筛子设计 要点

1、一、 设计筛子所需的原始数据1. 筛子的用途：筛何种物料；筛原煤还是筛洗过的煤；是分级还是脱水、脱介、脱泥；是筛干料还是筛湿料(水分含量是多少)。 2. 要求的筛子尺寸和筛型：筛面宽度B和长度L； 是圆振筛(Yk)、等厚筛(ZDS)、直线筛(ZKB)、高频筛(GPS)、大粒度分级筛(DFS)、粉料筛(SF)、弧型筛(YHS或UHM)中的哪种筛。 3. 入料最大粒度。 4. 筛孔尺寸(上层、下层)，用户指定用哪种筛网及其固定方式。 5. 处理量t/h。 6. 安装形式：座式或吊式；电机是左安装或右安装。 7. 安装空间尺寸有何限制，与其他设备的衔接要求。 8. 其他特殊要求：筛面倾角、激振器用何

2、种轴承、筛子外观涂料颜色等。二、 筛子的选型和总体尺寸的确定、圆振筛（图1） 圆振筛也叫单轴筛(YK型)，用于煤的准备筛分和最终筛分(分级),广泛用于25mm以上的粗粒级筛分，一般多用于处理能力100t/h以下的场合。图1 圆振筛1L、B分别为筛面的有效长度和宽度，筛子面积与其用途所筛物料性质和筛子的处理量有关。关于L、B的匹配可参考有关国家标准。值得注意的是，筛面长度L是指有效筛面长度，它不包括后挡板和出料槽占去的长度。 2. 筛面倾角一般为15°-20°(常用20°±2.5°)。 3. 激振器安装的位置(L4、H5)即筛子质量中心位置，应在

3、筛子总体尺寸确定后,通过计算确定:Xcmixi/mi， Ycmiyi/mi。 在初步设计时可取L41/2 L1(50100mm)，H5由结构和过煤高度h确定，往往比计算值Yc大。4. 筛面至激振器罩子外缘或筛面至离筛面最近的上部管梁之距离h称过煤高度，一般入料最大粒度300mm时，h500mm；入料粒度50mm时，h300mm。 5. H1一般100150mm，有特殊要求时可适当增大；H2由结构确定；(H3H2)为筛面至侧板前端上部高度，一般300mm左右；H4为后端高度，在确定结构尺寸时应考虑到为该筛给料的给料斗高度的特别限制。H6为后挡板高度，筛面距侧板后端上部高度因料层厚度大，一般400

4、mm。 6. 弹簧支座间距L32/3L1，其值越大筛子稳定性越好，无特别要求时可适当增大；L2一般为1/6L1 (即前支座距前端之距离和后支座距后端距离大致相等)；L5为筛子后端至筛箱上部最后一根管梁之距离，一般不小于600650mm。7. B1为两弹簧支座间横向尺寸，它主要取决于弹簧直径和尺寸B5，B5为侧板距弹簧座之间的距离，不小于40mm ,一般取5080mm，筛子越大、越高时取大值。B3由激振器和电机尺寸确定。8. 双层筛面的下筛面距上筛面下的管梁间的净高度一般不小于300400mm。9筛子的基础螺栓由用户自备，尺寸为M20，要求螺栓的露头长度为60mm。、等厚筛（图2） 在结构上是双

5、轴，是直线振动筛，筛面有2-3段倾角，用于煤的准备筛分和最终筛分，其特点是处理能力大(比圆振筛约大60%)、筛分效率高，是处理量在100t/h以上筛分场合的首选设备。 1. 筛面倾角：第一段30°左右，第二段18°左右。 2. L+ L为筛面长度,一般取L=1/3(L+ L)。 3. 筛子前端距质量中心的距离L4(L4、H)的确定方法同前,而在初步设计时可取L4=(0.45-0.47)L，H应由结构确定。4. 振动方向角为45°。其它尺寸的确定方法同圆振筛。、直线振动分级脱水筛(ZKB型、GPS型)（图3） 这种筛都是双轴、直线振动，由于激振力大，筛箱及其上面的物

