2010第四届焦化年会论文集 (76)

2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 320 焦炭 振 动 筛 存在 问题分析与 改进 郭瑞勇 李新美 赵立方 贾印贵 王思杰 裴红娜 闫长春 李振波 （唐山建龙实业有限公司焦化厂 ， 064200） 【 摘 要 】 本 文 介绍了 焦炭 大振动筛的 构成情况 ，对 其 参数进行了统计和分析，对影响大振动筛 振动问题 的各种 因素 进行了分析研究，并 对激振力调节 、 计算 以及与 振幅之间的联系做了详细的计算分析， 针对各问题点 进行 有效的改 进 ，通过实践检验，具有一定的实施性和 效果 。 【 关键词 】 焦炭 振动筛 激振力 振幅 成及 工作原理 我厂 焦炭筛分 使用的 是 动筛，其全称为阶梯马蹄孔台车振动筛，由 4台振动电机作激振源，采用动力源与激振器合二为一的方式，有同步轴的 2台振动电机为一组共分 2组，主要由筛体、电机推力板、筛板、减振弹簧、接料大斗、高矮支座、台车行走装置、台车座、振动电机 、电机同步轴等部分组成。 主要工艺参数见表 1。 表 1 振动筛的工艺参数 型号 筛板面积 筛面层 数 筛孔尺 寸 入料粒度 理论入筛 投 量 电机功 率 振动频率 双振幅 6005 2520000m3/h 22 4 970： 20 ，激振 角 =50 。 动筛处理量为 250 300t/h。 振动筛筛体 的运动轨迹为直线或接近直线， 并且 有两个轴，所以又称双轴 直线 振动筛 或直线 振动筛。动筛工作时，两电机同步反向旋转使激振器产生反向激振力，迫使筛体带动筛 板 做纵向运动，并 使其上的物料受激振力而周期性向前抛出一个射程，从而完成物料筛分作业。 在问题 动过大 大振筛后背板、侧板及大梁容易出现裂纹 开焊，筛板固定螺栓及振动电机地角螺栓容易松动，进一步导致振动过大，形成恶性循环，降低设备使用寿命。振动过大会导致振动电机的轴承在运转中动负荷超过额定值而温度升高寿命降低，增加设备的维护量及维护费用，并且会导致振幅超出允许范围，致使物料在筛分抛掷运动中，脱离筛板范围，洒落到地面上，增大卫生清理难度。 振动筛振动过大的主要原因有：激振力调节过大、连接及紧固螺栓松动、筛板 与 筛体有开焊及断裂 、弹 簧有损坏、 电机轴承损害等原因造成。 动过小 处理能力低，筛分效果较差，产量达不到要求，筛板容易堵塞。主要原因是振 动电机激振力调节较小，小振幅无法满足要求所致。 向 振动大 ，振幅较小 其主要表现为振动筛在 运行 过程中，出现横向摆动（有时甚至导致振动筛会出现较小范围的位移变化），使人误认为振动正常的假象，但在纵向范围内，振幅较小，也容易出现筛板堵塞的现象，影响筛分效果。其主要原因有：弹簧受力不均、 4台振动电机同向运转、 4台振动电机中有的不工作或单相运行，4 台振动电机的激振力或偏心块夹角不一致。 2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国 焦化技术及生产年会 321 动时噪音较大 其主要表现为振动筛在运转过程中，振动正常，但噪音较大，其主要原因有：振动电机底座螺栓松动或断裂， 筛板固定螺栓松动，筛体有局部断裂或紧固件松动现象，振动电机内部零件松动，轴承磨损等。 机温度高或电流大 此种情况的出现往往标示着振动电机的故障，可能出现振动电机温度升高或电流大的原因主要有：轴承发热、轴承损坏或缺油、负荷过大、振动电机单台工作，振动电机本身故障等，应根据具体情况给予解决。 动时物料不前进或积堆 其主要原因有： 4台电机的转向相同，筛板的固定螺栓断裂等原因。 针对以上问题，可以采取以下措施进行进解决，效果明显 ， 详见下表 ： 表 2 存在问题分析及主要措施 表 序号 存在问题 问题分析 采取措施 1 振动筛振动过大 1、筛板、筛体有开焊、断裂现象 2、 紧 固螺栓或连接螺栓松动或断裂 3、主减振弹簧或二次振弹簧有断裂或严重变形的 4、振动电机轴承磨损或损坏 5、激振力调节过大 1、检查筛板筛体是否有开焊断裂现象，进行处理 。 