畢業(yè)設(shè)計(jì)振動(dòng)篩說明書

緒論1、篩分的概念：物料通過篩面的按粒度分成不同粒級的的作業(yè)叫做篩分，。物料中粒度小于篩孔尺寸的的顆粒穿過篩面落到篩下，成為篩下物。粒度大于篩孔尺寸的顆粒留在篩上，稱為篩上物，用于完成篩分作業(yè)的設(shè)備稱之為篩分機(jī)。簡稱為篩子。一般適用于篩分的物料，即大于0.5cm或0.25cm的物料。2、篩分機(jī)的作用：對煤炭進(jìn)行粒度分級，脫水，脫泥和脫介。3、篩分作業(yè)的分類：在選煤廠和篩選廠中，篩分在整個(gè)過程擔(dān)負(fù)著重要的任務(wù)，按它在不同的工藝環(huán)節(jié)當(dāng)中所起的作用不同，篩分作業(yè)可以分為如下幾種。準(zhǔn)備篩分：在選煤廠，按破碎作業(yè)和分選作業(yè)的要求，將原料煤分成不同的粒級，為煤炭的進(jìn)一步加工做準(zhǔn)備。對破碎作業(yè)，準(zhǔn)備篩分是為了從物料中分出已經(jīng)合格的粒級。目的是防止物料過度粉碎，增加破碎設(shè)備的生產(chǎn)能力和減少動(dòng)力消耗。對分選作業(yè)，不同的選煤方法，都要求一定的入選粒級，否那么將嚴(yán)重影響分選效果。檢查篩分：在破碎作業(yè)的產(chǎn)物中，將粒度不合格的大塊用篩子分出來，稱為檢查篩分，目的是保證物料的的粒級要求。最終篩分：主要是指篩選廠生產(chǎn)粒級商品煤的篩分。最終篩分的粒級，是根據(jù)煤質(zhì)、煤的粒度組成和用戶的要求。，按國家規(guī)定《煤炭粒度分級》來確定，最終篩分的產(chǎn)物。脫水篩分：將帶有水的煤或其他物料進(jìn)行篩分，稱為脫水篩分，目的是脫除伴隨而來的水。在選煤廠用于產(chǎn)品脫水作業(yè)的篩子稱為脫水篩》脫泥篩分：重介質(zhì)在篩分的時(shí)候。為了減輕煤泥對介質(zhì)系統(tǒng)的污染。在煤進(jìn)入重介質(zhì)分選機(jī)錢采用脫泥篩分。跳汰入選原煤如先用篩分的方法脫泥，可以降低水的粘度。有利于細(xì)粒煤的分選，從而提高跳汰機(jī)的選煤效率。再有，重選產(chǎn)品精煤，為了減少高灰分細(xì)泥對它的污染，在進(jìn)行脫水篩分的同時(shí)，在篩面上加強(qiáng)噴水沖洗，也是不可去缺少的脫泥篩分。脫介篩分：重介選煤的產(chǎn)品，在篩分機(jī)上采用噴加強(qiáng)力清水的方法，使產(chǎn)品與加重質(zhì)別離，到達(dá)選后產(chǎn)品脫出介質(zhì)的目的稱為脫介篩分。選擇性篩分：選擇性篩分是指在篩分過程中，煤炭不僅按粒度分級，而且也按質(zhì)量分級的篩分。例如，在含黃鐵礦為主的的高硫煤中，硫分大局部集中在大塊煤中，通過篩分可以將硫分除去，又如，某些礦區(qū)，其末煤灰分較低而大塊煤的灰分較高，通過篩分分出大塊，可是末煤質(zhì)量提高1-2級，反之，有些礦區(qū)的末煤灰分比大塊煤還要高， 篩分那么可提高塊煤質(zhì)量。再如，煤和矸石硬度差異很大，用簡單的滾筒破碎篩分，也能實(shí)現(xiàn)按質(zhì)量分級。4、篩分機(jī)設(shè)計(jì)的意義：培養(yǎng)和鍛煉我們綜合運(yùn)用本專業(yè)理論知識，分析解決實(shí)際中實(shí)際問題和地理工作的能力，為以后的學(xué)習(xí)及工作打下堅(jiān)實(shí)的根底。5、設(shè)計(jì)原那么：設(shè)計(jì)的振動(dòng)篩要結(jié)構(gòu)先進(jìn)、可靠、工作穩(wěn)定、噪音小、動(dòng)負(fù)荷小、重量輕、耗電少并且有較高的生產(chǎn)率和篩分效率，壽命長。6、特點(diǎn)：處理能力大、低功耗、結(jié)構(gòu)簡單、檢修維護(hù)方便、噪音低等優(yōu)點(diǎn)。１設(shè)計(jì)的目的依據(jù)及說明1.1設(shè)計(jì)的目的和要求1.1.1設(shè)計(jì)的目的a.熟悉篩分機(jī)設(shè)計(jì)的有關(guān)設(shè)計(jì)資料、手冊以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等；b.掌握篩分機(jī)設(shè)計(jì)的根本方法及步驟和編制系列設(shè)計(jì)文件的根本技能。c．培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用本專業(yè)根本理論和專業(yè)知識，分析和解決礦物加工機(jī)械〔篩分機(jī)〕設(shè)計(jì)實(shí)際問題和獨(dú)立工作的能力。1.1.2設(shè)計(jì)的要求a.根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)大綱的要求，進(jìn)行資料查詢，搜集整理資料和初步的分析探討，制定設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行論證比擬。b.進(jìn)行設(shè)備及有關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算和選型，編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)圖紙等系列設(shè)計(jì)文件。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)振動(dòng)篩需要考慮的因素很多，要求滿足或限制的條件很多。一般而言，設(shè)計(jì)一臺振動(dòng)篩需要依據(jù)如下條件：①振動(dòng)篩的用途，②物料特性〔包括有名稱、比重、硬度、水分、形狀、粒度組成，最大粒度以及粒度等〕、③工作制度、④處理量、⑤規(guī)定粒度以及篩分頻率、⑥安裝方式、⑦使用篩面種類〔板狀篩面、編制篩面、條縫篩面、橡膠篩面〕⑧振動(dòng)篩種類〔圓振動(dòng)篩，直線振動(dòng)篩〕⑨工作條件〔尺寸、濕度〕等。設(shè)計(jì)一臺振動(dòng)篩，要考慮到各方面條件。因此，我們在設(shè)計(jì)時(shí)，需參考一些資料，主要有《機(jī)械設(shè)計(jì)根底》、《礦物加工機(jī)械》、《金屬材料熱處理》、《篩分設(shè)備圖冊》、《機(jī)械制圖》、《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》、《振動(dòng)篩設(shè)計(jì)的系列圖紙》以及專業(yè)課知識。根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，具體設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：1.振動(dòng)篩的用途：〔1〕篩分是許多部門和行業(yè)不可缺少的作業(yè)；〔2〕篩分是煤炭加工的重要環(huán)節(jié)，它可以為其他的選煤作業(yè)創(chuàng)造條件；〔3〕篩分可提高企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。