激振器上座式单梁筛设计.doc

摘要激振器上座式单梁筛是基于单梁筛的大胆创新。每节筛箱上对称的安装两个激振器，激振器两铀上的偏心质量和偏心距均相等，并且以H梁的垂直轴线为对称，轴线通过筛箱的质心。两轴作同步反向回转时，每一瞬时两轴上偏心质量所产生的离心惯性力沿垂直轴线方向的分力总是相互叠加，这就形成了垂直于轴线方向的简谐力,而沿其他方向的分力总是互相抵消。该简谐力作用在筛箱上，驱动筛箱作轨迹为直线的往复振动。同时筛箱安装有一定角度，使物料有向下移动的趋势，从而达到筛分目的。设计的主要内容：（1）电动机的计算与选型；（2）激振器的计算选型；（3）主要零部件的结构设计；（4）绘制装配图和部分零部件图；（5）校核主要零件的强度；（6）整理资料，撰写毕业论文。关键词激振器；电动机；筛网；H梁；激振器轴AbstractThevibrationexciterseatingofhonortypeofsinglegirderscreenisbasedonsingle-beamscreeninnovation.Thereinstaltwosymmetricalvibrationsoneachboxofthescreen,thetwouraniumeccentricqualityandeccentricityoftheaxiaonvibrationareequal.EachvibrationsymmetrizetheverticalaxisofHgirder,theaxislinethroughthecenterofscreenbox.Whenthetwo-axisrotatesynchronizely,theotheralongthedirectionoftheeffortisalwaysoffseteachother,andalongtheverticalaxisalwayshelpeachotherinthedirectionofstacking,thisisjianxieli.Ontheformationofasingleverticalaxisdirectionoftheharmonicforce,thescreenboxisdrivingofthestraight-linetrajectory.Atthesametimethescreenboxisinstalledacertainanglesothatthematerialsaremovingdownwardtrendtoachievescreeningpurposes.Thisdesignmaincontentincludes:(1)Thedesignofthetypeandcacultionofelectricmotor；(2)Thedesignofvibrationstructureanditstype；(3)Thedesignofstructureanditstypeofthemainparts；(4)Drawingtheparts.(5)Checkthestrengthofthemainparts；(6)Arrangetheinformationandwritetheinstruction.KeywordsvibrationelectricmotorscreenH目录1绪论.11.1前言.11.2振动筛的研究现状.11.2.1国外筛分机械的发展概况.11.3本章小结.62振动原理.72.1直线振动筛.72.1.1振动筛的分类.72.1.2直线振动筛的工作原理.72.2激振器上座式单梁筛的原理及应用.92.2.1简介.92.2.2激振器上座式单梁筛的原理.102.2.3结构.112.2.4激振器.112.2.5筛网.122.2.6优点.142.3设计方案确定.142.3.1筛箱之间的衔接.142.3.2激振器的布置.143物料的运动分析和工艺参数的选择.163.1物料的运动分析.163.1.1筛面的运动方程.163.1.2筛面物料的运动分析.163.1.3抛掷指数vK与跳跃系数Di的关系.183.2工艺参数的选择计算.193.2.1筛面的长度和宽度.193.2.2筛面的倾角.193.2.3振幅和频率.203.2.4振动方向角.203.2.5抛掷指数vK和振动强度K.203.2.6物料运动速度.203.2.7处