近年來(lái),國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,改制后企業(yè)種類多 (國(guó)有、股份、私有、中外合資等),出現(xiàn)一百多家生產(chǎn)振動(dòng)篩企業(yè),市場(chǎng)上篩機(jī)結(jié)構(gòu)形式多,技術(shù)、質(zhì)量水平參差不齊。國(guó)外篩機(jī)制造公司在強(qiáng)大經(jīng)濟(jì)資助下,技術(shù)開(kāi)發(fā)、加工能力穩(wěn)步發(fā)展。
1 篩機(jī)大型化問(wèn)題
國(guó)內(nèi)學(xué)者談篩機(jī)發(fā)展必談大型化,引起各方注意,企業(yè)甚至不惜花巨資引進(jìn)國(guó)外大型篩機(jī)技術(shù),現(xiàn)在看來(lái)有的引進(jìn)是失敗的,沒(méi)有必要的,很顯然水士不服。需多談大型篩機(jī)可靠性及影響可靠性因素,因此,大型化方向一定要準(zhǔn)。
(1) 硬件要好 比德國(guó) KHD 公司、Schenck 公司、美國(guó) Tabor 公司起步晚的美國(guó) Conn Weld 公司憑借其堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)工作快速發(fā)展。篩機(jī)都采用 CAD進(jìn)行有限元結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)分析,有美國(guó)一流設(shè)備化驗(yàn)和檢驗(yàn),下料采用高壓水切割機(jī),由數(shù)控機(jī)床制造,在高標(biāo)準(zhǔn)工作房中裝配,最后采用噴丸、噴漆處理。其產(chǎn)品基本沿用幾十年來(lái)美國(guó) Allis 和 Tabor 公司結(jié)構(gòu)和技術(shù),作了些改進(jìn),但等厚篩做到 39 m2 ,直線篩。國(guó)內(nèi)單位想花錢(qián)買(mǎi)人家圖紙,引進(jìn)技術(shù)做到27 m2時(shí)要注意,知其產(chǎn)品好,更要知其硬件基礎(chǔ)好。
(2) 結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單,可靠性才高
國(guó)外幾大篩機(jī)制造公司在特殊領(lǐng)域使用的篩機(jī)研究較深,在大型化方面,結(jié)構(gòu)和技術(shù)基本未變,德國(guó) KHD 公司研發(fā)的三通道大型篩未見(jiàn)發(fā)展,其最大篩機(jī) USL 4.5 m×6.75m 結(jié)構(gòu)未變,采用自同步技術(shù),世界最大的篩機(jī)還是德國(guó)Sieb Technik 公司的 50 m2 、寬 5.5 m 的單層直線篩,與 Schenck 公司的最大產(chǎn)品單層直線篩寬 4m、長(zhǎng) 8.5 m 的結(jié)構(gòu)基本一樣,只是前者用了四個(gè)小點(diǎn)箱式激振器,后者用了兩個(gè)大點(diǎn)箱式激振器。另外日本神戶制鋼所最大的篩機(jī) HLW 型 (寬 4.8 m、長(zhǎng)7.1 m) 也是采用美國(guó) Low Head 型激振器結(jié)構(gòu),后來(lái)改為水平放置激振器。美國(guó)的 Tabor 公司最大篩機(jī)是單層直線篩 3.7 m×7.3 m,結(jié)構(gòu)未變,只是使用三個(gè)箱式激振器。而國(guó)內(nèi)花樣特多,結(jié)構(gòu)也在變化,有的大型化甚至背離發(fā)展方向。