更新时间：2023-11-07 23:16
振动筛（vibrating screen）是利用振子激振所产生的往复旋型振动而工作的，是一种利用振动来筛选矿石等材料的机械设备。主要是利用振动的多孔筛面，将粒径大小不同的物料按粒度进行分级。它一般安装在给料机、皮带机等设备的下边，给料机或皮带机应均匀地供料。
在16世纪， 英国首先开始了筛分机械的研究， 并诞生世界第一台用于煤炭工业的固定筛。到了18世纪欧洲工业革命时期， 筛分机械发展迅速。在19世纪初， 一些矿山企业开始使用圆筒筛、摇动筛， 有的地方出现一些简单的振动筛分机械。在20世纪50年代已经开始了对高频振动筛的研究和开发。20世纪70年代末到80年代，中国冶金和煤炭系统不断从美国、德国和日本等国家引进先进的振动筛产品。20世纪80年代初90年代末，中原地区应用典型的振动筛主要是YA、YK系列圆振动筛和ZKX系列直线筛。
振动筛可分为圆运动轨迹振动筛(圆振动筛)、直线运动轨迹振动筛(直线振动筛)。按是否接近或者远离共振频率又分为共振筛和惯性筛；按激振力的不同可以将振动筛分为偏心式振动筛、惯性式振动筛和电磁式振动筛。广泛应用在化工、食品、医药、冶金、建材等行业领域。它的主要作用就是过滤杂质、粒度分级。
在16世纪， 英国首先开始了筛分机械的研究， 并诞生世界第一台用于煤炭工业的固定筛。到了18世纪欧洲工业革命时期， 筛分机械发展迅速。在19世纪初， 一些矿山企业开始使用圆筒筛、摇动筛， 有的地方出现一些简单的振动筛分机械。在20世纪50年代已经开始了对高频振动筛的研究和开发，主要用于筛分物料粒径小于 0.5mm 的筛分物。
20世纪70年代末到80年代，中国冶金和煤炭系统不断从美国、德国和日本等国家引进先进的振动筛产品。80年代，鞍山矿山机械厂将从美国RS公司引进的筛机制造技术转化为国产的YA系列圆振动筛和ZKX系列直线筛，又在1996年引进了德国KHD公司USK系列圆振动筛和USL系列直线振动筛的改进型产品的制造技术，其中USL直线振动筛宽度可达4.5m，这表明中国中、大型振动筛制造技术有了很大的提高。20世纪80年代初90年代末，中原地区应用典型的振动筛主要是YA、YK系列圆振动筛和ZKX系列直线振动筛。
利用振子激振所产生往复运动使筛面上的物料上下和向前方向运动，同时筛面可以呈一定转轴倾角强化运动，由于不同粒度物料运动差而产生分层，进而强化细颗粒的透筛。
圆振动筛的工作原理如下图所示。当激振器上两组偏心块m1、m2同时沿顺时针方向转动时，由于两组偏心块质量以及偏心距都相等，所以它们所受离心力大小相等，并且转动方向相同。在各瞬时位置，两组偏心块产生的离心力在各个方向总是相互叠加，使得筛箱沿激振力的方向作周期性往复振动。物料在筛面上的运动轨迹为圆形或近似圆形，从而实现圆振动筛的筛分过程。
直线筛工作原理如下图所示。激振器上两组偏心块同步反向旋转，在各瞬时位置，两组偏心块产生的离心力沿筛箱振动方向(Y方向)的分力总是相互叠加，其径向(X方向)离心力的分力总是互相抵消，从而形成单一方向的激振力，使得筛箱做周期性往复直线运动。物料在筛面上被不断上抛，从而完成物料的脱水、脱介过程。
振动筛同所有振动机械一样，由激振器、工作体（筛箱）、弹性元件（支承或吊挂装置）3个主要部分组成。
