振動篩畢業(yè)設(shè)計說明書完整

1、3YK1545型圓振動篩設(shè)計摘要目前我國各種篩選設(shè)備中，振動篩（篩分機(jī)）是問題較多、維修量較大的設(shè)備之一。這些問題突出表現(xiàn)在篩箱斷梁、裂幫、稀油潤滑的箱式振動器漏油、齒輪打齒、軸承溫升過高、噪聲過大等問題，同時伴有傳動帶跳帶、斷帶等故障。這類問題直接影響了振動篩（篩分機(jī)）的使用壽命，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)。YA12460型圓振動篩可以很好的解決此類問題，因此本次設(shè)計的振動篩為YAH-2460型圓振動篩，該系列振動篩主要用于煤炭行業(yè)中物料分級、脫水、脫泥、脫介等作業(yè)。其工作可靠，篩分效率高，但設(shè)備自身較重。設(shè)計分析論述了設(shè)計方案，包括振動篩的分類與特點和設(shè)計方案的確定；對物料的運動分析；對振動篩的動力學(xué)

2、分析及動力學(xué)參數(shù)的計算；合理設(shè)計振動篩的結(jié)構(gòu)尺寸；進(jìn)行了激振器的偏心塊等設(shè)計與計算，包括原始的設(shè)計參數(shù)，電動機(jī)的設(shè)計與校核；進(jìn)行了主要零部件的設(shè)計與計算，皮帶的設(shè)計計算與校核，彈簧的設(shè)計計算，軸的強(qiáng)度計算，軸承的選擇與計算，然后進(jìn)行了設(shè)備維修、安裝、潤滑及密封的設(shè)計，最后進(jìn)行了振動篩的環(huán)保以及經(jīng)濟(jì)分析。關(guān)鍵詞：振動篩；激振器；圓振動篩AbstractAtpresent,China'scoalpreparationplantalltheequipmentusedintheshakerismoreproblems,maintenanceofoneofthelargerequipment.T

3、heseissuesinsieveoutstandingperformancemeoffbeam,crackhelp,lubricationoildilutethebox-typevibratoroilspills,fightingtoothgear,bearingtemperaturerisetoohigh,majorissuessuchasnoise,accompaniedbydancingwithbrokenbelts,suchasfaultzone.Suchissuesdirectlyaffectingthelifeoftheshaker,whichhasseriouslyaffect

4、edtheproduction.YAH2460roundgoodshakercansolvesuchproblems,sothisshakerdesignedforroundYAH2460shaker,theseriesofmajorshakerinthematerialsusedinthecoalindustryclassification,dehydration,desliming,suchasreferralsfromOperations.Itsreliable,efficientscreening,buttheirheavyequipment.Designanalysisonthede

5、signoptions,includingtheclassificationandshakerfeaturesanddesignprogrammestobeconfirmed;materialsonthemovementoftheshakerandthedynamicsoftheparameters,todesignthestructureofvibratingscreensize;conductTheeccentricblockoftheexciter,suchasdesignandcalculation,includingtheoriginaldesignparameters,motord

6、esignandverification;werethemaincomponentsofthedesignandcalculation,beltsandcheckthedesignandcalculation,thedesignofspring,theaxisofStrength,thechoiceofbearingsandcalculationandthenproceedtothemaintenanceofequipment,installation,lubricationandsealthedesign,ashakerfinalenvironmentalandeconomicanalysi

7、s.Keywords:shaker;Vibrator;roundshaker1緒論q1 前言振動篩是工礦企業(yè)普遍應(yīng)用的篩分機(jī)械，用作物料的篩分、分級、洗滌、脫介、脫水之用。篩分設(shè)備技術(shù)水平的高低和質(zhì)量的優(yōu)劣，關(guān)系到工藝效果的好壞、生產(chǎn)效率的高低和能源節(jié)省的程度，從而直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。而振動篩以它結(jié)構(gòu)簡單、處理能力大、工作可靠等優(yōu)點在所有篩分設(shè)備中占有絕對優(yōu)勢，其占有量約為95%o最近幾年，各國對振動篩分技術(shù)的研究很重視，如強(qiáng)化振動參數(shù)，設(shè)備大型化，篩機(jī)零部件的三化，自同步技術(shù)的推廣應(yīng)用，新篩機(jī)的出現(xiàn)等都是圍繞著振動篩發(fā)展起來的。下面就振動篩發(fā)展概況、品種規(guī)格、結(jié)

8、構(gòu)強(qiáng)度作一下闡述。1.2 背景1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1 .國外研究現(xiàn)狀國外從16世紀(jì)開始篩分機(jī)械的研究與生產(chǎn)，在18世紀(jì)歐洲工業(yè)革命時期，篩分機(jī)械得到迅速發(fā)展，到本世紀(jì)，篩分機(jī)械發(fā)展到一個較高水平。德國中克公司可提供260多種篩分設(shè)備，STK公司生產(chǎn)的篩分設(shè)備系列品種較全，技術(shù)水平較高，KH必司生產(chǎn)200多種篩分設(shè)備，通用化程度較高，KUP公司和海因勒曼公司都研制了雙傾角的篩分設(shè)備。美國RN&司新研制DF11型雙頻率篩，采用了不同速度的激振器。DR&司研制成三路分配器給料，一臺高速電機(jī)驅(qū)動。日本東海株式會社和RXR公司等合作研制了垂直料流篩，把旋轉(zhuǎn)運動和旋回運動結(jié)合起來，對

