骨料線振動篩結構部件改造經驗介紹
2024-06-19
劉建濤
（山東魯碧建材有限公司，山東濟南，271100）
【摘 要】利用精益管理知識，組建團隊對骨料線振動篩維保難題進行攻關，利用頭腦風暴法制定措施，制作錳鋼聚氨酯復合篩網，解決2YK2160振動篩3.2mm×3.2mm篩片頻繁損壞難題，采用啟發類比法設計碟簧防松裝置，對VUS450一體化生產系統2565振動篩拉緊裝置進行改善，解決了振動篩維保中的“老大難”問題。
【關鍵詞】頭腦風暴法；錳鋼聚氨酯復合篩網；振動篩；碟簧
1 引言
山東魯碧建材有限公司礦山分公司兩條骨料線（圖1、圖2）主要產品粒度為0-5 mm、5-10mm、10-20mm。各產線生產工藝流程如下：
圖1 1#骨料線生產工藝流程
圖2 2#骨料線生產工藝流程
兩條骨料線在維保過程中出現的頑固性問題是1#骨料線的1#振動篩（型號：2YK2160）3.2mm×3.2mm篩網頻繁損壞，2#骨料線VUS450一體化生產系統2565振動篩拉緊裝置壽命短，更換頻繁，我們在維保中依靠常規維保方式無法根治此類問題。具體問題描述如下：
一是因3.2mm×3.2mm篩孔小、篩絲細，在使用過程中經常會出現篩網斷裂、撕裂、破損及糊篩子現象，篩片損壞及糊篩子情況如圖3所示，每臺振動篩一套篩網（5片）使用壽命僅6至7天，造成職工更換勞動量大，加劇材備費消耗。頻繁停機更換篩網，不僅打亂正常的生產節奏，而且影響物料保供能力，制約經濟效益的提升。
圖3 3.2mm×3.2mm篩片損壞及糊篩子情況
二是VUS450一體化生產系統2565振動篩拉緊方式為普通壓縮彈簧，運行過程中頻繁松動，造成篩片張緊力減弱，運行過程中篩網張弛度受到影響，嚴重削弱篩片壽命，還會造成支撐梁斷裂。圖4所示：
圖4 2565振動篩拉緊失效造成的次生問題
針對以上骨料線振動篩維保頑固性問題，我們成立改善團隊，利用精益思想對以上問題進行改善，降低費用消耗，減輕職工勞動量。
2 改造優化內容
2.1針對3.2mm×3.2mm篩片頻繁損壞問題改善
利用頭腦風暴法查找問題原因，整理出以下原因：
（1）外部原因：篩網質量不佳；篩網絲徑細，承載能力差。
（2）內部原因：鉤板拉緊不到位，篩網緊固螺栓松動；篩網固定不可靠；篩網與承重梁之間為剛性接觸，篩網與橫梁反復拍打導致篩網斷裂；骨料線兩個班次更換篩網操作方法不一致。
（3）不可控原因：物料沖刷導致篩絲正常磨損斷裂；因需求原因篩面上部0-30mm物料粒度大，嚴重磨損篩網。
經過分析，決定分別從可管控的外部原因和內部原因進行改善，以便有效解決該問題。
對于外部原因：一方面，對不同材質、不同類型的篩網進行試用（表1），解決篩網壽命不長的難題，從生產實際來看，采購的各類型篩網使用效果均不理想。
表1 不同材質不同類型篩網使用情況統計
另一方面，嘗試采用增粗絲徑的方式來延長篩網的使用壽命。通過測試發現，隨著絲徑的增加，篩面開孔率逐漸減小，篩分效率整體下降，證明篩絲直徑選擇要盡量小，這樣才能在減少堵孔率的同時提高篩分效率，但是篩面與顆粒物料持續碰撞出現磨損，從而篩絲直徑又不能太小。經過測試，選取直徑為2mm的錳鋼絲作為最佳篩絲。
綜合實驗數據，將2mm錳鋼絲制作“托網+基網”結構，“基網”選擇3.2mm×3.2mm錳鋼絲網用于篩分物料，“托網”選擇篩孔8mm×8mm的錳鋼絲網作為支撐體，用于支撐上部“基網”，兩篩網在振動篩支承筋處包裹40mm寬的聚氨酯，將篩網長度方向篩絲統一彎成U形卡扣并包邊，制成錳鋼聚氨酯復合篩網，錳鋼聚氨酯復合篩網尺寸如圖5所示，錳鋼聚氨酯復合篩網成品如圖6所示。
圖5 錳鋼聚氨酯復合篩網尺寸
圖6 錳鋼聚氨酯復合篩網成品
針對內部原因：首先在篩面支承筋上加裝聚氨酯壓條，使篩面與篩體的接觸由剛性接觸變為柔性接觸，從根本上解決振動過程中篩面和支承筋剛性沖擊導致的篩絲斷裂問題。其次在篩網上部加裝聚氨酯壓板替代原角鐵式壓板，使篩絲與角鐵的剛性連接變為柔性連接，防止運轉過程中出現篩絲沿角鐵邊沿斷裂，制作的聚氨酯U形壓板結構較好的防護緊固螺栓，避免物料沖刷螺栓，解決了因螺栓磨損出現脫落產生篩網損壞的難題。最后對邊角鋼進行優化，增加篩網張緊力，確保篩體整體拉緊，張緊裝置各部結構如圖7所示。