2.物料的特性3.工作制度4.處理量：上層：90-450t/h；下層：30-90t/h5.規(guī)定粒度和相應(yīng)的篩分效率：效率在90％以上。6.安裝方式：座式。7.篩面種類：上層：沖孔篩面；下層：編制篩面。8.振動(dòng)篩的種類：2ZDM-1556型自定中心圓振動(dòng)篩9.工作條件：〔1〕尺寸：1500×5600〔寬×長〕；〔2〕環(huán)境：枯燥；〔3〕溫度：隨地域和季節(jié)的不同而不同；〔4〕防塵：除塵器。1.3幾點(diǎn)說明1.3.1型號說明2ZDM-1556型雙層篩篩長座式篩寬單軸煤用1.3.2圖紙編號的說明〔1〕設(shè)計(jì)總圖：正視圖、側(cè)視圖、俯視圖共三張編號為2ZDM1556-01、2ZDM1556-02、2ZDM1556-03；〔2〕主要部件圖：激振器編號為2ZDM1556-04；〔3〕主要零件圖：軸、大皮帶輪〔兼做配重輪〕、小皮帶輪編號分別為2ZDM1556-05、2ZDM1556-06、2ZDM1556-07。1.3.3系列設(shè)計(jì)技術(shù)資料：共計(jì)7張〔其中6張手繪圖1張CAD圖〕，還有一份說明書.２基型及結(jié)構(gòu)確實(shí)定2.1基型確實(shí)定由設(shè)計(jì)任務(wù)得知單軸振動(dòng)篩一般做圓運(yùn)動(dòng)。它的基型劃分主要是在兩個(gè)因素上：一方面是激振器皮帶輪是否參振〔由此可以將振動(dòng)篩分為自定中心或純振動(dòng)式〕；另一方面是激振器是否通過篩箱重心。2.2純振動(dòng)式和自定中心圓振動(dòng)篩的比擬〔1〕純振動(dòng)式振動(dòng)篩激振器的軸和皮帶輪與箱體一起參加振動(dòng)，篩箱做振幅為A的圓振動(dòng)，其軸和皮帶輪在空間也做半徑為A的圓振動(dòng)。因此皮帶輪的中心線在空間的位置是變化的〔2〕自定中心即是篩子工作時(shí)，篩箱上傳動(dòng)皮帶輪的中心線在空間的位置是不變的。即篩箱上的皮帶輪中心線和篩箱一起振動(dòng)，根據(jù)激振器結(jié)構(gòu)的不同，這種篩子分為軸承偏心式和皮帶輪偏心式兩種類型。軸承偏心式自定中心篩的工作原理如以下圖所示:圖2-1軸承偏心式振動(dòng)篩工作原理1.篩箱2.彈簧吊桿3.軸承4.主軸5.不平衡重輪6.配重篩箱1用四個(gè)彈簧吊掛在機(jī)架或樓板上，該篩子的激振器主軸4是一個(gè)偏心軸，兩端的偏心局部〔偏心距離為r〕通過軸承3與篩箱連接。偏心軸兩端安有不平衡重輪5，重輪上有不平很重塊6，工作時(shí)偏心軸和皮帶輪5均繞O-O軸轉(zhuǎn)動(dòng)，篩箱和不平衡重輪各自產(chǎn)生慣性力，兩個(gè)離心慣性力的方向相反。如果根據(jù)篩箱的重量適當(dāng)確實(shí)定不平衡重的重量，使兩個(gè)離心力大小相等，偏心軸的偏心距r等于振幅A。如滿足上述條件，就能使篩子在工作時(shí)的回轉(zhuǎn)軸線O-O〔即皮帶輪的中心線〕固定不動(dòng)，使篩箱在垂直平面上座圓形運(yùn)動(dòng)。皮帶輪偏心式自定中心篩的工作原理如以下圖所示：圖2-2皮帶輪偏心式振動(dòng)篩工作原理這種篩子的主軸沒有偏心的軸頸。不平衡重輪〔皮帶輪〕的軸頸與不平衡重不同心，具有一定的偏心距，并且軸孔中心處于不平衡重的對方。因此主軸的中心線與不平衡重的中心線不在一根軸線上，OO為不平衡重輪的中心線，O＇O＇為主軸的中心線也繞OO回轉(zhuǎn)。因此它與軸承偏心式的原理一樣，必須時(shí)篩箱和不平衡重塊產(chǎn)生大小相等方向相反的離心慣性力，并且使帶軸孔的偏心距r等于篩子的振幅A，當(dāng)滿足這些條件的時(shí)候就能到達(dá)皮帶輪中心OO在空間的位置不變。比擬上述兩種形式，皮帶輪偏心式的主軸簡單，所以我國采用的自定中心圓振動(dòng)篩定型為這種結(jié)構(gòu)形式。自定中心圓振動(dòng)篩除了具有簡單的結(jié)構(gòu)，便于加工的有點(diǎn)外，還能使皮帶輪自定中心。因此在選煤廠中比擬廣泛的應(yīng)用。2.2.3激振器在篩箱的位置方式的比擬(1)激振器軸中心線通過篩箱的重心。這種布局的優(yōu)點(diǎn)就是：篩箱各點(diǎn)均是是做相同的圓形軌跡，物料在篩面上能均勻的移動(dòng)，篩箱側(cè)壁高度小，由于篩箱重心較低，對于座式振動(dòng)篩其工作穩(wěn)定性強(qiáng)。缺點(diǎn)：激振器的檢修不如布置在篩面上方便，尤其是單層篩。假設(shè)軸中心通過〔或接近〕篩箱重心，那么激振器安置在靠近篩面，這樣會影響附近篩面的正常工作。(2)激振器軸中心線不通過篩箱重心。采用這種布局時(shí)，篩子工作中除有圓振動(dòng)外，還有一個(gè)附加的“顛簸”運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)的合成，使篩箱的排料端〔前〕，激振器附近〔中〕，給料端〔后〕，三局部的運(yùn)動(dòng)軌跡不同，前后為橢圓，而中部為圓形?？傊?，在設(shè)計(jì)篩分機(jī)時(shí)，力求使激振器軸中心線通過參振重量〔篩箱、物料等重量〕的重心。機(jī)型的選擇和確定因?yàn)榇嗽O(shè)計(jì)型號為2ZDM-1556，根據(jù)上面分析可知，可采用皮帶輪偏心式自定中心圓振動(dòng)篩，激振器軸布置在重心位置的垂線上，原因是皮帶輪偏心式自定中心振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)簡單，皮帶使用壽命長，便于加工。連接方式采用彈性錐形套連接。2.3振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)的選擇2.3.1單軸振動(dòng)篩振動(dòng)器的結(jié)構(gòu)比擬和選擇〔1〕偏心質(zhì)量分配方式的比擬和選擇①不平衡重全部布置在篩箱兩側(cè)以外的偏心配重輪上。這樣安排的優(yōu)點(diǎn)是，傳動(dòng)軸各局部加工設(shè)有偏心，加工簡便，不平衡重量可以增減，從而能到達(dá)到調(diào)整篩分機(jī)振幅的目的。但缺點(diǎn)是偏心配重輪尺寸大，結(jié)構(gòu)不緊湊，并且軸中心的彎矩較其它的分配方式大。②不平衡重量全部布置在篩箱兩側(cè)壁之間的傳動(dòng)軸上。其優(yōu)點(diǎn)是，不需要偏心配重輪；篩箱外側(cè)僅裝有偏心皮帶輪即可，結(jié)構(gòu)簡單，但因?yàn)椴黄胶庵亓慷荚谳S上，結(jié)構(gòu)緊湊，充分利用了空間。缺點(diǎn)是傳動(dòng)軸中點(diǎn)的彎矩與其他的兩種布置方式相比它是最大的；不平衡重的重量無法調(diào)節(jié)，篩分機(jī)振幅不能改變，使篩子工作時(shí)適應(yīng)性受到限制。③不平衡重分別布置在傳動(dòng)軸和篩箱側(cè)壁以外的偏心重輪上。圖2-3不平衡重的布置對軸彎矩的影響〔a〕集中布置在兩側(cè)〔b〕集中布置在中間〔c〕分別布置在兩側(cè)和中間這種分配方式使軸的彎矩到達(dá)最小。