選煤廠振動篩的改造設計研究

張峰 張士濤

摘要：振動篩的產量受限于篩網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量，可適當增加篩網的長度和寬度，提高金屬絲的質量，增大有效截面積。通過優化振動頻率和振幅，調整篩網傾斜度，可以提高物料在篩面上的運動速率，從而提高振動篩的產量。本文主要分析和探討選煤廠振動篩的改造設計，以供參考。

關鍵詞：選煤廠;振動篩；改造設計

DOI：10.12433/zgkjtz.20233436

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

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，導致內部材料逐漸產生疲勞。當達到疲勞極限時，會發生斷裂現象。如果材質較差，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，實際生產中由于工作環境惡劣，篩網壓板會松動，篩網材料產生塑性變形，運行一段時間后，篩網松弛與振動篩鋼梁產生相對振動，當相對振動與振動篩本身的振動產生共振時，會對篩箱和橫梁產生巨大威脅。

最后，未嚴格按規范施工，出現長時間連續工作、潤滑油不足等問題，最終可能導致設備開裂。

（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備，傳動系統一旦出現故障將會導致生產能力下降甚至停工。

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、激振器上聯軸節螺栓脫落或潤滑脂結塊等問題也會導致振動篩無法正常運轉。

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，會導致傳動不穩定，甚至出現打滑現象，影響篩網正常振動。

（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時，極易出現此種問題。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）維護保養問題

振動篩在長時間運行后，可能出現各種問題，例如，零件磨損、松動等。軸承是振動篩的關鍵部件，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或落料口處，影響篩分效果和生產效率。振動篩的篩網孔徑過大或過小，或篩網材質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備穩定性產生影響。如果操作人員沒有經過適當的培訓或操作經驗不足，會導致操作不當，例如，給料不均勻或參數設置不合理等。

二、選煤廠振動篩優化改造方案

（一）解決軸斷裂

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

第二，合理設置振動篩的運行參數，確保在安全范圍內運行，避免超載和不穩定運行。

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

第四，安裝軸斷裂監測系統，實時監測軸的疲勞狀況，一旦發現異常，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，增強篩框的穩定性，減少運轉過程中產生的振動和擺動，避免軸在運轉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，避免出現偏心或不同心的情況，減少運轉過程中產生的附加應力。

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。

（二）改善傳動故障

第一，對傳動部件進行定期潤滑保養，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，同時選擇質量可靠的軸承、皮帶、齒輪等傳動部件，按照規范進行安裝和使用。

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

第三，在設計和選擇傳動部件時，根據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，制定嚴謹的設備維護計劃，加強對傳動系統的維護管理，包括定期緊固、調整和更換零部件。

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，根據皮帶的緊固情況，及時調整皮帶的松緊度。

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

第七，在振動篩上增加故障預警系統，如果出現故障，可以立即發出警報，便于操作人員及時發現并處理。

（三）管梁斷裂問題

第一，優化設計管梁結構，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，提高管梁的穩定性；確保管梁的加工工藝符合技術要求，包括焊接質量、熱處理等環節，提高管梁的強度和質量。

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

第三，安裝負荷監測系統，實時監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，發現裂紋、變形等問題要及時處理，確保管梁處于良好的工作狀態。

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，實現篩框合理受力分布。

第六，對激振器進行優化設計，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。

（四）解決維修問題

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

第二，建立維護記錄檔案，記錄設備的維護情況、維護時間和維護內容，以便分析設備運行情況，提高維護質量。

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

第四，根據設備零部件的磨損情況和故障頻率，合理儲備備件，確保在設備故障時能及時更換關鍵零部件。

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，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，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、內容和結果，為后續維護提供依據。

（五）提高操作人員能力

第一，為操作人員提供系統的設備操作培訓，包括設備結構、工作原理、操作流程、故障診斷和應急處理等內容，提升專業技能水平。為操作人員提供系統的振動篩操作培訓，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，如果發現問題，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，制定設備操作規程，明確操作流程、注意事項和應急處理措施，幫助操作人員規范操作并提高設備使用效率。

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

第六，定期開展設備巡檢工作，及時發現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

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

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，提高生產效率。第二，采用更高效的傳動系統和動力裝置，降低能耗，減少能源成本。第三，結構更加合理，設備穩定性更高，減少設備故障率和維修成本，提高設備使用壽命。第四，更好地去除雜質和水分，提高煤的質量和價值，增加產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，提高環保性能和生產環境，降低環保成本。選煤廠振動篩的改造經濟效益主要體現在提高生產效率、降低能耗、減少維修成本、提高產品質量和降低環境污染等方面。通過改造，企業可以提高生產效率和產品質量，降低能源消耗和環境污染，提高經濟效益和社會效益。

五、結語

在進行煤礦振動篩的改造設計時，要充分考慮設備的安全性、穩定性和生產效率以及環保要求。通過對傳動系統、篩網結構、振動電機等關鍵部件的改進和優化，可以有效提升振動篩的篩分效率，延長使用壽命，降低能耗，實現煤炭處理過程的智能化、高效化和可持續發展，還能為煤礦行業提供更加可靠、高效的振動篩設備，助力煤炭生產智能化、綠色化發展，為行業的轉型升級貢獻力量。在改造設計的過程中，要密切關注設備的運行情況和生產需求，結合現代化的技術手段，選用高質量的零部件和先進的控制系統，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，節約維護成本，為客戶創造更大的經濟效益。

參考文獻：

[1]蔣杰.煤炭洗選中振動篩結構斷裂的分析和優化[J].機械管理開發，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，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，2023，38（05）：156-157+164.

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

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

[6]高偉.選煤廠振動篩的動態仿真分析[J].機械管理開發，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，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構優化分析設計[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構減振技術研究[J].機械管理開發，2022，37（10）：108-109.