完整版筛分及筛分机械

1、第2章筛分及筛分设备2. 1概述在矿物加工过程中经常先将松散的物料分成不同粒级,然后采用不同的分选方法和设 备进行分选加工,或直接作为筛分产品供给用户.碎散物料分成不同粒级的过程叫筛分.一、筛分作业的任务与分类(1)独立筛分当筛分产品作为最终产品供给用户使用时,称为独立筛分.对于煤炭工业,商品煤的粒 级要根据煤质、煤的粒度组成和用户要求,按国家有关煤炭粒度分级的规定来确定,供动 力用煤的粒级见下表.JQ缀符号11% / rmnT100大埃D50100t ftZ1 1550小虞X1A2S地煤L613粉牌F6(2)准备筛分当筛分是为分选作业提供不同粒级的入选矿物时,称为准备筛分,如重选及磁选前的

2、矿物筛分.在选矿过程中,不同的分选设备有着不同的适宜分选粒度,并对分选效果也有 不同的影响.过粗的大块不能分选,过细的微粒难以回收.(3)预先筛分与检查筛分假设用在破碎前把合格粒级预先筛出叫预先筛分；假设用在破碎后以限制破碎产品的 粒度那么叫检查筛分.许多情况下,一个筛分作业能同时起预先筛分和检查筛分的作用,如 图所示.预先筛分的目的是为了预防物料的过度破碎,从而提升破碎设备的生产水平和减 少动力消耗.检查筛分的目的是从破碎设备的产物中,将粒度不合格的大块筛出,以保证 产品不超过要求的粒度上限.3 d),如图3-2-3所示.如果颗粒能够透过筛孔,那么必须是球形颗粒的中央位于图中的阴影面积(L-

3、d ) 2之内,否那么,它将碰到筛丝被弹回.而整个过程(可称为事件A)发生在面积(L + a) 2之内.图】-43甄覆造册示童图颗粒透过筛孔的概率 P (A)与面积(L d) 2成正比,与面积(L + a) 2成反 即:P(A)(L d)2(L d)2L2(L a)2考查式(3-2-1)发现： 根据Ld的假设,恒有0K P (A) v 1或0V P (A) v 100%. 式中L2 / (L + a) 2项是筛孔面积与筛面面积的比值,称为筛面开孔率；d/ L项称为颗粒相对筛孔的粒度.因此,颗粒透筛概率与筛面开孔率成正比,与相对粒度成反比.如果颗粒透筛概率越大,那么为显现这个概率值所需要的试验次

4、数就越少；反之,概率值越小,试验次数就越多.如果需要重复N次试验才能显现透筛概率 P (A),那么N与P(A)成反比：N= l / P (A ).对于一定的筛面,筛丝直径a、筛孔边长L及开孔率L2 / (L + a) 2都是常数,只有颗粒直径(粒度)d或相对粒度L/d是变量.因此可看做 N是d/L的函数.取不同的 d /L值,计算出各相应的 P (A)值及N值,可绘制出如下列图的曲线.一般把1.25L d 0.75L称为难筛粒,小于此称为易筛粒.显然,当筛分原料中的易 筛粒较多时对筛分过程有利.相对如度d/L田1-2-4 胃粒进筋It率倒败与相对赦度的关系二、倾斜筛面的筛分粒度筛分机的筛面一般

5、是倾斜安装的,筛面与水平面的夹角称为筛面倾角.倾角的大小与筛子的生产率和筛分效率有密切的关系.在筛分过程中存在这样一个粒度：该粒度的所有颗粒有一半进入筛上产物,而另一半进入筛下产物,那么这个粒度称为筛分粒 度,也称为规定粒度.对于水平筛面,筛分粒度根本上等于筛孔尺寸,但倾斜筛面的筛分粒度要比筛孔尺寸小, 如下列图.颗粒能够无阻碍地透过筛孔的有效尺寸是筛孔尺寸L在平面上的投影值.对于筛孔大小一定的筛面,倾角 a越大,颗粒透筛的通道越窄,筛分粒度越小；筛面厚度h越大,这种情况越突出.倾斜筛面不仅使筛分粒度相对减小,而且使筛分不甚严格.2.2.4筛分顺序碎散物料筛分产物的级别超过两种时,分出物料的顺

