侧梁激振脱水筛设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 摘要 侧梁激振脱水筛是直线振动筛的一种，主要用于煤泥脱水，是选煤厂的重要设备之一。 传统的直线振动脱水筛，一般结构较复杂，机体较笨重，而且能耗高，为此研制了一种新型的脱水筛。侧梁激振脱水筛与其它振动筛相比具有如下结构优点： （ 1）单位面积处理量是普通振动筛的 2倍以上； （ 2）抛射角度合适，抛射强度高，振幅大，单位处理能力的能耗较小，与同面积的筛子相比，成本可降低 20%； （ 3）电动机与箱式激振器激振轴采用橡胶联轴器（即挠性联接或软联接），可补偿电机轴线与偏心轴轴线不同心造成的误差。 （ 4）偏心块为轴偏心结构 ，轴承采用干油润滑，不存在漏油问题； （ 5）依靠箱式激振器长短轴上键槽相互位置 ,使得两偏心块之间成 60 ，保证激振力始终与水平成 60 夹角，使得物料以合适的速度向出料槽前进； （ 6）可通过增减副偏心块质量调节筛子振幅，在物料水分和粘度的变化时，仍能保证激振力要求。 本设计论述了振动筛的基本理论，对侧梁激振脱水筛主要的零部件进行了选择、设计和校核计算。对其安装、调试和常见的故障也作了简要的介绍。 关键词 脱水筛；侧梁；激振器；偏心块 需要购买对应 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 is a is of of a of (1) is of of (2) of of of be 0%; (3) or of (4) is by is no (5) on 0 , a 0 to to (6) or in of in of of on a I 目 录 1 绪论 . 1 题背景及前言 . 1 水筛分概述 . 2 分作业分类 . 2 分过程的基本概念 . 3 水目的 . 4 在煤中的存在状态 . 4 料性质与脱水难易的关系 . 4 . 5 分机械的类型及其主要特点 . 6 响筛分效率的因素 . 8 分技术及筛分机械在国内外发展情况 . 9 国筛分机械的现状 . 9 国筛分设备的基本情况 . 9 分 机械的发展方向 . 10 . 10 2 振动原理 . 12 线振动筛 . 12 动筛的分类 . 12 线振动筛的工作原理 . 12 梁激振脱水筛原理方案设计 . 15 计任务书 . 15 理方案确定 . 16 梁减振脱水筛结构方案设计 . 16 框 . 16 振器 . 17 面及其固定装置 . 19 承装置 . 20 动装置 . 20 3 物料的运动分析和工艺参数的选择 . 22 料的运动分 析 . 22 面的运动方程 . 22 筛面物料的运动分析 . 22 掷指数 . 24 艺参数的选择计算 . 25 面的长和宽 . 25 面的倾角 . 25 幅和频率 . 26 动方向角 . 26 掷指数 . 26 料运动速度 . 26 理能力 . 27 4 动力学分析及参数的计算 . 28 力学分析 . 28 学模型的建立 . 28 动方程的建立 . 29 动频幅曲线和工作状态分析 . 30 力学参数的计算 . 31 振弹簧的确定 . 31 振弹簧的选择与验算 . 33 振弹簧减轻能力的分析 . 35 振质量的计算 . 36 机功率的计算和选择 . 37 5 主要零部件的选择设计与校核 . 38 振器主要零件的设计与校核 . 38 心块的设计 . 38 轮的设计与校核 . 41 振器轴的设计 . 46 振器长轴的校核 . 47 承的选择与 校核 . 52 的校核 . 54 梁激振脱水筛专业零部件的设计 . 55 面 . 55 框 . 57 6 侧梁激振脱水筛的安装、试运转和常见故障 . 61 梁激振脱水筛的安装、试运转 . 61 水筛的安装 . 61 脱水筛的试运转 . 