霍志敏（中煤科工集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北武漢 430064）

香蕉篩的發(fā)展現(xiàn)狀與展望

霍志敏
（中煤科工集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北武漢 430064）

香蕉篩在設(shè)計(jì)優(yōu)化和開發(fā)上還存在許多問題，一直困擾著國內(nèi)礦產(chǎn)加工工業(yè)。國內(nèi)的一些研究機(jī)構(gòu)和礦山機(jī)械公司做了大量的研究實(shí)驗(yàn)，還購買過國外先進(jìn)的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行仿制，但制造出篩選機(jī)械整機(jī)的結(jié)構(gòu)性能較差，無法達(dá)到國外的制造水平，仍不能滿足礦產(chǎn)加工的需求。從香蕉篩的發(fā)展來看，主要有兩個(gè)發(fā)展方向，一方面不斷對香蕉篩的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善；另一方面根據(jù)設(shè)計(jì)目的，對結(jié)構(gòu)的合理性、動力配置、和動力參數(shù)進(jìn)行開發(fā)研究，根據(jù)需求設(shè)計(jì)多樣式的篩選機(jī)滿足不同需求的篩選。

篩分機(jī) 振動機(jī)械 大型化設(shè)計(jì)

隨著新型篩選需求的產(chǎn)生，振動機(jī)械的制造研發(fā)得到迅速的發(fā)展。利用物料的大小、密度等特性通過振動進(jìn)行分選，已經(jīng)成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品業(yè)等各個(gè)部門重要生產(chǎn)設(shè)備。

在振動機(jī)械中發(fā)展最快，結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜需求量最大的是振動篩。利用機(jī)器上具有孔狀或縫隙狀的工作面將不同的顆粒度的混合物料進(jìn)行分級。篩選設(shè)備可以將物料進(jìn)行分級篩選；也可以進(jìn)行預(yù)篩選為下道篩選做準(zhǔn)備。在食品、礦物加工時(shí)進(jìn)行脫水、脫泥、脫介、分離，提高物料的純度。

1　國內(nèi)篩分機(jī)械的現(xiàn)狀

國內(nèi)的篩分機(jī)械經(jīng)歷了仿制階段、自行研制階段和提高優(yōu)化階段，但與國外近5個(gè)世紀(jì)的發(fā)展還有著很大的差距，在技術(shù)層面上至少有10-20年的差距。國內(nèi)的篩分機(jī)械在故障率上遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國外先進(jìn)的篩選機(jī)械，可靠性差距巨大，振動篩的故障還是時(shí)有發(fā)生。比如縱梁斷裂、螺栓松動、噪聲大等問題。

2　國內(nèi)外篩分機(jī)械的發(fā)展趨勢

根據(jù)國外篩分機(jī)械的發(fā)展來看，我國的篩分機(jī)械有兩個(gè)主要發(fā)展方向，一方面是對篩分機(jī)械的運(yùn)動方式分析和結(jié)構(gòu)調(diào)整；一方面根據(jù)設(shè)計(jì)目的，對結(jié)構(gòu)的合理性、動力配置、和動力參數(shù)進(jìn)行開發(fā)研究，根據(jù)需求設(shè)計(jì)多樣式的篩選機(jī)械滿足不同需求的篩選。綜合國內(nèi)外篩分機(jī)械狀況，篩分機(jī)械應(yīng)向以下幾個(gè)方向發(fā)展：

2.1篩分機(jī)械大型化

香蕉篩的大型化是指增大篩分面積和振動參數(shù)。在振動參數(shù)不變前提下，篩面寬度決定著物料通過量，篩面長度決定物料篩分的效率。因此香蕉篩的篩面越寬，單位時(shí)間內(nèi)通過的物料量就越大，篩面越長，其篩分效率就越高。但是，隨著篩面寬度的增加，其橫梁撓度變形就越大，橫梁的應(yīng)力變形與篩面寬度呈16倍關(guān)系；篩面長度的增加，會導(dǎo)致側(cè)板的擺動變形量增加，這些因素將直接影響篩分機(jī)械的可靠性，必須保證篩面長寬的合理性才能保證篩分機(jī)械的壽命。香蕉篩的大型化也意味著篩分機(jī)械的技術(shù)水平的提高。

2.2結(jié)構(gòu)的合理性、動力配置、和動力參數(shù)研究分析

2.2.1結(jié)構(gòu)分析

材料性能差和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理是造成國產(chǎn)香蕉篩復(fù)雜笨重和電機(jī)能耗增加的主要原因。篩分機(jī)械的自重增加會使篩分機(jī)械的工作慣性增加，增加自身的破壞力，容易使香蕉篩出現(xiàn)斷梁、裂幫等現(xiàn)象。材料選擇、設(shè)計(jì)方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是影響香蕉篩可靠運(yùn)行和使用壽命的關(guān)鍵因素。