9、細(xì)料一次分級特別有效。英國為解決從濕原煤中篩出細(xì)粒末煤，研制成功旋流概率篩。前蘇聯(lián)研制了一種多用途兼有共振篩和直線振動篩優(yōu)點的自同步直線振動篩。2 .國內(nèi)研究現(xiàn)狀由于工業(yè)發(fā)展緩慢，基礎(chǔ)比較薄弱，理論研究和技術(shù)水平落后，我國篩分機(jī)械的發(fā)展是本世紀(jì)近50年的事情，大體上可分為三個階段。(1)仿制階段：這期間，仿制了前蘇聯(lián)的TVn系列圓振動篩、BKT-11、BKT-OMZ型搖動篩；波蘭的WK-15圓振動篩、CJM-21型搖動篩和WP1WP2!吊式直線振動篩。這些篩分機(jī)仿制成功，為我國篩分機(jī)械的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)，并培養(yǎng)了一批技術(shù)人員。(2)自行研制階段：從1966年至U1980年研制了一批性能優(yōu)良

10、的新型篩分設(shè)備，1500毫米X3000毫米重型振動篩及系列，15m230m2共振篩及系列，煤用單軸、雙軸振動篩系列，YK和ZKB自同步直線振動篩系列，等厚、概率篩系列，冷熱礦篩系列。這些設(shè)備雖然存在著故障較多、壽命較短的問題，但是它們的研制成功基本上滿足了國內(nèi)需要，標(biāo)志著我國篩分機(jī)走上了獨立發(fā)展的道路。(3)提高階段：進(jìn)入改革開放的80年代，我國篩分機(jī)也進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。成功研制了振動概率篩系列、旋轉(zhuǎn)概率篩系列，完成了箱式激振器等厚篩系列、自同步重型等厚篩系列、重型冷熱礦篩系列、弛張篩、螺旋三段篩的研制，粉料直線振動篩、琴弦振動篩、旋流振動篩、立式圓筒篩的研制也取得成功。1.2.2 種類

11、和特點振動篩分機(jī)械是利用振動的多孔工作面，將顆粒大小不同的混合物料按粒度進(jìn)行分級，也常用于物料的脫水、脫介及清洗物料表面的污泥。它一般安裝在給料設(shè)備的下邊，給料機(jī)應(yīng)均勻地供料。振動篩種類繁多，一般有以下幾類。1 .慣性振動篩慣性振動篩是借高速回轉(zhuǎn)著的不平衡重產(chǎn)生離心力使篩箱振動，從而篩面上物料層松散使細(xì)粒級通過篩孔排出。美國和日本等國一般根據(jù)質(zhì)點的運動軌跡將其分為圓運動振動篩和直線振動篩。近年來由于慣性振動篩性能較好、結(jié)構(gòu)和維護(hù)工作都較簡單，在選煤、選礦廠得到推廣應(yīng)用，受到各國重視，尤其是直線振動篩發(fā)展很快。(1)圓運動振動篩圓運動振動篩是利用不平衡重激振器使篩箱振動的篩子，具運動軌跡一般為圓

12、形。它普遍應(yīng)用于煤炭、礦山廠的預(yù)先篩分、準(zhǔn)備篩分以及脫水作業(yè)中。由于其篩面的圓形振動軌跡，使篩面上的物料不斷地翻轉(zhuǎn)和松散，因而圓振動篩具有以下特點：細(xì)粒級有機(jī)會向料層下部移動，并通過篩孔排出；卡在篩孔中的物料可以跳出，防止篩孔堵塞；篩分效率較高；可以變化篩面傾角，從而改變物料沿篩面的運動速度，提高篩子的處理量；對于難篩物料可以使主軸反翻，從而使振動方向同物料運動方向相反，物料沿篩面運動速度降低(在篩面傾角與主軸轉(zhuǎn)速相同的情況下)，以提高篩分效率。國外又將圓運動振動篩分為單軸慣性振動篩和自定中心振動篩兩種。單軸慣性振動篩特點是激振器的軸和皮帶輪參與振動；優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、容易制造；缺點是由于皮帶輪

13、與篩箱一起振動，無論電動機(jī)在任何角安裝都不能避免皮帶傳動中心距的反復(fù)變化，從而引起三角皮帶的反復(fù)伸縮，大大影響其使用壽命。波蘭的WK型振動篩屬于單軸慣性振動篩。自定中心振動篩優(yōu)點是運轉(zhuǎn)時三角皮帶輪不與篩箱一起振動，故傳動皮帶壽命較長，工作較穩(wěn)定。自定中心振動篩又可分為軸承偏心式和皮帶輪偏心式兩種。前者又名萬能懸掛篩，因其篩箱振動時，主軸中心線和皮帶輪的空間位置保持不變，目前已很少使用；后者工作時，皮帶輪回轉(zhuǎn)中心線固定不動，所以傳動三角皮帶就不會時緊時松，具有頻率較穩(wěn)定、皮帶壽命較長等特點。美國Ripl-Flo型振動篩是典型的皮帶輪偏心式振動篩。(2)直線振動篩直線振動篩是靠兩根帶不平衡重的軸作

14、同步異向旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生振動的篩子。其篩面呈水平或傾斜安裝，運動軌跡一般為直線，故稱之為直線振動篩或水平振動篩。它具有下列特點：動力平衡與物料在篩面上的運動情況較好；物料在篩面上的移動不是依靠篩子的傾角而是依靠激振力，故篩面一般水平安裝，所以廠房高度較低；全封閉、不堵孔和堅固耐用，篩面有兩層、三層和四層之分；由于篩箱運動中有較大的加速度，所以特別適合于煤炭的脫水、脫泥、脫介以及物料的分級。國外直線振動篩采用箱式激振器者較多，如美國Low-Head型、西德USL型、日本古河A型、日本永田雙偏心軸式、法國皮克雙偏心軸式、蘇聯(lián)rMCJI型等。采用筒式激振器的有美國SS型和SG型、日本川崎D型及橫山橢圓振動

