大型振動篩分機動態設計研究背景及意義

    本論文課題來源于國家自然科學基金資助項目“基于超靜定網梁結構大型振動篩分機的可靠性研究（50774084）”。
    近年來，隨著國民經濟的快速增長和技術的進步，冶金、煤炭、礦山、建材、 水電等行業迫切需要處理量大的振動篩進行高效率地篩分、脫水、脫介作業。在煤 炭行業，采煤機械化程度不斷的提高和國民經濟的發展對煤炭的需求越來越大，使 得煤礦產量日益增加，這對篩分機械處理能力的要求也越來越高 [1,2] 。同時新建選煤 廠和老廠改造，都面臨著新的設備選型和更新，尤其在選煤廠重介工藝系統設備中， 篩寬3.0～3.6 m的大型振動篩需求量很大。大型礦井的原煤分級和原煤干法深度篩分 都需要大型振動篩 [3-5] 。同時，篩分機械的大型化可以減少振動篩的使用數量，減少 設備費用和設備管理費用，帶來較好的經濟效益。因此，研究和制造大型振動篩就 成為一項重要的課題。
    篩分機械的大型化對機械結構的強度和剛度提出了高要求，振動篩分機械結構增 大，對其振動強度的要求也相應增加。篩寬增加一倍，管梁的應變要增加許多倍， 所以，管梁的截面尺寸會迅速增大，這使得地基的動負荷也成倍增加，給機械制造 業帶來極大困難 [6,7] 。另外，結構增大后，必然引起篩體的參振質量和所需的激振力 增大，則篩體的動負荷也隨即增大，引起篩體結構強度和剛度不足，導致篩體變形 過大、側板撕裂、橫梁斷裂、焊縫開裂，嚴重影響篩分機械的使用壽命 [8-11] 。表 1-1 是國內 24 m 2 以上振動篩分機使用情況的調研和統計分析。國內生產的振動篩使用壽命 一般為 3～5 年，其中大型振動篩一般為 2 年左右，德國和波蘭等國一般為 5～8 年， 美國為 5 年以上，原蘇聯規定第一次大修前，使用時間為 14000～18000 h [6-9] 。我國 大型振動篩的設計和制造起步較晚，技術還不夠成熟，主要依靠引進國外圖紙和技 術 [8] 。由于國外的技術壁壘和國內制造技術和材料的限制，使得國內制造的大型篩 運行情況一直不理想。選煤生產對篩分設備提出了效率高、運行可靠、制造成本低、 減少污染(降低噪音)等方面的要求。而目前我國振動篩分設備的設計水平還不能滿 足這些要求，尤其是在運行的可靠性及零部件的使用壽命等方面與國外先進設備相 比還有一定差距。因此，如何提高我國振動篩分設備的設計水平，提高振動篩運行 的可靠性，是我們面臨的重要課題。