YAH-2460圆振动筛项目设计方案

1 振动筛 项目设计方案 第 1 章 绪论 言 振动筛在现在工厂企业中普遍用作物料的筛分、分级、洗涤、脱介、脱水。筛分设备技术水平的高低和质量的优劣，关系到工艺效果的好坏、生产效率的高低和能源节省的程度，从而直接影响企业的经济效益。而振动筛以它结构简单、处理能力大、工作可靠等优点在所有筛分设备中占有绝对优势，其占有量约为 95。最近几年，各国对振动筛分技术的研究很重视，如强化振动参数，设备大型化，筛机零部件的三化，自同步技术的推广应用，新筛机的出现等都是围绕着振动筛发展起来的。下面就振动筛发 展概况、品种规格、结构强度作一下阐述。 景 内外研究现状 1. 国外研究现状 国外的筛分机械研究与生产始于 16世纪，在 18 世纪欧洲工业革命时期，筛分机械得到迅速发展，到本世纪，筛分机械发展到一个较高水平。德国申克公司可提供 260 多种筛分设备， 司生产的筛分设备系列品种 较全，技术水平较高， 司生产 200 多种筛分设备，通用化程度较高， 司和海因勒曼公司都研制了双倾角的筛分设备。美国 司新研制 双频率筛，采用了不同速度的激振器。 司研制成三路分 配器给料，一台高速电机驱动。日本东海株式会社和 司等合作研制了垂直料流筛，把旋转运动和旋回运动结合起来，对细料一次分级特别有效。英国为解决从湿原煤中筛出细粒末煤，研制成功旋流概率筛。 2 前苏联研制了一种多用途兼有共振筛和直线振动筛优点的自同步直线振动筛。 2. 国内研究现状 由于工业发展缓慢，基础比较薄弱，理论研究和技术水平落后，我国筛分机械的发展是本世纪近 50 年的事情，大体上可分为三个阶段。 (1) 仿制阶段：这期间，仿制了前苏联的 系列圆振动筛、 摇动筛；波兰的 振动筛、 摇动筛和 些筛分机仿制成功，为我国筛分机械的发展奠定了坚实的基础，并培养了一批技术人员。 (2) 自行研制阶段：从 1966 年到 1980 年研制了一批性能优良的新型筛分设备，1500 毫米 3000 毫米重型振动筛及系列， 15 、 30 共振筛及系列，煤用单轴、双轴振动筛系列， 同步直线振动筛系列，等厚、概率筛系列，冷热矿筛系列。这些设备虽然存在着故障较多、寿命较短的问题，但是它们的研制成功基本上满足了国内需要，标志着我国筛分 机走上了独立发展的道路。 (3) 提高阶段：进入改革开放的 80 年代，我国筛分机也进入了一个新的发展阶段。成功研制了振动概率筛系列、旋转概率筛系列，完成了箱式激振器等厚筛系列、自同步重型等厚筛系列、重型冷热矿筛系列、弛张筛、螺旋三段筛的研制，粉料直线振动筛、琴弦振动筛、旋流振动筛、立式圆筒筛的研制也取得成功。 类和特点 振动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，也常用于物料的脱水、脱介及清洗物料表面的污泥。它一般安装在给料设备的下边，给料机应 均匀地供料。振动筛种类繁多，一般有以下几类。 1. 惯性振动筛 惯性振动筛是借高速回转着的不平衡重产生离心力使筛箱振动，从而筛面上物料层松散使细粒级通过筛孔排出。美国和日本等国一般根据质点的运动轨迹将其分为圆运动振动筛和直线振动筛。近年来由于惯性振动筛性能较好、结构和维护工作都较简单，在选煤、选矿厂得到推广应用，受到各国重视，尤其是直线振动筛发展很快。 （ 1）圆运动振动筛 圆运动振动筛是利用不平衡重激振器使筛箱振动的筛子，其运动轨迹一般为圆形。它普遍应用于煤炭、矿山厂的预先筛分、准备筛分以及脱水作业中。