前  言
    篩子與篩分機都是人類歷史上最古老的一些工具。有關(guān)它們最早的文獻記載，可追溯到公元前1500年。在埃及底比斯的一座寺院中就有一個篩子繪制在裝飾品中。由編織的蘆桿或穿孔的陶瓷容器制成的碗盆形篩子作為篩子表面。后來的幾幅有根據(jù)的篩子圖畫，則是由Agricola G在1558年提供的。
    工業(yè)上制造的篩面，確切地說，制造的編織篩網(wǎng)則是在1838年由總部設(shè)在德國德累斯頓市的L．Heyymann公司開始的。大約直到20世紀(jì)前半時期，大多數(shù)篩面都是由金屬材料制成的（例如金屬絲篩網(wǎng)）。到了20世紀(jì)后半時期，才見到了關(guān)于橡膠、聚氨酯和其他合成材料篩面的報道，并且也是從那時起它們才開始得到更加普遍的使用�，F(xiàn)在，篩面已是機械加工和選礦工業(yè)部門中最常用的一些設(shè)備。它們已被廣泛地用于礦石、煤炭、非金屬礦物、化工、回收物資、食品和醫(yī)藥等工業(yè)部門，例如用于物料的篩分、分離和脫水等。
在篩分中，所選擇的篩面和篩分機本身，都必須與物料的性質(zhì)、要求達到的分離粒度、分離效率以及某些特定的操作條件相匹配。因此，為了滿足不同的使用目的，已研制出多種篩面和篩分機方案。下面論述了半透性分離或篩面的功能作用，雖然也考慮過其他幾種篩分方法，但重點還是介紹了沖程式振動篩分法。文中也指出了為實施或確保達到上述功能，依據(jù)所需達到的篩分效率和單位處理能力選擇篩面配置的幾個重要部件和原則。
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1、篩面的主要功能
1.1概述
    在篩分過程中，半透性的分離表面（也就是篩面）起著兩個主要功能：
    1)按顆粒粒度分離物料；
    2)在配置著篩面的一些篩分機上輸送各粒級的物料（見圖1）。
    給料在篩面上按粒度分離的過程中，主要分離單元（第一項主要功能）產(chǎn)出細(xì)粒級和粗粒級產(chǎn)品。在這一過程中，目的（在理想的情況下）就是要確保篩下顆粒在朝著篩孔移動時不受阻礙和順利地通過篩孔。篩孔必須保持不堵塞，例如由于銷釘狀的、黏性的或球形的顆粒等引起的堵塞。只有某一高度料層中的細(xì)顆到達篩面時，篩下產(chǎn)品才能通過篩孔，它們才有可能得到分離。為此，各種粒度的物料必須在篩面上輸送（第二項主要功能）。給料在篩面上的輸送是很有必要的，一方面是為了在篩面與物料顆粒之間，另一方面是在物料顆粒之間（疏松物料）產(chǎn)生不同的運動。隨著篩分機與篩面的類型不同，場力（重力或離心力）、慣性的振動誘導(dǎo)力和沖擊力、摩擦力和流體力的影響也不同，這些力會使篩下產(chǎn)品在分離界面方向產(chǎn)生離析．并最終根據(jù)幾率定律使篩下產(chǎn)品通過篩面。篩上產(chǎn)品則是越過分離面，并進入到粗粒物料中。在篩分黏性的或難篩的物料時，很高的篩分加速度或Kv值有助于提高去團聚作用和除去那些堵塞篩孔的顆粒。因此，體積力FM（篩分力）必須大于粘附力FH、阻力FK和庫侖摩擦力rf之總和。評價分離過程質(zhì)量的判據(jù)有分離精度和篩分效率。對于定量輸送效率的評定來說，物料的單位通過能力是一個重要的判據(jù)。
    從上述解釋就可理解，篩面的主要功能之間是相互牽連的，并且它們一起決定著篩分過程的效率。為了確保有效的篩分，必須系統(tǒng)地協(xié)調(diào)好這些功能之間的相互關(guān)系。下面論述了篩面的選擇和給料類型對所需達到的分離粒度的依賴關(guān)系。
