煤炭篩選機(篩分機)畢業(yè)設(shè)計

一、緒論1.1篩分的概念廣義的篩分是指將粒子群按粒子的大小、比重、帶電性以及磁性等粉體學(xué)性質(zhì)進行分離的方法。一般講，篩分是利用篩子把粒度范圍較寬的物料按粒度分為若干個級別的作業(yè)。具有直線軌跡的慣性振動篩為直線振動篩，簡稱直線振篩。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1.2篩分設(shè)備的作用篩分作業(yè)是煤炭加工的重要環(huán)節(jié)，它廣泛地應(yīng)用于篩選長和選煤廠，對煤炭進行粒度分級、脫水、脫泥、脫介。就煤炭加工而言，篩分技術(shù)和分選技術(shù)處于同等重要的地位。我國生產(chǎn)的原煤一半以上是動力用煤，不同用戶對動力用煤的粒度要求是不一樣的，尤其是化工，發(fā)電等部門，對煤炭粒度要求很嚴格，如果超過規(guī)定限度，不但影響這些部門的正常生產(chǎn)，還會造成不小的浪費。例如在煤炭氣化的過程中，若使用粉煤含量過高的塊煤，不僅影響爐內(nèi)氣流暢通，降低造氣量，嚴重時還導(dǎo)致氣化爐填塞；機車和船舶由于鍋爐通風(fēng)強，煙筒短，如燃用含有較多粉煤的塊煤時，粉煤不僅燃燒不完全而且還隨著煙氣飛走，造成浪費和環(huán)境污染；大型火力發(fā)電廠，絕大部分使用粉煤鍋爐，若供應(yīng)原煤和塊煤，顯然是不經(jīng)濟的?？傊瑢⒃汉Y選成多種粒度的產(chǎn)品，對路供應(yīng)給各類客戶，對合理利用煤炭資源是十分必要的。篩分可以為其他選煤方法創(chuàng)造條件。目前的各種選煤方法和分選設(shè)備往往都受到粒度的限制。不同的選煤方法都有一定的入料限度，過粗的大塊不能分選，而粒度過細也很難回收。在選煤廠主要是將原煤分成塊煤和末煤兩種粒級，分別進行跳汰選煤和重介選煤。重介選煤對入料中的煤泥含量很敏感，它直接影響到介質(zhì)系統(tǒng)的正常工作和重介分選的效果。通過分選去除細泥，減少煤泥對介質(zhì)系統(tǒng)的污染，以及高灰細泥對精煤產(chǎn)品的污染；也可使跳汰機洗水粘度降低，有利于細粒煤的分選，從而提高分選效果。在動力煤選煤廠中，通常將小于6mm的干粒粉煤供給發(fā)電廠或者其他用戶，而大于6mm的煤送入跳汰機分選，這也是依靠篩分作用來完成的。總之，在煤炭加工過程中，篩分作業(yè)不僅關(guān)系著動力煤產(chǎn)品對路供應(yīng)，關(guān)系著動力煤，煉焦煤洗選產(chǎn)品質(zhì)量的提高，也關(guān)系到煤炭資源的合理利用，環(huán)境保護和生產(chǎn)部門的經(jīng)濟效益。1.3篩分作業(yè)的分類（1）獨立分篩其目的是得到適合于用戶要求的最終產(chǎn)品。例如，在黑色冶金工業(yè)中，常把含鐵較高的富鐵礦篩分成不同的粒級，合格的大塊鐵礦石進入高爐冶煉，粉礦則經(jīng)團礦或燒結(jié)制塊入爐。（2）輔助篩分這種篩分主要用在選礦廠的破碎作業(yè)中，對破碎作業(yè)起輔助作用。一般又有預(yù)先篩分和檢查篩分之別。預(yù)先篩分是指礦石進入破碎機前進行的篩分，用篩子從礦石中分出對于該破碎機而言已經(jīng)是合格的部分，如粗碎機前安裝的格條篩、篩分，其篩下產(chǎn)品。這樣就可以減少進入破碎機的礦石量，可提高破碎機的產(chǎn)量。檢查篩分是指礦石經(jīng)過破碎之后進行的篩分，其目的是保證最終的碎礦產(chǎn)品符合磨礦作業(yè)的粒度要求，使不合格的碎礦產(chǎn)品返回破碎作業(yè)中，如中、細碎破碎機前的篩分，既起到預(yù)先篩分，又起到檢查篩分的作用。所以檢查篩分可以改善破碎設(shè)備的利用情況，相似于分級機和磨礦機構(gòu)成閉路循環(huán)工作，以提高磨礦效率。（3）準備篩分其目的是為下一作業(yè)做準備。如重選廠在跳汰前要把物料進行篩分分級，把粗、中、細不同的產(chǎn)物進行分級跳汰。（4）選擇篩分如果物料中有用成分在各個粒級的分布差別很大，則可以篩分分級得到質(zhì)量不同的粒級，把低質(zhì)量的粒級篩除，從而相應(yīng)提高了物料的品位，有時又把這種篩分叫篩選。（5）脫水、脫介篩分篩分的目的是脫除物料的水分，一般在洗煤廠比較常見。此外，物料含水泥較高時，也用篩分進行脫泥。1.4篩分機的選擇1.4.1影響篩分操作的物料特性影響篩分操作的物料特性有物料的容積密度、堆積角、顆粒形狀吸濕性、由沒有帶靜電、粒子表面水分、操作溫度、粒度分布等。1.4.2選擇篩孔選擇篩孔必須考慮篩子的處理量、篩網(wǎng)的孔隙率、篩網(wǎng)的使用壽命及篩孔堵塞、粘著等因素。1.4.3實物試驗通過試驗機來決定篩子的各種參數(shù)，如篩網(wǎng)的運動形式、振動頻率、振幅大小、使用篩網(wǎng)（孔徑大小、網(wǎng)絲的直徑、材質(zhì)）及網(wǎng)面的傾斜角度等。在實際工作中選擇篩分機一般使用類比法。當(dāng)找不到完全相同的物料進行類比選擇時，也不能只按制造廠提供的產(chǎn)品樣本進行選擇。以免發(fā)生嚴重的事故（堵網(wǎng)、產(chǎn)量不能滿足要求等等）。必須進行實物試驗，這樣才能保證篩分質(zhì)量，提高篩分效率。1.5篩分效率在篩分時，物料中小于篩孔尺寸的細粒級物料應(yīng)該通過篩孔下排出，但是由于一系列原因，只有一部分細粒級通過篩孔排出，另外一部分夾雜于粗立級隨篩上產(chǎn)品排出。篩上產(chǎn)品夾雜的細粒級越少，篩分效果越好，篩分效率就越高。1.5.1篩分效率的計算（1）篩分效率定義為篩下產(chǎn)品重量與給料中細粒級重量的比值。（1-1）式中 —篩下產(chǎn)品生產(chǎn)量；—給料量，t/h；—進料中小于規(guī)定粒度的細粒級含量，。由于與要用專門的稱重設(shè)備才能求得，為了在實際操作中比較方便地求出篩分效率，可以按給料及篩上產(chǎn)品中細粒級含量來表達（1-2）式中 —篩上產(chǎn)品生產(chǎn)量，t/h；因為，所以，則式（1-2）分解為：（1-3）將式（1-3）帶入式（1-1）得：（1-4）從而，對給料及篩上產(chǎn)品取樣，并從樣品中篩析出小于篩孔尺寸的細粒級含量、，即可算出篩分效率。（2）煤炭部門按式（1-5）來計算篩分效率（1-5）式中——篩上物中小于規(guī)定顆粒的細粒級含量，%；——篩下物中小于規(guī)定顆粒的細粒級含量，%；（3）煤冶金部門按式（1-6）來計算篩分效率（1-6）1.5.2影響篩分效率的因素（1）給料粒度篩分機給料中小于篩孔尺寸的細粒級，應(yīng)該在篩分時都通過篩孔排出。實際上不可能都篩分出去，只有那些比篩孔小很多的細顆粒通過的概率高。而與篩孔尺寸差不多的顆粒通過概率低，顆粒越接近篩孔尺寸，通過篩孔越難，這些粒級的顆粒，稱為“難篩?！?。所以，給料中難篩粒含量越多，篩分越困難，篩分效率就越低。（2）給料中水分含量給料中的水分含量低時，顆粒表面只有吸附水分和依附水分，對篩分效率影響不大。當(dāng)給料中水分含量增加至以上時，將出現(xiàn)楔形水分。楔形水分使顆粒之間或顆粒與篩網(wǎng)之間產(chǎn)生內(nèi)聚力，致使顆粒產(chǎn)生團聚，堵塞篩孔，影響篩分效率，當(dāng)給料水分增加到以上時，顆粒間出現(xiàn)空隙水分，此時顆粒間的內(nèi)聚力減少，顆粒團聚體松散成單體顆粒，其篩分效率又增高（濕法篩分）。1.6篩分機械設(shè)計的意義振動篩作為一種高效的篩分設(shè)備，被廣泛地用于冶煉行業(yè)及其他行業(yè)的散粒料篩分。慣性振動篩由于結(jié)構(gòu)簡單，傳給基礎(chǔ)的動力小，篩分效率高，目前在選煤廠被廣泛地采用作為準備篩分和最終篩分的篩分機械。直線運動振動篩是利用不平衡重激振器使篩箱振動的篩子，其運動軌跡一般為線形。由于其篩面的線形振動軌跡，使篩面上的物料不斷地翻轉(zhuǎn)和松散，因而直線振動篩具有以下特點：細粒級有機會向料層下部移動，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。進行振動篩設(shè)計的意義是為礦物加工行業(yè)提供結(jié)構(gòu)合理，使用可靠，具有較高效率的篩分機械;設(shè)計按照其用途、要求、物料的性質(zhì)等實際條件進行;參數(shù)（工藝參數(shù)、運動學(xué)參數(shù)、動力學(xué)參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)）滿足結(jié)構(gòu)的可靠性和合理性。1.7振動篩設(shè)計的原則振動篩設(shè)計的原則有：結(jié)構(gòu)合理；使用高可靠；壽命長；工作平穩(wěn)；動負荷?。辉胍舻?