由于 其筛面的圆形 3 振动轨迹，使筛面上的物料不断地翻转和松散，因而圆振动筛具有以下特点：细粒级有机会向料层下部移动，并通过筛孔排出；卡在筛孔中的物料可以跳出，防止筛孔堵塞；筛分效率较高；可以变化筛面倾角，从而改变物料沿筛面的运动速度，提高筛子的处理量；对于难筛物料可以使主轴反翻，从而使振动方向同物料运动方向相反，物料沿筛面运动速度降低（在筛面倾角与主轴转速相同的情况下），以提高筛分效率。国外又将圆运动振动筛分为单轴惯性振动筛和自定中心振动筛两种。单轴惯性振动筛特点是激振器的轴和皮带轮参与振动；优点是结构简单、容易制 造；缺点是由于皮带轮与筛箱一起振动，无论电动机在任何角安装都不能避免皮带传动中心距的反复变化，从而引起三角皮带的反复伸缩，大大影响其使用寿命。波兰的 振动筛属于单轴惯性振动筛。自定中心振动筛优点是运转时三角皮带轮不与筛箱一起振动，故传动皮带寿命较长，工作较稳定。自定中心振动筛又可分为轴承偏心式和皮带轮偏心式两种。前者又名万能悬挂筛，因其筛箱振动时，主轴中心线和皮带轮的空间位置保持不变，目前已很少使用；后者工作时，皮带轮回转中心线固定不动，所以传动三角皮带就不会时紧时松，具有频率较稳定、皮带寿命较长等特点 。美国 振动筛是典型的皮带轮偏心式振动筛。 (2) 直线振动筛 直线振动筛是靠两根带不平衡重的轴作同步异向旋转而产生振动的筛子。其筛面呈水平或倾斜安装，运动轨迹一般为直线，故称之为直线振动筛或水平振动筛。它具有下列特点：动力平衡与物料在筛面上的运动情况较好；物料在筛面上的移动不是依靠筛子的倾角而是依靠激振力，故筛面一般水平安装，所以厂房高度较低；全封闭、不堵孔和坚固耐用，筛面有两层、三层和四层之分；由于筛箱运动中有较大的加速度，所以特别适合于煤炭的脱水、脱泥、脱介以及物料的分级。国外直线振 动筛采用箱式激振器者较多，如美国 、西德 、日本古河 A 型、日本永田双偏心轴式、法国皮克双偏心轴式、苏联 型等。采用筒式激振器的有美国 和 、日本川崎 2. 共振筛 共振筛从 50 年代应用于煤炭和矿石中，其振动系统是在接近共振区的条件下工作的，即筛子的工作频率接近它的自振频率。它既可用作煤和矿的预先筛分和最终筛分，也可以脱水、脱泥和脱介。共振筛利用了共振原理，具有下列特点：在共振频率附近，使用较小的激振力来驱动较大面积的筛箱；可以节省 传动系统的功率消耗，并减少轴承等机件的受力；利用了非线性振动系统，筛子的瞬时加速度大，对分级、脱水等作业有益。但由于其在安装上要求高，技术上比较复杂，共振筛的发展较缓慢，如西德除部分 4 生产厂使用外已不再推广应用了。典型共振筛有波兰 振动筛：它是波兰近十年来发展的新型共振筛，与 共振筛相比，结构上变化不大，仅处理量有所提高，但其振动大，要求有高质量的橡胶弹簧元件，仍处在试验研究阶段。 3. 其它类型的振动筛 （ 1）等厚筛 我国现有的 直线等厚筛系列，有 7 种基本规格，总筛分效率一般在 85%以上。列等厚筛适用于需要精确分级的煤炭及类似比重物料的干湿式筛分，处理量较大，筛分深度可至 6 毫米。 （ 2）概率筛分机 概率筛分机通过采用大筛孔、大倾角和多层筛面结构，使物料近似筛分而提高筛机处理能力和干式筛分的深度。 琴弦概率筛是在 煤用概率筛的基础上，吸收琴弦筛的特点研制的。该筛能有效地对潮湿煤炭进行 6 毫米干式分级，筛选产品能满足空气重介流态床分选机对人选煤的要求。琴弦筛网在共振状态下工作，筛孔不易堵塞。 （ 3） 高频振动细筛 高频细筛是在吸收美国 频细筛技术的基础上研制的，该筛采用了叠层筛网 ( 由三层孔径不同的不锈钢编织筛网叠合而成 )、三路给矿 ( 沿筛面长布置三个给矿器 ) 和长圆筒形振动器 ( 电机轴两端装由偏重块和调偏块组成的振子 ) 振频 2850 次 / 分。目前已在黑色和有色金属闭路磨矿作业中，作为分级设备推广应用，分级总效率达 60% 70%。 （ 4）电磁振动旋流筛 电磁振动旋流筛是一种结构简单的高效脱水脱泥设备。该筛无转动部件，无需润滑，不需动力，不仅用于选煤厂，还可推广用作污水处理和选矿厂及其它类似物料的脱水脱泥和分级设备。目前 该筛已形成用于粗煤泥的 C 型和用于末煤的 展方向 振动筛分机在工程中广泛应用，对国民经济起着重要作用。从目前国外的研究方向来看，一方面致力于当前筛分机的运动分析和结构调整；另一方面瞄准新颖的设计目标、探求合理的结构形式，以便进一步推动振动筛分机的应用。 1. 国外技术发展趋势 国外筛分设备仍以发展振动筛为主，振动筛向标准化、通用化和系列化方向发展； 5 向大型化方向发展，但最大到 55 ，已够用了；增大筛面倾角，提高筛分效率；发展细粒筛分设备，筛孔尺寸小到 米；旋流筛使用 逐渐增多；共振筛发展停滞。 2. 国内技术发展趋势 积极开展筛分技术研究，提高原煤干式深度筛分技术，降低分级下限和增加煤炭品种，着重解决粒度细、水分高和黏度大的难筛物料的分级技术；为满足大露天矿选用，研制重型分级筛，适用于 500毫米以下物料筛分；为提高筛板的寿命和效果，着重发展焊接筛网，非金属筛面；共振筛有被淘汰之势，应大力发展块偏心圆振动筛和直线振动筛。 6 第 2 章 振动筛筛面物料运动理论 上物料的运动分析 由文献 1可知 关于筛上物料的分析，如图 图 2振动筛上物料运动 振动筛运动学参数（振幅、振次、筛面倾角和振动方向角）通常根据所选择的物料运动状态选取。筛上物料运动状态直接影响振动筛的筛分效率和生产率，所以为合理地选择筛子的运动参数，必须分析筛上的物料的运动特性。 圆振动筛的筛面做圆运动或近似于圆运动的振动筛，筛面的位移方程式可用下式来表示： c o sc o s)180c o s ( t （ 2 s 80s t （ 2 式中 : A 振幅 ; 轴之回转相角， = t; 轴之回转角速度； 7 t 时间。 求上式中的 x和 y 对时间 得筛面沿 x和 y 方向上的速度和加速度： t （ 2 y t （ 2 t （ 2 y t （ 2 由运动特征，来研究筛子上物料的运动学。物料 在筛面上可能出现三种运动状态：正向滑动、反向滑动和跳动。 向滑动 当物料颗粒与筛面一起运动时，其位移、速度和加速度与筛面的相等。筛面上质量为 m 的物料颗粒动力平衡条件： 对质量为 m 的颗粒受力分析（如图 2 1、物料颗粒重力： G （ 2 2、 筛面对颗粒的反作用力，由 2c o s s i m g m a m A t 可以得到： 2c o s s i nN m g m A t （ 2 式中 为筛面倾角 3、 筛面对物料颗粒的极限摩擦力为： 2( c o s s i n )F f N f m g m A t （ 2 式中 f 为颗粒对筛面的静摩擦系数。 颗粒沿着筛面开始正向滑动时临界条件： c o g F m a （ 2 将 F ， 2与 （ 2替代，且 f （ 为滑动摩擦角 ） ， 8 简化整理得： 2c o s ( ) s i n ( ) （ 2 式中，k为正向滑始角。 