毕业论文-zd1224型单轴直线振动筛的设计

（2009届）本科生业设计（论文）ZD1224型单轴直线振动筛的设计学院（部）机械工程学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名班级机设054学号指导教师姓名丁泽良职称教授最终评定成绩2009年6月摘要振动筛是一种适合潮湿细粒级难筛物料干法筛分的振动筛分机械设备，是目前国内处理难筛物料的振动筛分机械设备。ZD系列单轴振动筛适用于矿山、冶金、煤炭、建材等行业用于黑色、有色以及非金属矿山的辅助或独立筛分作业中等粒度物料的分级，具有运转平稳、工作可靠、结构简单、易损件少、筛网更换方便以及筛分效率高和筛分效果好等特点。本文首先介绍了振动筛的原理，简述了国内外振动筛的研究现状，分析了各种振动筛的特点，综合运用机械设计、制造等知识提出了新型ZD1224型单轴振动筛的设计思路。其次，讨论和确定了单轴振动筛的总体结构，并对其总体设计、主要零部件的计算、技术指标性能以及底座等部件进行了详细的分析和设计，对其主要零件进行了设计、分析和计算。最后，分析了振动筛还可以改进优化的地方。关键词单轴式，直线，振动筛ABSTRACTVIBRATINGSCREENISALEVELSUITABLEFORWETFINEGRAINEDMATERIALSDIFFICULTTOSCREENVIBRATIONSIEVINGDRYSCREENINGMACHINERYANDEQUIPMENT,ISDIFFICULTTOSCREENMATERIALSHANDLINGVIBRATIONMECHANICALEQUIPMENTSCREENINGZDSERIESFORSINGLEAXISSHAKERMINING,METALLURGY,COAL,BUILDINGMATERIALSINDUSTRYFORBLACK,NONFERROUSMETALS,ASWELLASSUPPORTINGNONMETALLICMININGOPERATIONORANINDEPENDENTSCREENINGOFMIDDLESIZECLASSIFICATIONOFMATERIALSWITHASMOOTHRUNNING,RELIABLEOPERATION,SIMPLESTRUCTURE,LESSWEARINGPARTS,SCREENREPLACEMENT,ASWELLASTOFACILITATEEFFICIENTSCREENINGANDSCREENINGEFFECTIVEANDSOONTHISPAPERFIRSTINTRODUCESTHEPRINCIPLEOFTHEVIBRATINGSCREEN,VIBRATINGSCREENATHOMEANDABROADONRESEARCH,ANALYSISOFTHECHARACTERISTICSOFVARIOUSVIBRATINGSCREEN,THEINTEGRATEDUSEOFMECHANICALDESIGN,MANUFACTURING,ANDOTHERKNOWLEDGETOANEWSINGLEAXISSHAKERZD1224TYPEOFDESIGNIDEASSECONDLY,THEDISCUSSIONANDDETERMINATIONOFTHESINGLEAXISSHAKEROFTHEOVERALLSTRUCTUREANDITSOVERALLDESIGN,THECALCULATIONOFTHEMAINCOMPONENTS,TECHNICALINDICATORSSUCHASPERFORMANCE,ANDTHEBASECOMPONENTSOFTHEDETAILEDANALYSISANDDESIGN,ITSMAINCOMPONENTSFORTHEDESIGN,ANALYSISANDCALCULATIONFINALLY,THEANALYSISOFTHEVIBRATINGSCREENCANALSOBEOPTIMIZEDTOIMPROVETHEPLACEKEYWORDSUNIAXIALTYPE，LINEAR，VIBRATINGSCREEN目录第1章绪论111振动筛的原理112振动筛的研究现状及发展趋势213振动筛的特点及今后研究的内容4第2章总体方案的确定621设计任务分析622总体方案的设计7221机架支撑方案设计7222传动方案的设计9223电动机的选用1123设计内容分析1124总体结构简图12第3章主要零部件的设计和计算1331筛面的设计和选择13311筛面的功用及结构特点13312筛面的分类及加工要求13313筛网的设计1532筛箱的设计15321筛箱材料的选择和结构设计1533振动器的设计18331偏心块的设计19332轴的设计20333轴承的选用和设计2234弹簧的选用2335底座的设计27第4章其它主要零件的校核2941轴的校核2942调心滚子轴承的校核3143键的校核3244电动机功率的校核33结论34参考文献35致谢36附录1设计图纸附录2英文原文附录3英文翻译第1章绪论11振动筛的原理振动筛是一种适合潮湿细粒级难筛物料干法筛分的振动筛分机械设备，是目前国内处理难筛物料的振动筛分机械设备。振动筛具有大振幅、大振动强度、较低频率和弹性筛面的工艺特点1。