徐桂清

(中糧工程裝備（張家口）有限公司，河北 張家口 076250)

高方篩是面粉廠中主要的篩理設(shè)備，篩理的目的是對制粉過程中的中間產(chǎn)品混合物按照顆粒大小進(jìn)行分級。對磨下物料及時(shí)篩出面粉并按粒度分級，降低后續(xù)設(shè)備負(fù)荷，提高產(chǎn)量，減少動(dòng)耗，可極大地提高磨粉機(jī)的研磨效率。高方篩主要特點(diǎn)是篩理面積大，分級種類多。小麥制粉過程中的面粉質(zhì)量、出粉率等指標(biāo)都與高方篩的篩理效率的高低密不可分。高方篩的整體性能、質(zhì)量穩(wěn)定性對小麥制粉有著極其重要的作用。

1 工作原理

高方篩內(nèi)置電機(jī)通過皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸及平衡塊轉(zhuǎn)動(dòng)并使懸吊于大梁上的高方篩整體做平面圓周運(yùn)動(dòng)，每臺高方篩由4倉或6倉或8倉等多個(gè)篩箱組成篩體，每個(gè)篩箱內(nèi)垂直放置多層結(jié)構(gòu)不同的篩格，不同配置的篩格可使被篩物料形成不同的篩理路線（篩路工藝），在篩體運(yùn)動(dòng)時(shí)篩格上的被篩物因篩面運(yùn)動(dòng)、來料不斷推動(dòng)等綜合作用而產(chǎn)生相對篩面的螺旋線運(yùn)動(dòng)軌跡，使物料充分自動(dòng)分級和接觸篩面而提高篩理效率，從而達(dá)到分級和篩理的目的。被篩物通過的篩理路線和篩面格目數(shù)不同，篩理后得到的物料質(zhì)量、細(xì)度、品種及各個(gè)品種的數(shù)量不盡相同，其出料位置及物料在制粉過程中的去向也不相同。高方篩在篩理過程中原則上要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，回轉(zhuǎn)直徑在設(shè)計(jì)值的范圍內(nèi)、物料間互不竄漏，達(dá)到最佳分級效果。

2 高方篩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性

高方篩的主要結(jié)構(gòu)見圖1。

高方篩結(jié)構(gòu)由篩箱、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、篩格、進(jìn)料機(jī)構(gòu)、吊掛大梁、吊掛裝置及篩格壓緊機(jī)構(gòu)等組成。

2.1 篩箱和傳動(dòng)機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

目前市場上應(yīng)用的高方篩的篩箱和傳動(dòng)機(jī)架主要采用鋼板折彎形式，聯(lián)接方式以螺栓聯(lián)接為主、焊接為輔，焊接后要最大限度地消除焊接應(yīng)力，杜絕焊縫開裂，提高篩箱和傳動(dòng)架的使用壽命。傳動(dòng)鋼架與軸承座加強(qiáng)板間采用鉸制孔螺栓連接 （如圖2），提高傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配精度，傳動(dòng)鋼架整體切割折彎成型，保證傳動(dòng)架強(qiáng)度。

圖2 軸承座加強(qiáng)板和鉸制孔螺栓聯(lián)接

篩箱底板設(shè)置加強(qiáng)筋提高強(qiáng)度，防止篩箱與傳動(dòng)架連接部位出現(xiàn)裂縫；有國外廠家推出頂板和底板整體鑄造而成，鑄鋼的綜合性能在震動(dòng)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)中有一定的優(yōu)勢，因?yàn)樗那?qiáng)度要高些，但鑄造技術(shù)工藝要求較高，鑄造工藝有一定的局限性，有最小厚度的局限、拔模斜度要求以及會(huì)產(chǎn)生許多的鑄造缺陷如氣孔、砂眼、密度不均等，這是其不能推廣的主要原因。目前隨著大型激光切割機(jī)和數(shù)控折彎機(jī)的普及應(yīng)用、焊接機(jī)器手的普及、柔性工裝的應(yīng)用以及優(yōu)質(zhì)鋼板質(zhì)量的穩(wěn)定，板材仍是目前高方篩制作材料的首選。

2.2 三簧夾心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高方篩的傳動(dòng)軸以一定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)承受一定的交變載荷，上軸承要承受主要的軸向力，下軸承上端的三簧夾心結(jié)構(gòu)能均衡上下軸承間的軸向受力，下軸承分擔(dān)上軸承一部分的軸向力可延長上軸承的使用壽命，上軸承及軸承座的損壞主要原因是承受了過大的交變載荷造成的，三簧夾心結(jié)構(gòu)（如圖3）的每組彈簧均做壓力試驗(yàn)，保證每組彈簧彈性系數(shù)相同，使高方篩運(yùn)轉(zhuǎn)起來軸承垂直方向受力均勻。

