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振动筛横梁断裂机理探究

张彬

(中煤科工集团唐山研究院有限公司ꎬ河北唐山０６３０００)

摘要:大型振动筛偶有横梁断裂的问题ꎬ影响了正常生产ꎬ对其机理进行探究具有重要意义ꎮ造成横梁断裂的原因有

力学、化学、材料学、摩擦学等多种因素ꎬ包括高频率弯折疲劳、共振、冲击、材料缺陷、电化学腐蚀、微动磨损等ꎬ大多数是多种

因素共同作用的结果ꎬ采取措施可以避免横梁过早失效ꎮ

关键词:振动筛横梁ꎻ断裂ꎻ共振ꎻ腐蚀ꎻ磨损

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中图分类号:Ｆ４０６.３ꎻＴＤ９４文献标识码:Ｂ文章编号:１００８０１５５(２０２３)０５００１４０３

振动筛分设备利用偏心机构产生周期性偏心力ꎬ侧板、横梁、支撑角钢等主要零件传递到筛板ꎬ物料受

带动机器做圆形、椭圆形或直线往复运动ꎬ达到松散物力获得加速度被抛起分散ꎬ此时横梁两侧的法兰受到

[１]

料、分离物料表面介质的目的ꎬ被广泛应用于矿山、侧板施加的驱动力ꎬ筛面整体给横梁施加压力(或拉

冶金、化工、电力、建筑、环保、轻工、食品等工业部力)ꎮ在筛箱惯性参考系中ꎬ横梁与侧板位置保持不

[２]

门ꎮ振动筛包括激振器、侧板、横梁、筛板等ꎬ其中横动ꎬ为了方便研究ꎬ认为横梁是连续刚体ꎬ但横梁实际

梁连接平行的侧板ꎬ是筛机的骨架ꎬ起到支撑整体结上是弹性变形体ꎬ其变形程度受筛面压力(或拉力)和

构、承托筛板、传递动力的作用ꎮ横梁直接影响筛机的惯性力的影响ꎬ根据达朗伯原理得到如下公式:

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运行状态ꎬ一旦发生问题ꎬ会造成筛机整体刚性下降ꎬＦＦＦ０ꎬＦｍａ(１)

ＮＩＩ

运行异常ꎬ影响筛机整体结构的稳定性和筛分效果ꎬ甚式中ꎬＦ为主动力ꎬＦ为约束力ꎬＦ为惯性力ꎬｍ

ＮＩ

至会出现横梁断裂ꎬ造成停产ꎬ给企业造成巨大的经济为参考物质量ꎬａ为参考物加速度ꎮ

损失ꎮ因此ꎬ必须杜绝横梁断裂ꎬ探究横梁断裂机理非惯性力并不存在ꎬ只是横梁的一种固有性质ꎬ其大

常有意义ꎮ小与横梁的质量和加速度有关ꎮ横梁处于空间力系作

１横梁受力分析用的变加速运动中ꎬ受力情况极其复杂ꎮ

在工矿企业的生产中ꎬ振动筛利用离心机构产生在瞬态情况下分析横梁变形时ꎬ惯性力和筛面对

１０Ｈｚ以上的高频振动ꎬ振幅范围为２~１２ｍｍꎬ激振质量横梁作用力的合力共同作用于横梁ꎬ使横梁产生挠度

为２~２０ｔꎬ运转时动量非常大ꎮ要满足驱动设备的高速和弯曲应力ꎬ而在整个振动周期中ꎬ合力不断变化ꎬ无

运转和生产工艺需求ꎬ就要保证筛机的整体结构高度对数个瞬态连续形成了横梁无数种挠度状态ꎬ弯曲应力

称及稳定、质量分布合理、驱动部分具备高承载能力ꎮ也不断变化ꎬ形成了横梁在多种交变载荷作用下的运

振动筛激振器将高频的交变激振力通过驱动梁、动状态(见图１)ꎮ

图１激振