ZG型振动给料机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 摘要 振动机械广泛应用于各类工业部门中，特别是矿山工业中，物料的给料、输送、筛分、脱水、脱介和破碎、磨碎等作业，都可使用振动机械。振动给料机在生产流程中，可把块状、颗粒状物料从贮料仓中均匀、连续地给到受料设备中去。 适用于自动配料 ,定量包装和自动控制 槽体和激振器 激振器采用的是双电机式激振器 ,以电机作为激振源 ,提供振动所需的激振力 . 这就保证了噪声低 ,耗电小 ,调节性能好 ,无冲料现象 破坏地基 ,需要用橡胶弹簧作为减振系统 与激振频率靠近 ,以实现双质体共振 运行可靠 ,调节安装方便 ,重量轻 ,体积小等特点 . 振动给料机的发展和提高在矿山采掘和生产加工工业发展中占有很重要的地位 ,新技术新产品的开发和应用 ,是一项非常重要的任务 . 关键词 振动给料机； 设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ in in in in It to It is of of is a as a of In to it as a By to to of It of of in of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 目 录 1 绪论 . 1 国振动给料设备的发展沿革 . 1 2 给料机的工作原理 . 4 3 承载构件的结构设计 . 6 载构件的型式 . 6 载构件的刚度 . 6 体主要尺寸的确定 . 7 动筛板的结构设计 . 8 4 工艺参数的选择 . 10 料机的长度及宽度 . 10 幅和频率 . 10 动电机激振力计算 . 11 料的平均速度 . 12 料机生产能力 . 12 用及改进 . 12 5 振动分析 . 14 动电机的振动给料机动力学分析 . 14 学模型分析 . 15 虑存在阻尼时的振动的分析 . 17 有频率与激振频率 . 19 6 振动给料机电机功率的计算 . 20 动给料机及振动筛启动过程分析 . 20 机功率的计算 . 22 7 强度校核 . 23 接校核 . 23 接介绍 . 23 接的质量检查 . 23 载荷作用下焊接的计算 . 23 变载荷作 用下的强度计算 . 24 胶弹簧 . 25 胶弹簧特性 . 25 8 变频器的调速方式及合理选择 . 26 8. 1 引言 . 26 频调速方式的确定 . 26 制方式的选择 . 28 频器的分类 . 29 频器的选择 . 29 . 29 . 29 择的变频器应满足的条件 . 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 频调速原理 . 30 频器的基本结构 . 30 . 30 频调速的基本原理 . 31 频调速的优点 . 33 9 系统的设计实现 . 34 编程控制器概述 . 34 . 34 要特点 . 36 统结构 . 37 统硬件实现 . 37 量选择及定方法振幅 . 37 . 38 结论 . 41 致谢 . 42 参考文献 . 43 附录 . 44 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 1 绪论 国振动给料设备的发展沿革 20世纪 50年代初，矿井用给料设备主要依赖机械式往复给料机。该机型结构简单，动力消耗较大，设备笨重。其原理是：由连杆及偏心轴传动，往复作业，处理量小，成间接堆式不均匀给料。但该机型维修量小、耐 用，布置所需高度低，对物料的粒度组成、外在水分等物理性质要求不严。已广泛用在各类矿井生产中。特别是煤矿井下，直到目前，对其在恶劣条件下的适用性仍给予好评。随着矿井机械化程度的提高，对 单屈臂改为双屈臂，给料量已增加到 1 000 000 t / h 。 60年代，随着生产技术的发展，相继出现了电磁振动给料机，并迅速得到广泛应用。原机械工业部相继在东北的辽阳、河南鹤壁和江苏海安设立 3家定点生产厂。该机型属于双质体共振钢型弹力振动，相对于 适应性更加广泛。由 于结构紧凑、质量轻、可无级调速以及适用 220 80v 不同等级电压与电耗少等特点，从而得到了推广。