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提高飼料廠振動(dòng)篩工作效率的措施

振動(dòng)篩是通過(guò)施加于篩體的振動(dòng)，使物料松散、分層、透篩，并輸送物料，達(dá)到物料篩分目的的篩分機(jī)械，主要功能是對(duì)物料分級(jí)、脫泥、按質(zhì)量或粒徑分選，是飼料生產(chǎn)不可缺少的輔助生產(chǎn)設(shè)備。常見(jiàn)的振動(dòng)篩類型有：橢圓振動(dòng)篩、圓振動(dòng)篩、直線振動(dòng)篩等，其中直線振動(dòng)篩因具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠等優(yōu)勢(shì)，在飼料行業(yè)普遍應(yīng)用，如用于玉米、大豆等原料的除石、除灰、篩選；制粒后的篩選分級(jí)等。直線振動(dòng)篩是采用兩臺(tái)振動(dòng)電機(jī)同步反向旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生反向激振力，迫使箱體帶動(dòng)篩網(wǎng)作縱向、直線往返運(yùn)動(dòng)，物料在篩面上作連續(xù)斜上拋運(yùn)動(dòng)。物料在拋起時(shí)被松散，在與篩面相遇碰撞時(shí)小顆粒透篩，從而實(shí)現(xiàn)物料的分級(jí)、輸送。振動(dòng)篩的篩分效果不僅對(duì)產(chǎn)品價(jià)值有著很大的影響，而且直接對(duì)下一步作業(yè)的效率有著重要影響。因此，研究影響振動(dòng)篩篩分效率的因素，尋找提高振動(dòng)篩工作效率的措施，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

 

1、影響振動(dòng)篩工作效率的因素

振動(dòng)篩的篩分效果與許多因素有關(guān)，其中包括物料性質(zhì)、篩面結(jié)構(gòu)參數(shù)、振動(dòng)篩運(yùn)動(dòng)參數(shù)等方面。

 

1.1 物料特性

振動(dòng)篩在生產(chǎn)過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)富集現(xiàn)象，即篩網(wǎng)被堆堵，有效篩分面積變小，工藝效率降低，這主要與物料類型和顆粒、物料松散密度、物料濕度、物料顆粒度組成等關(guān)系最大。

1.1.1 物料類型和顆粒

物料的類型不同，物理特性也不同。物料的類型可分為脆性和粘性兩大類，粘性物料在振動(dòng)篩分過(guò)程中，容易形成物料的密實(shí)粘連，堵塞篩網(wǎng)，使通透率降低，而脆性物料則不然，工藝效率能夠得到保證。物料的顆粒形狀也將影響其透篩率，立方體形狀和球體的物料易于透篩，而片狀物料則易于卡在篩孔中，使篩分工藝效率降低。

 

1.1.2 物料松散密度

物料顆粒基本上是按照顆粒體積的大小分層與透篩的，即物料的松散密度直接影響振動(dòng)篩的處理能力。松散密度較大的塊狀物料容易透篩，篩分效率也較高；相反，松散密度較小的物料及粉狀物料不容易透篩，篩分效率也低。

 

1.1.3 物料濕度

物料含水量過(guò)高，易形成粘連，在振動(dòng)過(guò)程中，物塊相互擠壓使粘連團(tuán)更加密實(shí)，增加了物料運(yùn)動(dòng)的阻力，使物料顆粒分層與透篩出現(xiàn)困難；物料粘連也使篩孔尺寸變小，堵塞篩孔，降低了有效篩分面積，有時(shí)甚至無(wú)法進(jìn)行篩分。因此，物料含水量過(guò)高時(shí)，篩分工藝應(yīng)考慮一些補(bǔ)救方法，如采取烘干物料等措施。

 