令 c o s ( ) ，则： 23 0 s i n ( ) （ 2 式中上式得知，正向滑动系数 1 当 1的时候，可以求得使物料颗粒沿着筛面产生正向滑动时最小转数应该为： m i n 2s i n ( )30 为了使物料颗粒沿着筛面产生正向滑动，必须取筛子转数。 向滑动 临界 条件为： s i g F m a （ 2 将 F ， 2与 （ 2替代，并简化后： 2c o s ( ) s i n ( ) （ 2 式中：q 反向滑始角 反向滑动系数 则可以得到： 23 0 s i n ( ) （ 2 由上式可以知道，反向滑动条件 1 当 1，可以求得使物料沿着筛面反向滑动的最小转数应该是： m i n 2s i n ( )30 9 为了使物料颗粒沿着筛面产生反向滑动，必须使筛子转数。 动条件的确定 颗粒产生跳动的条件是颗粒对筛面法向压力 0N 。 即 co ，或者是 2c o s s i 。 由此可以得到： 2c o s c o s 1s i k k （ 2 式中： 物料跳动系数 d 跳动起始角 k 振动强度， 2 抛射强度，它表明物料在筛面上跳动的剧烈程度。 上式可以写成： 0 223 0 c o s 3 0 c o ss i n d （ 2 当 1时或者 1，则颗粒出现跳动。 当 1可求得物料开始跳动时的最小转数为： s o （ 2 为了使物料产生跳动，必须取筛子的转数 由于目前使用的振动筛采用跳动状态，因此要讨论跳动终止角，跳动角及运动速度。 料颗粒跳动平均运动速度 物料颗粒从振动相角 d 起跳，到振动相角 b 跳动终止时，沿 x 方向的位移为： 2s d 10 = 22s gV d （ 2 式中x 方向的运动速度： s （ 2 由此，则： 2)(s d （ 2 同一时间内 ,筛面位移为： c o s) c o s (c o sc o s3 （ 2 物料颗粒在每个循环中 ,对筛面的位移为： 43= 221 s i ns i n c o s ( ) c o s 2d d （ 2 当筛子在近似于第一临界转数下工作时 ,即 360 ，则上式中方括号内的数值接近于零。 故得到： 221 s i ns i n 2d （ 2 物料跳动平均速度： ).(s 0 2 d （ 2 当 360 时 ,则dd 0 , 0 , 因此 , 式（ 2以化简为： 2 dd 2 或者化简为： d （ 2 由式（ 2式（ 2,可以将式（ 2简为 : )1(30 v（ 2 按照上式计算得的结果与实际相比 ,计算值较大 ,因为未考虑物料特点 ,摩擦和冲击 11 等因素 上式应该乘以修正系数0k, k, 所以： )1(300 v（ 2 12 第 3 章 振动筛的工作原理及结构组成 振动筛的工作原理 具有圆形轨迹的惯性振动筛为圆振动筛，简称圆振筛 。这种惯性振动筛又称单轴振动筛，其支承方式有悬挂支承与座式支承两种，悬挂支承，筛面固定于筛箱上 ，筛箱 由弹簧悬挂或支承，主轴的轴承安装在筛箱上， 主轴由带轮带动而高速旋转。 由于主轴是偏心轴 ，产生离心惯性力，使可以自由振动的筛箱产生近似圆形轨迹的振动 箱的结构一般采用环槽铆钉连接。振动器为轴偏心式振动器，用稀油润滑，采用大游隙轴承。振动器的回转运动，由电动机通过一堆带轮，由 动筛基本结构 本次设计 圆振动筛 是由激振器、筛箱、隔振装置、传动装置等部分组成。 图 3动筛基本结构 13 箱 筛箱由筛框、筛面及其压紧装置组成。 1 筛面：为适应大块大密度的物料的筛分与煤矸石脱介的需要，振动筛的筛面需要有较大的承载能力，耐磨和耐冲击性能。为减少噪声，提高耐磨性设计中采用成型橡胶条，用螺栓固定在筛面拖架上。上层筛面采用带筐架的不锈钢筛面，下层筛面采用编织筛网。