；耗電少；重量輕；并有較高的生產(chǎn)率和生產(chǎn)效率。1.8國內(nèi)外篩分機械研究的現(xiàn)狀振動篩的工作原理是篩面高頻振動，使篩上物料跳動，因而物料易于松散和分層，增加了物料透篩的機會，根據(jù)這個原理，現(xiàn)研究出很多適用于不同用途的振動篩，有的是結(jié)構(gòu)上不同，有的是激振方式不同，有的是篩面規(guī)律不同。由大小不同顆粒所構(gòu)成的散碎物料用篩子按粒度進行分離，已有悠久的歷史。從英國煤炭工業(yè)的文獻記載，在1589就已提到煤的篩分。但是，由于市場需要，為了提供各種粒級的商品煤，對煤進行廣泛的粒度分級，是到19世紀下半葉才盛行起來。煤按粒度分級最早的辦法是在礦井工作面上，使用耙子回收大塊，細粒煤則棄置于地下。煤運到地面后，倒在固定的鑄鋼篩板上，存留在篩面上的大塊矸石用手揀出來，而大塊煤則用錘子打碎使其達到一定粒度級別。所以說，固定篩是所有篩分設(shè)備中資歷最老的篩子。與此同時，有的固定篩的篩面是由若干根棒條所構(gòu)成，也叫棒條篩。后來出現(xiàn)了有傳動機構(gòu)的棒條篩，這就是沿用至今的滾軸篩。隨著工業(yè)的的發(fā)展，也促進了篩分機械和篩分工藝的進步。在生產(chǎn)實踐的基礎(chǔ)上，對篩分過程理論研究也逐步深入。如直線筒篩，搖動篩和振動篩等各種類型的機械振動篩為了適應(yīng)各種工業(yè)的需要而先后問世。至今，許多行業(yè)(冶金、煤炭、建材、食品加工和化工等)，篩分作業(yè)成了重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，對篩分設(shè)備的要求也愈來愈高。要求篩分機械不但具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、安裝維修方便等良好的機械性能，而且還要求它有更大的生產(chǎn)能力，更高的篩分效率和脫水、脫介、脫泥的效果以及更低的動力消耗。因此，在目前煤用篩分機中，由于滾軸篩、直線筒篩和搖動篩性能較差，使用上受到限制便逐漸被工藝效果好，結(jié)構(gòu)簡單和維修方便的振動篩所替代。篩分機械發(fā)展方向與所有選煤機械一樣，為適應(yīng)大型選煤廠建設(shè)的需要，積極開展大型設(shè)備的研制。篩分機大型化是提高處理能力的方法之一，許多國家都已制造出大型篩機。其中德國尤為突出，如表1-1所示。表中，除洪堡特和維達克公司(KHD))篩機采用自同步激振器外，其他公司都采用箱式激振器。迄今為止，世界上最大篩機還是德國篩子技術(shù)公司(SiebTechnik)的50m2單層直線篩，在支承梁上安裝了4個箱式激振器。國外生產(chǎn)大型等厚篩有德國篩子技術(shù)公司的，篩面為不同傾角的3段。申克公司的，篩面也為不同傾角3段。澳大利亞Honert公司己售出70多臺等厚篩，最大為。篩面已發(fā)展成不同傾角的5段。以上等厚篩都采用箱式激振器。另一方面，隨著人們對篩分過程認識的深入，沖破了傳統(tǒng)方法的框框，提出了新的篩分原理。1951年瑞典人弗雷德里克.摩根生用統(tǒng)計學(xué)方法分析研究了物料在篩面上進行篩分過程，致使摩根生篩分機(概率篩)的問世。概率篩和普通振動篩基本結(jié)構(gòu)是一樣的，也由篩箱、激振器和支承(吊掛)裝置三個部分組成，但結(jié)構(gòu)又具有層數(shù)多、傾角大、篩孔大和篩面短四大特點。概率篩的篩箱由篩框和3～6個篩面組成，篩框使用鋼板和型鋼焊接或鉚接得多邊形箱體。篩面裝設(shè)在篩框上。每個篩框上可安裝數(shù)個傾斜篩面，目前，多數(shù)概率篩裝有二層或五層篩面。各層篩面的坡度，自上而下遞增，采用大的篩面傾角。最上層篩面傾角為，并以最上層傾角為準，以下各層按遞增。最上層篩面的篩孔直徑最大，其他篩孔直徑自上而下遞減。一般最上層篩面篩孔直徑要比分離粒度大10～50倍；最下一層篩面的篩孔直徑至少也是分離粒度的1.5～2倍；中間各層篩面的篩孔，可在最上和最下兩種篩孔之間酌情選取。概率篩采用慣性激振器驅(qū)動。 1965年法國人E.布爾雷斯研究細粉物料的篩分，提出了“薄層篩分法”。也就是篩面上物料的厚度與分離粒度的比值不超過1:1～2:1的范圍。隨之出現(xiàn)了用電磁激振器直接激振篩面的細篩篩分機。在處理中、細粒高水分或粘土性物料時，篩孔易被物料堵塞，嚴重影響了篩分機生產(chǎn)能力和篩分效率。為解決這個問題。某些國家在篩分機的結(jié)構(gòu)和篩面上進行了創(chuàng)新?！罢駝雍Y面篩”就是一種除篩框振動外，篩面還進行第二次振動的篩分機械?！皼_擊網(wǎng)眼篩”是把篩面安裝在一個塑料框架上，在塑料框架與傳動框架相對運動的過程中，周期性地接受傳動框架對它的沖擊振動。該篩子在處理30－0mm濕的原煤時處理能力可達275t/h,整個篩分過程未發(fā)現(xiàn)堵塞篩孔現(xiàn)象。還有一種馳張篩，他是利用彈性橡膠材質(zhì)的特性，制成一種以500～800次/min頻率進行反復(fù)彎曲和張緊的篩網(wǎng)，消除了濕的難篩物料對篩面的粘結(jié)。我國煤炭資源豐富，儲量多，品種齊全。煤炭占我國能源的75％以上，是當(dāng)今和未來幾十年內(nèi)我國最主要的能源。隨著我國煤炭采掘機械化程度的不斷提高分煤含量加大，原煤水分增高，所生產(chǎn)的煤炭質(zhì)量不斷惡化。在我國提出的潔凈煤生產(chǎn)戰(zhàn)略中，煤炭洗選是龍頭，因而發(fā)展煤炭的洗選加工業(yè)是目前提高煤炭質(zhì)量的重要措施。我國篩分機械是在引進國外技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。近20年來，我們對振動篩的研究取得了一些可喜的成果。篩子大型化已取得一些成就。在常規(guī)脫水、脫介篩方面，開發(fā)了新的干法篩分設(shè)備。在煤泥分級脫水方面，開發(fā)了曲面篩、高頻振動篩和電磁振動細篩等產(chǎn)品；在篩面方面也取得了可喜成就，開發(fā)了聚氨酯、超高分聚乙烯等非金屬篩面以及多層篩網(wǎng)。1．國內(nèi)篩分機械大型化70年代末，世界上篩子大型化發(fā)展停滯了，但中國篩機大型化未斷。開發(fā)大型篩機已納入重型礦山機械行業(yè)“九五”科技發(fā)展規(guī)劃。目前，我國振動篩絕大多數(shù)(約90％)集中在寬1.6～2.0m之間。而日本神戶制鋼所生產(chǎn)的振動篩篩寬2m以上產(chǎn)品占80％以上，德國KHD公司生產(chǎn)的USK型和USL型振動篩篩寬1.6m以上約占80％。近幾年，隨著工業(yè)的發(fā)展已有一些篩寬2.4m、3.0m產(chǎn)品問世。到現(xiàn)在，我國生產(chǎn)的篩機最寬為3.6m。已生產(chǎn)近30臺。以上的有準格爾洗煤廠4臺ZK3675，元寶山露天礦洗煤廠2臺2ZKR3660，霍州礦務(wù)局李雅莊洗煤廠3臺2ZKR3660，盤江礦務(wù)局盤北洗煤廠9臺ZKR3660,鶴崗礦務(wù)局新一洗煤廠3臺ZKR3660，平頂山田莊洗煤廠1臺ZKB3675。該機87年進行工業(yè)性試驗，運轉(zhuǎn)400多個小時后，從排料端開始，第5、4、3、1排料梁先后出現(xiàn)強度問題。并不是梁的靜強度不夠，而是由于振動引起的交變動應(yīng)力發(fā)生疲勞引起破壞，即此結(jié)構(gòu)篩機橫擺運動發(fā)生在排料部分，引起排料部分早期破壞。93年唐山分院承接了煤炭部下達的3.6m×7.5m單層直線篩的研制任務(wù)，采用自同步技術(shù)。國內(nèi)等厚篩還沒有20以上的產(chǎn)品，最大的為1.8m×9.4m。國內(nèi)等厚篩最嚴重的問題是：激振器漏油、篩網(wǎng)壽命短、萬向節(jié)易壞。隨著“九五”國家重點科技攻關(guān)項目——100～200t/h大型空氣重介流化床干法選煤系統(tǒng)和設(shè)備的進展，大型煤碼頭的自動化，以及水利工程中骨料篩分系統(tǒng)的優(yōu)化，等厚篩的使用將掀起小浪潮。2．干法篩分設(shè)備干法篩分包括煤炭粗粒與中、細粒及篩分，由于入料僅有自然水分并在空氣中進行，故稱干法篩分。近年來，干法篩技術(shù)發(fā)展集中在深度篩分領(lǐng)域。由于其工藝簡單，避免了復(fù)雜的煤泥水問題，因而引起各方面的關(guān)注，陸續(xù)開發(fā)了概率篩、馳張篩、等厚篩、琴弦篩、棒條篩、離心篩等產(chǎn)品。(1)直線等厚篩直線等厚篩是單機實現(xiàn)等厚篩分的設(shè)備，它具有料層連續(xù)、結(jié)構(gòu)緊湊維修量低等特點。其主要結(jié)構(gòu)是將篩面做成折線形，整個篩面具有三個傾角，物料進入大傾角篩面時的運動速度高達2.0－4.0m/s，入料端物料層高度降低到通常篩分時的1/4－l/5，小顆粒沉降速度加快3－4倍。