15、篩等。2 .共振篩共振篩從50年代應(yīng)用于煤炭和礦石中，具振動系統(tǒng)是在接近共振區(qū)的條件下工作的，即篩子的工作頻率接近它的自振頻率。它既可用作煤和礦的預(yù)先篩分和最終篩分，也可以脫水、脫泥和脫介。共振篩利用了共振原理，具有下列特點：在共振頻率附近，使用較小的激振力來驅(qū)動較大面積的篩箱；可以節(jié)省傳動系統(tǒng)的功率消耗，并減少軸承等機(jī)件的受力；利用了非線性振動系統(tǒng)，篩子的瞬時加速度大，對分級、脫水等作業(yè)有益。但由于其在安裝上要求高，技術(shù)上比較復(fù)雜，共振篩的發(fā)展較緩慢，如西德除部分生產(chǎn)廠使用外已不再推廣應(yīng)用了。典型共振篩有波蘭ZDR型振動篩：它是波蘭近十年來發(fā)展的新型共振篩，與CDR型共振篩相比，結(jié)構(gòu)上變化不

16、大，僅處理量有所提高，但其振動大，要求有高質(zhì)量的橡膠彈簧元件，仍處在試驗研究階段。3 .其它類型的振動篩(1)等厚篩我國現(xiàn)有的ZD型直線等厚篩系列，有7種基本規(guī)格，總篩分效率一般在85%認(rèn)上。ZD系列等厚篩適用于需要精確分級的煤炭及類似比重物料的干濕式篩分，處理量較大，篩分深度可至6毫米。(2)概率篩分機(jī)概率篩分機(jī)通過采用大篩孔、大傾角和多層篩面結(jié)構(gòu)，使物料近似篩分而提高篩機(jī)處理能力和干式篩分的深度。QG制琴弦概率篩是在GS型煤用概率篩的基礎(chǔ)上，吸收琴弦篩的特點研制的。該篩能有效地對潮濕煤炭進(jìn)行6毫米干式分級，篩選產(chǎn)品能滿足空氣重介流態(tài)床分選機(jī)對人選煤的要求。琴弦篩網(wǎng)在共振狀態(tài)下工作，篩孔不易

17、堵塞。(3)GPS型高頻振動細(xì)篩GPS-900-3型高頻細(xì)篩是在吸收美國Derrick高頻細(xì)篩技術(shù)的基礎(chǔ)上研制的，該篩采用了疊層篩網(wǎng)(由三層孔徑不同的不銹鋼編織篩網(wǎng)疊合而成)、三路給礦(沿篩面長布置三個給礦器)和長圓筒形振動器(電機(jī)軸兩端裝由偏重塊和調(diào)偏塊組成的振子)振頻2850次/分。目前已在黑色和有色金屬閉路磨礦作業(yè)中，作為分級設(shè)備推廣應(yīng)用，分級總效率達(dá)60%70%。(4)電磁振動旋流篩電磁振動旋流篩是一種結(jié)構(gòu)簡單的高效脫水脫泥設(shè)備。該篩無轉(zhuǎn)動部件，無需潤滑，不需動力，不僅用于選煤廠，還可推廣用作污水處理和選礦廠及其它類似物料的脫水脫泥和分級設(shè)備。目前該篩已形成用于粗煤泥的C型和用于末煤的

18、M型兩種型1.2.3發(fā)展方向振動篩分機(jī)在工程中廣泛應(yīng)用，對國民經(jīng)濟(jì)起著重要作用。從目前國外的研究方向來看，一方面致力于當(dāng)前篩分機(jī)的運動分析和結(jié)構(gòu)調(diào)整；另一方面瞄準(zhǔn)新穎的設(shè)計目標(biāo)、探求合理的結(jié)構(gòu)形式，以便進(jìn)一步推動振動篩分機(jī)的應(yīng)用。1 .國外技術(shù)發(fā)展趨勢國外篩分設(shè)備仍以發(fā)展振動篩為主，振動篩向標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化方向發(fā)展；向大型化方向發(fā)展，但最大到55m2已夠用了；增大篩面傾角，提高篩分效率；發(fā)展細(xì)粒篩分設(shè)備，篩孔尺寸小到0.10.3毫米；旋流篩使用逐漸增多；共振篩發(fā)展停滯。2 .國內(nèi)技術(shù)發(fā)展趨勢積極開展篩分技術(shù)研究，提高原煤干式深度篩分技術(shù)，降低分級下限和增加煤炭品種，著重解決粒度細(xì)、水分高

19、和黏度大的難篩物料的分級技術(shù)；為滿足大露天礦選用，研制重型分級篩，適用于500毫米以下物料篩分；為提高篩板的壽命和效果，著重發(fā)展焊接篩網(wǎng)，非金屬篩面；共振篩有被淘汰之勢，應(yīng)大力發(fā)展塊偏心圓振動篩和直線振動篩。2振動篩篩面物料運動理論2.1 篩上物料的運動分析由文獻(xiàn)1可知關(guān)于篩上物料的分析，如圖2.1所示：圖2.1圓振動篩上物料運動振動篩運動學(xué)參數(shù)（振幅、振次、篩面傾角和振動方向角）通常根據(jù)所選擇的物料運動狀態(tài)選取。篩上物料運動狀態(tài)直接影響振動篩的篩分效率和生產(chǎn)率，所以為合理地選擇篩子的運動參數(shù)，必須分析篩上的物料的運動特性。圓振動篩的篩面做圓運動或近似于圓運動的振動篩，篩面的位移方程式可用下式

20、來表示：(2-1)x=Acos(180-P)-Acos-Acosty=Asin（180°一中）=Asin邛=Asin®t（2-2）式中：A振幅；:軸之回”目角，=t;,軸之回轉(zhuǎn)角速度；t時間。求上式中的x和y對時間t的一次導(dǎo)數(shù)與二次導(dǎo)數(shù)，即得篩面沿x和y(2-3)(2-4)方向上的速度和加速度：vX=Asintvy=Acost2aX=A切cos©t（2-5）2ay-Asin-t（2-6）由運動特征，來研究篩子上物料的運動學(xué)。物料在篩面上可能出現(xiàn)三種運動狀態(tài)：正向滑動、反向滑動和跳動。2.2 正向滑動當(dāng)物料顆粒與篩面一起運動時，其位移、速度和加速度與篩面的相等。篩面

