振動篩結構參數性能及影響因素分析

（山西交通職業技術學學院， 太原 030031）

在攪拌設備中，振動篩分裝置是保障混合料級配的重要設備之一[1]，也是間歇式與連續式拌和工藝的重要區分標志。通過對熱混合料進行篩分和分級，可實現對不同規格材料的精確計量，從而達到準確控制礦料級配的目的，這也是間歇式拌和設備使用性能優越的重要原因。但是，在工程實踐中，盡管采用了間歇式攪拌設備進行混合料生產，但是混合料中的礦料級配變化仍然很大，在某些情況下其變化程度甚至大于連續式攪拌設備，造成混合料發生變異，產生嚴重的材料離析，影響路面的耐性。因此，研究振動篩分裝置的影響因素、提升篩分效果是當前設計和使用人員的首要任務。

本文結合振動篩結構特點，對其使用性能指標、使用參數及其影響因素進行分析，為篩分設備的選型、安裝和調試提供理論依據。

1 振動篩的使用性能指標

振動篩分系統的功能是將烘干加熱的集料重新分離成幾種不同尺寸范圍的規格料。篩分系統的主要使用性能指標為篩分能力、篩分效率、混合率和自結能力。

1.1 篩分效率

篩分效率是表征篩分裝置對某一尺寸范圍的材料篩出物料的能力，其大小為篩下物重量與材料中含有可篩下物的總量的百分比值。篩分效率可用公式（1）進行計算，一般要求設備的篩分效率≥80%。材料的篩分效率主要取決于篩分物料的外觀尺寸、含水率，篩分時間和振動篩的結構參數和振動參數。

式中：h—篩分效率；

m—篩下物重量；

m0—材料中含有可篩下物的總量。

1.2 生產率

振動篩生產率[2]是指在規定的篩分效率下，單位時間內通過振動篩篩孔的材料質量。物料在一定的角度和長度的振動篩上進行連續的篩分作業，有效的篩分時間僅有幾秒鐘。通過篩網的材料多少（即小時供料量）將決定了篩上料層的厚度，直接影響了篩分效率。因此要求在規定條件下（篩分效率＞80%）振動篩的生產率≥設備額定產量。

1.3 混倉率

混倉率是指通過對某種材料進行振動篩分和分級后，在某一尺寸規格的料中混入其他尺寸規格的材料所占的重量百分比。混倉率的產生，會改變材料的級配，影響材料的最佳級配和油石比，最后導致瀝青混合料離析，性能下降，一般要求混倉率限定在10%以內。在熱料倉中，應嚴格控制細材料的混入，因為小于2.36mm的材料具有極大的表面積系數，其它對級配和施工特性的影響也很大。

1.4 自潔能力

自潔能力是指振動篩自我清潔、預防填篩的能力。影響振動篩自潔能力的一個主要因素是在生產過程中與篩孔尺寸相近的物料顆粒堵塞篩孔問題。篩孔一旦發生堵塞[2]，就會減小振動篩的有效篩分面積，導致振動篩的篩分效率下降。當堵篩率發生變化時，會使篩下材料粒徑分布發生變化影響級配穩定性。

2 振動篩結構參數

攪拌設備振動篩[3]由箱體、箱座、激振裝置、支承彈簧、電動機和篩網等組成。其中，激振器采用單根或兩根偏心主軸，在主軸兩端分別裝有偏心輪。振動篩以設定的頻率和振幅對物料進行連續篩分。通常篩網以一定角度的傾斜安裝，保證物料的流動性。由于物料經過振動篩的時間十分短暫只有幾秒鐘，因此如何提高篩分效率、保持穩定的混合料級配十分重要。

2.1 篩面長度與寬度

篩網與料流垂直方向的尺寸稱為篩面寬度，與料流平行方向的尺寸稱為篩面長，它們是振動篩的兩個重要結構參數。根據振動篩分的結構原理，振動篩長度決定了篩分時間，影響篩分效率，振動篩寬度了決定篩分流量，影響篩分能力。在其它條件相同的情況下，篩面愈寬，允許的材料流量愈大，篩分能力愈高；篩面愈長，允許的材料篩分的時間愈多，篩分效率愈高。兩者的關系可用公式（2）表示。利用matlab可以給出h-l曲線圖見圖1。

式中：h——篩分效率；

k——與物料性質及振動參數有關的系數；

l——篩面長度。

由圖1曲線可見，篩分的效率h隨振動篩長度l增長而增大，趨勢按指數曲線變化。最初增長較快幾乎成線性變化，然后增長變慢。其主要原因是物料中容易被篩析的顆粒被大量分離，裹敷在大顆粒上的物料會在篩分一段時間被慢慢的分離。有些顆粒由于接近篩網尺寸，即使再增加篩網長度也很難分離。此時曲線變的平緩。因此篩網長度有最佳范圍，一般長寬比為1:2～1:3。

2.2 篩面傾角

篩面傾角[2]是指振動篩的篩面與水平方向間的角度。篩面傾角影響篩分效果，當傾角增大時，物料在篩面上的流動速度變大，篩分的有效時間縮短，減小了透篩機率。運動速度增大，篩分能力和自潔能力都增強，但是篩分效率降低、混倉率增大。為了使振動篩具有較高的綜合性能，一般概率篩的篩面傾角30°～60°，其它振動篩篩面傾角10°～20°。

2.3 篩孔尺寸與有效篩分面積

篩孔尺寸與有效篩分面積直接影響物料的篩分效果。實踐證明[4]，當物料粒徑比篩孔尺寸的比值小于0.7時，透篩概率大；當粒徑與篩孔尺寸接近時，篩分困難。除此之外篩孔面積占總篩面的面積比對篩分效率影響很大，當篩絲直徑較粗時會減小有效篩分面積，降低篩分效率。

3 結語

在振動設備的選擇和調試工作中，振動篩的選型和安裝調試應結合工程的實際情況，考慮篩分材料的類別和含水量等影響因素，結合振動篩性能指標、使用性能參數及其影響因素對物料篩分效果的影響，合理配備振動篩分設備，確保施工順利進行。

[1]孫道建. 廠拌熱再生瀝青混合料的研究與應用[D]. 濟南:山東大學,2012

[2]李學武. 瀝青混合料攪拌設備振動篩篩網結構與參數的研究[D]. 西安:長安大學,2013

[3]張玉雙,丁渭渭,顧秋軍. 直線振動篩的動力學分析, 建設機械技術與管理[J], 2015,7:85—88

[4]王鐵慶, 間歇式瀝青攪拌設備振動篩篩孔配置研究[D]. 西安:長安大學,2005