浅议圆振筛筛体产生裂纹的原因及防范措施

王君++孟庆伟

摘 要：针对圆振筛在生产过程中筛体出现裂纹的问题，本文主要分析了圆振筛筛体产生裂纹的原因，探讨了避免产生裂纹的措施，以期能够延长圆振筛的使用寿命。

关键词：圆振筛；激振器；偏心块；离心惯性力；振型

中图分类号：TE121.1 2 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）18-0060-01

圆振筛是矿山企业破碎系统中的主体设备，其作用是为选矿球磨筛选出符合粒度要求的矿石。经破碎机加工后的矿石经过圆振筛后，符合粒度要求的矿石输送给选矿球磨，不符合粒度要求的矿石则返回至破碎机再次加工。因此，圆振筛性能的好坏不仅决定了选矿系统的产量，也制约着破碎机性能的发挥。在生产过程中，圆振筛的主要问题是筛体出现裂纹。这不仅增加了设备的维修时间，影响产量，也影响到设备的安全运转和使用寿命，因此，有必要分析圆振筛筛体产生裂纹的原因并制定切实可行的措施。

1 圆振筛的组成及工作原理

圆振筛主要由筛体、筛网、激振器、偏心块、传动轴、弹簧、底座、护罩等部分组成，如图1所示。

筛体通过4组弹簧支撑在底座上，筛体两侧筛板上各安装1个激振器，每个激振器的内、外两侧各安装1个偏心块，激振器内侧的2个偏心块之间装有传动轴，激振器外侧的偏心块通过软连接与电动机相连。当电动机旋转时，动力通过软连接、激振器、传动轴分别传递到偏心块上，带动偏心块旋转，产生离心惯性力，使筛体振动。

2 設备使用情况及出现的问题

司家营铁矿破碎车间最早使用的是2YAH-2460型圆振筛。生产工艺是：经过破碎机破碎后的矿石通过皮带输送机进入圆振筛进行预先筛分，符合粒度要求的矿石通过筛网下方的皮带输送机进入球磨料仓，筛网上粒度较大的矿石则返回破碎机再次破碎，形成闭路循环。设备在运行两年后，筛体的两侧筛板出现裂纹，随着生产的继续，裂纹逐渐扩展，严重影响了破碎系统的正常进行。

3 原因分析

3.1 力学模型

取圆振筛筛体、激振器和偏心块为研究对象。圆振筛筛体及激振器的质量为，质心位于处，偏心块的质量为，质心位于处，偏心距为。运动开始时，偏心块质心位于最低位置，偏心块以匀角速度转动。当偏心块沿顺时针方向转过角时，作用于系统上的有重力与，约束力、与力偶，质心的离心惯性力，如图2所示。（其中，）

对由筛体、激振器和偏心块组成的系统列微分方程

由上式可得

从上式中消去，可得系统的轨迹方程为

由以上轨迹方程可得，圆振筛的运动轨迹是一“圆形”，其振幅为。但在实际运转过程中，圆振筛并不是严格意义上的自由振动，弹簧对圆振筛的运动有一定的影响，因此，圆振筛的运动近似于“圆形”。

3.2 原因分析

由于每个激振器的内、外两侧各安装一个偏心块，只有筛板的内、外两侧的运动轨迹（即，振型）完全一致，才能确保筛板在运转过程中不受附加内应力。振幅和离心惯性力的方向是影响圆振筛“振型”的主要因素。因此，导致圆振筛筛体产生裂纹的主要原因有：

（1）圆振筛偏心块的质量不同：圆振筛偏心块由偏心块基座、偏心片、螺钉组成，偏心片通过内六角螺钉固定在偏心块基座上，通过增减偏心片的数量和调整偏心片的厚度可以调整偏心块的质量。圆振筛偏心块的质量不同，会造成筛板的内、外两侧的离心惯性力的大小不同，振幅不同，从而导致筛体受到附加内应力，使筛体产生裂纹。

（2）圆振筛偏心块的质心不重合：圆振筛偏心块的质心一方面取决于偏心距的大小，另一方面则表现在质心是否重合。偏心距影响振幅，偏心距不同，则振幅也不同。此外，偏心块的质心应该是重合的，否则，各个偏心块产生的离心惯性力的方向不同步，导致筛体受到附加内应力，使筛体产生裂纹。

（3）支座弹簧的弹力不一致：支座弹簧支撑筛体振动，筛体受力不均、各偏心块产生的惯性离心力的大小不同、离心惯性力的方向不一致等原因造成弹簧的刚度和压缩量有所不同，从而导致弹簧的弹力不一致，在振动的过程中，筛体倾斜，也会导致筛体产生裂纹。

4 预防措施

针对以上圆振筛筛体产生裂纹的原因，应采取以下预防措施：（1）在调整偏心块质量时，应对偏心块进行称重，保证4个偏心块的质量相同。（2）应定期对传动轴进行校正，避免因传动轴产生过大的扭转变形导致激振器偏心块产生的离心惯性力的方向不同步，造成筛体两侧筛板的“振型”不同的现象。（3）做好激振器和传动轴的密封。在实际生产中，由于密封不严，往往在激振器护罩中积存大量小石子、泥土、油污等。在设备运转的过程中，这些杂物会对偏心块产生磨损，造成偏心块的质量出现差异和偏心块质心的位置所有改变。因此，应注意做好激振器、传动轴护罩的密封。（4）在更换支座弹簧时，最好将4组弹簧同时更换，避免支座弹簧因弹簧刚度和压缩量不同造成弹力不一致的现象。

5 结语

圆振筛筛体出现裂纹是影响圆振筛正常运转的重要因素，在实际生产中，关注的侧重点往往在于如何修复已经产生的裂纹，却忽视了如何预防裂纹的产生。因此，在修复裂纹的同时，应该注重从源头消除产生裂纹的因素。

参考文献

[1]新乡威达机械有限公司.振动筛使用说明书[K].新乡：新乡威达机械有限公司，2010，07.