以设备“含绿量”提升生产“含金量”

在烟草工业中，振动筛分设备主要用于烟料的分级、均摊、松散和运输等工序，因其性能稳定、效率突出而被广泛应用。

近年来，随着用户对设备节能环保要求的不断提高，振动筛分设备电机能耗高、噪声大的缺点日益凸显，秦皇岛烟草机械有限责任公司针对这一现状，成立项目组，对振动筛分设备开展深入研究与探索。

持续优化降能耗

“目前国内市场的振动筛分设备均采用偏心连杆机构驱动，由于振动原理所限，物料筛分效率较低，电机能耗较高、噪声大，且维护成本高、维修周期长，比如摇杆式振筛和弹片式振筛。”项目组组长齐海涛说。

为从根本上解决振动筛分设备能耗大的问题，秦皇岛烟机公司项目组决定不采用偏心连杆机构进行驱动，而是研究新的驱动方式。项目组成员通过广泛学习、深入探讨，决定采用反共振理论，通过高频振动电机进行驱动，可以实现上质体（筛体）振动，下质体（机架）小幅振动，从而大幅节省能源。

齐海涛说：“高频振筛激振频率为12.5赫兹，约为普通振筛的2.7倍，更高的频率对振筛筛体提出了更高的要求，在强度高、变形小的基础上还要保证重量不要太重。”

项目组首先在公司内制作了一台样机，通过多次试验，他们发现样机存在许多不足。一方面是筛体的强度不够，另一方面是应力变形较为严重，在设备运行过程中激振频率只能调节至9.5赫兹，频率再增加筛体就会周期性鼓起和凹陷，并产生周期性噪声。

项目组对筛体结构进行了深入研究分析，首先是将筛板底面划分为三个区域，区域之间用折弯机折出棱边，在各区域折制“几”字筋，增加筛体强度，经过试验后发现强度还是不达标。于是，他们又将筛板与筛板筋板从平板结构改进为拱形结构，经过试验发现拱形结构易产生焊接变形，项目组将筛板分成若干段，段与段之间不再采用焊接连接，而是在提高精度后直接用螺栓连接，避免产生焊接变形。经过4次改进，新研制的高频振筛全钣金分段拱形筛体在设备以12.5赫兹频率工作时，强度良好，无异常振动和噪声，表现出色，各方面均满足高频振筛的设计要求。

多次试验减噪音

为了使设备噪音减小，项目组对电机进行了攻关。传统振筛设备的电机对称安装于机架外侧，结构简单、安装维护便捷。高频振筛电机相比普通电机功率大、扭矩也更大，同时自身的重量也大，设备运行时会导致机架晃动，项目组在贵州烟叶复烤有限责任公司遵义复烤厂进行试验时，就遇到了电机安装梁断裂的情况。同时设备运行时电机温度能达到90℃以上，容易烫伤误触人员。

“功率更大振动就更大，对机体的牢固程度是一个考验，对我们也是一个考验。”项目组成员郝利霞说。

为改善电机外置安装带来的弊端，项目组经过大量试验、振动测试及理论研究，发明了电机内置的安装机构。首先是将电机放置在机架下方，安装在内部横梁上。项目组经过振动测试和模态分析，对结构的合理性进行了论证和改进。其次是解决散热问题，项目组设计了一个散热片式结构，将电机热量从底座传导至电机板，再通过整个横梁的散热片散发到空气中，极大提高了散热效率，让电机温度控制在能保证人员安全的范围内。

“通过内置安装，项目组圆满解决了外置电机带来的弊端。”项目组成员郭必成说。

“现在我们已经掌握外装和内装两种形式的电机安装方式，外置安装的电机只要功率合适，也不会产生机体振动过大的问题。”项目组成员董锋说道。

为了解决上下质体振动频率差异的问题，项目组引入了弹性振动支撑，可以实现振筛筛体振动平稳无噪声，而且可以提供50倍的减振效果，比如上方筛体振动幅度50毫米，那么下方机架的振动幅度就是1毫米，连接基座的减震臂几乎保持不动，阻力降低，能耗也就更低。

安徽中烟工业有限责任公司滁州卷烟厂、贵州中烟工业有限责任公司铜仁卷烟厂、山东中烟工业有限责任公司济南卷烟厂……项目组在公司内试验完成后在多家用户现场进行了试验验证，均取得了良好效果。

去年11月，历经两年多的创新研发，双质体共振式高频振动筛分机的研制项目顺利通过中国烟草机械集团有限责任公司验收，产品筛分效率更高，同时较同规格马克振筛能耗降低最高可达86.8%，运行噪声分贝数值比马克振筛降低最高可达25%，填补了行业绿色环保型振动设备的空白。

一直以来，秦皇岛烟机公司高度重视节能环保技术研发应用，持续推进传统烟机产品迭代升级，不断提高设备“含绿量”、发展“含金量”。秦皇岛烟机公司表示，今后他们将继续深化应用新技术、新材料、新工艺，不断提高设备节能降耗水平，为行业推动绿色低碳发展、实现“双碳”目标提供坚实的技术装备保障。