保证高方筛筛理效果稳定性几个关键要素分析

徐桂清

(中粮工程装备（张家口）有限公司，河北 张家口 076250)

高方筛是面粉厂中主要的筛理设备，筛理的目的是对制粉过程中的中间产品混合物按照颗粒大小进行分级。对磨下物料及时筛出面粉并按粒度分级，降低后续设备负荷，提高产量，减少动耗，可极大地提高磨粉机的研磨效率。高方筛主要特点是筛理面积大，分级种类多。小麦制粉过程中的面粉质量、出粉率等指标都与高方筛的筛理效率的高低密不可分。高方筛的整体性能、质量稳定性对小麦制粉有着极其重要的作用。

1 工作原理

高方筛内置电机通过皮带传动带动主轴及平衡块转动并使悬吊于大梁上的高方筛整体做平面圆周运动，每台高方筛由4仓或6仓或8仓等多个筛箱组成筛体，每个筛箱内垂直放置多层结构不同的筛格，不同配置的筛格可使被筛物料形成不同的筛理路线（筛路工艺），在筛体运动时筛格上的被筛物因筛面运动、来料不断推动等综合作用而产生相对筛面的螺旋线运动轨迹，使物料充分自动分级和接触筛面而提高筛理效率，从而达到分级和筛理的目的。被筛物通过的筛理路线和筛面格目数不同，筛理后得到的物料质量、细度、品种及各个品种的数量不尽相同，其出料位置及物料在制粉过程中的去向也不相同。高方筛在筛理过程中原则上要求运转平稳，回转直径在设计值的范围内、物料间互不窜漏，达到最佳分级效果。

2 高方筛结构设计的合理性

高方筛的主要结构见图1。

高方筛结构由筛箱、传动机构、筛格、进料机构、吊挂大梁、吊挂装置及筛格压紧机构等组成。

2.1 筛箱和传动机架的结构设计

目前市场上应用的高方筛的筛箱和传动机架主要采用钢板折弯形式，联接方式以螺栓联接为主、焊接为辅，焊接后要最大限度地消除焊接应力，杜绝焊缝开裂，提高筛箱和传动架的使用寿命。传动钢架与轴承座加强板间采用铰制孔螺栓连接 （如图2），提高传动机构装配精度，传动钢架整体切割折弯成型，保证传动架强度。

图2 轴承座加强板和铰制孔螺栓联接

筛箱底板设置加强筋提高强度，防止筛箱与传动架连接部位出现裂缝；有国外厂家推出顶板和底板整体铸造而成，铸钢的综合性能在震动运动的状态中有一定的优势，因为它的屈服强度要高些，但铸造技术工艺要求较高，铸造工艺有一定的局限性，有最小厚度的局限、拔模斜度要求以及会产生许多的铸造缺陷如气孔、砂眼、密度不均等，这是其不能推广的主要原因。目前随着大型激光切割机和数控折弯机的普及应用、焊接机器手的普及、柔性工装的应用以及优质钢板质量的稳定，板材仍是目前高方筛制作材料的首选。

2.2 三簧夹心结构设计

高方筛的传动轴以一定的转速转动时承受一定的交变载荷，上轴承要承受主要的轴向力，下轴承上端的三簧夹心结构能均衡上下轴承间的轴向受力，下轴承分担上轴承一部分的轴向力可延长上轴承的使用寿命，上轴承及轴承座的损坏主要原因是承受了过大的交变载荷造成的，三簧夹心结构（如图3）的每组弹簧均做压力试验，保证每组弹簧弹性系数相同，使高方筛运转起来轴承垂直方向受力均匀。

图3 三簧夹心结构图

2.3 关键点的结构设计

为保证电机轴端和主轴轴承间良好的密封性，电机传动轮和主轴传动轮均采用独特的迷宫式密封和密封圈密封的双重保护。为方便皮带张紧调节和电机维修，此部分设计为电机整体移位及拆装，可从上方拆出，单人即可完成电机更换与检修。

3 加工设备和工装工艺制作精度保证

3.1 筛箱的焊接工艺

箱体框架由上下底板、左右侧板、中隔板、盆钢以及加强筋板以最合理的工艺方式焊接而成，它的尺寸要求精准，是筛格良好安装的基础，也是筛门能够压紧筛格的关键。

图4 筛箱外形图

每个筛体的对角线误差要控制在2 mm之内，每仓的尺寸长宽高对角控制在0.5 mm之内，垂直和水平方向都通过专业的检测仪器进行检测使其符合图纸技术要求。高质量、高精度要求都是通过合适的特制的柔性工装和机器手焊接来保证的（如图5）。

