選煤廠振動篩的改造設(shè)計研究

張峰 張士濤

摘要：振動篩的產(chǎn)量受限于篩網(wǎng)的面積和有效截面積，以及物料在篩面上的運動速率。為了提高振動篩的產(chǎn)量，可適當增加篩網(wǎng)的長度和寬度，提高金屬絲的質(zhì)量，增大有效截面積。通過優(yōu)化振動頻率和振幅，調(diào)整篩網(wǎng)傾斜度，可以提高物料在篩面上的運動速率，從而提高振動篩的產(chǎn)量。本文主要分析和探討選煤廠振動篩的改造設(shè)計，以供參考。

關(guān)鍵詞：選煤廠;振動篩；改造設(shè)計

DOI：10.12433/zgkjtz.20233436

選煤廠振動篩的改造設(shè)計是指根據(jù)實際需求和現(xiàn)場條件，對原有振動篩進行結(jié)構(gòu)、功能、性能等方面的優(yōu)化和改進，以提高振動篩的產(chǎn)量、效率、穩(wěn)定性、可靠性和環(huán)保性能等。改造設(shè)計可以包括增加篩網(wǎng)面積和有效截面積、優(yōu)化振動頻率和振幅、調(diào)整篩網(wǎng)傾斜度、改變篩網(wǎng)孔徑和形狀等方面，以達到提高產(chǎn)量、降低能耗、提高篩分效率、增強穩(wěn)定性和適應環(huán)保要求等目的。隨著環(huán)保要求的不斷提高，選煤廠的振動篩也要適應環(huán)保要求，例如，要盡可能地減少粉塵的產(chǎn)生和擴散，減少對環(huán)境和工作人員的影響。因此，需要對振動篩進行改造設(shè)計，以適應環(huán)保要求。

一、選煤廠振動篩存在的問題

（一）軸斷裂問題

首先，在使用過程中，軸會受到扭矩和反復沖擊力作用的合成力矩作用，導致內(nèi)部材料逐漸產(chǎn)生疲勞。當達到疲勞極限時，會發(fā)生斷裂現(xiàn)象。如果材質(zhì)較差，會導致抗彎強度和抗疲勞極限不高，容易被損壞。

其次，三角帶張力過大會造成軸額外增加彎矩，增加了合成力矩，導致在帶料工作過程中的應力明顯加大，甚至超過軸的許用應力，直接破壞軸。因此，需要及時調(diào)整三角帶張力，在正常傳動的前提下盡量降低三角帶張力。

再次，實際生產(chǎn)中由于工作環(huán)境惡劣，篩網(wǎng)壓板會松動，篩網(wǎng)材料產(chǎn)生塑性變形，運行一段時間后，篩網(wǎng)松弛與振動篩鋼梁產(chǎn)生相對振動，當相對振動與振動篩本身的振動產(chǎn)生共振時，會對篩箱和橫梁產(chǎn)生巨大威脅。

最后，未嚴格按規(guī)范施工，出現(xiàn)長時間連續(xù)工作、潤滑油不足等問題，最終可能導致設(shè)備開裂。

（二）傳動故障問題

振動篩在煤礦煤炭處理過程中是一個重要的設(shè)備，傳動系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障將會導致生產(chǎn)能力下降甚至停工。

首先，電動機損壞、電壓不足等電氣故障會導致振動篩無法啟動或振幅過小。

其次，篩面物料堆積嚴重、激振器上聯(lián)軸節(jié)螺栓脫落或潤滑脂結(jié)塊等問題也會導致振動篩無法正常運轉(zhuǎn)。

最后，傳動膠帶過松或飛輪上的重塊裝的不正確或過輕，會導致振動篩的振動力弱。振動篩的傳動系統(tǒng)中常使用皮帶傳動，如果皮帶老化、磨損或松動，會導致傳動不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，影響篩網(wǎng)正常振動。