同時大量小顆粒含量高的入料被輸送到篩面的中間部分，使通常篩分對篩面上小顆粒供應(yīng)不足的狀況得到改善。篩面供料狀況的改善使篩孔透篩能力增強——等厚篩分時篩孔平均透篩量達到篩孔透篩能力的80％，從而使等厚篩的處理能力提高2.5倍。由于直線等厚篩具有上述結(jié)構(gòu)特點，使篩分過程得到強化，篩機首段和中段起著使物料盡快分層作用,其中，首段還應(yīng)使入料盡快送往中段，末端則起著檢查篩分作用；而且等厚篩首段的高速物料流的沖刷能清除粉煤的附著，從而對篩面起到清理作用，因此等厚篩有效地促進了深度篩分理論的發(fā)展。(2)琴弦篩琴弦篩的主要特點在于：它的下層篩面由若干根排列整齊的細鋼絲繩及張緊框架組成，繩間距等于分級粒度。由于細鋼絲繩張緊后呈琴弦狀，在篩箱振動及物料的沖擊下能產(chǎn)生二次弦振，可起到打碎粘結(jié)料塊的作用，同時本身不易被煤泥粘著，從而使是對潮濕難篩物料的中、細粒級的干式篩分。篩絲通常是沿物料流的方向設(shè)置，亦可垂直物料流方向設(shè)置。弦絲直徑通常只有2～3mm，并處于張緊狀態(tài)，很難承受物料沖擊，因此琴弦篩曲以上必須設(shè)置保護篩面，上層篩面作用是承受入料沖擊，并使下層篩的給料由通常的“集中式”變?yōu)檠睾Y面長度的1/2～2/3給料。減輕琴弦篩面的負擔(dān)。該篩的特點在于：該篩按薄層、近似篩分原理工作，也具有瞬態(tài)篩分的工作特點，篩面傾角大，篩子長度短，處理能力大；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，篩面脆弱，壽命短維修工作量大。（3）無振動離心篩無振動離心篩是一種簡化了的離心篩分機械，適用于動力煤的干法篩分，現(xiàn)已有篩籃直徑的產(chǎn)品。提高潮濕煤炭矸石篩分效果的關(guān)鍵是克服煤粉粘附篩面而造成的堵孔現(xiàn)像，為此在早期層采用過電加熱篩面法，但因供電、絕緣系統(tǒng)復(fù)雜，且效果有限現(xiàn)己很少采用。無振動離心篩是受旋轉(zhuǎn)概率的啟示，而從力學(xué)角度考慮，離心力場比重力場具有更大的靈活性，被篩物料的離心力不僅容易得到，且便于調(diào)節(jié)，使之具有符合要求的離心強度。無振動離心篩的立軸有驅(qū)動裝置帶動旋轉(zhuǎn)，原煤由溜槽進入給料盤，并由給料盤均勻撒向篩筒，一部分小于篩孔的顆粒透篩，其余受篩筒阻擋仍滯留在內(nèi)側(cè)，這就實現(xiàn)了部分篩分。被阻擋的物料靠自身重力進入錐形漏斗進入第二層給料盤，并再次向篩筒布料篩分，如此重復(fù)篩上物和篩下物也靠自身重力，分別經(jīng)集料斗排出，從而實現(xiàn)分級。該篩具有結(jié)構(gòu)簡單、對地基無動荷；因篩筒無振動、只承受物料沖擊和磨損，工作壽命長；設(shè)有隨給料盤轉(zhuǎn)動的清掃器，清理及時，篩孔不易堵塞；噪聲低、密封好、不揚塵等優(yōu)點。(4)振動棒條篩振動棒條篩是一種裝有彈性棒條篩面的原振動篩，屬于近似篩分設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡單、處理量大、篩孔不易堵塞等優(yōu)點。振動棒條篩的篩孔呈長縫形，這減少了物料前進的阻力，有利于提高物料流速，使料層減薄；開孔率提高10%以上，減少了顆粒透篩的阻力和潮濕煤粉粘附的機會；棒條篩面沿篩面方向“階梯狀”布置，物料通過階梯時加速物料分層過程；篩面由懸臂彈簧鋼直線桿組合而成，直線桿尾部通過彈性材料固定在橫梁上，懸臂端在篩箱振動與物料沖擊下產(chǎn)生二次振動，由此產(chǎn)生防堵孔效果。缺點是近似篩分精度不高。3．脫水、脫介篩煤炭脫水、脫介時，入料都是煤與水混合在一起的，且液固比一般大于1:1，因此國內(nèi)外廣泛使用篩面在水平或緩傾斜狀態(tài)下工作的直線振動篩實現(xiàn)脫水、脫介作業(yè)'的。脫水、脫介篩的研究主要在強化參數(shù)；與弧形篩聯(lián)用，縮短振動篩長度；簡化制造、提高可靠性、降低噪聲等方面。在結(jié)構(gòu)型式方面的發(fā)展主要體現(xiàn)在自同步技術(shù)的應(yīng)用以及水平雙軸篩的出現(xiàn)。(1)自同步技術(shù)篩子采用自同步技術(shù)，主要是由于慣性激振的振動系統(tǒng)中無強迫聯(lián)系、異向旋轉(zhuǎn)的等質(zhì)量慣性體在一定條件下自動追隨同步的物理現(xiàn)象，共追逐力矩與偏心塊回轉(zhuǎn)半徑、角頻率、振動器與篩子重心距離等物理量有正比關(guān)系，與篩子轉(zhuǎn)動慣量有反比關(guān)系。當(dāng)追逐力矩幅值達到一定水平時，可以得到穩(wěn)定的同步效果。其優(yōu)點是：兩組振動器分別由電動機通過撓性聯(lián)軸器直接傳動，避免了三角帶傳動時因張緊程度不同，振動器轉(zhuǎn)動件間傳動阻尼的差異而對自同步穩(wěn)定性造成的影響。其缺點在于工作頻率受電機轉(zhuǎn)速限制，不能調(diào)整。(2)水平雙軸振動篩水平雙軸振動篩是振動軌跡為長橢直線(或直線)的振動篩，具有水平篩面，由水平布置的雙偏心振動器激振，振動器亦為偏心塊式，該篩為強迫同步型，雙不平衡重塊之間由齒輪強迫連接。其主要特點在振動器水平布置，形成整機高度降低，由于篩箱高度降低，減輕了參振質(zhì)量和電耗。4．煤泥分級、脫水回收篩(1)高頻振動篩高頻振動篩是一種以高頻率、高振動強度為特征的振動篩，適用于0.5mm以下的細粒物料的濕式篩分與固液分離。產(chǎn)品有直線振動和直線振動兩種類型，高頻直線振動篩在50-60Hz的頻率下工作。使用高開孔率的多層篩網(wǎng)，可在0.2mm的粒級對細粒礦物進行精確篩分。高頻直線振動篩頻率相對較低，在20-25HZ左右，使用不銹鋼或聚氨酚楔型條縫篩面，靠篩上形成濾層截取細粒從而實現(xiàn)分級或固液分離，是用于粗煤泥回收或浮選尾礦的預(yù)脫水。(2)電磁振動細篩電磁振動細篩是激振原理與結(jié)構(gòu)形式都不同于通常振動篩的細粒分級篩，具有體積輕、能耗低、分級下限低、無動載等優(yōu)點，國內(nèi)外均已用于煤泥分級、脫水作業(yè)。該振動篩由電磁振動器作振源，通過橡膠鉸鏈(扭轉(zhuǎn)彈簧)的連桿系統(tǒng)實現(xiàn)篩網(wǎng)振動，由于振動系統(tǒng)在接近共振狀態(tài)下工作，產(chǎn)品能耗少。(3)曲面振動篩曲面振動篩是入料端裝有弧形篩面的自同步直線振動篩，適用于煤泥的分級、脫水作業(yè)。入料礦漿進入弧形篩后，靠切向力和振動力進行預(yù)脫水，預(yù)脫水后的篩上物在篩面拋擲作用下進入由疊層不銹鋼絲網(wǎng)(上層60目、下層20目)組成的水平段篩面，靠強振動作用和高開孔率篩面，繼續(xù)脫出細顆粒及水分直至作業(yè)完成。5．復(fù)合頻率篩的出現(xiàn)煤炭科學(xué)研究總院唐山分院和袞州煤礦機械廠共同開發(fā)了“新型復(fù)合振動篩計算與分析”的研究，即將開發(fā)出一種新型的FFZ1025型復(fù)合振動篩。這種復(fù)合振動篩由篩箱、高頻振動機構(gòu)、2個振源和隔振元件組成。振源以低頻、大激振力激振篩箱與高頻振動機構(gòu)，使篩箱和高振系統(tǒng)產(chǎn)生大振幅的振動。與此同時，利用振源激振高頻振動機構(gòu)，使高頻振動機構(gòu)發(fā)生共振，打擊篩面，實現(xiàn)篩面的復(fù)合振動。由于這種篩面是針對細粒物料的分級、脫水而設(shè)計的，因此在結(jié)構(gòu)上不同于傳統(tǒng)的振動篩。其最大特點就是篩機有2個激振頻率。采用這種結(jié)構(gòu)目的，主要是讓篩箱做低頻大振幅振動，以實現(xiàn)物料的松散和輸送，提高篩機的處理量；篩面隨著篩箱振動的同時，復(fù)合上一個高頻的小振幅振動，以增大篩面的振動強度，防止堵孔，提高篩分及脫水(介)效率。，專家們認為此項研究以理論分析及試驗證明篩機產(chǎn)生復(fù)合振動是可以實現(xiàn)的，所建立的數(shù)學(xué)模型及動力學(xué)分析計算的結(jié)果可以指導(dǎo)設(shè)計，為開發(fā)新一代篩機開辟了新的途徑。國外從16世紀開始篩分機械的研究與生產(chǎn)，在18世紀歐洲工業(yè)革命時期，篩分機械得到迅速發(fā)展，到本世紀篩分機械發(fā)展到一個較高水平。德國的申克公司可提供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，KHD公司生產(chǎn)200多種規(guī)格篩分設(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RNO公司新研制了DF11型雙頻率篩，采用了不同速度的激振器。