第12章-振动筛-1-26、27课件.ppt

1、5.2.4振动筛振动筛应用最广泛的一种筛机应用最广泛的一种筛机（1）结构上的共同特点：）结构上的共同特点：筛箱用筛箱用弹性支承弹性支承以及以及带有激带有激振器。振器。（2）激振器激振器:产生激励力的产生激励力的装置，获得一定形式和大小装置，获得一定形式和大小的振动量。的振动量。（3）振动的目的振动的目的在于使筛面上颗粒不至卡住筛孔在于使筛面上颗粒不至卡住筛孔 。振动筛振动筛是依靠激振器是依靠激振器使筛面产生高频振动使筛面产生高频振动进行筛分的机器。进行筛分的机器。图图57振动筛和摇动筛运动的区别振动筛和摇动筛运动的区别安装角安装角，即筛面与水平面的夹角；，即筛面与水平面的夹角；振动方向角振动方

2、向角，即筛面与振动方向的夹角，即筛面与振动方向的夹角 振动筛与摇动筛的主要区别：振动筛与摇动筛的主要区别： 振动筛的物面振动方向与筛面成一定角度（垂直或接近垂直）振动筛的物面振动方向与筛面成一定角度（垂直或接近垂直）;摇动筛的运动方向基本平行于筛面。摇动筛的运动方向基本平行于筛面。 此外，振动筛筛箱的运动参数与动力因素有关，但摇动筛此外，振动筛筛箱的运动参数与动力因素有关，但摇动筛却相反却相反 。振动筛的优点：振动筛的优点： 小振幅（小振幅（0.55mm），高频率（），高频率（6003000次次/min）强烈振动，）强烈振动，运动特性运动特性有助于筛面上的有助于筛面上的物料分层物料分层，消除物

3、料堵塞，消除物料堵塞现象，强化筛分过程，现象，强化筛分过程，筛筛效率较高效率较高和和处理能力大处理能力大； 动力消耗小，构造简动力消耗小，构造简单，维修方便；单，维修方便； 使用范围广使用范围广，可用于，可用于细筛，也可用于中、粗筛细筛，也可用于中、粗筛分；且可用于脱水和脱泥分；且可用于脱水和脱泥等分离作业。等分离作业。液体振动筛液体振动筛振动筛的类型：振动筛的类型：（1）振动筛按）振动筛按驱动方式驱动方式可分为：可分为： 偏心振动筛偏心振动筛机械振动筛机械振动筛 惯性振动筛惯性振动筛 电磁振动筛电磁振动筛 概率筛概率筛 共振筛共振筛 电振筛电振筛 自定中心振动筛自定中心振动筛（2）振动筛按）

4、振动筛按筛面运动轨迹筛面运动轨迹不同可分：不同可分： 偏心振动筛偏心振动筛圆振动筛圆振动筛 纯振动筛纯振动筛 直线振动筛直线振动筛 双轴振动筛双轴振动筛 自定中心振动筛自定中心振动筛 共振筛共振筛根据根据结构和筛框运动轨迹结构和筛框运动轨迹的不同，分为：的不同，分为：单轴惯性振动筛：单轴惯性振动筛：包括偏心振动筛、自定中心包括偏心振动筛、自定中心振动筛和圆形空间旋转筛。振动筛和圆形空间旋转筛。双轴惯性振动筛：双轴惯性振动筛：包括双轴强制式机械同步振包括双轴强制式机械同步振动筛和双电机自同步振动筛。动筛和双电机自同步振动筛。电磁筛；电磁筛；概率筛。概率筛。 （参见下表）（参见下表）香蕉筛惯性振动

5、筛双轴惯性筛 (1) 单轴惯性振动筛单轴惯性振动筛单轴惯性振动筛：纯振动筛（或偏心振单轴惯性振动筛：纯振动筛（或偏心振动筛）和自定中心振动筛，后者又分为轴承偏心式和皮带轮动筛）和自定中心振动筛，后者又分为轴承偏心式和皮带轮偏心式两种。偏心式两种。 1）单轴纯振动筛）单轴纯振动筛 构造及工作原理：构造及工作原理：电动机通过皮带轮使主轴旋转，主轴安电动机通过皮带轮使主轴旋转，主轴安装在滚动轴承座上，由于主轴旋转，固定在主轴上的飞轮装在滚动轴承座上，由于主轴旋转，固定在主轴上的飞轮上装有偏心块，便产生惯性离心力，使筛箱产生振动。上装有偏心块，便产生惯性离心力，使筛箱产生振动。 物料从右上方加入，筛上