图5 焊接筛箱柔性工装

3.2 传动架加工设备的保证

传动机架上下安装轴承座孔位置的良好加工精度（形状和位置公差）是实现上下轴承座在传动钢架上能够互换的前提，同时两轴承座端面的平行度和同心度保证高方筛运转起来使主轴具有更好的垂直性。上述质量最好的保证来自加工母机的高精度，定梁龙门加工中心一次装夹完成铣与镗的转换加工工序，保证整体传动机架的加工工序一次装卡完成，关键部件精度的提高必须依靠精良加工设备来保证。

3.3 表面处理工艺保证

所有结构件焊后全部双面喷砂处理，消除焊接应力，增加设备使用寿命，盆钢内外喷涂防锈漆，防止筛箱立柱内部锈蚀。涂装工艺流程：表面处理、酸洗磷化、底漆、批灰到面漆都有一套完整的实施和检验规程来保证面漆的附着力。

4 材料保证

零部件的原材料是制作整个设备的基础，是设备能够使用长久的保障，传动机架和筛箱均采用优质上海宝钢特殊酸洗汽车大梁合金板，保证综合机械性能；轴承座采用QT450球墨铸铁，提高硬度和强度及使用寿命；轴承采用最好的SKF调心轴承，各联接件优选国内高质量标准件，在用螺栓联接时严格按照预紧力矩值的要求进行紧固。

5 筛路与筛格

筛路是为完成小麦制粉各系统筛理任务而形成的不同数量、不同筛理路线的筛格排列组合体，是制粉流程的重要环节，目前国内的等级粉筛路有23种，筛格形式有顶格、筛格、填充格、筛底格；制粉工艺师会根据用户的需求设计不同的工艺筛路图，设备制造厂根据工艺筛路图加工筛格。

筛格：按结构形式可分为有托网筛格和无托网筛格。

有托网筛格筛面格选用优质椴木制作而成，其下部带有钢丝托网，筛面和钢丝托网之间有清理块，筛面格下的筛格承料板上有推料块，这样清理快和推料块自然分开。无拖网筛格有两种装配形式：镶嵌式和叠加式;无托网筛格的铝合金筛面格也有两种加工工艺：铝合金整体压铸而成和用铝合金条焊接而成，筛格的筛框采用双面贴塑多层板，外皮厚度0.8mm，防潮性能好，强度高 ，底板为0.6 mm不锈钢板，平整度高，干净卫生；其特点为筛理面积大，使用寿命长。筛面格与筛格有止口设计，密封严密，防止筛面格上物料由筛面格与筛格间隙进入筛面格下，影响筛理效果，铝合金筛面格和筛格有止口镶嵌式的效果会更好些。

6 安装调试与保养

6.1 安装

安装高方筛要注意按照设备厂家提供的说明书要求按顺序安装，保证一定的安装高度，悬吊的几个不同吊挂点要绝对水平和牢固，利用水平仪确定传动轴是否在垂直状态，玻璃钢吊杆承受拉力，用带刻度的扭力扳手按预紧力矩值紧固吊杆螺栓，钢丝绳应处于微松弛状态（起到保险作用）。按说明书要求做好调试前的一切准备，启动高方筛直到达到额定转速，划圆器划出高方筛的回转直径，与标准值（φ63～φ65）对比，若有出入可通过调节配重平衡铁块与主轴的距离值来调节筛体的回转直径，也可以变更电机皮带轮直径来微调主轴转速，最终达到最佳筛理状态。

6.2 维护保养

设备的正确使用和保养也是至关重要的：操作人员必须了解高方筛的基本要求和性能，如高方筛在没有完全静止之前，不允许再次启动，不允许用外力迫使高方筛静止，不允许开门运行以及日常维护、检修或清理等。现场操作人员正确理解筛路，市场上常用的筛路已经很成熟了，但现实中还有很多不确定因素存在，如原料的变化、温度的变化、粉质的要求等，应根据现场运行状况不断更新和合理调整筛路，达到最佳指标为止。

7 结语

高方筛的使用效果是保证小麦制粉中面粉质量的关键之一，高方筛运转要平稳，筛理效果要好，不窜粉、不漏粉、筛箱隔温效果好，不得出现板材开裂和焊接联接件断裂现象；设备密封好，卫生干净，接触物料的材质为食品级，设备清理维修方便等。设备内在品质的保证最为关键，在设计合理的前提下要求零部件材料质量、关键标准件的质量以及加工设备母机精度都必须得到保证，工艺工装经验的积累也是生产高端品牌产品的有力保证。

制粉设备不断地提升改进推动着制粉行业的发展。高方筛的发展方向有几个方面：①筛格：食品级复合材料的应用；②框架：接触物料由食品级不锈钢和铝合金材料构成；③传动：直联转矩电机驱动的应用有利于提高传动性能和能量转换效率，与传统电机驱动相比可降低20%～30%的能耗，省去了皮带传动机构，减少了零件数量，同时提高了机器的可靠性，降低了维修成本；④智能：轴承自动加油润滑，自动检测回转直径等。