因此軸的直徑可以制的細(xì)些，偏心配重輪的直徑也可以小些，結(jié)構(gòu)變得緊湊，通過調(diào)整兩個(gè)輪子上的配重，改變篩子的激振力，從而到達(dá)改變篩子振幅的目的，但是由于不平衡重分布在軸，偏心配重輪〔偏心皮帶輪〕，致使結(jié)構(gòu)復(fù)雜。2ZD-1556型振動(dòng)篩采用激振器的不平衡重采用圖2-3〔c〕的分配方式?！?〕振動(dòng)器與篩箱的連接方式的比擬和選擇一般有兩種，一是螺栓連接〔如圖2-4a〕,另一種是彈性錐形套連接〔如圖2-4b〕圖2-4a激振器與篩箱螺栓聯(lián)結(jié)圖2-4b激振器與篩箱用彈性錐形套聯(lián)結(jié)激振器采用螺栓與篩箱連接的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。缺點(diǎn)是安裝位置的精度差，激振器的尺寸要求嚴(yán)格。激振器采用彈性錐形緊定套連接在篩箱上的優(yōu)點(diǎn)是，便于激振器整體與篩箱別離，用錐形緊定套定心，精度高，便于拆卸；同時(shí)還可以降低激振器軸向尺寸的精度。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工工作量大，需要較大的孔加工設(shè)備。我國DD和ZD系列的振動(dòng)篩都采用這種連接方式。〔3〕軸承的型式的比擬和選擇①軸承的型式根據(jù)激振器的特點(diǎn)來確定，因?yàn)檎駝?dòng)篩的主軸的支撐間距比擬大，篩框上裝設(shè)的軸承座很難嚴(yán)格的對中，所以采用自動(dòng)調(diào)心滾子軸承，以利于安裝運(yùn)轉(zhuǎn)。軸承和軸頸之間采用錐形緊定襯套使之結(jié)合〔圖2-5b〕，這樣裝卸方便。假設(shè)軸頸磨損，可通過錐形緊定套進(jìn)行調(diào)整。如果軸承和軸直接結(jié)合〔圖2-5a〕,優(yōu)點(diǎn)是零件少，結(jié)構(gòu)簡單；其裝卸不方便，軸頸磨損后難以補(bǔ)償。②具體型號根據(jù)振動(dòng)器的軸頸加以確定。圖2-5a圖2-5b〔4〕激振器的潤滑與密封圓振動(dòng)篩的激振器軸承轉(zhuǎn)速高，負(fù)荷重，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長，而且工作條件又有差異，所以，要求潤滑材料具有較高的承載能力，又能在低溫〔-40〕和高溫〔+80〕的狀態(tài)下保持良好的潤滑性能，以及使用壽命要長的特點(diǎn)。但一般的潤滑材料不能滿足要求。目前，各選煤廠使用的二硫化鉬復(fù)合鈣潤滑脂效果較好，該潤滑脂具有較低的摩擦系數(shù)。能抗200的內(nèi)的高溫，適用于轉(zhuǎn)速在1500r/min以下，負(fù)荷400MPa以下的各類滾動(dòng)軸承。為了保持軸承內(nèi)部的清潔，防止?jié)櫥牧魇?，?yīng)該采取密封措施。振動(dòng)篩使用密封式毛氈、擋油板、膠質(zhì)環(huán)、迷宮和組合式〔迷宮加毛氈〕等五種，本設(shè)計(jì)2ZDM-1556選擇使用迷宮加毛氈的方式。篩框結(jié)構(gòu)的選擇和確定設(shè)計(jì)原那么：由于其上的非標(biāo)準(zhǔn)件很多，一般標(biāo)準(zhǔn)很難用計(jì)算的方法進(jìn)行驗(yàn)證，篩框的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來參照?！?〕連接方式側(cè)板與橫梁的連接一般采用雙槽鉚釘鉚接，這種環(huán)槽鉚釘鉚接禁錮強(qiáng)度比焊接、普通的鉚釘鉚接要高，環(huán)槽鉚釘本身具有一定的自鎖性能，尤其適用于在振動(dòng)條件下工作的設(shè)備鉚接。〔2〕側(cè)壁的設(shè)計(jì)2ZDM-1556型振動(dòng)篩寬度為1500mm，側(cè)板與后擋板厚度為8mm，其材質(zhì)一般采用A5普通的碳素鋼，在應(yīng)力集中的地方加襯板或絞鋼?！?〕橫梁的設(shè)計(jì)橫梁包括主梁和管梁兩局部，主梁一般采用槽鋼，但槽鋼在力學(xué)上存在一定的缺乏，最好采用無縫鋼管做主梁。本設(shè)計(jì)中，主梁和管梁都采用單梁結(jié)構(gòu)。2.3.3篩面及其張緊裝置篩面是篩子所承受被篩物料，并使其完成篩分過程的最重要的工作部件。對篩面的要求就是：有足夠的強(qiáng)度、最大的開孔率〔篩孔總面積與篩面面積之比〕、篩孔不易被堵塞、物料運(yùn)動(dòng)時(shí)與篩孔的相遇的時(shí)機(jī)多。前一種要求，影響篩面的使用壽命，而后三種要求關(guān)系到篩子的工作效率?！?〕篩面類型的比擬篩面的類型：1板狀篩面2編織篩面3條縫篩面4棒條篩面5非金屬篩面板狀篩面簡稱篩板。它是一種最牢固的篩面，主要用于大塊物料的篩分。根據(jù)選煤廠的使用經(jīng)驗(yàn)，篩孔在25mm以上的大局部，應(yīng)采用篩板，這這種篩孔由顆粒的入口到出口逐漸擴(kuò)大，有利于物料的透篩，板狀篩面的開孔率一般為40%左右。編織篩面可以分為金屬篩網(wǎng)和網(wǎng)狀絲布兩種。兩者沒有實(shí)質(zhì)性區(qū)別，均有金屬絲編織而成。金屬篩網(wǎng)的篩孔比擬大，金屬絲較粗，多用于對中、細(xì)物料的篩分。網(wǎng)狀絲布的篩孔很小〔最小的可以到0.038mm或更細(xì)〕，金屬絲很細(xì)，主要用于粉狀物料的分級和選煤廠煤泥脫水。在我國還沒有統(tǒng)一的規(guī)定，選煤廠多使用的是40目的絲布。條縫篩面是用銅條或不銹鋼制成的。不銹鋼的條縫篩面比銅制篩面的價(jià)格高2～3倍，但是它的強(qiáng)度、耐磨、使用壽命也比銅制篩面高2～3倍，而且工作效果好。所以，為了減輕檢修的工作量。提高篩分效果，采用不銹鋼的條縫篩面較為有利。目前我國生產(chǎn)的有0.25、0.5和.075mm三種。篩條形狀有平頂式和波紋型兩種。棒條篩面由平行排列的眾多鋼棒組成。鋼棒的橫斷面呈各種形狀。篩面上的篩孔尺寸，由棒條之間的縫隙寬度決定。棒條篩面通常用在固定篩，重型振動(dòng)篩和概率篩上，它適用于對顆粒大于50mm的粗粒級物料的篩分。非金屬篩面，前面討論的各種篩面，除尼龍網(wǎng)狀篩布外，其他的均為金屬篩面。隨著非金屬材料工業(yè)的開展，為制造優(yōu)質(zhì)高效的新篩面提供了新材質(zhì)。目前，國內(nèi)外使用的有天然橡膠、彈性塑料〔聚氨酯〕和尼龍等幾種。橡膠篩面可以直接由橡膠制造成型，其篩孔有方形、圓形或縫條形，橡膠篩面也可以由鋼條制成框架，在鋼條外包裹橡膠。橡膠篩面的尺寸應(yīng)該比金屬篩網(wǎng)或篩板的篩孔尺寸大10～20%。橡膠篩孔一般為20～150mm,橡膠篩面的優(yōu)點(diǎn)：耐磨損、壽命長、重量輕、顆粒不會輕易被卡住、易于安裝、工作時(shí)噪音小。但是橡膠篩面不能在較高的溫度下工作，一般溫度是在70℃以下。