圖3 三簧夾心結(jié)構(gòu)圖

2.3 關(guān)鍵點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為保證電機(jī)軸端和主軸軸承間良好的密封性，電機(jī)傳動(dòng)輪和主軸傳動(dòng)輪均采用獨(dú)特的迷宮式密封和密封圈密封的雙重保護(hù)。為方便皮帶張緊調(diào)節(jié)和電機(jī)維修，此部分設(shè)計(jì)為電機(jī)整體移位及拆裝，可從上方拆出，單人即可完成電機(jī)更換與檢修。

3 加工設(shè)備和工裝工藝制作精度保證

3.1 篩箱的焊接工藝

箱體框架由上下底板、左右側(cè)板、中隔板、盆鋼以及加強(qiáng)筋板以最合理的工藝方式焊接而成，它的尺寸要求精準(zhǔn)，是篩格良好安裝的基礎(chǔ)，也是篩門能夠壓緊篩格的關(guān)鍵。

圖4 篩箱外形圖

每個(gè)篩體的對角線誤差要控制在2 mm之內(nèi)，每倉的尺寸長寬高對角控制在0.5 mm之內(nèi)，垂直和水平方向都通過專業(yè)的檢測儀器進(jìn)行檢測使其符合圖紙技術(shù)要求。高質(zhì)量、高精度要求都是通過合適的特制的柔性工裝和機(jī)器手焊接來保證的（如圖5）。

圖5 焊接篩箱柔性工裝

3.2 傳動(dòng)架加工設(shè)備的保證

傳動(dòng)機(jī)架上下安裝軸承座孔位置的良好加工精度（形狀和位置公差）是實(shí)現(xiàn)上下軸承座在傳動(dòng)鋼架上能夠互換的前提，同時(shí)兩軸承座端面的平行度和同心度保證高方篩運(yùn)轉(zhuǎn)起來使主軸具有更好的垂直性。上述質(zhì)量最好的保證來自加工母機(jī)的高精度，定梁龍門加工中心一次裝夾完成銑與鏜的轉(zhuǎn)換加工工序，保證整體傳動(dòng)機(jī)架的加工工序一次裝卡完成，關(guān)鍵部件精度的提高必須依靠精良加工設(shè)備來保證。

3.3 表面處理工藝保證

所有結(jié)構(gòu)件焊后全部雙面噴砂處理，消除焊接應(yīng)力，增加設(shè)備使用壽命，盆鋼內(nèi)外噴涂防銹漆，防止篩箱立柱內(nèi)部銹蝕。涂裝工藝流程：表面處理、酸洗磷化、底漆、批灰到面漆都有一套完整的實(shí)施和檢驗(yàn)規(guī)程來保證面漆的附著力。

4 材料保證

零部件的原材料是制作整個(gè)設(shè)備的基礎(chǔ)，是設(shè)備能夠使用長久的保障，傳動(dòng)機(jī)架和篩箱均采用優(yōu)質(zhì)上海寶鋼特殊酸洗汽車大梁合金板，保證綜合機(jī)械性能；軸承座采用QT450球墨鑄鐵，提高硬度和強(qiáng)度及使用壽命；軸承采用最好的SKF調(diào)心軸承，各聯(lián)接件優(yōu)選國內(nèi)高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)件，在用螺栓聯(lián)接時(shí)嚴(yán)格按照預(yù)緊力矩值的要求進(jìn)行緊固。

5 篩路與篩格

篩路是為完成小麥制粉各系統(tǒng)篩理任務(wù)而形成的不同數(shù)量、不同篩理路線的篩格排列組合體，是制粉流程的重要環(huán)節(jié)，目前國內(nèi)的等級粉篩路有23種，篩格形式有頂格、篩格、填充格、篩底格；制粉工藝師會(huì)根據(jù)用戶的需求設(shè)計(jì)不同的工藝篩路圖，設(shè)備制造廠根據(jù)工藝篩路圖加工篩格。