由好幾臺(tái) 2 m×3 m 小篩機(jī)組合在一塊,就能生產(chǎn)大平米篩機(jī),就叫大型化3073 雙層圓篩都采用雙激振器,但結(jié)構(gòu)相差很大,我公司 2DYK 型二激振器放在第一層篩面之上,采用塊偏心,同步帶同步,國(guó)內(nèi)同步帶壽命 6 個(gè)月以上,日本 (川崎公司的特大 E 型 3 m×10.8 m) 和美國(guó)也都采用同步帶技術(shù),維修十分方便。據(jù)我所知國(guó)外篩機(jī)公司大型圓篩還沒(méi)有使用同步器的。國(guó)內(nèi)有的單位采用齒輪同步器 (相當(dāng)于減速器結(jié)構(gòu)),用了五齒輪強(qiáng)迫同步和瓣形聯(lián)軸器 (不是精確傳動(dòng)) 聯(lián)接,且軸偏心(單件質(zhì)量太大),結(jié)構(gòu)復(fù)雜,重量重,可靠性低,噪聲也大,精加工要求精度高。這些圓篩都已達(dá) 3.6 m×7.3 m,且是雙層篩。直線篩有綜合美、德、日、蘇的 DZS 篩機(jī),其為雙通道結(jié)構(gòu),雙通道加中間側(cè)板的目的是想增加篩機(jī)橫梁剛度,因工作中橫梁中間動(dòng)應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)變最大,一般疲勞斷裂在中間,同時(shí)使用不參振同步器,這樣,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造要求高。我公司 2DZX 型大型雙層直線篩采用德國(guó)和日本技術(shù),并創(chuàng)新地水平布置激振器 (作者專利 ZL95217593.2),不用不參振的同步器,潤(rùn)滑好、受力好、剛度好。澳大利亞 Honert 公司等厚篩傾斜安裝激振器已采用稀油強(qiáng)制潤(rùn)滑技術(shù),我公司無(wú)需另加一套這樣潤(rùn)滑系統(tǒng)。 (3) 適應(yīng)市場(chǎng)的技術(shù)發(fā)展 中國(guó)礦大和中國(guó)科大在煤炭深度篩分 (25 mm、13 mm、6 mm,水分 10% 以上粒級(jí)) 和脫水、脫介篩機(jī)大型化方面作出了貢獻(xiàn)。BHS
型分級(jí)篩機(jī)技術(shù)特點(diǎn)是:大振幅、大振動(dòng)強(qiáng)度,參振質(zhì)量輕,大跨度雙激振器自同步直線運(yùn)動(dòng),集中受力件帶動(dòng)篩網(wǎng)參振,分 3~4 段獨(dú)立振動(dòng),二次隔振,篩網(wǎng)為彈簧鋼插入式。結(jié)構(gòu)復(fù)雜,但解決了問(wèn)題,篩分效率達(dá) 85% 以上。現(xiàn)場(chǎng)使用最大已達(dá) 37m 2。中國(guó)礦大的 CWS 型篩機(jī)超靜定網(wǎng)梁激振的大型篩也是通過(guò)大振幅、大振動(dòng)強(qiáng)度脫水、脫介,已生產(chǎn)出 3.6 m×6.0 m 篩機(jī)。國(guó)內(nèi)使用等厚篩越來(lái)越多:?jiǎn)螌拥诫p層,三段到五段不同傾角轉(zhuǎn)變,激振器絕大部分用整箱體激振器,最大已達(dá) 3.1 m×9.1 m。以上這些篩適用于煤炭行業(yè),都能達(dá)到高效篩分,高效脫水、脫介的效果。國(guó)外現(xiàn)研制一種梯流篩,用于難篩分物料,為了克服堵孔,通過(guò)一端固定,一端自由的懸臂梁 (篩條) 的彈性振動(dòng)來(lái)篩分。如:篩機(jī)頻率為800~1 100 r/ min;篩條為 f4 mm;彈性模量為 2×11 310 Pa;比重為 7 800 kg/ m 。從彈性篩分理論中計(jì)算得知篩條長(zhǎng)度應(yīng)為 155~200 mm,此長(zhǎng)度使得篩條一階振動(dòng)頻率與篩機(jī)頻率相近。冶金行業(yè)中冶金廠燒結(jié)礦篩分用的振動(dòng)篩,國(guó)內(nèi)已發(fā)展為三軸橢圓等厚冷礦篩 (如我公司的 STDL 型冷礦篩),能有效地篩分細(xì)料度的顆粒,篩分效率高。