工作过程中始终保持最大的开孔率，从而筛分效率高、处理能力大，筛板更换方便，降低了成本。振动筛超大筛面和大处理能力可满足现场的生产需要。振动筛筛子的结构采用多段筛面振动而筛箱和机架不参与振动的运动方式，使筛子实现了大型化。筛分是利用多孔工作面将颗粒大小不同的混合物进行分级的作业。利用筛粉可以把物料加工成成品（独立的筛分）；也可以为下道工序作准备（预备筛分）；可以为破碎作业服务（辅助筛分）；也可以脱水、脱泥、脱介。筛分机械的种类很多。在工业上，一般是根据其运动特征进行分类的。根据这种分类方法，筛分机械主要可分为以下五种固定筛、滚轴筛、摇动筛、振动筛和圆筒筛。在选煤厂的生产系统中，很多作业需要筛分机去完成。例如煤的准备筛分、检查筛分以及煤的脱水、脱泥、脱介质等。由于使用范围广，所以目前我国煤用筛分机的类型几乎包括了上述全部形式。振动筛工作时，两电机同步反向旋转使激振器产生反向激振力，迫使筛体带动筛网做纵向运动，使其上的物料受激振力而周期性向前抛出一个射程，从而完成物料筛分作业。适宜采石场筛分砂石料，也可供选煤、选矿、建材、电力及化工等行业作产品分级用。振动筛的工作特点1采用块偏心作为激振力，激振力强。筛子横梁与筛箱采用高强度螺栓，结构简单，维修方便快捷；采用轮胎联轴器，柔性连接，运转平稳；采用小振幅，高频率，大倾角结构，使该机筛分效率高、处理最大、寿命长、电耗低、噪音小。振动筛的分类振动筛分设备按重量用途可分为矿用振动筛，轻型精细振动筛，实验振筛机。矿用振动筛可分为高效重型筛，自定中心振动筛，椭圆振动筛，脱水筛，圆振筛，香蕉筛，直线振动筛等。轻型精细振动筛可分为旋振筛，直线筛，直排筛，超声波振动筛，过滤筛等可参考振动筛系列。实验振动筛拍击筛，顶击式振筛机，标准检验筛，电动振筛机等请参考实验设备。ZD系列单轴振动筛1ZD系列单轴振动筛适用于矿山、冶金、煤炭、建材等行业用于黑色、有色以及非金属矿山的辅助或独立筛分作业中等粒度物料的分级，具有运转平稳、工作可靠、结构简单、易损件少、筛网更换方便以及筛分效率高和筛分效果好等特点。12振动筛的研究现状及发展趋势筛分是矿物加工工程的重要组成部分，在煤炭、冶金、化工、建材等部门广泛应用。潮湿细粒级粘性物料的干法筛分是当今国内外研究筛分技术的难点，是筛分作业中急需解决的重大课题。我国煤炭筛分作业中,尚不能有效进行6MM潮湿细粒级粘性物料的筛分，煤炭的深度筛分难度很大。由于采煤机械化程度的提高,煤粉量增加，加上环保要求的洒水除尘，使得井下原煤水分迅速提高，有些矿区原煤水分已达1214，造成井下原煤又湿又粘。这都给选煤厂和筛选厂的筛分作业带来极大困难，用普通筛分方法即使是以13MM分级也有相当难度2。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对目前应用的振动筛的机械动力学、振动机理、筛分理论、特别是噪声控制方面的研究加以综述，并对振动筛的研究发展趋势提出自己的看法3。1、振动筛机械动力学34振动筛机械系统的振动特性和动力学参数对筛分工艺有重要影响,近十几年来振动筛的研制已取得了长足的进步。（1）振动筛力学模型振动筛按机械系统结构的力学原理，主要分为单质体和双质体两大类。对以往工程中常用的振动筛，大都采用单质体集中质量力学模型对有二次隔振功能的振动筛和弹性连杆式振动筛，通常采用双质体集中质量力学模型。在研究振动筛摆振问题时，需要考虑振动筛几何尺寸和质量分布，从而采用连续体力学模型。目前已有的研究，一般采用刚性平板力学模型进行解析求解,研究振动筛结构强度、刚度和各阶固有模态时，也采用连续体力学模型对于大型振动筛结构的弹性体力学模型，目前大都采用离散化数值方法，例如有限元模态分析法。（2）振动筛的减振振动筛减振问题主要涉及基础减振和起动停车通过共振区减振。基础减振主要是限制振动筛隔振弹簧传递给基础的动负荷，一般方法是合理选用隔振弹簧的动力参数。通过共振区减振，主要是限制共振振幅,方法是电机反转消振、橡胶缓冲垫减振、无扰力机械消振、阻尼器消振、简易压板摩擦消振、浮动偏心块消振、摩擦阻力矩消振及合理选用隔振弹簧等。例如复合弹簧进行特殊设计后，振动筛正常筛分作业时它将只提供较小的阻尼和动刚度，动态特性呈线性微硬。振动筛通过共振区时，由于橡胶处于剪切和挤压复杂应力动态，弹簧将提供很大的阻尼和动刚度,动态特性呈硬特性，将有效地抑制振动筛共振振幅和共振动载荷。国外也有采用，空气弹簧来进行减振的，但推广比较困难。大型振动筛一般较多地采用双层隔振，因为单层隔振系统具有明显的缺点当转速低时隔振器刚度必须很小，这就导致振动筛系统过分柔软，稳定性差。单层隔振系统振动频率在几百以上、中、高频区由于隔振器内部产生HZ驻波效应，实际隔振效果只有1020DB之间，往往不尽如人意在双层隔振系统中，当激振频率大于二次谐振频率后，传递率是以1/4衰减的，而一般单层隔振则仅以1/2衰减。因此，即使采用刚性大的双层隔振系统代替柔软的单层隔振系统,仍然可以得到较好的隔振效果，从而避免单层隔振系统稳定性差的缺点。从发展的趋势看，是利用继电器控制和单板计算机控制共振振幅，用继电器控制虽然减振效果好，但线路复杂，调试困难，线圈容易出现故障，所以目前应用受到制。如果用单板计算机控制，实验表明可以限制共振振幅为正常工作时振幅的15倍以内。