型砂處理機(jī)篩分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：型砂處理機(jī)篩分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 系 別： 機(jī)電信息系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級： 學(xué) 生： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2013年05月型砂處理機(jī)篩分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)為型砂處理機(jī)篩分機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要研究內(nèi)容：激振器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；篩箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；篩網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是由激振器，參考圓振動篩的相關(guān)參數(shù)，初步確定凸輪軸的轉(zhuǎn)速，從而確定線速度、篩箱的大小、篩網(wǎng)的孔徑等相關(guān)數(shù)據(jù)。在保證生產(chǎn)率和篩分粒度的前提下完成總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，然后根據(jù)總體結(jié)構(gòu)，從而確定本設(shè)計(jì)的篩分機(jī)各個(gè)主要零部件的設(shè)計(jì)。在主要零部件的設(shè)計(jì)中，主要包括運(yùn)動參數(shù)的選擇、振動工藝參數(shù)的計(jì)算、動力學(xué)分析和參數(shù)計(jì)算

2、、電動機(jī)的選擇、篩箱的設(shè)計(jì)、 激振器軸承的選用及校核等，其中最重要的就是動力學(xué)分析和參數(shù)計(jì)算。凸輪軸采用鑄鋼做成，并使用新型材質(zhì)以提高其的耐磨性和利用率。本設(shè)計(jì)整體圓振動篩基礎(chǔ)上更進(jìn)一步提高了其篩分性能，結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、外形尺寸小、設(shè)備費(fèi)用低、運(yùn)轉(zhuǎn)安全、操作方便、便于維修和管理。關(guān)鍵詞：振動篩 ； 激振器；篩面 ；篩分Sand sieving mechanism design of processorAbstractThe design for the design of molding sand sieving mechanism of the processor, main resear

3、ch contents: mechanism design vibrator sieve box; structure design; structure design of the screen.The design consists of a vibration exciter, referring to the related parameters of circular vibration sieve, preliminary determine the cam shaft speed, so as to determine the line speed, screen size, s

4、creen size and other related data. In ensuring the completion of the overall structure of the design condition of productivity and screening granularity, then according to the overall structure, so as to determine the design of main parts of each of the design of the screen.The design of the main co

5、mponents, including the motion parameters, vibration parameters calculation, dynamic analysis and parameter calculation, the choice of motor, the design of screen box, vibrator bearing selection and checking calculation, in which the most important is the dynamic analysis and parameter. Cam shaft ma

6、de by casting, and the use of new materials to improve their wear resistance and utilization. The design of the whole circular vibrating screen based on further improving its crushing performance, simple structure, light weight, small size, low cost of equipment, operation safety, convenient operati

7、on, easy to repair and management.Keywords: sieve; sieving ; shaker ; vibration; exciter目 錄1緒論11.1背景介紹11.2篩分機(jī)構(gòu)研究內(nèi)容31.3具體方案與措施41.4設(shè)計(jì)方案綜述52 運(yùn)動學(xué)參數(shù)的選擇62.1篩面的傾角62.2振動方向角72.3振幅72.4 振動次數(shù)n72.5 物料的運(yùn)送速度83 振動篩工藝參數(shù)的計(jì)算93.1 生產(chǎn)率的計(jì)算93.2 篩面的長和寬的確定93.3 篩面設(shè)計(jì)103.4 篩面開孔率的計(jì)算113.5 篩分效率114 動力學(xué)分析及參數(shù)計(jì)算124.1振動篩的動力學(xué)分析124.2單軸振動

8、篩的工作狀態(tài)144.3 隔振彈簧的確定164.4 激振器偏心質(zhì)量偏心距175 電動機(jī)的選擇186 篩箱的設(shè)計(jì)216.1側(cè)板和橫梁216.2篩箱結(jié)構(gòu)的焊接216.3篩面的固定方法217 V型帶的設(shè)計(jì)238 激振器軸承的選用及校核268.1振動篩軸承的選擇268.2軸承的校核268.2.1壽命校核278.2.3結(jié)論289 總結(jié)29參考文獻(xiàn)30致謝31畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明32畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明33設(shè)計(jì)圖紙和說明書聯(lián)系QQ25766365383 振動篩工藝參數(shù)的計(jì)算 3.1 生產(chǎn)率的計(jì)算振動篩的生產(chǎn)率一般均按入篩原料量計(jì)算。生產(chǎn)率的計(jì)算方法一般由流量法和平均法。在這里選用平均法。由于建