然而，由于该机型存在电磁铁振动时噪声大、振频高 (3 000 次 /振幅小 ( 1调整运量的振幅大小取决于 E 型电磁铁静块与动块间隙、板弹簧片数以及联接杆螺母松紧程度等原因，如果调节不当，间隙太大则电流增大 (长时间线圈铁芯会发热损坏 )，间隙过小造成振幅减少，致使用户深感生产管理不便。特别是在增加调速时，因噪声过大影响职工身心健康。为减少料仓直接作用在给料机上物料的垂直压力，配置料斗及导 料仓时要有一定的角度和高度 ;对水分大、结湿滞性物料，因其频率高、振幅小出现板结和不下料现象，使其局限于非防爆场合使用 ;因电磁铁怕水、怕潮、振动时会产生火花而导致瓦斯爆炸，对密度较大矿石的给料也不太适合 ;因振幅小对物料抛浮力小，其给料量也受到限制。 到了 70年代末至 80年代初，一种单质体以振动电机加偏心块离心力为振源的给料设备应运而生。该机型简单明快，自动调节同步运动，选用 4极电机、转数为 96050 转 /幅可达 4 2 使用中发现，该机型有先天缺陷 :振源为特殊电机。在偏心块作用下，对电机轴承的质量，密封程度要求过高，且成功保质功率为 2. 2需防爆，不但造价高，对其性能，亦非一般生产厂家能保证，而且价格昂贵 ;参振电机在振动槽上采用直接连接方式安装，轴承除承受正常径向力外，尚有较大的轴向力，严重影响电机寿命。在使用率较高的地方，常因轴承游隙过大或缺油造成电机扫膛而烧坏，使生产无法正常进行，频繁更换会给用户带来经济损失 ;电机直接参振的槽体，其两台电机开机需强制同步，会因振动使槽体破裂。在槽体载料过重或出现卡死情况下，电机强行启动易造成过流烧坏，剪断固定电机 螺栓，使电机掉下伤人。这些先天缺陷使强制同步型给料设备的应用受到很大限制。后来，虽然国内生产厂对电机质量不断改善，但无法改变该机型先天性的技术缺陷。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 在 80年代末 90年代初，针对强制同步振动电机为振源的给料设备的使用状况，研制开发了一种电机不参振型新型给料设备。 机以普通电机为振源，绕性连接槽体下方的激振器。激振器内有两根可调偏心轴。通过电机绕性传动，一对齿轮转动产生激振力。它的出现是强制式电机振动给料设备的更新换代产品，给料均匀、运行可靠、对物料的水分及 粒度适用性强。该机采用前吊后座配置，以不烧电机著称。该机存在的问题是 :现场配置需固定电机底架，占用一定空间 ;绕形连接因槽体载重过量卡死后，强行启动会撕裂 ;动态与静态配连安装时要求上下左右留有一定的活动量，而且因无减振系统，激振力直接传递给机身的地基，其冲击力及噪声较大 ;激振器重力轴以及齿轮材质要求高 ;要求激振箱注油降温，密封不严会漏油，造成二次污染，缺油后齿轮发热起火，存在不安全隐患。目前，该机型已发展成系列产品 国内许多大型矿井及煤炭转运生产线上广泛运用，获得了良好的社会 、经济效益。 0 年代具有先进水平的新型给料设备。由北京有色冶金研究总院、东北工学院等在吸收国内外先进技术基础上研发而成。 92年，在世界第二、亚洲第一的大型铜业基地 年 12月通过中国有色总公司的技术鉴定，94年获国家五部委颁发的国家级产品证，与国内原有设备相比， 用了双质体近共振惯性振动原理。采用橡胶剪切给力，具有设计合理、结构紧凑、衡压平稳启动、不受槽体物料载重和卡死的影响，而且省力、无噪声、省电、给料量大，可以配置无级变频器 ，实现变频给料、配料，远距离微机操作控制，常年无需维修，主振剪切胶簧 10年无需更换。目前，已在国内重大项目工程中广泛采用，江西德兴铜矿、安徽铜陵公司、安庆铜矿、招远金矿、上海宝钢、三峡工程、神华大柳塔洗煤厂、榆家梁、孙家沟、充州济宁二号井以及各大矿务局等。它采用悬挂、座式等配置，便于工艺布置及空间利用。该机型由槽体、激振部两大部分组成，主振部分是激振部。一台振动电机，水平装置在平衡体后立板上，剪切橡胶弹簧上下单排或双排布置。由下压板通过螺栓连接在平衡体上，再由左右侧板与槽体连接。原理是，振动电机偏心作用力通 过上下固定在平衡体与压板上的剪切胶块把力剪切传递到槽体，实现均匀给料。振频 960次/ 幅可达 22 十多年的推广应用中，得到广大用户的一致好评，正在日益发挥作用。被公认为是目前最先进的产品之一。但是，以双质体理论设计配置，整机质量较其它产品大，制造费用较贵。特别是防爆型给料机，因防爆振动电机价格较高，在推广中遇到了廉价给料机的挑战。但有远识的企业家、工程技术人员还是看重了其可靠性和先进性，正在不断占领各个行业的给料机市场。 