聚磬脂是一種新型優(yōu)質(zhì)耐磨材料，采用聚氰脂制造的篩面具有耐磨性好、噪音低、可露天堆存和節(jié)約橡膠等優(yōu)點(diǎn)。綜上所述：2ZD1556振動(dòng)篩上層采用板狀篩網(wǎng)下層采用編織篩網(wǎng)?！?〕篩面的張緊板狀、編織篩面，一般是在篩面的兩側(cè)用木楔壓緊進(jìn)行固定木楔遇水后膨脹，可將篩面壓的很緊，這種方法簡單可靠，為防止篩面中間局部松動(dòng)，可以用螺栓壓緊〔如圖2-6〕。圖2-6篩面的固定方法緩沖彈簧緩沖彈簧采用圓柱形金屬螺旋彈簧〔非振動(dòng)系統(tǒng)〕。消振裝置目前采用的消振方法主要有電機(jī)反接制動(dòng)、阻尼消振和機(jī)械消振?！?〕電機(jī)反接制動(dòng)電機(jī)反接制動(dòng)的原理是在篩分機(jī)停機(jī)的時(shí)候，待轉(zhuǎn)數(shù)降到接近共振轉(zhuǎn)數(shù)的時(shí)候，即將電源兩相換接。由于電子定子的磁場方向改變，迫使轉(zhuǎn)子突然轉(zhuǎn)速降至零，此時(shí)共振篩快速越過共振區(qū)，是共振跳動(dòng)成為不可能。該消振方法簡單、易行，具有較好的消振效果；假設(shè)用帶速度繼電器的反接制動(dòng)裝置，電機(jī)最后停機(jī)時(shí)不太穩(wěn)定；如果用雙時(shí)間繼電器的反接制動(dòng)裝置需要精確地調(diào)整控制反接終止時(shí)間和繼電器的延時(shí)時(shí)間。使用反接制動(dòng)裝置均要注意電機(jī)的過載保護(hù)。〔2〕阻尼消振振動(dòng)篩的阻尼消振器的結(jié)構(gòu)如圖2-7所示，在篩箱側(cè)板上裝有四塊摩擦板，而裝在套筒中的橡膠塊考彈簧壓力壓于摩擦板上，彈簧的壓力利用調(diào)整螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié)，套筒和橡膠塊之間有間隙，其間隙一般為正常振幅的1～2倍，當(dāng)振幅超過工作振幅一定的數(shù)值后，阻尼裝置的橡膠塊收到裝在振動(dòng)篩彈性支承座固定套筒的限制，使橡膠塊和摩擦板之間產(chǎn)生相應(yīng)位移，從而產(chǎn)生摩擦力組織啟動(dòng)和停機(jī)過程中的振幅增大，由于在振動(dòng)篩篩箱兩側(cè)各裝有兩個(gè)阻尼消振器，因?yàn)榭梢酝瑫r(shí)減小篩子的橫向振動(dòng)。圖2-7振動(dòng)篩阻尼消振器1.調(diào)節(jié)螺栓2.螺母3.法蘭4.彈簧座5.螺旋彈簧6.橡膠座7.橡膠塊8.套筒〔3〕機(jī)械消振機(jī)械消振的方法是在振動(dòng)篩上安裝一種專門的消振器。該消振器在振動(dòng)篩啟動(dòng)或停機(jī)過程中，只有當(dāng)轉(zhuǎn)速高于系統(tǒng)的自振頻率的時(shí)候，才產(chǎn)生離心慣性力。以鼓勵(lì)振動(dòng)篩正常工作。啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速?zèng)]有超過系統(tǒng)自振頻率以前，或在停機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)速降到接近系統(tǒng)自振頻率以前，激振器的不平衡重，就處于靠近回轉(zhuǎn)中心的位置。因此，該消振方法，在篩分機(jī)通過共振區(qū)時(shí)，根本上也沒有強(qiáng)迫振動(dòng)的激振力，所以，就不產(chǎn)生一般振動(dòng)篩通過共振區(qū)的振幅異常增加大現(xiàn)象。機(jī)械消振裝置有移動(dòng)式和轉(zhuǎn)動(dòng)式兩種。機(jī)械消振能消除和啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)振動(dòng)篩的過大振幅；但裝置激振器的機(jī)構(gòu)比擬復(fù)雜，因此只在一局部振動(dòng)篩上使用。振動(dòng)篩在啟動(dòng)和停機(jī)過程中的消振問題尚需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究，以便采用較為合理的消振措施。本設(shè)計(jì)2ZDM-1556振動(dòng)篩采用電機(jī)反接制動(dòng)的方式消振。３工藝參數(shù)的選擇和計(jì)算3.1篩面長度和寬度確實(shí)定篩面長度是質(zhì)量指標(biāo)，篩面寬度是數(shù)量指標(biāo)。當(dāng)給料量和篩分條件一定時(shí)，篩面寬度決定處理能力，篩面長度決定篩分效率。正確的選擇篩面的寬度和長度，對提高篩分設(shè)備的處理量和篩分效率是至關(guān)重要的。對于篩分設(shè)備，設(shè)備的處理能力和篩分效率，是兩個(gè)相依相存的指標(biāo),必須同時(shí)兼顧才具有實(shí)際意義，所以，篩面的寬度和長度必須綜合統(tǒng)一加以考慮，一般采用長寬比指標(biāo)確定篩面的長度和寬度。我國礦用振動(dòng)器篩面長寬比多采用2，而煤用的振動(dòng)篩長寬比為2.5。長度確實(shí)定準(zhǔn)備篩分篩面長度為4m，最終篩分和脫水、脫介篩的篩面長度為6m。用于粗粒的預(yù)先篩分篩長3.5-4m用于中細(xì)粒，最終篩分篩長5-6m，本設(shè)計(jì)的篩長為5.6m3.1.2寬度確實(shí)定篩寬以1.25m最小，然后以0.25的間隔增加，本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)的篩寬為1.50m。3.2生產(chǎn)率〔單位時(shí)間內(nèi)處理的物料的重量〕確實(shí)定目前計(jì)算生產(chǎn)率公式很多，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，本設(shè)計(jì)采用原煤炭部推薦的標(biāo)準(zhǔn)，采用以下公式：Q=F·q式中：Q-生產(chǎn)率〔t/h〕F-有效篩分面積〔m2〕q-單位面積的生產(chǎn)率〔t/m2〕3.3振幅和頻率的選擇3.3.1篩上物料的運(yùn)動(dòng)分析振動(dòng)篩的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)(振幅,振動(dòng)次數(shù),篩面傾角和振動(dòng)方向)通常是根據(jù)所選定的物料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來選取的。篩上物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)直接影響振動(dòng)篩的篩分效率和處理能力，為合理地選擇篩分機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，必須分析篩上物料的運(yùn)動(dòng)特性。