858 工程科学学报，第43卷，第6期 振动周期，筛分过程中物料与筛面接触时间减少 18 0.85 从而导致物料筛分效率下降而物料平均运输速度 76 0.80 增加 74 0.75 2 0.85 0.70 74 0.80 -Screening efficiency 0.65 68 --Average transport speed 0.60 20 25 30 35 40 72 Mesh inclination/() 0.70 图13筛面倾角对筛分效率以及物料平均运输速度的影响 -Screening efficiency Fig.13 Influence of mesh inclination on screening efficiency and -Average transport speed average transport speed of materials 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Amplitude/mm 通过正交试验的结果得到振动参数对筛分效 图11振幅对筛分效率以及物料平均运输速度的影响 率影响的显著性排名为：振动频率>筛面倾角>振 Fig.11 Influence of amplitude on screening efficiency and average 幅，而对物料平均运输速度影响的显著性排名为： transport speed of materials 筛面倾角>振动频率>振幅 3.2.3筛面倾角对筛分效果的影响 4振动参数的优化设计 图12为在不同筛面倾角下的颗粒分布曲线， 从该图可以看出筛面倾角对于易筛颗粒和难筛颗 筛分效率作为一种筛分效果的评定方法，应用 粒都具有较为明显的作用.随着筛面倾角的增大， 简便，评定效果好，在业界得到了广泛使用.影响筛 分布曲线左移，区域A逐渐增大且分离尺寸逐渐 分效率的因素很多，包括振动频率、振幅和筛面倾 减小，筛分效果逐渐变差.当筛面倾角为20时，筛 角等参数.而这些参数的变化，对筛分效率的影响 分效果最好，此时分离尺寸为3.45mm. 是一个复杂的过程]如何配置这些参数使得筛 分效率满足生产要求就显得重要且实用，因此可 100 以考虑对正交试验表中数据进行多元非线性回归 0 分析，以建立筛分效率与振动参数之间的数学模型， 利用这个数学模型就可以对振动参数进行优化. 60 振动筛筛分效率与振动参数（振动频率、振幅 40 20253055 和筛面倾角)存在明显的非线性函数关系，将筛分 1.5mm 0 08 效率用S表示，振动频率、振幅和筛面倾角分别用 =5 mm ◆40° 1,52,53表示.为了提高方程的拟合精度采用二次 4 6 多项式，并考虑振动参数之间的组合也会对振动 Particle size/mm 筛的筛分效率产生影响，则假设拟合方程为： 图12不同筛面倾角下的颗粒分布曲线 S=ao+als +a2s2+a353+a451s2+ass1s3+ Fig.12 Particle distribution curves at different mesh inclinations a6523+a7s+a85吃+a四s (2) 图13为筛面倾角对筛分效率以及物料平均运 对正交试验表中的数据进行多元非线性拟 输速度的影响，由该图曲线变化规律可以看出，筛 合，最后得到的评价结果如表5所示 分效率随着筛面倾角的增大逐渐减小，而物料平 均运输速度随着筛面倾角的增大而增加.这是由 表5回归系数评价表 于随着筛面倾角的增大，物料沿筛面长度方向的 Table 5 Regression coefficient evaluations 重力分量和抛掷强度随之增加，筛上物料能够快 Correlation Probability corresponding to Variance of coefficient, Fvalue Fvalue,P residuals 速地流向筛面末端.但筛面倾角的增大使得颗粒 0.9841 102.8610 7.7×10-11 0.8132 沿筛面长度的下滑速度过大并且筛孔的有效面积 减少，物料在筛面上运动速度增大，降低了颗粒的 从表5可知，2=0.9841与1非常接近，说明回 透筛概率，从而使筛分效率降低 归方程显著；且P值远小于显著性水平(a=0.05),说振动周期，筛分过程中物料与筛面接触时间减少， 从而导致物料筛分效率下降而物料平均运输速度 增加. 3.2.3    筛面倾角对筛分效果的影响 图 12 为在不同筛面倾角下的颗粒分布曲线， 从该图可以看出筛面倾角对于易筛颗粒和难筛颗 粒都具有较为明显的作用. 随着筛面倾角的增大， 分布曲线左移，区域 A 逐渐增大且分离尺寸逐渐 减小，筛分效果逐渐变差. 当筛面倾角为 20°时，筛 分效果最好，此时分离尺寸为 3.45 mm. 