2.2.2制造材料選擇

制造香蕉篩的材料是設(shè)備質(zhì)量的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在在材料的選擇上有較大的可選性，有耐腐蝕性的不銹鋼板304（06Cr19Ni10），也有耐高溫的材料2520（06Cr25Ni20），還有抗磨損的材料合金鋼?？傊?，香蕉篩選材要考慮到材料的強(qiáng)度和焊接性，另外耐沖擊性、彈性和韌性、抗彎性、耐磨和耐腐蝕性也要好。通過提高香蕉篩板材的性能提高整機(jī)的剛度、強(qiáng)度，并盡可能的減輕自重，即參振質(zhì)量，來降低篩機(jī)的運(yùn)行慣性力的破壞性和能耗，提高設(shè)備的可靠性和降低成本。

2.3設(shè)計(jì)方法

傳統(tǒng)的香蕉篩的設(shè)計(jì)方法是靜態(tài)的計(jì)算方法，即類似計(jì)算或根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、類比設(shè)計(jì)，最終難以獲得最佳方案，采用國際先進(jìn)的三維分析設(shè)計(jì)軟件UG，對篩框進(jìn)行優(yōu)化、CAE分析、設(shè)計(jì)。

2.4結(jié)構(gòu)原理

香蕉篩主機(jī)主要由篩框、篩面、振動部件、支撐減震系統(tǒng)、動力輸入和傳輸裝置五大部分組成。篩框是構(gòu)成篩箱、用于支承篩面的主要構(gòu)件，由側(cè)板、立柱、下橫梁、上橫梁、后擋板和振動器安裝主梁等部分組成。鉚接是大型香蕉篩在進(jìn)行篩框聯(lián)接裝配時(shí)理想的鏈接技術(shù)；篩面是篩選機(jī)上的易損件，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)、不同材料，使用壽命也不同。篩板的設(shè)計(jì)選擇首先要考慮篩板的可安裝性、使用壽命、開孔后強(qiáng)度等要求。模塊化安裝方便且更換方便簡潔被廣泛應(yīng)用，從安裝方式上分，有壓板壓接式和軌座卡扣式兩種方式；振動器部件，目前，國內(nèi)市場上主要使用的自同步振動原理，在香蕉篩的設(shè)計(jì)上有制造簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是，對于大型香蕉篩，如果使用自同步振動原理，篩分機(jī)械的振動會出現(xiàn)不規(guī)律振動，降低設(shè)備的可靠性。因此解決振動器問題是現(xiàn)階段要面對的主要問題。減振支撐部分，這是一個(gè)緩沖減振裝置，可以減小運(yùn)動部與基礎(chǔ)部的振動，降低對各模塊的損傷，一般由彈簧構(gòu)成，分為上部和下部軸承。振動篩在彈簧的選擇上一般選用金屬螺旋彈簧，橡膠彈簧，復(fù)合彈簧。在國內(nèi)外香蕉篩選用最常用的是金屬螺旋彈簧，其特征是具有良好的阻尼，工作負(fù)荷在基礎(chǔ)模塊上產(chǎn)生的影響較小，工作狀況不會受溫度影響。電機(jī)傳動裝置，是振動器動力輸入部件。電機(jī)系列和功率大小，決定電機(jī)價(jià)格、功耗。目前國際上最常采用的電機(jī)傳動形式有：V型帶皮帶連接、花鍵加萬向節(jié)連接、聯(lián)軸器連接。皮帶連接可能存在能量損失，但連接可靠安全；花鍵萬向節(jié)連接不會有動力損失，但可能會有徑向跳動，會對振動器有一定損傷，且成本較高；聯(lián)軸器連接沒有什么明顯的缺點(diǎn)，只是對精度要求高，當(dāng)精度發(fā)生變化時(shí)，會造成快速磨損。

3　分析與結(jié)論

綜上所述，國內(nèi)香蕉篩的主要發(fā)展方向就是要改變固有的設(shè)計(jì)理念，選擇合理的材料，并進(jìn)行充分的分析，且要不斷學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的設(shè)計(jì)原理和材料應(yīng)用。還要提高篩分機(jī)械各零部件的加工和裝配質(zhì)量，有專用的標(biāo)準(zhǔn)和制造工藝的不斷提高，提高篩分機(jī)械的可靠性和使用壽命才能不斷進(jìn)步，進(jìn)入國際先進(jìn)水平，跨入國際知名品牌香蕉篩行列，并能在激烈的市場競爭中爭得一席之地。在國際市場競爭，香蕉篩不僅是速度和數(shù)量的較量，更是科學(xué)技術(shù)、質(zhì)量和效率的較量。

［1］賀孝梅，陳功，劉初升.基于有限元法的新型香蕉篩結(jié)構(gòu)動態(tài)優(yōu)化［J］.礦山機(jī)械，2010（09）.

［2］趙環(huán)帥，侯磊.國內(nèi)外香蕉篩的研究現(xiàn)狀及今后我國重點(diǎn)研究方向［J］.礦山機(jī)械，2010（05）.