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振动筛工作原理详解 一文读懂核心构造与运行逻辑

2020年6月4日 纳维加特(上海)筛分技术有限公司

一、振动筛核心概念分解介绍

振动筛是一种利用振动能量实现物料分级、除杂、过滤的机械设备,其核心逻辑是通过激振装置产生周期性振动,传递给筛面,使物料在筛面上做跳跃、翻滚或直线运动,借助筛面的多孔结构,将不同粒径、状态的物料按需求分离,广泛应用于矿业、化工、食品、建材等多个行业,是现代工业中物料分离环节的关键设备。
为更清晰理解其核心,我们从“核心构造”和“运行逻辑”两个维度拆解,二者相互配合,共同实现筛分功能:
核心构造主要包括5个关键部分,缺一不可:一是激振装置,作为振动筛的“动力源”,主要分为振动电机、激振器两类,通过产生高频、定向的激振力,驱动整个设备振动;二是筛箱,是物料筛分的“载体”,内部安装筛网,承接待筛分物料,同时传递激振力,其结构设计直接影响物料运动轨迹;三是筛网,是筛分的“核心执行部件”,按材质可分为不锈钢、尼龙、聚酯等,按目数可从几目到几千目不等,目数决定筛分精度,筛网孔径大小直接对应物料分级标准;四是减震装置,主要为弹簧类部件,用于缓冲设备振动产生的冲击力,减少对安装基础的损伤,同时降低运行噪音;五是支撑结构,用于固定设备各部件,保证设备运行时的稳定性,避免部件松动导致筛分失效。
运行逻辑的核心是“力的传递与物料分离”:激振装置工作时产生离心力或往复力,将振动能量传递给筛箱,筛箱带动筛面做周期性振动;待筛分物料通过给料装置均匀进入筛面,在振动作用下,物料获得动能,克服自身重力和筛面摩擦力,做跳跃、翻滚或直线运动;运动过程中,小于筛网孔径的物料颗粒通过筛孔,落入下方接料装置,成为“筛下物”;大于筛网孔径的物料颗粒被筛面截留,继续在振动作用下向前运动,最终从筛箱末端排出,成为“筛上物”,从而完成物料的分级或除杂。

二、振动筛相关疑问及解答

疑问1:振动筛的筛分效率受哪些因素影响,为何有时会出现筛分不彻底的情况?

解答:振动筛的筛分效率并非固定不变,主要受4类核心因素影响,也是导致筛分不彻底的主要原因。一是振动参数,包括振幅、频率和振动方向角,振幅太小无法有效抛起物料,导致物料在筛面积聚,无法充分接触筛网;频率太低则物料运动速度慢,筛分周期延长,易出现漏筛;振动方向角不合理,会影响物料在筛面上的分布均匀性。二是筛网自身情况,筛网孔径选择不当,孔径过大导致细料中混粗料,孔径过小则粗料中留细料;筛网出现堵塞、破损,或张紧度不足,都会直接降低筛分效率,导致筛分不彻底。三是物料特性,物料含水量过高(超过12%),细料易黏附在筛网孔上,造成堵网;物料中含大量纤维、泥块等杂质,会缠绕在筛面或卡在孔内,阻碍物料通过;物料颗粒大小分布不均,或易团聚,也会影响筛分效果。四是给料情况,给料量过大或给料不均匀,会导致物料在筛面分布不均,部分区域“漏筛”,同时过量物料会增加筛面负荷,降低筛分速度。

疑问2:不同类型的振动筛(如圆振动筛、直线振动筛),工作原理有差异吗?适用场景有何不同?