DRK公司研制成三路分配器給料，一臺高速電機驅(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，對細料一次分級特別有效。英國為解決從濕原煤中篩出細粒末煤，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。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，我國篩分機械的發(fā)展是本世紀近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ГУП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WP1、WP2型吊式直線振動篩。這些篩分機仿制成功，為我國篩分機械的發(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年到1980年研制了一批性能優(yōu)良的新型篩分設(shè)備，1500mm×3000mm重型振動篩及系列，15m2、30m2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，標志著我國篩分機走上了獨立發(fā)展的道路。(3)提高階段：進入改革開放的80年代，我國篩分機的發(fā)展也進入了一個新的發(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、馳張篩、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。1.9將來的發(fā)展趨勢篩分設(shè)備正朝著大型化、新結(jié)構(gòu)、高效能的趨勢發(fā)展，加大能夠顯著提高細、粘濕物料的篩分效率的深度篩分設(shè)備的研究和應(yīng)用。二、設(shè)計方案的確定2.1振動篩的分類振動篩按振動頻率是否接近和遠離共振頻率分為共振篩和慣性篩。振動篩按激振器產(chǎn)生激振力的原理不同，可分為偏心振動篩（也叫半振動篩）、慣性振動篩和電磁振動篩。目前偏心振動篩已很少用，電磁振動篩主要應(yīng)用于粉末狀細粒物料的分級。共振篩曾一度崛起，受到各國普遍重視，發(fā)展很快；但在生產(chǎn)實踐中，暴露出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整困難、故障較多等缺點。在篩分作業(yè)中，大量使用的是慣性振動篩，一般習(xí)慣的稱之為振動篩目前，將振動篩按篩面工作時運動軌跡的特點，分為圓運動振動篩（簡稱圓振篩）和直線運動振動篩（簡稱直線振動篩）。根據(jù)激振器不同，圓振動篩分為塊偏心（型號：YK）圓振動篩和軸偏心（型號：YA）圓振動篩。圓振動篩按工作時激振器軸上膠帶輪的幾何中心在空間的位置的變化與不變化可分為：限定中心圓振動篩、不定中心圓振動篩和自定中心圓振動篩。振動篩的分類見圖2-1。振動篩按振動頻率是否接近和遠離共振頻率分為共振篩和慣性篩。振動篩按激振器產(chǎn)生激振力的原理不同，可分為偏心振動篩（也叫半振動篩）、慣性振動篩和電磁振動篩。目前偏心振動篩已很少用，電磁振動篩主要應(yīng)用于粉末狀細粒物料的分級。共振篩曾一度崛起，受到各國普遍重視，發(fā)展很快；但在生產(chǎn)實踐中，暴露出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整困難、故障較多等缺點。在篩分作業(yè)中，大量使用的是慣性振動篩，一般習(xí)慣的稱之為振動篩。目前，將振動篩按篩面工作時運動軌跡的特點，分為圓運動振動篩（簡稱圓振篩）和直線運動振動篩（簡稱直線振動篩）。根據(jù)激振器不同，直線振動篩分為塊偏心（型號：ZK）圓振動篩和軸偏心（型號：ZA）圓振動篩。圓振動篩按工作時激振器軸上膠帶輪的幾何中心在空間的位置的變化與不變化可分為：限定中心圓振動篩、不定中心圓振動篩和自定中心圓振動篩。振動篩的分類見圖2-1。振動篩按振動頻率是否接近和遠離共振頻率分為共振篩和慣性篩。振動篩按激振器產(chǎn)生激振力的原理不同，可分為偏心振動篩（也叫半振動篩）、慣性振動篩和電磁振動篩。目前偏心振動篩已很少用，電磁振動篩主要應(yīng)用于粉末狀細粒物料的分級。共振篩曾一度崛起，受到各國普遍重視，發(fā)展很快；但在生產(chǎn)實踐中，暴露出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整困難、故障較多等缺點。在篩分作業(yè)中，大量使用的是慣性振動篩，一般習(xí)慣的稱之為振動篩。振動篩（按振動頻率是近似等于還是遠離共振頻率分為）共振振動篩（按振動頻率是近似等于還是遠離共振頻率分為）共振慣性振動篩（按震動軌跡）圓振動篩（按工作時激振器軸上膠帶輪的幾何中心在空間位置變與不變可分為）直線振動篩（按驅(qū)動電機數(shù)目可分為）橢圓振動篩限定中心振動篩不限定中心振動篩自定中心圓振動篩（按偏心構(gòu)件不同分為）單電機驅(qū)動直線振動篩（按激振器類型分）雙電機驅(qū)動直線振動篩軸承偏心式自定中心圓振動篩膠帶輪偏心式自定中心圓振動篩筒式激振器直線振動篩箱式激振器直線振動篩普通電機驅(qū)動式直線振動篩振動電機驅(qū)動式直線振動篩圖2-SEQ圖2-\*ARABIC1振動篩的分類2.2振動篩的主要部件盡管這些振動篩在結(jié)構(gòu)和工作原理上存在著差別，但是震動篩分機械通常是由以下三個部分所組成。激振器用以產(chǎn)生周期性變化的激振力，使工作機體產(chǎn)生持續(xù)的振動。工作機體或平衡機體如篩箱，臺面和平衡架體等，但在一些振動篩分機中無平衡架體。了完成各種工藝過程，他們通常做周期性的運動。彈性元件包括隔振彈簧（其作用是支撐機體，使機體實現(xiàn)所要求的振動，并減少傳給基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)架的動載荷）、主振彈簧（即共振彈簧或稱蓄能彈簧）和連桿彈簧（傳遞激振力等）。在一些振動篩分機中無彈性元件。根據(jù)激振器不同，直線振動篩分為塊偏心（型號：ZK）直線振動篩和軸偏心（型號：ZA）直線振動篩。直線振動篩按驅(qū)動電機的數(shù)目可分為：單電機驅(qū)動直線振動篩和多電機驅(qū)動直線振動篩。振動篩的分類見圖2-1。2.3直線振動篩的工作原理2.3.1直線振動篩簡介直線振動篩利用振動電機激振作為振動源，使物料在篩網(wǎng)上被拋起，同時向前作直線運動，物料從給料機均勻地進入篩分機的進料口，通過多層篩網(wǎng)產(chǎn)生數(shù)種規(guī)格的篩上物、篩下物、分別從各自的出口排出。具有耗能低、產(chǎn)量高、結(jié)構(gòu)簡單、易維修、全封閉結(jié)構(gòu)，無粉塵溢散，自動排料，更適合于流水線作業(yè)。2.3.2直線振動篩的工作原理直線振動篩采用雙振動電機驅(qū)動,當(dāng)兩臺振動電機做同步、反缶旋轉(zhuǎn)時，其偏心塊所產(chǎn)生的激振力在平行于電機軸線的方向相互抵消，在垂直于電機軸的方向疊為一合力，因此篩機的運動軌跡為一直線。其兩電機軸相對篩面有一傾角，在激振力和物料自重力的合力作用下，物料在篩面上被拋起跳躍式向前作直線運動，從而達到對物料進行篩選和分級的目的。可用于流水線中實現(xiàn)自動化作業(yè)。具有能耗低、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、易維修、全封閉結(jié)構(gòu)無粉塵溢散的特點。最高篩分目數(shù)400目，可篩分出7種不同粒度的物料。2.4其它的一些篩分設(shè)備煤礦篩分的堵孔一直是困擾著選煤行業(yè)的一大難題，國內(nèi)外一直在尋求各種解決的辦法，除了常見的圓振篩外，主要的篩分設(shè)備有：螺旋篩：這種依靠多排螺旋軸旋轉(zhuǎn)而進行煤炭篩分的篩子是解決難篩問題最成功的篩子；對任何難篩的煤炭，它都幾乎是不堵孔的，但它最大的缺點是傳動部件太多，機械故障極高，每年的維修費用幾乎可以買一臺新篩子；另外，如有些硬物料進入，會出現(xiàn)卡軸，也限制它的應(yīng)用。等厚篩：這種篩子的應(yīng)用在國內(nèi)外大型選煤廠，目前都是用于煤礦篩分最多的篩子，多傾角布置的多段篩面，使煤炭在篩面形成等厚的薄層，物料容易透篩，在一定的振動強度下，它是適用于50mm由于等厚篩（也稱橡膠篩）的篩分效果好和其優(yōu)點比較多在這里我想我介紹一下等厚篩。我國首次等厚篩分技術(shù)試驗，是1977年在山西陽泉三礦進行的，其篩分系統(tǒng)由1臺SZZ21500X4000圓振篩和一臺ZSM1856直線振動篩組成的。