其紧固方式是沿筛箱两侧板处采用压木、木契压紧。中间各块筛板之间则用螺栓经压板压紧。 2 筛 框：筛框由侧板、横梁等部分组成。侧板采用厚度为 6 16 20 号钢板制成。横梁常用圆形钢管、槽钢、方形钢管或工字钢制造。筛框必须要由足够的刚性。筛框各部件的联接方式有铆接、焊接和高强度螺栓联接三种。 图 3箱 振器 圆振动筛采用单轴振动器，由纯振动式振动器、轴偏心式振动器和皮带轮偏心式自定中心振动器。本次设计采用皮带轮偏心式自定中心振动器。 14 图 3振器 承装置和隔振装置 支承装置主要是支承筛箱的弹性元件，有吊式和座式两种。振动筛的隔振装置常用的有螺旋弹簧、板弹簧和橡胶弹簧。本次设计采用座式支撑，螺旋弹簧隔振。 动装置 振动筛通常采用三角皮带传动装置，它机构简单，可以任意选择振动器的转数。本次设计选用三角皮带传动。 15 第 4 章 振动筛动力学基本理论 由文献 1可知： 惯性振动筛的振动系统是由振动质量（筛箱和振动器的质量）、弹簧和激振力（由回转的偏心块产生的）构成。为了保证筛子的稳定工作，必须对 惯性振动筛的的振动系统进行计算，以便找出振动质量、弹簧刚性、偏心块的质量矩与振幅的关系，合理地选择弹簧的刚性和确定偏心块的质量矩。 图 4动系统力学模型图 图 了简化计算，假定振动器转子的回转中心和机体 (筛箱 )的重心重合激振力和弹性力通过机体重心。此时，筛子只作平面平移运动。今取机体静止平衡时 (即机体的重量为弹簧的弹性反作用力所平衡时的位置 )的重心所在点 o 作为固定坐标系统 (原点，而以振动 器转子的旋转中心 1o 作为动坐标系统(1x 1o 1y )的原点。 偏心重块质量 牵连运动 )，而且还绕振动器的回转中心线作回转运动 (相对运动 )，则其重心的绝对位移为： x +1x x + x +t 16 y + 1y y + y+t 式中： r 偏心质量的重心至回转轴线的距离。 轴之回转角度， t , 为轴回转之角速度 , 偏心质量 2 22 ( c o s )m m x r （ 4 2 22 ( s i n )m m y r （ 4 式中 偏心质量 m 在 x 与 y 方向之相对运动离心力或称激振力。 在圆振动筛的振动系统中，作用在机体质量 M 上的力除了有机体惯性力 M x M y 和 (其方向与机体加速度方向相反 )、弹簧的作用力 和( x 和 y 方向的刚度，弹簧作用力的方向永远是和机体重心的位移方向相反 )及阻尼力 cx 和 (c 称为粘滞阻力系数，阻尼力的方向与机体运动速度方向相反 )。 在单轴振动系统中，作用在机体质量 M 上的力除了和之外，还有机体的惯性力和（其方向与机体的速度方向相反）、弹簧的作用力，（表示弹簧在方向的刚度），及阻尼力（称为粘滞阻力系数，阻尼力的 方向与机体的运动方向相反）。 当振动器在作等速圆周运动时，将作用在机体 M 上的各力，按照理论力学中的动静法建立的运动微分方程式为： 2 c o m x C x K x m r t （ 4 2 s i m y C y K x m r t （ 4 式中： M 机体的计算质量 式中： 振动机体质量 。 筛子的物料重量 。 17 物料的结合系数 ， 5.0 根据单轴振动筛运动微分方程式的全解可知，机体在 x和 实上，由于有阻尼力存在的缘故，自由振动在机器工作开始后就会逐渐消失，因此，机体的运动就只剩下强迫振动了。所以，只需要讨论公式的特解： xx co s ； yy 4 其特解： 2 21t a n （ 4 22 21t （ 4 式中： 角为机体的振幅和相位差和方向机体的振幅；和为和。 