61 梁激振脱水筛的异常振动及常见故障 . 62 水筛的异常振动 . 62 水筛的常见故障及消除措施 . 62 结论 . 64 致谢 . 65 参考文献 . 66 附录 . 67 附录 1 . 67 买文档送全套图纸 扣扣 414951605 V 1 1 绪论 题背景及前言 我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭是我国最重要的一次能源。目前，煤炭约占我国一次能源消费的 70% ，随着国际石油储量的不断减少和价格的不断上涨，还有我国对能源不断增长的需求，预计在相当长的时间里煤炭仍然是我国主要能源与化工原料。 2005年我国的煤炭生产和消费超过了创纪录的 21 亿吨。大量燃用不清洁煤炭已经形成严重的环境污染和巨大的能源浪费，商品煤质量的低劣也严重影响着煤炭的化工利用与出口创汇。 选煤是洁净煤技术的源头和基础，也是 适合我国当前经济状况的一项最有效的洁净煤技术，所以目前大部分国家对煤炭分选非常重视，尤其是发达国家，煤炭入选率均在 80% 以上。欧洲一些国家尽管关闭了几乎所有的煤矿，但选煤厂还存在，用来处理进口煤炭。相比之下，我国原煤入选率要低很多，只有 30% 左右。原因之一是现有选煤厂设备落后，生产效率低，达不到应有的生产能力；原因之二是我国选煤工业整体落后，选煤厂数量少。近年来，随着机械化采煤程度的不断提高和煤炭储量的减少，原煤质量又有下降的趋势，已远不能满足客户对优质煤炭的需求。因此，迫切需要研究开发适应我国煤炭 特点的煤炭加工技术装备，进行选煤厂的建设和改造。 与此同时， 随着采煤机械化程度的提高和选煤厂煤炭分选过程机械化程度的提高，原生煤泥和次生煤泥量都有所增加，加大了选煤厂产品组成里中、细粒级煤的含量。尤其是煤造成的环境污染已成为制约经济发展的重要因素，搞好煤炭洗选加工是控制燃煤污染物排放最经济、最有效的途径。在洗选前将煤炭破碎使煤和矸石、黄铁矿先行解离是使煤炭得到有效分选的前提，这就更增加了细粒煤的总量。但在现有的选煤厂中，绝大部分都是采用湿法选煤技术进行煤炭的分选，中、细粒煤中水分的高低是影响商品煤质量高低的 重要因素。而对于炼焦用煤，精煤水分高，会增加热能消耗，延长焦化时间，降低焦炉产率，缩短炼焦炉使用寿命。在运输时，精煤会随着水分渗出而流失，既浪费了宝贵的能源资源，又污染环境，尤其在冬季寒冷的地区，会发生冻车皮事故，严重影响车皮的周转率，给铁路运输造成不必要的经济损失，因此，降低当前选煤厂出厂商品煤的最终水分是煤炭行业急待解决的主要问题之一，是关系到节能、节运、保护环境和充分利用国家资源的重大问题，同时为适应市场经济的发展，在现有技术与设备的基础上，必须加强对中、细粒煤脱水技术和设备的开发完善，以满足市场的需 求。 煤炭脱水虽然是选煤厂的辅助作业，但在整个选煤过程中占据十分重要的地位，在整个选煤工艺环节，脱水设备的种类与数量、固定资产的成本及选煤厂的运行费用、占地面积和空间等，脱水大约占一半以上。因此，它成为选煤厂降低成本、提高效率、增加效益的一个重要方面。目前，在我国末煤和细粒级煤泥的脱水是降低选煤厂产品水分的关键。由于选煤厂细粒级物料的脱水难度大，甚至有些技术难题还亟待解决，这部分作业也成为 2 选煤技术研究的热点与难点之一，高效耐用离心脱水设备就是其中的一个方向。 国外已经有煤泥脱水用卧式螺旋卸料离心机，如澳大利 亚的 在山西屯留选煤厂等地运用，主要用在粒度 是该机型结构复杂、价格昂贵 (每台售价约 180 万人民币 )，且使用效果并不尽如人意。 国内在这方面的进展相对缓慢得多，我国生产的立式螺旋刮刀卸料离心机主要有原洛阳矿山设备制造厂的 和 ，煤炭科学研究总院唐山分院的 列等，这些设备尽管有占地面积小，处理量大，脱水效果好等优点，但是其使用和推广情况却并不尽如人意，存在的最大弊端就是漏油问题严重，故障率高，维修困难，维护费用高，在实习过程中 我们发现，不少国产离心机设备都处于闲置状态。