簡易振動篩的設計

高嵩

摘 要：在工業生產中，對物質進行分離的最簡單方式就是使物質發生振動，從而實現物質之間的分離，振動篩就是實現這一運動的有效裝置之一。振動篩的工作原理就是通過篩板的振動帶動堆積在篩板上的物質進行振動形成物質松散的狀態，增加物質之間的距離，從而實現物質分離的目的。當實現這一過程后，配合其他設備就可以完成一定生產目的，如振動干燥機，其工作原理就是通過振動篩的振動使物質發生分離，再由干燥機實現干燥。這些簡單實用的裝置都是建立在振動篩的基礎上，因此對振動篩的設計就有顯得很有必要。本文所設計的振動篩旨在簡單易用，為自行制造振動篩的個人用戶提供參考依據。

關鍵詞：振動；篩板；分離

中圖分類號：TD452 文獻標志碼：A

1 振動篩應用舉例

振動篩可以配合其他設備使用，從而實現某種功能。比如：振動篩與干燥機聯合使用可以組成振動干燥機：該裝備中由于干燥機中設有風機，用于提供循環空氣源；加熱器可以對循環空氣源進行加熱；振動機構通過電動機產生振動，使顆粒物料均勻分離，這樣就使得熱量可以均勻滲透在顆粒中，于是熱循環空氣就可以與物體充分接觸，繼而將顆粒中的表面游離水干燥脫掉達到干燥的目的。比如VD10000系列振動干燥機就是這樣一種新型的干燥機，主要由篩板及其固定裝置、箱體、風機和電機組成。具有效率高，結構簡單，便于安裝等特點。

2 振動篩板的設計

根據實際生產中所測得的被干燥物料聚丙烯的參數： 密度：ρ=910kg/m?；聚丙烯顆粒松密度：ρ=534kg/m?比熱容：Cp=2.10kJ/kg·℃熱導率：k=0.15Jm kg·℃規格：Φ3.5顆粒干燥前含水：0.2%（w%）要求干燥前含水：≤0.02%（w%）。

振動篩板的設計形狀如圖1所示。

其中振動篩板的一些數據參數：

篩板由4個M10的螺栓與振動支架相連接，可以滿足螺栓連接時的強度要求。篩板的上邊界面為水平，下部篩板的傾斜角度為10°，當篩板內部需要清洗時刻把篩板邊緣連接處的螺栓打開，對其進行清洗和更換，這樣便可實現機器的可維護性和零件的可更換性。在整個干燥機中，由于機器不停地連續工作，振動較強會對篩板造成極大的損害，故此振動篩板應該經常清洗維護。

3 法蘭設計

法蘭在該設備中主要起到固定篩板的作用，故對其結構和加工方面沒有過高的要求，本法蘭采用螺栓和筒體相連接，滿足了可拆卸性和易更換性。

3.1 法蘭工作原理

法蘭連接結構是機械設備中的重要部件，是一種可以拆卸的密封結構，包括螺栓、法蘭、墊片以及被連接的兩部分殼體（如圖所示形成螺栓——法蘭———墊片的連接系統）。它具有較好的密封性，結構簡單，成本低廉，能夠承受較高的壓力，而且機械強度較高，可以多次拆裝，在機械工程上廣泛地被應用。示意圖如圖2所示。

3.2 法蘭的密封面形式

對于法蘭的選擇一般都用標準件，這樣可以降低成本，工程上常采用的法蘭結構形式為：平焊法蘭及對焊法蘭；但是不管選用哪種法蘭都要注意其密封形式的選擇，以便滿足工作要求。法蘭主要的3種密封形式，其特點和應用場合應根據具體情況選擇如下：

（1）平行面密封面

由于密封面中間有高于兩肩的特點，這樣的特征簡單而且有利于加工，對后續的處理，如防腐等都有很好的效果，但當與螺栓配合旋緊后會出現輔助材質，如墊圈等向外擴張，使密封效果減弱，對氣體、液體的密封性不好。適用于要求不高的密封場合。其結果如圖3所示。

（2）凹凸型密封面

凹凸面配合可以彌補凸面壓緊時所產生的密封不嚴等情況，而且在凹凸面配合中，墊圈在受壓時會受到外沿的阻擋而不能移動，墊圈不會擠出來，這種密封面面的密封性能優于平面密封面，一般用于中壓、低毒的場合。其密封面結構如圖4所示。

3 榫槽型密封面

榫槽型密封面的密封效果較好，這是因為榫、槽面配合時，其接觸面會逐漸收縮，使密閉空間收縮變小，從而實現密封。其形成的密封面采用的墊圈其由金屬進行包裹，或者墊圈被金屬纏繞，墊圈寬度一般為12mm～25mm。由于其具有良好的密封性，對氣體、液體的密封效果都很好，所以用于對密封要求較嚴格的場合。其注意事項就是此種形式密封容易破壞凸面，不利于運輸和裝拆。榫槽型密封面的結構示意圖如圖5所示。

在實際生產中，由于振動干燥機的工作介質為熱空氣，其工作壓力接近于常壓，因此對于其法蘭的密封形式采用平面密封即可。對于所選擇管制法蘭的尺寸也可選擇如下標準，如圖6所示。

4 振動支架的設計

在振動干燥機中振動支架用來支承振動篩板，并且經過振動支架傳遞振動電機所傳遞的，振動頻率使振動篩板振動工作。振動支架要有足夠的強度和剛度。機構要合理，振動篩板的尺寸為1899mm×500mm，振動支架也要配套設計，振動支架和振動篩板的連接采用彈簧支承部件和4個M12的帶彈性墊圈的螺栓連接，振動支架的部件圖如圖7和圖8所示。

5 對于振動支架上軸承的選擇

本干燥機所用軸承選用型號為2007110的圓錐滾子軸承，安裝方式選用雙列安裝法，潤滑方式采用脂潤滑。軸承各參數見表1。

6 彈簧類型的選擇

（1）螺旋彈簧中應用最為廣泛的是截面圓柱形壓縮彈簧、圓截面圓柱形拉伸彈簧和圓截面圓柱形扭轉彈簧3種。彈簧的制作有冷卷和熱卷兩種，根據具體情況技能型選擇。根據設備的重量、所受的應力等工藝要求，本次用于緩沖減震振動篩板的減振彈簧，根據機械設計實用手冊表7-1-1GB1239.6—92，選用熱卷壓縮彈簧RY1型彈簧。

（2） 彈簧尺寸的確定。根據設備的外形尺寸，由GB1358—93確定減振彈簧上側的彈簧如圖9所示。

7 螺栓墊片的選擇

墊圈按用途分為：一般襯墊用的，防止松動用的和特殊用途的。由于振動干燥機振動很強，故選用彈性墊圈防止松動，如圖10所示。

結語

振動篩的設計雖煩瑣，但其結構簡單，機構運行容易操作，部件選擇標準化，因此成本較低，在組裝使用過程中試用場合較廣泛。同時該設備技術含量并不高，易于學習掌握，適合中小企業及個人生產使用。但在實際生產中，由于具體場合對物料用量的需要不同，其參數會明顯變化，這就要根據實際自行調整設計參數以適應生產場合，同時還要考慮設備的潤滑與保養。

參考文獻

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