解答:不同类型振动筛的核心工作原理一致,均是通过激振力带动筛面振动实现物料分离,但因振动轨迹不同,工作细节和适用场景存在明显差异。圆振动筛的激振装置产生的是往复旋型振动,物料在筛面上做圆形或椭圆形运动,其特点是振动强度大,物料抛起高度高,运动轨迹长,适合粗级分级、脱水、脱泥等场景,比如矿业中砂石的粗分级、煤炭的脱水处理,能快速分离大块物料和杂质。直线振动筛的激振装置产生的是直线往复振动,物料在筛面上做直线运动,其特点是物料运动速度均匀,筛分精度高,适合精细分级、除杂等场景,比如食品行业中面粉的筛理、医药行业中药品粉末的粒度控制、化工行业中原料的除杂,能精准分离不同粒度的细料,保证产品纯度。简单来说,粗筛、脱泥脱水选圆振动筛,精细分级、高精度除杂选直线振动筛。

三、掌握振动筛工作原理并规范操作的好处

掌握振动筛的工作原理,结合规范操作和维护,不仅能提升设备运行效率,还能降低使用成本、延长设备寿命,具体好处主要体现在4个方面:
第一,提升筛分效率和处理能力,适配工业化连续生产需求。了解振动参数、物料特性与筛分效果的关联后,可通过调整振幅、频率等参数,优化物料在筛面上的运动状态,避免堵网、积料等问题,相比传统静置筛分或不规范操作,筛分效率可提升数倍至数十倍。例如,在面粉加工中,规范操作的小型振动筛每小时可处理数百公斤物料,远超手工筛分;大型振动筛单台时处理量可达上千吨,完全适配工业化流水线的连续生产需求。
第二,保证筛分精度稳定,提升产品质量一致性。掌握工作原理后,可根据物料需求精准选择筛网规格、调整振动参数,避免因参数不当、筛网选择错误导致的筛分偏差。对于医药、电子、新材料等对粒度要求严格的行业,规范操作可使分级精度误差控制在±1%以内,相比传统分离方法,受物料密度、流动性等因素影响更小,批次间的一致性更强,能有效保证下游产品的质量稳定。
第三,延长设备使用寿命,降低维护成本。振动筛的故障多源于对原理不了解导致的误操作,比如激振器偏心块调整不当、筛网张紧度不足、减震弹簧老化未及时更换等。掌握原理后,可定期对核心部件进行针对性维护,比如给激振器加注润滑脂、及时更换破损筛网和老化弹簧,减少部件磨损,降低故障发生率。同时,振动筛结构相对简洁,了解原理后可快速排查故障,减少停机时间,进一步降低维护成本。
第四,扩大适用范围,提升设备通用性。了解振动筛的工作原理后,可通过调整设备参数、更换筛网类型,适配不同形态、不同精度的筛分需求,无论是干燥颗粒、精细粉末,还是固液混合物、粘性物料,均可实现有效分离。例如,处理易粘连的湿粉时,可调整振动频率并搭配清网装置,打破物料团聚;处理不同精度需求的物料时,可更换不同目数的筛网,实现粗筛除杂、精细分级等多种功能,无需额外购置设备,提升设备利用率。

四、振动筛规范操作与维护步骤(详细分步)

振动筛的操作与维护需遵循“准备-启动-运行-停机-维护”的流程,每一步都需结合其工作原理,规范操作,避免误操作导致设备故障或筛分效果不佳,具体分步详解如下:

第一步:操作前准备(核心:排查隐患,适配物料需求)

1. 设备隐患排查:检查激振装置(振动电机、激振器)是否正常,有无松动、异响,电机接线是否牢固,接地是否良好;检查筛箱连接螺栓,用扭矩扳手按标准力矩紧固(通常40-60N・m),避免振动时部件碰撞;检查减震弹簧,确保无老化、断裂,高度一致(误差≤2mm),若压缩量不足,可增加垫片调整;检查设备防护装置,确保防护盖、密封垫完好,防止运行时物料溢出或粉尘飞扬。
2. 筛分组件准备:根据待筛分物料的粒度要求,选择合适目数和材质的筛网,检查筛网无破损、无变形,筛孔无堵塞;将筛网固定在筛箱内,确保张紧度均匀,无松弛,避免振动时筛网与筛框摩擦破损;若需多级分级,按“筛孔孔径从大到小”的顺序,依次安装多层筛网,搭配底筛(接细料)和上盖(防粉尘)。
3. 物料与参数准备:对待筛分物料进行预处理,去除纤维、泥块等大块杂质,若物料含水量过高,需提前晾晒、烘干,避免堵网;若物料有结块,需轻轻碾碎,防止结块堵塞筛孔;根据物料特性和筛分需求,预设振动参数,振幅通常调整为3-5mm,频率为1500-3000r/min,筛分时间根据物料类型设定(常规粉末5-30分钟,超细粉末可延长至60分钟)。