（3）振动筛激振器目前对于惯性激振器的研究，主要集中在结构型式和安装方式方面，偏心轴激振器安装调整方便，可以不用刚度强度较大的横梁，但造价较高，且偏心矩不可调整。目前多采用箱式激振器，采用相对位置可调的扇形偏心块，可实现激振力大小的调整，从而达到振幅可调的目的，但需要增加强度较大的横梁。目前国内外的发展趋势是采用激振电机，但由于激振电机与筛箱一起振动，所以要求电机具有较高的耐振性能。目前不论采用何种激振器，都不能减轻侧板的动应力，以侧板疲劳裂纹是国内外研究人员至今无法解决的难题。2、振动筛噪声分析与控制4振动筛正常筛分作业时噪声一般高于90DBA，超过环境噪声卫生标准85DBA和行业标准ZBD9500187规定的90DBA，严重影响了工人的身心健康,所以引起人们的重视，王洪等在这方面进行过研究，研究表明振动筛主噪声源有轴承、筛底、侧板和齿轮传动等。并提出一些改进控制措施。研究成果有在侧板上粘贴阻尼、涂阻尼浆或采用约束阻尼层；用金属框架取代侧板；采用橡胶筛底、聚氨脂筛底或包胶筛条；在偏心轴上设置减振器或加平衡质量块；在轴承外圈与轴承座之间设置橡胶或聚氨脂垫层；用柔性幅板齿轮取代金属齿轮等。值得指出的是轴承是振动筛较难控制的主要振动源和主要噪声源，由于振动筛是靠很大的激励力来维持工作的,所以轴承所承受的径向力很大，如果润滑不良，就会产生较大的摩擦使轴承温升过高,热膨胀过大,使径向间隙显著减小，从而又加剧了摩损温升进一步提高。为此振动筛现在一般采用大游隙轴承，例如3G3624轴承然而由于径向间隙较大，降低了轴承系。统的径向固有频率，同时也增大了滚动体受扰后发生径向跳动的可能性及其在跳动中冲击套圈的能量，从而加大了高频部分的振动值，产生强烈的高频噪声。理论与实验分析表明采用空心轴承具有较好的降噪效果。3、振动筛筛分理论1科学有效的筛分方法，能提高振动筛筛分效率和生产能力,在这方面的研究工作主要有两个方面1物料在筛面上运动的理论模型建立准确实用的物料筛分理论，对合理选择振动筛的动力学和运动学参数至关重要，物料在筛面上运动比较有代表性的理论有单颗粒物料在筛面上的跳动模型理论；物料群在筛面上的碰撞模型理论；物料群振动理论和单元层理论。2物料在筛面上的运动分析物料在筛面上的运动分析方法一般有两种，一种是以单颗粒跳动理论为依据，求得物料理论平均速度的运动学参数，然后根据实验结果引入物料群相互影响系数加以修；一种是采用碰撞理论,提出物料群运动学参数。为了防止物料堵塞筛孔，人们也进行了不懈的研究。13振动筛的特点及今后研究内容振动筛是一种适合潮湿细粒级难筛物料干法筛分的振动筛分机械设备，是目前国内处理难筛物料的振动筛分机械设备。ZD系列单轴振动筛适用于矿山、冶金、煤炭、建材等行业用于黑色、有色以及非金属矿山的辅助或独立筛分作业中等粒度物料的分级，具有运转平稳、工作可靠、结构简单、易损件少、筛网更换方便以及筛分效率高和筛分效果好等特点。针对振动筛目前所存在的强度低、使用寿命短、噪声大、共振振幅大、工作动负荷大、轴承温升大等问题3，多年来国内外研究人员一直在进行研究，但却没有从根本上得到解决，为降低噪声，采取在侧板上加阻尼或约束阻尼板等，这样处理造价昂贵，实际应用的不多，为抑制共振，采用橡胶弹簧。使共振有了明显的抑制，但由于橡胶弹簧的高阻尼，散热性能差从较大压缩量使横问题稳定性能差，引起了振动筛能耗大、弹簧寿命低及振动筛产生了较大的横向摆动，所以实际上应用橡胶弹簧的不多，大多采用阻尼消振装置，这又使振动筛结构复杂，造价提高。对于工作动负荷问题，更是无法解决，如果采取两次隔振系统，又引起高的造价。再者，如何提高振动筛的筛分效率也是今后的研究内容。如何从根本上消除或减少振动筛所存在的这些问题，应该是今后振动筛研究的主要内容。第2章总体方案的确定21设计任务分析1、设计要求ZD1224型单轴振动筛的设计应达到如下技术要求1能对所选定的矿物物料进行有效的分级；2具有运转平稳、工作可靠结构简单、易损件少、筛网更换方便以及筛分效率高和筛分效果好；3设备操作简单，维护方便；4主要技术指标筛面尺寸长度2400MM，宽度1220MM；筛面层数1层；筛面倾角1525；振动频率161HZ；双振幅07MM；电机功率及转速4KW，1440R/MIN。2、任务分析该课题要求我们设计一款单轴直线振动筛，该机主要适应于矿山、冶金、煤炭、建材等行业用于黑色、有色以及非金属矿山的辅助或独立筛分作业中等粒度物料的分级，该机的自动化程度较高，效率高、结构简单；该机价格便宜、经济实惠，而且占地面积小。综上所述，该设计题目的完成需要解决以下几个主要的问题1确定何种总体结构方案，以达到结构简单轻巧、满足加工条件而效率高的目的。2如何设计底座及机身部分，使它们能承受必要的重量，工作时能保持整个机器的平衡,使振动筛能平稳的工作。3如何使筛箱的重量较轻，节省用料，选择适宜的偏心块使振动筛达到预期的振动振幅。4激振力的计算及其参数的计算和选择。22总体方案的设计221机架支撑方案设计单轴直线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。单轴直线振动筛全靠一根回转轴激振，所以和其他筛分机比较，结构特别简单，造价低，维修工作量少。单轴振动筛适用于粗粒级的筛分。