6、料运动有很大的加速度，所以特别适合于煤炭的脱水、脱介和脱泥，也同时分级。图2 等厚筛图3 直线振动分级脱水筛 1. 直线振动筛脱水效果主要取决于振动频率和物料在筛面上的流动速度，频率越高，脱水效果越好；物料流动速度越慢，脱掉的水分越多；因此，筛缝0.5mm的脱水筛，应选用6级电机驱动的ZKB型直线筛；筛缝0.3mm以下脱水筛宜采用4级电机驱动的GPS型高频筛。2. 筛面倾角一般为°°，采用筛面“”倾角，物料移动速度慢，脱水脱得干净。对于主要用于脱水的直线振动筛 （如煤用脱水筛、重介选的脱介筛等，筛面可采用50° ，其筛面物料运动轨迹为直线或接近直线的扁椭圆；而对于

7、主要用于物料分级的直线振动筛，筛面倾角可采用05°，这时筛面物料运动轨迹为圆或椭圆。 3. 振动方向角一般=30° 65°，难筛物料取大值，使料流速度小些，以提高筛和脱水分效率；易筛物料取小值，一般取为40° 45°（我厂一般取45°）。 4. 筛箱质量中心位置(L4、H)的确定方法同前，而在初步设计时在振动方向角为45°的情况下可取L4=1/3 L+(50100mm)。5. 对于应用广泛的跳汰后的精煤分级脱水，建议选用2ZKB型脱水筛(图4),其第一段筛面为单层，筛孔0.5mm，筛面为负倾角，取长L=2/3L，使物料运动速

8、度较慢，主要脱水。第二段为双层，上层筛孔613mm，下层0.5mm，进行物料的分级和进一步脱水。这种结构的筛子有较高的脱水效果，尤其是更换下层筛面极为方便。6. 双层筛面时，两层筛面间的净过煤高度一般为300400mm。其它尺寸的确定原则同前。图4 2ZKB型 脱水筛 三、振动筛运动参数选择振动强度K、抛射强度Kv是振动筛的两个极其重要的参数，它集中影响着筛子的处理能力筛分效率和作用于筛箱上动载荷大小及对强度要求。一般K= 38，常取36。直线筛Kv为2.54, 圆振筛取35。难筛物料取大值，易筛物料取小值；筛孔小时取大值，筛孔大时取小值。高频筛的K、Kv值都较大，所以在设计时应特别考虑到它的

9、结构强度，尤其是激振器周围侧板的强度。表1 运动参数振幅A(mm)振动频率(r/min)振动方向角( °)筛面倾角( °)振动强度KA2/g抛射强度Kv圆筛k/cos直线筛ksin/cos附注圆振筛3.54960圆周18°20°3.64.13.793.834.34.36荐用于6m2的筛子等厚筛55.573045°一段30°二段18°2.983.282.432.44荐用于6m2的筛子 直线 12m2 脱水筛12m23.5455.596073045°50.54.14.62.983.32.93.252.112.33筛面一

10、律要有挡水板高频筛2.53146045°05.967.164.25粉料筛44.596055°010°4.14.63.363.773.413.83惯性振动给料机3596030°810°3.15.161.572.62四、激振力的选择1振动筛在电机驱动的激振器作用下产生要求的设计参数(如一定振幅和频率)。因此，振动筛和激振器之间的力学关系为：M·A2= m·r2= F式中 M振动筛参振质量，kg；A振幅，m；角频率，为2n/60 1/s；m激振器偏心块的不平衡质量，kg；r偏心块不平衡质量的回转半径，m；F激振器不平衡质量产生的离

11、心力，即激振力，N。A可参考前表确定，Fmr我厂定型生产有五种不同规格的产品（见表2），可供设计时根据不同振动筛的需要选用。值得注意的是，五种激振器的激振力都是按6极电机(2×960)/60 1/S计算的。2参振质量估算M筛面积(m2)(550600kg/m2)·Ks式中 Ks单层筛Ks1，双层筛Ks1.2。参振质量与激振器型号的关系参看表3。表2 J0J4激振器的技术参数、配套电机及应用激振力(F)驱动功率(kW)总成质量(kg)轴 承 型 号应 用 举 例J02.7, 2.93,3.16, 3.4,3220China: 53612T W B: 22312S K F: 2