第二步:设备启动(核心:平稳启动,避免瞬间冲击)

1. 启动前再次检查:确认所有部件安装牢固、筛网张紧到位、物料预处理完成,无杂物残留于筛箱内;检查电源电压稳定,与设备额定电压匹配,避免电压不稳损坏激振装置。
2. 空载试运转:先启动设备,进行3-5分钟的空载运行,观察设备振动是否平稳,有无异常异响、部件松动等情况;检查激振装置运行状态,电机温度是否正常,振动轨迹是否符合预设要求(圆振动筛呈圆形轨迹,直线振动筛呈直线轨迹);若出现异常,立即停机排查,严禁带故障启动。
3. 负载启动:空载试运转正常后,开启给料装置,将物料均匀送入筛面,给料量控制在设备额定处理能力的80%以内,避免过量给料导致筛面积料;给料时确保物料落在筛面中心位置,可通过加装分料器、导流板,使物料均匀分布在筛面宽度上,避免物料跑偏。

第三步:运行过程监控(核心:实时观察,及时调整)

1. 筛分状态监控:实时观察物料在筛面上的运动状态,确保物料呈跳跃、翻滚或直线运动,无堆积、无跑偏、无溢出;观察筛下物和筛上物的分离效果,若出现筛下物含粗料过多,需检查筛网是否破损、孔径是否过大;若出现筛上物含细料过多,需调整振动参数(增大振幅、提高频率)或减少给料量。
2. 设备运行监控:定期检查激振装置的温度,电机温度不超过70℃,若温度过高,立即停机冷却,检查是否存在润滑不足、负载过大等问题;检查筛箱、支撑结构的连接螺栓,若出现松动,及时紧固;倾听设备运行声音,若出现异常异响(如撞击声、摩擦声),立即停机排查,避免部件损坏。
3. 异常处理:运行中若出现筛网堵塞,可开启清网装置(如弹跳球、超声波清网器),或停机用软毛刷轻刷筛网,禁止用硬物刮擦筛网;若出现物料跑偏,可调整给料口位置或筛面水平度;若出现设备剧烈振动,需检查激振器偏心块角度是否一致、减震弹簧是否正常。

第四步:停机操作(核心:有序停机,做好收尾)

1. 停止给料:先关闭给料装置,继续让设备运行3-5分钟,将筛面上的剩余物料全部排出,避免物料残留于筛箱内,导致下次启动时负载过大。
2. 关闭设备:物料全部排出后,关闭振动筛电源,等待设备完全停止振动后,再进行后续操作,严禁在设备运行时触碰筛面、激振装置等运动部件。
3. 现场清理:清理筛面上的残留物料,用软毛刷轻刷筛网,去除筛孔内的堵塞物料;清理筛下物和筛上物,分类存放;清理设备表面、给料装置和接料装置的粉尘、物料残留,保持现场整洁。

第五步:日常维护(核心:定期保养,延长寿命)

1. 每日维护:停机后检查筛网是否破损、张紧度是否足够,若有破损及时更换;检查连接螺栓、激振装置的紧固情况,及时紧固松动部件;清理设备表面和筛箱内部的残留物料,避免物料腐蚀部件。
2. 每周维护:给激振装置的轴承加注锂基润滑脂,确保润滑充足,减少部件磨损;检查减震弹簧的弹性,若出现老化、变形,及时更换;全面清理筛网,检查筛网孔径是否有变形,必要时进行校正或更换。
3. 每月维护:检查激振器偏心块的重量、角度是否一致,若有偏差及时调整;检查电机接线是否牢固,接地是否良好;对设备支撑结构进行检查,若有变形、磨损,及时修复;检查筛箱密封情况,更换老化的密封垫,防止粉尘泄漏。
4. 季度维护:对整个设备进行全面拆解检查,更换磨损严重的部件(如筛网、轴承、弹簧);对激振装置进行全面检修,清理内部杂物、积尘;校准振动参数,确保设备运行精度;对设备进行除锈、防腐处理,延长设备使用寿命。