9、材石料屬于礦用振動篩的計(jì)算公式可知： （3.1）式中 F篩子的工作面積，平方米； 單位篩面面積生產(chǎn)率； 物料的松散密度；校正系數(shù)。以上的系數(shù)見參考資料可得： 由于上下層的物料的松散密度不一樣，。則代入上式可知： （3.2） （3.2）3.2 篩面的長和寬的確定 根據(jù)給定的生產(chǎn)率、要求的篩分效率和物料的篩分特性,按照公式計(jì)算所需要的篩分面積。對于雙層篩,按照單層逐層進(jìn)行計(jì)算,算出每層相應(yīng)的生產(chǎn)能力所需要的篩面面積,對于雙層篩，應(yīng)該按單層篩逐層進(jìn)行計(jì)算，算出每層相應(yīng)的生產(chǎn)能力所需的篩面面積，然后取中間最大值。計(jì)算出篩面面積后，可計(jì)算出篩面的寬度。通常，式中物料層的厚度，a為篩孔的尺寸。一般說來，當(dāng)

10、給料端物料層的厚度給定以后，篩面的寬度直接影響篩子的生產(chǎn)率，而篩子的長度，直接影響篩分效率。通常，礦用振動篩的篩面長度一般為4m左右，長度比約為2。用于最終分級、脫水和脫介的煤用振動篩篩面長度為6m左右，長度比約為1.52.5。篩面寬度受結(jié)構(gòu)限制，不宜太寬。篩面寬度以1.25m最小。礦用振動篩按0.3m 的間隔增加成為篩面的寬度系列。所以根據(jù)參考資料公式得： （3.2）由上述可知：，把上面的數(shù)據(jù)代入上式： 得 由于上下層的篩面面積和篩面寬應(yīng)該相等，上面所算的數(shù)據(jù)基本相同，根據(jù)0.3m一個(gè)間隔增加成為一個(gè)系列，所以圓正為1.5m。則篩面為。3.3 篩面設(shè)計(jì)篩面是篩分機(jī)用以完成篩分過程的重要工作部

11、件。每臺篩分機(jī)都要選擇一種符合它的工作要求的篩面。一般按照被篩物料的性質(zhì)和粒度來及篩分工藝的要求來選用 不同的篩面由于建材用的石料大多都用的是石灰石由文獻(xiàn)表19及表21可知此礦物料屬于中等硬物料由文獻(xiàn)2表21知：此類振動篩的篩粉效率約為85%。對于雙篩面在這里選用上層為圓孔篩面，下層為長方孔由文獻(xiàn)2公式（21）可知：不同形狀的篩孔尺寸和篩下產(chǎn)品的最大粒度之間關(guān)系，由下式算：ka （3.3）式中： 篩下產(chǎn)品的最大粒度 篩孔尺寸（mm） k系數(shù)。有參考資料5可以表如下所示：表3.1 系數(shù)k的值長方形篩孔方篩孔圓篩孔1.21.70.90.7上層篩孔的尺寸為20mm；下層為6mm則：200.7=14m

12、m=61.2=7.2mm上層篩面根據(jù)篩分的石料及顆粒的大小，確定選用板狀篩面.由于板狀篩面比較牢固,剛度較大,使用壽命長等特點(diǎn).板狀篩面一般是由58mm的鋼板制成,在這里由于石料的密度大撞擊力大所以選用8mm的鋼板,板上的孔選用圓孔,這樣可以嚴(yán)格的餓對上層的石子進(jìn)行篩選.對于下層的仍然選用板狀篩面,對于下層而言由于上層篩分之后其篩面承受的力變小,所以選用6mm的鋼板,原材料一般選用Q235A。3.4 篩面開孔率的計(jì)算圓孔： （3.4）對于下層方孔： （3.5）通過以上計(jì)算可以知道使用鋼板篩面的開孔率較低，但是壽命長，選材容易。3.5 篩分效率在生產(chǎn)作業(yè)中，篩分效率是衡量篩分過程的質(zhì)量指標(biāo)。篩分