2、把 原 振动电机 使用的 地脚螺栓 190 的 螺距由 4成 2少松动的可能性，并每周对其紧固一次。 3、检查弹簧，如有变形或断裂的进行更换。 4、定期对振动电机轴承进行加油检查（ 3 个月），发现问题及时处理。 5、激振力调节 适当 。 2 振动筛振动过小筛板容易堵塞 激振力调节过小，无法满足正常生产要求 激振力调节 适当 3 振动筛横向振动大，振幅较小 1、弹簧受力不均 2、 4 台振动电机同向运转 3、 4 台振动电机其中有的不工作或单相运行 4、 4 台振动电机的激振力或偏心块夹角不一致 1、测量弹簧伸缩长度，检查变形情况，调整各弹簧使其压缩量一致或更换。 2、调整任意一组 2 台振动电机两相电源。 3、检查处理不工作的振动电机。 4、调整偏心块的相位及夹角，使其一致。 4 振动筛噪音较大 1、振动电机底座螺栓松动或断裂，筛板固定螺栓及其它紧固件松 动。 2、筛体有局部裂纹或断裂现象。 3、振动电机内部零件松动，轴承磨损等 1、检查各紧固件，紧固或更换。 2、检查筛体是否有开焊进行处理。 3、轴承加油，或检修电机。 5 振动电机温度高或电流大 1、 轴承损坏或缺油、 2、 激振力调节过大，使振动电机内轴承在运转过程中的动负荷超过轴承的额定动负荷。 3、 负荷过大 。 4、 振动电机单台工作，振动电机本身故障等， 1、 检查轴承加油或更换。 2、 调节激振力大小，使其在允许范围内工作。 3、 减少振动筛的处理量。 4、 检查振动电机进行处理。 6 振动时物料不前 1、 4 台电机的转向相同，无法 产生正常 1、 调整振动电机的转向。 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 322 进或积堆 的激振力（具体分析见下文）。 2、筛板的固定螺栓断裂等原因。 2、 检查筛板固定螺栓进行紧固。 动筛在运转过程中的力学分析 图 1为 线振动筛的结构示意图。图中双轴激振器安装在筛 体 上，依靠激振器，实际上是由两个不平衡 偏心块 组合而成。因此，当两 组 激振器 在 两根轴同步异向回转时，在各瞬时位置上，两根轴上不平衡重所产生的离心惯性力，沿 沿 如图 2振动筛运转的力学分析， 从而形成了单一的沿 力，依靠此力驱动筛箱做直线往复振动。如图 3所示，当双不平衡重量运转到图 右侧两图 位置时，其离心力完全叠加，激振力最大；在转到图左侧 两图 位置时，其离心力完全抵消，激振力为零。直线振动筛一般是远离共振区工作的，这时筛 体 振动的方向和激振力的方向相反，筛箱斜向振动时，物料被斜向抛起后又落下， 从而形成了 筛分 的整个过程 。 旋 向图 1 振动筛结构示意图 图 2 振动筛运转过程的力学分析 动 电机的调节 、危害及 注意事项 。 振动电机由特制电机外加激振重块 （即偏心块） 组成当电机通电旋转时激振块产生激振力，通过电机底脚或法兰盘传递 给振动筛 。振动电机采用四块扇形偏心块作激振块，调节同轴端两块偏心块的夹角，可以从零至最大调节 到振动筛所需 的激振力； 2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国 焦化技术及生产年会 323 图 3 振动电机偏心块的调整 调整偏心块 （图 3） 时， 调整两个偏心块的夹角，即可调整激振力的大小， 从而实现不同的需求振幅。 若 激振力过大，容易使振动筛本体及零部件开焊断裂，降低使用寿命，容易使振动电 机轴承产生的动负荷大于或接近轴承的额定动负荷，提前报废损坏，加大了备件消耗及生产成本，并且对正常生产产生了隐患。 同时，在调整偏心块时若 把两端偏心块的方向调反 或产生一定的相位差 ， 会 使振动电机产生一个空间扭矩，使振动电机在非正常状态下工作，进而引起烧毁。因此调整偏心块时，一定要注意其对称性，即两端偏心块要两两对应，或者说是两端偏心块的重心连接线要与转轴平行，不能成异面状态。 