振动筛计算
振动筛计算
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一、的应用及其作用在冶金、、建材、电力、化工和等许多工业部门，筛分作业是重要的生产环节之一，都要大量使用筛分机械。对于矿物加工行业，如选煤厂或选矿厂，大批筛分机械正担负着分级、脱水、脱泥和脱介，甚至按质量分选的艰巨任务。就煤炭加工而言，筛分技术也显得尤为重要，使用筛分机械可以使生产、水分和等指标达到用户要求的煤炭产品，而且在实现的合理利用和及煤炭企业创造经济效益等方面，都发挥着重要作用。
二、筛分机的种类
表1 筛分机分类
注：网面运动形式：L—直线运动；E—运动；C—圆形运动
筛分机械自十七世纪英国首先在煤炭工业用固定筛进行煤炭分级至今，已有固定筛、滚筒筛、滚轴筛、摇动筛、半振动筛、振动筛、共振筛等几十个品种。筛分粒级从300目到300毫米。尽管品种繁多，但目前仍以振动筛（包括普通振动筛、共振筛、概率筛和等厚筛）应用最为普遍。筛分机常见分类如表1。
三、筛分机的选型及选型计算
1．有关术语
筛面倾角：以筛面入料端线作一水平面，筛面与水平面的夹角即为筛面倾角。倾角在水平面的下方为正角，反之为负角，单位：“°”。
筛孔尺寸：筛面上孔隙的大小。带锥角的指小端尺寸，圆孔形的指直径大小，方形或矩形孔指宽度，条缝状指缝宽，单位均为“mm”。
有效筛分面积：对分离起作用的筛面面积，单位：“m2”。
最大粒度：给料中的最大粒度，单位：“mm”。
处理量：在一定的筛分效率下，每小时通过的最大物料量，单位：“t/h”。
频率：筛箱每分钟振动次数，单位：“次/min”。
：筛箱振动行程之半，圆形轨迹指半径，椭圆形轨迹指长轴之半，单位：“mm”。
振动：振动方向与水平面的夹角，椭圆形轨迹指椭圆长轴与筛面间的夹角，单位“°”。
工作动：当筛机工作时，对安装基础产生的附加作用力，单位：“N”。
最大动负荷：当筛机停车时，由于通过共振区振幅扩大，对安装基础产生的附加作用力，单位：“N”。
吊式和座式：筛分机安装方式按隔振装置所处位置不同分为吊式和座式，筛子参振部分通过吊挂装置弹性地吊装在上层或支架上的安装方式叫吊式；筛子参振部分通过支承装置安装在基础上的安装方式式。
左装和右装：左装和右装又可叫左传动和右传动，它是按电机的安装位置不同而分的两种安装方式，顺物流方向看，电机位于筛分机右侧叫右装或右传动，位于左侧叫左装或左传动。
2．筛分机的选型
筛分机的选型，首先要考虑所选筛分机的用途，一般筛分机有两大用途：物料的分级和物料的脱水（脱介），这里仅介绍物料分级的筛分机选型。
在确定筛分机用途后，首先要考虑被筛分物料的特性，比如：被筛分物料的容积密度、堆积角、颗粒形状、物料的流动性、粘着性、、有没有带、粒子表面水分、操作温度、等，这些都将影响物料筛分的操作性能。其次，选择筛孔，在选择筛孔时，必须考虑筛子小时处理量、筛网的、筛网的使用寿命及筛孔堵塞、粘者等因素。最后，通过实物实验来决定筛子的各种参数，如筛网运动形式、振动频率、振幅大小、使用筛网（大小、网丝的直径、材质）及网面的倾斜角度等。
3．筛分机参数选择
（1）筛面倾角
筛面倾角与筛子处理量和筛分效率有关。筛面倾角越大，其处理量越大，但筛分效率就越低。
圆振筛的筛面倾角在15°～25°之间（用于破碎车间时多选取倾角为20°），当物料潮湿时取大值。采用偏心轴式圆振筛的筛面倾角取20°。
直线轨迹振动筛的筛面倾角为0°～8°，在特殊情况下，筛面倾角为负值，即筛面顺物料运动方向略为上倾，上倾角＜2°。
（2）振动筛振幅和
振幅根据经验 An2=(4～6)×106。
振幅A一般在2～8mm之间，当筛孔较小或用于脱水时，A取小值。当筛孔较大时，选用大值。如筛孔常被“难筛粒”卡住，可取较大的A值，有利于颗粒从卡孔中跳出。
转速 n=
式中 S=(4～6)×106
A——振幅,mm
转速n与振幅A的关系可参照表2
表2 转速n与振幅A值
（3）振动倾斜角α
振动倾斜角通常为45°，对于某些难筛物料如碎石、、的倾斜角可高达60°。
（4）物料沿筛面运动速度和料层厚度
物料沿筛面运动速度通常为～s，最大不超过s。对于圆振筛，物料沿筛面运动速度同筛面倾角有关，见表3。
表3 圆振筛的物料在筛面上运动速度
料层厚度δ与筛孔尺寸a的关系可按δ≤(3～4)·a计算，厚度与筛上物料的平均粒度d0的关系可按δ≈(2～·d0计算。
4．选型计算
