02 往复振动筛

2 往复振动筛

往复振动筛不仅是粮食行业常用的原粮清理设备，它还广泛应用于轻工、化工、矿山等许多行业。另外，很多行业使用的振动输送机，其工作原理也和往复振动筛是一样的，只是不需要使用带孔的筛面，机器的结构尺寸有所不同，振动参数选择的不同。因此，在介绍往复振动筛之前，我们有必要先了解一下往复振动机械的工作原理。

2.1 往复振动机械的工作原理

2.1.1 往复振动机械的力学模型

1. 机构运动简图

往复振动机械在工程中的应用形式很多，对于我们要研究的往复振动筛，核心任务之一是分析其振动面的运动规律。

这是一个往复振动筛的示意图。筛体内有振动筛的筛面，即

我们在进行运动分析时的往复振动面，筛体采用吊杆悬挂支承，利用一套曲柄连杆机构，可以使筛体即振动面做往复振动。

为了便于进行力学分析，通常我们把这个机构简图再进一步简化，抽象成这样一个力学模型。

图中：

α —振动面(筛面)倾角

振动面与水平面所夹的锐角

β —振动方向角

激振方向与铅垂线所夹的锐角

ω —曲柄旋转的角速度

r —曲柄长度

2. 微幅振动面的性质

顾名思义，所谓微幅振动面就是振动幅度非常小的振动面。那么怎样的振动面我们可以认为是微幅振动面呢？

条件：

曲柄长度绝对小于连杆及吊杆长度（比值小于1/100）。

性质：

t ω

Z P

P P

①两振动电机的安装位置应左右对称；

②两振动电机应转向相反且激振力相等；

③两振动电机的安装角度应完全一致，合成激振力的作用线应过振动体的合成质心。

双振动电机传动的结构特点、工作原理及振动体的运动方程与偏重振动器传动相同。

(3) 双振动电机的自动同步原理

如右图，设左电机偏重的

旋转相位某瞬时超前于右电

机，则偏重惯性力

P在横向

的分力将大于

P的分力，于

是未能抵消的惯性力分量会

使振动体产生向左的加速度，

由于振动体的运动是电机偏

重的牵连运动，因而左右电机的偏重都将受到一个与该加速度方向相反的系统惯性力，这一系统惯性力对于左电机偏重的旋转将产生一个附加阻力矩，有使其减速的趋势，而对于右电机偏重的旋转所产生的附加力矩有使其增速的趋势，最终使二者同步运行。

此外，前述

P和L P沿振动方向及横向的分力大小不同，还

会使振动体受到一个顺时针的合成力矩，该力矩使振动体产生的扭转角加速度将反作用给偏重系统惯性力，进而对左右电机偏重的旋转将产生与前述附加力矩同向的附加力矩，促使二者同步。

左右电机的偏重位于其它不同的相位时，亦能按此原理自动同步。

2.2 往复振动筛

往复振动筛（简称振动筛）是粮油加工厂和粮食仓库最常用的清理设备，它的主要任务是清除粮食中的大杂和小杂。老式的振动筛自身还带有吸风分离装置，可同时清除粮食中的轻杂。新式的振动筛不带吸风分离装置，但也常常和另外独立的吸风分离器配合工作，以清除物料中的轻杂。

2.2.1 颗粒在往复振动面上的运动分析

1. 曲柄在Ⅳ、Ⅰ象限时，颗粒相对振动面下滑的条件

(1) 颗粒受力分析

建立动坐标系XOY如图。

①重力G m g

②振动面的支承反力N

③振动面的摩擦力F N tan

④系统惯性力2

=ωω

P m r|cos t|

2.2.2 自衡振动筛

自衡振动筛是一种老式的振动筛，即教材上说的传统的振动筛。虽然这种振动筛如今在粮食行业已经很少用，但由于它自成体系的结构很有特点，所以我们还有必要介绍一下它。

在面粉加工厂，原料的清理可以分为三个阶段。1.散粮入筒仓前的初清；2.准备加工时的毛麦清理；3.润麦后的所谓净麦清理。仍在使用的自衡振动筛一般只用于初清，这其中的一个原因就是它能够清除轻杂，并且带有自循环吸风系统。另外这种筛子也比较皮实。

1. 总体结构

粮机书上有一个振动筛的结构示意图（P122图2-34），那个图很不清楚，另外它也不是自衡振动筛，是比自衡振动筛还老的曲柄连杆传动的振动筛。

我们现在来看一个自衡振动筛的结构示意图。

(1) 喂料系统（进料箱、均料板、压力门）

(2) 筛体（接料筛面、除杂筛面）

(3) 传动机构（偏重振动器、曲柄连杆机构）有的不带

(4) 吸风系统（吸风道、沉降室、风门、风机）

(5) 机架与辅助装置（机架、吊挂、筛面清理、限振弹簧）

2. 工作过程

我们看一下另外一张内部结构示意图（不带风机）

进机——喂料机构——前吸风道（轻杂）——接料筛面（粗杂）——上除杂筛面（大杂）——（减载筛面）——下除杂筛面（小杂）——后吸风道（轻杂）——出机。

（筛过物法）