1.2用特定類型篩面按粒度分離給料
    在選擇篩板或篩面時，需要考慮的因素有給料類型、粒度和顆粒的形狀分布、顆粒的表面性質(zhì)、水分含量、流動特性以及反射性能、所使用的篩分機類型及其特性、以及要求達到的分離粒度和要達到的處理物料能力。
    圖2示出了篩分不同的給料可用的幾種可能的篩面和篩分粒度范圍。給料的范圍從易流動的含有很少量接近篩孔尺寸顆粒的物料、接近篩孔尺寸顆粒含量較高的黏性微濕物料，直到水分含量很高的非流動物料。每種篩面都被安裝在特定的篩分機上，并與這種篩分機配套，以有效地輸送各粒級的物料。
    光滑表面的鋼篩板(圖2A)有著由沖壓、鉆的、機械加工的或由激光或水噴射切削的篩孔（例如由Steinhaus和其他公司生產(chǎn)的圓孔形、方孔形或其他形狀篩孔的篩板）。它能比較準(zhǔn)確地用于分離那些有著立方形的但仍屬圓柱狀顆粒的、易流動的中等粒度到粗粒的物料。這些篩面已被用于振動篩中。
    普通的和斜紋編織的有著特殊方孔和條孔的金屬絲篩網(wǎng)（圖2B）（例如由Havey&Boeckef、Hein、Lehmann、Isenmann、Meister和G. Steinhaus公司提供的產(chǎn)品），已在化工、礦山、非金屬礦和食品工業(yè)中，用于對接近篩孔尺寸顆粒含量較少的易流動物料進行細(xì)篩和中篩。
    在接近篩孔尺寸顆粒含量很高的難篩物料（例如潮濕的礦石、非金屬礦、煤炭、化工產(chǎn)品等）的中篩中，細(xì)線網(wǎng)篩面（圖2C和圖3）已被用于間接振動篩上。
    波浪形垂直于篩分水平面的光滑的D型細(xì)線網(wǎng)篩面（圖3a和b），適用于以較低的分離精度和很高的物料通過速率，來篩分黏性的、潮濕的、立方形物料。如果篩孔寬度小于10 mm、水分含量不超過8%的條件下，它們可用于篩分煤炭。
    水平波浪的S型細(xì)線網(wǎng)篩面（有近似的方形孔）以及交替狀水平波浪和光滑的Tria型細(xì)線網(wǎng)篩面（圖3c和d），可用于篩分潮濕和黏性物料（例如煤炭、礦石、化工產(chǎn)品和食品），它可達到相當(dāng)高的分離精度。在上述這些篩面上，由高耐磨的合成材料（例如特種聚氨酯）構(gòu)成的橫向連接，這種連接的篩面的自清洗作用和篩面的使用年限比細(xì)絲編織的橫向連接要好。若給料中大約含有10%的粒度至少達到篩孔寬度5倍的具敲擊性能顆粒，就能確保上述這種細(xì)線網(wǎng)篩面的自清洗作用。
    為了用細(xì)線網(wǎng)篩面替代由圓孔或方孔組成的沖孔篩面，圖9中的一些數(shù)值（見第3節(jié)）可作為選擇篩孔寬度的初步依據(jù)。
    橡膠或聚氨酯篩板（圖2D）都適于安裝在間接振動篩上，用以干或濕的含有接近篩孔尺寸顆粒的黏性物料（例如礦石、非金屬礦、再生物料等）的細(xì)篩和中篩。對某些可能有著很高含量接近篩孔尺寸顆粒的、濕的和黏性物料，可采用軟質(zhì)橡膠(肖氏硬度35。)篩面，而對于一些磨蝕性的物料，則可使用硬度較大的橡膠（例如肖氏硬度604）篩面。這種選擇方案同樣也適用于聚氨酯篩面，可生產(chǎn)出肖氏硬度從35～904的鑄模的、錐形擴張口的、篩孔寬度小于2mm到0.15 mm的篩面。