(4) 我公司大型篩的使用情況
主要是煤炭、冶金、礦山、水電四個(gè)行業(yè),每個(gè)行業(yè)使用的篩機(jī)各有其特點(diǎn),在煤炭行業(yè)中使用大型直線篩、大型等厚篩多,冶金行業(yè)中使用大型橢圓冷礦篩多,礦山、水電行業(yè)中使用大型圓篩多。盤(pán)江礦務(wù)局盤(pán)北洗煤廠有 6臺(tái) ZKR3660 大型振動(dòng)篩,已連續(xù)使用 8 年至今,仍運(yùn)轉(zhuǎn)良好。七臺(tái)河礦務(wù)局 3 臺(tái) 2ZKR3660,已使用 6年了,現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)良好,元寶山露天礦洗煤廠有 3 臺(tái)2ZKR3660,1996 年使用至今仍在正常運(yùn)轉(zhuǎn)。廣西龍灘水電站 6 臺(tái) 2YKR3060 振動(dòng)篩已使用 1 年,運(yùn)轉(zhuǎn)良好。武鋼礦業(yè)金山店鐵礦 2 臺(tái) 2YKR3060 已運(yùn)轉(zhuǎn)近 1 年,反應(yīng)良好。洛陽(yáng)欒川銅礦 2 臺(tái) 2YKR3060聲也大,精加工要求精度高。這些圓篩都已達(dá) 3.6 m×7.3 m,且是雙層篩。直線篩有綜合美、德、日、蘇的 DZS 篩機(jī),其為雙通道結(jié)構(gòu),雙通道加中間側(cè)板的目的是想增加篩機(jī)橫梁剛度,因工作中橫梁中間動(dòng)應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)變最大,一般疲勞斷裂在中間,同時(shí)使用不參振同步器,這樣,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造要求高。我公司 2DZX 型大型雙層直線篩采用德國(guó)和日本技術(shù),并創(chuàng)新地水平布置激振器 (作者專利 ZL95217593.2),不用不參振的同步器,潤(rùn)滑好、受力好、剛度好。澳大利亞 Honert 公司等厚篩傾斜安裝激振器已采用稀油強(qiáng)制潤(rùn)滑技術(shù),我公司無(wú)需另加一套這樣潤(rùn)滑系統(tǒng)。 (3) 適應(yīng)市場(chǎng)的技術(shù)發(fā)展 中國(guó)礦大和中國(guó)科大在煤炭深度篩分 (25 mm、13 mm、6 mm,水分 10% 以上粒級(jí)) 和脫水、脫介篩機(jī)大型化方面作出了貢獻(xiàn)。BHS
型分級(jí)篩機(jī)技術(shù)特點(diǎn)是:大振幅、大振動(dòng)強(qiáng)度,參振質(zhì)量輕,大跨度雙激振器自同步直線運(yùn)動(dòng),集中受力件帶動(dòng)篩網(wǎng)參振,分 3~4 段獨(dú)立振動(dòng),二次隔振,篩網(wǎng)為彈簧鋼插入式。結(jié)構(gòu)復(fù)雜,但解決了問(wèn)題,篩分效率達(dá) 85% 以上?,F(xiàn)場(chǎng)使用最大已達(dá) 37m2 。中國(guó)礦大的 CWS 型篩機(jī)超靜定網(wǎng)梁激振的大型篩也是通過(guò)大振幅、大振動(dòng)強(qiáng)度脫水、脫介,已生產(chǎn)出 3.6 m×6.0 m 篩機(jī)。國(guó)內(nèi)使用等厚篩越來(lái)越多:?jiǎn)螌拥诫p層,三段到五段不同傾角轉(zhuǎn)變,激振器絕大部分用整箱體激振器,最大已達(dá) 3.1 m×9.1 m。以上這些篩適用于煤炭行業(yè),都能達(dá)到高效篩分,高效脫水、脫介的效果。國(guó)外現(xiàn)研制一種梯流篩,用于難篩分物料,為了克服堵孔,通過(guò)一端固定,一端自由的懸臂梁 (篩條) 的彈性振動(dòng)來(lái)篩分。