12、2312cck(60,130,B46)YK1270 (Y132S-6)ZKB1225 (Y132S-6)GPS1025 (Y100L2-4GZK1530 (Y112M-6)GZK2425 (Y132S-6)J14.56,5.44,6.32, 7.2,5.5324China: 53616T W B: 22316S K F: 22316cc/w33 (80,170,B58)YK1235 (Y132M2-6)2ZKB1437 (Y132M2-6) GPS1531 (Y132M-4)GZK3825 (Y132M2-6)J27.5, 8.77,10.04,11.31,11534China: 53620Y

13、T W B: 22320S K F: 22320cc/w33(100,215,B73)YK1848 (Y160L-6)ZDS1848 (Y160L-6)GZK5025 (Y160L-6)J311, 13.5,16, 18.5,15775China: 53624YT W B: 22324S K F: 22324cc/w33(120,260,B86)ZKB2460 (Y180L-6)2ZKB2065 (Y180L-6)ZDS2160 (Y160L-6)J424, 26.5,29,221080China: 42628S K F: NJ2328EC(140,300,B102)2ZKB2460 (Y22

14、5M-8)2ZKB3060 (Y22M-8)SS1740 (Y225M-8)表3 参振质量与激振器型号的关系圆振筛960r/min等厚筛730r/min 参振质量M(kg)激振器型号参振质量M(kg)激振器型号5001000XJ010001200XJ0(2)10001500J115002500J1(2)16002500J230004500J2(2)2600-3500J3 50008000J3(2)800012000J4(2)脱水筛960r/min高频筛1460r/min参振质量M(kg)激振器型号参振质量M(kg)激振器型号1000-1500XJ0(2)1000-2000XJ0(2)1800-

15、3000J1(2)2000-3000J1(2)3500-5000J2(2)3000-5000J2(2)5500-9000J3(2)高频筛为高频低振幅，因此使用时有时去掉一部分偏心质量，以保证振幅不致过大。10000-14000J4(2)按下式计算振幅A： A n F/M式中 F所选激振器的激振力；n激振器的串数，圆振筛 n = 1，直线筛 n = 2;如果振幅A能满足要求，说明所选的激振器合适；如果A或大或小，再重选。在总图设计完成后，应详细计划筛子的参振质量M，并最后验算所选激振器型号和振幅是否合适。五电动机功率确定振动筛电动机功率消耗主要为两部分：参振质量的运动阻力所消耗的功率N和克服激振

16、器中轴承的摩擦阻力所消耗的功率N1，即N(N1+N2)/M·A·n3(A+fd)/×1740480(kW)式中 M筛箱及随筛箱一起振动的各零部件质量和(kg)：MMSKm·MeMS筛箱及其附件的质量，包括侧板管梁出料槽后挡板筛网及其固定装置支撑管梁上弹簧座以及激振器等零部件的质量(kg)；Me筛面上物料的质量(kg)，它等于各层筛面上料层总厚度的质量和，为： MeB·L·hi·（B、L分别为筛面宽度和长度；hi为各层筛面料层总厚度，每层筛面料层厚度可参考表4，为松散物料的密度，煤炭为1t/m3）Km物料与筛面的结合系数，一般

17、为；A振幅(m)； n振动次数，r/min； 阻尼系数，；f轴承摩擦系数，滚动轴承为0.005；d轴承内径(m)； 传动系数，0.95。表4 入料端料层最大厚度参考值 作 业 名 称筛子种类给料层最大厚度(mm)分 级圆振动筛(24)倍筛孔直径脱 介块 煤直线振动筛100末 煤50脱 水末 煤50煤 泥20振动筛在启动时，电动机要克服偏心质量和运动链中所有回转零件以及振动筛参振质量的静转矩，因此要求电动机有较大的启动力矩，应满足下式关系： TqThTiTh式中 TqTh电机参数表中给出；Th电动机额定转矩，Th 9550 Nn（Nm） Ti激振器的静转矩，Tim·r·g(N

18、、m) (m激振器偏心质量之和)。我厂生产的各种激振器的静转矩为：J0-37.3N.M J146.4N.M J2-76N.M J3-110N.M J4-240N.M六振动筛处理能力计算煤用筛子处理量Q：Qq· F· t/h式中 F筛面面积(m2),F=B(m)×L(m)；q单位筛面面积的处理能力，t/m2· h，其数可参考表5。表5： 筛分设备单位面积处理能力名 称筛分种类不同筛孔尺寸(mm)的单位面积处理能力(t/m2.h)10075502513(10)60.50.25YK型单轴惯性振动筛预先筛分10012080906070ZKB型双轴惯性振动筛准备筛