我國生產(chǎn)的等厚篩有ZD1237和ZD1894等數(shù)種規(guī)格。概率篩：概率篩主要用于細粒級篩分，它的主要優(yōu)點是篩孔的分級粒度大得多，因此不堵孔，但它篩分效率較低。旋轉(zhuǎn)概率篩：它起源于英國，曾推廣于一時，但由于結(jié)構(gòu)故障多，篩分效率低，也被淘汰。為此，推廣了一種新型的振動篩——單梁激振篩，同時也為單梁激振篩配備了一種新型篩板——樓梯形篩板，成功的解決了煤炭篩分問題。激振器高速轉(zhuǎn)動（最高可達960轉(zhuǎn)/分）產(chǎn)生離心力，使之產(chǎn)生振動從而帶動篩面上的物料振動、透篩、向前移動。擋料板和篩網(wǎng)與激振梁是一體的，所以整段篩面都會跟著振動，使得該設(shè)備能夠有效的篩分。2.5激振器激振器是附加在某些機械和設(shè)備上用以產(chǎn)生激振力的裝置，是利用機械振動的重要部件。激振器能使被激物件獲得一定形式和大小的振動量，從而対物件進行振動和強度試驗，或?qū)φ駝訙y試儀器和傳感器進行校準。激振器還可以作為激勵部件組成振動機械，用以實現(xiàn)物料或物件的輸送、篩分、密實、成型和土壤砂石的搗固等工作。按激勵形式的不同，激振器可分為慣性式、電動式、電磁式、電液式、氣動式和液壓式等形式。激振器可產(chǎn)生單向的或多向的，間歇的或非間歇的激振力。如圖2-2是一種激振方式為塊偏心自同步激振器，這種激振器與軸偏心激振器相比有以下優(yōu)點：1．塊偏心激振器自身的重量較輕；常簡單；2．塊偏心激振器結(jié)構(gòu)非3．塊偏心激振器維修特別方便。下圖為一個塊偏心自同步激振器圖2-2塊偏心式激振器2.6篩面2.6.1篩面類型篩面一般按篩物料的力度和篩分作業(yè)的工藝要求來選擇。常見的篩面可分為5種：（1）板狀篩面、（2）棒條篩面、（3）編制篩面、（4）條縫篩面。2.6.2篩分時篩面常出現(xiàn)的問題當(dāng)前礦物篩分過程中最主要的難題是堵孔，造成堵孔的原因主要有兩種，一種是塊狀物的卡孔，臨界顆粒物料卡在篩孔中跳不出來，這主要發(fā)生在采石場、焦碳、冶金等行業(yè)中；另一種是糊孔，潮濕的物料粘在孔壁上，示意圖如圖2-6所示。要解決堵孔總是有兩個辦法，一是增加拋射強度、二是選擇合適的篩面。振動篩的拋射強度：（式2-1）式中A——振動幅，mm；ω——激振頻率，rad/s；g——重力加速度，m/；α——篩面傾角，；β——拋射角，。圖2-3堵孔為了消除堵孔，有人主張采用大振幅的方法，經(jīng)實踐證實，這種方法不是最好的，應(yīng)該采用增加頻率的辦法。拋射強度隨頻率的平方增加，而振幅只與拋射強度成正比。增圓滿頻率較方便，而增加振幅較麻煩。用高頻低幅的方法來解決堵孔也有缺點，它不利于物料的分層，如料層較厚，大量的振動消耗在料層的內(nèi)部磨擦中。因此這種方法一定要用薄層篩分，即給料篩面傾角一定要大，一般不要低于，最高采用～，這樣依靠重力可使物料迅速流動。解決物料堵孔的另一個辦法是選擇篩面。不同形狀的篩孔，不同材料的篩面，對防止物料的堵孔有著巨大的差別。大于25mm篩孔的篩面稱為大粒度分級篩面，主要有：1．焊接篩板，它由圓鋼焊接而成，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，是目前最常用的一種，但易堵孔。2．沖孔篩板，由16Mn鋼板沖制或鉆孔而成，從防堵孔能力而言，沖孔板比焊接板要好一些，壽命也長一些，它也是目前常用的篩面。3．立體梯形篩板（圖2-3），這種篩面是徐州大陸振動機械有限公司的創(chuàng)新專利產(chǎn)品圖2-4階梯篩2.7設(shè)計方案確定一振動篩類型以及主要技術(shù)參數(shù)確定根據(jù)現(xiàn)場的要求，要設(shè)計的確定為直線振動篩及其主要技術(shù)參數(shù)如下：篩面寬度18篩面長度55振幅35mm頻率16HZ篩孔50mm處理量400500t/h給料粒度300mm二基型確定（振動篩的機構(gòu)形式）1振動器形式確定；2篩框形式確定；3減振裝置確定。三振動篩參振質(zhì)量確定四計算激振力五軸承計算1確定軸承數(shù)量；2確定軸承類型；3計算單個軸承的當(dāng)量動負荷。六偏心塊設(shè)計計算七激振器設(shè)計計算八框架設(shè)計1下橫梁間距確定；2上橫梁間距及位置確定；3下橫梁參數(shù)確定；4側(cè)板厚度確定5篩框設(shè)計時應(yīng)注意的問題對于大中型振動篩各部件的連接應(yīng)盡量采用高強度螺栓或是虎克鉚釘連接，本設(shè)計中采用高強度螺栓。篩框各部件如給料箱后擋板，排料嘴等應(yīng)盡量采用彎折件，盡量減少焊縫，如果確定要焊盡量避免橫向焊縫。篩框上所有部件因與篩框同時振動，因此都是受力結(jié)構(gòu)件，都要考慮受力的合理性。側(cè)板受力部要考慮加強，加強方法為型鋼加強或是鋼板補強。考慮到振動篩受力的復(fù)雜性及惡劣的工作條件，橫梁與側(cè)板強度計算取的安全系數(shù)要到10以上。篩框所有連接部件的連接孔要去毛刺后裝配。對于焊接結(jié)構(gòu)要進行應(yīng)力處理。十一重心計算十二彈簧剛度和電動機功率計算2.8激振器的布置激振器的布置是相當(dāng)重要的，它決定了激振力的方向，即物料的拋射角。在設(shè)計時，考慮到激振器的安裝難易程度，值應(yīng)取小值，值較大時，激振器里的軸承在高速運轉(zhuǎn)時要承受較大的徑向力，軸承壽命會降低，故也要取小值，在此取。但是怎樣將激振器連接到篩子上，這是一個至關(guān)重要的問題。激振器上座式單梁篩是將激振器安裝在H型鋼梁的上端，對稱于篩箱安裝在兩端。顯然軸承室的設(shè)計就成了這次設(shè)計的關(guān)鍵，所謂軸承室就是安裝軸承的地方，但是它還擔(dān)負著要和激振梁連接到一起的任務(wù)，在此軸承室的設(shè)計方案,如圖2-5所示：圖2-5軸承室的設(shè)計方案對于直線振篩的軸承室的結(jié)構(gòu)的加工采用鑄件加工，裝軸承的部分與連接部分的強度要很好的保證，結(jié)構(gòu)比較簡單。但是這種結(jié)構(gòu)機械性能比較好，零件不會很容易的出現(xiàn)裂紋，斷裂等現(xiàn)象。2.9傳動裝置設(shè)置電動機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動振動器，如圖2-9。其中聯(lián)軸器有三種形式根據(jù)需要來選擇聯(lián)軸器。圖2-6電動機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動振動器1—電動機；2—聯(lián)軸器；3—振動器；4—篩面萬向聯(lián)軸器：該聯(lián)軸器是汽車的通用件，如圖2-10，該聯(lián)軸器也可以用于兩振動器之間的連接。圖2-SEQ圖2-\*ARABIC7萬向聯(lián)軸器胎式聯(lián)軸器：它由法蘭和數(shù)片膠帶組成，如圖2-11.由于其周向剛度較大，可以傳遞很大的扭矩，又同時徑向剛度很小，故可以承受較大的徑向跳動變形。它軸向尺寸較小可以減少振動篩的寬度。圖2-8胎式聯(lián)軸器橡膠聯(lián)軸器（三爪撓性聯(lián)軸器）：該聯(lián)軸器由法蘭，圓形平帶，壓板和螺栓等件組成，如圖2-12。這種聯(lián)軸器尺寸較大可用于兩振動器之間的連接。圖2-9橡膠聯(lián)軸器三、物料的運動分析和工藝參數(shù)的選擇3.1物料的運動分析振動篩的工藝參數(shù)是指振幅、頻率、振動方向角、篩面傾角、篩面長度、寬度和生產(chǎn)能力等。這些參數(shù)通常是根據(jù)物料的運動狀態(tài)來選取。物料的運動狀態(tài)決定著篩分機的篩分效果和生產(chǎn)能力。在振動篩面上聚集著顆粒大小不同，形狀各異的碎散物料群，只有下層物料與篩面接觸，其余的只是間接的受到振動篩的影響，它們既各自獨立運動，又相互干擾。因此，物料在振動篩面上的運動是復(fù)雜的。為了尋找篩分機各工藝參數(shù)與物料運動狀態(tài)之間的關(guān)系，直到1950年克洛克豪斯博士提出了單個顆粒在振動篩面上的運動理論。這種純理論性的分析方法，可以提供定性的結(jié)果，在實際應(yīng)用中，再考慮一些實際影響因素后，有些結(jié)論還是有價值的，并為振動篩設(shè)計所應(yīng)用。3.1.1篩面的運動方程直線振動篩的篩面是沿振動方向做簡諧振動，篩面的位移方程可用下式表示：(3-1)式中S——篩面運動的位移m；A——篩面的振幅m；——激振器軸回轉(zhuǎn)相位角，；——軸的轉(zhuǎn)動角速度rad/s；t——時間s。篩面運動時的位移、速度和加速度分別在平行于篩面的