21、上質(zhì)量為m的物料顆粒動力平衡條件：對質(zhì)量為m的顆粒受力分析（如圖2-1）：1、物料顆粒重力：G=mg（2-7）2、篩面對顆粒的反作用力，由N-mgcosot=may=-mA-2sinot可以得到：N=mgcosa-mA。2sin。t（2-8）式中a為篩面傾角3、篩面對物料顆粒的極限摩擦力為：F=fN=（fmcg0cs-裙Asi即）（2-9）式中f為顆粒對篩面的靜摩擦系數(shù)。顆粒沿著篩面開始正向滑動時臨界條件：mgcosF=m：a（2-10）將F,ax用已知式子（2-9）與（2-5）替代，且f=tgN（卜為滑動摩擦角），簡化整理得：式中，K為正向滑始角*1j(2-11)令=cos(K+N),則:3

22、0gsin（-）n=,bk.二2A式中bd稱為正向滑動系數(shù)。由上式得知，正向滑動系數(shù)bk<10當(dāng)bk=1的時候，可以求得使物料顆粒沿著篩面產(chǎn)生正向滑動時最小轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)該為:N.呵為了使物料顆粒沿著篩面產(chǎn)生正向滑動，必須取篩子轉(zhuǎn)數(shù)nAn.in。(2-12)(2-13)2.3反向滑動臨界條件為:mgsinF=mxa(2-14)將F,max用（2-9）與（2-5）替代，并簡化后:cosQ-J=)-2sin(=bq)(2-15)式中：q反向滑始角bq反向滑動系數(shù)q則可以得到:(2-16)由上式可以知道，反向滑動條件bq：1當(dāng)bq=1時，可以求得使物料沿著篩面反向滑動的最小轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)該是:qn/in=30

23、gsin(二二2A(2-17)為了使物料顆粒沿著篩面產(chǎn)生正向滑動，必須使篩子轉(zhuǎn)數(shù)n>nn102.4跳動條件的確定顆粒產(chǎn)生跳動的條件是顆粒對篩面法向壓力N=0。2即mgcosa=may,或者是gcosot=Asin中d。由此可以得到:bd=sindgcoscos1kkv(2-18)式中：bd物料跳動系數(shù):d跳動起始角k振動強(qiáng)度，k=A-gkv拋射強(qiáng)度，它表明物料在篩面上跳動的劇烈程度。上式可以寫成：_30'gcos：_30;gcos:sinJ二2Abd''二2A當(dāng)bd<1時或者kv>1,則顆粒出現(xiàn)跳動。(2-19)當(dāng)bd=1或Kv=1時，則可求得物料開始

24、跳動時的最小轉(zhuǎn)數(shù)為:gcosn0min=302,二2Asin-為了使物料產(chǎn)生跳動，必須取篩子的轉(zhuǎn)數(shù)n>n°min。由于目前使用的振動篩采用跳動狀態(tài)，因此要討論跳動終止角,度。(2-20)跳動角及運動速2.5物料顆粒跳動平均運動速度物料顆粒從振動相角叫起跳，到振動相角味跳動終止時，沿_12S、.=Vdt1gsin二tx方向的位移為:11二Vd二1鼻、.22(2-21)式中Vd為物料顆粒起跳時沿x方向的運動速度:Vd=VX=Asind(2-22)由此，則:12S.=Asind-gsin()2.(2-23)同一時間內(nèi)，篩面位移為:Sc=db3=Ac0sb-Ac0sd=Acosd(、)

25、-cosd(2-24)物料顆粒在每個循環(huán)中，對篩面的位移為:S-X-b3b4=S、.-SC=Asin:d、1gsin-；.22當(dāng)篩子在近似于第一臨界轉(zhuǎn)數(shù)下工作時-Acos(d、)-cosd(2-25)，即6至360。，則上式中方括號內(nèi)的數(shù)值接近于故得到:S=Asind、.2(2-26)物料跳動平均速度:(2-27)V=Sn=Asind1gsin.：:.()2602當(dāng)6ft3607寸，則sinQ上tg*d,sin6定0,1cos6為071,因此，式（2-27）可以化簡為:或者化簡為:(2-28)(2-29)(2-30)、=sind由式（2-29）和式（2-18）,可以將式（2-27）化簡為:An

26、V（1kvtg;）3012按照上式計算得的結(jié)果與實際相比，計算值較大，因為未考慮物料特點，摩擦和沖擊等因素.為此，上式應(yīng)該乘以修正系數(shù)k0,k0ft：0.13-0.15,所以：AnV=ko(1+kvtgot)(2-31)303.振動篩的工作原理及結(jié)構(gòu)組成3.1 圓振動篩的工作原理具有圓形軌跡的慣性振動篩為圓振動篩，簡稱圓振篩。這種慣性振動篩又稱單軸振動篩，其支承方式有懸掛支承與座式支承兩種，懸掛支承，篩面固定于篩箱上，篩箱由彈簧懸掛或支承，主軸的軸承安裝在篩箱上，主軸由帶輪帶動而高速旋轉(zhuǎn)。由于主軸是偏心軸，產(chǎn)生離心慣性力，使可以自由振動的篩箱產(chǎn)生近似圓形軌跡的振動YA型圓振動篩和一般圓振動篩很

27、類似，篩箱的結(jié)構(gòu)一般采用環(huán)槽怫釘連接。振動器為軸偏心式振動器，用稀油潤滑，采用大游隙軸承。振動器的回轉(zhuǎn)運動，由電動機(jī)通過一堆帶輪，由V帶把運動傳遞給振動器。3.2 振動篩基本結(jié)構(gòu)本次設(shè)計2YA1548型圓振動篩是由激振器、篩箱、隔振裝置、傳動裝置等部分組成。YA系列圓振動篩型號說明：YAH口口1IIIT丁IIIIIIIIIII1篩面長度dmIIIIIIIII1篩面寬度dmIIIII|1重型(輕型不寫)IIIII1軸偏心振動器13圓振動篩面層數(shù)（單層不寫）3.2.1 篩箱篩箱由篩框、篩面及其壓緊裝置組成。1 .篩面：為適應(yīng)大塊大密度的物料的篩分與煤什石脫介的需要，振動篩的篩面需要有較大的承載能力