我们从以上各类给料机的发展历程可以看出，我国振动给料机顺应国 外给料机发展模式 :振动给料机可靠耐用，维护量少，生产效率高，便于自动化管理 ;大型化可提高处理能力，适应高产高效集约化生产需要，实现微机自动化控制、动态分析与监控技术相结合 ;拓展各机型的适用范围，以满足不同物料运输的需要，降低动力消耗和噪买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 声，更加环保和人性化设计。但是，我们不难发现整个民族工业发展息息相关，我们要倍加呵护。由于我国各地经济发展不平衡，先进技术应用还要经过一个艰苦的认识过程，传统观念的封闭与经济欠发达地区的财力都会影响我国振动给料设备的发展。因此，要想使我国的给料设备赶超世界水平，还有待各 方面的共同努力。 直线振动筛与下面我所介绍的振动给料机的工作原理有异曲同工之妙，我们不妨先看看直线筛的工作原理图： 列直线振动筛利用振动电机激振作为振动源，使物料在筛网上被抛起，同时向前作直线运动，物料从给料机均匀地进入筛分机的进料口，通过多层筛网产生数种规格的筛上物、筛下物、分别从各自的出口排出。具有耗能低、产量高、结构简单、易维修、全封闭结构，无粉尘溢散，自动排料，更适合于流水线作业。 图 1买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 2 给料机的工作原理 振动给料机又称为振动喂料机。振动给料机在生产流程中，可把块状、颗粒状物料从贮料仓中均匀、连续、定时地给到受料装置中去，在砂石生产线中可为破碎机械连续均匀地喂料，并对物料进行粗筛分，广泛用于冶金、煤矿、选矿、建材、化工、磨料等行业的破碎、筛分联合设备中。 电机振动给料机是利用两台偏心振 动电机的同步原理，产生 合力，通过周期振动，从而推动给料槽内的物料做抛掷或 滑行运动，用于把块状、颗粒状及粉状物料从贮料仓或其它贮料设备中均匀、连续或定量地给到受料设备中，适应于自动配料、定量包装和自动控制。 它的性能特点是：振动平稳、工作可靠、寿命长；可能调节激振力，可以随时改变和控制流量，调节方便稳定；振动电机为激振源，噪声低，耗电小，调节性能好，无冲料现象。结构简单，运行可靠，调节安装方便，重量轻，体积小，维护保养方便，当采用封闭式结构机身时可防止粉尘污染。 直接安装在基础 上，或钢结构的底架上。设备安装后比较平稳，但要求基础平整。 图 2同步振动给料机结构与工作原理 1 槽体 2 激振电机 3 减振器 从图中可以看到，振动给料机的激振器是由一对参数接近相同的激振电机组成的，两台激振电机通常平行安装于槽体的后部两侧或槽体的下方，并对称于给料机的纵向对称平面。两台激振电机的轴线与槽底平面所夹的角度和所需的振动方向角互为余角。两台激振电机的轴线也可以与槽体的对称平面相 垂直，安装在给料机槽体的后部。这时，不应破坏整机关于槽体纵向对称平面的对称性。在这种情况下电机底座与槽底平面所夹的角度也应和所需的振动方向角互为余角。 根据自同步原理，两电机启动后，将很快就进入同步状态，即以同一转数运转，两买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 电机的偏心块所产生的惯性力在两轴心连线上相互抵消，而在与两轴心连线相垂直的方向上叠加为激振力。这是按规律变化的，此激振力使振动给料机获得输送物料所必须的振动。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 3 承载构件的结构设计 承载构件系指振动给料机直接承载物料的部件，它是给料机的重要组成部分，根据承载构件尺寸的大小和被输送物料的性质，一般用 2 10的炭钢、低合金结构钢或不锈钢焊成。本设计都 采用 是很好的焊接材料。 载构件的型式 振动给料机的承载构件，根据具体使用要求通常设计成槽式和管式。在这里，采用的是通用型式 槽式。槽式多是敞开的，也可以做成密封的，以防止粉尘外溢或环境污染。 槽体的截面分为矩形的、梯形的和三角形的，槽底有平底和弧形底两种。 因为槽体直接参与振动，它的质量（或重量）大小直接影响到所需要的激振力和消耗功率的大小。承载构件愈重则功率消耗愈大，因此承载构件重量轻些才好。槽体始终处于较高频率的振动状态下，为了避免在共振时振幅增大而造成构件的疲劳断裂，要求槽体有较 高的刚度。