系统的自振频率为： （ 4 下面根据图 4 低共振状态 ： 即 2 若取 22 ，则机体的振幅 。在这种情况下，可以避免筛子的起动和停车时通过共振区，从而能提高弹簧的工作耐久性，同时能件小轴承的压力，延长轴承的寿命，并能减少筛子的能量消耗，但是在这种工作状态下工作的筛子，弹簧的刚度要很大，因此， 必然会在地基及机架上出现很大的动力，以致引起建筑物的震振动。所以，必须设法消振，但目前尚无妥善和简单的消振方法。 18 幅和转子角速度的关系曲线 :共振状态 即 2 。振幅 由于阻力的存在，振幅是一个有限的数值。当阻力及给料量改变时，将会引起振幅的较大变化。由于振幅不稳定，这种状态没有得到应用。 :超共振状态 ，这种状态又分为两种情况： （ 1） n 稍大于 即 K 稍小于 。若取 2 ，则得 。因为 ，所以筛子起动与停车时要通过共振区。这种状态的其它优缺点与低振状态相同。 （ 2） ，即为远离共振区的超共振状态。此时， 2 。从图可以明显地看出：转速愈高，机体的振幅 振动筛的工作就愈稳定。这种工作状态的优点是：弹簧的刚度越小，传给地基及机架的动力就愈小，因而不会引起建筑物的振动。同时，因为不需要很多的弹簧，筛子的构造也简单。目前设计和应用的振动筛，通常采用这种工作状态。为了减少筛子对地基的动负荷，根据振动隔离理论，只要使强迫振动频率 大于自振动频率 P 的五倍即可得到良好的效果，采用这种工作状态的筛子，必须设法消除筛子在起动时，由于通过共振区而产生的共振现象。目前采用的消振方法如前所述。 19 第 5 章 振动筛参数计算 动学参数的确定 由文献 1选取和计算振动筛运动学： 参数振动机械的工作平面通常完成以下各种振动：简谐直线振动、非简谐直线振动、圆周振动和椭圆振动等。依赖上述各种振动，使物料沿工作面移动。当振动机械采用不同的运动学参数（振幅、频率、振动角和倾角）时，便可使物料在工作面上出现下列不同形式的运动：相对运动、正向滑动、反向滑动和抛掷运 动。 ，根据筛子的用途选取，圆振动筛一般取 5，直线振动筛宜取4；难筛物料取大值，易筛物料取小值。筛孔小时取大值，筛孔大是取小值。本次设计圆振动筛，选取 4 振动强度 要受材料强度及其构件刚度等的限制，目前的机械水平 8的范围内，振动筛则多取 3 6。本次设计选择 K=4。 对于单轴振动筛的倾角为： 作预先分级用 00 2015 作最终分级用 00 对于圆振动筛一般取 015 025 ，振幅大时取小值，振幅小时取大值。 本次设计采用的圆振动筛取 020 。 筛箱振幅 A ；是设计筛子的重要参数，其值必须适宜，以保证物料充分分层，减少堵塞，以利透筛。通常取 A =3 6中筛孔大者取大值，筛孔小者取小值。本次设计选取 A =5 n ：按照9000002 和所确定的 20 r 845520c 005900 000 0 际振动强度 52109 （ 5 在本设计中 4 551095252 ，所以符合振动强度要求。 筛子的实际强度： K ； 即筛子的频率和振幅分别为： A=5 n=845 。 圆振动筛的物料运动速度计算： v /)t a 00 （ 5 式中：取修正系数0K V )20t a =s 动筛工艺参数的确定 由文献 2选取设计振动筛工艺参数： 数包括筛面的长度和宽度、筛分效率。 筛面的长度和宽度 由公式： Q 中： Q 处理量， Q=250t/h F 筛面的工作面积， F=m q 单位时间处理量 ,q= 选取筛面长度 L=6m，所以 B=F/L=在筛分作业中，筛分效率是衡量筛分过程的质量指标。