香蕉篩。

2 香蕉篩的工作原理

香蕉篩的工作原理在大體上和傳統的單層直線振動篩類似，采用多傾角放置篩板，一般在入料口的傾角為34°，然后分為五段，最后篩板在出料一端的傾斜角度大概為10°左右。

由于振動香蕉篩的結構特點，其在入料一端采取的是大角度入料，斜面陡導致煤料運輸速度快，相比傳統的直線振動式，篩分效率提高可以有效減少分層時間。由于較大物料快速通過，在各分級面，小于其篩選級別的煤粒可以更加貼近篩板并通過篩孔達到篩分目的；相對較大的煤粒則繼續較慢速度運輸到平面篩板處，由于運行速度放慢，則與篩孔尺寸相近的煤粒也可通過隨機振動而達到篩選目的。這樣的篩選特點可以保證物料的快速分層，提高分層效率，尤其適合煤粒尺寸相對較小的物料分選，相比傳統篩，其分選處理能力可提高數倍。

振動香蕉篩的篩板普遍采用高分子材料-聚氨基甲酸酯或者金屬網面作為材料。但其主要區別在于篩板的布置，香蕉篩的篩板采用可動篩孔開槽的設計，可以極大提高物料透過篩孔的效率。由于香蕉篩篩板斜度的變化，開槽大小也隨之變化，在出料端變為最小，平面的篩孔針對剛好小于篩孔直徑的煤粒具有較高篩分效率。

3 振動香蕉篩的結構特點

眾所周知，澳大利亞在振動香蕉篩方面的研究在世界同行內處于領先地位，其結構特點主要有兩大特質：

（1）澳大利亞的振動香蕉篩具有創新性的結構，其采用分段斜度變化的篩板，通過增加分級級數來改變篩板間的斜度區間，香蕉篩原始是設計三個區間的斜面來進行分選，從36°開始，每段相差12°，逐級遞減。但是通過實踐運行證明，由于篩分區間過于集中導致篩分效率不夠，篩板磨損嚴重。通過改進設計，將振動香蕉篩分為更多區間的振動篩分來減少篩板磨損。目前國外采用的香蕉篩大部分分為4個角度區間，把整個篩面分為五個斜面來篩分，運行效果令人滿意。

（2）澳大利亞的香蕉篩改變以往采用金屬網面篩板的設計，通過研制新型材料取代，例如聚氨基甲酸酯高分子材料來作為篩面材料，該材料耐磨性能好，且價格便宜，更適宜更換。由于篩面是平行放置，可更加方便地在香蕉篩一側設置振動給料機器并對準，將有助于給料機更加均衡地給香蕉篩分配物料。

4 香蕉振動篩設備技術參數

香蕉振動篩的篩板驅動方式采用V型帶式傳動，皮帶傳動可以保證篩子能夠以低速運輸。篩分系統設計振動的振幅為10慢慢，篩子的設計轉速為850rpm；并達到振動穩定性。對于通過皮帶輪驅動的振動篩，相比以往通過齒輪驅動的篩子來說，可以以更低速度運轉，而且可以減緩軸承失效周期。

（1）由于焊接件易產生殘余應力和維修拆裝困難，香蕉振動篩的結構連接處（包括梁和機架側板連接）均采用螺栓連接或者鉚釘，并對所有加工零件在高溫下進行時效處理，釋放加工參與應力，提高機器的整體剛度和疲勞

特性。

（2）將主梁和托架進行一體化設計，避免對主梁和托架進行焊接，從而減少加工和破壞托架外側的陶瓷襯板，導致腐蝕和損壞。

（3）由于衡量螺栓孔易導致物料上的液體流入，并導致螺栓孔腐蝕失效，從而降低設備使用周期。因此在設計香蕉篩橫梁時采用密封板，并減少螺栓孔。為了約束縱向楔條，在縱梁托架上端固定螺栓，達到固定的目的。

（4）為了避免固定在進料箱上的螺栓對振動篩產生偏載，將入料端設計成處于側板背部的一體進料結構，尤其是針對大負載式香蕉振動篩，這一設計很有意義。

（5）根據篩分機的使用工況和要求，香蕉振動篩需要能夠靈活調節振幅和輸入的激振力。因此通過設計，對香蕉振動篩配備球面滾子軸承和精密齒輪，以便激振器在工作中可以根據實際情況協調激振器偏心輪。由于振動香蕉篩易受到腐蝕，激振器在配合位置須進行好潤滑密封，保護振動香蕉篩在惡劣工況下的正常使用。