激振器的功能是产生激振力。由于产生激振力的方法不同，激振器可分为机械式（包括连杆式和惯性式）、电磁式、液压和气动式等。现代振动筛多用惯性式激振器，电振筛和电磁振动给煤机等采用电磁式激振器。
工作体是做周期性运动的工作部分。振动筛的筛箱就是工作体。另外，电振给料机的输送槽也是工作体。
弹性元件包括主振弹簧和隔振弹簧。主振弹簧是使工作体做周期运动并用来调整工作点的弹簧，隔振弹簧是用来减少传递到基础或构架上的动载荷的弹簧。
振动筛的吊挂或支撑装置中的弹簧，既起主振作用，也起隔振作用。
振动筛的种类繁多，按照其筛箱的运动轨迹类型进行划分，可分为圆运动轨迹振动筛(圆振动筛)、直线运动轨迹振动筛(直线筛)。按是否接近或者远离共振频率又分为共振筛和惯性筛；按激振力的不同可以将振动筛分为偏心式振动筛、惯性式振动筛和电磁式振动筛。
圆振动筛是一种在垂直于筛面的纵面内，筛子参振质量的重心运动轨迹为圆形或近似圆形的振动筛。其主要结构如图3所示，由筛箱、筛网、支撑装置、激振装置等部件组成，其中筛箱是圆振动筛的主要组成激振力作用下筛箱做近似于圆的轨迹运动。当物料从筛箱上端的进料口进入筛箱，在筛网上做平抛运动，大于筛网口径的物料会从出料口排出，小于筛网口径的物料则会落人下一层筛网上或下段工序。
圆振动筛按工作原理不同主要有单轴圆振动筛、双轴强迫同步圆振动筛和三轴强迫同步椭圆振动筛3种形式；振动器的结构有轴偏心式和块偏心式；轴承润滑方式分脂润滑和润滑和油润滑2种；筛框结构有托架式和横梁式；筛面层数有单层、双层和多层之分。
圆振动筛可用于各种筛分作业，主要用于物料粒度分级，广泛应用于矿山、冶金、煤炭、筑路和建材等行业。
直线振动筛是一种采用惯性激振器产生振动，使物料在筛网上被抛起，且向前作直线运动的振动筛。直线振动筛的主要结构如图4所示，包括底座、筛箱、筛网、激振装置、支撑装置等。激振装置有两个轴，每个轴上有质量相同、偏心距相同的偏心块，在振动筛工作时，这两个偏心块以相反方向旋转，从而产生在x-x轴合力为零，在y-y轴离心力加倍的激振力，筛箱在y轴方向产生往复的直线运动，受力分析如图5所示。当物料从给料口进入筛箱，物料离心力与重力作用下随筛箱向前作直线运动，大于筛网口径的物料会从出料口排出，小于筛网口径的物料则会落人下一层筛网上或下段工序。
直线筛筛网的安装转轴倾角多小于8°，筛面在激振器的作用下作直线往复运动。筛子的筛分效率和生产能力同筛面的倾角、筛面的振动角度及物料的抛射系数有关。为了保证适宜的筛分效率和大生产能力，应选择合宜的抛射系数。
直线振动筛可用于粉状、颗粒状物料的筛选和分级，广泛应用于矿山、化工、医药、建材、粮食、化肥等行业。
共振筛是一种筛面的工作振动频率与筛面固有振动频率一致的振动筛。共振筛是振动筛的一种，结构如图4-9所示，包括筛箱（质量系统I）、机架（质量系统Ⅱ）、传动连杆、主振弹簧、机座、支撑弹簧等。机架通过支撑弹簧固定在机座上，筛箱与机架间通过主振弹簧相连接，筛箱、主振弹簧和机架组成了双质量振动系统。共振筛在接近共振区的条件下工作，工作频率接近其自身的共振频率。故可采用较小的激振力来驱动较大面积的筛箱，具有动力消耗小，而生产能力大的特点。共振筛筛箱的运动轨迹是直线或接近直线，运动方向与筛面呈一定的抛射角，筛面一般水平布置或微倾斜。共振筛的型式众多，按其质量系统的数目，可分为单质量、双质量和多质量三种。选煤厂多采用双质量系统的共振筛。