6、料从筛面左端排出，筛框加料端物料从右上方加入，筛上料从筛面左端排出，筛框加料端和排料端作闭合椭圆运动，中间为圆运动。和排料端作闭合椭圆运动，中间为圆运动。 缺点：工作时，皮带轮与筛箱一起振动，导致三角皮带轮缺点：工作时，皮带轮与筛箱一起振动，导致三角皮带轮反复伸缩，从而使皮带损坏，同时也使电机主轴受力不良。反复伸缩，从而使皮带损坏，同时也使电机主轴受力不良。 图图58单轴惯性振动筛工作原理图单轴惯性振动筛工作原理图 单轴纯单轴纯振动筛振动筛 轴承偏心式自轴承偏心式自定中心振动筛定中心振动筛 皮带轮偏心式自皮带轮偏心式自定中心振动筛定中心振动筛 电机电机皮带轮皮带轮筛网筛网吊弹簧吊弹簧筛箱筛箱飞

7、轮飞轮偏心块偏心块主轴主轴轴承座轴承座2）轴承偏心式自定中心振动筛）轴承偏心式自定中心振动筛弹簧将筛框倾斜悬挂在固定的支架结构上，由电机经三角弹簧将筛框倾斜悬挂在固定的支架结构上，由电机经三角带带动。主轴转动时，偏心重块的离心力和筛箱回转时产生的带带动。主轴转动时，偏心重块的离心力和筛箱回转时产生的离心力平衡，筛箱绕主轴离心力平衡，筛箱绕主轴O-O作圆运动。因作圆运动。因主轴偏心距等于筛主轴偏心距等于筛箱振幅箱振幅，故筛箱振动时，主轴中心线和皮带轮的空间位置不变，故筛箱振动时，主轴中心线和皮带轮的空间位置不变，因此皮带工作条件得到改善，筛框振幅允许较大。因此皮带工作条件得到改善，筛框振幅允许较

8、大。3）皮带轮偏心式自定中心振动筛）皮带轮偏心式自定中心振动筛皮带轮上的轴孔中心与皮带轮几何中心不同心皮带轮上的轴孔中心与皮带轮几何中心不同心位于偏重位于偏重块位置的对方，偏心距块位置的对方，偏心距A（A为振动筛的振幅）。偏心重块在下为振动筛的振幅）。偏心重块在下方时，筛箱及传动轴中心线在振动中心线之上，距离为方时，筛箱及传动轴中心线在振动中心线之上，距离为A，同，同样，由于轴孔在皮带轮上是偏心的，故仍使皮带轮中心总保持样，由于轴孔在皮带轮上是偏心的，故仍使皮带轮中心总保持与振动中心线相重合，因而空间位置不变，即与振动中心线相重合，因而空间位置不变，即实现皮带轮自定实现皮带轮自定中心，使大小皮

9、带轮中心距不变，消除皮带时紧时松现象，稳中心，使大小皮带轮中心距不变，消除皮带时紧时松现象，稳定振动频率，延长皮带使用寿命。定振动频率，延长皮带使用寿命。 单轴惯性振动筛的筛框支承方式：单轴惯性振动筛的筛框支承方式：弹簧悬吊式和用板弹簧或弹簧悬吊式和用板弹簧或螺旋弹簧座式支承，筛网有单层和双层之分。螺旋弹簧座式支承，筛网有单层和双层之分。振动频率：振动频率：8001600次次/min，振幅的大小取决于不平衡重，振幅的大小取决于不平衡重块产生的惯性离心力的大小、弹簧的刚度和位置，一般为块产生的惯性离心力的大小、弹簧的刚度和位置，一般为48mm。合适倾角：合适倾角：100250。4）单轴惯性振动筛

10、的工作原理：）单轴惯性振动筛的工作原理：由于激振器的偏心质量作回转运动，它所产生的离心惯性力由于激振器的偏心质量作回转运动，它所产生的离心惯性力（称激振力）传递给筛箱，激起筛箱的振动，筛上物料受筛面（称激振力）传递给筛箱，激起筛箱的振动，筛上物料受筛面运动的作用力而连续地作抛掷运动，即物料被抛起前进一段距运动的作用力而连续地作抛掷运动，即物料被抛起前进一段距离后再落至筛面上，这样实现了物料颗粒垂直于筛面的运动，离后再落至筛面上，这样实现了物料颗粒垂直于筛面的运动，从而提高了筛分效率和处理能力。从而提高了筛分效率和处理能力。 图59单轴惯性振动筛工作原理 设偏重块的重心为设偏重块的重心为m，以，