（三）管梁斷裂問題

選煤廠振動篩存在的問題中，管梁斷裂是一個較常見的問題，出現(xiàn)的原因包括管梁壁太薄、缺乏保護、連接處缺乏壓條等。當管梁的壁厚不足以支撐振動篩的運轉(zhuǎn)時，極易出現(xiàn)此種問題。在振動篩運行過程中，水或煤粒等物體會對管梁形成直接的沖擊，導致管梁生銹而造成斷裂。

（四）維護保養(yǎng)問題

振動篩在長時間運行后，可能出現(xiàn)各種問題，例如，零件磨損、松動等。軸承是振動篩的關(guān)鍵部件，負責支撐和傳遞振動，如果軸承磨損嚴重，會導致振動篩的性能下降，甚至無法正常工作。

（五）操作問題

給料速度過快或物料濕度過高都會導致物料堵塞在篩網(wǎng)或落料口處，影響篩分效果和生產(chǎn)效率。振動篩的篩網(wǎng)孔徑過大或過小，或篩網(wǎng)材質(zhì)不適合所處理的物料會導致篩分效果不佳。振動篩的噪音和振動過大會對操作人員的健康和設(shè)備穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。如果操作人員沒有經(jīng)過適當?shù)呐嘤柣虿僮鹘?jīng)驗不足，會導致操作不當，例如，給料不均勻或參數(shù)設(shè)置不合理等。

二、選煤廠振動篩優(yōu)化改造方案

（一）解決軸斷裂

第一，制定嚴格的設(shè)備維護保養(yǎng)計劃，定期對振動篩進行檢查、潤滑和緊固，確保設(shè)備處于良好的運行狀態(tài)。

第二，合理設(shè)置振動篩的運行參數(shù)，確保在安全范圍內(nèi)運行，避免超載和不穩(wěn)定運行。

第三，優(yōu)化振動篩軸的制造工藝，提高材料質(zhì)量和工藝控制水平，減少制造缺陷，提高軸的強度和可靠性。

第四，安裝軸斷裂監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測軸的疲勞狀況，一旦發(fā)現(xiàn)異常，及時預警并采取措施。

第五，增大軸的直徑，提高軸的強度和剛度，降低軸在運轉(zhuǎn)過程中受到的應力，減少軸斷裂的風險。

第六，在振動篩的底部增加支撐架，增強篩框的穩(wěn)定性，減少運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的振動和擺動，避免軸在運轉(zhuǎn)過程中受到過大的彎曲應力。

第七，選用高強度、高剛度的材料制造軸，提高軸的機械性能，延長使用壽命，確保軸在安裝過程中正確對中，避免出現(xiàn)偏心或不同心的情況，減少運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的附加應力。

第八，定期檢查軸的磨損情況和緊固件是否松動，及時進行修復和更換，確保軸正常運轉(zhuǎn)。

（二）改善傳動故障

第一，對傳動部件進行定期潤滑保養(yǎng)，確保潤滑油脂的新鮮度和足夠的潤滑量，減少因潤滑不良引起的故障，同時選擇質(zhì)量可靠的軸承、皮帶、齒輪等傳動部件，按照規(guī)范進行安裝和使用。

第二，定期對傳動系統(tǒng)進行檢查，包括齒輪、鏈條、皮帶等零部件的磨損情況，確保傳動系統(tǒng)的負荷在合理范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)問題及時更換，確保傳動裝置平衡、軸承良好狀態(tài)，并及時發(fā)現(xiàn)和處理故障。