13、效率是指篩下產(chǎn)物重量與原料中篩下級別（篩下級別是指原料中所含粒度小于篩孔尺寸的物料）重量的比值。篩分效率一般 按下式計(jì)算： （3.6）式中-原料中篩下產(chǎn)物含量的百分?jǐn)?shù)； -篩上產(chǎn)物中篩下級別含量的百分?jǐn)?shù)；由于所掌握的資料有限設(shè)：=15%，=20%則代入可知： 在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中將原料精確的篩分，根據(jù)篩分結(jié)果可算出篩下級別含量。篩分所用篩面的尺寸和形狀，應(yīng)與測分所用的篩子相同。但是在這里條件的限制只作理論分析。4 動力學(xué)分析及參數(shù)計(jì)算4.1 振動篩的動力學(xué)分析慣性振動篩的振動系統(tǒng)是由振動質(zhì)量（篩箱和振動器的質(zhì)量）、彈簧和激振力（由回轉(zhuǎn)的偏心塊產(chǎn)生）構(gòu)成。為了保證篩子的穩(wěn)定工作，必須對振動篩振動系統(tǒng)進(jìn)行

14、計(jì)算，以便找出振動質(zhì)量、彈簧剛性、偏心塊的的質(zhì)量矩和振幅的關(guān)系，合理的選擇彈簧的剛性和確定偏心塊的質(zhì)量矩。圖4.1 單軸振動篩的振動系統(tǒng)上圖表示了單軸振動篩的振動系統(tǒng)。為了簡化計(jì)算，假定振動器轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)中心和機(jī)體（篩箱的）重心重合，激振力和彈性力通過機(jī)體重心。此時(shí)，篩子只做平面平移運(yùn)動。今取機(jī)體靜止平衡時(shí)（即機(jī)體的質(zhì)量為彈簧的反作用力所平衡的位置）的重心所在點(diǎn)o作為固定坐標(biāo)系統(tǒng)（xoy）的原點(diǎn)，而以振動器轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心作為坐標(biāo)系的原點(diǎn)。偏心塊質(zhì)量M的重心不僅隨機(jī)體一起做平移運(yùn)動（牽連運(yùn)動），而且還繞振動器的回轉(zhuǎn)中心做回轉(zhuǎn)運(yùn)動（相對運(yùn)動），則其重心的絕對位移為： （4.1） （4.2）式中 r偏

15、心質(zhì)量的重心至回轉(zhuǎn)軸線的距離； 軸之回轉(zhuǎn)角度，為軸之回轉(zhuǎn)角速度，t為時(shí)間。偏心塊m運(yùn)動產(chǎn)生的離心力為： （4.3） （4.4）式中為偏心質(zhì)量m在x和y方向之相對運(yùn)動離心力或激振力。在單軸振動篩的振動系統(tǒng)中，作用在機(jī)體質(zhì)量M除了外還有機(jī)體慣性力（其方向與機(jī)體加速度方向相反）、彈簧的作用力及阻尼力（c稱為粘滯阻力系數(shù)，阻尼力的方向與機(jī)體運(yùn)動速度相反）。當(dāng)振動器做等速圓周運(yùn)動時(shí)，將作用在振動機(jī)體M上的個(gè)力，按理論力學(xué)的動靜法建立的運(yùn)動微分方程式為： （4.5） （4.6）式中M為振動為機(jī)體的計(jì)算質(zhì)量，其式可按下式確定： （4.7）式中振動機(jī)體質(zhì)量； 篩子上的物料重量； 物料結(jié)合系數(shù)，一般取0.150