1.1.4 物料顆粒度組成

物料在篩分過(guò)程中的透篩概率受很多因素影響，其中最直接和重要的因素是物料粒度與篩孔尺寸的相對(duì)大小。物料粒度與篩孔尺寸的比值稱為相對(duì)粒度。相對(duì)粒度越小，透篩概率越高，當(dāng)相對(duì)粒度接近于1時(shí)，透篩概率趨近于零。因此通常把相對(duì)粒度等于0.7~1.0的物料稱為難篩物料或臨界物料。物料中難篩物料成分對(duì)透篩概率也有影響，物料中難篩物料的含量越大，則透篩概率越小，篩分效率就會(huì)越低。為了能夠得到更高的篩分效率，應(yīng)該盡量降低集料中難篩物料的含量。此外，顆粒度指數(shù)差異對(duì)篩分效率也有一定的影響，顆粒度指數(shù)差異過(guò)大，則會(huì)造成生產(chǎn)循環(huán)大，制約了產(chǎn)品的質(zhì)量和處理能力。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制集料的級(jí)配。

 

1.2 篩面結(jié)構(gòu)參數(shù)

1.2.1 篩面長(zhǎng)度與寬度

一般認(rèn)為，篩面寬度直接影響生產(chǎn)率，而篩面長(zhǎng)度直接影響篩分效率。篩面寬，有效面積增加，生產(chǎn)率提高；篩面長(zhǎng)，物料在篩面上停留時(shí)間長(zhǎng)，透篩機(jī)會(huì)多，篩分效率高。但也不是越長(zhǎng)越好，因?yàn)楹Y分效率與物料在整個(gè)篩面上經(jīng)歷的時(shí)間之間的關(guān)系是復(fù)雜的，在開(kāi)始時(shí)刻，由于篩面上的細(xì)粒級(jí)物料較多，單位時(shí)間內(nèi)的透篩概率較大，當(dāng)經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，留在篩面上的物料粒徑多數(shù)為接近篩孔尺寸的難篩物料，即使物料在篩面上停留再長(zhǎng)時(shí)間(即篩面的長(zhǎng)度很大)，也很難增加物料的透篩概率，從而導(dǎo)致篩機(jī)工作效率降低。實(shí)際上，篩面寬度對(duì)于篩分效率，篩面長(zhǎng)度對(duì)于篩分能力也都有不同程度的影響，二者的匹配也很重要，一般寬長(zhǎng)比為1：2～1：3為宜。

 

1.2.2 篩孔形狀

雖然篩孔形狀主要取決于對(duì)篩分產(chǎn)物粒度和對(duì)篩下產(chǎn)品用途的要求，但對(duì)篩分效率也有一定的影響。圓形篩孔與其它形狀的篩孔相比，在名義尺寸相同的情況下，透過(guò)篩孔的篩下物粒度較小，例如透過(guò)圓形篩孔顆粒的平均最大粒度只有透過(guò)同樣尺寸的正方形篩孔顆粒的80%~85%；而長(zhǎng)方形篩孔的篩面有效面積大，篩面質(zhì)量輕，生產(chǎn)能力大，同時(shí)透過(guò)篩孔的物料粒度大于透過(guò)名義尺寸相同的圓形和正方形篩孔的物料粒度。因此，為了獲得更高的篩分效率，必須針對(duì)不同的篩分物料選擇不同的篩孔形狀，這樣可提高振動(dòng)篩的處理能力。

 

1.2.3 篩孔尺寸和篩面的開(kāi)孔率

在篩分物料一定的情況下，篩孔尺寸對(duì)篩分效率影響很大。篩孔尺寸越大，物料粒的透篩能力越強(qiáng)，振動(dòng)篩的處理能力也就越大，當(dāng)然，篩孔尺寸主要由被篩物料的工藝要求決定。篩面的開(kāi)孔率是指篩面開(kāi)孔面積與篩面面積的比值(也稱有效面積系數(shù))。開(kāi)孔率高則增大了物料顆粒透篩的概率，振動(dòng)篩的處理能力就高。反之，振動(dòng)篩的處理能力則低。因此，為了提高篩分效率，應(yīng)選擇有效面積系數(shù)較大的篩面。

 

1.2.4 篩面的材料

非金屬篩面，如橡膠分級(jí)篩面、聚胺脂編制型分級(jí)篩面、聚胺脂條縫篩面、尼龍篩面等，由于這些非金屬材料的特性，在篩分過(guò)程中產(chǎn)生二次高頻振動(dòng)，使堵孔現(xiàn)象很難發(fā)生，有利于物料的透篩，比金屬篩面振動(dòng)篩的處理效率有所提高。