28、，耐磨和耐沖擊性能。為減少噪聲，提高耐磨性設(shè)計中采用成型橡膠條，用螺栓固定在篩面拖架上。上層篩面采用帶筐架的不銹鋼篩面，下層篩面采用編織篩網(wǎng)。其緊固方式是沿篩箱兩側(cè)板處采用壓木、木契壓緊。中間各塊篩板之間則用螺栓經(jīng)壓板壓緊。2 .篩框：篩框由側(cè)板、橫梁等部分組成。側(cè)板采用厚度為616mm的A5或20號鋼板制成。橫梁常用圓形鋼管、槽鋼、方形鋼管或工字鋼制造。篩框必須要由足夠的剛性。篩框各部件的聯(lián)接方式有怫接、焊接和高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接三種、3.2.2 激振器圓振動篩采用單軸振動器，由純振動式振動器、軸偏心式振動器和皮帶輪偏心式自定中心振動器。3.2.3 支承裝置和隔振裝置支承裝置主要是支承篩箱的彈性元

29、件，有吊式和座式兩種。振動篩的隔振裝置常用的有螺旋彈簧、板彈簧和橡膠彈簧。3.2.4 傳動裝置振動篩通常采用三角皮帶傳動裝置，它機(jī)構(gòu)簡單，可以任意選擇振動器的轉(zhuǎn)數(shù)。144.振動篩動力學(xué)基本理論由文獻(xiàn)1可知: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)生的）構(gòu)成。為了保證篩子的穩(wěn)定工作，必須對慣性振動篩的的振動系統(tǒng)進(jìn)行計算，以便找出振動質(zhì)量、彈簧剛性、偏心塊的質(zhì)量矩與振幅的關(guān)系，合理地選擇彈簧的剛性和確定偏心塊的質(zhì)量矩。圖4.1振動系統(tǒng)力學(xué)模型圖圖4.1表示圓振動篩的振動系統(tǒng)。為了簡化計算，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

30、通過機(jī)體重心。此時，篩子只作平面平移運動。今取機(jī)體靜止平衡時（即機(jī)體的重量為彈簧的彈性反作用力所平衡時的位置）的重心所在點o作為固定坐標(biāo)系統(tǒng)（xoy）的原點，而以振動器轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心o1作為動坐標(biāo)系統(tǒng)（x1o1y1）的原點。偏心重塊質(zhì)量m的重心不僅隨機(jī)體一起作平移運動（牽連運動），而且還繞振動器的回轉(zhuǎn)中心線作回轉(zhuǎn)運動（相對運動），則其重心的絕對位移為:Xm=x+xi=x+rcos中=x+rcos6t15ym=y+y1=y+rsin中=y+rsin缶t式中：r偏心質(zhì)量的重心至回轉(zhuǎn)軸線的距離軸之回轉(zhuǎn)角度，中=H通為軸回轉(zhuǎn)之角速度，t為時間偏心質(zhì)量m運動時產(chǎn)生的離心力為:(4-1)(4-2)d2xm

31、2=m丁=-m(x-rcost)dt2dym2Fy=m廠=-m(y-r-sint)dt式中mro2coscct和mro2sinot為偏心質(zhì)量m在x與y方向之相對運動離心力或稱激振力。在圓振動篩的振動系統(tǒng)中，作用在機(jī)體質(zhì)量M上的力除了Fx和Fy外，還有機(jī)體慣性力-Mx和-My'（其方向與機(jī)體加速度方向相反卜彈簧的作用力KxX和Kyy（Kx和Ky表示彈簧在x和y方向的剛度，彈簧作用力的方向永遠(yuǎn)是和機(jī)體重心的位移方向相反）及阻尼力-cx和cy（c稱為粘滯阻力系數(shù)，阻尼力的方向與機(jī)體運動速度方向相反）。在單軸振動系統(tǒng)中，作用在機(jī)體質(zhì)量M上的力除了和之外，還有機(jī)體的慣性力和（其方向與機(jī)體的速度方

32、向相反）、彈簧的作用力，（表示彈簧在方向的剛度），及阻尼力（稱為粘滯阻力系數(shù)，阻尼力的方向與機(jī)體的運動方向相反）。當(dāng)振動器在作等速圓周運動時，將作用在機(jī)體M上的各力，按照理論力學(xué)中的動靜法建立的運動微分方程式為：（M+mx+Cx+Kxx=mr2cosM（4-3）MmyCyKyx=mr2sint式中：M機(jī)體的計算質(zhì)量M=mj+Kwmw（4-4）式中：mj振動機(jī)體質(zhì)量。mw篩子的物料重量。16Kw物料的結(jié)合系數(shù)，Kw=0.150.3。根據(jù)單軸振動篩運動微分方程式的全解可知，機(jī)體在x和y軸方向的運動是自由振動和強(qiáng)迫振動兩個簡諧振動相加而成的，事實上，由于有阻尼力存在的緣故，自由振動在機(jī)器工作開始后就

33、會逐漸消失，因此，機(jī)體的運動就只剩下強(qiáng)迫振動了。所以,只需要討論公式的特解：(4-5)x=AxCoqeot外)；y=Aysint-二y其特解為:-2cmrCosxCtKx-Mm-2=tan12Kx-Mm(4-6)2-mr-Cosy_2KyT.Mm卜1一y=tan(4-7)式中：Ax和Ay為x和y方向機(jī)體的振幅;0fx和0為機(jī)體的振幅和相位差角。系統(tǒng)的自振頻率為:Wp(4-8)下面根據(jù)圖4.2來分析圓振動篩的幾種工作狀態(tài)：1.低共振狀態(tài)低共振狀態(tài)：n<nPIPK>(M+m22若取K=(M+2m»2,則機(jī)體的振幅A=r。在這種情況下，可以避免篩子的起動和停車時通過共振區(qū)，從而