（6）在傳動方面，由于采用花鍵連接已發生磨損并導致激振器不能同步運行。通過配置傳動軸和耦合設備，保證設備的長時間連續同步工作。避免篩分機的異步運行使振動失去穩定并導致不能正常工作，影響企業的正常

運行。

5 應用效果及相應措施

5.1 應用問題

現就屯蘭選煤廠應用振動香蕉篩極具代表性的矸石香蕉篩作具體介紹。由于該選煤廠入選原煤中含有大量矸石，其主要采用綜合全面機械化的方式進行選煤。

在該廠振動香蕉篩在實際工作過程中，在香蕉篩末端篩面處常常被大尺寸物料堵塞篩孔，因此每個振動篩旁邊需要安排工人來人工清除篩孔，不僅給企業增加了成本，還容易導致工人的身體健康受到粉塵損害。

另外，由于該廠物料較大，在運輸過程中，物料以及其中的大塊矸石會對運輸帶帶來直接沖擊。工人在清理篩孔的過程中，由于是人工清理，施力不易控制，也會對運送帶造成一定的損害。因此，整個振動香蕉篩的運輸帶在惡劣工況下運行極易發生破壞，需要不斷更換輸送帶，這樣給工廠增加了很大的成本，而且由于機器的不穩定性會造成生產延誤，無法完成生產任務。

5.2 改造措施

針對篩孔易堵塞的問題，由于有很多因素與篩孔透篩率有關聯，包括篩孔尺寸及結構、物料尺寸和形狀、篩板布置方向和香蕉篩振幅大小等。因此，需要對這幾個因素進行綜合考慮，進行參數優化達到最優透篩率。

5.2.1 降低篩機給料端與篩板落差。通過篩機給料端提高位置后，增大篩機的傾斜角度，從而加快了物料的運動初速度，增強運動慣性，提高了物料的透篩率。但是，該方案在提高物料運動速度的同時，減少了物料停留篩面的時間，對于小尺寸（50mm以下）的物料將直接進入到物料收集漏斗中，從而導致物料的透篩率降低及增加了物料篩選的次數。同時增加了收集漏斗的工作量，對漏斗也需要進行改造。或者將排料端高度降低，這和提高篩機進料端位置一樣會產生同樣的問題，但是相對而言不需要改造漏斗，而且可以同時降低物料對輸送帶的沖擊。

5.2.2 優化篩孔尺寸及形狀。香蕉篩的篩面通常采用沖孔制作，有圓孔和膠囊形狀篩孔兩種。經常發生物料堵塞篩孔的基本上是圓形篩孔的篩板，因此改變篩孔形狀，設計成橢圓形或長方形的篩孔，經過實踐運行，可以有效提高物料透篩率。但是，由于篩孔形狀的變化，少部分和篩孔形狀一致的物料也會透篩，造成一部分物料的浪費，并增加了后續工序的負擔。

5.2.3 改變篩機振幅。通過增加振幅可以提高物料運送速度，避免物料長時間停留篩板而導致篩孔堵塞。此方案可以通過增大激振力來提高篩機振幅。但是，由于振幅增大，篩機壽命會因此降低。

另外，對于物料沖擊運輸帶的問題。可以采用以下辦法：（1）降低輸送機和排料端的高度落差；（2）在輸送帶和排料端設計一塊緩沖帶；（3）放松輸送帶，利用皮帶的彈性來緩沖物料沖擊。

6 結語

隨著選煤行業的發展和煤炭能源的供給緊缺，選煤廠的選煤生產線改造勢在必行。振動香蕉篩以其處理能力大、安置空間小必將受到越來越多的選煤廠的青睞。國外的振動香蕉篩發展時間相對較少，國內相關機器的開發也需提高速度，加快核心技術和關鍵部件的國產化。依靠國內的巨大市場，國內振動香蕉篩的推廣必將迎來一個新的高度。

參考文獻

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作者簡介：王永峰（1981—），男，甘肅永登人，山西西山煤電（集團）有限公司屯蘭選煤廠機電車間機電副主任，研究方向：機電設備維護保養檢修。

（責任編輯：劉 晶）