11、以R为半径和角速度为半径和角速度作等速圆周作等速圆周运动，产生旋转的惯性力运动，产生旋转的惯性力F作用在筛箱上，迫使筛箱的重心作用在筛箱上，迫使筛箱的重心C以振幅以振幅A为半径与偏心块同样的角速度作圆周运动，它产生的为半径与偏心块同样的角速度作圆周运动，它产生的旋转的惯性力为旋转的惯性力为F，若偏心重块的质量及振动体的质量都集，若偏心重块的质量及振动体的质量都集中在各自的重心中在各自的重心B和和C上，则有如下关系上，则有如下关系F=mR2 F=MA2 F= F A=mR/M （9-22）偏心块质量偏心块质量振动体（含筛箱、筛网、传振动体（含筛箱、筛网、传动轴、偏心轮等）的总质量动轴、偏心轮等）

12、的总质量筛箱振幅筛箱振幅偏心距偏心距由上式可见，由上式可见，M不变，改变不变，改变m或或R时，振幅不同时，振幅不同。同理，。同理，若给料波动导致若给料波动导致M发生变化，发生变化，A亦变化。亦变化。当偏心重块以角速度当偏心重块以角速度转过不同角度时，由于激振力转过不同角度时，由于激振力F的方的方向与筛箱运动方向相反，所以当偏心块转到上方时，筛箱的向与筛箱运动方向相反，所以当偏心块转到上方时，筛箱的位置向下。反之，偏心块转到下方时，筛箱的位置向上，偏位置向下。反之，偏心块转到下方时，筛箱的位置向上，偏块以块以作圆周回转，作圆周回转，筛面上各点的运动轨迹是椭圆或圆筛面上各点的运动轨迹是椭圆或圆 。

13、 单轴惯性振动筛的应用：单轴惯性振动筛的应用：适合于筛分中、细物料，其给料粒度一般不超过适合于筛分中、细物料，其给料粒度一般不超过100 mm。 (2) 双轴惯性振动筛双轴惯性振动筛 图图510a所示为定向振动的双轴惯性振动筛所示为定向振动的双轴惯性振动筛直线振动筛。直线振动筛。筛箱的筛箱的振动由双轴激振器来实现振动由双轴激振器来实现。激振器两个主轴的偏重质量相同、偏心距相同，且以激振器两个主轴的偏重质量相同、偏心距相同，且以二轴中心连线的垂直平分线为对称轴。两轴间用一对速比二轴中心连线的垂直平分线为对称轴。两轴间用一对速比为为1的齿轮联接（见图的齿轮联接（见图510b），和一台电机驱动，因两

14、），和一台电机驱动，因两轴回转方向相反，转速相等，故两偏心块产生的离心惯性轴回转方向相反，转速相等，故两偏心块产生的离心惯性力在力在Y方向相互抵消，在方向相互抵消，在X方向合成，从而实现筛箱沿直线方向合成，从而实现筛箱沿直线方向振动。方向振动。 图图510双轴惯性振动筛双轴惯性振动筛 (3) 电磁振动筛电磁振动筛 组成部分：组成部分：筛框、激振器和减振装置三部分。筛框、激振器和减振装置三部分。 种类：种类：筛网直接振动和筛框振动两种形式，后者应用较多。筛网直接振动和筛框振动两种形式，后者应用较多。筛框作直线振动的运动特性与双轴惯性振动筛相似。筛框作直线振动的运动特性与双轴惯性振动筛相似。 工作

15、原理：工作原理：筛框及其上面的激振器衔铁和连接叉组成筛框及其上面的激振器衔铁和连接叉组成前振动前振动质量质量m1，电磁铁和辅助重物组成，电磁铁和辅助重物组成后振动质量后振动质量m2，两个振动质，两个振动质量间用弹性元件联接，整个系统和弹簧吊杆悬挂在固定的支量间用弹性元件联接，整个系统和弹簧吊杆悬挂在固定的支架结构上，架结构上，激振器通入交流电时，衔铁和电磁铁铁芯由于电激振器通入交流电时，衔铁和电磁铁铁芯由于电磁力和弹簧力作用进行交替的相互吸引和排斥，使前后振动磁力和弹簧力作用进行交替的相互吸引和排斥，使前后振动质量质量m1、m2产生振动。产生振动。由于激振器与筛面安装成一定角度，由于激振器与筛

