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振动筛筛分效率的影响因素研究分析
振动筛筛分效率的影响因素研究分析
[作者: 2011-09-07 点击: 2207 ]

  振动筛是矿山选矿设备及砂石生产线中的重要环节,在本文中将详细为用户分析研究决定振动筛筛分效率的影响因素。
        1 关于筛面的结构参数
        (1)其一:筛面的长度和宽度
         从一般意义上来说,筛面宽度直接影响生产率,而筛面长度则直接影响振动筛的筛分效率。筛面长,则物料在筛面上的停留时间长,透筛机会相应地多,所以筛分效率高。而实际上,筛面宽度对于筛分效率、筛面长度对于筛分能力也都有不同程度的影响。经昆鼎重机专家长期实验分析与现场观察,认为一般宽长比为1:2-1:3为宜。筛分效率与物料在整个筛面上经历的时间之间的关系为:在开始时刻,透筛概率较高。因为开始时筛面上的细粒级物料较多,单位时间内的透筛概率较大,当经过一定时间后,留在筛面上的物料粒径多数为接近筛孔尺寸的难筛物料,即使物料在筛面上停留再长时间(筛面的长度很大),也很难增加物料的透筛概率,从而导致筛机工作效率降低。因此,选取合适的筛面长度可以有效提高筛分效率。
  (2)筛孔形状与尺寸
        筛孔形状的选择主要取决于对筛分产物粒度和对筛下产品用途的要求。圆形筛孔与其他形状的筛孔相比,在名义尺寸相同的情况下,透过圆形筛孔的筛下物粗度较小,例如透过圆形筛孔颗粒的平均最大粒度只有透过同样尺寸的正方形筛孔颗粒的80%-85%。而长方形筛孔的筛面有效面积大,筛面质量轻,生产能力大,同时透过筛孔的物料粒度大于透过名义尺寸相同的圆形和正方形筛孔的物料粒度。因此,为了获得更高的筛分效率,必须针对不同的筛分物料选择不同的筛孔形状。如处理块状物料选择正方形筛孔,处理板状物料应选择长方形筛孔。在筛分物料一定的情况下,筛孔尺寸对筛分效率影响很大。
  2 物料性质
  (1)物料松散密度
  松散密度较大的块状物料容易透筛,筛分效率也较高;相反,松散密度较小的物料及粉状物料不容易透筛,筛分效率也低。沥青混合料的松散密度一般为1.6t/m3左右。
  (2)物料颗粒组成
  为了提高筛分效率,要在被筛分物料级配组成确定的情况下,确定振动筛筛孔尺寸,使难筛物料(粒径为0.7-1倍筛孔尺寸的物料)占应筛下物料的比例最小。
  (3)物料粒度与筛孔的相对尺寸
  矿料的颗粒度要严格控制在设备的技术参数范围内,颗粒度指数差异过大,就会造成生产循环大,制约产品的质量和处理能力。物料在筛分过程中的透筛概率受很多因素影响,其中最直接和重要的因素是物料粒度与筛孔尺寸的相对大小。
筛分效率
  如图1所示,颗粒直径为d的物料,每次跳动的透筛概率
筛分效率计算方式
  可以透过筛孔的面积
振动筛筛分效率
  筛面总面积
振动筛筛分效率计算公式
  式中n——筛面上筛孑L的数目;
  α——筛孔边长,nun;
  δ——筛丝直径,mm;
  ψ——物料与筛丝内侧碰撞后仍能落人筛孔的系数,ψ<1。
  物料粒度与筛孔尺寸的比值d/a称为相对粒度。相对粒度越小,透筛概率越高,当相对粒度接近于1时,透筛概率趋近于零,因此通常把相对粒度为0.7~1的物料称为难筛物料或临界物料。在筛分物料中难筛物料的含量越大,透筛概率越小,筛分效率就会越低;反之筛分效率越高。为了能够得到更高的筛分效率,应该尽量降低集料中难筛物料的含量。因此,应将集料级配的关键筛孔作为破碎机的受控筛孔,另外所进集料应来自同一厂家,以确保物料粒度组成的统一性。
  筛孔面积与筛面面积之比(称为有效面积系数)越大,透筛概率越高。因此在设计筛分机械时,应严格控制集料的级配和选择有效面积系数较大的筛面,这对提高筛分效率及加快筛分过程都有重要的实际意义。


