提高饲料厂振动筛工作效率的措施

振动筛是通过施加于筛体的振动，使物料松散、分层、透筛，并输送物料，达到物料筛分目的的筛分机械，主要功能是对物料分级、脱泥、按质量或粒径分选，是饲料生产不可缺少的辅助生产设备。常见的振动筛类型有：椭圆振动筛、圆振动筛、直线振动筛等，其中直线振动筛因具有结构简单、工作可靠等优势，在饲料行业普遍应用，如用于玉米、大豆等原料的除石、除灰、筛选；制粒后的筛选分级等。直线振动筛是采用两台振动电机同步反向旋转，产生反向激振力，迫使箱体带动筛网作纵向、直线往返运动，物料在筛面上作连续斜上抛运动。物料在抛起时被松散，在与筛面相遇碰撞时小颗粒透筛，从而实现物料的分级、输送。振动筛的筛分效果不仅对产品价值有着很大的影响，而且直接对下一步作业的效率有着重要影响。因此，研究影响振动筛筛分效率的因素，寻找提高振动筛工作效率的措施，具有重要的现实意义。

 

1、影响振动筛工作效率的因素

振动筛的筛分效果与许多因素有关，其中包括物料性质、筛面结构参数、振动筛运动参数等方面。

 

1.1 物料特性

振动筛在生产过程中往往会出现富集现象，即筛网被堆堵，有效筛分面积变小，工艺效率降低，这主要与物料类型和颗粒、物料松散密度、物料湿度、物料颗粒度组成等关系最大。

1.1.1 物料类型和颗粒

物料的类型不同，物理特性也不同。物料的类型可分为脆性和粘性两大类，粘性物料在振动筛分过程中，容易形成物料的密实粘连，堵塞筛网，使通透率降低，而脆性物料则不然，工艺效率能够得到保证。物料的颗粒形状也将影响其透筛率，立方体形状和球体的物料易于透筛，而片状物料则易于卡在筛孔中，使筛分工艺效率降低。

 

1.1.2 物料松散密度

物料颗粒基本上是按照颗粒体积的大小分层与透筛的，即物料的松散密度直接影响振动筛的处理能力。松散密度较大的块状物料容易透筛，筛分效率也较高；相反，松散密度较小的物料及粉状物料不容易透筛，筛分效率也低。

 

1.1.3 物料湿度

物料含水量过高，易形成粘连，在振动过程中，物块相互挤压使粘连团更加密实，增加了物料运动的阻力，使物料颗粒分层与透筛出现困难；物料粘连也使筛孔尺寸变小，堵塞筛孔，降低了有效筛分面积，有时甚至无法进行筛分。因此，物料含水量过高时，筛分工艺应考虑一些补救方法，如采取烘干物料等措施。

 

1.1.4 物料颗粒度组成

物料在筛分过程中的透筛概率受很多因素影响，其中最直接和重要的因素是物料粒度与筛孔尺寸的相对大小。物料粒度与筛孔尺寸的比值称为相对粒度。相对粒度越小，透筛概率越高，当相对粒度接近于1时，透筛概率趋近于零。因此通常把相对粒度等于0.7~1.0的物料称为难筛物料或临界物料。物料中难筛物料成分对透筛概率也有影响，物料中难筛物料的含量越大，则透筛概率越小，筛分效率就会越低。为了能够得到更高的筛分效率，应该尽量降低集料中难筛物料的含量。此外，颗粒度指数差异对筛分效率也有一定的影响，颗粒度指数差异过大，则会造成生产循环大，制约了产品的质量和处理能力。因此，应严格控制集料的级配。

 