筛什效率是指筛下产物重量与原料中筛下 级别 (筛下级别是指原料中所含粒度小于筛孔尺寸的物料 )重量的比值。筛分效率一般以百分数表示。筛分效率可按下式计算： 21 )100( )(100 a 式中 a 原料中筛下产物含量的百分数； 筛上产物中筛下级别含量的百分数； 将原科和筛上产物进行精确的筛分，根据筛分结果即可算出筛下级别含量 a 及 。筛分所用筛面的筛孔尺寸和形状，应与测定筛分效率所用的筛子相同。 筛分机械的筛分效率与物料的粒度特性、物科的湿度、筛孔形状、筛面倾角、筛面长度、筛面的运动特性及生产率等因素有关。不同用途的筛分机械对筛分效率有不同的要求。 表 5圆振动筛的运动学参数和工艺参数 名称 数值 名称 数值 筛面长度 6m 筛面宽度 动强度 4 抛射强度 4 筛面倾角 200 振动方向角 筛箱振幅 5子频率 845理量 料运动速度 力学参数 振动器偏心质量及偏心距的确定：由文献 3 工作时，弹簧刚度小，故振幅计算式中 K 值可以略。 对于单轴振动筛： ()M m A m r （ 5 式中 M 振动机体质量 ， M=m 偏心块质量， 筛箱振幅， A=5mm r 偏心距， r=24号表示 心在振动中心的两个不同方向上。 22 m=r45 =91动机的选择 动机功率计算 惯性振动筛的功率消耗主要是由振动器为克服筛子的运动阻力而消耗的功率 N 和克服轴在轴承中的摩擦力而消耗 的功率 来确定。 电机的功率为： 1775003 千瓦 （ 5 式中： C ，阻力系数，一般 抛掷指数较小时， . 承内圈直径， rm 4 5转动轴转数， 传动效率， 。 滚动轴承的摩擦系数f ， 01.0f 。 这里对于滚子轴承选取002.0f 。 35 5 8 9 9 1 0 . 0 0 5 8 4 5 0 . 2 5 0 . 0 0 5 0 . 0 0 2 0 . 11 7 7 5 0 0 0 . 9 5N =上式可求 N= 选择电机 由文献 17，选择传动电机型号为 250 8型 ，其额定功率为 30 n 1500 机的启动条件的校核 惯性振动筛起动时，电动机需克服偏心质量的静力矩和摩擦力矩，起动后由于惯性作用，功率消耗较少，因而需选用高起动转矩的电动机。因此，按公式计算的功率，必须按起动条件校核： 23 (5式中 : 电机的其动转矩； 电机的额定转矩； 0M 振动筛偏心重量的静力矩与轴承的摩擦静力矩之和 9550电9550 301500 =191 Nm i (5式中： i 速比 起动力矩系数 取 =2.1 i =500845= 因此有 i = 0M= (5式中 00M= 式中 91 2)30 m （ 5 式中 20 （ 5 将 带入公式（ 5 m 24 =91 m (5将 5 0M=m 将 050M= m 于以满足 ,电机起动校核合格。 表 5动机性能 型 号 250 8型 转速 1500n 功率 30 25 第 6 章 主要零件的设计与计算 承的选择与计算 承的选择 根据振动筛的工作特点，应选用大游隙单列向心圆柱滚子轴承。 按照基本额定动载荷来选取轴承 (6式中： C 基本额定动载荷来 P 当量动载荷 2 =91 (608452 )2 = 寿命系数， 次设计选取 2.5 转速系数，103 = 将数据带入公式 (得 C = =文献 17，选 84，轴承型号 3径 110 径 245 承的寿命计算 轴承的寿命公式为： 10L=( (6式中 : 1006 r 为指数。