34、能提高彈簧的工作耐久性，同時能件小軸承的壓力，延長軸承的壽命，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，彈簧的剛度要很大，因此，必然會在地基及機(jī)架上出現(xiàn)很大的動力，以致引起建筑物的震振動。所以，必須設(shè)法消振，但目前尚無妥善和簡單的消振方法。17aaAl/13Im圖4.2振幅和轉(zhuǎn)子角速度的關(guān)系曲線2 .共振狀態(tài)共振狀態(tài)：n=np即K=(M+m汾2。振幅A將變?yōu)闊o限大。但由于阻力的存在，振幅是一個有限的數(shù)值。當(dāng)阻力及給料量改變時，將會引起振幅的較大變化。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)：nnp,這種狀態(tài)又分為兩種情況：(1) n稍大于nP,即K稍小于M

35、+m0若取K=Ms2,則得A=-r。因為n>nP,所以篩子起動與停車時要通過共振區(qū)。這種狀態(tài)的其它優(yōu)缺點與低振狀態(tài)相同。(2) n»np,即為遠(yuǎn)離共振區(qū)的超共振狀態(tài)。此時，K«(M+m加2。從圖可以明顯地看出：轉(zhuǎn)速愈高，機(jī)體的振幅A就愈平穩(wěn)，即振動篩的工作就愈穩(wěn)定。這種工作狀態(tài)的優(yōu)點是：彈簧的剛度越小，傳給地基及機(jī)架的動力就愈小，因而不會引起建筑物的振動。同時，因為不需要很多的彈簧，篩子的構(gòu)造也簡單。目前設(shè)計和應(yīng)用的振動篩，通常采用這種工作狀態(tài)。為了減少篩子對地基的動負(fù)荷，根據(jù)振動隔離理論，只要使強(qiáng)迫振動頻率仍大于自振動頻率6P的五倍即可得到良好的效果，采用這種工作狀

36、態(tài)的篩子，必須設(shè)法消除篩子在起動時，由于通過共振區(qū)而產(chǎn)生的共振現(xiàn)象。目前采用的消振方法如前所述。185.振動篩參數(shù)計算5.1 運動學(xué)參數(shù)的確定由文獻(xiàn)1選取和計算振動篩運動學(xué)：參數(shù)振動機(jī)械的工作平面通常完成以下各種振動：簡諧直線振動、非簡諧直線振動、圓周振動和橢圓振動等。依賴上述各種振動，使物料沿工作面移動。當(dāng)振動機(jī)械采用不同的運動學(xué)參數(shù)（振幅、頻率、振動角和傾角）時，便可使物料在工作面上出現(xiàn)下列不同形式的運動：相對運動、正向滑動、反向滑動和拋擲運動。1 .拋擲指數(shù)Kv在一般的情況下,根據(jù)篩子的用途選取，圓振動篩一般取Kv=35,直線振動篩宜取Kv=2.54;難篩物料取大值，易篩物料取小值。篩孔

37、小時取大值，篩孔大是取小值。本次設(shè)計圓振動篩，選取Kv=4。2 .振動強(qiáng)度K振動強(qiáng)度K的選擇。主要受材料強(qiáng)度及其構(gòu)件剛度等的限制，目前的機(jī)械水平K值一般在38的范圍內(nèi)，振動篩則多取36。本次設(shè)計選擇K=4o3 .篩面傾角對于單軸振動篩的傾角為：作預(yù)先分級用«=15°20°作最終分級用：=12.5°17.5°對于圓振動篩一般取15°25°,振幅大時取小值，振幅小時取大值。本次設(shè)計采用的圓振動篩取:二2°°。4 .篩箱的振幅A篩箱振幅A;是設(shè)計篩子的重要參數(shù)，其值必須適宜，以保證物料充分分層，減少堵塞，以利透

38、篩。通常取A=36mm,其中篩孔大者取大值，篩孔小者取小值。本次設(shè)計選取A=5mm。An25 .篩子的振動頻率n:按照Kv=-A一和所確定的A值可以求解出頻率值。90000019900000-Cos9000004cos20°=845rpm(5-1)6.振動強(qiáng)度校核：實際振動強(qiáng)度K按照下式計算:(5-2)A2L.C，l2在本設(shè)計中KS小二靠:3."所以符合振動強(qiáng)度要求。篩子的實際強(qiáng)度：KS=3.77<K;即篩子的頻率和振幅分別為：A=5mm；n=845rpm；Kv=4。7.物料的運動速度圓振動篩的物料運動速度計算:(5-3)AnV=K0(1Kvtan.：)m/s30式中

39、：取修正系數(shù)K0=0.1。5845V=0.1(14tan20)=0.033m/s305.2振動篩工藝參數(shù)的確定由文獻(xiàn)2選取設(shè)計振動篩工藝參數(shù)：1.振動篩的工藝參數(shù)包括篩面的長度和寬度、篩分效率。篩面的長度和寬度由公式：Q=Fq式中：Q處理量，Q=250t/hF篩面的工作面積，F(xiàn)=14.4m22q單包時間處理重，q=17.36t/hm選取篩面長度L=6m,所以B=F/L=14.4/6=2.4m2.篩分效率在篩分作業(yè)中，篩分效率是衡量篩分過程的質(zhì)量指標(biāo)。篩什效率是指篩下產(chǎn)物重20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。篩分效率一般以百分?jǐn)?shù)表示。篩分效率可按下式