理能力.214动力学分析及参数的计算.224.1筛子的动力学分析.224.1.1力学模型的建立.224.1.2振动方程的建立.234.2振动幅频曲线和工作状态分析.244.3动力学参数的计算.254.3.1隔振弹簧的确定.254.3.2隔振弹簧的选择与验算.274.3.3隔振弹簧减轻能力的分析.294.3.4参振质量的计算.304.3.5电机功率的计算与选择.315主要零部件的选择设计与校核.325.1激振器主要零件的设计与校核.325.1.1偏心块的设计.325.1.2激振器轴的设计.355.1.3激振器轴的校核.365.1.4轴承的选择与校核.435.1.5键的校核.455.2激振器上座式单梁筛专用零部件的设计.465.2.1筛面.465.2.2筛框.486激振器上座式单梁筛的安装、试运转和常见故障.526.1激振器上座式单梁筛的安装、试运转.526.1.1激振器上座式单梁筛的安装.526.1.2试运转.526.2激振器上座式单梁筛的异常振动及常见故障.536.2.1激振器上座式单梁筛的异常振动.536.2.2单梁激振脱水筛的常见故障及消除措施.53结论.55致谢.56参考文献.57附录.错误!未定义书签。附录一.错误!未定义书签。英文原文.错误!未定义书签。中文翻译.错误!未定义书签。1绪论1.1前言煤炭筛分是矿物加工的重要环节之一，煤炭生产与利用的发展向筛分工艺提出了提高可靠性、降低能耗、加强综合利用和环境保护等要求；各用煤部门要求对原煤进行深加工，增加品种、提高精度和降低成木；在煤炭工业内部，随着高产高效机械化开采技术的普及，原煤水分、粉煤含量都在显著上升，筛分的难度显著提高。解决上述问题，成为筛分设备和筛分技术发展的市场动力。近年来，世界各国都在不懈探索，为发展煤炭筛分技术做了很多工作，开发了许多新型筛分设备。但由于原煤水分、矸石含量等原因，致使大型筛分设备依赖进口。因此研制处理量大、性能优良、能筛分难筛煤炭的大型振动筛是目前迫切需要解决的课题。国内开发了新的干法筛分设备。在常规脱水、脱介筛方面开发了水平滚轴筛系列产品；在煤泥分级脱水筛方面，开发了曲面筛、高频振动筛和电磁共振筛等等。本文所提出的激振器上座式单梁振动筛是一种新型振动筛，其参振质量小，振动强度大，单位面积处理量大，结构简单，维护方便。激振器上座式单梁振动筛将极大地推动选煤技术尤其是难筛分煤炭筛分技术的发展。1.2振动筛的研究现状振动筛是工矿企业普遍应用的筛分机械，是利用振动的多孔工作面，将颗粒大小不同的混合物料按粒度进行分级的机械。振动筛也常用于物料的脱水，脱介及清洗物料表面的污泥。近20年来，人们对振动筛的研究取得了一些可喜的成果。1.2.1国外筛分机械的发展概况由大小不同颗粒所构成的散碎物料用筛子按粒度进行分离，已有悠久的历史。从英国煤炭工业的文献记载，在1589就已提到煤的筛分。但是，由于市场需要，为了提供各种粒级的商品煤，对煤进行广泛的粒度分级，是到19世纪下半叶才盛行起来。煤按粒度分级最早的办法是在矿井工作面上，使用耙子回收大块，细粒煤则弃置于地下。煤运到地面后，倒在固定的铸钢筛板上，存留在筛面上的大块矸石用手拣出来，而大块煤则用锤子打碎使其达到一定粒度级别。所以说，固定筛是所有筛分设备中资历最老的筛子。与此同时，有的固定筛的筛面是由若干根棒条所构成，也叫棒条筛。后来出现了有传动机构的棒条筛，这就是沿用至今的滚轴筛。随着工业的的发展，也促进了筛分机械和筛分工艺的进步。在生产实践的基础上，对筛分过程理论研究也逐步深入。如圆筒筛，摇动筛和振动筛等各种类型的机械振动筛为了适应各种工业的需要而先后问世。至今，许多行业(冶金、煤炭、建材、食品加工和化工等)，筛分作业成了重要的生产环节，对筛分设备的要求也愈来愈高。要求筛分机械不但具有结构简单、制造容易、安装维修方便等良好的机械性能，而且还要求它有更大的生产能力，更高的筛分效率和脱水、脱介、脱泥的效果以及更低的动力消耗。因此，在目前煤用筛分机中，由于滚轴筛、圆筒筛和摇动筛性能较差，使用上受到限制便逐渐被工艺效果好，结构简单和维修方便的振动筛所替代。筛分机械发展方向与所有选煤机械一样，为适应大型选煤厂建设的需要，积极开展大型设备的研制。筛分机大型化是提高处理能力的方法之一，许多国家都已制造出大型筛机。其中德国尤为突出，如表1-1所示。