图 13 为筛面倾角对筛分效率以及物料平均运 输速度的影响，由该图曲线变化规律可以看出，筛 分效率随着筛面倾角的增大逐渐减小，而物料平 均运输速度随着筛面倾角的增大而增加. 这是由 于随着筛面倾角的增大，物料沿筛面长度方向的 重力分量和抛掷强度随之增加，筛上物料能够快 速地流向筛面末端. 但筛面倾角的增大使得颗粒 沿筛面长度的下滑速度过大并且筛孔的有效面积 减少，物料在筛面上运动速度增大，降低了颗粒的 透筛概率，从而使筛分效率降低. 通过正交试验的结果得到振动参数对筛分效 率影响的显著性排名为：振动频率>筛面倾角>振 幅，而对物料平均运输速度影响的显著性排名为： 筛面倾角>振动频率>振幅. 4    振动参数的优化设计 筛分效率作为一种筛分效果的评定方法，应用 简便，评定效果好，在业界得到了广泛使用. 影响筛 分效率的因素很多，包括振动频率、振幅和筛面倾 角等参数. 而这些参数的变化，对筛分效率的影响 是一个复杂的过程[25] . 如何配置这些参数使得筛 分效率满足生产要求就显得重要且实用，因此可 以考虑对正交试验表中数据进行多元非线性回归 分析，以建立筛分效率与振动参数之间的数学模型， 利用这个数学模型就可以对振动参数进行优化. 振动筛筛分效率与振动参数（振动频率、振幅 和筛面倾角）存在明显的非线性函数关系，将筛分 效率用 S 表示，振动频率、振幅和筛面倾角分别用 s1，s2，s3 表示. 为了提高方程的拟合精度采用二次 多项式，并考虑振动参数之间的组合也会对振动 筛的筛分效率产生影响，则假设拟合方程为： S = a0 +a1 s1 +a2 s2 +a3 s3 +a4 s1 s2 +a5 s1 s3+ a6 s2 s3 +a7 s 2 1 +a8 s 2 2 +a9 s 2 3 （2） 对正交试验表中的数据进行多元非线性拟 合，最后得到的评价结果如表 5 所示. 从表 5 可知，r 2=0.9841 与 1 非常接近，说明回 归方程显著；且 P 值远小于显著性水平（α=0.05），说 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 70 72 74 76 Screening efficiency/ Screening efficiency % Amplitude/mm 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 Average transport speed Average transport speed/(m·s−1 ) 图 11    振幅对筛分效率以及物料平均运输速度的影响 Fig.11     Influence  of  amplitude  on  screening  efficiency  and  average transport speed of materials 0 2 4 6 8 0 20 40 60 80 100 Particle proportion/ % Particle size/mm 20° 25° 30° 35° 40° d=5 mm d=1.5 mm 20 25 30 35 40 3.0 3.2 3.4 Cut size/mm Mesh inclination/(°) A 图 12    不同筛面倾角下的颗粒分布曲线 Fig.12    Particle distribution curves at different mesh inclinations 20 25 30 35 40 68 70 72 74 76 78 Screening efficiency/ Screening efficiency % Mesh inclination/(°) 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 Average transport speed Average transport speed/(m·s−1 ) 图 13    筛面倾角对筛分效率以及物料平均运输速度的影响 Fig.13     Influence  of  mesh  inclination  on  screening  efficiency  and average transport speed of materials 表 5    回归系数评价表 Table 5    Regression coefficient evaluations Correlation coefficient, r 2 F value Probability corresponding to F value, P Variance of residuals 0.9841 102.8610 7.7×10−11 0.8132 · 858 · 工程科学学报，第 43 卷，第 6 期