由于篩面做圓形或近似圓形的運(yùn)動(dòng)，并且角速度較高，因而在篩面上可能出現(xiàn)三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：正向滑動(dòng)〔朝排料方向，即沿X軸方向滑動(dòng)〕；反向滑動(dòng)〔逆排料方向滑動(dòng)〕和跳動(dòng)。圖3-1篩面上出現(xiàn)正向運(yùn)動(dòng)的顆粒受力分析〔1〕顆粒在篩面上出現(xiàn)正向滑動(dòng)的條件當(dāng)顆粒與篩面一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，其位移，速度和加速度等于篩面的位移，速度和加速度。圖3-1中篩面傾角為α，振幅為A，篩面運(yùn)動(dòng)的角速度為w，篩面上任意一點(diǎn)Q經(jīng)過t時(shí)間后的相位角是θ而θ=wt在運(yùn)動(dòng)的篩面上，質(zhì)量為m的顆粒要受到三種力的作用：顆粒的本領(lǐng)的重力G,G=mg顆粒隨著篩面做圓運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的離心慣性力P，P=mAw2③顆粒沿篩面滑動(dòng)時(shí)所受到的摩擦阻力F，F(xiàn)的方向與顆粒的滑動(dòng)方向相反，當(dāng)顆粒作正向滑動(dòng)時(shí)，摩擦力F沿著篩面向上，其大小為：F=fn=f〔mgcosα-mAw2sinwt〕F-顆粒對篩面的靜摩擦系數(shù)N-顆粒對篩面的垂直正壓力由圖3-1可以看出，顆粒沿篩面產(chǎn)生正向滑動(dòng)的條件是-Gsinα+Pcosα+F≤0或mgsinα-mAw2coswt≥f〔mgcosα-mAw2sinwt〕顆粒在篩面上產(chǎn)生正向滑動(dòng)的臨界條件是：mgsinα-mAw2cosφk=f〔mgcosα-mAw2sinφ式中φk因?yàn)閒=tgμ，μ為靜滑動(dòng)摩擦角，代入上式，得：Cos〔φk+μ〕=-令-bk=cos〔φk+μ〕，并將w=πn=30式中:bk-顆粒正向滑動(dòng)系數(shù)從上式可以看出,顆粒出現(xiàn)正向滑動(dòng)的條件是bk<1當(dāng)bk=1時(shí)(即φk+μ)=πn要使物料顆粒沿篩面正向滑動(dòng),必須使篩子的轉(zhuǎn)數(shù)>n+min〔2〕顆粒在篩面上出現(xiàn)反向滑動(dòng)的條件從圖紙上可以看出：顆粒沿篩面開始反向滑動(dòng)的臨界條件為：-Gsinα+Pcosφq即mAw2cosφq=mgsinα+f〔mgcosα-mAw2sinφ式中：φq將上式簡化后得：Cos〔φq-μ〕=gA2w令bq=cos〔φq-μ〕時(shí)，并將w=nπn=30式中：bq從上式知，顆粒出現(xiàn)使顆粒產(chǎn)生反向滑動(dòng)的條件是bq<1當(dāng)bq=1時(shí)，可求得是顆粒產(chǎn)生反向滑動(dòng)的最小轉(zhuǎn)數(shù)為：n要使物料顆粒沿篩面產(chǎn)生反向滑動(dòng)，必須使篩分機(jī)的專屬n>n-min〔3〕篩面上顆粒出現(xiàn)跳動(dòng)〔被拋起〕的條件從圖3-1可以看出，物料顆粒出現(xiàn)跳動(dòng)的臨界條件是顆粒對篩面的法向壓力為零〔不存在摩擦阻力F〕即Psinφd=Gcos或mAw2sinφd=mgcos式中：φd-顆粒跳動(dòng)的起始角〔脫離角〕上式可以寫成：sinφd=gcosαA=1kv式中：bd-顆粒跳動(dòng)系數(shù)k-振動(dòng)篩特性值，稱振動(dòng)強(qiáng)度，是篩箱于東的加速度與重力加速度的比值，可以寫成k=Aw2/g。設(shè)計(jì)振動(dòng)篩時(shí)，篩箱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度一般取決于k值的大小，我國煤用振動(dòng)篩的振動(dòng)篩強(qiáng)度k值為3-4.5kv-篩分特性，稱拋射強(qiáng)度它表示顆粒受到離心力的可能和急劇程度。將w=πn/30代入上式，課的顆粒跳起的轉(zhuǎn)速為n0=30gcosα=30當(dāng)bd<1時(shí)，那么物料顆粒能出現(xiàn)跳動(dòng)。當(dāng)bd=1或者kv=1時(shí)，那么可求得顆粒開始跳動(dòng)時(shí)的最小轉(zhuǎn)數(shù)。n0=30gcosα要使物料顆粒在篩面上產(chǎn)生跳動(dòng)，必須是篩子的轉(zhuǎn)數(shù)n>n0min。由以上分析可知：Kv=1sinPd=AKv=1是跳動(dòng)滑動(dòng)的臨界狀態(tài)單軸振動(dòng)篩的頻率的選擇在N=800～1200轉(zhuǎn)。Kv=n本設(shè)計(jì)：頻率1020轉(zhuǎn)/秒振幅3-4mm,傾角12.5°～17°選擇傾角為17°頻率為1020轉(zhuǎn)/秒Kv=n2×A900000Kv=kcosα所以k=3.6×cos3.3.2振幅A振動(dòng)篩篩面的振幅為通常按以下數(shù)據(jù)選?。孩賳屋S預(yù)先篩孔大時(shí)，取大；反之取小。②單軸最終篩分的圓振動(dòng)篩A=3-4mm本設(shè)計(jì)2ZDM-1556自定中心圓振動(dòng)篩振幅取3mm。3.3.3頻率n一般單軸振動(dòng)篩n=800～1200次/分本設(shè)計(jì)2ZDM-1556自定中心圓振動(dòng)篩的頻率為1000次/分。3.3.4傾角的選擇°故，本設(shè)計(jì)的2ZDM-1556自定中心圓振動(dòng)篩傾角取15°。由此，本設(shè)計(jì)的2ZDM-1556自定中心圓振動(dòng)篩的參數(shù)由圖3-1給出：表3-12ZDM-1556自定中心圓振動(dòng)篩參數(shù)明細(xì)表型號篩框尺寸〔mm〕篩面面積〔m2〕層數(shù)雙震幅〔mm〕篩孔尺寸〔mm〕最大入料粒度〔mm〕生產(chǎn)率2ZDM15561550×56007.527上25-100下6-25300上90-450下30-90４動(dòng)力學(xué)分析和參數(shù)計(jì)算4.1單不平衡重激振器激振的原振動(dòng)篩的動(dòng)力學(xué)分析振動(dòng)系統(tǒng)及受力分析〔1〕假設(shè)激振器傳動(dòng)軸中心和篩箱的重心重合，激振力和彈簧的恢復(fù)力都通過機(jī)體(篩箱重心)此時(shí)篩箱只做平面平移運(yùn)動(dòng)。圖4-1圓振動(dòng)篩的振動(dòng)系統(tǒng)取機(jī)體靜止平衡時(shí)的重心所在點(diǎn)o作為固定坐標(biāo)系統(tǒng)〔xoy〕的原點(diǎn)，而以激振器傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)中心o1作為坐標(biāo)系統(tǒng)〔x1o1y1〕的原點(diǎn)，并令xy;xy;x?;分別表示篩箱沿坐標(biāo)軸方向的位移、速度、加速度。