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学士学位论文原创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 作者签名： 日期：导师签名： 日期：毕业设计（论文）开题报告题目 标准筛振筛机的总体及夹紧装置的设计专 业 名 称 机械设计制造及其自动化班 级 学 号 078105332学 生 姓 名 徐 立 轩指 导 教 师 罗 海 泉填 表 日 期 2011 年 3 月 5 日说 明开题报告应结合自己课题而作，一般包括：课题依据及课题的意义、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）、研究内容及实验方案、目标、主要特色及工作进度、参考文献等内容。以下填写内容各专业可根据具体情况适当修改。但每个专业填写内容应保持一致。一、选题的依据碎矿、磨矿和选矿过程中所处理的固体物料，一般都是大小不一、形状不同的松散状矿料。而矿料的颗粒形状又与物料的成分、理解、结构等因素有关，主要有块状、多棱状、片状、柱状、纤维状、拟球形以及一些不规则形状。随着工业发展和技术的进步，目前不少部门不仅对破碎产品粒度和过粉碎有要求，而且对颗粒的形状也做了规定。例如：联邦德国公路规程，规定了粒度为5-35毫米的石料粒度中，立方体颗粒海量不得低于80%。联邦德国国家标准DIN52114对立方体定义还作了明文规定：所谓立方体，是指颗粒的三围尺寸a、b、c（其中abc）中，a/c的值不得大于3.其目的是为了保证公路铺路石料的质量。此外联邦德国的建筑行业对于碎石的粒度和相撞也作了严格的规定，以保证混凝土的工程质量。所谓粒度，是矿块（或矿粒）大小的量度，一般用毫米（或微米）表示。如果将松散状矿料用某种方法分成若干级别，称为粒级。例如，用称量法称出各种级别的重量并算出他们的重量百分比（或累计重量百分比），以说明某批矿料中各粒级颗粒含量多少，这种资料就叫做物料的粒度组成（或颗粒级配）。从粒度组成可以看出各级物料在原料或产品中的分布，这种确定粒度组成的实验和测定工作就叫做粒度分析。这项工作对于确定碎矿工艺流程、评价碎矿磨矿机械的技术经济效果和分析生产过程的产、质量指标，都是必不可少的。在碎矿磨矿生产实践和科学研究中，为了说明含有各种粒级的混合物料的平均粒度的大小，以确定粉碎效率和评估粉碎机械的技术性能，往往要求算出某一批量物料颗粒群的平均粒度（或平均粒径）。根据无聊粗细不同，工程界和科研部门采用的分析方法之一就是筛分分析。利用筛孔大小不等的一系列筛子对物料进行筛析，并将筛析结果整理在筛析结果记录表上，然后根据所得数据，做出物料的粒度曲线或粒度组成特性曲线。筛析法的有点是设备简单，操作方便。缺点是颗粒形状的影响较大。筛分分析是碎矿磨矿作业中一种最基本的粒度分析方法。今年来，随着选矿工业迅速发展，对筛分机械设备的筛分精度、筛分效率和单位处理能力的要求也越来越高，因此，筛分机械也有了很大进展。例如，整机重量达30-40吨、震动构件重达25-30吨的筛分机械已经相当普遍。在处理块状物料时，其处理能力已达1500吨/时。这给筛分作业带来了新的生机。标准筛是由一套筛孔大小有一定比例的筛子组成。上层筛子的筛孔大，下层筛子的筛孔小；另外有一个上盖，防止式样在筛析过程中外溢而损失，还有一个筛分底，可直接接收最底层筛子的筛下物。将标准筛按筛孔由大到小、自上而下的排列起来，各个筛子所处的层位次序叫筛序。在使用标准筛时，决不可叠错筛序，否则会造成实验结果混乱。在叠好的筛序中，每两个相邻筛子的筛孔尺寸之比叫筛比。有些标准筛还有一个作为基准的基筛。筛析实验的粒度范围是0.037-200毫米。各国还制订了一些标准筛。目前，在国内，选矿设备的种类有很多，机械式的占绝大多数。随着选矿技术变得越来越成熟，新型的电磁振动式振筛机现在也得到运用。但不管对于实验室还是工地现场，机械式振筛机的运用占据了主要位置。而标准筛振筛机凭借其优良的工作性能和方便轻巧的优点也深受用户的喜爱，所以，对标准筛振筛机的研究与设计变得越来越重要。