6、序由筛面的安装位置来决定.筛分流程可以分为：1、由粗到细的流程2、由细到粗的流程3、联合流程图篇分顺序X)、用)利御的流段十M)出拙到N)驻任施瑞1、由粗到细的筛分流程在这种流程中,筛面一个个地重叠起来,上层筛面的筛孔较大,以下各层筛面的筛孔 逐渐减小.优点：(1) 筛面的磨损较小,虽然全部物料及其中的最大块加到筛孔最大的筛面上,但这个筛面 往往由钢棒组成,不易磨损,并可保护下面的细孔筛网；(2) 细级别的物料筛分效率较高,由于加到细孔筛面上的物料数量较小；(3) 粗级别的物料在筛分过程中的破碎现象较小,由于粗级别的物料很快地从筛分过程中 分出,这一点对煤的筛分具有重要意义；(4) 由于筛面是

7、多层重叠的,所以筛分装置的布置比较紧凑缺点：观察下层筛面工作情况时很不方便,更换筛面困难,筛面布置过于密集,只能从筛子的一 端排出各级别的物料2、由细到粗的筛分流程在这种流程中,筛面顺次地根据筛孔增加的顺序排列.优点：(1) 检修方便,容易观察各层筛面的工作情况；(2) 各筛分级别可以沿整个筛面长度分别排出.缺点：(1) 筛面磨损很快,筛分效率较低,由于全部物料都加到筛孔最小的筛面上；(2) 脆性物料的大块可能在筛面上破碎.3、联合筛分流程在这种流程中,一局部筛面由粗到细排列,另一局部筛面由细到粗排列.2.2.5筛分效率筛分效率：实际得到的筛下产物量与入筛物料中所含粒度小于筛孔的物料量的比的百

8、分100%104%Q100E ) 100%()E 筛分效率,； C 筛下产物重量；Q 入筛原物料重量；a 入筛原物料中 小于筛孔级别的物料含量,麻耕Q. a捋下产物,C,用小于筛孔的所有物料来计算筛分效 率7其纪果称总,活分效率；只用小于 漏孔物料的个别盈级或几个泣级计算,那么稔为局部繇分效.率2.2.6、筛分过程动力学筛分过程动力学主要研究筛分过程中,筛分效率与筛分时间的关系.筛分效率是时间的函数.设dw是在时间增量dt内所产出的筛下物增量, 那么dw/ dt代表单位时间内筛下物的产 量,称为筛下物产出速率,它与筛面上料层中小于筛分粒度的物料的质量W成正比：(3-2-11)ddt通过积分得:

9、ln 3 =-kt+c设w0是筛分原料中小于筛分粒度的物料的质量,那么当t=0时,w=w 0.因此有：C=lnw 0,于是ln=-kt+ln0.或0kte.根据效率的根本定义有:kto而更常用的公式为:kte(3-2-12)式3-2-12即为筛分效率与筛分时间的关系式,式中 n、k均为与筛分原料的性质及筛分条件有关的参数.将式中ektn项分解为级数,并取前两项代人式3-2-12,令k=1/a ,那么有：(3-2-13)tn筛分效率与筛分时间及筛子负荷的关系,如下列图.403分时间1-2-9分致率与沛分时间的美系掩子黄荷卅寻,航1ffi 13-10赣分敢率与箭子负荷的美系1牲度怜性为妙推的物料I

10、1-t度特烽为宣绕的物料】a就度转性为凸形的睇2.2.7、影响筛分过程的因素1. 入筛原料性质的影响 外表水分.筛分效率与物料湿度的关系见图. 含泥量.粘土物料在筛分中会粘结成团,使细泥混入 筛上产物中；此外,粘土也很容易堵塞筛孔. 粒度特性.影响筛分过程的粒度特性主要是指原料中含有对筛分过 程有特定意义的各种粒级物料的含量.9080705040302003 S 8 10 12球料中的水分含/福ffi 1-2-11 廊分效率与悔料湿度的关系1 餐云性帽的物辑.2- 吸成件强的物料表3-2-2物料的粒度特性对筛分过程的影响他骚假设祢找度藏囹对后寸耳固卧41晾料缉一 L)寻易铮述相凋居并将近鼐面逾