惯性振动筛是靠固定在其中部的带偏心块的惯性振动器驱动而使筛箱产生振动的。惯性振动筛按振动器的型式可以分为单轴振动筛和双轴振动筛。
单轴振动筛是由单轴振动器回转时产生的惯性力迫使筛箱振动。筛箱的运动轨迹为圆形或椭圆形。单轴振动筛一般用于物料的分级。单轴振动筛可分为纯振动筛和自定中心振动筛。这两种振动筛只是振动器的结构略有不同。
偏心式振动筛的筛网框架4通过轴承5，固定在偏心轴6上。当皮带轮10旋转时，由于偏心机构的作用使它做环形旋转运动，其振幅就等于偏心轴的偏心距r。框架除了随偏心轴做环形运动外，由于其前后两端支持在机架弹簧上，因此也做摇摆振动。所以这种振动筛又称为半振动筛。在这种振动筛中，传动轴承2是刚性地固定在机座3上的，工作时会使机座及其附近的建筑物振动，同时传动轴上需要两对轴承。
惯性式振动筛是借惯性激振器来激振的。惯性激振器是借偏心定子和转子回转运动而产生激振力。最常见的惯性式振动筛有以下几种：（1）线性非共振类惯性振动筛，（2）线性近共振类惯性振动筛；（3）非线性近共振类惯性振动筛。
电磁式振动筛以驱动部位不同分成两种：筛网直接振动的和筛框振动的。目前筛框振动的电磁振动筛应用较多。
筛框和振动器衔铁组成一个振动机体m1，辅助重物和振动器的电磁铁组成第二个机体m2，两机体间用弹簧联接。整个系统用弹簧吊杆悬挂在固定的支架结构上。振动器通入交流电时，衔铁和电磁铁的铁芯交替地相互吸引和排斤，使两机体产生振动。机体的质量和弹簧的刚度如果选择合适，就可以使振动系统调节到接近共振状态下工作。振动器倾斜地安装在筛框上，与筛面有一夹角。工作时筛框的振动使物料跳动，在沿筛面的移动中得到筛分。
电振筛振幅小，为2~4mm，振动频率高，达3000次/min，比较适合于细筛作业。其特点是：结构简单，没有回转部件和传动装置，体积较小，耗电少，可以作密封筛分，便于自动化。缺点是噪音大，不少厂家已改用电机振动器来驱动筛分机，它与电磁振动器比较，最大的优点是噪音小。
振动筛可以应用在许多行业，例如矿业、建筑、化工、制药、食品加工等。以下是振动筛的一些常见应用：
1. 矿业：振动筛可以用于筛分矿石、煤炭、碳酸钙等物料，以确保物料的质量和纯度。
2. 建筑：振动筛可以用于筛分混凝土、沙子、石子等建筑材料，以确保材料的质量和均匀性。
3. 化工：振动筛可以用于筛分化学品、涂料、油漆、颜料等物料，以确保物料的质量和纯度。
4. 制药：振动筛可以用于筛分药品、疫苗、果葡糖浆等物料，以确保药品的质量和纯度。
5. 食品加工：振动筛可以用于筛分面粉、糖、淀粉、奶粉等物料，以确保物料的质量和均匀性。
振动筛的大型化对提高大型选煤厂的处理能力具有重要意义。在振动参数可以满足生产要求的前提下，提高筛面宽度和筛面长度可以增大筛面处理能力和筛分效率。但是筛面宽度越宽，筛机的横梁挠度变形就越大；筛箱的长度越长，其侧板的横向摆动变形量越大，这些都会导致振动筛的可靠性差，使用寿命短。
以往设计主要是考虑应力应变的静强度设计方法，按照经验选型或设计承重梁和加强梁等，忽视了振动筛振动的动态结构特性。实际上，由于梁跨度很大，激振器强交变载荷和物料冲击的联合作用下的激振器大梁、承重梁或加强梁的弹性变形都将引起侧板的弯扭变形，进而导致筛体结构整体刚度的减弱及可靠性的降低。目前，动态设计开始被广泛使用。动态设计是在静强度设计的基础上，利用ansys、ADAMS等软件对振动筛交变载荷下的动力响应进行模拟仿真，结合实际动态测试结果，识别结构局部易损处，再对此处的结构、材料完善来提高整体的可靠性。对于振动筛的结构设计，使用SolidWorks等三维建模软件进行零部件的设计和振动筛装配，会更加直观。