x方向和垂直于篩面的y方向的分量為：(3-2)式中為振動方向與篩面的夾角，同時它又是物料顆粒跳離篩面瞬間的運動方向與篩面的夾角，故又稱之為拋射角。3.1.2篩面物料的運動分析同圓振篩篩面一樣，當(dāng)篩面以不同的振次和振幅作連續(xù)振動時，篩面上的顆?？赡軙霈F(xiàn)正向滑動、反向滑動和跳動等不同的運動狀態(tài)。如前所述，振動篩均采用拋擲狀態(tài)下工作，故就拋擲運動的理論加以研究。物料顆粒在直線振動篩面上的受力情況如圖3-1所示，篩面傾斜安裝，與水平面夾角為α，篩面沿S方向振動，當(dāng)篩分機工作時，作用在顆粒上力的平衡方程式可表示為：或(3-3)式中N——篩面對物料的法向反力；F——篩面對物料的靜摩擦力；其它符號同前。顆粒拋擲運動的條件：即顆粒給篩面的正壓力N=0所以(3-4)消去m，得(3-5)圖3-1物料顆粒在篩面上的受力分析根據(jù)公式：物料的拋擲指數(shù)，因為，上式即為直線振動篩上物料拋擲指數(shù)的表達式，即（3-6）或3.1.3拋擲指數(shù)與跳躍系數(shù)的關(guān)系在直線振動篩上，當(dāng)振動相位角等于跳動起始角時，物料便跳離篩面而實現(xiàn)拋擲運動，在拋擲階段，物料作拋物線運動，其運動方程為：(3-7)式中——物料顆粒沿坐標方向的加速度分量；——物料顆粒沿坐標方向的加速度分量。因為物料運動的絕對加速度、是相對加速度、與牽連運動加速度（即篩面運動的加速度）之和，所以相對加速度可表示為：（3-8）對式(3-8)由（）定積分，可求得物料對篩面在x和y方向的相對加速度分量：（3-9）對上式再積分一次，即可求得物料相對篩面的位移：（3-10)當(dāng)物料在y方向?qū)Y面的相對位移重新等于零時物料又落回到篩面，終止跳動。此時篩面振動相位角即為拋止角，物料運動的周期為：。物料跳動的終結(jié)條件，由式(3-10)第一式可得：（3-11）拋止角與拋始角之差即為物料跳動時間內(nèi)所經(jīng)歷的相位角成為拋離角。以代入式(3-11)，并整理簡化得（3-12）拋擲指數(shù)與跳動角的關(guān)系為(3-13)若以帶入(4-13)，便可得拋擲指數(shù)與跳躍系數(shù)的關(guān)系式：(3-14)若拋擲指數(shù)確定以后，由(4-6)可以得到所需振動頻率或振幅計算公式：(3-15)3.2運動參數(shù)的選擇計算3.2.1篩面的傾角α 篩面的傾角是指篩面與水平線的夾角。傾角的大小影響到篩面上的物料移動速度。當(dāng)篩子傾角較大時，物料移動速度快，生產(chǎn)量大，但篩分效率要隨之降低。在不同的場合下，各種篩子要有各自適宜的傾角。 對于作直線運動的篩子，一般水平安裝，傾角為0.此時物料的移動主要靠篩面運動時與水平呈一定角度的拋射角。但是，水平的振動篩篩網(wǎng)很容易被顆粒堵塞，要避免篩孔堵塞，篩面的運動速度應(yīng)該大于某個臨界值。這個臨界值隨篩孔大小而改變，篩孔越大，所需臨界速度越大。由于結(jié)構(gòu)上的原因，篩箱運動速度只能限制在一定范圍內(nèi)。所以，水平的振動篩一般只有用于篩孔在50mm以下的中小粒度的篩分或煤的脫水脫泥和脫介質(zhì)上。如果用于篩孔在50mm以上的篩分，篩子應(yīng)該有一個角度，其傾角大約為5°~10°，而本次設(shè)計的篩孔尺寸為50mm，故傾角為0°。 對于振動篩，篩面的傾角大部分可以借助改變吊掛裝置的高度，在一定范圍內(nèi)調(diào)整。3.2.2振動方向角振動線與上層篩面之間的夾角稱為振動方向角。振動方向角取值越大，物料每次拋擲運動所移動的距離越小，物料在篩面上向前運動的速度也就越慢，物料能得到充分的篩分，從而得到較大的篩分效率。振動方向角取值越小，物料每次拋擲運動所移動的距離越遠，物料在篩面上向前運動的速度也就越快，物料得不到充分的篩分，篩分效率低下。一般情況下，直線振動篩振動方向角的取值范圍在30°60°，經(jīng)常采用45°。3.2.3拋擲指數(shù)和振動強度K 振動強度K是篩箱運動的加速度和重力加速度的比值，它是反映機器強度的指標，K值越大，篩分機的強度越高，，但根據(jù)目前的機械水平，K值一般在8以內(nèi)。拋擲指數(shù)的計算公式如下：（3-16）拋射強度就是顆粒受慣性力后，在垂直篩面方向上的分加速度與顆粒在此方向的重力加速度分量之比。顯然，篩箱的加速度和拋射角越大，拋射強度也越大。從式（3.5）中可以看出，當(dāng)<1時，顆粒不脫離篩面，只能沿篩面向前移動。當(dāng)>1時，顆粒脫離篩面，做跳躍運動。所以，當(dāng)=1時就是顆粒脫離篩面的極限條件。可見，拋射強度越大，顆粒受到的慣性力越大，拋射的也越高。這樣有利于物料的透篩。但是，當(dāng)增大時，顆粒跳動一次所需的時間也越長。顯然，從充分發(fā)揮篩子的工作效率來看，跳動所需的時間過長也是不利的。顆粒跳動一次的時間不超過篩面振動一次的時間，這樣才能充分利用每次振動的作用。當(dāng)拋擲指數(shù)=3.3時，篩面的振動周期正好等于物料的一個跳動周期，這時物料與篩面接觸的時間最短，所以對減輕篩面的磨損是有利的。為了獲得較好的篩分頻率，最好使用物料顆粒在篩機中的每一個振動周期都能和篩面接觸，所以在一般的情況下，選取拋擲指數(shù)<3.3.共振篩的拋擲指數(shù)通常取，單軸慣性振動篩取，雙軸慣性振動篩通常取2.2.在本次設(shè)計中取拋射強度=3，則在篩子的強度許用值之內(nèi)。，故可取=33.2.4振幅和頻率 振幅是指篩箱工作行程的一半。頻率是指篩箱每分鐘的振動次數(shù)。篩箱振幅和頻率是表征篩面運動特征的一對參數(shù)，它們的大小決定了篩箱運動速度和加速度的大小。振幅越大，頻率越高，則篩箱的運動速度和加速度也越大。他們之間的關(guān)系可用以下數(shù)學(xué)公式表示： （3-17） 式中：A-篩箱振幅，米： n-篩箱振動頻率，次、分： -篩箱振動角頻率，弧度、秒。從上式可見，加大政府和頻率的任何一個參數(shù)都能加大篩箱的加速度。但是，由于加速度與頻率的平方成正比，所以加大頻率比加大振幅的影響要大得多。 在篩分機工作過程中，篩箱必須具備足夠大的加速度才能使篩面上的物料游動的向前移動。所以篩箱有須足夠大的振幅和頻率。但是篩箱的加速度不能過大，因為加速過大，不但會破壞篩子的正常工作，而且對篩箱的結(jié)構(gòu)也要提出更高的要求，或者超過了篩子結(jié)構(gòu)所允許的范圍。本次的振幅選取在3~5mm之間。振動頻率（3-18）根據(jù)上述公式則式中：-拋射強度；α-篩面傾角；A-振幅；β-拋射角；n-電機轉(zhuǎn)數(shù)。根據(jù)實際情況，選取n=960r/min則當(dāng)n=960r/min時，符合所給的條件。3.3工藝參數(shù)的選擇3.3.1篩面的長度和寬度一般來說，篩面的寬度直接影響篩機的生產(chǎn)率，而篩面的有效長度直接影響篩分的效率，但是它們之間也相互影響。篩機的面積及篩面的長度寬度的數(shù)值，常常是根據(jù)現(xiàn)場的使用要求的生產(chǎn)率及所需要的篩分效率計算得出，若要求的生產(chǎn)率大，篩分的效率高，篩機的面積也就越大。對煤炭的篩分（3-19）式中振動篩的有效面積，；單位生產(chǎn)能力，表3-SEQ表5-\*ARABIC1不同用途下的篩孔尺寸作業(yè)名稱分級脫水脫介篩孔尺寸（mm）10080502513粉煤煤泥塊煤粉煤q11090603012~17727~93.5~4.5本設(shè)計為分級煤用振動篩，所以根據(jù)表4-1，取q=60。Q為單位時間生產(chǎn)能力，為設(shè)計題目所給的參數(shù)，Q=400t/h代入式（4-1）得：（3-20）式中S—振動篩實際面積，—振動篩篩面有效篩分面積，A—篩板的開孔率，。計的篩板的開孔率A=67，由式(4-2)可求得S=10，又考慮其它綜合因素，取長L=5.5m，寬B=1.8m。3.3.2物料運動速度物料在篩面上運動用理論計算和實際差值很大，所以一般采用經(jīng)驗公式。對于直線振動篩物料運動平均速度可按下列經(jīng)驗公式計算：m/s式中——傾角對平均速度的影響系數(shù)，＝0.9～0.95；——料層厚度影響系數(shù)，＝0.9～1；——滑移運動影響系數(shù)，＝1； ——物料形狀影響系數(shù)，＝0.9～1.0；——振動方向角，；ω——角速度，rad/s；A——振幅mm。則: =3.3.3處理能力處理量的計算可采用流量法來進行計算。（3-21）式中B——篩面寬度,m；h——篩面上物料層厚度；v——物料運動的平均速度m/s；——物料的松散密度。