五、振动筛实践应用结果

结合上述工作原理和规范操作流程,以下为3个不同行业的振动筛实践应用结果,均为无品牌场景下的实际应用案例,直观体现振动筛的应用效果和规范操作的重要性:

实践结果1:矿业砂石分级应用

应用场景:某砂石加工厂,需将开采的原石破碎后,分级为5mm以下细砂、5-10mm中砂、10mm以上粗砂,用于建筑施工,要求分级精度高,处理能力满足工业化连续生产需求,避免细砂中混粗砂、粗砂中留细砂。
实践过程:选用圆振动筛,根据分级需求,更换对应目数的多层筛网,调整振幅为4mm、频率为2800r/min,控制给料量为设备额定处理能力的75%,做好物料预处理(去除大块杂质),按规范流程进行操作和日常维护,每日检查筛网张紧度,每周给激振器加注润滑脂。
实践结果:经过1个月的连续运行,振动筛日均处理砂石1200吨,完全适配流水线生产需求;分级精度达标,5mm以下细砂纯度达99%,5-10mm中砂、10mm以上粗砂分级误差均控制在±0.8%以内,无筛网堵塞、设备故障等问题;设备运行稳定,噪音控制在合理范围,相比之前不规范操作,筛分效率提升30%,筛网使用寿命延长2倍,维护成本降低40%。

实践结果2:食品行业面粉筛理应用

应用场景:某面粉加工厂,需对磨制后的面粉进行筛理,去除面粉中的麸皮、结块等杂质,筛选出细腻均匀的面粉,要求筛分精度高,无杂质残留,避免面粉浪费,同时满足食品卫生要求,设备易清洁、易维护。
实践过程:选用直线振动筛,搭配不锈钢筛网(符合食品卫生标准),根据面粉细腻度需求,选择合适目数的筛网,调整振幅为3mm、频率为2200r/min,控制给料量均匀,做好物料预处理(碾碎结块面粉),运行过程中开启清网装置,避免筛网堵塞;停机后及时清洁设备和筛网,定期进行维护保养,确保设备无物料残留、无腐蚀。
实践结果:连续运行20天,振动筛日均筛理面粉30吨,筛理后的面粉无麸皮、无结块,细腻均匀,杂质残留量低于0.1%,完全符合食品卫生标准;面粉回收率达98.5%,避免了面粉浪费;设备清洁便捷,每日清洁仅需15分钟,无故障运行率达100%,筛分精度稳定,批次间面粉细腻度一致性强,有效提升了面粉产品质量,获得下游客户认可。

实践结果3:化工行业原料除杂应用

应用场景:某化工企业,需对化工原料粉末进行除杂处理,去除原料中的金属杂质、大块颗粒杂质,确保原料纯度,满足后续生产需求,原料为易团聚的细粉末,易堵塞筛网,要求设备运行稳定,筛分效率高。
实践过程:选用直线振动筛,搭配聚酯筛网(耐磨、防粘连),调整振动参数为振幅3.5mm、频率为2500r/min,开启间歇振动模式和清网装置,避免物料团聚和筛网堵塞;物料预处理时,对原料进行干燥处理,控制含水量在8%以内;按规范流程进行操作,定期检查筛网是否破损,及时清理筛网堵塞物料,每周维护激振装置和减震弹簧。
实践结果:经过15天的实践应用,振动筛日均处理化工原料25吨,除杂效率达99.2%,去除了原料中的所有金属杂质和大块颗粒杂质,原料纯度完全满足后续生产需求;有效解决了物料团聚、筛网堵塞的问题,设备连续运行无故障,筛分效率相比传统筛分方式提升45%;筛网磨损轻微,维护成本低,同时设备运行噪音小,符合车间环保要求,为后续生产环节提供了稳定的原料保障。


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