在选煤厂中，多用于手选前的块煤准备筛分，也用于煤炭的一般的分级筛分。而从一般的结构可以用不同的固定的方式将筛框进行固定，因此总体方案的设计主要就是总体布置和传动方案设计及一些参数的计算和设计5。现在总体布置设计如下两种方案方案一吊式振动筛，将振动筛用钢丝绳固定在空中，弹簧与筛箱联接在一起，利用激振器的振动使振动筛筛选。其方案图如下图所示。1吊挂钢丝绳2轴3筛网接煤处4内置弹簧的钢板盒5飞轮6筛网图21吊式振动筛简图1方案二吊式振动筛，将振动筛用钢丝绳固定在空中，减振弹簧与上支撑点联接在一起，利用激振器的振动使振动筛筛选。其方案图如下图所示。1吊挂钢丝绳2配重盘3改造后的筛网4内置弹簧的钢板盒5飞轮6筛网7轴8改造后的钢板盒图22吊式振动筛简图2方案三座式振动筛，利用机架支撑筛箱，并将机架用地脚螺钉固定在地基中，其方案图如下。1筛箱2支撑弹簧3振动器4电动机图23座式振动筛简图3方案一和方案二采用钢丝绳将振动筛固定在空中，其振动弹簧放在筛体两钢板外侧的钢板盒内，其中方案一的钢板盒与吊挂钢丝绳下端与吊挂钢丝绳下端直接固定，方案二则直接将吊挂钢丝绳下端与钢板盒固定，并将振动弹簧改到大仓顶板上的钢板盒内，然后与吊挂钢丝绳上端绳上端相连。比较方案一和方案二，将内置弹簧的钢板盒的位置改变使之能达到钢丝绳的使用寿命有一定程度的提高，但是还是没有在根本上问题，前两个方案主要存在的问题有筛体由4根钢丝绳固定在大仓顶板上，钢丝绳下端与筛体两侧钢板盒内的弹簧联接在一起。首先，安装、维修等不方便，这两种方案只是适用在特定的场合；其次，振动筛在工作过程中，由于吊挂钢丝绳下端摆幅大于上端，因而下端穿过钢板盒处容易摩擦而被割断，所以大约每月就得跟换一次吊挂钢丝，同时钢板盒内的尼龙垫磨损也相当的快。采用方案三的固结方式能够克服方案一、二中的产生的根本问题，采用落地式地脚螺钉固定，其比较简单实用，适用的场合较广，且耐用。综上所分析比较，选用方案三的总体支撑方案5。222传动方案的设计传动装置可以分两大类，第一种为非直接传动；第二种直接传动5。非直接传动电机经过一级减速（V带、链传动），再通过联轴器与振动器联接。如图24所示。1电动机2V带3轮胎联轴器4振动器5万向联轴器6筛面图24非直接传动振动筛简图直接传动电机通过联轴器直接驱动振动器。采用直接传动方案具有以下优点1能够减少传动部件，节省成本，（2）避免采用V带式传动，这样使得传动更加简便，更加有利于电机转速的选定。1电动机2万向联轴器3振动器4筛面图25直接传动振动筛简图经综合考虑，总传动方案选用直接传动。对于联轴器，有三种结构形式可选择，即万向联轴器、轮胎联轴器、橡胶板联轴器。1、万向联轴器1415由两个叉形接头，中间连接件和轴销、十字型块等组成。这种联轴器结构紧凑，维护方便，广泛应用于汽车、多头钻床等机器的传动系统中。小型十字轴式万向联轴器已标准化，设计时可以按标准选用。其具有优点承载能力高与其它型式的万向联轴器比较，在回转直径相同的条件下，能传递更大的扭矩，这对于回转直径受到严格限制的机械设备更为重要；传递效率高传递效率高达987999，用于大功率传动节能显著，可降低电耗515；传动平稳、噪音低用于轧机传动，可提高轧材质量，提高机器性能，改善操作者的劳动条件。一般噪声为3040DB（A）；结构合理，使用安全可靠，寿命长；许用倾角大，可达3545但是一般情况下用于成对的选用，因在两轴的径向距不一，这样能减少附加动载荷,主要用于交错轴之间的传动联接1。2、轮胎联轴器1415用橡胶或是橡胶织物制成轮胎状的弹性元件，两端用压板及螺钉分别压在两个半联轴器上。这种联轴器富有弹性，具有良好的消振能力，能有效地降低动载荷和补偿较大的轴向位移，而且绝缘性能好，运转时无噪声。缺点是径向尺寸较大；当转矩较大时，会因过大扭转变形而产生附加轴向载荷，主要用于较大的冲击载荷，正反转多变，起动频繁的传动轴系。3、橡胶板联轴器1415该联轴器由法兰、圆形平带、压板和螺栓等件组成。这种联轴器轴向尺寸较大，可用于两振动器的联接。结构简单，制作容易，维护方便，具有一定的弹性和补偿两轴相对位移的能力，但平衡精度不高，主要用于转速要求不高，对传动的缓冲性能要求不高的重载传动轴系的联接。根据成本、优缺点等情况，最后选用开式轮胎联轴器。223电动机的选用由前面的方案比较和联轴器的选用知道，该振动筛为座式结构，任务书要求电机功率4KW，转速1440R/MIN。联轴器选为轮胎式联轴器，能减少二级传动。使传动更加简单，同时也能减少电机的转速，故选用电机型号为Y132M16。该电机的额定功率为4KW，电机的同步转速为1000R/MIN，满载转速为960R/MIN，电机的市场参考价为823元。23设计内容分析通过对总体结构方案的对比之后，总体结构的支撑方案决定采用方案三，即采用座式振动筛。而总体传动方案选择轮胎联轴器。二种方案的结合能使得结构较简单，不需要二级传动15。通过总体结构示意图和上面的分析可以看出，该单轴直线振动筛的设计主要分为以下几个部分的设计1、筛箱的设计（包括主臂的设计）。它要实现的主要功能是仿形头能把样板的形状勾画出来，从而让割枪切割出与样板形状一致的零件。2、振动器（激动器）的设计，优点（1）在这种筛子的激振器中，产生激振力的不平衡重量分别布置在轴的中间和两个偏心块上。