19、分干法准备筛分湿法精煤脱水分级末精煤脱水末精煤脱泥粗煤泥脱水块精煤脱介块中煤脱介块矸石脱介末精煤脱介末中煤脱介末矸石脱介3540202581012141416111210119104581010129108978577822.5231.521.5211.5注：. 在重介质选煤去除矸石的过程中，同时伴随着脱水和脱介；脱介筛分，脱泥筛分属于湿法筛分。等厚筛的处理量为圆振筛处理量的1.6倍。高频筛的处理能力一般为q = 2-3t/m2.h。冶金和建材用的筛子的处理量和弧形筛处理量的计算公式参看“徐州大陆振动机械厂选型手册”上的有关公式。七管梁直径布置间距和侧板厚度1根据筛宽确定所用管梁直径及管梁布置

20、间距，见表6： 横 梁筛框宽度(mm) 管 梁 尺 寸（mm）管 梁 间 距（mm）管 径螺栓1000以下60(6)M16500以下120089(8)5006001500圆108(8,10)550600直线121(8)M201800140(8)5506002000140(10)6006502100159(10)6006502400180(10)3000双通道159(10)500600注：.本厂振动筛一律选用无缝钢管管梁；.高频筛所用管梁直径应提高一个档次。2侧板厚度选择，见表7筛 宽(mm)侧板厚度(mm)材 料圆振筛直线筛800-12008Q235Q235或16Mn1500-20001020

21、00-360012注：.高频筛侧板厚度提高一个档次，所有直线筛的侧板在激振器周围必须加复板(10)；.现在我厂生产的不同类型、宽度的振动筛，一律采用16 mm材料的板材制造，不再加复板，以增加筛箱整体刚度，简化加工工艺；.在施工中，要求侧板表面必须平整，并进行去刺、去污、除杂质处理，以保证与之贴合连接的连接件间的接触面积和足够大的摩擦系数。八、支承弹簧选择支撑振动筛的四个弹簧的作用是减小高频振动的筛箱对基础的动载荷，即减振设计。1.钢制螺旋弹簧筛子由四个支点支承，根据筛子大小，每个支点设置一个或并联23个弹簧。每个弹簧的刚度为：CM/4· N/mm式中 M 筛子参振质量；弹簧压缩量，

22、一般=(6-20)A，中小型筛子(筛面积16m2、筛宽2m时取小值，大型筛子取大值。中小型筛一般为30mm，大型筛为50mm；A为振幅。弹簧刚度算好后，可从表8中选取要求的弹簧尺寸。表8 弹簧尺寸种类 项目T1T2T3T4T5T6丝径d(mm)81216202530中径D(mm)6496128160200240内径D(mm)5684112140175210外径D(mm)72108144180225270节距t(mm)284050556771自由高度H(mm)152224282295385400静压量(mm)203030404050506060705080刚度(N/mm)324864801001

23、204个承重(N)256038405760768010240128001600019200240002800033600432008个承重(N)5120768011520230402048025600320003840048000560006720086400展开长(mm)142121292836351844235301质量(kg)0.561.94.48.616.929.2注：热处理硬度HRC4550；右旋；总圈数为7圈，有效圈数为5圈；材料为60Si2Mn。 2.橡胶圆柱弹簧它与金属螺旋弹簧相比有以下优点：有良好的弹性和足够的强度，使用寿命长；内阻较大，在筛子启动、停车过程中通过共振区时共振

24、振幅小，安全；疲劳失效后不像金属螺旋弹簧会突然断裂而影响生产；噪声低。由于振动筛的振动轨迹为圆或直线，故它所受变形为压缩和剪切。为简化计算，仅按压缩变形计算其压缩刚度。振动筛一般都采用中心带孔的圆柱形弹簧，其刚度C的计算公式为：C(AL×Ea)/h (N/mm)式中 AL(D/2)2-(d/2)2mm2,D、d分别为弹簧外径和中心孔径,mm；Ea橡胶的拉压弹性模量，EaiG3.6(1+1.65S2)G Mpa；G橡胶的剪切弹性模量，G0.117e0.034HSMPaHs橡胶弹簧的邹氏硬度，一般为4070，常用4550；S形状系数，S(Dd)/4h橡胶弹簧的最大变形量h(46)A，对于