1.2 筛面结构参数

1.2.1 筛面长度与宽度

一般认为，筛面宽度直接影响生产率，而筛面长度直接影响筛分效率。筛面宽，有效面积增加，生产率提高；筛面长，物料在筛面上停留时间长，透筛机会多，筛分效率高。但也不是越长越好，因为筛分效率与物料在整个筛面上经历的时间之间的关系是复杂的，在开始时刻，由于筛面上的细粒级物料较多，单位时间内的透筛概率较大，当经过一定时间后，留在筛面上的物料粒径多数为接近筛孔尺寸的难筛物料，即使物料在筛面上停留再长时间(即筛面的长度很大)，也很难增加物料的透筛概率，从而导致筛机工作效率降低。实际上，筛面宽度对于筛分效率，筛面长度对于筛分能力也都有不同程度的影响，二者的匹配也很重要，一般宽长比为1：2～1：3为宜。

 

1.2.2 筛孔形状

虽然筛孔形状主要取决于对筛分产物粒度和对筛下产品用途的要求，但对筛分效率也有一定的影响。圆形筛孔与其它形状的筛孔相比，在名义尺寸相同的情况下，透过筛孔的筛下物粒度较小，例如透过圆形筛孔颗粒的平均最大粒度只有透过同样尺寸的正方形筛孔颗粒的80%~85%；而长方形筛孔的筛面有效面积大，筛面质量轻，生产能力大，同时透过筛孔的物料粒度大于透过名义尺寸相同的圆形和正方形筛孔的物料粒度。因此，为了获得更高的筛分效率，必须针对不同的筛分物料选择不同的筛孔形状，这样可提高振动筛的处理能力。

 

1.2.3 筛孔尺寸和筛面的开孔率

在筛分物料一定的情况下，筛孔尺寸对筛分效率影响很大。筛孔尺寸越大，物料粒的透筛能力越强，振动筛的处理能力也就越大，当然，筛孔尺寸主要由被筛物料的工艺要求决定。筛面的开孔率是指筛面开孔面积与筛面面积的比值(也称有效面积系数)。开孔率高则增大了物料颗粒透筛的概率，振动筛的处理能力就高。反之，振动筛的处理能力则低。因此，为了提高筛分效率，应选择有效面积系数较大的筛面。

 

1.2.4 筛面的材料

非金属筛面，如橡胶分级筛面、聚胺脂编制型分级筛面、聚胺脂条缝筛面、尼龙筛面等，由于这些非金属材料的特性，在筛分过程中产生二次高频振动，使堵孔现象很难发生，有利于物料的透筛，比金属筛面振动筛的处理效率有所提高。

 

1.3 振动特性参数

振动特性参数包括振动频率、振幅、振动方向角和筛面倾角。

 

1.3.1 抛掷指数

4个振动特性参数除了各自对振动筛产生不同的影响外，它们的共同影响还可归纳为一个参数——抛掷强度D(或称抛掷指数)，其关系式为：

D=ω2Asinβ/gcosα=ksinβ/cosα

式中：A——振幅(mm)；

ω——振动的圆频率(rad/s)；

g——重力加速度；

β——振动方向角(°)；

α——筛面倾角(°)；

k——振动强度，k=ω2A/g。

根据经验，当抛掷强度D=3~3.3时，筛面的一个振动周期正好等于物料跳动的周期，即筛面每振动一次，物料将出现一次抛掷运动，此时物料最易透筛，这种运动状态对于减少不必要的能量消耗和提高振动筛的筛分效率十分有益。然而这是基于单个物料颗粒跳动的基础上获得的参数，实际上，物料在筛面上均以料群的状态出现，物料颗粒之间常常产生摩擦，从而要求更大的抛掷强度，所以在实际应用中应选取较高的抛掷强度。

 

1.3.2 筛面倾角α

筛面与水平面的夹角称为筛面倾角。倾角的大小与筛分设备的处理量和筛分效率有密切关系。当倾角增大时，将增加筛上物料的抛掷强度，从而物料在筛面上向前的运动速度加快，使振动筛处理量提高，但物料在筛面停留时间缩短，减少了颗粒透筛机会，从而使筛分效率降低。反之则使处理量降低，提高筛分效率。为了使振动筛筛分效率控制在一个比较理想的范围内，圆振动筛的筛面倾角一般在15°～25°，直线振动筛的筛面倾角在0°～8°。

 

