郭莊煤業選煤廠振動篩篩選形式的優化研究

崔 丹

（山西潞安郭莊煤業有限責任公司，山西 長治 046100）

振動篩是用于物料篩分的一種重要設備，其利用振動電機激振的原理，使物料在篩面上被拋起，同時向前作直線運動加以合理匹配的篩網從而達到篩分的目的[1]。振動篩在工作的過程中不同的篩分運動形式會產生不同的篩分作用效果，直接影響篩分物料在振動篩上的分散程度，進而導致物料篩分時出現不同的透篩和分層，是決定振動篩分效果的核心。郭莊煤業選煤廠所使用的振動篩在進行物料篩分過程中采用的是一振一動的物料篩分方式，在實際應用過程中存在著可靠性差、篩分效率低下、物料篩分率低的難題，嚴重影響了物料篩分效果和經濟性[2]。本文在對前人研究成果進行深入研究的基礎上，提出了四移動二轉動、四轉動一移動、三移動一擺動三種運動形式，對其各種的篩分效果進行了分析，結果表明三移動一擺動的振動篩分方式對物料的綜合分散度最高，穩定性好，目前在郭莊煤業選煤廠已得到了全面推廣，取得了極好的經濟效益。

1 不同篩選形式的分散性試驗

為了對不同篩分形式下的振動篩分效果進行分析，本文首先以玉米粒為篩分原料[3]。選擇多種類型、大小不一的玉米顆粒，對各種大小的顆粒數量進行記錄；將玉米顆粒放置到振動篩上，分別以四移動二轉動、四轉動一移動、三移動一擺動三種運動形式對其進行篩分處理[4]；利用高速攝像機等對篩分過程進行檢測，利用攝像機對篩分時玉米顆粒群組的分布情況進行記錄，并根據記錄結果對不同方向上的運行速度進行監測。在不同的振動篩分形式下，玉米顆粒在x軸方向上和y軸方向上的速度變化如圖1所示。

由圖1（a）可知，采用不同的振動篩選形式的情況下，玉米顆粒在振動篩x軸方向上的運動速度均呈現周期性變化趨勢，當振動穩定后約0.15s玉米顆粒的運動速度均為正值，因此表明各顆粒均往篩分側運動。當采用四移動二轉動振動形式時，其運行速度的變化范圍在-0.5m/s～ 1.0m/s；當采用四轉動一移動振動形式時，其運行速度的變化范圍在-1.0m/s～ 1.9m/s；當采用三移動一擺動振動形式時，其運行速度的變化范圍在-0.5m/s～ 2.9m/s。由此可知，三移動一擺動篩選形式下，顆粒的速度變化范圍最大，表示在該工況下能顯著增加顆粒與篩板的碰撞時間和碰撞力，增加了顆粒篩分速度和篩分的可靠性。

圖1 不同篩選形式下的振動速度變化曲線

由圖1（b）可知，采用不同的振動篩選形式的情況下，當采用四移動二轉動振動形式時，其運行速度的變化范圍在-0.5m/s～ 1.1m/s；當采用四轉動一移動振動形式時，其運行速度的變化范圍在-0.3m/s～ 1.5m/s；當采用三移動一擺動振動形式時，其運行速度的變化范圍在-3.1m/s～ 2.8m/s。由此可知，三移動一擺動篩選形式下，顆粒的速度變化范圍最大，表示在該工況下能顯著增加顆粒與篩板的碰撞時間和碰撞力，增加了顆粒篩分速度和篩分的可靠性。

2 三移動一振動篩分形式的應用

為了對優化后的篩分方案的實際應用效果進行研究，本文以郭莊煤業選煤廠振動篩為驗證對象，對其進行升級改造，使其運行方式滿足三移動一振動的篩分形式。設置篩板的篩選面的長度為1140mm，寬度為900mm，篩盤的安裝角為2.4°，篩盤的抖動板和篩面的最大距離為120mm。按正常篩分流程對煤炭進行篩分作業，不同時間段內篩盤上的篩分效果如圖2所示。

圖2 不同時間段篩盤上的篩分效果

由實際驗證結果可知，采用三振動一移動的篩分方案的情況下，對物料進行篩分時體積較小的物料首先會產生大幅度的振動情況，當振動開始0.9s時即產生明顯的透篩現象，當振動開始1.5s后小體積的物料基本透篩完畢，整個振動篩選過程僅約1.8s即可全部完成，且透篩效果顯著。在實際驗證過程中物料篩分效率和分散度如圖3所示。

圖3 三振動一移動篩分方式下的篩分效率和分散度

由實際驗證結果可知，篩分時間越長振動篩對物料的篩分效率和分散度越大。篩分效率最大為83%，比傳統篩分方式的62%的篩分效率提升了約25.3%；其工作時的分散度約為49mm，比傳統的31mm，提升了約36.7%。三振動一移動的篩分方案顯著地提升了振動篩工作時的工作效率和可靠性。

3 結論

針對郭莊煤業選煤廠振動篩在工作過程中所存在的振動篩分方式可靠性差、篩分效率低下、物料篩分率低的難題，本文提出了四移動二轉動、四轉動一移動、三移動一擺動三種振動形式，對三種振動下的篩分特性進行了分析，同時利用振動篩對其實際篩分效果進行了研究，結果表明：

（1）三移動一擺動篩選形式下，顆粒的速度變化范圍最大，表示在該工況下能顯著增加顆粒與篩板的碰撞時間和碰撞力，增加了顆粒篩分速度和篩分的可靠性，具有最佳的篩分效果。

（2）采用三振動一移動的篩分方案的情況下，對物料進行篩分時體積較小的物料首先會產生大幅度的振動情況，當振動開始0.9s時即產生明顯的透篩現象，當振動開始1.5s后小體積的物料基本透篩完畢，整個振動篩選過程僅約1.8s即可全部完成，且透篩效果顯著。

（3）篩分時間越長振動篩對物料的篩分效率和分散度越大，篩分效率提升了約25.3%，其工作時的分散度提升了約36.7%，顯著地提升了振動篩工作時的工作效率和可靠性。