骨材筛分机是利用散粒物料与筛面的相对运动,使部分颗粒透过筛孔,将砂、砾石、碎石等物料按颗粒大小分成不同级别的振动筛分机械设备。筛分机筛分过程一般是连续的,筛分原料给到筛分机械(简称筛子)上之后,小于筛孔尺寸的物料透过筛孔,称为筛下产物;大于筛孔尺寸的物料从筛面上不断排出,称为筛上产物。
筛分机分固定筛和活动筛两类,活动筛又分转动筛和振动筛。固定筛大多采用篦栅装在破碎机进口上方,以防止超规格的物料落入。转动筛大多由板筛折成多角形或圆形筒体而成,其结构简单、寿命长,但生产率低、机体笨重、庞大,但很少采用。
固定筛
固定筛是最简单、也是最古老的筛分机械,筛面由许多平行排列的筛条构成,排列的方向与筛上料流的方向相同或垂直。筛面成水平安装(脱水时)或倾斜安装,工作时固定不动,物料靠自重沿筛面下滑而筛分。固定筛分为固定筛格和条形筛二种。格筛筛孔一般为方形或圆形,条形筛孔一般为筛缝;筛面角度一般为25度至85度之间。前者筛条较粗、筛缝较大(一般≥25 mm),用于粗粒级筛分;后者筛条较小(一般0.25~1 mm),用于料浆的初步脱水。固定格筛是在选矿厂应用较多的一种,一般用于粗碎或中碎之前的预先筛分。它结构简单,制造方便。不耗动力、可以直接把矿石卸到筛面上。主要缺点是生产率低、筛分效率低,一般只有 50~60% 。
弧形筛和旋流筛属于新型固定筛。弧形筛筛面沿筛上料流方向呈圆弧形,筛条与筛上料流方向垂直;旋流筛的筛面是圆锥形,筛条近似与母线平行。它们可用于料浆的初步脱水、脱泥或脱介,工作时皆利用料浆沿筛面运动时产生的离心力强化筛分。固定筛构造简单,寿命长,尤其不消耗动力,没有运动部件,设备成本和使用成本低。因此,虽然生产能力和筛分效率较低,但仍在广泛使用。
滚动筛
滚筒筛的工作部分为圆柱面或圆锥面筛筒,沿筛筒的对称轴线装有转轴,整个筛子绕筒体轴线回转,轴线在一般情况下装成不大的倾角。圆锥面筛筒水平安装,物料从圆筒的小端给入,并随筛筒旋转被带起,当达到一定高度时,因受重力作用自行落下,细级别物料从筒形工作表面的筛孔通过,粗粒物料从圆筒的另一端排出,如此不断起落运动实现物料的筛分。圆筒筛的转速很低、工作平稳、动力平衡好。但是其筛孔易堵塞变型、筛分效率低,工作面积小,生产率低,可用于粗、中粒物料的筛分和脱水。选矿厂很少用它来作筛分设备。
振动筛
振动筛结构由四部分组成,高频振动电机、一级固定格筛和二级分级固定格筛、振动弹簧及机壳。支承或吊挂筛箱采用的是弹簧组件,筛箱的振动依靠激振器。振动筛是一个弹性振动系统,其振幅受给料量和其他动力学因素的影响而可以改变。振动筛运动特点是频率高、振幅小,筛面倾斜度与筛分筛率成反正,筛面倾斜度越大流动速度越快,物料在筛面上作跳跃运动,因而生产率和筛分效率都较高。振动筛适用于选煤厂的各种筛分作业,种类很多。
采用振动筛原理的有:直线振动筛、水平振动筛、摇动筛、偏心筛、旋转振动筛、圆振筛、香蕉振动筛、概率筛等等。按其传动机构的不同,又可以分为以下几种:偏心振动筛、惯性振动筛、自定中心振动筛、共振筛。
共振筛也曾被大量使用,但因其结构复杂、工作稳定性差、调整困难、维修量大等缺点,目前已不再制造。椭圆振动筛的筛分效果较好,但结构复杂,目前应用不多。限定中心式圆振动筛,俗称偏心式振动筛、半振动筛或陀旋筛,工作时筛子中部作圆周运动,给、排料端作椭圆运动,其主要缺点是传给地基的动负荷较大,另外需要曲轴和较多的轴承,结构复杂,已经被淘汰。偏心轴式自定中心圆振动筛的曲轴制造成本较高,因此这种筛子很少制造。