11、而旄饰盹0. 75LL)我下穿过卸吃号及蓬匚麻且 容:号长打啼71内不隆舞控翘(L* 1. SL对其雄螟尤其是莲姑位踱的弟 房世薜口匿眸柞闻.且荐建卡非阻碍fL电具世较畿的陀碍作用橱小 密度特性.当物料中所有颗粒都是同一密度时,一般对筛分没有影响.但是当物料中 粗、细颗粒存在密度差时,情形就大不一样.2. 筛子性能的影响 筛面运动形式筛面运动形式关系到筛上物料层的松散度及需要透筛的细物料相对筛面运动的速度、方向、频率等,因而对分层、透筛过程均有影响.几种典型筛子的筛分 效率大致如表所示.筛而菊勘形式固定不#1简形转劫龈动振动楠分救率/酎50GO6070 80在振动筛中,筛面的运动形式有圆振动、

12、直线振动和椭圆振动几种.其中圆振动形式能使物料充分松散,抗堵孔水平强,但筛上物料的抛射角大,输送水平 小. 筛面结构参数 一般情况下,筛面宽度决定筛子的处理水平,筛面越宽,处理水平 就越大；筛面长度决定筛子的筛分效率,筛面越长,效率就越高.对于振动筛,增加宽度 常受到筛框结构强度的限制.为便于排出筛上物,筛面往往倾斜安装.倾角的大小与筛子的生产率和筛分效率有密切 的关系, 振幅和振次筛面的振次和振幅是振动筛的主要动力学参数.在筛分枯燥物料时,采用高频小振幅,在筛分枯燥粗物料或潮湿细粒物料时,采用低频大振幅.3. 操作条件的影响对一定的筛子和筛分原料而言,操作条件主要是指给料的数量和质量.前者即

13、指筛子 的负荷；后者是指应保持连续和均匀地向筛子给料,其中均匀性既包括在任意瞬时的筛子 负荷都应相等,也包括物料是沿整个筛面宽度上给进.2.3筛分技术及设备一、筛分机的类型筛分机依筛面的运动形式,可分成固定筛和振动筛两大类.固定又分为棒条筛、弧形筛、 旋流筛等；振动筛又可分为 直线振动、圆振动、旋转筛、辐轴筛、摇动筛等.工业上应用最广泛的是振动筛.国9.3篇于的差本类型及其分类二、惯性振动筛的根本组成与工作原理1 .惯性振动筛的根本组成与工作原理1圆振动筛单轴筛圆振动筛的根本组成与工作原理如下列图.根据筛机振动时,装在激振器轴上的带轮的几何中央是固定或不定的方式,把圆振动筛以分为不定中央和自

14、定中央式.直线振动筛的根本组成与工作原理如图3 - 2- 13所示.2直线振动筛双轴惯性激振器 3由两个单轴惯性激振器组合而成.当电动机5通过传动装置4带动其中一根激振轴转动时,另一根激振轴也同步但异向转动.两根激振轴所产生的离心 惯性力在x x方向总是完全抵消：Fx=0 ;而在yy方向总是完全叠加：2F y 2mr cos t显然,双轴惯性激振器所产生的合激振力的大小是按余弦规律变化的,其幅值为2mr3 2; Fy的方向取决于激振器相对筛面的安装方位.为了使筛箱只在y - y方向上振动,而不产生附加力矩,并且使其在平行于筛箱侧板的平面内摆动,yy线必须穿过振动体的重心OM点.lbm i 2圆

15、摞队携的章本州成与工作曜切 -不览中央式：9U*r rm.蛭中央式扣通 】=*修,r& 尊慎性*t4仲和重1卜横凯2,振动筛的主要部件1筛箱A 筛框是用型钢组合起来的结构件,对它的根本要求是具有较大的整体刚度和抗 疲劳强度.B 筛面对筛面的根本要求是：有足够的机械强度、最大的开孔率、筛孔不易堵塞.所谓开孔率,是指筛孔总面积与整个筛面面积之比.常见的筛面有筛跷、筛板、筛网、 筛片和筛布等几种.按材质可分为金属和非金属两种.筛跷. 筛板. 筛网 筛网是用钢丝编织而成的筛面,筛孔一般为方形.采用不同的编织 方法,可以编出多种结构的筛网.钢丝的材质有低碳钢,弹簧钢或不锈钢等几种.筛网的 开孔率较高,可

