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重型双层圆振动筛聚氨酯筛网可行性分析

作者:红星机器

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铁矿生产中,筛分是其生产系统的关键环节,其主要任务是对铁矿进行筛洗分选,获得成品铁矿石。随着铁矿石供需情况的严峻性,振动筛越来越无法满足生产需求,振动筛使用编织筛网,材质为锰钢,其耐磨性能良好,但是耐酸性十分差,已不符合现阶段生产性能需求。为此,筛分车间提出在不影响正常生产的前提下对设备特别是振动筛进行更新改造,特别是对新材料的运用方面,通过分析验证聚氨酯筛网在双层振动筛上运用的可行性。

一、1750×3000重型双层圆振动筛

筛分车间振动筛为1750×3000重型双层圆振动筛,长宽分别为3000mm和1750mm,重为2.5t,筛网规格为37×37/1750×1650。配套电机是三相异步电动机,电机功率为15kW,转速为1460r/min,电机与筛之间通过三条三角胶带进行传动,安装方式是在四个角分别安装两条弹簧直接放置在基座上。振动原理:通过电机带动筛的偏心轴的转动达到上下左右振动,同时利用弹簧对其上下振动进行增幅。

二、聚氨酯筛网可行性分析

1、材料确定

筛分车间建厂初期使用的筛网是用20mm厚的钢板打孔,由车间自行设计制作的,由于加工工艺有限,造成筛的振幅不足,处理量低,且更换筛网非常麻烦,两年之后车间即淘汰了该类筛网,并采用新型编织筛网。新型编织筛网材质为耐磨锰钢,类似于编织渔网,编织筛网有质量轻,有效工作面积大,更换方便,耐磨等优点,因此筛分车间几十年一直使用编织筛网。现如今铁矿资源枯竭,矿石质量下降,含硫高,导致生产用水酸性大,编织筛网以无法满足生产需求,更换筛网成必然趋势。通过查阅资料得知聚氨酯材料具有耐磨、耐酸等作为振动筛网基本的特性,聚氨酯弹性体按照成型方式可分为混炼型(MPU)、浇铸型(CPU)和热塑型(TPU)三种。其中混炼型聚氨酯弹性体(MPU)具有高回弹性、吸震性、耐磨性、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀及耐辐射等性能,更重要的是还具有非常优良的加工塑形性能,完全符合作为振动筛筛网的加工材料的要求。

2、安装尺寸选定

材料选定之后,车间根据矿石规格和振动筛的各方面数据对比,筛分车间对聚氨酯筛网规格进行确定,筛分车间以前的编织筛网分为上下两块进行安装,其中在两块筛网交接处有部分重叠,对于厚度只有几毫米的编织筛网毫无问题。而聚氨酯弹性体要达到一定的韧性和强度,必须达到一定的厚度。因此编织筛网的安装方式不能适用于聚氨酯筛网,必须重新考虑筛网的安装方式。筛分车间振动筛具有六条大梁,每条大梁之间的中间距为700mm,每条大梁上有五个直径20mm的筛网安装孔,孔间距为379mm,大梁本身宽度为140mm。于是车间决定将筛面按照大梁之间分成五个部分,每两条大梁之间安装一块筛网,其中靠边两块筛网一边为全孔,一边为半孔,其余三块筛网全部为半孔,筛网厚度定为30mm。型号规格定为1716×718×30和1716×700×30。

筛网分为五块独立拼装,主要磨损受冲击部位为上面矿石落点处第一块筛网,一旦筛网损坏,大部分情况只需要更换上面第一块筛网即可,而不用跟以前一样每次都要更换整套筛网,大大的节约了生产成本,同时节省了安装时间和安装难度,提高了生产效率。

3、吸震性分析

重型双层圆振动筛采用的聚氨酯材质具有吸震性,聚氨酯弹性体在交变应力的作用下,产生明显的滞后现象。弹性体内摩擦消耗了大部分外力,分子摩擦以热能的形式体现出来,这就是聚氨酯材料的吸震性。吸震性通常用衰减系数表示,也就是发生形变的材料能吸收施加给他的能量百分数。室温下聚氨酯弹性体可吸收振动能量的10%~20%,大于钢材的吸震性能,而筛分车间6#筛正常工作环境保持在10~25℃之间,由于温度越高,材料吸收振动能量的能力越低,所以在10~25℃的温度下,筛分车间6#筛使用聚氨酯筛网,其吸震性能将会更好,完全符合作为筛网的要求。

4、耐酸性

为了测试聚氨酯弹性体的耐酸性能,筛分车间同样做了一个实验:取重量相同的聚氨酯筛网和编织筛网浸泡在筛分车间生产用水中(pH=2.5),每隔一周将两块筛网取出并测量质量,实验持续一个月。聚氨酯筛网在筛分车间生产用水浸泡一个月,重量几乎没有什么变化,而以锰钢材料制成的编织筛网浸泡一个月后,质量下降较多。经观察发现,编织筛网表面完全被锈迹覆盖,而聚氨酯筛网表面仍然光洁如新,无明显腐蚀现象。从以上对比数据可以得出,聚氨酯弹性体耐酸性能非常出色,远胜于钢材,适合筛分车间当前生产用水酸性较大的环境。

5、耐磨性

聚氨酯弹性体具有非常出色的耐磨性能,大概是天然橡胶的3~5倍,是普通钢材的两倍,如表3所示。从表3中得知聚氨酯弹性体耐磨性能比钢材出色,可以胜任筛网的材料。

6、经济性

筛分车间之前使用的编织筛网单价为1072元/块,一整套筛网价格为2144元。聚氨酯筛网生产厂家给于筛分车间定制的筛网报价为1051元人民币,一整套筛网报价为4204元。聚氨酯筛网整体上比编织筛网贵约一倍。

如果其使用寿命达到编织筛网一倍以上,筛分车间完全可以接受。且聚氨酯筛网大部分情况只需要更换上面一块,单次损耗为1072元,而编织筛网每次更换则是将两块筛网一起更换,单次损耗为2144元,从长远考虑,聚氨酯筛网性价比高于编织筛网,经济性高。

通过从聚氨酯弹性体吸震性,耐磨性,耐酸性以及其经济性的综合分析,且经过筛分车间技术人员分析讨论,得出的结论是:聚氨酯筛网在1750×3000重型双层圆振动筛的运用完全可行。

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