篩格：按結(jié)構(gòu)形式可分為有托網(wǎng)篩格和無托網(wǎng)篩格。

有托網(wǎng)篩格篩面格選用優(yōu)質(zhì)椴木制作而成，其下部帶有鋼絲托網(wǎng)，篩面和鋼絲托網(wǎng)之間有清理塊，篩面格下的篩格承料板上有推料塊，這樣清理快和推料塊自然分開。無拖網(wǎng)篩格有兩種裝配形式：鑲嵌式和疊加式;無托網(wǎng)篩格的鋁合金篩面格也有兩種加工工藝：鋁合金整體壓鑄而成和用鋁合金條焊接而成，篩格的篩框采用雙面貼塑多層板，外皮厚度0.8mm，防潮性能好，強(qiáng)度高 ，底板為0.6 mm不銹鋼板，平整度高，干凈衛(wèi)生；其特點(diǎn)為篩理面積大，使用壽命長。篩面格與篩格有止口設(shè)計(jì)，密封嚴(yán)密，防止篩面格上物料由篩面格與篩格間隙進(jìn)入篩面格下，影響篩理效果，鋁合金篩面格和篩格有止口鑲嵌式的效果會(huì)更好些。

6 安裝調(diào)試與保養(yǎng)

6.1 安裝

安裝高方篩要注意按照設(shè)備廠家提供的說明書要求按順序安裝，保證一定的安裝高度，懸吊的幾個(gè)不同吊掛點(diǎn)要絕對水平和牢固，利用水平儀確定傳動(dòng)軸是否在垂直狀態(tài)，玻璃鋼吊桿承受拉力，用帶刻度的扭力扳手按預(yù)緊力矩值緊固吊桿螺栓，鋼絲繩應(yīng)處于微松弛狀態(tài)（起到保險(xiǎn)作用）。按說明書要求做好調(diào)試前的一切準(zhǔn)備，啟動(dòng)高方篩直到達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，劃圓器劃出高方篩的回轉(zhuǎn)直徑，與標(biāo)準(zhǔn)值（φ63～φ65）對比，若有出入可通過調(diào)節(jié)配重平衡鐵塊與主軸的距離值來調(diào)節(jié)篩體的回轉(zhuǎn)直徑，也可以變更電機(jī)皮帶輪直徑來微調(diào)主軸轉(zhuǎn)速，最終達(dá)到最佳篩理狀態(tài)。

6.2 維護(hù)保養(yǎng)

設(shè)備的正確使用和保養(yǎng)也是至關(guān)重要的：操作人員必須了解高方篩的基本要求和性能，如高方篩在沒有完全靜止之前，不允許再次啟動(dòng)，不允許用外力迫使高方篩靜止，不允許開門運(yùn)行以及日常維護(hù)、檢修或清理等?，F(xiàn)場操作人員正確理解篩路，市場上常用的篩路已經(jīng)很成熟了，但現(xiàn)實(shí)中還有很多不確定因素存在，如原料的變化、溫度的變化、粉質(zhì)的要求等，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行狀況不斷更新和合理調(diào)整篩路，達(dá)到最佳指標(biāo)為止。

7 結(jié)語

高方篩的使用效果是保證小麥制粉中面粉質(zhì)量的關(guān)鍵之一，高方篩運(yùn)轉(zhuǎn)要平穩(wěn)，篩理效果要好，不竄粉、不漏粉、篩箱隔溫效果好，不得出現(xiàn)板材開裂和焊接聯(lián)接件斷裂現(xiàn)象；設(shè)備密封好，衛(wèi)生干凈，接觸物料的材質(zhì)為食品級，設(shè)備清理維修方便等。設(shè)備內(nèi)在品質(zhì)的保證最為關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)合理的前提下要求零部件材料質(zhì)量、關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)件的質(zhì)量以及加工設(shè)備母機(jī)精度都必須得到保證，工藝工裝經(jīng)驗(yàn)的積累也是生產(chǎn)高端品牌產(chǎn)品的有力保證。

制粉設(shè)備不斷地提升改進(jìn)推動(dòng)著制粉行業(yè)的發(fā)展。高方篩的發(fā)展方向有幾個(gè)方面：①篩格：食品級復(fù)合材料的應(yīng)用；②框架：接觸物料由食品級不銹鋼和鋁合金材料構(gòu)成；③傳動(dòng)：直聯(lián)轉(zhuǎn)矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用有利于提高傳動(dòng)性能和能量轉(zhuǎn)換效率，與傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)相比可降低20%～30%的能耗，省去了皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，減少了零件數(shù)量，同時(shí)提高了機(jī)器的可靠性，降低了維修成本；④智能：軸承自動(dòng)加油潤滑，自動(dòng)檢測回轉(zhuǎn)直徑等。