多品种自动筛分机的结构创新设计

徐林木 栾加航

本次主要设计的是生产能力为100 t/h的直线振动筛分机，本着节能，减耗，环保，提高效率的原则，从整体布局到个别零件的设计和选用上都进行了改进，包括筛箱和筛面的设计和固定，机振电机的选型，振幅，倾角的大小等等。振动筛以它结构简单，处理能力大等优点在筛分设备中占有绝对优势。

关键词： 振动筛 激振器 筛面 倾角

引言

随着当前世界经济形式的不断发展和我国经济的高速发展，科技的进步，目前而言筛分机械主要应用于矿山、冶金、化工轴承工业、筑路行业及粮食行业中。但本次设计主要是在用于粮食物料的筛分，例如小麦，在未处理前常常是以大小不同的颗粒混合在一起的形式存在，有些物料甚至含有许多水分或其它实用或无用的介质。为了正确合理的使用物料和满足产品的质量要求，所以要对物料的进行筛分。筛分设备技术水平的高低和质量的优劣，关系到工艺效果的好环，生产效率的高低和能源节省的程度，从而直接影响企业的经济效益。为了适应国家农业现代化机械化的发展，对振动筛分机的改进是有必要的。

一、工作原理

振动筛在进行工作时，两电机同步反向旋转使激振器产生反向激振力，从而使筛体带动筛网做纵向运动，使其上的物料受激振力而周期性向前抛出一个射程，进而完成物料筛分作业。碎散物料的筛分过程,一般由两个阶段组成:一是小于筛孔尺寸的细颗粒通过粗颗粒所组成的物料层到达筛面；二是细颗粒透过筛孔。要想完成这两个过程,物料和筛面之间要存在着相对运动，这是必须具备最基本的条件。为此,筛箱应具有适当的运动特性,一方面使筛面上的物料变得疏松；另一方面,使粗细颗粒区分开,保持细颗粒筛分的通顺。

直线振动筛的筛面的振动振动角度一般为45 ，筛面倾角通常在8 以下，筛面通过激振器的作用下作直线往复运动。颗粒在筛面的振动下产生运动会导致物料在筛面的振动过程中不断向前运动，物料的向上与下落都对筛面有冲击，最终使小于筛孔的颗粒被筛选分离。筛子的筛分效率及生产能力同筛面的倾角，筛面的振动角度，物料的抛射系数有关。为了保证筛分效率高，筛子的生产能力

大，必须选择合适的 值。

1—1线振动筛的工作原理

图1—1为直线振动筛的工作原理图，筛面上的颗粒产生的抛射条件是 ，另此时的角 为开始抛射角 ，则

二、主要结构参数设计

振动筛的工艺参数是指振幅、频率、振动方向角、筛面倾角、筛面长度、宽度和生产能力等。这些参数通常是根据物料的运动状态来选取。物料的运动状态决定了筛分机的筛分效果和生产能力。

1）筛面的设计

筛子的主要工作部件是筛面。其性能的好坏不但影响生产率和筛分效率，而且对延长筛分机的使用寿命，提高作业率和降低生产成本有重大意义。

筛分机对筛面的基本要求是：有足够的强度，最大的有效面积（筛孔总面积与整个面面积之比），耐腐蚀，耐磨损，有最大的开孔率，筛孔不易堵塞，在物料运动时与筛孔相遇的机会较多。前一种要求影响工作的可靠性和使用寿命，后面三种要求关系到筛子的工作效果。筛面的开孔率为筛孔总面积与筛面面积的比值，用百分比来表示。开孔率越大，颗粒在每次与筛面接触时，透过筛孔的机会就越多，从而可以提高单位面积的生产率和筛分效率。开孔率与筛孔的形状，筛丝的直径有关，筛丝直径小，开孔率增大，但筛丝太小，强度不够，影响筛面的使用寿命。

生产要素： =100吨/小时；

2）筛面的运动方程

直线振动筛的筛面是沿着振动方向作简谐振动，筛面的位移方程式可用下式表示：

式中 S——筛面移动的位移；

A——筛面的振幅；

——激振器轴回转相位角， = ；

——轴的回转角速度；

t——时间

筛面运动时的唯一，速度和加速度分别等于在平行于筛面的x方向和垂直于筛面的y方向的分量。

3）抛射强度 的确定

为了防止筛孔堵塞，并能获得较高的筛分效率和生产率，目前，在振动筛中多采用物料的跳动状态。当 ＝3.3时，筛面的一个振动周期正好等于物料的一个跳动周期，这时好使物料颗粒在筛子的每一个振动周期能接触筛孔，故在一般情况下 ＜3.3。目前，物料与筛面接触的时间最短，故对减少筛面的磨损是有利的。为获得较高的筛分效率，最好使物料颗粒在筛子的每一个振动周期能接触筛孔，故在一般情况下 <3.3。目前选用：

单轴振动筛取 =3~3.5；

双轴振动筛取 =2.2~3；

共振筛通常取 =2~3.3。

由于所设计是双轴振动筛，选取Kv=2.5。

4）振动筛的振幅A的确定

振动筛的振幅通常按下列数据选取：

单轴振动筛用作预先筛分：A=2.5~3.5mm；

单轴振动筛用作最终筛分：A=3~4mm；

双轴振动筛：A=4~6mm；

共振筛：A=6~15mm；

选取A=4.5mm；

5）筛面倾角

筛面倾角的大小决定于要求的生产率和筛分效率。当筛子的其他参数确定后，筛面倾角大，则生产效率高而筛分效率低；筛面倾角小，则生产效率低而筛分效率高。根据实践经验，筛面倾角推荐使用下述数据：

单轴振动筛用于预先分级： =2025°；

单轴振动筛用于最终分级： =12.5~20°；

双轴振动筛或共振筛用于分级： =0~10°；

双轴振动筛或共振筛用于脱水、脱介： = -5~0°。

由于是双轴振动筛，选取 =8°；

6）振动方向角

直线运动筛分机的抛射角是随激振器的安装角度有关，振动方向角一般在30°~ 60°范围内选取， 值大，则物料抛掷的运动高度大，不容易堵塞筛孔，适于难筛物料； 值小，则适用于易筛分物料。难筛分物料可取=60º，易筛分物料可取＝30º~40º

即振动方向角选取 =37º；

振动次数的计算

对 于双轴直线振动筛

振动次数 n= 次/分

将数据代入得： n =905次/分 ；

校正K= ／g=3.14x3.14x905x905x0.0045／9.8x900=4.1

=K ／ =2.48

通过校验转速满足条件

物料运动速度的计算

经概算，n.一般n=0.6～0.8，取n=0.6,g=9.8, =1,B=45因此物料的实际运动速度可按下式确定

v= 米/秒 代入数据得：v=0.223米/秒

验算生产率

由公式 t/h ，

其中， B―筛面宽度，单位为 ；

h―筛面上物料层的厚度，单位为 ；

―物料运动的平均速度，单位为 ；

γ―物料的松散比重，单位为 。

将数据代入得：

=3600Bhvr=3600x1.25x0.15x0.223x1.6=240t/h>100t/h

经验算，合格 。

结论

为了加快推进社会现代化、农业机械化进程，本文以“直线振动筛分机的设计”这一课题为依据，本次设计通过振动筛的工作原理，证明了这种新的设计类型在实际应用的方便。

筛子的筛面倾斜角与筛子处理量和筛子的筛分效率有关。筛子的倾斜角越大，其处理量越大，但筛分效率就越低；另外筛子的振幅越大，越有助于颗粒从堵筛孔中跳出。

参考文献

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