郭庄煤业选煤厂振动筛筛选形式的优化研究

崔 丹

（山西潞安郭庄煤业有限责任公司，山西 长治 046100）

振动筛是用于物料筛分的一种重要设备，其利用振动电机激振的原理，使物料在筛面上被抛起，同时向前作直线运动加以合理匹配的筛网从而达到筛分的目的[1]。振动筛在工作的过程中不同的筛分运动形式会产生不同的筛分作用效果，直接影响筛分物料在振动筛上的分散程度，进而导致物料筛分时出现不同的透筛和分层，是决定振动筛分效果的核心。郭庄煤业选煤厂所使用的振动筛在进行物料筛分过程中采用的是一振一动的物料筛分方式，在实际应用过程中存在着可靠性差、筛分效率低下、物料筛分率低的难题，严重影响了物料筛分效果和经济性[2]。本文在对前人研究成果进行深入研究的基础上，提出了四移动二转动、四转动一移动、三移动一摆动三种运动形式，对其各种的筛分效果进行了分析，结果表明三移动一摆动的振动筛分方式对物料的综合分散度最高，稳定性好，目前在郭庄煤业选煤厂已得到了全面推广，取得了极好的经济效益。

1 不同筛选形式的分散性试验

为了对不同筛分形式下的振动筛分效果进行分析，本文首先以玉米粒为筛分原料[3]。选择多种类型、大小不一的玉米颗粒，对各种大小的颗粒数量进行记录；将玉米颗粒放置到振动筛上，分别以四移动二转动、四转动一移动、三移动一摆动三种运动形式对其进行筛分处理[4]；利用高速摄像机等对筛分过程进行检测，利用摄像机对筛分时玉米颗粒群组的分布情况进行记录，并根据记录结果对不同方向上的运行速度进行监测。在不同的振动筛分形式下，玉米颗粒在x轴方向上和y轴方向上的速度变化如图1所示。

由图1（a）可知，采用不同的振动筛选形式的情况下，玉米颗粒在振动筛x轴方向上的运动速度均呈现周期性变化趋势，当振动稳定后约0.15s玉米颗粒的运动速度均为正值，因此表明各颗粒均往筛分侧运动。当采用四移动二转动振动形式时，其运行速度的变化范围在-0.5m/s～ 1.0m/s；当采用四转动一移动振动形式时，其运行速度的变化范围在-1.0m/s～ 1.9m/s；当采用三移动一摆动振动形式时，其运行速度的变化范围在-0.5m/s～ 2.9m/s。由此可知，三移动一摆动筛选形式下，颗粒的速度变化范围最大，表示在该工况下能显著增加颗粒与筛板的碰撞时间和碰撞力，增加了颗粒筛分速度和筛分的可靠性。

图1 不同筛选形式下的振动速度变化曲线

由图1（b）可知，采用不同的振动筛选形式的情况下，当采用四移动二转动振动形式时，其运行速度的变化范围在-0.5m/s～ 1.1m/s；当采用四转动一移动振动形式时，其运行速度的变化范围在-0.3m/s～ 1.5m/s；当采用三移动一摆动振动形式时，其运行速度的变化范围在-3.1m/s～ 2.8m/s。由此可知，三移动一摆动筛选形式下，颗粒的速度变化范围最大，表示在该工况下能显著增加颗粒与筛板的碰撞时间和碰撞力，增加了颗粒筛分速度和筛分的可靠性。

2 三移动一振动筛分形式的应用

为了对优化后的筛分方案的实际应用效果进行研究，本文以郭庄煤业选煤厂振动筛为验证对象，对其进行升级改造，使其运行方式满足三移动一振动的筛分形式。设置筛板的筛选面的长度为1140mm，宽度为900mm，筛盘的安装角为2.4°，筛盘的抖动板和筛面的最大距离为120mm。按正常筛分流程对煤炭进行筛分作业，不同时间段内筛盘上的筛分效果如图2所示。

图2 不同时间段筛盘上的筛分效果

由实际验证结果可知，采用三振动一移动的筛分方案的情况下，对物料进行筛分时体积较小的物料首先会产生大幅度的振动情况，当振动开始0.9s时即产生明显的透筛现象，当振动开始1.5s后小体积的物料基本透筛完毕，整个振动筛选过程仅约1.8s即可全部完成，且透筛效果显著。在实际验证过程中物料筛分效率和分散度如图3所示。

图3 三振动一移动筛分方式下的筛分效率和分散度

由实际验证结果可知，筛分时间越长振动筛对物料的筛分效率和分散度越大。筛分效率最大为83%，比传统筛分方式的62%的筛分效率提升了约25.3%；其工作时的分散度约为49mm，比传统的31mm，提升了约36.7%。三振动一移动的筛分方案显著地提升了振动筛工作时的工作效率和可靠性。

3 结论

针对郭庄煤业选煤厂振动筛在工作过程中所存在的振动筛分方式可靠性差、筛分效率低下、物料筛分率低的难题，本文提出了四移动二转动、四转动一移动、三移动一摆动三种振动形式，对三种振动下的筛分特性进行了分析，同时利用振动筛对其实际筛分效果进行了研究，结果表明：

（1）三移动一摆动筛选形式下，颗粒的速度变化范围最大，表示在该工况下能显著增加颗粒与筛板的碰撞时间和碰撞力，增加了颗粒筛分速度和筛分的可靠性，具有最佳的筛分效果。

（2）采用三振动一移动的筛分方案的情况下，对物料进行筛分时体积较小的物料首先会产生大幅度的振动情况，当振动开始0.9s时即产生明显的透筛现象，当振动开始1.5s后小体积的物料基本透筛完毕，整个振动筛选过程仅约1.8s即可全部完成，且透筛效果显著。

（3）筛分时间越长振动筛对物料的筛分效率和分散度越大，筛分效率提升了约25.3%，其工作时的分散度提升了约36.7%，显著地提升了振动筛工作时的工作效率和可靠性。