如:篩機(jī)頻率為800~1 100 r/ min;篩條為 f4 mm;彈性模量為 2×11 310 Pa;比重為 7 800 kg/ m 。從彈性篩分理論中計(jì)算得知篩條長(zhǎng)度應(yīng)為 155~200 mm,此長(zhǎng)度使得篩條一階振動(dòng)頻率與篩機(jī)頻率相近。冶金行業(yè)中冶金廠燒結(jié)礦篩分用的振動(dòng)篩,國(guó)內(nèi)已發(fā)展為三軸橢圓等厚冷礦篩 (如我公司的 STDL 型冷礦篩),能有效地篩分細(xì)料度的顆粒,篩分效率高。
(4) 我公司大型篩的使用情況
主要是煤炭、冶金、礦山、水電四個(gè)行業(yè),每個(gè)行業(yè)使用的篩機(jī)各有其特點(diǎn),在煤炭行業(yè)中使用大型直線篩、大型等厚篩多,冶金行業(yè)中使用大型橢圓冷礦篩多,礦山、水電行業(yè)中使用大型圓篩多。盤(pán)江礦務(wù)局盤(pán)北洗煤廠有 6臺(tái) ZKR3660 大型振動(dòng)篩,已連續(xù)使用 8 年至今,仍運(yùn)轉(zhuǎn)良好。七臺(tái)河礦務(wù)局 3 臺(tái) 2ZKR3660,已使用 6年了,現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)良好,元寶山露天礦洗煤廠有 3 臺(tái)2ZKR3660,1996 年使用至今仍在正常運(yùn)轉(zhuǎn)。廣西龍灘水電站 6 臺(tái) 2YKR3060 振動(dòng)篩已使用 1 年,運(yùn)轉(zhuǎn)良好。武鋼礦業(yè)金山店鐵礦 2 臺(tái) 2YKR3060 已運(yùn)轉(zhuǎn)近 1 年,反應(yīng)良好。洛陽(yáng)欒川銅礦 2 臺(tái) 2YKR3060使用 1 年了,運(yùn)轉(zhuǎn)正常。新疆威斯特銅礦已訂 2 臺(tái)2YKR3660 振動(dòng)篩,攀枝花鋼鐵公司已訂了 8 臺(tái)2YKR3073 振動(dòng)篩。大型篩機(jī)市場(chǎng)前景一片光明。
2 篩機(jī)小型化問(wèn)題
國(guó)內(nèi)很多項(xiàng)目需 1~3 m 先進(jìn)篩機(jī),很少有人開(kāi)發(fā)、研究。細(xì)聚酯篩網(wǎng) (0.5 mm 以下) 制造水平極低,連國(guó)外已少見(jiàn)的直線篩振動(dòng)電機(jī)擺放方向,國(guó)內(nèi)幾乎都用,不合理。Derrick 公司生產(chǎn)的篩機(jī)用于廣西龍灘水電站是世界上最先進(jìn)小型篩機(jī),采用上下擺放雙長(zhǎng)筒振動(dòng)電機(jī),篩體用剪切橡膠彈簧懸掛式安裝,為了與篩面弧形緊密配合,用高性能膠粘緊篩體成弧形,各處密封很好,不漏篩上物。篩面已達(dá)精確篩孔,開(kāi)孔率 45% 水平,脫水效率可達(dá) 90% 以上。
3 橢圓篩
國(guó)外三軸橢圓篩發(fā)展很快 (JCI 公司、Cedarapids公司、Gator 公司),有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
(1) 軸承外圈旋轉(zhuǎn)
(除此之外都是內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)),外圈旋轉(zhuǎn)集中離心力作用面積比內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)大,內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)離心力作用面積處 (內(nèi)圈的 1/ 3 處) 一般極易發(fā)生微粒剝落疲勞破壞,而外圈旋轉(zhuǎn)離心力作用面積大,軸承壽命長(zhǎng);