  3振动筛的振动特性参数
  振动特性参数包括振动频率、振幅、振动方向角和筛面倾角,这4个参数除了各自对振动筛产生不同的影响外,它们的共同影响还可归纳为一个参数一抛掷强度(抛掷指数)

  式中A——振幅,mm
  ω——振动的圆频率,rad/s;
  gn——重力加速度;
  δ0——振动方向角;
  α0——筛面倾角。
  兑:k=ω2A/gn为振动强度。
  根据经验,当抛掷强度D=3-3.3时,筛面的一个振动周期正好等于物料跳动的周期,因此,筛面每振动一次,物料将出现一次抛掷运动,此时物料最易透筛,这种运动状态对于减少不必要的能量消耗和提高振动筛的筛分效率十分有益。这是基于单个物料颗粒跳动的基础上获得的参数,实际上,物料在筛面上均以料群的状态出现,物料颗粒之间常常产生摩擦,从而要求更大的抛掷强度,所以在实际应用中应选取较高的抛掷强度。
  (1)筛面倾角
  筛面与水平面的夹角称为筛面倾角。倾角的大小与筛分设备的处理量和筛分效率有密切关系。当倾角增大时,将增加筛上物料的抛掷强度,从而物料在筛面上向前的运动速度加快,使筛子处理量提高,但物料在筛面停留时间缩短,减少颗粒透筛机会,使筛分效率降低。反之就会使处理量降低,从而提高筛分效率。
  为了使振动筛筛分效率控制在一个比较理想的范围内,圆振动筛的筛面倾角一般在15-25°,直线振动筛的筛面倾角在0-80°。
  (2)振动方向角
  振动方向线与上层筛面之间的夹角称为振动方向角。振动方向角取值越大,物料每次抛掷运动所移动的距离越短,物料在筛面上向前的运动速度越慢,物料能够得到充分筛分,从而获得较大的筛分效率。振动方向角取值越小,物料每次抛掷、前进的距离越远,物料通过筛面的时间越快,因此物料不能得到充分筛分,筛分效率低下。
  一般情况下,推荐圆振动筛的振动方向角是90°,直线振动筛的振动方向角是30—60°,经常采用45°
  (3)振幅和频率
  振幅增大,筛孔堵塞现象将大大减少,同时也有利于物料的分层。而振动频率的增大,可以增加物料在筛面上的跳动次数,使得物料的透筛概率增加,这对于加快物料筛分速度和提高筛分效率很有帮助。振幅是根据被筛物料的粒度及性质来选用的。对于粒度较大的物料,选用较大的振幅和较低的频率;对于粒度较细的物料,选用较小的振幅和较高的频率。
  4振动电机的选取与激振力的调整
  (1)振动电机的选择
  振动电机作为振动筛的振动源,应具有设计合理,结构简单、紧凑、激振效率高、节能、安装调试方便等优点,振动电机的选取,具体应选择工作频率、最大激振力、功率等。振动电机的转速要接近于工作频率;最大的激振力必须在所选的电机合成激振力的范围内;然后根据选择工作频率和最大激振力选择振动电机的功率。
  (2)激振力的调整
  激振力是影响振动筛生产率的主要因素,生产率与激振力呈指数关系,激振力的增加引起生产率的迅速增加,而堵塞率则随激振力的增加迅速下降。激振力的增加使得振动强度增大,筛面对物料的作用力加大,物料的上移速度增大,生产率得以提高,堵塞率下降。激振力对筛子的通过率和破碎率也有一定的影响,其变化规律均呈波浪形。激振力过小时,通过率和破碎率效果较差;激振力过大时,则会加大振动电机转轴两端偏心块的摩擦,在高速旋转的情况下,容易损坏电机,降低电机的使用寿命。因此如何合理地调整激振力的大小就显得尤其重要。
  振动电机的激振力是高速旋转的偏心块产生的离心惯性力。改变偏心距,从而改变激振力的幅值,以达到调节激振力的作用。通过调整激振力的大小,从而达到最高生产率的效果,延长振动电机的使用寿命。
  5 结语
        影响振动筛筛分效率的因素还有很多,在施工中,要根据实际情况,采取适当的措施,在保证处理量的前提下最大限度地提高筛分效率。

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