随着社会不断的进步，我国对环保的要求也越来越高，所以在原煤进行开采时，需经过洗选才能使用[1]。而大型直线振动筛在选煤中有着低造价以及高筛分效率而得到了广泛的应用，所以，对于企业来讲，振动筛的维修管理以及结构稳定关系到企业的效益[2]。在长时间振动状态下振动筛的横梁很容易发生裂纹甚至出现断裂的情况，传统的维修方式就是通过钢板进行焊接加固，但这样对于其正常生产不受影响无法进行保证，并且还会持续的增加维修的成本[3]。所以，对横梁断裂根本原因进行分析，优化设计振动筛的结构，以此对其使用时间进行延长，这对于企业的发展才更有意义。
1振动筛横梁的结构
直线振动筛由筛体、减振装置、驱动装置以及筛板激振器等组成，如下图1所示。
图1振动筛结构图
通过上述图1能够看出，振动筛筛体主要部件就是横梁，横梁采取螺栓和支撑底座以及侧板进行连接，如果横梁发生断裂，那么筛体就没有工作的能力。通常采取中空钢管对横梁进行加工，在运行当中，横梁不仅对筛板自重以及物料荷载进行承受，还有简谐激振力以及弹簧不固定支撑力，有着较为复杂的受力状态[4]。
2分析横梁断裂的原因
2.1外在原因
（1）筛板松动
当筛板松动时，因其在横梁之上，会对横梁造成冲击，另外，其还会影响激振器频率，加大筛机的振幅，从而对横梁造成损坏。因此对于筛板需要定期的进行紧固。
（2）入料冲击
较大物料入筛时或者是入料口落差较大时，筛机会受到很大冲击，由此就会损坏到横梁的结构。除此之外，筛机振动频率和设备稳定性也会因为强烈的冲击而受到影响，因此需在筛分槽中部增加缓冲垫以及对入料口高度适当的进行降低。
（3）两台激振器不同步
通过图1能够看出，振动筛通常有两个激振器，当其中一台的频率滞后或者是超前时，振动频率会发生紊乱，不在是正常的直线振幅，进而使得筛框出现变形，横梁发生断裂。所以，对于连接轴两端在运行之前要进行检查，看是够存在偏差，如果有需及时的进行调整，对于两端振动角度要保证不能超过2°的偏差。
2.2内在原因
横梁的主体为
mm热轧无缝钢管，在钢管上方焊接槽网，通过横截面能够看出，在钢管上进行槽网焊接，能够使得横梁弯曲中性层高于钢管水平中线，由此能够有效的加大横梁下方的抗弯能力[5]。但是焊接的槽网也存在抗压能力低于下方钢管的现象，在设备运行中，槽网螺栓处很容易会有应力集中。因此，在简谐激振力下，螺栓处会有裂纹发生，进而会扩散到钢管上，导致钢管发生裂纹，长此下去导致断裂的情况发生。通过现场调查发现，横梁出现断裂主要集中在两端以及中间部位。
3改进横梁的制造工艺
传统的横梁制造方法是将加工后的法兰、槽网以及钢管铆焊成一体，采取低温回火来对焊接残余应力进行消除，之后加工法兰，钻法兰孔，最后再喷漆[6]。
这种方法会使得法兰和钢管在焊接中发生变形，对于法兰的厚度以及横梁的长度不能保证误差在允许的范围内，这对于之后的精加工会造成很大的影响。所以，可通过下面几点来改进。
（1）改进焊接方式
对槽网和钢管采取间断焊接进行连接，这样在运行时，能够释放应力产生的能力，对于焊接造成的残余应力也能进行消除。
（2）改进加工方式
对于法兰厚度以及横梁长度采取专用焊接平台来进行精确的控制，把横梁根据可移动轨道固定在合适位置，将固定轨座同心对准可移动轨座法兰盘，最后将可移动轨道进行固定，进行横梁精确加工。
（3）对表面防腐进行提高
振动筛通常处在较为恶劣的工作环境中，在筛选中，横梁会受到物料的冲刷，进而就会造成横梁表面底漆脱落，由此就会发生腐蚀。所以，在喷涂底漆之前，需要对进行一层聚脲喷涂，由此能够更好的预防底漆发生脱落，最终能够对横梁的耐磨防腐蚀性能有效的进行提高。
4横梁结构的优化设计
4.1增加横梁内壁厚度
因横梁钢管是中空的结构，所以其管壁厚度和抗弯能力之间呈正比。对横梁钢管分别选择12、10以及9mm的管壁厚度，得出的抗弯能力如下表1所示。
表1不同壁厚的抗弯能力
通过上述表1能够看出，随着钢管壁厚的加大，抗弯模量也会加大，横梁重心降低，自身增加，由此就会整体的提升振动机的稳定性。
4.2改进横梁形状
矩形梁的抗弯能力通常要比圆形梁高，根据等模量原则以及截面相等原则，采取与原安装接近和原壁厚一样的矩形梁1与矩形梁2进行替代，其横截面如下图2所示。
图2矩形横梁1、2结构图（单位：mm）
通过上述图2能够看出，两种矩形梁从面积上来讲，其重心和圆形梁相比两者都有所降低，这对于设备的稳定运行是非常有力的。对矩形横梁1、2和圆形横梁的抗弯能力进行试验，其结果如下表2所示。
表2不同结构横梁抗弯能力
改造后的两种矩形梁通过表2能够看出，其抗弯能力以及抗弯模量都有所提高，根据等面积原则，抗弯能力最好的是矩形梁2，主要是其高宽比较大，重心较低，对缓冲能力承受会更多，这对于设备的稳定非常有利。
5工业应用
在对振动筛横梁未改进前，设备运行受到影响，横梁出现裂纹，一年需经过大小维修15次左右，维修所用成本为八万元左右，如果更换还需等待较长订货时间，对企业的生成效率造成很大的影响。经过改进后，一年内设备维修次数降低5次左右，成本大大降低，延长了企业的生产周期，对企业的经济效益有效的进行提高。
6结语
直线振动横梁发生故障是多种原因导致的，对于筛板紧固状态以及激振器连接轴定期进行检修，缓解入料冲击，对横梁结构设计与制造工艺进行优化改进，由此能够降低故障发生几率，并且经过现场应用，大大降低了维系成本，表明横梁优化改进的方法有着较高的应用价值。
参考文献
[1] 张涛,卢峻达,许林云,周杰,张超,姜东,杭晓晨,刘军.刨花振动筛运转工况下主结构振动应变测试与分析[J].林业工程学报,2022,7(02):143-150.
[2] 卢峻达,许林云,杭晓晨,张涛.基于有限元法的BF142型刨花振动筛结构强度分析[J].林业工程学报,2022,7(01):145-152.
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[6] 江城,缪宏,巩青松,陈军华.高频双激振直线型振动筛装备结构设计[J].农业装备技术,2019,45(03):40-41.