(2) 中間傳動(dòng)軸小,如 Cedarapids 公司 2.1 m×6.0 m 橢圓篩中間軸只有 70 mm,為什么這么小,因?yàn)樗皇茈x心力,只傳遞電機(jī)過(guò)來(lái)的扭矩給對(duì)面偏心塊;
(3) 側(cè)板上開(kāi)孔小
(不像日本神戶制鋼所篩機(jī)側(cè)板開(kāi)這么大口),這樣對(duì)篩機(jī)強(qiáng)度和剛度影響小。軸承在側(cè)板外側(cè)受力,中間傳動(dòng)軸小,中間軸罩體既能受上層物料的沖擊,又能加強(qiáng)篩機(jī)剛度;
(4) 采用流行的脹套 (皮帶輪) 和錐套 (軸承) 聯(lián)接,維修太方便;
(5) 皮帶輪用可調(diào)直徑帶輪,方便改變激振頻率。篩分效率高,可水平安裝,適用于移動(dòng)式破碎篩分機(jī)組。
國(guó)內(nèi)橢圓篩發(fā)展很快,有仿制上面結(jié)構(gòu)的 (ZST型),有三軸、同步器不參振的 (我公司的 STDL 型冷礦篩),也有兩軸自同步的 (我公司 DTS 型等厚橢圓篩) 和強(qiáng)迫同步的 (2TYA 型)。同步器國(guó)外用得少,國(guó)內(nèi)較熱衷。
4 準(zhǔn)直線振動(dòng)篩
準(zhǔn)直線就是近似直線,筆者認(rèn)為:當(dāng)橢圓長(zhǎng)軸與短軸長(zhǎng)度之比都為大于 5∶1 時(shí),可認(rèn)為是準(zhǔn)直線運(yùn)動(dòng);篩機(jī)水平安裝后不但不會(huì)影響而且有利于脫水、脫介。兩軸激振器水平安裝,反向旋轉(zhuǎn)是其特征。國(guó)外只有日本神戶制鋼所 HLW 型,國(guó)內(nèi)在此方面發(fā)展較快,有引進(jìn)日本的 ZK 型,唐山煤炭分院 ZKS 型(用不參振同步器),有鞍山的 DZS 型 (用不參振同步器),我公司的 2DZX
型。這些篩機(jī)側(cè)板較窄,組成篩框后,剛度強(qiáng),需通過(guò)嚴(yán)格計(jì)算確定兩激振器的激振力中心離篩箱重心的高度,以確保入料、出料處橢圓長(zhǎng)軸與短軸長(zhǎng)度之比為大于 5∶1。
5 德國(guó)KHD 公司產(chǎn)品改進(jìn)
德國(guó)KHD公司是世界著名自同步振動(dòng)篩制造公司,其 USL、USK 型直線、圓振動(dòng)篩遍布世界。它與 Schenck 公司的產(chǎn)品有明顯區(qū)別。Schenck 公司篩機(jī)采用矩形橫梁、側(cè)板上 (矩形橫梁法蘭處) 開(kāi)長(zhǎng)方形口、較薄側(cè)板、側(cè)板上布滿角鋼和折彎鋼板、另有支撐激振器矩形大梁與側(cè)板組成篩框,采用整箱體激振器激振。KHD 公司從上世紀(jì) 80 年代至今,其 USL、
USK 振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)發(fā)生些變化:
(1) 原側(cè)板上、下邊緣采用折彎,現(xiàn)上邊緣用角鋼與側(cè)板高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接,下邊緣不折彎;
(2) 取消內(nèi)、外加強(qiáng)板,側(cè)板加厚 (如 3 m 寬篩機(jī)側(cè)板由 14 mm 改為 16 mm)。側(cè)板沒(méi)有任何型鋼或其它加強(qiáng),這與 Schenck 公司設(shè)計(jì)理念不同。一個(gè)是用厚側(cè)板,一個(gè)是用薄側(cè)板 (如 3 m 寬的篩機(jī)側(cè)板用12 mm) 加滿角鋼和折彎鋼板;
(3) 直線篩拉大兩激振器距離,克服滾動(dòng)摩擦阻力,加強(qiáng)自同步性。這三點(diǎn)改變,當(dāng)然有其充分理由。具有以上三點(diǎn)改變的新三、四套圖紙以 200 萬(wàn)元人民幣賣(mài)給國(guó)內(nèi)企業(yè)。