在计算选用筛分机时，应先了解或确定有关选型依据资料，以便进行有关计算。
4．1选型计算依据资料
（1）筛子的用途
（2）物料特性。包括：种类、散密度、水份、颗粒形状、粒度组成、最大给料粒度、物料。
（3）作业班制。
（4）处理量。
（5）规定粒度及相应的筛分效率。
（6）筛分方法（湿筛或干筛）。
（7）安装方式。（座式或吊式，电机左装或右装）。
（8）希望使用的筛面种类
（9）希望使用的振动筛种类
（10）。如空间大小、环境温度、防尘要求等。
4．2选型计算
由于实际工况十分复杂，目前国内外筛分机的选型很不统一，有的筛子还没有成熟的选用计算公式。但计算原理还是基本一致的，本文仅对圆振筛的Q的计算加以详细介绍，其它形式的筛分机以圆振筛为基础加以修正。
（1）对煤炭的筛分
Q=A
0q
’ （1）
式中 A0——振动筛有效筛分面积，m2
q
’——单位生产能力，t/( m2·h) 见表4
表4 振动筛单位面积生产能力q0’
补充回答：
（2）对冶金建工材料的筛分
·当不具备物料筛分试验资料时，按式（2）计算
Q=M q
0’’ B
Lρ (2)
式中 M——筛分效率修正系数，可按经验公式计算， M=（100-ηs）/ L ——筛面长度,m
B
——筛面有效宽度,m
q
0’’——单位面积生产能力，根据实验资料，q
’’=，m3/(m2·h)见表5
表5 单位面积生产能力q0’’
·当具备物料筛分试验资料时，按式（3）计算
Q= A
0q
’’ρK
1
’ K
2
’ K
3
’ K
4
’ K
5
’ K
6
’ (3)
式中 K1’、K2’、K3’、K4’、K5’、K6’ ——修正系数，见表6、表7
表6 系数K1’ K2’ K3’值
表7 系数K4’ K5’ K6’值
（3）等厚筛计算
在式（1）、式（2）或式（3）计算的基础上再乘上系数。即等厚筛的单位面积处理量比普通振动筛大倍。
（4）概率筛计算
在式（1）、式（2）或式（3）计算的基础上再乘上系数2。概率筛筛孔要求比分级粒度大一倍。因此，筛分效率低（一般为50-60%），选型时应慎重。
5．筛分机实际选型
在实际选用筛分机时，一般使用类比法。当找不到完全相同的物料进行类比选择时，也不能只按制造厂提供的产品样本进行选型，以免发生严重的事故（堵网、产量不能满足要求等等）。对选煤厂、选矿厂承担分级作用所使用的筛分机，可按下述方法选取。
大中型矿山、选煤厂等小时处理量大的工况首选等厚筛，对小时处理量不大的小型厂矿才选圆振动筛。
其原因可以从有关物料的分级过程以及圆振动筛和等厚筛机械构造方面得到解释。（1）振动筛物料的分级过程
物料一般都是经过输送皮带或埋刮板输送机进入振动筛，在给料端，一般形成一个很厚的料层，细粒物料必须经过两个过程才能与粗粒分离：一个过程是透层或者叫分层，振动使细物料沉降到下部与筛面接触，粗物料浮在上面，这个过程是必需的，否则将不能进行分级。另一过程是透筛，细粒级物料过孔分离。
对于圆振动筛的筛分过程，筛面上物料的分布是给料端很厚，而排料端很薄。给料端的厚料层是很不利于细粒的沉降。因此，它的筛分效率是很低的，也很容易堵塞筛孔。
等厚筛是由角度不同的多段面组成，第一段30°～35°，第二段18°～20°（这里以两段为例）。物料给入第一段，由于大倾角，物料立即获得很大的速度（约s），料层迅速变薄，大颗粒由于动能大而跳起（甚至飞起），分层在很短的筛面上就实现了。因此，等厚筛有很高的筛分效率。第二段、第三段是检查筛分用，已完成分层的物料继续进行筛分。一般的说，等厚筛都具有90%以上的筛分效率。由于物料高速的冲刷，筛网是不容易被堵孔的。
（2）圆振动筛和等厚筛在机械构造上的优缺点
圆振动筛机构简单，等厚筛不仅在工艺上对圆振筛具有绝对优势，而且在机械结构方面也较圆振动筛有绝对优势。
首先，在轴承选型方面，圆振筛一般是一对轴承，而等厚筛一般是四对轴承，一对大型轴承能承受的动荷载是有限的，加大型号又使极限转速降低，从这一点上说，可以认为圆振筛是不适合大型化。具有四对轴承的等厚筛可靠性较圆振筛高，由于等厚筛轴承型号较小，因此，等厚筛又较圆振筛有较高的振次。
其次，等厚筛筛网多用圆钢焊接，且采用耐磨焊条，这是目前结构最简单、最可行的大孔筛网结构。而圆振动筛筛网多采用橡胶筛板、冲孔筛板、轻轨筛条等结构，这些都存在结构复杂、堵孔和磨损严重等缺点。
因此，建议小时处理量在100吨以上，优先采用等厚筛，只有小时处理量在100吨以下，才采用圆振动筛