    上述各種篩面已被用作嵌入式鋼材加固篩面（如圖4和圖5所示），或是作為經(jīng)鋼絲繩的縱向或十字形加固的拉力篩面用于間接振動篩中（圖6）。加固或嵌入式鋼絲的措施已被用以確保篩面的承載能力，并因此而實現(xiàn)它的第二項主要功能（見3.2節(jié)圖11）。對于部分已用舊的或有缺陷的篩子，十字拉力篩面能快速、容易和低成本的更換篩面。盡管預(yù)計它的費用約比鋼質(zhì)篩面高出10倍，但由于上述這幾種篩面的使用年限要長10～20倍，以及它們很低的噪音水平，所以其重要性正在顯示出來。
    在德國非金屬礦物工業(yè)部門使用的篩分機中，60%以上都配置有聚氨酯篩面。金屬絲篩面主要用在那些間歇操作和生產(chǎn)能力較小的企業(yè)中。細(xì)線網(wǎng)篩中(圖2C)，水平波浪篩面(S-細(xì)線網(wǎng)篩，圖3C)占30%～50%。在用敲打篩面篩分中等粒度的不流動的很濕的物料（例如再生物料、木質(zhì)的、渣狀的物料）時，已采用經(jīng)鋼絲加固的或沒有加固的沖孔的橡膠或聚氨酯篩網(wǎng)（見圖2C和圖7）。
    配置著圓柱形懸臂頂梁（固定在橫梁上）的懸臂頂梁篩面(圖2F)，已用于對特別難篩的、黏性的、潮濕的、不流動的物料（施工場地的混合廢料、再生物料等）進行中篩和粗篩。它們已越來越多地用于以不同品牌提供的一些階梯或排列的間接振動篩分機中。雖然達到了很高的物料處理能力，但分離效率有所降低。懸臂頂梁篩面也能用作固定的格篩，例如以很低的分離精確度用于篩出粗粒級中的難篩物料。
1.3在某些篩分機上輸送各粒級的物料
    物料在某些篩分機上輸送的情況示于圖1。在本評述中，只指定了幾種篩分機，它們都是基于沖程式振動篩分的原理進行操作的。作者在文獻中已論述過與篩面優(yōu)化有關(guān)的一些問題，以及顆粒在沖程式振動篩分機和其他篩分機上的運動情況。
    根據(jù)篩分機的用途不同，相當(dāng)多的篩面類型、多種改進過的篩分機以及大量的篩面/篩分機組合方式都已在不同現(xiàn)場使用。在下面的第2至第4節(jié)中，比較詳細(xì)地論述了某些設(shè)備部件和篩面配置原則，以便在沖程式振動篩分過程中實現(xiàn)篩面的上述兩項主要功能。
2、為實現(xiàn)篩面的主要功能所需的設(shè)備部件與篩面配置原則
    最重要的部件和配置原則就是篩面的幾何形狀、篩面材質(zhì)和特定的機械設(shè)計原則。
    圖1列出了與篩面主要功能1和2有關(guān)的、能提高篩分效率和處理能力的設(shè)備部件和配置原則，重點針對沖程式振動篩的情況，分析了它們在某些篩面和篩分機中的應(yīng)用。首先可以確定，存在著大量的設(shè)備部件和配置原則，它們之間有時還會存在著復(fù)雜的相互關(guān)系。因此，如果不對其他部件進行分析，就很難分析一個部件或原則對于可達到的分離效果和處理能力的影響。然而在示于圖1中的矩陣中，曾試圖查明和評價應(yīng)用上述部件和原則對篩分性能的影響（方形與圓形的圖例）。表中列出的不同篩面的篩分效率和處理能力（方形和圓形圖例）與每個配置部件和篩分機類型有關(guān)。每一列中都包含一些關(guān)于各個配置部件的適用性和篩分效率指標(biāo)。在下一節(jié)中將論述與篩面幾何形狀有關(guān)的配置因素。
3、篩面的幾何形狀
    關(guān)于篩面的幾何形狀、篩孔形狀和它們的橫截面形狀、篩孔寬度Z、篩面厚度s與篩孔寬度l的比值以及篩面傾角p等，都是影響分離效率和處理能力的特別重要因素。另外，階梯式篩面能提高處理能力。