第三，在設(shè)計和選擇傳動部件時，根據(jù)振動篩的實際工作條件和負載特點，選擇合適的傳動方式和零部件。

第四，制定嚴謹?shù)脑O(shè)備維護計劃，加強對傳動系統(tǒng)的維護管理，包括定期緊固、調(diào)整和更換零部件。

第五，定期檢查皮帶的使用情況，及時更換老化的皮帶，同時采用高耐磨性能的皮帶材料，根據(jù)皮帶的緊固情況，及時調(diào)整皮帶的松緊度。

第六，改進篩板與壓條的結(jié)構(gòu)，增強篩板框架的強度，減少運行中因強度不足而引發(fā)的篩板破壞問題。

第七，在振動篩上增加故障預警系統(tǒng)，如果出現(xiàn)故障，可以立即發(fā)出警報，便于操作人員及時發(fā)現(xiàn)并處理。

（三）管梁斷裂問題

第一，優(yōu)化設(shè)計管梁結(jié)構(gòu)，提高管梁的剛度和強度，增強抗疲勞性能，確保能承受預期的工作負荷，提高管梁的強度和耐久性；采用增加管梁壁厚、加強筋板等措施，提高管梁的穩(wěn)定性；確保管梁的加工工藝符合技術(shù)要求，包括焊接質(zhì)量、熱處理等環(huán)節(jié)，提高管梁的強度和質(zhì)量。

第二，嚴把管梁制造材料關(guān)，采用高質(zhì)量的材料，加強無損檢測，排除內(nèi)部存在缺陷的材料。

第三，安裝負荷監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測管梁承受的負荷情況，避免超負荷運行，預防管梁斷裂。

第四，全面檢測管梁，發(fā)現(xiàn)裂紋、變形等問題要及時處理，確保管梁處于良好的工作狀態(tài)。

第五，確保支撐腳與篩框連接的緊固性，避免松動和脫落。通過調(diào)整篩框的受力情況，避免應力集中和扭曲變形，采取改變篩框形狀、增加支撐點等措施，實現(xiàn)篩框合理受力分布。

第六，對激振器進行優(yōu)化設(shè)計，選擇合適的激振力和頻率，避免激振力過大導致管梁過度受力。同時，確保激振器的安裝位置和角度正確，保證振動軌跡在合理范圍內(nèi)。

（四）解決維修問題

第一，制定合理的設(shè)備維護計劃，包括定期的檢查、清潔、潤滑和零部件更換等內(nèi)容，確保設(shè)備按時得到維護。

第二，建立維護記錄檔案，記錄設(shè)備的維護情況、維護時間和維護內(nèi)容，以便分析設(shè)備運行情況，提高維護質(zhì)量。

第三，對維護人員進行技術(shù)培訓，提高維護技能和操作水平，確保熟練操作設(shè)備并進行有效的維護保養(yǎng)。

第四，根據(jù)設(shè)備零部件的磨損情況和故障頻率，合理儲備備件，確保在設(shè)備故障時能及時更換關(guān)鍵零部件。

第五，建立定期檢查和維護計劃，包括清洗、緊固零部件、潤滑和檢查傳動裝置等。

第六，定期清理篩網(wǎng)，避免堵塞和影響篩分效果。

第七，定期檢查電機和傳動裝置，確保正常運轉(zhuǎn)，及時修復故障。

第八，定期進行潤滑和密封處理，減少摩擦和磨損。

第九，建立維護記錄，記錄維護的時間、內(nèi)容和結(jié)果，為后續(xù)維護提供依據(jù)。

（五）提高操作人員能力

第一，為操作人員提供系統(tǒng)的設(shè)備操作培訓，包括設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理、操作流程、故障診斷和應急處理等內(nèi)容，提升專業(yè)技能水平。為操作人員提供系統(tǒng)的振動篩操作培訓，包括操作原理、注意事項、常見故障處理等。

第二，加強對操作人員的安全意識培訓，使其了解設(shè)備操作過程中的安全風險和應對措施，確保操作人員的人身安全和設(shè)備安全。

第三，定期對操作人員的操作技能進行考核和評估，如果發(fā)現(xiàn)問題，及時進行糾正和培訓，以提高操作人員的整體技能水平。

第四，制定設(shè)備操作規(guī)程，明確操作流程、注意事項和應急處理措施，幫助操作人員規(guī)范操作并提高設(shè)備使用效率。

第五，建立健全操作規(guī)程和安全操作規(guī)范，要求操作人員嚴格按照規(guī)程進行操作，確保安全和設(shè)備正常運行。

第六，定期開展設(shè)備巡檢工作，及時發(fā)現(xiàn)和糾正操作人員存在的問題，并進行必要的安全教育和培訓。

三、選煤廠振動篩的改造前后對比

煤炭工業(yè)是我國重要的能源行業(yè)之一，煤炭的篩分過程在選煤廠中有著至關(guān)重要的作用。振動篩是常見的篩分設(shè)備之一，在改造前可能存在一些問題，例如，篩網(wǎng)堵塞、篩分精度不高等。改造后，可以針對問題有針對性地進行優(yōu)化設(shè)計，提高篩分效率，減少篩網(wǎng)堵塞現(xiàn)象，同時提高篩分精度和煤炭質(zhì)量。