40、計算：(5-4)匚100(a”)E二a(100-)式中a原料中篩下產(chǎn)物含量的百分?jǐn)?shù)；u篩上產(chǎn)物中篩下級別含量的百分?jǐn)?shù)；將原科和篩上產(chǎn)物進(jìn)行精確的篩分，根據(jù)篩分結(jié)果即可算出篩下級別含量00篩分所用篩面的篩孔尺寸和形狀，應(yīng)與測定篩分效率所用的篩子相同。篩分機(jī)械的篩分效率與物料的粒度特性、物科的濕度、篩孔形狀、篩面傾角、篩面長度、篩面的運動特性及生產(chǎn)率等因素有關(guān)。不同用途的篩分機(jī)械對篩分效率有不同的要求。表5.12YA1548型圓振動篩的運動學(xué)參數(shù)和工藝參數(shù)篩向長度6m篩面寬度2.4m振動強(qiáng)度4拋射強(qiáng)度4篩面傾角020振動力1可角篩箱振幅5mm篩子頻率845rmp處理量217.36t/h.m物料運動

41、速度20.033m/s5.3 動力學(xué)參數(shù)振動器偏心質(zhì)量及偏心距的確定：由文獻(xiàn)3工作時，彈簧剛度小，故振幅計算式中K值可以略(5-5)對于單軸振動篩：(M，m)A=-mr式中M一振動機(jī)體質(zhì)量，M=883.48kg21m偏心塊質(zhì)量，A篩箱振幅，A=5mmr偏心距，r=24mm負(fù)號表示M與m重心在振動中心的兩個不同方向上。MA883,485,m=91kgAr5245.4 電動機(jī)的選擇5.4.1 電動機(jī)功率計算慣性振動篩的功率消耗主要是由振動器為克服篩子的運動阻力而消耗的功率和克服軸在軸承中的摩擦力而消耗的功率來確定。電機(jī)的功率為:(5-6)軸承選取N=(M+mAn3(CA+fd)千瓦177500式中

42、：C阻力系數(shù)，一般C=0.20.3,拋擲指數(shù)較小時，C=0.25.d一軸承內(nèi)圈直徑，d=0,1mn一轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)數(shù)，n=845rmp”一傳動效率，"=0.95。f一滾動軸承的摩擦系數(shù)，f=0.0010.003。這里對于滾子f=0.002。_3_5589910.00584530.250,0050.0020.1N=25.933KW1775000.95由上式可求N=25.933KW5.4.2 選擇電機(jī)由文獻(xiàn)17,選擇傳動電機(jī)型號為Y250M8型，其額定功率為30KW,22n=1500rmp5.4.3 電機(jī)的啟動條件的校核慣性振動篩起動時，電動機(jī)需克服偏心質(zhì)量的靜力矩和摩擦力矩，起動后由于慣性作

43、用，功率消耗較少，因而需選用高起動轉(zhuǎn)矩的電動機(jī)。因此，按公式計算的功率,必須按起動條件校核:MrM0(5-7)r0MhMh式中:Mr電機(jī)的其動轉(zhuǎn)矩;Mh電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩;M0振動篩偏心重量的靜力矩與軸承的摩擦靜力矩之和ccNccMH=9550=9550n電30=191Nm1500(5-8)式中:i速比Mr=MH(5-9)起動力矩系數(shù)取=2.1(5-10)(5-11)M。M。'(5-12).n電1500di=一=-=1.78因止匕有-M=i=1.782.1=3.738Mh(5-13)(5-14)式中M。'為偏心質(zhì)量的靜力矩與軸承的摩擦力矩之和Mo'=Mf總+Mj式中Mf總為

44、振動器上軸承的摩擦力矩Mf總=2Mf23d3.14845、20.11,Mf=fFo=0.002x91m0.058m()m=2.27Nm(5-15)4304式中F0=mr2(5-16)將Mf值帶入公式(5-14)得Mf總=22.27=4.54Nm-Mj為靜力矩Mj=mr=910.0249.8=51.72Nm-(5-17)將Mf總與Mj值帶入公式(5-13)得M0'=4.54+51.72=56.26Nm-將M。'值帶入公式(5-12)得M0=56.26=33.27Nm1.780.95M033.27,=0.174Mh191由于匹=3.738所以滿足Mr>M0,電機(jī)起動校核合格。

45、MHMhMh表5.2電動機(jī)性能型號Y250M8型轉(zhuǎn)速rmpn=1500rmp功率KW30KW6主要零件的設(shè)計與計算6.1 軸承的選擇與計算6.1.1 軸承的選擇根據(jù)振動篩的工作特點，應(yīng)選用大游隙單列向心圓柱滾子軸承按照基本額定動載荷來選取軸承24CP(6-1)fn式中：C基本額定動載荷來P當(dāng)量動載荷22二8452P=mr.2=910.024(2845)2=17.1KN(6-2)60fL壽命系數(shù)，fL=2.32.8本次設(shè)計選取fL=2.5-八333、點fn轉(zhuǎn)速系數(shù)，fn=(必)10=0.38(6-3)n將數(shù)據(jù)帶入公式(4.1)得C=-25m17.1=125.74KN0.38查文獻(xiàn)17,選GB29

46、784,軸承型號3G3622,內(nèi)徑110mm,外徑245mm。6.1.2軸承的壽命計算軸承的壽命公式為：CLi0=(p)(6-4)式中：L10的單位為106r£為指數(shù)。對于球軸承，S=3;對于滾子軸承，名=10/3。計算時，用小時數(shù)表示壽命比較方便。這時可將公式(4.1)改寫。則以小時數(shù)表示106的軸承壽命為：Lh=(廣(6-5)60nP式中：C基本額定動載荷C=125.74KNn軸承轉(zhuǎn)數(shù)P當(dāng)量動負(fù)荷選取額定壽命為6000ho將已知數(shù)據(jù)代入公式(4.2)得：=10M(125.74)10/3=15249h>6000h滿足使用要求。6084517.1因此設(shè)計中選用軸承的使用壽命為1