圖7 張緊裝置結構
在優化篩網結構和完善固定方式后，又對骨料線兩個班組維修作業進行標準化管控，避免作業波動造成篩網損壞現象的發生。
錳鋼聚氨酯復合篩網徹底解決了2YK2160振動篩3.2mm×3.2mm小粒徑篩網篩分效率不高、使用壽命短等長期困擾分公司生產的難題，更換周期延長至6個月一更換，設備運轉率提升25%，材料費降低96%。錳鋼聚氨酯復合篩網的雙網結構使得上部“基網”正常磨損后可采用鋼絲包扎“托網”縮小篩孔的方式繼續生產，延長篩網近30%的壽命。
2.2 VUS450一體化生產系統2565振動篩拉緊方式改善
2565振動篩壓縮彈簧在使用過程中，會受到物料濕度和設備振動的雙重影響，再加上該部位受下落物料作用，部分篩分顆粒會卡嵌在彈簧內部，在頻繁的沖擊和振動下導致彈簧出現裂紋和斷裂，篩網因松動而失效，影響生產穩定運行。經過改善小組系統分析討論，受汽車后橋彈簧板使用啟發，決定采用碟簧（圖8所示）替換原壓縮彈簧。
與其他類型彈簧相比，碟簧（圖9所示）具有行程短、小變形、大承載能力、維修換裝容易、經濟安全性高等優點，經過多次試驗我們選取材質為60Si2MnA的防松碟簧，疊合成碟簧組使用，強化鎖緊功能，補償預緊力。
圖8 碟簧結構簡圖
圖9 碟簧實物
該裝置疊合使用后（圖10所示），受表面摩擦阻力作用，吸收沖擊和消散能量的作用更加顯著，實現了較小空間內承受極大載荷的目的，篩片張緊力得到保障，使用兩年多未見斷裂、損毀現象，職工勞動強度大幅度降低。
圖10 VUS450一體化生產系統2565振動篩碟簧安裝圖
3 應用情況介紹
3.1內部推廣情況
（1）將小粒徑錳鋼聚氨酯復合篩網制作經驗推廣至內部2#骨料線S5×2760-2振動篩2.8mm×2.8mm篩網、VUS450塔樓2565振動篩5mm×5mm及VUS450一體化生產系統2565振動篩4.75mm×4.75mm篩網，使用績效突出。
（2）2022年8月份對2#骨料線塔樓2565振動篩篩網進行優化，調整篩網尺寸，將篩網調整為2片4.25mm×4.25mm篩片和2片4.75mm×4.75mm篩片，將部分5mm以上物料篩選至5-10mm產品內，降低機制砂中2.5-5mm產品含量，保證了2#骨料線產品機制砂（0-5mm產品）細度模數，提升了公司經濟效益。該復合篩網經久耐用，維保方便，對骨料產質量穩定發揮了重要作用。
圖11 篩片優化后質量檢測情況
（3）2565振動篩碟簧防松裝置已連續使用兩年多，未出現斷裂、破損現象，支撐梁穩定可靠，更換后從未出現次生性問題。
3.2改善后整體績效如下
（1）2YK2160振動篩設備運轉率提升25%，職工勞動量降低96%，篩分效率提升35%，錳鋼聚氨酯復合篩網年消耗量為2套，較未改造前材備費年節約23.44萬元，材料費消耗降低96%。
（2）錳鋼聚氨酯復合篩網在內部兩條骨料線小粒徑篩網中長期使用，年節約材備費50余萬元。
（3）碟簧防松裝置提升員工作業效率67%，職工勞動量大幅度降低。
4 結構優化創新點
4.1振動篩維保難題解決方法充分利用精益管理理念，從問題本源出發找原因，制定措施進行攻關，改善內容涵蓋部件優化、結構改造、標準作業等方面，充分發揮一線職工聰明才智，撬動了員工腦力和智力，值得同行業管理人員借鑒。
4.2制作的錳鋼聚氨酯復合篩網既有篩分效率高又兼具使用壽命長的優點，聚氨酯澆注層聚合不同篩網，實現了優勢互補，體現了該結構的創新性。
4.3制作的錳鋼聚氨酯復合篩網拉緊包邊裝置做到“托網”和“基網”兩種不同篩網張緊度一致，從根源上解決了因張力不同造成篩網松動斷裂的難題。
4.4制作的錳鋼聚氨酯復合篩網雙網結構有效解決了“基網”正常磨損后必須更換的難題，采用鋼絲包扎“托網”縮小網孔的方式仍可滿足生產，實現網體互補、連續生產，這是該復合篩網的又一創新點。
4.5設計的碟簧防松裝置具有行程短、小變形、大承載優點，解決了原壓縮彈簧壽命短、易損壞的難題，該裝置設計具有獨創性。
來源：中國砂石協會
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