为了减小承载质量并增加它的刚度，通常在槽体外面焊接加强筋，以增加截面的惯性矩，本设计中，槽体的设定长度为 载构件的刚度 为了使承载构件在振动条件下经久耐用，在槽体设计时仅仅考虑强度是不够的，还应保证构件有足够的刚度。 （ 1） 整体刚度 在计算槽体的整体刚度时，可将槽体看成是支承于弹簧上的弹性支承梁。该梁的一阶弯曲固有频率可近似按照下式计算： 14 () (式中 1P 一阶弯曲固有频率， 1/s ； 槽体单位长度质量， 2 /kg s ； E 弹性模量， 2/kg J 截面惯性矩， 4 l 槽体的长度， 为了使槽体有尽可能高的一阶固有频率，可以采取以下措施。尽量减轻槽体重量，使槽体的截面惯性矩大而槽体长度短。 （ 2） 局部刚度 因为槽体的某一局部刚度不足也会引起局部共振，因此除了上述整体刚度的要求之买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 外，还要求槽体的各个局部也具有足够的刚度。 对于悬臂筋板的一阶弯曲固有频率可按下式近似计算： 1 5 式 (式中 1 一阶弯曲固有频率， 筋板厚度， h 筋板高度， E 材料的弹性模量， 2/kg 筋板材料的密度， 2/kg 。 各阶固有频率之比为： 1 2 2: : 1 : 6 . 2 5 : 1 7 . 5b b bf f f 体主要尺寸的确定 本设计中，槽体长度 L 设定为 1500度 B 为 1100动给料机中用于配料定 量时为保证给料均匀，防止物料自流应水平安装；如进行一般物料连续给料，可下倾10安装；对于粘性物料及含水量较大的物料可下倾 15安装。 推力板（传动板）是传递激振力的重要构件，应有足够的刚度。两推力板之间的距离 1 5502C B m m，推力板在激振力作用下不应有弹性变形，以保证物料在整个槽宽上的输送速度一致。 槽帮的高度（或深度）一般不宜太高或太低，推荐为 450 为了使激振力能够准确地通过槽体质心，使力臂为 0，以防止机体 产生摇摆振动，这就牵涉到槽体质心的位置计算。应该指出，槽内带有物料时的机体质心，也就是指负载后的槽体质心与空载的槽体质心是不重合的。在设计时，激振力作用线必须通过负载时槽体的质心。 槽体的质心坐标可由下式求出： 式 ( 式中 , 槽体各零件距坐标原点 槽体上各零件的重量； , 槽体重心的坐标。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 动筛板的结构设计 振动筛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，这种分级作业叫做筛分。筛分工作一般适用于尺寸为 1 300更细物料（达 至更小）的分级。当用于分级时，一层筛面可获得两种产品；用 n 层筛面分级可获得n+1 种产品。 根据筛分任务的不同，筛分作业可分为以下几种： （ 1）独立筛分。筛分后的产品 成为成品的筛分称为独立筛分。 （ 2）预备筛分。为下一步加工而进行的筛分称为预备筛分。在选矿厂中，如采用重力选、电磁选等选矿方法时，要求矿石有一定的粒度范围，因而，在选别之前，须将矿石分成若干等级，以利于选别作业有效地进行。 （ 3）辅助筛分。这种筛分作业是和破碎作业联合在一起的。其目的是当矿石进入破碎机之前，将已符合要求的不需要破碎的合格产品筛出；或是对破碎机破碎后的产品进行检查，筛出过大的不合格产品送回破碎机中继续进行破碎。前者称为预先筛分，后者称为检查筛分，若同时执行预先筛分和检查筛分的任务，则称为预先检 查筛分。本设计中，振动筛板实现的就是辅助筛分。 图 3三种筛分方式示意图 (a) 预先筛分 (b)检查筛分 (c)预先检查筛分 （ 4）其他筛分。如脱水、脱介、脱泥等。 对中等料层厚度采用的是普通筛分法，对物料进行筛分。它的特点是： （ 1） 料层厚度一般为筛孔尺寸的 3 6倍； （ 2） 筛面层数为 1 2层； （ 3） 物料颗粒的透筛是在筛面连续振动的情况下按照筛孔的大小进行的。 （ 4） 筛孔尺寸 孔： a=孔：a=方形孔： a=此设计中采用的是方形孔，冲孔 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 而成。 筛面是筛机的主要工作部件。对筛面的基本要求是：有足够的强度，最大的有效面积，筛孔应不易堵塞，在物料运动时与筛孔相遇的机会较多。这是保证筛面有较好的工作可靠性、工作效果和使用寿命的条件。 