四、選煤廠振動篩的改造效果

改造后的振動篩的有點包括：第一，提高篩分效率和處理能力，減少篩分時間和成本，提高生產(chǎn)效率。第二，采用更高效的傳動系統(tǒng)和動力裝置，降低能耗，減少能源成本。第三，結(jié)構(gòu)更加合理，設(shè)備穩(wěn)定性更高，減少設(shè)備故障率和維修成本，提高設(shè)備使用壽命。第四，更好地去除雜質(zhì)和水分，提高煤的質(zhì)量和價值，增加產(chǎn)品附加值和市場競爭力。第五，減少噪音、粉塵等污染物的排放，提高環(huán)保性能和生產(chǎn)環(huán)境，降低環(huán)保成本。選煤廠振動篩的改造經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在提高生產(chǎn)效率、降低能耗、減少維修成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低環(huán)境污染等方面。通過改造，企業(yè)可以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源消耗和環(huán)境污染，提高經(jīng)濟效益和社會效益。

五、結(jié)語

在進行煤礦振動篩的改造設(shè)計時，要充分考慮設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率以及環(huán)保要求。通過對傳動系統(tǒng)、篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)、振動電機等關(guān)鍵部件的改進和優(yōu)化，可以有效提升振動篩的篩分效率，延長使用壽命，降低能耗，實現(xiàn)煤炭處理過程的智能化、高效化和可持續(xù)發(fā)展，還能為煤礦行業(yè)提供更加可靠、高效的振動篩設(shè)備，助力煤炭生產(chǎn)智能化、綠色化發(fā)展，為行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級貢獻力量。在改造設(shè)計的過程中，要密切關(guān)注設(shè)備的運行情況和生產(chǎn)需求，結(jié)合現(xiàn)代化的技術(shù)手段，選用高質(zhì)量的零部件和先進的控制系統(tǒng)，確保改造后的振動篩更好地適應煤炭處理的工藝要求，提高篩分效率，節(jié)約維護成本，為客戶創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]蔣杰.煤炭洗選中振動篩結(jié)構(gòu)斷裂的分析和優(yōu)化[J].機械管理開發(fā)，2023，38（06）：118-119.

[2]薛臻.煤炭洗選中振動篩大梁裂紋擴展特性的研究[J].機械管理開發(fā)，2023，38（06）：54-56.

[3]武彥勇.選煤廠振動篩的改進對噪聲控制的作用[J].機械管理開發(fā)，2023，38（05）：156-157+164.

[4]馬杰.選煤廠振動篩減振技術(shù)研究[J].機械管理開發(fā)，2023，38（07）：54-55.

[5]程偉.選煤用振動篩靜力學分析及橫梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[J].機械管理開發(fā)，2022，37（07）：86-88.

[6]高偉.選煤廠振動篩的動態(tài)仿真分析[J].機械管理開發(fā)，2022，37（11）：71-73.

[7]王麗霞.單層兩段振動篩在選煤廠的應用[J].機械管理開發(fā)，2022，37（12）：159-160.

[8]高鵬程，李剛，唐復興，等.振動篩在煤氣化粗渣脫水技術(shù)中的應用[J].氮肥與合成氣，2022，50（02）：21-24.

[9]許志鵬.洗煤用振動篩橫梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析設(shè)計[J].機械研究與應用，2022，35（01）：172-174.

[10]高龍.選煤廠振動篩支架結(jié)構(gòu)減振技術(shù)研究[J].機械管理開發(fā)，2022，37（10）：108-109.