16、.3；估計(jì)振動篩的重量：中小型單軸振動篩：；中小型雙軸振動篩：；大型單軸振動篩： ；大型雙軸振動篩： ；則振動篩體質(zhì)量為：由公式： （4.8） L篩面長度； 在這里取0.15，則代入得： =2545根據(jù)單軸振動篩運(yùn)動微分方程式的全解可知，機(jī)體在x和y軸方向的運(yùn)動是自由振動和強(qiáng)迫振動兩個(gè)諧振動相加而成。事實(shí)上，由于有阻尼力存在的緣故，自由振動在機(jī)器工作開始后會逐漸消失，因此，機(jī)體振動只剩下強(qiáng)迫振動這部分了。所以，只須討論公式的特解，其解為： （4.9）式中 （4.10） （4.11）式中為x和y方向機(jī)體的振幅；為x方向和y方向的激振力對位移之相位差角。由于在慣性振動篩中，阻尼力不大，通常為170

17、。所以，這時(shí)將上式平方后相加后得： （4.12）上式為標(biāo)準(zhǔn)橢圓方程，即機(jī)體的運(yùn)動為橢圓。當(dāng)，時(shí)，即當(dāng)彈簧剛性很小時(shí)，機(jī)體做圓周運(yùn)動，其運(yùn)動方程為： （4.13）從振幅的計(jì)算式可知，當(dāng)時(shí)，即自振頻率（4.14）與強(qiáng)迫振動頻率相等時(shí)，則機(jī)體將出現(xiàn)共振，這時(shí)彈簧就有因過載而被破壞的危險(xiǎn)。共振時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)可由下式求得：=126r/min通過前面的計(jì)算可以知：n=820r/min126r/min是可以的，在此范圍內(nèi)。4.2單軸振動篩的工作狀態(tài)(1)低共振狀態(tài) 低共振狀態(tài)，即。若取，則機(jī)體的振幅。在這種情況下，可以避免篩子起動和停車時(shí)通過共振區(qū)，從而能提高彈簧的工作的耐久性，同時(shí)能減小軸承的壓力，延長軸承壽命

18、，并能減少篩子的能量消耗。但是在這種工作狀態(tài)下工作的篩子，彈簧剛度要求很大。因此必然會在地基及機(jī)體機(jī)架上出現(xiàn)很大的動力，以至引起建筑物的振動。所以必須設(shè)法消振，但目前還沒有妥善和簡單的消振方法。 圖4.1 振幅和轉(zhuǎn)子角速度的關(guān)系圖(2)共振狀態(tài) 共振狀態(tài)，即。振幅A將無限大。但是由于阻力的存在，振幅是一個(gè)有限的數(shù)值。當(dāng)阻力及給料量改變的時(shí)，將會引起振幅較大的變化。由于振幅不穩(wěn)定，這種狀態(tài)沒有得到應(yīng)用。(3)超共振狀態(tài) 超共振狀態(tài)，這種狀態(tài)又分為兩種情況：（1）n稍大于，即稍小。若取，則得。因?yàn)椋院Y子起動與停車時(shí)通過共振區(qū)。這種狀態(tài)的優(yōu)缺點(diǎn)與低共振狀態(tài)相同。（2），即為遠(yuǎn)離共振區(qū)的超共振狀態(tài)。此時(shí)，。從上圖可以明顯的看出：轉(zhuǎn)速愈高，機(jī)體的A振幅欲平穩(wěn)，即振動篩的工作狀態(tài)愈穩(wěn)定。這種工作狀態(tài)下，彈簧的剛度較小，傳給地基和機(jī)架的動力也就很小，因此不會引起建筑物的振動。同時(shí)，因?yàn)椴恍枰芏鄰椈?，篩子的構(gòu)造也比較簡單。目前設(shè)計(jì)和應(yīng)用的振動篩，通常都是采用這種工作狀態(tài)。為了減少振動篩對地基的動負(fù)荷，根據(jù)振動隔離理論，只要使強(qiáng)迫振動頻率大于自振頻率的五倍即可得到良好的效果。但是這種工作狀態(tài)下的篩子必須消除起動和停車時(shí)，所以必須加消振裝置。圖4.2 篩箱的運(yùn)動軌跡以上分析了激振力和彈性力通過機(jī)體重心的機(jī)體振