振動篩向高效環保方向發展研究

王安團

（河南威猛振動設備股份有限公司，河南 新鄉 453700）

振動篩在工礦企業中具有普遍應用，屬于篩分機械，其工作原理為通過振動的多孔工作面，對混合物料按照顆粒大小進行分級，通過增大振動強度使物料獲得更大的加速度，從而實現篩分的高效化。[1]并且根據振動篩類型的不同在各個領域的應用也體現出不同的應用優勢，振動篩主要包括傳統振動篩（重型篩）、實驗振篩機及輕型精細振動篩等幾大類，在礦山、選煤、建材、電力、化工、醫藥、食品等各行業中皆有應用。[2]由于其應用范圍之廣，需對其應用性能及機械模型進行更為深入的研究以及整體結構的優化設計，以此來推動與其相關行業的可持續發展。[3]

1 振動篩發展現狀

分析目前各相關領域發展現狀，傳統振動篩在各領域的生產及加工過程中占有重要地位，而隨著我國各行業工藝水平的提升，振動篩的研究與應用也處于不斷發展當中。目前，傳統振動篩質量大、功率高、噪音大、外漏粉塵大，對環境的污染逐漸顯露出來，已經不能滿足各行業的發展和國家對環保方面的要求。隨著社會的進步，振動篩的關鍵技術也處于不斷更新狀態，河南威猛振動設備股份有限公司向高效環保方面行進，研發設計了復頻篩系列，相對于傳統振動篩而言，復頻篩的結構更加模塊化，易損件更換更加方便快捷，降低人力成本；而且復頻篩整體結構的設計更加合理化，參振質量比傳統篩降低1/3～1/2，并可以采用雙質體的結構原理，使振動篩的功率消耗降低1/3 以上，而且還采用靜態密封結構，粉塵幾乎無外溢，能起到很好的環保作用。由此可以看出，河南威猛振動設備股份有限公司的復頻篩正朝著環保節能的方向快速發展。[4]

2 振動篩的機械結構

傳統振動篩主要由激振器、篩箱、支承裝置、電動機組成。河南威猛振動設備股份有限公司研發的復頻篩與傳統篩有一定的差異，主要由激振器、電動機、外篩箱、振動篩芯、剪切彈簧、支承裝置等組成。各個組成部分分工合作從而實現篩分功能。其中，激振器可分為偏心軸激振器及箱式激振器兩種，前者安裝調整較為方便，而后者靈活性相對較好，對橫梁強度要求較高，兩者均可調整激振力的大小，各有各的優勢。篩芯又可分為篩體、篩面兩個部分，篩體需要具備足夠的剛性。外篩箱將內部振動篩芯封閉，外篩箱不參與振動，行成了靜態密封的效果，有效防止了粉塵外溢，振動噪音被包裹在外篩箱內部，可以有效降低周圍噪音污染。篩框與篩面之間也可采用剪切彈簧從而產生雙質體的作用，同樣的激振力可以產生更大的振動幅度，有效降低振動部分的能耗，降低設備的功率，提高振動篩分的效率。[5]

3 振動篩向高效環保方向發展的影響因素及改進的措施

振動篩的工作原理主要是通過篩箱的振動，使得碎散物料多次通過均勻布孔的篩面，而由于物料自身的特性，隨著篩箱振動，便形成了小顆粒在下，大顆粒停留在上層，從而實現粗細粒的分離。而在其分選使用過程中，以下幾種因素對其生產效率影響較大：

1.篩分物料的物理性質：物料本身的水分及顆粒形狀等物理性質都會影響振動篩的篩分過程，一般情況下，物料細粒含量越大、水分較小時，振動篩的篩分效率會相對較高。

2.篩面結構和種類：篩孔尺寸、篩面寬度在一定程度上決定了篩子的有效面積，篩孔面積與整個篩面面積之比越大，其生產效率也會相應增加；編織網篩面、波紋網篩面、橡膠篩面、聚氨酯篩面、棒條篩面、鋼板沖孔篩面等篩面種類的選擇都會對篩分效率有較大影響。