至今没有机型成功问世。在这方面，我们急需拿出自己的产品来，而且不能再走以前一味仿制的老路，要有所创新，有所突破，有自己的核心技术。 进口设备依靠国外先进的设计和制造工艺在整体性能上远优于国产设备，正因为如此，很多选煤厂宁愿花费数倍的费用去购买国外产品，如澳大利亚 在多家选煤厂使用。但是，除了购买费用高昂外，更昂贵的是后期维护费用，如更换筛篮和刮刀，而且进口立式离心机由于结构原因同样不可避免维修困难的弊端。 国产和进口离心机在细粒级煤含量上升时都会出现水 分上升甚至无法正常工作的现象，在这种情况下，我所研究的侧梁激振脱水筛就特别具有实际意义。它具有较大的筛面面积和筛分强度。由于脱水时物料层较薄，并且激振力与水平成 60，使得物料有个向出料端前进的合适速度， 所以可在较短时间内获得含湿量较低的滤渣。它还具有产量大、脱水效率高、安装和维护方便等优点。 水筛分概述 分作业分类 （ 1） 准备筛分 在选煤厂，按破碎作业和分选作业的要求，将原料煤分成不同的粒级，为煤炭的加工作准备。 对破碎作业，准备筛分是为了从物料中分出已经合格的粒级。目的是避 免物料过度粉碎，增加破碎设备的生产能力和减少动力消耗。 对分选作业，不同的选煤方法，都要求一定的入选粒级，否则将严重影响分选的效果。 （ 2） 检查筛分 从破碎作业的产物中，将粒度不合格的大块用筛子分出来，称为检查筛分。目的是保证产品的粒级要求。 （ 3） 最终筛分 主要是指筛选厂生产粒级商品煤的筛分。最终筛分的粒级，要根据煤质，煤的粒度组成和用户的要求，按国家现行煤炭粒度分级来确定。 3 （ 4） 脱水筛分 以脱水为目的的筛分称为脱水筛分。煤的水分可分为外在水分（附在煤粒表面的水）和内在水分（煤粒内部毛细孔吸附的水） ，脱水筛分主要是脱掉一部分外在水分，不可能脱除内在水分。外在水分的脱除表现为两个方面，一是物料与筛面之间的碰撞，使水分从颗粒上抖掉；二是在物料质量一定时，粒度越小，比表面积越大，外在水分也就越高。使细粒级物料成为筛下物，就能减少筛上物的水分。 （ 5） 脱泥筛分 以脱除煤泥为目的的筛分称为脱泥筛分。例如：对于重介质选煤，为减轻煤泥（ 4即可。 弹簧刚度的计算公式为 20()K M m 式（ 4 将10 带入上式 ,则 21( ) ( )K M m式（ 4 式中 M 筛箱和物料等参振质量 （其值见本书 m 不平衡重的质量 （其值见本书 述） 。 对于直线振动筛，每一个不平衡重的质量为2m，双不平衡重的的总质量 就 为 m。 按上式计算的弹簧刚度是振动筛弹簧的总刚度，因为筛分机一般是由 4 个或是 8个弹簧吊挂或支撑，所以，每个弹簧的刚度 n,即 （ 4 （ 2） 理论刚度的计算 取 =5 则 2170800)590(6700 2 根 据 工 艺 要 求确定的工作频率0A 2A 1W 01W 02 W 工频率 K 1 K 2K 1K 2图 4动筛幅频特性曲线 33 所以 3 61 0 0 062 17 0 8 00 振弹簧的选择与验算 （ 1）橡胶弹簧是利用橡胶的弹性变形实现弹簧的作用，弹性模量很小，可得到较大的弹性变形，容易实现理想的非线性特性。具有较高的内阻，对突然冲击和高频振动的吸收以及隔音效果较好。 在设计 时选用了型号 20040 的橡胶圆柱弹簧，它与金属橡胶弹簧相比有以下优点： 有良好的弹性和足够的强度，使用寿命长； 内阻较大，在筛子启动、停车过程中通过共振区时共振振幅较小，安全； 疲劳失效后不像金属螺旋弹簧会突然断裂而影响生产； 噪声低。 （ 2） 弹簧刚度的计算 由于 侧 梁脱水筛的运动轨迹是直线，故它所受变形是压缩和式剪切。为简化计算，仅按压缩变形计算其压缩刚度。