16、达 70%,但没有筛板牢固,寿命较短. 筛片 筛片是用圆形金属丝常用牌号为1Cr18Ni9Ti的钢丝冷压成梯形、三角形或其他上宽下窄断面的筛条后,再经焊接或螺栓联接而成的筛面.筛片的孔形几乎都是 长方形,且长宽比较大,通常称为筛缝.()b)1-2-20殖网结构孔I中间折穹式亦形孔C 筛面在筛框上的固定筛面在筛框上的固定固定方法,见图.2.惯性激振器1单轴激振器按偏心质量的配置方式,单轴激振器分为偏质轮式、偏质轴式、偏质轮轴式和偏质块式四种.俐心质的配量方式及慎蛛点华啊特点主菱优京X缺点飕粒式口“LdDMK辎营灿图*Wtat5EH站枕棒箕偏心横量的配有 式Loeie 1AWS段袖中鼻毫蛆小 M可

17、*.激娜力可偏成始棵向尺寸大Tilri tynlrbr1tlFwLEiiuJM集中布在两的极 之伺的韩如I上M集中布庭在卸撤以奸 的情*嵋械都构励尊柚中部町呻麟小 M可睇.境撒力可 尤世釉,制遗再易 物中邙天晦加b)ffl卜4我箱式微眼器S艇件式-S制分式箱式激振器的偏心质量均采用偏质块,齿轮对采用稀油润滑.为了调节激振力,有的剖分式激振器在其转轴的端部箱体外边装有调节的偏质块,调节原理与偏质一轮相同.箱式激振器可通过外壳上的法兰凸缘图1 2 26 b的剖分面法兰,用螺栓紧固在筛框侧板的开孔处,但更多的是通过外壳上、的底座法兰安装在筛框上特别设置的 支承梁上.3振动电机振动电机是把电动机和激振

18、器合二为一的通用机电产品,用于包括振动筛在内的 多种振动机械,其结构见图.图1-2-27振动电机的结枸3.传动装置振动筛的传动装置有带传动、挠性联轴器传动和联合传动三种.V形带传动功率大、效率高,被广泛采用；常用的挠性联轴器有万向联轴器和瓣形轮胎联轴器两种,其中后者的挠性件用输送带制作, 取材容易、维修方便、造价低,故应用更为广泛,其结构如图 所 示.联合传动装置包括 V形带、挠性联轴器和传动轴,如图 1 2 29所示.3. 2. 3振动筛分机1. DD型、ZD型、DS型、ZS型振动筛这些振动筛是我国六七十年代的产品,主要用于煤炭行业,其中圆振动筛常用于分级,直线振动筛常用于脱水和脱介,许多用

19、户至今仍在使用. 其结构分别见图.型号意义.如 DD1740、2ZS2065.2. YK型、ZKX型、ZKB型、ZKS型振动筛这些振动筛是我国八九十年代的产品,它们是对以往振动筛在结构方面优化后的结 果,主要用于选煤、选矿生产,其中圆振动筛常用于预先筛分,直线振动筛常用于脱水和 脱介.其结构分别见图.其型号编制不太标准,一般意义为： 筛箱运动形式：Y圆运动、Z直线、T椭圆； 偏心质块配置方式：K偏质块、L 偏质轮、Z偏质轴、F复合偏质 补充说明：B 双电机驱动自同步、X 箱式激振、 S 激振器的两根轴位于同一水平面 .m IA r 图38 ZK$壁直线振赫喝系统(t)帝畏困试 b)zkb型振动