則3.4動力學(xué)參數(shù)的確定3.4.1參振質(zhì)量的確定參振重量W的計算：W=（3-22）=1×=3551+743+110+=4736.6kg式中，-篩箱的重量kg-激振器參振部分的質(zhì)量kg-彈簧支撐裝置的參振質(zhì)量kg-篩上物料的質(zhì)量kgZ-篩面層數(shù)Z=1-入料端物料高度cm-排料端物料高度cmL-篩面有效長度（型號長度減去10cm）B-篩面有效寬度（型號寬度減去10cm）-物料的散比重1t/B-物料對篩面的比壓系數(shù)C=0.15～0.2現(xiàn)取C=0.175再加上螺栓螺母和法蘭的質(zhì)量取總參振質(zhì)量為5000kg3.4.2激振力的計算 激振力為（3-23）式中 —篩箱沿振動方向的振幅，設(shè)計題目中給出M—參振質(zhì)量，M=5—參振角頻率，=101.5rad/s代入數(shù)據(jù)可求得 =152.25~253.75KN振動篩的激振裝置由四個激振器組成，則每個激振器的激振力為P=63.44~62.43KN3.4.3激振器偏心塊質(zhì)量及偏心距的確定 有經(jīng)驗可知，要滿足振動篩的要求偏心距的取值范圍在100mm左右，故取r=100mm，則有：（M+8m）A=8mrM=其中：M—參振質(zhì)量； r-偏心距 m-偏心塊質(zhì)量3.5橡膠彈簧設(shè)計3.5.1振動幅頻曲線和工作狀態(tài)分析 時，振幅A無限大，振動系統(tǒng)處于共振狀態(tài)，由此可以求得振動系統(tǒng)的固有頻率（3-24）當(dāng)振動系統(tǒng)的參振質(zhì)量M、彈簧剛度K、偏心塊質(zhì)量m及回轉(zhuǎn)半徑r一定時，可以給出振動篩幅頻曲線如圖4-6。振動篩的工作狀態(tài)：從幅頻曲線上可以看到，振動篩的工作頻率若在低共振狀態(tài)下工作（ω<），篩分機啟動和停車時，可避免過共振區(qū)，從而提高篩分機的工作壽命。但在低頻狀態(tài)下工作，要求彈簧的剛度大，這必然會導(dǎo)致傳給基礎(chǔ)的動負荷也大，引起建筑物振動，這是不可行的。圖3－2振動篩幅頻曲線共振區(qū)：即，線性彈簧共振區(qū)域的曲線比較陡，振幅不穩(wěn)定，當(dāng)給料量變化時，會引起篩箱振幅的變化，致使篩子工作不穩(wěn)定，共振區(qū)也屬于不可行區(qū)域。只有遠離共振區(qū)工作，振幅比較穩(wěn)定，彈簧剛度也較小，傳給地基的負荷也會小些。但開、停車時，篩箱必須通過共振區(qū)。非共振型的慣性振動篩通常在遠離共振區(qū)的狀態(tài)下工作。即，（3-25）式中——篩箱隨激振器受迫振動的圓頻率，rad/s；——系統(tǒng)的固有頻率，rad/s；——頻率比，即工作頻率與固有頻率的比值。3.5.2隔振彈簧的確定從動力學(xué)分析可知，彈簧剛度的大小影響篩子工作頻率所處的區(qū)域。從運動學(xué)分析了解到篩分機械的工作頻率影響篩分效果，而篩分機的工作頻率主要又是根據(jù)物料在篩面上的運動狀態(tài)來確定的。另外，篩分機的自振頻率取決于所采用的彈簧剛度。由于這些因素的相互關(guān)系，如果篩分機的工作頻率一定，所采用的彈簧剛度不同，篩分機的工作狀態(tài)也就不同，所以，將影響篩分機振幅的穩(wěn)定性。這種情況可從圖4－7中的兩條曲線表明。采用彈簧剛度為和采用彈簧剛度為時，它們的自振頻率明顯不變，一個是，一個是。當(dāng)采用彈簧剛度為時，工作頻率處于振動穩(wěn)定的區(qū)域（遠離共振點）；若采用的彈簧剛度為時，則處于振幅不穩(wěn)定區(qū)（靠近共振點）?？梢?，選擇彈簧剛度時，首先考慮使篩分機的工作頻率應(yīng)處在振動曲線的平緩段（遠離共振點）。選擇彈簧剛度還要從減小地基振動的角度加以考慮。因為篩分機的彈簧起著隔振作用，從隔振的觀點看，彈簧剛度越大（即彈簧越硬），消振能力越差。為了減小篩分機對基礎(chǔ)的動負荷，彈簧剛度應(yīng)選得小些。但彈簧剛度也不能太小，否則會減弱彈簧支撐的能力和吊掛的能力。確定隔振彈簧的剛度一般是由工作頻率和自振頻率的比值來控制的。對于吊掛式振動篩取頻率比；對于座式振動篩取頻率比=4～5。一般振動篩的頻率比λ>4即可。彈簧剛度的計算公式為將帶入上式,則式中M—篩箱和物料等參振質(zhì)量;m—不平衡重的質(zhì)量。對于直線振動篩，每一個不平衡重的質(zhì)量為，雙不平衡重的的總質(zhì)量為m。按上式計算的彈簧剛度是振動篩彈簧的總剛度，因為篩分機一般是由4個或是8個彈簧吊掛或支撐，所以，每個彈簧的剛度k應(yīng)是總彈簧剛度除以所用彈簧的個數(shù)n,即圖3-3振動篩幅頻特性曲線3.5.3橡膠彈簧（1）橡膠彈簧的選型本設(shè)計中篩機共選用8個橡膠彈簧，支撐振動篩的這8個彈簧作用是減少高頻振動的篩箱對基礎(chǔ)的動載荷，即減震設(shè)計。橡膠彈簧與金屬螺旋彈簧相比有以下幾個優(yōu)點：（1）有良好的彈性和足夠的強度，使用壽命長；（2）內(nèi)阻較大，在篩子啟動、停車過程中通過共振區(qū)時共振振幅小，安全；（3）疲勞失效后不像金屬彈簧那樣會突然斷裂而影響生產(chǎn)；（4）噪聲小。由于本設(shè)計中振動篩的運動軌跡為直線，故它所受的變形為壓縮和剪切。為簡化計算，僅按壓縮變形計算壓縮剛度。橡膠彈簧的計算方法有壓縮量法和頻率比法。其剛度的計算剛度為：（3-26）式中 ，D、d分別為彈簧內(nèi)徑和中心孔徑；—橡膠的拉壓彈性模量，Mpa；G—橡膠的剪切彈性模量，Hs—橡膠彈簧的皺氏硬度，一般為40~70，常用45~50。橡膠彈簧主要技術(shù)性能：型號S120*120*40S140*140*40S170*170*40S200*200*40外徑D（mm）120140170200內(nèi)徑d（mm）40404040高度H（mm）120140170200硬度Hs4550455045504550剛度C（N/mm）170202207245260308312370適合質(zhì)量（kg）300-700500-900800-12001100-1500表3-2橡膠彈簧的技術(shù)性能本設(shè)計中選S200X200X40的橡膠彈簧8個如圖：圖3-4橡膠彈簧隔振彈簧減輕能力的分析：隔振彈簧又稱減振彈簧，減振彈簧的減輕能力用傳遞率來衡量，即（3-27）式中K——減振彈簧的剛度，N/mm；A——參振質(zhì)量M的振幅，mm；m——偏心塊的偏心質(zhì)量，Kg；——偏心質(zhì)量的質(zhì)心距軸心線的距離，mm；ω——偏心質(zhì)量的回轉(zhuǎn)角速度，即篩子的振動頻率。則==33865.56N其中P=624300N；可見傳遞給基礎(chǔ)的力已經(jīng)很小了，彈簧能夠起到減輕的能力。壓縮比為：（3-28）3.5.4彈簧的設(shè)計計算選擇的彈簧為S200X200X40，剛度K=370N/mm。（1）彈簧的靜彈性模量=（3-29）其中（2）彈簧的動彈性模量（3-30）（3）受壓面積與自由面積之比（3-31）（4）受壓面積F（3-32）（5）外形系數(shù)（3-33）（6）單個彈簧的剛度（3-34）其中：-自由高度，=0.2m（7）彈簧強度的驗算,是橡膠彈簧許用強度，取值980KPa。其中：<（3-35）滿足強度要求。3.6軸承的選型計算及校核 振動篩的激振器和篩子一起振動，而且振動頻率（n=960r/min），連續(xù)工作，負荷大，故容易發(fā)熱。軸承受很大的徑向力，國內(nèi)外廠家都選用受純徑向力的圓柱滾子軸承（2000型）或主要承受徑向力的調(diào)心滾子軸承（3000型）。由于激振器的偏心質(zhì)量產(chǎn)生的徑向力相對于軸承內(nèi)圈是靜止的，內(nèi)圈沿軸向右被相關(guān)零件軸向定位，故內(nèi)圈和軸的配合較松，一般采用間隙配合（g6、f6，我采用h6配合）。軸承外圈相對于負荷方向旋轉(zhuǎn)，為防止外圈相對座孔滑動而導(dǎo)致軸承溫度急劇升高，確保內(nèi)圈和軸一起旋轉(zhuǎn)時滾動體在保持架中可靈活自轉(zhuǎn)，外圈與軸承室的配合采用較緊的過渡配合或是過盈配合（N6、P6，我們采用了K6配合）。滾動軸承的徑向游隙對軸承的壽命、溫升和噪聲的大小等有很大影響。軸承的負載能力是隨徑向游隙的大小而變化的，軸承樣本中標定的額定動負荷和靜負荷是徑向游隙為零時的數(shù)值。軸承的徑向游隙分為2組、0組、3組、4組和5組。0組徑向游隙為正常組，2組為小游隙組，3、4、5徑向游隙逐組增大。軸承徑向游隙與下列因素有關(guān)：（1）軸承與軸、座孔為過渡配合時，內(nèi)圈膨脹，外圈收縮，導(dǎo)致徑向工作游隙減?。唬?）在運轉(zhuǎn)中因溫升使軸承內(nèi)、外圈及相關(guān)零件受熱膨脹導(dǎo)致徑向游隙減小；（3）工作時，通常球軸承在運轉(zhuǎn)溫度下徑向游隙應(yīng)接近于零，而滾子軸承在一定溫度下有一定的徑向游隙。