當(dāng)振動(dòng)篩工作時(shí)，不平衡重質(zhì)量m的重心不僅隨機(jī)體一起作平移運(yùn)動(dòng)，而且還繞激振器的傳動(dòng)軸回轉(zhuǎn)中心線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以質(zhì)量m重心的絕對位移為：xm=x+x1=x+rcosφ=x+rym=y+y1=y+rsinφ=y+r式中：r——不平衡質(zhì)量的重心至回轉(zhuǎn)軸線的距離ω——不平衡質(zhì)量的回轉(zhuǎn)角速度t——回轉(zhuǎn)時(shí)間φ——不平衡質(zhì)量的回轉(zhuǎn)角度〔2〕篩子工作時(shí)，作用在機(jī)體〔篩箱〕質(zhì)量M上的力有：①不平衡重質(zhì)量m運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力②機(jī)體質(zhì)量M運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力為-Mx和-My③彈簧作用力-Kxx和-Kyy④阻尼力-Cx和Cy。因阻尼力相對較小，故可忽略不計(jì)。當(dāng)激振器作等速圓運(yùn)動(dòng)時(shí)，將作用在機(jī)體M上的各力，按理論力學(xué)中的動(dòng)靜法建立的運(yùn)動(dòng)微分方程式為：(M+m)x+Kxx=mrω2cosωt(M+m)?+Kyy=mrω2sinωt①M(fèi)為振動(dòng)機(jī)體的的計(jì)算質(zhì)量，其值可按下式確定M=Mj+KωMω式中Mj——振動(dòng)篩機(jī)體的質(zhì)量Kω——物料結(jié)合系數(shù)，一般Kω=0.15~0.3Mω——篩面上物料的質(zhì)量4.1.2振動(dòng)機(jī)體運(yùn)動(dòng)的軌跡方程從振動(dòng)學(xué)可知，圓振動(dòng)篩的運(yùn)動(dòng)微分方程式①的全解包含兩局部，即機(jī)體在x軸和y軸方向的運(yùn)動(dòng)是自由振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)兩個(gè)諧振動(dòng)相加而成。其特解為x=Axcosωty=Aysinωt②將②代入①式中得Ax=mrω2/Kx-(M+m)ω2Ay=mrω2/Ky-(M+m)ω2式中AxAy——分別為篩箱在x方向和y方向的振幅將②式平方后相加得x2/Ax2+y2/Ay2=1③上式是典型的橢圓方程式，即篩箱的運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓形。假設(shè)彈簧的剛度K很小，即Kx≤(M+m)ω2和Ky≤(M+m)ω2時(shí)，那么Ax≈Ay=A,于是式③可寫成x2+y2=A2④式④為篩箱的運(yùn)動(dòng)方程式，故可以看出篩箱是作圓周運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，篩箱的振幅可寫成如下形式A=mrω2/K-(M+m)ω2⑤4.1.3篩箱出現(xiàn)共振時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)np從振幅的計(jì)算公式⑤中可以看出，當(dāng)K=(M+m)ω2時(shí)，即自振頻率與強(qiáng)迫振動(dòng)頻率相等時(shí)，篩箱將出現(xiàn)共振，此時(shí)彈簧便有因過載而遭到破壞的危險(xiǎn)。由于:w0=kM+m;w=所以產(chǎn)生共振時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)為np=304.1.4圓振動(dòng)篩的幾種工作狀態(tài)〔1〕低共振狀態(tài)在低共振狀態(tài)，工作轉(zhuǎn)數(shù)小于共振轉(zhuǎn)數(shù)〔n<np〕,即K>(M+m)ω2。假設(shè)取K=(M+2m)ω2，并將此式代入⑤式，那么篩箱的振幅A=r0。在這種情況下，可以防止篩分機(jī)在啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)通過共振區(qū)，從而可以提高彈簧的工作耐久性，并能減小軸承的壓力，延長軸承壽命，還能減少篩分機(jī)的能量消耗。但是在低共振狀態(tài)下工作的篩分機(jī)彈簧的剛度必須很大，工作時(shí)，必然給地基或幾架傳遞很大的動(dòng)力，引起建筑物的振動(dòng)。〔2〕共振狀態(tài)共振狀態(tài)時(shí)，n=np或K=(M+m)ω2，在這種情況下，篩箱的振幅到達(dá)無限大。當(dāng)然由于阻尼的存在，振幅A實(shí)際是個(gè)有限值，但當(dāng)阻力或給料量改變時(shí)，將引起振幅較大的變化，彈簧剛度很大，傳給根底負(fù)荷大，對減振不利。〔3〕超共振狀態(tài)超共振狀態(tài)時(shí)，n>np，該狀態(tài)又分為兩種情況:①n稍大于np，即K稍小于(M+m)ω2。假設(shè)取K=Mω2，那么得A=-r。因?yàn)閚>np，所以篩分機(jī)啟動(dòng)和停車時(shí)都要經(jīng)過共振區(qū)，此時(shí)篩箱出現(xiàn)較大的搖擺和顛簸，振幅仍顯不穩(wěn)定。圖4-2不同阻尼時(shí)的最大振幅②n≥np即遠(yuǎn)超共振狀態(tài)，此時(shí)K≦(M+m)ω2從圖4-2可知，角速度ω越大，振幅A越穩(wěn)定，篩分機(jī)工作越平穩(wěn)。所采用的彈簧剛度可以小一些傳給根底和機(jī)架的動(dòng)力也較小，因而不會引起建筑物的振動(dòng)。同時(shí)，因?yàn)椴恍枰芏鄰椈?，故篩分機(jī)的構(gòu)造也較簡單。目前設(shè)計(jì)和應(yīng)用的振動(dòng)篩，通常都采用這種工作狀態(tài)。為了減少振動(dòng)篩工作時(shí)對根底的動(dòng)負(fù)荷，根據(jù)隔振原理，使頻率比λ=2.5~5即可。采用超共振狀態(tài)工作的篩分機(jī)必須設(shè)法消除在啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)，由于通過共振區(qū)而產(chǎn)生的共振現(xiàn)象。