20、筛采用无齿轮双轴激振器及相应的双电机驱动方式.这从根本上解决了 齿轮对的工作条件非常恶劣、必须用稀油润滑、油液容易泄漏和发热等问题.ZKS型振动筛采用单电机驱动,虽然两根激振轴之间通过齿轮箱强迫联系,但是齿 轮箱并不参加筛箱振动,是固定安装的,而且两根激振轴的初相位相差90 ,同时振动方向角取45 ,如图12-38所示.ZKS型振动筛是水平双轴椭圆振动筛,只是由于椭圆的长、短轴之比较大,近乎直线,故 按直线振动筛使用.3. GS型概率筛、ZD型等厚筛、GDS型概率等厚筛这是我国七八十年代的产品,主要用于中等粒度的煤炭或矿物的干法筛分,其结构 分别见图.瑞典的F.莫根森利用统计学方法,深人研究了

21、物料在振动筛面上的透筛概率,建立了包括物料粒度、筛孔与筛丝尺寸、筛面倾角、物料入筛角、透筛概率等参量的关联式, 以及包括筛面层数、筛面长度、透筛概率、分配量等参量的分配方程,提出了概率筛分法. 以概率筛分法为根底设计的振动筛称为概率筛或莫根森筛.概率筛的特点.针对筛上料层厚度从给料端到排料端逐渐减薄,在筛面给料端,其透筛负荷过大,而在排料端,其透筛负荷过小,筛面利用率不合理的情况,法国的E.布尔斯特莱因于 20世纪60年代提出了等厚筛分法.就是在筛分机工作时,筛面上的料层厚度自给料端至排料 端根本保持一致,提升筛面利用的合理性.n t4 w也岌摩L一 .“一“?4X*l.ft&tllfl. i

22、月拿惭金,T. 三FH 1-22 GDS型瘢率等旱箭示意困3. 2 . 4干法深度筛分机当原料的水分、粘性物及细颗粒的含量均较高时,一般的惯性振动筛按较小的筛分粒 度进行干法筛分时常发生筛孔被堵塞的现象.为此,人们研制了各种干法深度筛分设备, 这些筛子的结构原理新奇,效果显著,但结构一般较复杂.1 -旋转概率筛旋转概率筛工作时不振动,只转动,筛缝比筛分粒度大得多,具有显著的概率筛分 效应,故称为旋转概率筛.其结构原理如下列图.筛分系统主要由筛盘、心轴和驱动装置组成.从给料盘落到旋转筛盘上的物料被筛分,细粒级物料透过筛缝,落到排料盘8上靠近中央区域；粗粒级物料在离心力作用下向9.筛盘外缘运动,在

23、运动过程中,尚未透筛的细粒级物料继续透筛,最后粗粒级物料从筛盘 下落到排料盘上远离中央区域.为预防别离后粗细物料混杂,在排料盘上设置了隔料筒 筛盘转速可根据需要进行调整,从而改变筛分粒度.旋转概率筛的筛分粒度主要取决于以下三个因素：物料的下落速度即给料盘距筛 盘的高度h;楔形筛缝的尺寸即筛条的角间隔丫；筛盘转速n.ifii vwnvsffiMJvtweaMi s9*19)4it上12上 W,I 14“一uThir-宅套. 一MillMiU维忒W-2.立式圆筒筛立式圆筒筛的结构原理如下列图.立式圆柱形筛筒垂直放置,物料通过给料圆盘给入筛筒中.当电动机通过传动带驱动 曲轴转动时,带动筛筒绕O 一.

24、轴线作水平面的高速圆运动,同时,由行星齿轮减速器带动给料盘和筛筒绕其几何轴线O1 O1线低速转动,即筛筒的运动是复合运动.复合运动的筛面使物料从筛面上近乎沿切向水平抛出,并投射到筛面的另一个周向位置上,使 一局部细颗粒透过筛孔.如此反复抛出与投射,直至完成筛分,筛筒内、外侧的粗、细物料在其重力作用下下落,并分别经漏斗7、9收集后排出.筛筒的复合运动及物料的水平抛射运动如图l 2 46所示.!J 岫八*,一 中配1 flltlfa M-WrfeM4 i io-WftVTff ftrli -11 -i-M*立式圆筒筛的振动强度很大,物料对筛面有清理作用,抗堵孔水平强,单位筛面面 积处理水平大,能精确筛分.但是结构复杂,为使筛筒的圆振动惯性力被配重产生的离心 惯性力相抵消,到达动平衡,要求制造精度高.3. 变幅筛变幅筛的结构原