16、面安装成一定角度，筛框与筛面成筛框与筛面成角方向振动。筛框的直线振动使物料在筛面上角方向振动。筛框的直线振动使物料在筛面上跳动得以被筛分。跳动得以被筛分。 特点：特点：结构简单，无运动部件，体积小，耗电少，振动频率结构简单，无运动部件，体积小，耗电少，振动频率高达高达3000次次/min，振幅：，振幅：24mm。 图图511电振筛结构图电振筛结构图 图图512电振筛工作原理图电振筛工作原理图 (4)概率筛工作原理：概率筛的工作原理与惯用的振动筛完全不同，它利用大筛孔、多层筛面、大倾斜角的原理进行筛分，大大减小了难筛临界粒度以及筛上搭桥等现象。概率筛的筛分粒度远小于筛孔尺寸，原因是筛面倾角大，有

17、效筛孔尺寸小于实际筛孔尺寸，概率筛利用筛面的不同倾角其筛孔的投影面积不同，而使大小不同的颗粒通过筛孔的概率不等来进行分级。特点：筛丝直径较大，强度大，寿命长；筛孔大不易堵塞，因而单位面积的筛分能力高；筛分粘湿物料时，筛分效率也是比一般筛机高得多；调节灵活度大；结构紧凑，筛箱可全封闭操作，功率消耗及工作噪音都小。5) 振动筛的主要参数振动筛的主要参数1）振动强度振动强度 （或称机械指数）（或称机械指数）2）抛掷指数D3）振动频率4）振动角及振幅5）生产能力生产能力Q 6）功率 1）振动强度）振动强度 （或称机械指数）（或称机械指数）：筛面振动加速度幅筛面振动加速度幅值值A2与重力加速度与重力加速

18、度g之比值之比值表示筛面振动的强烈程度。表示筛面振动的强烈程度。 = A2/g 式中，式中，= n/30，rad/s； n偏心轴转速，偏心轴转速，r/min； A振幅，振幅，m； g重力加速度，重力加速度，m/s2； 振幅振幅A与筛分粒度有关：与筛分粒度有关： A=2 + 0.3d 式中，式中，d物料的粒度，物料的粒度，mm。 细筛时用小振幅高频率；粗筛时用较大振幅和较低频率。细筛时用小振幅高频率；粗筛时用较大振幅和较低频率。 振频和振幅应满足振动振频和振幅应满足振动 强度的要求，一般地，强度的要求，一般地， =46。 不同激振方式的振幅和振频的变动范围不同激振方式的振幅和振频的变动范围 表表

19、51激振方式激振方式单振幅（单振幅（mm）振动频率（次振动频率（次/min）电磁振动电磁振动1.5315000.513000惯性振动惯性振动1107001800弹性连杆振动弹性连杆振动3304001000振动强度与较佳振动方向角的关系振动强度与较佳振动方向角的关系 表表52振动强度振动强度234567较佳振动方较佳振动方向角向角4005003004002603602203202003001802802）抛掷指数）抛掷指数D 表征振动筛抛掷物料能力的特征指数表征振动筛抛掷物料能力的特征指数。抛抛掷指数的物理意义：掷指数的物理意义：振动筛面加速度幅值和重力加速度的振动筛面加速度幅值和重力加速度的筛

20、面法向分量的比值。筛面法向分量的比值。 D=A2sin/gcos= sin/cos 图图513振动筛的安装角和方向角振动筛的安装角和方向角筛面安装角；筛面安装角；方向角；方向角；y筛面法向；筛面法向；s筛面振动方向筛面振动方向 振动筛的抛掷指数振动筛的抛掷指数D依据所处理的物料的依据所处理的物料的性质而定。性质而定。对于难筛物料，通对于难筛物料，通常取常取D=35；对于易筛分的物料，对于易筛分的物料，D=2.53.3。3）振动频率如右图所示，筛面上任意一如右图所示，筛面上任意一点的运动方程式为：点的运动方程式为：式中式中 筛面振幅筛面振幅 圆周运动的角速度圆周运动的角速度 t振动时间振动时间则

21、筛面运动某一时刻的则筛面运动某一时刻的速度、加速速度、加速度度分别为：分别为： costy= sinxt 22sin,coscos,sinxt ytxt yt costy=sinxt 颗粒顺着筛面：颗粒顺着筛面：颗粒逆着筛面：颗粒逆着筛面：颗粒在筛面抛起：颗粒在筛面抛起：式中式中 Fx、Fy在筛面方向上和垂直于筛面的方向上颗粒的惯性在筛面方向上和垂直于筛面的方向上颗粒的惯性力力 Ff筛面的摩擦力筛面的摩擦力 G颗粒质量颗粒质量因为：因为： 式中式中m1颗粒质量颗粒质量 f颗粒与筛面之间的摩擦系数颗粒与筛面之间的摩擦系数 筛面倾斜角筛面倾斜角将将Fx、Fy、Ff代入上面式子，由于代入上面式子，由