 

1.3 振動(dòng)特性參數(shù)

振動(dòng)特性參數(shù)包括振動(dòng)頻率、振幅、振動(dòng)方向角和篩面傾角。

 

1.3.1 拋擲指數(shù)

4個(gè)振動(dòng)特性參數(shù)除了各自對(duì)振動(dòng)篩產(chǎn)生不同的影響外，它們的共同影響還可歸納為一個(gè)參數(shù)——拋擲強(qiáng)度D(或稱拋擲指數(shù))，其關(guān)系式為：

D=ω2Asinβ/gcosα=ksinβ/cosα

式中：A——振幅(mm)；

ω——振動(dòng)的圓頻率(rad/s)；

g——重力加速度；

β——振動(dòng)方向角(°)；

α——篩面傾角(°)；

k——振動(dòng)強(qiáng)度，k=ω2A/g。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)拋擲強(qiáng)度D=3~3.3時(shí)，篩面的一個(gè)振動(dòng)周期正好等于物料跳動(dòng)的周期，即篩面每振動(dòng)一次，物料將出現(xiàn)一次拋擲運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物料最易透篩，這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)于減少不必要的能量消耗和提高振動(dòng)篩的篩分效率十分有益。然而這是基于單個(gè)物料顆粒跳動(dòng)的基礎(chǔ)上獲得的參數(shù)，實(shí)際上，物料在篩面上均以料群的狀態(tài)出現(xiàn)，物料顆粒之間常常產(chǎn)生摩擦，從而要求更大的拋擲強(qiáng)度，所以在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)選取較高的拋擲強(qiáng)度。

 

1.3.2 篩面傾角α

篩面與水平面的夾角稱為篩面傾角。傾角的大小與篩分設(shè)備的處理量和篩分效率有密切關(guān)系。當(dāng)傾角增大時(shí)，將增加篩上物料的拋擲強(qiáng)度，從而物料在篩面上向前的運(yùn)動(dòng)速度加快，使振動(dòng)篩處理量提高，但物料在篩面停留時(shí)間縮短，減少了顆粒透篩機(jī)會(huì)，從而使篩分效率降低。反之則使處理量降低，提高篩分效率。為了使振動(dòng)篩篩分效率控制在一個(gè)比較理想的范圍內(nèi)，圓振動(dòng)篩的篩面傾角一般在15°～25°，直線振動(dòng)篩的篩面傾角在0°～8°。

 

1.3.3 振動(dòng)方向角β

振動(dòng)方向線與上層篩面之間的夾角稱為振動(dòng)方向角。振動(dòng)方向角取值越大，物料每次拋擲運(yùn)動(dòng)所移動(dòng)的距離越短，物料在篩面上向前的運(yùn)動(dòng)速度越慢，物料能夠得到充分篩分，從而獲得較大的篩分效率。振動(dòng)方向角取值越小，物料每次拋擲、前進(jìn)的距離越遠(yuǎn)，物料通過(guò)篩面的時(shí)間越快，處理能力高，但物料不能得到充分篩分。因此，應(yīng)合理選擇振動(dòng)方向角，對(duì)于難篩物料，振動(dòng)方向角應(yīng)取大值，對(duì)于易篩物料，振動(dòng)方向角應(yīng)取小值；一般情況下，圓振動(dòng)篩的振動(dòng)方向角是90°，直線振動(dòng)篩的振動(dòng)方向角取值范圍是30°～60°，經(jīng)常采用45°，該值不但有良好的適應(yīng)各種篩分的性能，而且還可以獲得最好的運(yùn)動(dòng)速度和較高的生產(chǎn)率。

 

1.3.4 振幅A

振幅增大,篩孔堵塞現(xiàn)象將大大減少,同時(shí)也有利于物料的分層。但振幅太大對(duì)設(shè)備的破壞性也較大。振幅的選擇是根據(jù)被篩物料的粒度及性質(zhì)來(lái)確定。一般情況，振動(dòng)篩規(guī)格越大,所選擇的振幅越大。當(dāng)直線振動(dòng)篩用于分級(jí)時(shí),振幅稍大些；當(dāng)所處理物料粒度大時(shí),振幅也應(yīng)相應(yīng)加大；所處理物料粒度小時(shí),振幅應(yīng)小些。通常,直線振動(dòng)篩的振幅A=3.5~6 mm。