1.3.3 振动方向角β

振动方向线与上层筛面之间的夹角称为振动方向角。振动方向角取值越大，物料每次抛掷运动所移动的距离越短，物料在筛面上向前的运动速度越慢，物料能够得到充分筛分，从而获得较大的筛分效率。振动方向角取值越小，物料每次抛掷、前进的距离越远，物料通过筛面的时间越快，处理能力高，但物料不能得到充分筛分。因此，应合理选择振动方向角，对于难筛物料，振动方向角应取大值，对于易筛物料，振动方向角应取小值；一般情况下，圆振动筛的振动方向角是90°，直线振动筛的振动方向角取值范围是30°～60°，经常采用45°，该值不但有良好的适应各种筛分的性能，而且还可以获得最好的运动速度和较高的生产率。

 

1.3.4 振幅A

振幅增大,筛孔堵塞现象将大大减少,同时也有利于物料的分层。但振幅太大对设备的破坏性也较大。振幅的选择是根据被筛物料的粒度及性质来确定。一般情况，振动筛规格越大,所选择的振幅越大。当直线振动筛用于分级时,振幅稍大些；当所处理物料粒度大时,振幅也应相应加大；所处理物料粒度小时,振幅应小些。通常,直线振动筛的振幅A=3.5~6 mm。

 

1.3.5 振动频率ω

振动频率的增大，可以增加物料在筛面上的跳动次数，使得物料的透筛概率增加，这对于加快物料筛分速度和提高筛分效率很有帮助，但太高会降低设备的使用寿命。通常振动频率的选取由振动强度k和振幅A确定。它们之间的关系为：

ω2=3 600k·g·cosα/(A·sinβ)

对于粒度较大的物料， 选用较大的振幅和较低的频率；对于粒度较细的物料，选用较小的振幅和较高的频率。

 

2、提高振动筛工作效率的措施

2.1 选择合适振动筛类型

虽然筛分效果主要取决于被筛物料的性质，但同一种物料采用不同类型的筛分设备可以得到不同的筛分效果。如固定筛的筛分效率较低，对运动筛而言，其筛分效率与筛面的运动形式有关，在振动筛筛面上，颗粒在接近于垂直筛孔的方向被抖动，振动频率越高，筛分效果越好；在摇动筛筛面上，颗粒主要是沿筛面滑动，由于摇动筛的摇动频率比振动筛的频率低，所以摇动筛的筛分效果较差；圆筒筛因筛面易堵，故筛分效率低。因此，应根据物料性质，合理选用振动筛类型，以最大限度提高工作效率。如对物料进行预先筛分和检查筛分一般采用圆振动筛；对破碎后的物料进行分级采用概率筛、等厚筛和大型振动筛；对物料进行清砂和除泥，采用概率筛等厚筛效果更好。

 

为了提高振动筛的工作效率，还需根据实际情况，在满足产品粒度要求的前提下，尽可能选用较大的筛孔尺寸、较大的有效筛分面积、较高筛面开孔率的非金属筛面。并选用合适的筛孔形状，以提高物料颗粒的透筛能力和工作效率。

 

2.2 合理选择振动电机和调整激振力

振动电机的合理选取是影响振动筛性能的关键环节之一，而激振力大小是影响振动筛生产率的核心因素。

 

2.2.1 振动电机的选择

振动电机作为振动筛的振动源，应具有设计合理、结构简单、紧凑、激振效率高、节能、安装调试方便等优点，振动电机的选取具体包括工作频率、最大激振力、功率等参数。首先是选择工作频率和激振力，振动电机的转速要接近于工作频率；最大的激振力必须在所选的电机合成激振力的范围内。然后根据工作频率和最大激振力选择振动电机的功率。

 

2.2.2 激振力的调整

振动筛的生产率与激振力呈指数关系，激振力的增加引起生产率的迅速增加，而堵塞率则随激振力的增加迅速下降。激振力的增加使得振动强度增大，筛面对物料的作用力加大，物料的上移速度增大，生产率得以提高，堵塞率下降。激振力对筛子的通过率和破碎率也有一定的影响，其变化规律均呈波浪型。激振力过小时，