采用这样的结构，可以使轴的弯矩最小，因此，就有可能把轴的截面做得小些，重量轻点。同时，由于不平衡重量分布布置在两个不同的位置上，偏心块也可以做的小些，减少了用料。通过计算和调整偏心块的配重，可以改变筛子的激振力，从而达到变化筛子的振幅的目的；（2）轴采用自动调心的向心球面滚子轴承，并用锥形紧定衬套与轴相结合。使用紧定衬套与轴结合，则装卸较方便，在轴颈磨损后还可以通过紧定衬套进行调整；（3）激振器与筛箱轴承座用弹性锥形套联接；（4）激振器的密封方式是内侧采用一般的毛毡圈密封（由于轴承速度较高），外侧采用工作可靠的迷宫式密封。3、支持部件的设计。它的主要功能是支撑振动筛，保证整个机器工作时的平衡性和稳定性。4、底座部分的设计。它的主要功能是支撑和固定立柱，保证整个机器工作时的平衡性和稳定性。5、其它主要零件的设计及计算。24总体结构简图ZD1224型单轴直线振动筛的总装配结构简图如图所示，详图见附图。它主要由底座、筛箱、振动器、支撑部件、筛网、联轴器这几个零部件组成。底座用于在地基螺钉的固定；支撑部件（支架和电机支座）用于支撑筛箱和电机；支撑弹簧用于振幅的产生，振动器（激振器）为振动筛上较重要的部件，为振动筛的动力来源，使振动筛达到所要求的振动振幅。其他的辅助零件轮胎联轴器也是此振动的重要组成部件9。1筛箱2弹簧支座3振动器4电机5筛网6橡胶垫7出料口8基座图26ZD1224振动筛结构示意图第3章主要零部件的设计和计算31筛面的设计和选择311筛面的功用及结构特点筛面是筛子的主要工作部件。对筛面的基本要求是有足够的强度，最大的有效面积（筛孔总面积与整个筛面面积之比），筛孔不易堵塞，在物料运动是与筛孔相遇的机会较多。常用的筛面有筛板、筛网、条缝筛板和网状丝布四种，前两种主要用在煤炭的分级处理上，后两种用在洗煤厂的脱水、脱泥和脱介质中，正确地选用筛面，就能提高筛分的效果和工作的可靠性，从而发挥筛子应有的能力。为了保证筛面的工作可靠性，筛面固定的方法，也有很大的影响，这对金属丝或金属条所以制成的筛面表现的尤为突出。因为如果筛网的固定比较松弛，筛子振动时，筛网就要产生局部的抖动，使筛丝产生局部的绕曲，严重时要导致筛丝的断裂。通常钢丝只能承受12百万次的反复弯曲。312筛面的分类及加工要求筛面按材料及加工方法不同可以分为筛板、筛网、条缝筛板、网状丝布。1、筛板筛板是最牢固的一种筛面，主要用在大块物料的筛分上。根据一般选煤厂使用的经验，筛孔在25毫米以上的大块分级，应当采用筛板，这样筛面的寿命较长，对筛分效率都影响不大。筛板的开孔率一般为40左右。煤用筛筛板的材料一般采用和16MN、16MNCR等钢板，钢板厚度常用6毫米，SA根据工作条件的不同可以适当增厚或减薄，筛板的加工可以用钻孔或冲孔等方法。常用的筛孔形状是圆形，个别情况下也采用长方形。应用长方形筛孔时，其长边应与物料运动方向一致，而且只能用冲孔的加工方法加工方法。为了避免筛孔堵塞、可以将筛孔造成底部扩大的圆锥形，这样，筛孔由颗粒的入口到出口逐渐扩大，有利于物料的透筛。对冲孔的筛板来说，这种扩大在冲制过程中可以自然形成。在一般情况下，冲孔比钻孔简便，所以在有条件是，应采用冲孔方法。为了使筛板有足够的强度而且开孔率尽可能大，圆形筛孔几乎总是作菱形的排列。这样排列的筛板，其开孔率可以用下列计算7（3109052DSA开1）式中，开孔率，；开D筛孔直径，毫米；S筛孔间的最短距离，毫米，按照经验，S的大小可以用公式确定。90筛板一般是在筛面两侧用木楔压紧进行固定的。木楔遇水膨胀，可以把筛面压的很紧。这种方法简单可靠。为了防止中间部分发生松动，可用螺栓或V型螺栓压紧。2、编织筛网筛网的优点是开孔率达，可达总筛面就的70。但是与筛板比较，牢固性较差，使用寿命较短，所以一般只用在细粒度的分级上。在选煤厂往往用于筛孔小于13毫米的煤炭分级。筛网最常用的材质是低碳钢，它只适用于硬度较低的物料，我国许多矿用筛网采用钢，也有用铅丝筛网。如果物料硬度高，可采用高碳钢或合金钢。采用不锈钢0A和65MN钢丝造成的筛网，使用寿命能够延长几倍，虽然价格较高，但总的看来在经济上是有利的。筛网的筛孔绝大部分是方形，一般用编织而成。编织筛网的缺点是表面不可采用波纹状的筛丝。为了减少连接处的筛丝凸起，可以把此处筛丝压平，这样既可以减少物料沿筛面运动的阻力，也可以延长筛网的寿命，编织筛网的构造见图所示。纹编织筛网斜纹编织筛网图31编织筛网图3、条缝筛板条缝筛板广泛地应用在煤炭的脱水、脱泥和脱介质中。我国选煤厂用条缝筛板的材质有铜和不锈钢两种。不锈钢筛板比铜筛板价格高23倍，但是它的强度大、耐磨，使用寿命比铜筛板高23倍，脱水和脱介质的效果也比较好。但是也要综合考虑成本和经济效率等综合因素的影响。4、网状丝布网状丝布一般用于煤泥脱水，它类似编织的粗布，开孔率可达4050。网状丝布的种类很多，常用的材质有不锈钢、紫铜、黄铜和尼龙等。丝布的材质对其使用寿命影响很大，当用作煤泥或末精煤脱水时，铜丝布大约只能用两个月，而不锈钢和尼龙丝布的强度较大、耐磨，使用的寿命比铜丝丝布高约三倍。313筛网的设计根据所筛选的物料煤炭的特性，ZD1224型单轴直线振动筛用于煤的准备筛分，筛分机的生产能力和原料性质、筛分条件及对筛分精度的要求都有关系。