3.振動幅度和頻率：振動幅度和振動頻率的匹配，針對不同特性的物料需要設計不同的振動頻率和幅度。

4.粉塵污染：傳統振動篩采用剛性密封的結構，粉塵外溢較大，嚴重影響作業環境，影響操作工人身體健康。

5.噪音污染：傳統振動篩激振器和振動篩框外露，產生的噪音多在90 分貝以上，嚴重影響員工的身心健康。

6.節能降耗:傳統振動篩參振質量較大,功耗較高,隨社會發展需向節能降耗的方向發展。

因此，振動篩向高效環保方向發展可從上述幾個方面進行研究，可參考如下措施：

1.根據物料的特性，水分的大小等因素來選擇合適的振動軌跡（圓，直線，橢圓），以及合適的篩孔大小來提高振動篩的篩分效率，也可根據物料水分的大小來選擇弛張作用的篩網或篩機。

2.針對不同的工藝位置及工況條件的實際需求，選擇合適的篩面結構、種類和篩面的有效面積。

3.根據物料顆粒形狀和大小的不同，以及篩孔大小選擇的不同來選擇合適的振動頻率和振動幅度，使振動篩更加有效將物料分離。

4.振動篩整體設計結構需改變,密封結構需由動態密封轉變為靜態密封,防止粉塵外溢造成環境污染。

5.噪音方面需結合靜態密封,將振動部分封閉在內部,外篩箱采用隔音裝置進行隔離內部聲音的傳播,降低噪音污染。

6.振動篩參振質量需降低，可采用分段設計，降低振動篩所需的強度，降低參振質量，降低設備的功率，進而起到節能降耗的作用。

目前河南威猛振動設備股份有限公司研發的復頻篩系列也是向著高效環保的方向邁進，已在各行業得到了廣泛應用，與傳統振動篩相比，已體現出以下特點：

1.環保性：由于復頻篩篩箱不參與振動，所以復頻篩的所有進出口與其他相關設備均采用靜態密封，直接剛性連接，避免了傳統振動篩采用柔性連接極易出現的問題（軟連接的壽命及溢塵），復頻篩篩框上設有除塵口，使全系統在負壓狀態下進行工作，從而徹底解決了篩分過程中的粉塵溢出污染環境的問題。同時，我們在篩箱內部增加了隔音裝置，與傳統振動篩相比，噪音降低了3-5dB。

2.節能性：復頻篩篩箱不參與振動，僅篩板和激振器參與振動，所以復頻篩的參振重量小，與傳統振動篩相比，在同樣的頻率和振幅下，復頻篩所需要的動力小、能耗低。并且對基礎的沖擊力小，多段篩面獨立振動，每節篩面啟動停車時間間隔6-8 秒，降低了對基礎的集中沖擊力，而且復頻篩配置反接制動裝置，使復頻篩快速通過共振區，降低了設備對基礎的沖擊力。[6]

3.高效篩分：采用大振幅是為了快速實現分層，分節設計采用，可使每節篩芯之間產生高度落差，打破物料的惰性跟隨，使物料重新打散分層，更利于物料的透篩，取得最佳的篩分效果。

4.智能性：復頻篩配置PLC 控制系統，就地手動及遠程控制整臺設備的啟動、停機等。PLC 控制柜內配置觸摸屏，方便控制系統參數的設置及顯示，包括軸承溫度的顯示，溫度異常報警等。該設備可配置自動加油系統，減少工人的勞動強度，避免人為的原因導致的事故。同時，復頻篩可配置我公司研發的若鄰智能監控設備，該設備可在PC/手機端實現同步數據監控，用戶可通過組態功能自定義畫面，從而更貼近自己的需求和習慣，平臺內異常報警等故障可以微信消息、短信、郵件的提示報警給一人或多人，并且有報警記錄。

復頻篩是河南威猛振動設備股份有限公司針對行業發展趨勢而研發的新型環保復頻篩。行業內大多數采用傳統大型振動篩，體積大、重量重、不環保。復頻篩適用于礦山、選煤、建材、電力及化工等領域的產品的分級，是現有大、中型振動篩及國外引進設備的理想替代產品。

4 結語

工業化的快速發展使得篩分設備生產技術也相應提升，振動篩將面向環保、高效、智能化方向發展，同時為更好的平衡成本與生產效率之間的關系，振動篩也將面向尺度化、系列化及模塊化發展，使其能在各大領域得以普遍應用。而工業化的可持續發展要求相關設備需具備節能環保的特點。因此，振動篩需面向輕型、環保發展。對此，需從振動篩力學模型及機械結構出發，并充分認識到振動篩應用現狀，對其結構進行優化創新，從而在提高篩分效率的同時，控制能耗，并降低作業噪音以及粉塵環境的污染。