4.2動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算參振重量和參振質(zhì)量的計(jì)算1、篩子工作時(shí)參加振動(dòng)局部的重量WW=W1+W2+W3+W4·Z式中：W1——篩箱重量kg，W1=3051kgW2——彈簧支承裝置中振動(dòng)局部質(zhì)量kg，W2=110kgW3——振動(dòng)器參振局部重量〔不包括偏心軸、不參振局部、皮帶輪〔配重輪〕及其上調(diào)整重塊〕kg，W3=743kgZ——篩面層數(shù)Z=2W4——物料的重量kgW4=Ｈ１＋Ｈ２２·式中：H1——入料端物料高度cm，H1=30cmH2——排料端物料的高度cm，H2=10cmL——篩面的有效長度cm，L=550cmB——篩面的有效寬度cm，B=140cmг——物料的散比重г=1t/m3C——物料對篩面的比壓系數(shù)C=0.15～0.2取C=0.18W4=Ｈ１＋Ｈ２２·=30+102×550×140×0.001=277.2〔kg〕W=W1+W2+W3+W4·Z=3051+110+743+2×277.2=4458.4〔kg〕2、參振質(zhì)量MM=Wg=4.54kg·式中：g=981cm/s23、振動(dòng)系統(tǒng)重心位置雙層篩座標(biāo)的選擇x、y軸分別通過篩箱側(cè)板的中央，如圖4-3所示：圖4-3⑴篩箱重心座標(biāo)〔x1,y1〕x1=94.3cmy1=-84.3cm⑵篩面上物料的重心上層篩面物料重心座標(biāo)〔x2,y2〕x2=L=5502－=45.8cmy2=29cm層篩面物料重心座標(biāo)〔x3,y3〕x3=L=5504－=22.9cmy3由振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)定y3=-48cm⑶篩箱與物料的合成座標(biāo)〔x,y〕x=W=87.5cmy=W=-67.28cm⑷振動(dòng)器軸中心位置確實(shí)定為了使篩箱各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡接近于圓，因此雙層篩設(shè)計(jì)成軸的中心位置通過合成重心〔x,y〕幾點(diǎn)說明：⑴激振器的軸線在篩面之下，并不意味著在重心之下，反之亦然。⑵對圓振動(dòng)篩來說，激振器的軸中心線盡量通過重心，才能保證各點(diǎn)為圓運(yùn)動(dòng)。⑶對單層篩來講由于結(jié)構(gòu)限制當(dāng)振動(dòng)器中心沒通過重心的時(shí)候，可以有兩種情況，一個(gè)是在重心上一個(gè)是在重心下，不管重心上還是重心下，卻不能太遠(yuǎn)。主振彈簧剛度K確實(shí)定選擇彈性元件剛度的原那么：使振動(dòng)系統(tǒng)在工作過程中傳給根底的動(dòng)負(fù)荷最小。根據(jù)機(jī)械振動(dòng)的理論：只要使得系統(tǒng)的固有頻率ω0為工作頻率ω工的15即可獲得良好的效果，即ω0ω1、振動(dòng)篩固有頻率ω0ω0=∏式中：n——振動(dòng)篩工作轉(zhuǎn)速n=10001/mink=ω0=πn2、彈簧總剛度KK=Mω02式中：M——振動(dòng)篩的參振質(zhì)量M=4.46kg·s2/cmK=4.46×17.442=1356.5kg/cm3、每個(gè)彈簧的剛度K1座式振動(dòng)篩由四組8個(gè)彈簧支撐K1=K振動(dòng)器的偏心質(zhì)量和偏心距地驗(yàn)算以及偏心軸和偏心輪主要幾何尺寸確實(shí)定1振動(dòng)器所需靜力矩確實(shí)定振動(dòng)篩在工作過程中按下式實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡篩箱慣性力+阻尼力+彈簧力+激振力=0因?yàn)槭窃诔舱駹顟B(tài)下工作所以慣性力與激振力相位差1800，彈性力與慣性力反向。當(dāng)忽略了阻尼力后，振動(dòng)篩工作過程中各力的平衡可表示為(m1r1+2m2r2)??2=MA??2-KA式中：r1,r2分別表示偏心軸和偏心輪偏心局部的回轉(zhuǎn)半徑M1,m2表示的是偏心軸和偏心輪偏心局部的重量。M————表示振動(dòng)參振質(zhì)量A————振幅〔Amax〕K————彈簧總剛度彈性力和慣性力相比很小，可以略去而不影響計(jì)算結(jié)果的精度，所以m1r1+2m2r2=M·A兩邊同時(shí)乘以g，得到G1R1+G2R2=W·AM1+2M2=W·A式中：M1,M2分別表示偏心軸和偏心輪的靜力矩G1,G2分別表示偏心軸和偏心輪的偏心局部的重量。在實(shí)際計(jì)算中M1,M2要根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和軸的強(qiáng)度來分配，本設(shè)計(jì)中可按M1/M2=1.09M1+2M2=W·A=4458.4×0.4得出M1=628.93kg·cmM2=577kg·cm2偏心軸的偏心距E及其主要的尺寸確實(shí)定圖4-4根據(jù)軸上所分配的靜力矩M1求偏心距E和軸的主要尺寸偏心軸偏心局部的重量G1G1=π4×d×式中：d—偏心軸偏心局部的直徑，1556—22.5cml—偏心軸偏心局部的長度，1556—129cmr—鋼的密度0.0O785kg/cm3偏心軸的回轉(zhuǎn)半徑r1=M1/G1r1=M1/G1=628.93/402.4=1.56cm式中：G1是偏心軸偏心局部的重量.〔3〕偏心軸偏心距ee=A(max)+r1=0.4+1.56=1.96cm≈2.0cm〔4〕偏心輪的偏心距以及只要尺寸確實(shí)定圖4-5①凸臺及調(diào)整塊的重心旋轉(zhuǎn)半徑X1X1=120°×sinα1‘π×α1[(R13-R23=14.86cm②扇形孔重心旋轉(zhuǎn)半徑X2X2=120°×sinα1’π×α1[(R33-R43=15.95cm③凸臺以及調(diào)整塊的重量G2G2=πα1180°(R12-R22)(δ2-δ=65.7kg④扇形孔所包含的金屬的質(zhì)量G3=πα2180°(R32-R42)·δ=10.06kg⑤偏心輪所產(chǎn)生的凈力矩M2=G2·X1+G3·X2=65.7KG·14.86cm+10.06KG·11.28cm=1136.8kg·cm與前面的進(jìn)行驗(yàn)證：M1+2M2=wA中的M2根本一致⑥偏心輪上調(diào)整塊確實(shí)定靜力矩之差：M3=W〔Amax-Amin〕=4458.4×0.1cm=445.84kg·cm調(diào)整塊重量：調(diào)整塊的變化是由6個(gè)調(diào)整塊，兩邊各三個(gè)產(chǎn)生的。因此每塊為G塊=M3/6X1=445.84kg·cm/6×14086cm=5kg調(diào)整塊的厚度δ3=180G塊πα1（凸臺厚度δ4=δ2-3δ3=10.4-3×0.639=8.483cm表4-11556皮帶輪參數(shù)單位型號1556R124R210R323R411δ12δ210.4５功率的計(jì)算及電機(jī)的選擇5.1振動(dòng)篩在負(fù)荷狀態(tài)下工作所需功率NN=〔N1+N2〕/ηkw式中：η—傳動(dòng)效率η=0.95N1—振動(dòng)消耗的功率kwN2—摩擦消耗的功率kw5.2振動(dòng)消耗的功率N1N1=cMA2n3/177600kw式中：c—阻尼系數(shù)c=0.2M—參振質(zhì)量kg.s2/mA—振幅〔取大〕mn—頻率1/minN1=0.2×4.54×100×〔4×10﹣3〕2×〔1000〕3／177600=8.18kw5.3摩擦消耗的功率N2N2=fMAn3d／177600kw式中：f—軸承的摩擦系數(shù)滾動(dòng)軸承f=0.005d—軸頸的直徑d=0.15M—參振質(zhì)量kg.s2/mN2=0.005×4.54×100×〔4×10﹣3〕×〔1000〕3×0.15／177600=7.67kw在負(fù)荷狀態(tài)下工作所需功率NN==1=16.68kw5.4電機(jī)的選擇由上面的計(jì)算知振動(dòng)篩在負(fù)荷狀態(tài)下工作所需功率N=16.68kw，選用Y180M-4型電動(dòng)機(jī)。