筛板和筛孔的形状
筛分粒度在25 mm以上,一般用冲孔或钻孔筛板,孔眼多数采用圆孔,菱形排列。25 mm以下可用编织筛网,编织筛网为方孔。25 mm的筛孔,可以用冲孔筛板,或编织筛网,编织筛网应防止筛条滑动,筛孔变形。对于1 mm以下筛分(包括脱泥、脱水、脱介)采用条缝筛板0.5 mm以下的可以用条缝筛板(用螺杆穿筛条上圆环或焊接的)或尼龙筛网。不论是筛板或筛网,本身须绷紧,并和筛箱紧固,这是十分重要的。既可以延长筛板、筛网、筛箱的寿命,提高筛分效率,而且可以减轻噪音。对于50 mm以上的筛板,经常由钢筋或轻轨制成。尤其是固定筛使用旧钢轨更是合适。棒形筛条都制成楔形的,上宽下窄,便于物料通过。圆形筛孔,以圆的直径标明筛孔的大小,能保证通过的粒度都小于筛孔的尺寸,其筛下产品基本不含大于筛孔的大小,但天上石麟形的对角线是边长的1.414倍,有的资料认为通过方孔的最大颗粒,相当于通过圆孔的最大粒度的1.23倍。矩形筛孔以矩形的短边作为筛孔的名义尺寸,在这种情况下,超过筛孔尺寸的粒度,特别是扁平颗粒将顺着筛眼长边透筛。还有一些不规则形状的筛孔,如一些编织筛网。概率筛的筛孔常大于分离粒度而用筛孔的投影进行计算。无论如何,筛分产品的粒度是衡量粒度标准。
筛面的长度和宽度
筛面的宽度决定筛分机的处理能力,若筛面宽物料的通过能力大;筛面的长度决定筛分机的筛分效率,筛面越长物料经过筛分的时间越长,筛分越彻底,但是,过长的筛面对提高筛分效率并不显著,而仅仅多余地加长了筛分机的尺寸。我国现有筛分机其筛面长度,粗粒级的筛分3.5~4 m,中细粒级的筛分5.5~5.6 m,脱水、脱介6.5 m。
筛面的倾角
筛面倾角的大小,影响筛上物料的移动速度。倾角大,物料的移动快,处理能力高。筛面的倾角和筛子的结构形式与筛分产品的质量要求有关。一般筛孔在50 mm以上,作预先筛分时,都采用圆运动筛分机,如惯性振动筛和自定中心振动筛,其倾角为15°~20°。而直线运动的筛分机,一般作水平安装,其倾角为零度,物料在筛面上运动,依靠筛面对物料的抛射力,这种筛分机一般用于煤的脱水、脱泥和脱介。
振幅和频率
振幅是指筛箱行程的一半,频率是指筛箱分种往复振动的次数。筛箱除筛面倾角外必须具备足够大的速度才能使筛面上的物料前进。经试验研究得出煤用振动筛筛箱的加速度不超过70~80 m/s2,振幅大致为2~5 mm,转速为800~1500 r/min。
为了测量直线运动筛分机的振幅,一般直线振动筛筛帮上都画着测量振幅的三角形,在测量三角形画着一组平行于基线的平行线,上面标有刻度,表示三角形相应截割的宽度。当筛箱振动,人在视觉上的滞留,将看到两个三角形,斜边的交点所指截宽,就是筛分机的行程(两倍的振幅)。
抛射角
抛射角是筛箱运动方向与筛面所形成的角度。如抛射角较大,有利于物料透筛,但处理量较小。直线运动筛主要靠抛射作用推动物料前进,并使细粒透筛。直线运动筛的抛射角一般在30°~55°之间,我国采用45°,圆运动筛分机,也有抛射作用,但其抛射角不固定,并与筛分机的频率和振幅有关。
处理量
过大地加大处理量(单位面积或是单位宽度的处理量),严重的影响筛分效率,使筛上物中含小于筛孔粒级的数量增加。