表中，除洪堡特和维达克公司(KHD)筛机采用自同步激振器外，其他公司都采用箱式激振器。迄今为止，世界上最大筛机还是德国筛子技术公司(SiebTechnik)的50m2单层直线筛，在支承梁上安装了4个箱式激振器。国外生产大型等厚筛有德国筛子技术公司的2.2m10.45m，筛面为不同倾角的3段。申克公司的3.1m9.1m，筛面也为不同倾角3段。澳大利亚Honert公司己售出70多台等厚筛，最大为2.4m6.1m。筛面已发展成不同倾角的5段。以上等厚筛都采用箱式激振器。表1-1国外筛机大型化情况国家（或公司）宽(m)长(m)筛分面积(m2)德国筛子技术公司5.51050德国申克公司48.534德国洪堡特和韦达克公司4.56.7530日本神户制钢所8美国3.77.327日本川崎重工41248另一方面，随着人们对筛分过程认识的深入，冲破了传统方法的框框，提出了新的筛分原理。1951年瑞典人弗雷德里克.摩根生用统计学方法分析研究了物料在筛面上进行筛分过程，致使摩根生筛分机(概率筛)的问世。概率筛和普通振动筛基本结构是一样的，也由筛箱、激振器和支承(吊挂)装置三个部分组成，但结构又具有层数多、倾角大、筛孔大和筛面短四大特点。概率筛的筛箱由筛框和36个筛面组成，筛框使用钢板和型钢焊接或铆接得多边形箱体。筛面装设在筛框上。每个筛框上可安装数个倾斜筛面，目前，多数概率筛装有二层或五层筛面。各层筛面的坡度，自上而下递增，采用大的筛面倾角。最上层筛面倾角为003015，并以最上层倾角为准，以下各层按0064递增。最上层筛面的筛孔直径最大，其他筛孔直径自上而下递减。一般最上层筛面筛孔直径要比分离粒度大1050倍；最下一层筛面的筛孔直径至少也是分离粒度的1.52倍；中间各层筛面的筛孔，可在最上和最下两种筛孔之间酌情选取。概率筛采用惯性激振器驱动。1965年法国人E.布尔雷斯研究细粉物料的筛分，提出了“薄层筛分法“。也就是筛面上物料的厚度与分离粒度的比值不超过1:12:1的范围。随之出现了用电磁激振器直接激振筛面的细筛筛分机。在处理中、细粒高水分或粘土性物料时，筛孔易被物料堵塞，严重影响了筛分机生产能力和筛分效率。为解决这个问题。某些国家在筛分机的结构和筛面上进行了创新。“振动筛面筛”就是一种除筛框振动外，筛面还进行第二次振动的筛分机械。“冲击网眼筛”是把筛面安装在一个塑料框架上，在塑料框架与传动框架相对运动的过程中，周期性地接受传动框架对它的冲击振动。该筛子在处理300mm湿的原煤时处理能力可达275t/h,整个筛分过程未发现堵塞筛孔现象。还有一种驰张筛，他是利用弹性橡胶材质的特性，制成一种以500800次/min频率进行反复弯曲和张紧的筛网，消除了湿的难筛物料对筛面的粘结。1.2.2国内振动筛概况我国煤炭资源丰富，储量多，品种齐全。煤炭占我国能源的75以上，是当今和未来几十年内我国最主要的能源。随着我国煤炭采掘机械化程度的不断提高分煤含量加大，原煤水分增高，所生产的煤炭质量不断恶化。在我国提出的洁净煤生产战略中，煤炭洗选是龙头，因而发展煤炭的洗选加工业是目前提高煤炭质量的重要措施。我国筛分机械是在引进国外技术的基础上发展起来的。近20年来，我们对振动筛的研究取得了一些可喜的成果。筛子大型化已取得一些成就。在常规脱水、脱介筛方面，开发了新的干法筛分设备。在煤泥分级脱水方面，开发了曲面筛、高频振动筛和电磁振动细筛等产品；在筛面方面也取得了可喜成就，开发了聚氨酯、超高分聚乙烯等非金属筛面以及多层筛网。（1）国内筛分机械大型化70年代末，世界上筛子大型化发展停滞了，但中国筛机大型化未断。开发大型筛机已纳入重型矿山机械行业“九五”科技发展规划。目前，我国振动筛绝大多数(约90)集中在宽1.62.0m之间。而日本神户制钢所生产的振动筛筛宽2m以上产品占80以上，德国KHD公司生产的USK型和USL型振动筛筛宽1.6m以上约占80。近几年，随着工业的发展已有一些筛宽2.4m、3.0m产品问世。到现在，我国生产的筛机最宽为3.6m。已生产近30台。220m以上的有准格尔洗煤厂4台ZK3675，元宝山露天矿洗煤厂2台2ZKR3660，霍州矿务局李雅庄洗煤厂3台2ZKR3660，盘江矿务局盘北洗煤厂9台ZKR3660,鹤岗矿务局新一洗煤厂3台ZKR3660，平顶山田庄洗煤厂1台ZKB3675。该机87年进行工业性