动筛 激振力的调节 、 测量 与 计算 大激振力的计算 表 3 最大激振力的计算 最大激振力 备注 说明 r2 =23 4 4/268137N 振力（ N） 当 可调偏心块和固定偏心块之间的夹角为 0 度时 ，为振动电机的 最大 激振力 G：偏心块质量 直线双轴振动筛共有 4 台振动电机，每台振动电机 4个偏心块，每个偏心块重 23Kg g：重力加速度 9.8 r：偏心块质心与回转轴中心 的距离 根据 重心坐标计算公式：若已知三角形 （振动电机偏心块可近似视为三角形） 三顶点坐标为 A（ B（ C（ 其重心坐标为 X=1/3（ 2+ Y=1/3（ 2+，见图 6 重心计算表 可计算为重心（ 0， 则 r= ：电机旋转角频率 2n/60 =2 970/60=n 振动电机振次 970r/010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 324 重心图 4 偏心块重心的计算 振重量的计算 表 4 参振重量的计算 振幅计算公式 备注 说明 S N/100)2 振力（ N） 最大激振力 68137N G： 参振重量 需计算 N： 转速 N= 970r/： 双振幅（ 依据资料查询 S=8： 8=970/100) 2 268137/ G 得： 参振重量 G=12439 ： 们根据最大激振力时振幅最大的理论计算参振重量 。 幅 范围计算与 调节 根据使用说明书， 工作双振幅在 振动效果最佳 。据此，我们需计算出振幅在此范围内偏心块的夹角（因夹角在实际工作中不易测量，通常需测量夹角所对应的弦长）进行调节。 幅在 心块 的调节 计算 根据振幅计算公式 ： S N/100)2 振幅为 970/100) 2 12439 所需激振力 ： 91042N 根据激振力计算公式 ： r2 =23 4 4/r 91042N 计算 偏心块质心与回转轴 中心 的距离 ： r=用 图 计算 弦长 距离为 如图 7 所示： 计算弦长尺寸测量弦长尺寸图 5 振幅为 ，偏心块的调节 2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国 焦化技术及生产年会 325 幅在 心块 的调节 计算 根据振幅计算公式 ： S N/100)2 振幅为 970/100) 2 12439 所需激振力 ： 41316N 根据激振力计算公 r2 =23 4 4/r 41316N 计算 偏心块质心与回转轴 中心 的距离 ： r=用 图计算弦长距离为 图 8 所示： 计算弦长尺寸测量弦长尺寸图 6 振幅为 ，偏心块的调节 综上计算得出结论，我们在进行振动筛激振力调节时，保证测量弦长的尺寸范围在 且数值越小，激振力越大。 通过分析调整，我们得出 激振力调节与振动电机轴承更换之间的联系 如下表： 表 5 振动电机轴承更换与激振力调整之间的关系 注： 价： 247元 /套 ，改善前： 12 247=6669元 /年；改善后： 12 247= /年；年效益： 5690元 /年 。 2、在 4月份前，我们激振力调整弦长为 180经过分析，振动稍大，因没有数据分析，我们在 5 月份对大激振力测量弦长调为 182效果有所改善，后经过我们 活动的开展，经过计算，弦长为 182，振幅略大，后根据计算结果，我们把弦长调整为 190动电机的轴承使用寿命大为改观。 通过 表 7振动电机轴承的 更换，我们可以发现，振动电机轴承的损坏更换数量随激振力的减小，其更换数量明显下降，提高了振动筛的运行稳定性，节约了生产成本。 所以说振动筛振动越大，振动电机轴承的动负荷越大，当轴承动负荷接近甚至超过轴承的额定动负荷时，轴承的使用寿命将会大大降低，所以必须保证振动筛振幅在允许范围内。 通过 对焦炭振动筛存在问题的 分析与改进， 有效的提高了设备运行的稳定性，保证了生产的稳定，不仅彻底杜绝和消除振动筛的非正常运转状态，减少备件