兩種軸承的徑向游隙見下表：表3-3調(diào)心滾子軸承徑向游隙3G徑向游隙（um）4G徑向游隙（um）最小最大最小最大53612（φ60）8011011014553616（φ80）53620（φ100）10013513518053624（φ120）12016016021053628（φ140）145190190240軸承的額定負荷C為：（3-36）式中 —壽命系數(shù)，按5000h算，=2；—力矩負荷系數(shù)，=1.5；—沖擊負荷系數(shù)，=2；—速度系數(shù)，轉(zhuǎn)速970r/min，則對應(yīng)=0.365；—溫度系數(shù)，=1；P—當(dāng)量負荷，P=45.5KN在軸帶動偏心塊旋轉(zhuǎn)的過程中，內(nèi)圈作用有恒定的離心力，而外圈隨偏心塊旋轉(zhuǎn)的位置的不同，載荷呈現(xiàn)脈動循環(huán)變化，故載荷K容易發(fā)熱，因此都要選擇承受能力強的調(diào)心滾子軸承，故選擇軸承型號為22328c/w33的調(diào)心滾子軸承。軸承承受徑向力，無軸向力，，故X=1，Y=1.9.當(dāng)量動載荷：（3-37） 其中：-載荷系數(shù)； 基本額定壽命：（3-38）由于工作一年，三班制，所以實際壽命，小于基本額定壽命，所以滿足要求。3.7電動機的選型及啟動轉(zhuǎn)矩校核3.7.1電動機功率計算如何合理的選擇和計算電動機的功率是有重要意義的。傳動功率選擇合適，就能保證篩分機的正常運轉(zhuǎn)。篩分機電動機功率的計算，有數(shù)種不同的方法，下面就是其中之一。（3-39）式中 M—參振質(zhì)量，Kg；A—振幅，m；n—振動次數(shù)，r/min；—阻尼系數(shù)，0.2-0.3；f—軸承摩擦系數(shù)，滾動軸承為0.001-0.1；d—軸承內(nèi)徑，m；—傳動系數(shù)，0.95。代入數(shù)據(jù)可求得：=18.5KW由于有兩個電機，所以每個電機的功率為=9.25kw，故查閱機械設(shè)計手冊可知在本設(shè)計中選用Y160L-6型電動機，額定功率為N=11W，額定轉(zhuǎn)速為970r/min3.7.2電動機啟動轉(zhuǎn)矩的校核 振動篩在啟動時，電動機要克服偏心質(zhì)量和運動鏈中所有回轉(zhuǎn)零件以及振動篩參振質(zhì)量的靜轉(zhuǎn)矩，因此電動機有較大的啟動轉(zhuǎn)矩，應(yīng)滿足下式關(guān)系電動機起動轉(zhuǎn)矩（3-40）代入數(shù)據(jù)得：=91.6N.m電動機額定轉(zhuǎn)矩：（3-41）代入數(shù)據(jù)得：=108N.m故滿足要求3.8軸的計算和校核3.8.1確定軸的最小值軸上的轉(zhuǎn)矩為：（3-42）軸的最小直徑：（3-43）式中 A—設(shè)計系數(shù)，對于軸用材料45鋼，對應(yīng)A取115；P—軸的傳遞功率；n—軸的轉(zhuǎn)速，r/min；代入數(shù)據(jù)可求得：由于軸上有鍵槽，軸頸增大5%。，由于裝置是振動裝置，取=40mm。3.8.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸是組成機械的一個重要零件。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，必須把軸的強度計算和軸系零、部件結(jié)構(gòu)設(shè)計交錯進行，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)、強度和剛度。對于高速旋轉(zhuǎn)地軸還應(yīng)考慮振動穩(wěn)定性問題。軸的材料種類很多，設(shè)計時主要根據(jù)對軸的強度、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A、A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。激振器軸的形狀如圖4-1所示：1段和5段用來安裝偏心塊，其長度和直徑由偏心塊的尺寸來決定，偏心塊的厚度為115m，偏心塊的孔徑為110mm，由于軸的前端需要壓板進行固定和定位，故選擇軸的長度為105mm，直徑為1102段和4段用來安裝軸承和軸承端蓋，其長度和直徑由軸承和端蓋的尺寸來確定，軸承選擇22328c/w33，B=102mm，為了方便軸承裝拆軸承內(nèi)圈，故取直徑為140mm，同時軸上需要軸承端蓋進行徑向固定故取長度為120mm。3段用來隔開兩個軸承，長度為20mm，直徑為160mm，和3段相連出開有退刀槽，寬為2mm。圖3-5軸的示意圖3.8.3軸的校核（1）軸的受力分析直線振動篩沒跟軸上都裝有兩組偏心塊，偏心塊的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生了很大的激振力，激發(fā)振動篩自身振動，因此該軸受到偏心塊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力F及偏心塊產(chǎn)生的慣性力，軸及偏心塊的自重，支撐反力,靜轉(zhuǎn)矩，當(dāng)，軸的受力最大，在畫彎矩圖前軸的受力可簡化為受到離心力F和支撐反力,扭矩T的作用。軸的受力、彎矩和扭矩見圖3.4。（3-43）（3-44）有公式3.14和3.15代入數(shù)據(jù)可得軸的激振力，即離心力則可解的軸的材料選用45號鋼，按第二類載荷計算其彎曲應(yīng)力=60MPa，危險界面出現(xiàn)在支撐反力處，危險截面的當(dāng)量彎矩為（3-45）其中：M-彎矩； T-扭矩； α-根據(jù)扭轉(zhuǎn)性質(zhì)而定的折合系數(shù)。圖3-6軸的受力及彎扭圖危險截面的應(yīng)力應(yīng)滿足其中：W-抗彎模量故滿足要求。3.8.4軸的細部結(jié)構(gòu)設(shè)計 鍵槽：軸與偏振塊周向固定采用A型平鍵連接，按照GB/T1099-1979和GB/T1098-1979確定①段和⑤段處的鍵為：配合：參考設(shè)計手冊課得出在①段和⑤段處配合公差為H7/r6，在②段和④段處軸與孔的配合公差為H7/k6。加工手段：在①段和⑤段采用精車，在②段和④段采用磨削。3.9鍵的選擇及校核軸和偏心塊用平鍵周向定位聯(lián)結(jié)。軸的直徑為110mm，查閱設(shè)計手冊，選取A型平鍵，長度根據(jù)軸的長度定為L=85mm。如圖4-3：圖3-7鍵的受力分析當(dāng)軸傳遞扭矩T時，鍵的工作面受到壓力N的作用，工作面受到擠壓，鍵受剪切，失效形式是鍵，軸槽和輪轂槽三者中最弱的工作面被壓潰和鍵被剪壞。當(dāng)鍵用45鋼制造時，主要失效形式是壓潰，所以通常只進行擠壓強度計算，假設(shè)擠壓應(yīng)力在鍵上式均勻分布的，此時擠壓強度條件是（3-46）式中 k—鍵與軸槽的接觸高度，mm；l—鍵的工作長度，mm；—許用擠壓應(yīng)力，N/；代入數(shù)據(jù)可得：=20<=60N/由上述可知鍵符合強度要求。3-9偏心塊的設(shè)計主偏心塊的設(shè)計形狀如圖4-4，用CAD中的功能算出偏心塊的面積和偏心距。圖3-8主偏心塊方法如下：首先設(shè)計出偏心塊得形狀；在CAD繪圖過程中，圖樣按照1:1進行繪制。繪圖單位為mm繪圖完畢后，按照以下步驟進行：2.選擇面域，將繪制的主偏心塊生成面域。3.左擊圖形出現(xiàn)熱點符號，選擇“工具”，再選擇“查詢”，最后點擊“面域/質(zhì)量特性（M）”，出現(xiàn)AUTOCAD文本窗口，文本窗口顯示出面積及質(zhì)心數(shù)據(jù)。可以通過作面域查詢的方法得：S=0.1183；形心坐標為（-59.1+59.1）則可求得偏心距r=83.5mm。偏心塊的質(zhì)量矩為（3-46）式中 —偏心塊材料的密度；—偏心塊厚度；r—偏心距根據(jù)理論力學(xué)原理可知：式中 M—篩體質(zhì)量，kg；A—篩箱振幅。代入上式可得：=78mm偏心塊設(shè)計要點：根據(jù)軸頸強度要求確定d，根據(jù)偏心塊強度要求確定R，最后根據(jù)偏心質(zhì)量矩，R和兩參數(shù)先確定一個進行計算，然后再逐漸調(diào)整兩參數(shù)，反復(fù)計算，直到參數(shù)到達最佳匹配為止。副偏心塊的設(shè)計如圖4-5。圖3-9副偏心塊設(shè)計方法和主偏心塊相似，求得副偏心塊的偏心距為r=145.6mm求得副偏心塊可以產(chǎn)生的離心力為（3-47）代入數(shù)據(jù)可得：=6.15KN3.10篩箱的設(shè)計3.10.1篩箱橫梁的選擇篩箱由篩框、篩面及其壓緊裝置組成。篩框是由側(cè)板和橫梁組成。側(cè)板的厚度為3～16mm的45號鋼板制成。橫梁常用