香蕉筛的发展现状与展望

霍志敏（中煤科工集团武汉设计研究院有限公司，湖北武汉 430064）

香蕉筛的发展现状与展望

霍志敏
（中煤科工集团武汉设计研究院有限公司，湖北武汉 430064）

香蕉筛在设计优化和开发上还存在许多问题，一直困扰着国内矿产加工工业。国内的一些研究机构和矿山机械公司做了大量的研究实验，还购买过国外先进的设计图纸进行仿制，但制造出筛选机械整机的结构性能较差，无法达到国外的制造水平，仍不能满足矿产加工的需求。从香蕉筛的发展来看，主要有两个发展方向，一方面不断对香蕉筛的结构进行改善；另一方面根据设计目的，对结构的合理性、动力配置、和动力参数进行开发研究，根据需求设计多样式的筛选机满足不同需求的筛选。

筛分机 振动机械 大型化设计

随着新型筛选需求的产生，振动机械的制造研发得到迅速的发展。利用物料的大小、密度等特性通过振动进行分选，已经成为工业、农业、食品业等各个部门重要生产设备。

在振动机械中发展最快，结构最为复杂需求量最大的是振动筛。利用机器上具有孔状或缝隙状的工作面将不同的颗粒度的混合物料进行分级。筛选设备可以将物料进行分级筛选；也可以进行预筛选为下道筛选做准备。在食品、矿物加工时进行脱水、脱泥、脱介、分离，提高物料的纯度。

1　国内筛分机械的现状

国内的筛分机械经历了仿制阶段、自行研制阶段和提高优化阶段，但与国外近5个世纪的发展还有着很大的差距，在技术层面上至少有10-20年的差距。国内的筛分机械在故障率上远远大于国外先进的筛选机械，可靠性差距巨大，振动筛的故障还是时有发生。比如纵梁断裂、螺栓松动、噪声大等问题。

2　国内外筛分机械的发展趋势

根据国外筛分机械的发展来看，我国的筛分机械有两个主要发展方向，一方面是对筛分机械的运动方式分析和结构调整；一方面根据设计目的，对结构的合理性、动力配置、和动力参数进行开发研究，根据需求设计多样式的筛选机械满足不同需求的筛选。综合国内外筛分机械状况，筛分机械应向以下几个方向发展：

2.1筛分机械大型化

香蕉筛的大型化是指增大筛分面积和振动参数。在振动参数不变前提下，筛面宽度决定着物料通过量，筛面长度决定物料筛分的效率。因此香蕉筛的筛面越宽，单位时间内通过的物料量就越大，筛面越长，其筛分效率就越高。但是，随着筛面宽度的增加，其横梁挠度变形就越大，横梁的应力变形与筛面宽度呈16倍关系；筛面长度的增加，会导致侧板的摆动变形量增加，这些因素将直接影响筛分机械的可靠性，必须保证筛面长宽的合理性才能保证筛分机械的寿命。香蕉筛的大型化也意味着筛分机械的技术水平的提高。

2.2结构的合理性、动力配置、和动力参数研究分析

2.2.1结构分析

材料性能差和机构设计不合理是造成国产香蕉筛复杂笨重和电机能耗增加的主要原因。筛分机械的自重增加会使筛分机械的工作惯性增加，增加自身的破坏力，容易使香蕉筛出现断梁、裂帮等现象。材料选择、设计方案、结构设计是影响香蕉筛可靠运行和使用寿命的关键因素。

2.2.2制造材料选择

制造香蕉筛的材料是设备质量的基础。现在在材料的选择上有较大的可选性，有耐腐蚀性的不锈钢板304（06Cr19Ni10），也有耐高温的材料2520（06Cr25Ni20），还有抗磨损的材料合金钢。总之，香蕉筛选材要考虑到材料的强度和焊接性，另外耐冲击性、弹性和韧性、抗弯性、耐磨和耐腐蚀性也要好。通过提高香蕉筛板材的性能提高整机的刚度、强度，并尽可能的减轻自重，即参振质量，来降低筛机的运行惯性力的破坏性和能耗，提高设备的可靠性和降低成本。

2.3设计方法

传统的香蕉筛的设计方法是静态的计算方法，即类似计算或根据设计经验、类比设计，最终难以获得最佳方案，采用国际先进的三维分析设计软件UG，对筛框进行优化、CAE分析、设计。

2.4结构原理

香蕉筛主机主要由筛框、筛面、振动部件、支撑减震系统、动力输入和传输装置五大部分组成。筛框是构成筛箱、用于支承筛面的主要构件，由侧板、立柱、下横梁、上横梁、后挡板和振动器安装主梁等部分组成。铆接是大型香蕉筛在进行筛框联接装配时理想的链接技术；筛面是筛选机上的易损件，根据不同结构、不同材料，使用寿命也不同。筛板的设计选择首先要考虑筛板的可安装性、使用寿命、开孔后强度等要求。模块化安装方便且更换方便简洁被广泛应用，从安装方式上分，有压板压接式和轨座卡扣式两种方式；振动器部件，目前，国内市场上主要使用的自同步振动原理，在香蕉筛的设计上有制造简单、成本低等优点。但是，对于大型香蕉筛，如果使用自同步振动原理，筛分机械的振动会出现不规律振动，降低设备的可靠性。因此解决振动器问题是现阶段要面对的主要问题。减振支撑部分，这是一个缓冲减振装置，可以减小运动部与基础部的振动，降低对各模块的损伤，一般由弹簧构成，分为上部和下部轴承。振动筛在弹簧的选择上一般选用金属螺旋弹簧，橡胶弹簧，复合弹簧。在国内外香蕉筛选用最常用的是金属螺旋弹簧，其特征是具有良好的阻尼，工作负荷在基础模块上产生的影响较小，工作状况不会受温度影响。电机传动装置，是振动器动力输入部件。电机系列和功率大小，决定电机价格、功耗。目前国际上最常采用的电机传动形式有：V型带皮带连接、花键加万向节连接、联轴器连接。皮带连接可能存在能量损失，但连接可靠安全；花键万向节连接不会有动力损失，但可能会有径向跳动，会对振动器有一定损伤，且成本较高；联轴器连接没有什么明显的缺点，只是对精度要求高，当精度发生变化时，会造成快速磨损。

3　分析与结论

综上所述，国内香蕉筛的主要发展方向就是要改变固有的设计理念，选择合理的材料，并进行充分的分析，且要不断学习国外先进的设计原理和材料应用。还要提高筛分机械各零部件的加工和装配质量，有专用的标准和制造工艺的不断提高，提高筛分机械的可靠性和使用寿命才能不断进步，进入国际先进水平，跨入国际知名品牌香蕉筛行列，并能在激烈的市场竞争中争得一席之地。在国际市场竞争，香蕉筛不仅是速度和数量的较量，更是科学技术、质量和效率的较量。

［1］贺孝梅，陈功，刘初升.基于有限元法的新型香蕉筛结构动态优化［J］.矿山机械，2010（09）.

［2］赵环帅，侯磊.国内外香蕉筛的研究现状及今后我国重点研究方向［J］.矿山机械，2010（05）.