振动筛生产能力的计算虽然有不少试验公式，但由于筛分过程的影响因素很多，生产上还是以类似条件下的单位面积生产率来计算1。根据筛子的单位面积生产率，可用下式计算筛子的生产能力7（32）FQQHT/式中，Q振动筛的处理能力；筛面工作面积，即B为筛面的宽度，为筛面长度。一般2MBLF筛面的长度是一定的，筛分机的处理能力主要是由筛面宽度来调节；单位处理量。Q2/HT查表5得单位处理量为40502/T计算得约为288F2TQ/145082筛网采用冲孔筛板，筛孔尺寸为，筛板厚度7毫米。由（32）得M40369659922DSA开筛网的结构如图32所示，筛网的强度校核（略）。32筛箱的设计321筛箱材料的选择和结构设计筛箱是筛子的承载部件和参振部件，由筛框及固定在它上面的筛面组成。典型的振动筛的筛框结构。它是由侧板、后挡板、下横梁和上横梁组合而成。侧板是用钢板制成，利用横梁将两块侧板联接起来，使筛框成整体结构。为了加强侧板的刚度，在适当部位铆接角钢以补强。下横梁采用无缝钢管或槽钢，上横梁采用无缝钢管。图32筛网图由于筛子是在高频振动下工作，筛框不仅承受筛分物料的重量，而且还要承受很大的振动力。因此，筛框的结果要牢固，不但要有足够的强度，还要有足够的整体刚度，使筛框不致因发生变形而损坏。对于大面积的振动筛，这个问题尤为重要。侧板和横梁式筛框的主要受力构件。由于筛箱是借助侧板支承或吊挂在机架上，所以侧板承受物料和筛箱的重量，并将激振力传递到筛框的各个部分。侧板一般用616MM的钢板和角钢组合而成。横梁承受筛板和物料的重量级它在工作中的惯性力。横梁可以采用槽钢、工字钢、无缝钢管、箱形梁和压型梁等几种。采用钢管做横梁，由于他在各个方向的惯性矩相同，所以受力状态较好，它特别适用于做圆形运动的筛箱。但是，由于钢管在与侧板铆接时比较困难，所以其使用受到了一定的限制。箱横梁一般是由两根槽钢对接而成，它有利于承受两个方向的力量，所以目前一些大面积的筛箱经常采用。压型梁永钢板热压而成，可以制成所要求的形状，在两的转角处要呈圆角，避免受力后产生的应力集中，它也用在受力较大的大面积筛箱上。应当注意，由于梁的弯矩个长度平方成正比，所以从强度观点来看，筛箱的宽度不宜过大，目前一般筛箱的宽度，很少大于25米7。筛箱的刚度是指它抵抗变形的能力。在筛子工作时，筛框受振动产生的高频惯性力可使局部构件发生动力变形，这种变形往往是横梁或侧板断裂的一个重要原因。所以，加强筛框结构的刚度、特别是连接部件的刚度是个重要的问题。在横梁间设置纵向小梁、横梁上铺设筛板、横梁与侧板相接处采用较大的弯钢以代替角钢等都是提高筛箱整体刚度的有效措施。筛框结构常用的连接方式有铆接和焊接两种。铆接结构施工简便，但是由于焊缝复杂、内应力开裂甚至造成构件的断裂1213。实践表明，铆接结构的筛框，其损坏一般比焊接结构要少一些。根据两种连接方法的特点，对于振动强度较小的小型筛箱（长度小于4M），可以考虑焊接，大型筛箱最好采用铆接，或者采用铆焊联合联接，即重要的地方（如横梁与侧板的连接）用铆接，次要的地方采用焊接。对于ZD1224型单轴直线振动筛，其属于小型振动筛，振动的强度较小，所以采用焊接处理，其筛网的型号尺寸为，筛面的面积为288，均分为M24012M4小块（），用角钢焊接成框架并将筛网焊接在其上不，其部件结构图M6012如附图所示，其中侧板为Q235钢板，厚度为7MM。筛箱的底侧用六根直径48MM内径41MM的空心圆钢管焊接而成，满足了强度要求，而且能节省用材。筛箱重心计算及振动器位置的选择1、鉴于振动筛筛箱的对称性，重心可以垂直于筛面的纵平面进行计算，筛宽方面的重心即在筛箱宽度的中间；2、平面坐标系原点的选择尽量与设计基准一致，一般选在筛箱侧板的左下角。重心的计算7IWXM（3IY3）式中，第个构件的重量，；IIKG个构件重量的总和，；IW、第个构件的重心坐标，。IXIYIM实际重心可根据物料分布特性作适当的调整。但是由于物料的性质和筛箱的制造等方面存在的问题，特别是由于筛上物料性质不稳定使得重心难以按照上面的公式进行计算，所以要进行简化处理，根据以往经验筛箱的重心位于筛子的几何重心往进料口方向平移约200300MM。具体位置如零件图所示。筛网的固定筛网用螺栓固定在所加肋板上，在其下垫一层橡胶。防止振动便于固定。在筛箱的两侧的适当部位分别加角钢以提高筛箱的强度和刚度。33振动器的设计振动器，又叫“激振器”，是单轴振动筛的主要转到部件，筛子的激振力由它产生，单轴振动筛一般选用简式振动器，其构造简图如图33所示。在振动器中装有偏心轴或是采用直轴加偏心块。根据经验公式，振动器的位置通常在距筛箱进料口约200300MM处。1偏心块2套筒3轴承盖4油杯5轴承座6轴承7轴8密封圈图33振动器简图与箱式振动筛比较，简式振动器具有以下优点（1）高度小、质量轻。由于简式振动器安装在筛箱上，不必采用结构笨重的工字横梁，所以整个筛箱的高度较小，重心降低，质量减轻，增加了座式筛子工作中的稳定性。（2）激振力相当于沿整个筛宽的均布载荷，安装精度较易保证，其误差对筛箱各点振幅影响较小。（3）偏心块的加工制造较方便。（4）方便布置传动的电动机。在振动器的设计中主要是对轴、偏心块进行设计，对轴承进行选型和校核，其他的一些部件像套筒、加固法兰、加油杯等标准件按要求选用。在此不作详细的计算。