振动筛一般采用中心带孔的圆柱形弹簧，其刚度计算公 式 为： ( ) / ( / ) E h N m式（ 4 式中 2 2 2 ( 2 ) ( ) d m m式（ 4 D,d 分别是弹簧外径和中心孔径， 见 图 4 橡胶的拉压弹性模量 ； 23 . 6 ( 1 1 . 6 5 )aE i G s G 式（ 4 2 2 2 ( 2 ) ( 2 ) d m m式（ 4 G 橡胶的剪切弹性模量 ； 0 40 7 式（ 4 橡胶弹簧的邵氏硬度，一般为 40 70，常用 40 50； S 形状系数 ； ( ) 4S D d h 式（ 4 橡胶弹簧的最大变形量 64( ，对于小型筛 14h 。 橡胶弹簧材料一般是天然橡胶（ 氯丁橡胶（ 丁腈橡胶制作。在此选用的为天然橡胶（ 则 2224 M p 5045( 34 0. 220 04 4020 0s M p a 3 7 03 1 2)/(/)( 图 4中心孔橡胶弹簧 由此可知所选弹簧的刚度是足够的，而且余量还很大，但是这是在没考虑剪切变形的情况下计算的，故此刚度要进行验算。 现在对 橡胶弹 进行 校核 ： 回转系统下的橡胶弹簧尚需要计算压缩应力和剪切应力，使压缩应力r小于橡胶许用应力 r ，剪切应力小于橡胶许用剪切应力 r ，即 r式（ 4 r式（ 4 一般 许 用压应力 r =用剪应力 r =中 P 橡胶弹簧所受的压力 ， N； 橡胶弹簧所受的剪力 ， N； F 承压面积 2 由前面的计算可知 2 01 5 1 . 5Nc 083 22 4 2 4 P NP s 9 0 360s 2 4 2 4 2L 30144 35 则 0. 67M p 4420 151 . 5r M 4434 903 . 4r 由上可知橡胶弹簧的压应力是满足条件的，剪切应力略大于许用剪切应力，因此橡胶弹簧的寿命小些，应定期检查弹簧的使用情况并进行更换。 校核静载荷作用下橡胶弹簧是否失效。 要满足 11式中 许用应力 ， 1p 静载荷 ， N。 则 式（ 4 M p aM p 1 4 3 51 因而是橡胶弹簧是可靠的。 振弹簧减轻能力的分析 隔振弹簧又称减振弹簧，减振弹簧的减轻能力用传递率来衡量，即 2最大激振力传递给基础的力 式（ 4 式中 K 减振弹簧的刚度， N/ A 参振质量 m 偏心块的偏心质量， 偏心质量的质心距轴心线的距离， 偏心质量的回转角速度，即筛子的振动频率。 则 )(1 6 7 983 2 2 4 2 最大激振力传递给基础的力其中 p=N）、 s)/ 、 )(；见 和 36 可见 在激振力作用下脱水筛振动，但其 传递给基础的力 通过隔振弹簧后 已经很小了，即 弹簧起到 了 减轻的能力。 振质量的计算 i m M + K M（ 式（ 4 式中 参加振动的各部件的质量 ， 参加振动的物料质量 ， m m B L H 式（ 4 式中 物料结合系数，一般取 ； B 筛面宽度 ， B= L 包括给料箱、筛面和排料嘴在内的总盛料长度 ， L= 散密度 ， =1000 3/kg m ； 各层筛面上料层厚度的总和 ，m 。 参振的各部件的质量包括 出料板 板（ 2个） 振器垫板（ 2个） 强管梁（ 3个） 120 形梁（ 4个） 挡板 强梁（ 2个） 接板（ 6个） 型梁（ 2个） 网梁（ 7个） 型钢 （ 2个） 140式 激振器 （ 2个） 1120锈钢条缝筛网 224条楔块 簧上座 轴器 动轴 网压板 连接件（螺栓、螺母和垫圈） 约 50上可得 6326+焊接部分焊条的重量 37 在此取 368包括各零部件和焊条的质量 )； 参加振动的物料质量 0 参 振质量 故参振质量取为 6435 机功率的计算和选择 振动筛电动机功率消耗主要分为两部分：激振器为克服参振质量的运动阻力所消耗的功率 2，即 所需电机功率 312( ) / / ( 1 7 4 0 4 8 0 )N N N M A n A f d k w 式（ 4 式中 激振器为克服筛箱运 动阻力而消耗的功率 ； 激振器转动时克服轴在轴在轴承中的摩擦力而消耗的功率 ； M 参振质量 ， 阻尼系数， f 轴承摩擦系数，滚动轴承为 d 轴承内径 ， m； 传动效率，一般取 0 95。 