它的額定功率N=18.5kw,轉(zhuǎn)速1470r/min－1,電機(jī)質(zhì)量182kg。5.5驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩1、根據(jù)所選擇的電動(dòng)機(jī)，振動(dòng)篩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩之比對于Y180M－4型電機(jī)M起式中：M起—振動(dòng)篩的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩MH—電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩2、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩M起M起=M1+2M2+M摩式中：M1—偏心軸的靜力矩M2—偏心輪的靜力矩M摩—振動(dòng)器軸承的摩擦力矩因?yàn)閃Amax=M1+2M2所以M起=WAmax+M摩3、軸承摩擦力矩M摩M摩=式中：P—軸承的靜壓力即軸承的反力RP=Rf—軸承的靜摩擦系數(shù)f=0.007d—軸頸直徑d=0.15mM摩==522.65kg·cm兩個(gè)軸承故M摩=522.65x2=1045.3kg·cmM起=WAmax+M摩=2828.66kg·cm4、電機(jī)輸出的額定轉(zhuǎn)矩MHMH=97400Ｎ額式中：N額—電機(jī)的額定功率kw?—效率?=0.95n—振動(dòng)篩工作頻率1MH=97400Ｎ額=2036.5kg·cm因?yàn)镸起MH=1.所以選擇Y180M-4型電機(jī)符合要求表5-1電機(jī)功率計(jì)算及選型表參數(shù)N1(kw)N2(kw)N(kw)M摩(kg·cm)WAmax(kg·cm)M起(kg·cm)MH(kg·cm)M規(guī)格15568.187.6716.68522.651783.362166.162828.661.39６零件計(jì)算局部6.1彈簧計(jì)算剛度K及K1確實(shí)定根據(jù)動(dòng)力學(xué)計(jì)算知：K=1356.5kg/cmK—彈簧總剛度K1=169.56QUOTEK8=172.43kg/cmK1—每個(gè)彈簧剛度K=K6.1.2彈簧的工作負(fù)荷的計(jì)算〔1〕彈簧最小負(fù)荷P1P1=W/8–K1=4458.4/8-169.56×4=489.48kg〔2〕彈簧最大負(fù)荷P2P2=W/8＋K1=4458.4/8＋169.56×0.4=625.12kg圖6-1彈簧示意圖6.1.3彈簧的行程h=2Amax=2×4=8mm6.1.4彈簧選擇如圖6-1，通過選型計(jì)算，確定：節(jié)距p=50mm；中徑D2=140mm；內(nèi)徑D1=120mm；外徑D=160mm；自由長度H=230mm螺旋升角：α=arctgtπD2=6.49°6.1.5彈簧的材料彈簧承受有沖擊性的載荷，所以彈簧材料應(yīng)具有高的彈性極限和疲勞極限、一定的沖擊韌性、塑性和良好的熱處理性能。常用的彈簧材料有優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼和有色金屬合金。根據(jù)彈簧的性能，一般采用抗沖擊強(qiáng)度較好的彈簧鋼〔60Si2Mn〕制造。6.2三角皮帶傳動(dòng)計(jì)算6.2.1三角皮帶型號的選擇根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率為18.5kw，查表可得，選取C型皮帶電機(jī)的功率為18.5KW效率為18.5×91%=16.835kw滿足振動(dòng)篩的需求振動(dòng)篩的頻率為1000轉(zhuǎn)/分電機(jī)的轉(zhuǎn)速為1470轉(zhuǎn)/分傳動(dòng)比i=1470/1000=1.476.2.2計(jì)算查簡明機(jī)械零件是設(shè)計(jì)手冊選取工況因數(shù)KA=1.3功率Pd=KA·P=1.3x18.5x0.91=21.89kw選擇C型V帶電機(jī)的轉(zhuǎn)速為1470轉(zhuǎn)/分選取小皮帶輪的直徑D2=375mm那么，大皮帶輪的直徑D1=560mm傳動(dòng)速度V=πD1n60=(3.14×0.56×1000)/60=式中：D1-大皮帶輪直徑n-大皮帶輪轉(zhuǎn)速，振動(dòng)篩的振動(dòng)頻率皮帶條數(shù)確實(shí)定：帶的基準(zhǔn)長度確實(shí)定：A0-初定的傳動(dòng)中心距0.7(D1+D2)≤A0≤2(D1+D2)選擇初定中心距為A=1000mmLd=2A0+(D1+D2)π/2+(D1-D2)2/4A=3470mm查表進(jìn)行圓整得Ld=3550mm驗(yàn)算三角皮帶每秒繞曲次數(shù)YY=2000xVL1QUOTE2000×VL1傳動(dòng)實(shí)際中心距a=A+QUOTEA2-BA=Ld4-π（D1+D2）8B=(D1-D2)2/8=4278.13mm那么，a=A+A2-B皮帶的根數(shù)小帶輪包角a1=180°-57.3°(D1-D2)/a=169.8°查表取小帶輪包角為a1=175°查表取Ka=0.99Kl=0.97所以：z=Pd/(P1+△P1)·Ka·Kl=21.89/(10.05+0.74)×0.99×0.97=2.07P1與△P1均為查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊取得。由于z≥3所以選取3根皮帶。6.3軸的強(qiáng)度計(jì)算6.3.1受力分析e=A+r1作用在軸上的作用力：〔1〕回轉(zhuǎn)離心力P1P2〔2〕三角皮帶拉力P3〔3〕偏心軸和偏心軸重P4P5〔4〕軸承反力R〔5〕偏心軸和偏心輪振動(dòng)的慣性力P6P7〔6〕電機(jī)產(chǎn)生的扭矩Mn圖6-2軸的受力分析6.3.2受力及扭矩的計(jì)算〔1〕偏心軸產(chǎn)生的離心力P1P1=m1r1w2=M=628.93=7023.44kg式中：m1—偏心軸偏心質(zhì)量r1—偏心軸回轉(zhuǎn)半徑w—偏心軸回轉(zhuǎn)角頻率〔2〕偏心輪產(chǎn)生的離心力P2P2=m2r2w2=M=577=6443.52kg式中：m2—偏心輪偏心質(zhì)量r2—偏心輪回轉(zhuǎn)半徑w—偏心輪回轉(zhuǎn)角頻率〔3〕三角皮帶拉力P3P3=1.5Tsinα=1.575NVsin=64.04kg式中：T—圓角力〔kg〕N—傳動(dòng)功率V—三角皮帶傳動(dòng)速度a—三角皮帶在帶輪上的包角〔4〕偏心軸的重力