331偏心块的设计偏心块的作用，改变可调不平衡重块的位置，可调整激振器离心惯性力的大小，激振器直接安装在筛箱两个侧壁上，简化筛箱的结构，并改善其受力状况。是振动器上较为重要的部分。参振质量5，KG；654321MM（34）式中，筛箱质量，KG；1振动器质量，KG；2支撑装置上弹簧座总质量，KG；3联轴器及其罩的质量，KG；4物料质量，KG；5M；IWHBLF物料结合系数，取02；F筛面的长度，M；各层筛面上料层平均厚度的总和，M；I其它参振质量，KG。6；KGM28371；0；543；K4；G5。KGM6054321单轴振动筛的振幅为5（32KMRA5）如果忽略弹簧的影响，则公式可以简化成（36），即（37），NMRAMNMRA利用这个公式可以计算单轴振动筛的不平衡重量及其回转半径。由前面的计算知，振动筛的振幅为07MM，参振质量。取振幅为KG60，取可以计算得；在此情况下可以MA70MA43R2418对偏心块进行设计，其结构简图如图34所示。根据实际生产中对振幅的要求，可在偏心块上增加或减少配重块的数量，从而达到改变振幅的目的。偏心块重约为9KG回转半径为120MM通过增加配重块能使偏心块的重心下移。ZW图34偏心块简图若要增加振幅，可在偏心块上增加配重块，每块重为092KG。GW图35偏心块简图332轴的设计轴的结构决定于受载情况，轴上零件的布置和固定方式，轴承的类型和尺寸，轴的毛坯、制造和装配工艺及安装、运输等条件。轴的结构应是尽量减少应力集中，受力合理，有良好工艺性，并使轴上零件定位可靠，装拆方便。对于要求刚度打的轴，还应在结构上考虑减少轴的变形。由于影响轴的结构因素很多，故轴不可能有标准的结构形式，必须根据情况具体分析比较，确定方案9。轴上零件的固定，零件与轴的固定或联接方式，随零件的作用而异。一般情况下，为了保证零件在轴上具有固定的工作位置，需从轴向和周向加以固定。采用合理结构措施提高轴的疲劳强度，轴的破坏多少属于疲劳破坏。在轴的截面变化处（如轴肩、键槽、环槽等），会产生应力集中，轴的疲劳破坏往往在此产生。因此在轴的结构设计中，应力要降低集中。提高轴的表面质量也是提高轴的疲劳强度的有力措施，因为轴的表面工作应力最大。在结构上为了保证轴的疲劳强度，轴肩出的过渡圆角半径不应过小。提高轴的表面质量包括降低轴的表面粗糙度，对轴表面进行处理，如热处理，机械处理和化学处理等，都能达到提高轴的疲劳强度的目的。由电机选型得知电机为Y132M16，额定功率为4KW，电机输出轴的直径为38MM,饶性联轴器的效率为098（机械设计手册查得），在经过轴的联接后其转速约为960R/MIN。电机轴的直径为。M381、初步估计轴的最小直径9按扭矩初步估算轴颈A、估算轴径选择轴的材料为45钢，经过调质处理，由表2611查得材料的机械性能数据为9MPAESB510273650根据表2631公式初步计算轴径，由于材料为45钢，由表2632选取，18A则得（3MNAD31964833MI8）考虑到轴做高速运动，且载荷激振力受力较大，故依据经验公式,取轴的大端直径为50MM。B、选择联轴器考虑动载荷及过载，取联轴器工作情况系数K15（根据联轴器选取），则联轴器技术转矩9MNKTE7595968796014514根据工作要求选择开式轮胎联轴器，由轴径D50MM和选取联轴器的型号为ETUL8，其允许最大转矩。MNTE7592、轴的结构设计要确定轴的具体结构，必须充分考虑所有安装在轴上零件的结构尺寸。根据轴承的受力情况，选取调心滚子轴承，该系列轴承的滚道呈球面形，能适应两滚道轴心线间的角偏差及角运动的轴承。初选轴承为53613，其宽度。根据结构要求，MB48为了便于轴承的装配，取轴承处的直径为，查轴承的技术参数得在此处的D651轴长为，装套筒的轴径为，此处的长度为。依次类推，当轴M46M015上所有零件尺寸确定后，轴的结构也就基本确定了。图36为轴的结构简图。图36轴简图333轴承的选用和设计轴承的选择，选择轴承时，首先是选择轴承的类型。根据工况要求选用调心滚子轴承，该类轴承在球面滚道外圈与双滚道内圈之间装有球面滚子，按内部结构的不同，分为R、RH、RHA和SR四种型式。由于外圈滚道的圆弧中心与轴承中心一致，具有调心性能，因此可自动调整因轴或外壳的挠曲或不同心引起的轴心不正。可承受径向负荷与双向轴向负荷。特别是径向负荷能力大，适用于承受重负荷与冲击负荷。圆锥孔轴承通过使用紧固件或退卸套可使于轴上的装拆调心滚子轴承可承受较大的径向载荷，同时也能承受一定的轴向载荷。该类轴承外圈滚道是球面形，故具有调心性能，当轴受力弯曲或倾斜而使内圈中心线与外圈中心线相对倾斜不超过125时，轴承仍能工作919。在受力情况下，滚子轴承要优于球轴承，所以选用调心滚子轴承。根据振动器选择轴承为大游隙调心滚子轴承，在此只对轴承进行计算和选择，对轴承座等在此不作详尽的设计计算。轴承选择为调心滚子轴承2231319。其相关参数为（1）基本尺寸；65D140D8B12MINR（2）安装尺寸；MA7INDAXAI（3）计算系数；39E1Y6270Y（4）额定动负载荷KNCR8（5）额定静载荷250（6）极限转速油润滑3200R/MIN脂润滑2400R/MIN。34弹簧的选用弹簧是一种弹性元件，它可以在载荷作用下产生较大的弹性变形。