筛板是一种比较牢固的筛面，主要用于大中块物料的筛分作业中。筛孔在 25上的大块分级，应当采用筛板。这样筛面的寿命较长，对筛分效果影响不大。其开孔率可用下式计算： 220 . 9 0 5 1 0 0 %()开式（ 式中 开孔率， %； D 筛孔直径， s 筛孔间的最短距离， 按照经验， s 的大小可用公式 确定。 经计算，筛板的开孔率为 50%。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 4 工艺参数的选择 料机的长度及宽度 给料机的长度依照用户煤仓的尺寸、给料机的替代及物料的自锁条件等三方面来确定 500度则确定为 1 100 幅和频率 为了选择最佳下列参数 上的力。如图 4 图 4物料机上物料受力分析 图中 物料在 N; 2 作用给物料 N; F 磨檫力， N; N 正压力， N; G 物料重， N; G 重力加速度， 9182s 。 按照达轮培尔原理，可建立以下微分方程式： 2 2s i n c o s s i n ( )c o s s i n c o s ( ) A t A t 式 (式中 给料机安装倾角 010 ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 给料机抛射角 027 ； A 振幅； 振动电机角速 度 1S 。 物料 W 可能有 3 种运动状态前滑 :它增加给料机地板摩擦，一般不用；后滑 :无意义；跳起 :给料机下作需要使物料抛起 0，这时 N=0,F=0,将（ 4除以 2c o s s i n s i n ( ) 0g A t 式 (即 2 s i n s i n ( ) c o sA t g ，当 t 为 090 时抛射力为最大，这时 2 co 令2 ，称为振动强度，一般 ，料槽将在超共振区工作，增加输送物体后， m 增加，将使阻尼值。增大令振幅下降，而 P 降低，则 值增加，振幅更加大，影响振动系统的工作稳定性。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 6 振动给料机电机功率的计算 确定惯性振动给料机及振动筛电机功率参数过程中，传动率的合理选择和计算是一个十分重要的问题，它不仅是惯性振动给料机及振动筛正常运行的重要条件，而且也是合理电能消耗的重要条件。 在传统的工程设计中，惯性振动给料机及振动筛电机功率参数的确定是由经验估算来确定的。例如：由矿院设计的某石灰石矿破碎筛分系统规模为年处理矿石 4000a,其粒度要求 见表 1。破碎筛分系统工艺流程是，采矿选用电铲装车，运至破碎筛分系统的石灰石原矿粒度为 1000计采用粗、中和细碎闭路二段破碎流程。 其产品粒度界限图见表 6 表 6从表 6动给料机及振动筛在破碎系统中使用频率较高，对产品的质量起重要的作用。振动给料机及振动筛电机功率的计算方法有好几种，其中一部分计算方法属于经验公式，它们只能对这类设备的功率选择作初步的确定。一般误差较大，如果要合理计算其功率，必须分析这类机械的启动过程，才能得出较 为合理的电机功率数据。而这种计算结果在该石灰石矿破碎系统的工艺流程的改造得到验证。在已完成的工程设计中，对振动给料机及振动筛的选用，其中电机功率的确定未进行过详细的计算，只是根据处理量凭经验公式来确定振动给料机及振动筛的电机功率参数，使得工程设计中确定电机功率的理论依据不是很充分。随着工艺水平的不断进步，振动给料机及振动筛的电机功率参数的计算方法也有了一定的改进。通过分析给料机及振动筛的启动过程，计算出合理的电机功率数据，是一种相对完善，也较容易实现的一种计算方法 动给料机及振动筛启动过程分析 振动给料机及振动筛的正常工作是由带偏心质量的振动器驭动其机体产生连续买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 的振动，使物料得到有效的输送或筛分。而振动器的核心部分是以一定的速度旋转的偏心块。当振动给料机及振动筛启动时，振动器的偏心质量在规定时间内，由静止达到工作转速，实现正常工作，完成全部启动过程。 要实现这个启动过程必须要在振动器的偏心质量上加一个最大的转矩，以克服振动器的阻力矩、静转矩和加速力矩，来实现振动给料机及振动筛的正常起动，稳定运转的工作状态。 设最大转矩为 m a x Q式 (中 使振动器的偏心质量 所需的力 矩，