25、小型筛h14mm。 橡胶弹簧材料一般用天然橡胶（NR）、氯丁橡胶（CR）、丁腈橡胶制作。工作中橡胶弹簧的压缩变形量在10、剪切变形量在20以内具有线性变形，在较大变形时为非线性变形特性。举例：200×200×40取Hs45、50AL(r22- r12)(1002-202)30159 mm2S(D-d)/4h(200-40)/4×2000.2G0.117e0.034HS0.117e0.034×(45、50)0.540.64 Mpa；Ea3.6(1+1.65S2)G 3.6(1+1.65×0.22) ×0.54(0.64) 2.12.46

26、 MpaC30159×2.1(2.46)/200317371(N/mm)我厂生产的橡胶弹簧的技术性能见表9：表9 橡胶弹簧型 号S120×120×40S140×140×40S170×170×40S200×200×40外径D(mm)120140170200内径d(mm)40404040高度H(mm)120140170200硬度HS4550455045504550刚度C(N/mm)170202207245260308312370适合质量(kg)3007005009008001200110015003.复合弹簧

27、复合弹簧是在金属螺旋弹簧的外面包有橡胶弹簧，是金属弹簧与橡胶弹簧的结合，它具有金属螺旋弹簧和橡胶弹簧的优点。由于在较大变形时有非线性变形特性，故在启动和停车越过共振区时筛子的共振振幅比金属弹簧小，有利于筛子的受力；由于上述原因，更适用于较大振幅的筛子；使用寿命长，噪声小。复合弹簧的结构类型如图5，其技术参数见表10。 表10代 号外 径D(mm)内 径d(mm)螺 距t(mm)最大外径Dmax(mm)允许载荷P(kg)高 度H(mm)刚 度C(kg/mm)E5252251862451203068686838381515808060150120964012

28、08585854545242410310014016012013519080E9090909090343434453030303010810810810826033025020020015015018810015012580E112112603013021022175E1201206840140300118170E1281281288475304514514520026019220075100E135135135135135757575753030303015415415415450042033025026026013023015012520085E15

29、515515580624040177177520760270245150240E188188188868650502202208501400300260220420E21221221221211811811847474724224224287010001200335335335200240285E260260260120120606031031013002000425400235400E310310150753673000400600图5九筛网选择及其固定方法筛面类型及用途1 分级筛筛面：主要有冲孔网焊接网橡胶网聚氨酯网编织网等。编织筛面：用钢丝(最好是弹簧钢丝或不锈钢丝)编织而成。它由专门的

30、筛网厂制作。主要用于入料小于100mm，分级粒度小于50mm的场合。焊接筛面：用圆钢焊接而成，主要用于入料小于300mm，分级粒度大于25mm的场合。等厚筛第一段筛面，用25和16圆钢焊成，第二段用16圆钢焊成。对于大粒度筛(入料粒度300mm)所用筛网，可用70100的圆钢直接焊，在管梁上，沿筛宽方向不布置圆钢，称为棒条筛面。圆钢间距为d300mm。冲孔筛面：由412mm钢板制成，可用于分级粒度大于25mm的场合。其布孔方法为菱形，如图：图两孔边缘净距离S按经验公式估算，S0.9D ,但不小于15mm，太小筛面经不住物料冲击。开孔率按下式计算：AK0.905D2/(S+D)2×10

31、0%，AK一般在50%左右。包胶编织筛面：用途与编织筛网相同。聚氨酯筛板：主要用于硬矿物，开孔率较低，但寿命长，煤炭一般不用。不锈钢焊接筛面：用于给料粒度小于100mm，分级粒度13mm的场合。弹性杆筛网：用于细粒级筛分，给料粒度小于50mm，分级粒度小于13mm。梯流筛板：不堵孔，但分级精度较低。脱水脱介脱泥筛面主要有：不锈钢焊接的条缝筛面聚氨酯筛面。不锈钢焊接（条缝）筛板：它价格较低，使用寿命较短，一般仅为45个月。聚氨酯筛板：价格较贵，开孔率低，使用寿命较长，一般可用年.筛板固定方法大粒度振动筛的筛板实际为圆钢棒，它都是直接焊在管梁上的。用碳钢杆或不锈钢杆焊接而成的筛板，两侧和中部都用形

