在煙草工業(yè)中，振動篩分設(shè)備主要用于煙料的分級、均攤、松散和運輸?shù)裙ば?#xff0c;因其性能穩(wěn)定、效率突出而被廣泛應(yīng)用。

近年來，隨著用戶對設(shè)備節(jié)能環(huán)保要求的不斷提高，振動篩分設(shè)備電機能耗高、噪聲大的缺點日益凸顯，秦皇島煙草機械有限責任公司針對這一現(xiàn)狀，成立項目組，對振動篩分設(shè)備開展深入研究與探索。

持續(xù)優(yōu)化降能耗

“目前國內(nèi)市場的振動篩分設(shè)備均采用偏心連桿機構(gòu)驅(qū)動，由于振動原理所限，物料篩分效率較低，電機能耗較高、噪聲大，且維護成本高、維修周期長，比如搖桿式振篩和彈片式振篩。”項目組組長齊海濤說。

為從根本上解決振動篩分設(shè)備能耗大的問題，秦皇島煙機公司項目組決定不采用偏心連桿機構(gòu)進行驅(qū)動，而是研究新的驅(qū)動方式。項目組成員通過廣泛學(xué)習(xí)、深入探討，決定采用反共振理論，通過高頻振動電機進行驅(qū)動，可以實現(xiàn)上質(zhì)體（篩體）振動，下質(zhì)體（機架）小幅振動，從而大幅節(jié)省能源。

齊海濤說：“高頻振篩激振頻率為12.5赫茲，約為普通振篩的2.7倍，更高的頻率對振篩篩體提出了更高的要求，在強度高、變形小的基礎(chǔ)上還要保證重量不要太重。”

項目組首先在公司內(nèi)制作了一臺樣機，通過多次試驗，他們發(fā)現(xiàn)樣機存在許多不足。一方面是篩體的強度不夠，另一方面是應(yīng)力變形較為嚴重，在設(shè)備運行過程中激振頻率只能調(diào)節(jié)至9.5赫茲，頻率再增加篩體就會周期性鼓起和凹陷，并產(chǎn)生周期性噪聲。

項目組對篩體結(jié)構(gòu)進行了深入研究分析，首先是將篩板底面劃分為三個區(qū)域，區(qū)域之間用折彎機折出棱邊，在各區(qū)域折制“幾”字筋，增加篩體強度，經(jīng)過試驗后發(fā)現(xiàn)強度還是不達標。于是，他們又將篩板與篩板筋板從平板結(jié)構(gòu)改進為拱形結(jié)構(gòu)，經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)拱形結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生焊接變形，項目組將篩板分成若干段，段與段之間不再采用焊接連接，而是在提高精度后直接用螺栓連接，避免產(chǎn)生焊接變形。經(jīng)過4次改進，新研制的高頻振篩全鈑金分段拱形篩體在設(shè)備以12.5赫茲頻率工作時，強度良好，無異常振動和噪聲，表現(xiàn)出色，各方面均滿足高頻振篩的設(shè)計要求。

多次試驗減噪音

為了使設(shè)備噪音減小，項目組對電機進行了攻關(guān)。傳統(tǒng)振篩設(shè)備的電機對稱安裝于機架外側(cè)，結(jié)構(gòu)簡單、安裝維護便捷。高頻振篩電機相比普通電機功率大、扭矩也更大，同時自身的重量也大，設(shè)備運行時會導(dǎo)致機架晃動，項目組在貴州煙葉復(fù)烤有限責任公司遵義復(fù)烤廠進行試驗時，就遇到了電機安裝梁斷裂的情況。同時設(shè)備運行時電機溫度能達到90℃以上，容易燙傷誤觸人員。

“功率更大振動就更大，對機體的牢固程度是一個考驗，對我們也是一個考驗。”項目組成員郝利霞說。

為改善電機外置安裝帶來的弊端，項目組經(jīng)過大量試驗、振動測試及理論研究，發(fā)明了電機內(nèi)置的安裝機構(gòu)。首先是將電機放置在機架下方，安裝在內(nèi)部橫梁上。項目組經(jīng)過振動測試和模態(tài)分析，對結(jié)構(gòu)的合理性進行了論證和改進。其次是解決散熱問題，項目組設(shè)計了一個散熱片式結(jié)構(gòu)，將電機熱量從底座傳導(dǎo)至電機板，再通過整個橫梁的散熱片散發(fā)到空氣中，極大提高了散熱效率，讓電機溫度控制在能保證人員安全的范圍內(nèi)。

“通過內(nèi)置安裝，項目組圓滿解決了外置電機帶來的弊端。”項目組成員郭必成說。

“現(xiàn)在我們已經(jīng)掌握外裝和內(nèi)裝兩種形式的電機安裝方式，外置安裝的電機只要功率合適，也不會產(chǎn)生機體振動過大的問題。”項目組成員董鋒說道。

為了解決上下質(zhì)體振動頻率差異的問題，項目組引入了彈性振動支撐，可以實現(xiàn)振篩篩體振動平穩(wěn)無噪聲，而且可以提供50倍的減振效果，比如上方篩體振動幅度50毫米，那么下方機架的振動幅度就是1毫米，連接基座的減震臂幾乎保持不動，阻力降低，能耗也就更低。

安徽中煙工業(yè)有限責任公司滁州卷煙廠、貴州中煙工業(yè)有限責任公司銅仁卷煙廠、山東中煙工業(yè)有限責任公司濟南卷煙廠……項目組在公司內(nèi)試驗完成后在多家用戶現(xiàn)場進行了試驗驗證，均取得了良好效果。

去年11月，歷經(jīng)兩年多的創(chuàng)新研發(fā)，雙質(zhì)體共振式高頻振動篩分機的研制項目順利通過中國煙草機械集團有限責任公司驗收，產(chǎn)品篩分效率更高，同時較同規(guī)格馬克振篩能耗降低最高可達86.8%，運行噪聲分貝數(shù)值比馬克振篩降低最高可達25%，填補了行業(yè)綠色環(huán)保型振動設(shè)備的空白。

一直以來，秦皇島煙機公司高度重視節(jié)能環(huán)保技術(shù)研發(fā)應(yīng)用，持續(xù)推進傳統(tǒng)煙機產(chǎn)品迭代升級，不斷提高設(shè)備“含綠量”、發(fā)展“含金量”。秦皇島煙機公司表示，今后他們將繼續(xù)深化應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝，不斷提高設(shè)備節(jié)能降耗水平，為行業(yè)推動綠色低碳發(fā)展、實現(xiàn)“雙碳”目標提供堅實的技術(shù)裝備保障。