22、于=(n)/30; n为筛面每分钟振为筛面每分钟振动次数，则依次可得到动次数，则依次可得到颗粒顺着筛面、逆着筛面及在筛面上抛起颗粒顺着筛面、逆着筛面及在筛面上抛起筛面最小振动次数：筛面最小振动次数：sinFsincosxfxfyGFFFGFG21121121cossincoscossinxyfyFm xmtFm ymtFf GFf Gmt 目前工厂使用的振动筛的工作转数大多都超过第三转速 选定抛扔强度KV和振幅后按下式做：对于单轴振动筛：对于双轴和共振筛：式中KV抛扔强度 振动方向 筛面倾角 振幅123m i nm i nm i ns i ns i nc o snnnco s4 5 5 4nc

23、 o s9 5 0c o s9 5 0s inVVKnKn单轴振动筛一般取值KV=33.5 ;则对应振动频率为8001200min-1双轴振动筛一般取值KV=2.23 ;则对应振动频率为700900min-1共振筛一般取值KV=23.3 ;则对应振动频率为400800min-1 （4）振动角及振幅1）筛面倾角）筛面倾角 筛面倾角影响筛分能力和筛分效率。当筛机其筛面倾角影响筛分能力和筛分效率。当筛机其他参数确定后，筛面倾角越大，筛分能力越大，但筛分效率他参数确定后，筛面倾角越大，筛分能力越大，但筛分效率降低。降低。 圆形轨迹振动筛的筛面倾角取圆形轨迹振动筛的筛面倾角取15。25。用于破碎车间时。

24、用于破碎车间时=20。；对于潮湿物料的筛分取大值，偏心振动筛取；对于潮湿物料的筛分取大值，偏心振动筛取=20。 直线轨迹振动筛及共振筛取直线轨迹振动筛及共振筛取=0。8。特殊情况下，可取。特殊情况下，可取负值，即筛面沿物料运动方向略微上倾，上倾角负值，即筛面沿物料运动方向略微上倾，上倾角2。用于。用于脱水时，取脱水时，取=-5。0。2)振动方向角振动方向角 双轴振动筛或共振筛一般接近水双轴振动筛或共振筛一般接近水平安装，振动方向角大，物料抛掷高，筛分效平安装，振动方向角大，物料抛掷高，筛分效率高，适用于难筛物料；振动方向角小，物料率高，适用于难筛物料；振动方向角小，物料运动速度快，生产能力高，

25、适用于易筛物料。运动速度快，生产能力高，适用于易筛物料。振动方向角一般取振动方向角一般取3065。3) 振幅振幅 振动筛的振幅一般在振动筛的振幅一般在28mm之间。当筛之间。当筛孔较小或用于脱水时，取小值；当筛孔较大时，孔较小或用于脱水时，取小值；当筛孔较大时，取大值。取大值。（5）生产能力Q 根据喂料量计算生产能力：Q=qAsK1K2K3K4K5 t/h式中q单位筛面面积的生产能力（m3m2h）见表 A筛面面积（m2） s物料的堆积密度（t/m3） K1、K2、K3、K4、K5修正系数 见表根据筛下产品量计算生产能力： Q=qAK1KKsKKKw t/h式中q单位筛面面积的生产能力，等于12

26、-16中的q1值乘以9.82K1细粒影响系数，见表K筛分效率影响系数，见表Ks筛孔形状系数，见表K多层筛面的筛面位置系数，最上层为1，中间层为0.9，最下层0.8。K有效面积修正系数。见表Kw有喷水的湿法筛分系数，见表。6）功率）功率惯性振动筛工作时的功率消耗包括振动体的动能损耗及轴承内的摩擦损耗两部分动能损耗消耗功率动能损耗消耗功率：式中m激振器偏心重质量（kg） r偏心重的重心与转动中心的距离（m） M筛的震动部分质量（kg） n振动次数（r/min）2 3 281.74 10m n rMm 在轴承中的摩擦损耗在轴承中的摩擦损耗：式中m0激振器偏心重的质量（kg） f轴承中的摩擦系数，滚柱轴承为0.00250.01，滚珠轴承为0.0010.004. d轴承直径（m）因此惯性振动筛的功率为因此惯性振动筛的功率为：式中为传动功率30281.72 10fm rn dN 12NNN