筛板是振动筛的主要配件，其结构性能对振动筛的工作状况有非常大的影响，筛板使用过程中存在两个主要问题：筛孔堵塞及使用寿命短。本文对筛孔堵塞的原理进行分析，并从结构和材质两方面对所开发的新型筛板进行了设计，有效地保证了筛板的使用寿命，并防止了筛孔的堵塞，获得了良好的使用效果。
1 筛孔堵塞机理分析
物料在筛面上运动时，小于筛孔尺寸的物料透筛，大于筛孔尺寸的物料则在筛面上向前运动。由于物料的形状是不规则的，有些物料一部分的尺寸小于筛孔尺寸，另一部分的尺寸则大于筛孔尺寸，在筛面上运动时，小于筛孔尺寸的部分透过筛孔，大于筛孔尺寸的部分则卡在筛孔上面。如在振动筛及后续物料的作用下，卡住的物料能跳出筛孔，则可消除筛孔的堵塞，如无法使物料脱离筛孔，则将造成筛孔的堵塞。由于物料的形状是无法改变的，因此为防止筛孔的堵塞，在设计筛板结构时，应使卡在筛孔中的物料在振动筛的
振动力及后续物料的作用下自动脱离筛孔。
2新型筛板筛孔结构设计及防堵原理
图1所示为所设计的新型筛板的结构图，可以看出，筛板由复合筛条，加强筋和筛框等组成。在物料运动方向上，筛条呈阶梯状搭接一起，每一筛条上有若干楔形筛孔。在物料运动方向上，筛孔尺寸逐渐增大，直至筛条边缘。即筛孔为楔形且在筛条一端完全开放。当物料在筛面上运动时，如有不规则形状的物料卡在筛孔中，由于在其运动方向上，筛孔尺寸逐渐增加，筛孔侧壁不对物料向前运动产生阻碍作用，因此，在振动力及后续物料的作用下，被卡物料将沿物料运动方向继续向前运动，或是透筛，或是直接运动到筛条搭接部位。图2所示为卡在筛条搭接部位筛孔中的长条形物料脱离筛孔的过程，由于在筛条端部筛孔是完全开放的，且搭接的前一筛条与下一筛条有一定的高度差，因此在振动力及其它后续物料的作用下，被卡物料通过旋转、跳动和移动等运动，跳出筛孔，消除对筛孔的堵塞，从而使这种筛板的防堵能力大大提高。
3结构尺寸的确定
如图l所示，筛孔总长度为L，筛条搭接长度为S，筛孔最端
部开口尺寸为B，筛孔楔形角为β。则此结构筛孔的理论最大透筛球形物料的直径
D=-[Bcos(β／2)-2Ssin(β／2)]／[1+sin(β／2)]
实际透筛物料粒度尺寸按理论最大透筛球形物料的直径D计算即可。
根据实际设计经验，筛条搭接宽度一般为3～10mm，楔形角β为lO°～15°。考虑到筛板在使用过程中筛筛孔最端的磨损，在确定透筛粒度时，应使初始理论最大球形物料直径D比实际透筛粒度小一些，这样可保证筛孔的磨大与筛板厚度的磨损相一致，避免筛板厚度方向上尚未怎么磨损，而筛孔已磨大，透筛物料粒度尺寸已超标现象的出现。常用的确定筛孔结构尺寸的方法是。初始理论最大球形物料直径D比实际透筛粒度小5％～12％，筛板报废时筛孔最端的最大透筛球形物料其直径比所要求的透筛粒度大5％一10％。
4材质及生产工艺
筛板使用寿命短是筛板使用过程中所存在的另一主要问题。而寿命短主要是由于筛板磨损和筛板断裂两个原因造成的。为解决上述问题，新型筛板采用了新的生产工艺。
虽然振动筛的振动力及物料对筛板的冲击力都不大，但由于振动筛的工作频率非常高，如筛板的韧性和整体强度不够，则在振动筛的交变应力的作用下，筛板易发生疲劳断裂，因此为提高筛板的抗断裂性能，必须提高筛板的整体抗疲劳性能。由图l可看出，新型筛板由复合筛条，筛条加强筋和筛框三部分组成，每一筛条下面均加焊一条立式加强筋，而加强筋和筛条两端又同时焊接在筛框上，由于加强筋和筛框、筛条母材均为低碳结构钢材质，有良好的韧性、强度及可焊性，且其厚度和宽度可方便地进行调整，因此焊接后可有效地保证筛板的整体强度和刚度，防止筛板的断裂。同时由于筛条为复合材料，筛板为框架结构，重量轻，便于安装和拆卸。
筛条的使用寿命主要与筛条表面的硬度和高硬层的厚度有关系，一般来说，硬度越高，耐磨层越厚，则筛条的耐磨性能越好，为此采用高频堆焊工艺生产筛条：先在筛条母材上冲出筛孔，然后在其上敷设一层Ni基WC复合粉，放人高频感应圈内加热，加热过程中Ni基WC复合粉被熔化，在母材表面形成2～3 mm的复合耐磨层，由于复合层中含有约30％的WC硬质点，具有非常高的硬度，其中WC质点硬度超过HRC 70，整体宏观硬度超过HRC 63，因此耐磨性良好，而与表面喷焊相比，耐磨层厚度提高3～4倍，硬度则基本相当，因此使用寿命大大延长。另外，由于采用Ni基WC复合粉，复合粉的熔点较低，与母材表面结合良好，同时母材在高频复合过程中，基本不产生过烧现象，保证了母材的韧性和强度性能。
5新型筛板使用效果
新型筛板研制成功后，在攀钢、首钢、包钢、太钢、广钢及霍州矿务局等国内的数十个单位推广使用，用于筛分矿石、烧结矿、煤炭、碎焦等物料，使用过程中基本没有出现筛孔堵塞，筛板断裂等问题，使用寿命与现有的筛板相比，平均提高2～4倍，获得了良好的使用效果，如该筛板在首钢高炉槽下用于筛分烧结矿，设备有效筛分面积为1500mm×4000mm，双层,处理量为300 t／h，筛板实际使用寿命一年左右，筛分效率保持在90％以上，入炉细粉含量在5％以上，对改善高炉的顺行操作和提高高炉的利用系数起到了良好的作用，目前首钢高炉槽下矿筛已全部采用该种筛板。
6结论
新型筛板采用楔形筛孔最端阶梯状结构，具有良好的防堵性能。框架式焊接结构保证了筛板的整体强度、刚度和抗疲劳性能．防止了筛板的整体断裂。采用高频堆焊工艺生产的复合筛条其表面为2～3 mm的Ni基WC复合耐磨层，硬度高达HRC 63以上，具有良好的耐磨性能，与现有的筛板相比，使用寿命提高2～4倍。
参考文献：
1张恩广主编．筛分破碎及脱水设备．北京：煤炭工业出版社．1991．
2闻邦椿等振动筛、振动给料机、振动输送机的设计与调试．北京：化学工业出版社．1989．
3叶恒棣．物料振动筛分过程分析及高效筛分途径．矿山机械．1992
选自（矿山机械）1999 （10）
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