经济飞速发展的同时，能源的消耗量大大增加，带来的环境问题也愈加严峻，反过来制约着经济的发展。振动筛的设计需要更多地考虑对环境的影响，主要包括降噪、防尘和节能。目前降低噪音的主要方法是隔声、吸声、消声和减振。振动筛的噪声主要来源于物料与筛面的撞击声、金属弹簧的振动噪声以及激振器的噪声。通过使用橡胶弹簧和聚氨筛板可以有效地降低噪音，在激振器上安装保护罩也有一定效果。振动筛分还会产生大量扬尘，使用防尘罩或防尘布进行密封可以避免污染车间环境和生态环境「”。一些新式设备比如弛张筛，应用近共振振动理论，在节能方面效果比较突出。
随着“中国制造2025”概念的提出，智能化已经成为新一轮工业革命的主题，智能化选煤厂的建设就要求生产设备的智能化。通过对物联网、大数据和云计算的应用，可以实现振动筛智能控制，根据给料的不同来调整参数，柔性的对不同入料进行筛分；构建专家系统，对现场复杂的情况进行判断，实现实时监测和故障诊断，可以提前发现即将出现的问题并加以处理，保证产品的质量，避免因为设备损坏造成巨大损失。
提高振动筛分机械的标准化、系列化、通用化水平，是便于设计、组织专业生产、保证质量和降低成本的途径。零部件实现标准化、通用化，就可以组织专业化生产，大大降低成本，提高企业效益。实现标准化也是实现选煤厂自动化、智能化的前提条件。
现代工业的发展促使企业规模增大， 要求对生产能力大大提高。原来用于冶金、煤炭、矿山、建材、交通等行业的筛分机械， 势必进行技术进步和产业升级改造。
在进行设计的同时， 我们可以看在相同规格国内外的产品比较上。我国产品的使用寿命不高， 大部分产品通常只有2年左右寿命， 而国外的产品可以达到3—5年。关键零部件制约设备整体的可靠性。
产品的设计如果依靠经验按照常规的设计计算和类比设计方法， 进行产品的设计已经无法满足振动机械高强度、高效率、高寿命的要求。国外欧美一些国家， 已经普遍采用计算机为手段的动态设计方法， 应用到产品的研发中， 并逐渐较为复杂的非线性理论进行动态分析。
先进的制造工艺是产品质量的保证。原来的生产工艺， 已经无法满足高强度、高寿命的大型设备的生产要求。企业应注重引进和改造生产设备和制造工艺。例如：太行山采用进口的数控加工中心， 焊接机器人， 数控龙门钻床和数控切割机。保证产品的质量水平， 缩短与国外先进制造工艺的差距。绝大多数企业还采用常规制造工艺， 所以产品质量无法保证。
筛网是筛分效果好坏的关键零件。它的寿命相与其它零件相比较低。国外企业针对潮湿细粒物料开发的聚胺脂橡胶筛网， 比金属丝编制的筛网寿命高3~10倍。美国Derrick公司研制多种复合材料的筛网寿命甚至可以达到7000小时以上。我国也相继研发同样的产品， 但在一些潮湿细粒难筛分物料仍存在寿命低， 堵孔率高， 筛分效率不高的缺点， 并且安装维修十分麻烦。新型筛网制造和安装工艺有待提高。
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