对于球轴承， =3；对于滚子轴承， =10/3。 计算时，用小时数表示寿命比较方便。这时可将公式 (6写。则以小时数表示的轴承寿命为： (6 26 式中： C 基本额定动载荷 C =n 轴承转数 P 当量动负荷 选取额定寿命为 6000h。 将已知数据代入公式 (： 3/106 )4560 10 =15249h6000h 满足使用要求。 因此设计中选用轴承的使用寿命为 15249小时。 带的计算与选型 取皮带的型号 带的设计功率： =30=39 式中 : 工况系数，查 11,22 9 得 P 传递的额定功率， P =30据9轮转数 1n =1500文献 16,22 1，选 B 型皮带。 动比 i =500845= 轮的基准直径 1选择小带轮的基准直径 1查文献 16,22 14和 22 1选取 1224. 选择大轮的基准直径 2 2i 1224=388 27 查 11,22 14取200 带速 带速常在 V =5 25m/V =100060 11 100060 =s 定中心距和带的基准长度 按 0 2(1 选取 ,因此有 0 1280,选 0=780 0+2(102124)( 带入数据得0982文献 16,22 6选取基准长度000 =0+2 0L =780+ 2000 19822=784 安装时所需最小中心距 : = =2000=754 张紧或补偿伸长所需最大中心距 : a x =784+2000=844 1 =1800 dd 1800 24400 = P 根据 1224mm,1500文献 16,22 2213P =28 考虑传动比的影响，额定功率的增量 1P 由 机械设计手册第三卷 ,22 2213 1P = Z =)( 11 = 本次设计取 3根 式中： K 小带轮包角修正系数，查文献 16,22 2210 K =K 带长修正系数，查 机械设计手册第三卷 ,22表 2211, 00( K)2 (6式中 m 为带每米长的质量 , 查文献 16,22 2212查得 m =m 0F=500( ) =带的设计参数如表 表 6的设计参数 皮带型号 带轮轴间距 784大轴间距 844小轴间距 754的根数 3根 预紧力 带轮直径 224带轮直径 400的设计 的设计特点 轴是组成机械的一个重要零件。它支承着其他转动件回转并传递转矩，同时它又通过轴承和机架联接。所有轴上零件都围绕轴心线作回转运动。所以，在轴的设计中，不 29 能只考虑轴本身，还必须和轴系零、部件的整个结构密切联系起来。 轴设计的特点是：在轴系零、部件的具体结构未确定之前，轴上力的作用和支点间的跨距无法精确确定，故弯矩大小和分布情况不能求出，因此在轴的设计中，必 须把轴的强度计算和轴系零、部件结构设计交错进行，边画图、边计算、边修改。 设计轴时应考虑多方面因素和要求，其中主要问题是轴的选材、结构、强度和刚度。对于高速轴还应考虑振动稳定性问题。 的常用材料 轴的材料种类很多，设计时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求，以及为实现这些要求而采用的热处理方式，同时考虑制造工艺问题加以选用，力求经济合理。 轴的常用材料是 35、 45、 50、优质碳素钢，最常用的是 45 钢。对于受载较小或不太重要的轴，也可用 于受力较大，轴的尺寸和重量受的限制，以及有某些特殊要求的轴，可采用合金钢。 本次设计选用 45优质碳素钢。 的强度验算 由文献 1417对轴进行校核： 由图 6受力分析如图所示 : 0n=15