弹簧在各类机械中应用十分广泛，主要用于1）控制机构的运动，如制动器、离合器中的控制弹簧，内燃机气缸的阀门弹簧等；2）减振和缓冲，如汽车、火车车厢下的减振弹簧，以及各种缓冲器用的弹簧等；3）储存及输出能量，如钟表弹簧、枪闩弹簧；4）测量力的大小，如测力器和弹簧秤中的弹簧等。按照所承受的载荷不同，弹簧可以分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等四种917。螺旋弹簧是用弹簧丝卷制成的，由于制造简便，所以应用最广。在一般机械中，最为常用的是圆柱螺旋弹簧。所以在此选用圆柱螺旋压缩弹簧。根据筛箱的设计，可以近似的计算出筛箱的重量约为38728KG参振质量5，KG；654321MM（39）式中，筛箱质量，KG；1M振动器质量，KG；2支撑装置上弹簧座总质量，KG；3联轴器及其罩的质量，KG；4物料质量，KG；5；IWHBLF物料结合系数，取02；筛面的长度，M；各层筛面上料层平均厚度的总和，M；I其它参振质量，KG。6M经计算得；KG28371；0；543；KGM413。50。KGM60543211调整螺栓2法兰3弹簧座4螺旋弹簧5橡胶座6橡胶体7筛箱侧板8套筒图37支撑弹簧简图振动筛上选用的弹簧如图所示，在实际设计时应考虑问题支撑弹簧可以用橡胶弹簧或螺旋弹簧。亦可用复合弹簧，一般在支撑装置中还设计有摩擦阻尼器，但是鉴于橡胶弹簧和复合弹簧的橡胶内阻较大，对过共振区时的振幅有一定的限制作用，所以可以不设计阻尼器和其他的限制装置。只需对圆柱螺旋压缩弹簧进行计算考虑。弹簧要求在一般的载荷条件下工作，并要求中径约为95MM，外径约为110MM，弹簧的伸缩量约为07MM，且所加载荷为筛箱质量、振动器质量、物料质量。其中，、。KGM28371KG782由式（32）知知，计算得单位时间处理量为。HTFQQ/145SKG/40为尽量简化且精确计算，取0根据设计的偏心块，可以算出激振力的大小，（3FRM2010）式中，激振力，；0FN偏心块重量，；MKG偏心块回转半径，。RM代入数据得，且，R908620NF47601；且。取。NMF14365102NMF3826510313RAM4图38支撑弹簧受力压缩简图由上可以计算得，。NF538642MAXNF59643MINM1、弹簧的许用应力弹簧的许用应力应根据工作条件料来确定。因弹簧在一般的载荷条件下工作，可以按第类弹簧来考虑。现选用硅锰弹簧钢（）级。根据MNSI260，估取弹簧钢丝直径为16MM。D16952由表16314暂选许用弯曲应力，则根据表16214可知PAB157许用切应力。28082、弹簧丝直径根据强度条件计算来确定弹簧丝的直径。现取旋绕比C6，则由文献14中式（164）得25160461504CK根据式（1610）得MKFD7512683MAX1改取，查得14不变，故不变。6B取，计算得。MD959351C2531于是，。MD1236289531561上值与原来的估计值相近，取弹簧钢丝标准直径为，此时D95MM，D6为标准值，则。所得尺寸与题中的限制条件相D02符，合适。3、弹簧的圈数N根据刚度条件，来计算弹簧的圈数N。由式文献14中（169）得弹簧钢度MNFFK/526/59638MINAX12MINAX由文献14中表162，取，则弹簧的圈数为MPAG20N6475980334FKDGDN取圈。此时弹簧的刚度为MNKF/502/8564、校核（1）弹簧初拉力NKF107650235861MIN0初应力按文献14中式（168），得MPADDK91697283300按照文献14中图169，当C5935时，初应力的推荐值为65185MPA，故0此初应力值合适。（2）极限工作应力LIM取，则B560LIMMPA28791LI（3）极限工作载荷NDKDF190225398643LIMLI5、结构设计选定两端端部形式，并计算出全部尺寸（从略）。35底座的设计1、底座的功用底座主要用来支撑整个机器，保持整个机器工作时的稳定性和平衡性。一般机器底座的技术要求都不是很高，大多数尺寸都是自由公差。ZD1224型单轴直线振动筛用为座式，其用地脚螺钉固结在混凝土中。混凝土有良好的抗压强度、防锈、吸振，它的内阻尼是钢的15倍、铸铁的5倍。2、底座材料的选择底座材料有如下两种方案选择方案一、采用铸铁机架，牌号为HT150。灰铸铁来源广，价格低，它的铸造性能好，工艺简单；铸造应力小，不需人工时效；有一定的机械强度及良好的减振性910。方案二、采用焊接机架，即采用型钢结构（角钢和槽钢焊接而成），焊接机架具有强度高、刚度大等优点，对于同一结构，其强度为铸铁的25倍，而且比铸件毛坯轻30，生产周期短、能适应市场竞争的需要；结构设计灵活、壁厚可以相差很大，并且可以根据工况需要不同部位选用；用于小批量的大、中型机架910。此振动筛为单件小批量生产，如果采用铸铁机架，制作模具较为复杂，而且设计时较困难。根据以往经验，采用槽钢和角钢焊接机架，能节省生产成本。3、焊接时应注意（1）材料的可焊性。可焊性差的材料会造成焊接困难，使焊缝可靠性降低。一般碳含量025的碳钢（如Q235A，20及25钢）和碳含量02的低合金钢可焊性良好。（2）合理布置焊缝。1）焊缝应位于低应力