其余符号同前。 则 )()17480/()(/)(3321 已经选用的电机为 技术参数为 ：转速 n=980r/定功率P=22见选用的电机满足要求。 38 5 主要零部件的选择设计与校核 振器主要零件的设计与校核 心块的设计 侧 梁 激振 脱水筛采用的是一种激振方式为块偏心自同步激振器，和 一般的侧梁 激振筛使用的 偏心块 是一样的。 单个激振器布置在激振大梁上的两侧，依靠自同步原理激发大梁振动。 设计时， 先 根据实践和一定的理论证明 和现场要求初步设计 ， 然后全部设计好后，再依据脱水筛整体参振质量、振幅，角频率等进行验算激振力大小是否 足够如果不够，要考虑加副偏心块。 根据现场要求要设计的单梁激振脱水筛的具体的设计参数如下： 筛 面 宽度 3900 面 长度 2000幅 45频率 980次 /分 筛孔 经过 435 筛子所需的激振力 )(220 式（ 5 sr a 2309 8030 式（ 5 式中 M 参振质量 ， A 振幅 ， 振动频率 ， s； n 振次 ， 转 /分。 用到的计算公式为（其中参数可见图 5 ）（面 22 5 3322s i . 1 9 7式（ 5 式中 R 扇形的外径， 2 扇形的包角，度 ； r 扇形的内径， 产生激振力的为不对称的扇形块， 即我们所说的偏心块，再由式（ 5计算出 其表面积为： 39 ）（）（面 2622 0 A 图 5形 则 体积 ）（面 3 1 8 0 7 5755 6 2 4 1b 5 一块不平衡重的质量 )( 1 8 0 7 93 式（ 5 由不平衡重产生的激振力 25 式中 偏心块的质心， N 偏心块的个数； 由式（ 5不平衡重的质心为 ）（ i ny s 0220( 80)90220(2 33 062 ）（振幅 3 5 111 M s 可见此时偏心块所产生的激振力略小于所要求的激振力，因此 可以 加副偏心块来进行补偿，现在对副偏心进行设计。 由副偏心所产生的激振力 )( 8副式（ 5 根 据生产的经验和加工的难易程度，考虑螺栓头的大小和扳手空间，现取副偏心块的外径 R=220，内径 r=120；由于产生激振力的为不对称的偏心部分，为力减少加工时间，节约加工材料，减少参振质量，副偏心块完全可以作成一个扇形块，包角和主偏心块的一样。则副偏心块的表面积为 40 ）（）（面 2622 0 A 质心位置 ）（ ny s 20220( 80)120220(2 33 激振力与偏心块偏心质量的关系 25 由 式（ 5 知所需 的每个 副偏心块的质量为 ）（副副 副偏心块的厚度 ）（ 即副偏心块的厚度为 实际加工时不好加工，应尽量对其进行圆整，此时可取其厚度为 5 由式（ 5知，加 5 ）（副 232 主偏心块及副偏心块的结构分别见图（ 5图（ 5示。 图 5偏心块 41 图 5偏心块 轮的设计与校核 齿轮传动的适用范围很广，与其他机械传动相比，齿轮传动的主要优点是：工作可靠，使用寿命长；瞬时传动比为常数；传动效率高；结构紧凑；功率和速度适用范围很广等。缺点是：齿轮制造需专用机床和设备，成本较高；精度低时，振动和噪声较大；不宜用于轴间距离大的传动等。 齿轮传动的失效形式主要有轮齿折断和齿面损伤两类。齿面 损伤又有齿面接触疲劳磨损（点蚀）、胶合、磨粒磨损和塑性流动等。 齿轮材料应具备下列条件： 1）齿面具有足够的硬度，以获得较高的抗点蚀、抗磨粒磨损、抗胶合和抗塑性流动的能力； 2）在变载荷和冲击载荷下有足够的弯曲疲劳强度； 3）具有良好的加工和热处理工艺性； 4）价格较低。 最常用的材料是钢，钢的品种很多，且可通