 

1.3.5 振動(dòng)頻率ω

振動(dòng)頻率的增大，可以增加物料在篩面上的跳動(dòng)次數(shù)，使得物料的透篩概率增加，這對(duì)于加快物料篩分速度和提高篩分效率很有幫助，但太高會(huì)降低設(shè)備的使用壽命。通常振動(dòng)頻率的選取由振動(dòng)強(qiáng)度k和振幅A確定。它們之間的關(guān)系為：

ω2=3 600k·g·cosα/(A·sinβ)

對(duì)于粒度較大的物料， 選用較大的振幅和較低的頻率；對(duì)于粒度較細(xì)的物料，選用較小的振幅和較高的頻率。

 

2、提高振動(dòng)篩工作效率的措施

2.1 選擇合適振動(dòng)篩類型

雖然篩分效果主要取決于被篩物料的性質(zhì)，但同一種物料采用不同類型的篩分設(shè)備可以得到不同的篩分效果。如固定篩的篩分效率較低，對(duì)運(yùn)動(dòng)篩而言，其篩分效率與篩面的運(yùn)動(dòng)形式有關(guān)，在振動(dòng)篩篩面上，顆粒在接近于垂直篩孔的方向被抖動(dòng)，振動(dòng)頻率越高，篩分效果越好；在搖動(dòng)篩篩面上，顆粒主要是沿篩面滑動(dòng)，由于搖動(dòng)篩的搖動(dòng)頻率比振動(dòng)篩的頻率低，所以搖動(dòng)篩的篩分效果較差；圓筒篩因篩面易堵，故篩分效率低。因此，應(yīng)根據(jù)物料性質(zhì)，合理選用振動(dòng)篩類型，以最大限度提高工作效率。如對(duì)物料進(jìn)行預(yù)先篩分和檢查篩分一般采用圓振動(dòng)篩；對(duì)破碎后的物料進(jìn)行分級(jí)采用概率篩、等厚篩和大型振動(dòng)篩；對(duì)物料進(jìn)行清砂和除泥，采用概率篩等厚篩效果更好。

 

為了提高振動(dòng)篩的工作效率，還需根據(jù)實(shí)際情況，在滿足產(chǎn)品粒度要求的前提下，盡可能選用較大的篩孔尺寸、較大的有效篩分面積、較高篩面開(kāi)孔率的非金屬篩面。并選用合適的篩孔形狀，以提高物料顆粒的透篩能力和工作效率。

 

2.2 合理選擇振動(dòng)電機(jī)和調(diào)整激振力

振動(dòng)電機(jī)的合理選取是影響振動(dòng)篩性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，而激振力大小是影響振動(dòng)篩生產(chǎn)率的核心因素。

 

2.2.1 振動(dòng)電機(jī)的選擇

振動(dòng)電機(jī)作為振動(dòng)篩的振動(dòng)源，應(yīng)具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、激振效率高、節(jié)能、安裝調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)，振動(dòng)電機(jī)的選取具體包括工作頻率、最大激振力、功率等參數(shù)。首先是選擇工作頻率和激振力，振動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速要接近于工作頻率；最大的激振力必須在所選的電機(jī)合成激振力的范圍內(nèi)。然后根據(jù)工作頻率和最大激振力選擇振動(dòng)電機(jī)的功率。

 

2.2.2 激振力的調(diào)整

振動(dòng)篩的生產(chǎn)率與激振力呈指數(shù)關(guān)系，激振力的增加引起生產(chǎn)率的迅速增加，而堵塞率則隨激振力的增加迅速下降。激振力的增加使得振動(dòng)強(qiáng)度增大，篩面對(duì)物料的作用力加大，物料的上移速度增大，生產(chǎn)率得以提高，堵塞率下降。激振力對(duì)篩子的通過(guò)率和破碎率也有一定的影響，其變化規(guī)律均呈波浪型。激振力過(guò)小時(shí)，