47、5249小時。256.2皮帶的設(shè)計6.2.1選取皮帶的型號帶的設(shè)計功率：Pd=KaP=1.330=39KW(6-6)式中：Ka工況系數(shù)，查11,22-18表22.19得必=1.3P傳遞的額定功率,P=30KW根據(jù)Pd=39KW,小輪轉(zhuǎn)數(shù)n1=1500rmp,查文獻(xiàn)16,22-17圖22.11,選B型皮帶6.2.2傳動比n11500i=n845=1.78(6-7)6.2.3帶輪的基準(zhǔn)直徑1 .選擇小帶輪白基準(zhǔn)直徑dd1:查文獻(xiàn)16,22-31表22.114和22-17圖22.11選取dd1=224mm2.選擇大輪的基準(zhǔn)直徑dd2：dd2=i父dd1=1.73M224=388mm查11,22-31

48、表22.114取dd2=400mm6.2.4帶速帶速常在V=525m/s之間選取513.142241460V=_=17.12m/s601000601000(6-8)6.2.5確定中心距和帶的基準(zhǔn)長度1.初定中心距按0.7(dd1+dd2)E口0E2(dd1+dd2)26選取,因此有436.8<a0W1280選ao=780mm。d2'dd1)4:02 .帶的基準(zhǔn)長度Ld所需基準(zhǔn)長度Ld0=2.：j0+(dd1+dd2)+2帶入數(shù)據(jù)得Ldo=1982mm查文獻(xiàn)16,22-13表22.16選取基準(zhǔn)長度Ld=2000mm3 .實際中心距a安裝時所需最小中心距：=：-0+L_Ldo=780

49、+2000-W82=784mm(6-9)二min=：-0.015Ld=784-0.0152000=754mm(6-10)張緊或補(bǔ)償伸長所需最大中心距：二max+0.03Ld=784+0.032000=844mm(6-11)4 .小帶輪包角巴：.1=1800_dd2dd157.30=1800a簿善57.30=1634005 .單根帶的基本額定功率P1根據(jù)dd1=224mm,n1=1500rmp,查文獻(xiàn)16,22-25表22.113f得P1=7.47KW考慮傳動比的影響，額定功率的增量Pi由機(jī)械設(shè)計手冊第三卷，22-25表22.113f查得：P1=1.14KW6 .帶的根數(shù)ZPd19.5(R：Pi

50、)KKl(7.471.14)0.960.98=2.4根式中：Ka小帶輪包角修正系數(shù)，查文獻(xiàn)16,22-18表22.1107=0.96Kl帶長修正系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計手冊第三卷，22-19,表22.111,Kl=0.98277.單根帶的預(yù)緊力Fo25Ph2Fo=500(-1)-+mV2(6-12)K.ZV式中m為帶每米長的質(zhì)量,查文獻(xiàn)16,22-19表22.112查得m=0.17kg/m25195oF0=500(-1)+0.17(17.12)2=354.36N0.96317.12帶的設(shè)計參數(shù)如表6.1所示。表6.1帶的設(shè)計參數(shù)B784mm最大軸間距844mm最小軸間距754mm帶的根數(shù)3根預(yù)緊力35

51、4.36N小帶輪直徑224mm大帶輪直徑400mm6.3 軸的設(shè)計6.3.1 軸的設(shè)計特點軸是組成機(jī)械的一個重要零件。它支承著其他轉(zhuǎn)動件回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩，同時它又通過軸承和機(jī)架聯(lián)接。所有軸上零件都圍繞軸心線作回轉(zhuǎn)運動。所以，在軸的設(shè)計中，不能只考慮軸本身，還必須和軸系零、部件的整個結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系起來。軸設(shè)計的特點是：在軸系零、部件的具體結(jié)構(gòu)未確定之前，軸上力的作用和支點間的跨距無法精確確定，故彎矩大小和分布情況不能求出，因此在軸的設(shè)計中，必須把軸的強(qiáng)度計算和軸系零、部件結(jié)構(gòu)設(shè)計交錯進(jìn)行，邊畫圖、邊計算、邊修改。設(shè)計軸時應(yīng)考慮多方面因素和要求，其中主要問題是軸的選材、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和剛度。對于高速軸還應(yīng)

52、考慮振動穩(wěn)定性問題。286.3.2 軸的常用材料軸的材料種類很多，設(shè)計時主要根據(jù)對軸的強(qiáng)度、剛度、耐磨性等要求，以及為實現(xiàn)這些要求而采用的熱處理方式，同時考慮制造工藝問題加以選用，力求經(jīng)濟(jì)合理。軸的常用材料是35、45、50、優(yōu)質(zhì)碳素鋼，最常用的是45鋼。對于受載較小或不太重要的軸，也可用A3、A5等普通碳素鋼。對于受力較大，軸的尺寸和重量受的限制，以及有某些特殊要求的軸，可采用合金鋼。本次設(shè)計選用45優(yōu)質(zhì)碳素鋼。6.3.3 軸的強(qiáng)度驗算由文獻(xiàn)1417對軸進(jìn)行校核：由圖6.1并結(jié)合振動篩的工作特點對軸進(jìn)行受力分析，其受力分析如圖所示：Pr=30kw,n=150r/min。求偏心軸的轉(zhuǎn)速n1,帶傳動的傳動效率。=0.96。P1=Pr，；=300.96=28.8kwnn1=.i式中i一帶的傳動比，i=400/224=1.786所以n1=n=1500/1.786=839.87r/minP28.8二9550=9550327.48N*Mn1839.87Ft=2工=2_J2=7277.3Nd10.09由水平方向得：FtY=Fnh1+FnmFtX=0240FtY2440FNH2=0解得：Fnh=6561.5NFnh2=-715.8N由垂直方向得：29Fv=mg=2500010=250000NFv=FNV1'Fnv2Fnvi754=F