6 篩機(jī)制作水平
一臺(tái)產(chǎn)品從生產(chǎn)到用戶手中,是一個(gè)企業(yè)給用戶各方面的展示,外表質(zhì)量固然重要,最重要的是篩機(jī)絕對(duì)不允許出現(xiàn)異常運(yùn)動(dòng) ,根據(jù) 《ZKR型振動(dòng)篩標(biāo)準(zhǔn) JB/T 6389-92 和 《YKR型振動(dòng)篩》 標(biāo)準(zhǔn) JB/T6388-2004 要求:
(1) 篩箱橫向擺動(dòng)不大于 1 mm;
(2) 兩側(cè)板對(duì)稱點(diǎn)雙振幅差不大于 1 mm;
(3) 根據(jù)振動(dòng)篩試驗(yàn)方法 JB 4042-85 振動(dòng)方向角
第 2.5 點(diǎn) (即兩側(cè)板中點(diǎn)對(duì)稱點(diǎn)) 方向角要求:設(shè)計(jì)值±5°。
以上三點(diǎn) (屬重要指標(biāo)) 任一點(diǎn)超標(biāo),就判為不合格產(chǎn)品,同時(shí)對(duì)篩機(jī)的壽命 (特別是第 1 點(diǎn)) 是致命的?,F(xiàn)場(chǎng)篩機(jī)工作時(shí),肉眼能看出以上三點(diǎn)是否超標(biāo)。國(guó)外進(jìn)口很多篩子,作者看過(guò)很多,其工作狀態(tài)極好,其篩子制造水平高。這就是國(guó)外篩子整機(jī)壽命能達(dá) 24 000 h 以上重要原因之一。國(guó)內(nèi)有的廠家連中間罩都取消,加工精度達(dá)不到要求,加上后,以上三點(diǎn)又與標(biāo)準(zhǔn)相差很大。 7 產(chǎn)品技術(shù)定位
國(guó)外每個(gè)公司所生產(chǎn)振動(dòng)篩技術(shù)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。Schenck 公司 (其圓篩采用塊偏心、稀油潤(rùn)滑) 不會(huì)采用自同步、油脂潤(rùn)滑、橡膠彈簧技術(shù),反之 KHD 公司也不會(huì)采用強(qiáng)迫同步、稀油潤(rùn)滑、金屬?gòu)椈杉夹g(shù)。美國(guó) Tabor 公司直線篩 (采用的是豎分型面激振器) 也不會(huì)采用 Schenck 公司整箱體激振器、油脂潤(rùn)滑技術(shù),圓篩 (軸偏心) 也不會(huì)采用塊偏心技術(shù)。這反應(yīng)國(guó)外公司生產(chǎn)的產(chǎn)品成熟。而國(guó)內(nèi)一個(gè)單位什么型號(hào)篩機(jī)都生產(chǎn),包羅萬(wàn)象,你能生產(chǎn)我的產(chǎn)品,我也能生產(chǎn)你的產(chǎn)品。引進(jìn)強(qiáng)迫同步篩機(jī),又覺(jué)得自同步好,又引進(jìn)自同步,甚至有的學(xué)者提出自同步有取代強(qiáng)迫同步的趨勢(shì),作者撰文 提出兩者應(yīng)并駕齊驅(qū)發(fā)展。這種軍閥混戰(zhàn)的局面對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)創(chuàng)名牌不利。
8 出眾人才
篩分行業(yè)人才基本能滿足市場(chǎng)要求,但絕大部分還是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。既了解機(jī)械振動(dòng)理論、又了解CAD、三維動(dòng)態(tài)制作 (便于有限元、動(dòng)態(tài)分析);既了解現(xiàn)場(chǎng)使用情況、又了解篩分行業(yè)情況,這樣的拔尖人才少,技術(shù)人員應(yīng)朝此方向努力。