筛分理论概况与筛分机械的发展的研究

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  摘 要:筛分作业是现阶段应用最为广泛的物料按粒度分类方法,是矿物加工工程的重要组成部分,它可以对0.1~300mm粒度的物料进行有效处理。随着科学技术的发展,筛分机械的筛分处理效率以及筛分处理能力均获得了大幅进步,设备可靠性也随之提高。本文从筛分理论概述入手,对筛分机械的发展进行了探讨。
  关键词:筛分理论;筛分机械;发展;应用
  前言:筛分作业应用层面较为广泛,在选矿、建筑、冶金、化工等工业部门都有所应用。随着近年来筛分理论的进步与完善,筛分机械通过不断的应用推出了概率筛、强化筛、弛张筛、等厚筛等筛分机,在各自应用范围内获得了良好的发展效果。随着近年来我国市场经济的发展,结合筛分理论对筛分机械进行开发极具必要性。
  一、筛分理论概况
  (一)筛分的基本原理
  1.筛分运动规律理论
  1)单颗粒运动理论
  筛分理论中的单颗粒运动理论主要包括混沌运动理论以及定常运动理论。单颗粒运动理论认为物料颗粒在筛面上的运动轨迹主要受着筛分机抛射强度的影响,混沌运动理论假定颗粒同筛面间的碰撞为塑性碰撞,而定常运动运动理论假设这种碰撞为完全塑性碰撞。
  2)物料群运动理论
  单颗粒运动理论是研究筛分物料运动的基础,但这种理论也存在着将复杂问题简单化的弊端,在实际筛分工作中,颗粒间存在着一定的干扰作用,因此相关学者便引入了概率学理论对物料群运动进行分析。物料群运动理论是在概率运动学模型的基础上建立的动态理论,将筛面上物料的运动看做随机性的复杂运动过程。物料群运动理论是单颗粒运动理论与概率学、统计学结合得出的[1]。
  2.筛分透筛概率理论
  1)单颗粒透筛概率理论
  振动筛面表面上物料的筛分过程是以概率论为原理基础的,因此物料颗粒的透筛概率就是筛分过程的实际工作原理。物料颗粒形状并非是规则的球型,相反呈现着不规则形状,在筛分过程中其形状与质量都对物料颗粒的透筛概率存在着影响。不仅仅是物料合理的形状与质量,物料颗粒中包含的含泥量与水分都会对透筛概率造成影响,因此对单颗粒透筛概率进行计算时,必须根据物料颗粒的实际情况对分配方程进行修正。
  2)物料群透筛概率理论
  为了深入分析粒群效应对物料颗粒透筛概率的影响,我国学者在趋于成熟的单颗粒透筛概率的基础上,利用概率统计学的方法对物料颗粒分层透筛过程进行观察,将同一粒度颗粒在筛面上的滞留时间设定为随机变量,建立了筛面长度方向基础上的粒群透筛概率模型。
  3.潮湿物料干法深度筛分理论
  早在上世纪六十年代瑞典学者就提出了通过调整筛面倾角控制分离粒度的概率筛分法,随着理论研究的深入,各国学者通过不懈的研究又提出了等厚筛分理论、潮湿物料分配曲线细粒端反常上翘理论、潮湿物料微观粘附力影响理论等理论。各国学者开始从筛面研究转向对物料颗粒表面物理特性以及化学特性的研究,并根据这一理论设计出了强化筛、梯流筛等筛分机械。
  二、筛分机械的发展
  (一)向大型化方向发展
  随着我国工业现代化进程加快,我国企业规模逐渐扩大,对企业生产能力提出了较高的要求。这种发展趋势使得企业的筛分机械向大型方向发展,使筛分机同企业生产需求相匹配。
  (二)向动态设计方向发展
  筛分机械的设计如果依靠传统经验,按照静态的设计计算以及设计方法进行设计,难以满足振动筛高效率、长寿命、高效率的需求[2]。现阶段部分西方先进国家已经利用计算机信息技术进行筛分机械的动态设计,对较为复杂的非线性理论进行动态分析。
  (三)向研发新型筛分机械方向发展
  为了满足现阶段工业生产对于筛分机的需求,我国开始深入研发新型筛分机械。以反共振振动筛为代表的新型筛分机械主要以减轻重量、降低运行成本、提高筛分机可靠性为目标提出的新型反共振振动筛机,这种筛分机械不仅可以保证刚度以及强度,还可以在减振时获得降低噪音的效果。
  (四)向高可靠性方向发展
  在筛分机械的使用过程中,与西方国家相同规格的筛分机进行比较,可以发现我国筛分机械的寿命普遍不高,绝大多数筛分机械仅有两年左右的寿命,而西方先进国家的筛分机械通常都可以使用三年以上,针对这一问题,我国筛分机械逐渐向高可靠性方向发展。
  (五)向革新制造工艺方向发展
  为了满足现阶段企业对于大型筛分机械高强度、长寿命的需求,应当在保证筛分机械生产质量的基础上革新其制造工艺,从而有效地缩短与西方国家先进制造工艺间的差距。
  (六)向标准化、通用化方向发展
  筛分机械向标准化以及通用化方向发展是提高设计质量、提高生产效率以及降低生产成本的有效途径[3]。现阶段部分西方大型制造公司制造的筛机的侧板、筛板、传动轴已初步实现标准化以及通用化,因此我国相应筛分机械制造公司也应当深入研究筛分机械标准化制造。
  结论:
  总而言之,随着我国市场经济的快速发展,工业基于自身的发展需求对筛分机械的质量与种类要求越來越高,使筛分机械进入了高速发展时期。由于近年来我国振动筛需求逐年增大,且振动筛企业数量与企业规模不断扩大,然而振动筛企业整体实力有限,只有对振动筛市场的整体发展趋势进行深入把握,才能提高振动筛企业的市场竞争力,实现我国筛分机械企业的可持续发展。
  参考文献
  [1]贾高原,王可. 浅谈筛分理论与筛分机械的发展[J]. 中国新技术新产品,2013,16:99-100.
  [2]李海龙. 基于ADAMS的直线往复振动筛筛分性能研究[D].昆明理工大学,2014.
  [3]严波. BRU2448振动筛的动态仿真及结构动力学分析[D].河北工程大学,2014.
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