32、螺栓固定在管梁上（图7a）。当筛宽小于900mm时中部可不再固定形螺栓；当筛宽超过2100mm时，中部再固定两排形螺栓。冲孔筛板聚氨酯筛板和橡胶筛板，两侧用木梁木楔（图7b）固定，中部用形螺栓固定；图编织筛板，在筛箱两侧（图8a）或筛箱前后（图8b）拉紧筛面，采用前后拉紧（图8b）时，中部再用形螺栓加压板固定，其间距为200mm左右。图不锈钢条缝筛板聚氨酯筛板弹性杆筛，两侧用木梁木楔压紧，中部用压条螺栓（图9a）或木梁木楔（图9b）压住。图有的厂家生产的聚氨酯筛板的固定方法如(图10)所示，两侧采用梁楔固定，中部扣压在特殊的轨座上，装拆方便。图10十振动筛设计注意的问题1. 振动器轴承工况恶劣

33、，在轴带动偏心块旋转过程中，内圈作用有恒定的离心力，而外圈随偏心块旋转位置的不同载荷呈脉动循环变化。故载荷大，容易发热。因此，都采用承载能力大径向大游隙的圆柱滚子轴承或调心滚子轴承。. 我国轴承径向游隙共分为组，即组，组为正常游隙，组为较小游隙，较大游隙，振动筛多用级或级（即组或组游隙的级精度）的轴承。表10为我厂激振器所用轴承的径向游隙。激振器轴承与轴轴承室的配合：配合选择的原则是为防止因外圈在轴承室中滑动而发热，外圈与轴承室孔的配合采用过盈配合或过渡配合，而内圈与轴采用间隙或过渡配合，以便于安装和维修。欧洲一些国家美国日本的振动筛激振器都是这类配合。我国轴承外圈和轴承室孔多采用过渡配合，我

34、厂采用过盈最小的Js6或Js7。而轴与内圈的配合采用间隙配合，我厂采用最小间隙的h6或h7。润滑：采用耐水耐寒耐高温且化学安定性好的3锂基脂，每小时注油次。表10 调心滚子轴承径向游隙径向游隙（m）径向游隙（m）最小最大最小最大53612(60) (J0)53616(80) (J1)8011011014553620(100)(J2)10013513518053624(120)(J3)12016016021053628(140)(J4)145190190240表11 圆柱滚子轴承径向游隙径向游隙（m）径向游隙（m）最小最大最小最大42612(60) (J0)42616(80) (J1)65100

35、9012542620(100)(J2)7511010514042624(120)(J3)8512512516542628(140)(J4)100145145190注：我厂J4用的42628轴承，在装配时将内圈外径（即滚子的滚道）再磨去8道（80m）。管梁除两端法兰盘外，严禁在垂直其轴线的剖面方向存在焊缝。我厂支承焊接筛网冲孔筛网的管梁上的支承筋板，要求整条长度下料（禁止分两段下料）整条长度往管梁上焊接，以避免分段下料焊接时在接头处产生应力集中，防止管梁在工作中断裂。矩形断面的管梁（横梁），当无合适的型材选用时，可用钢板压制对焊而成。冷压或热压时在长度方向只能一次成型，严禁多次成型。焊缝只能沿其

36、纵向，严禁横向焊缝。对直线振动筛的横梁，对焊两焊缝所形成的平面应与振动方向垂直（图11）。4 出料槽伸出部分的下面必须要布置适当数量的筋板，以加强其刚度，防止工作中因底板上下煽动而损坏。出料槽的侧板与筛箱侧板做成整体为好，其底板与筛箱侧板焊住，并用筋板（或角钢、槽钢）加强其刚度，底板在筛板下面。这种结构的好处是当筛板长度加大时可方便地将筛板往前伸，而不受其他零件的阻挡。5 带底架的振动筛，特别要注意在侧板外侧的突出部分（如侧板与管梁连接的螺栓露头周边加强筋板等）与底架内侧之间留有足够的间隙（不小于5080mm）。6 筛分面积是指筛子的有效筛分面积（·），因此，是指筛面有效的筛分筛宽和筛长。7弧形筛给料箱出口，过去我们一直采用弹簧板胶片结构，目的是调节给料口大小，从而调节给料量