广泛用于地质、冶金、化工、煤炭、国防、科研、砂轮制造、水泥生产等部门化验室对物料进行筛分分析。振击次数稳定可靠，装夹套筛方便灵活，夹紧牢靠，并能自动停车，根据用户需要，可筛分多种特性的产品每次开机五分钟，既方便又简单完成分级工作。二、 国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：1、筛分机械的应用现状基于振动筛的三种不同的运动轨迹，采用不同的筛分方法，并针对国民经济中各行业的特殊需要。形成了各种形式的筛分机械，并使其在工业部门得到广泛的应用。在冶金工业部门，选矿厂普遍采用园振动筛对矿石进行预先筛分和检查筛分；用振动细筛对磨矿机的产品进行分级以及提高精矿品位；针对烧结厂热结矿和冷烧结矿分级的要求，采用直线运动轨迹和二次隔振原理，形成了热矿筛和冷矿筛；另采用直线筛对焦炭进行筛分，取代了原始的滚轴筛。2、筛分机机械的发展方向综合国内外机械发展现状，筛分机械将向以下几个方向发展。2.1向大型化发展。工业的现代化进程促使企业规模增大，生产能力大大提高。如从前我国选矿生产200-300万T/A就是大型的，而现在出现1200万T/A的选煤厂，这就需要大型筛分机与之配套，德国KHD公司生产的USK筛机已达到4500*6000MM，筛面达27.2M，德国的另一筛子技术公司生产的5500MM*11000MM的筛机达60.5M。2.2向重型超重型筛发展。大的矿业工程需要处理大块物料，法国苏梅斯塔公司省柴的振动棒可处理直径达1M以上的大块物料。2.3向理想运动轨迹振动筛发展。以提高各区段的筛分效率和整个筛机生产率为目标，寻找一种以理想运动方式为基础的新型筛分机成为筛分设备发展的一个新方向。较为理想的筛面运动方式是：在垂直方向上，入料端的振幅大于出料端的振幅，延长度方向上，从入料端，物料运动速度递减。在此理想情况下，可以创造良好的透筛环境。该理想筛机的筛分效果要优于一般的筛分机械。2.4向反共振振动筛发展。以减轻整机重量、降低成本、提高试用寿命和可靠性为目标，提出新型的反共振振动筛机。2.5向标准化、系列化、通用化发展。2.6应用自同步技术。采用双电机自同步技术以代替齿轮强迫同步，可简化结构，降低噪音，从而简化了机械润滑、维护和检修等经常性工作，减少设备故障。2.7振动强度增大。筛机的振动过程逐渐强化，以取得较大的速度和加速度，从而提高生产能力和筛分效果。2.8向空间发展。针对细物料，先后出现了旋流振动筛、锥形振动筛、碟型振动筛、旋转概率筛等，既减少占地面积，又提高生产能力和筛分效率。2.9向难筛分物料筛机发展。对于D1MM、含水7%-14%的细湿物料的干筛以及水煤浆、垃圾处理等，筛分难度很大，德国海因勒曼公司生产的弛张筛，物料运动速度达1.3M/S，筛分效率达90%-95%。为解决难筛分物料筛分开创了先河。三、 研究内容及实验方案：3.1 研究内容本次设计的主要任务主要是总体设计和夹紧机构的设计，所以主要着眼于总体结构的布置和各个动作的实现。所以要做好以下几个方面的工作：3.1.1 在电动机的选择上，在不影响整机装配和机器工作性能的前提下，尽量选择安装尺寸比较小的电动机，从而能减少整机尺寸，有利于对振筛机结构进行小型化改造。3.1.2 对关键部位，譬如偏心轴部分进行重新选材并校核。且在整体的布置上尽量科学和优化，使其体积尽量减小。并对受力比较明显的部件的材料进行重新审核，保证其能够满足强度要求。3.1.3 对摇动和振击结构的传动支撑部件（如轴承等）进行良好的润滑，有必要的时候，重新进行润滑方案的选择。3.2 实验方案本机结构主要由机座、筛与传动机构等部分组成。可配备专用夹具、即可装夹200 试验筛，又可装75、100 套筛，装夹方便灵活，夹紧牢靠，并能自动停机。3.2.1 整体结构改造：可试图将数值字显示控制仪安装在筛振机构机械空洞部分，从而减少了整个筛振机的空间体积，并减轻了重量，增加了振筛机的美观度，更好的符合实验室对振筛机小而精干的要求。3.2.2 可对传动部件的灵活性与稳定性方面做必要改进，减少不必要的磨损。3.2.3 可通过重新选择振筛机部件的材料，从而提高其使用寿命和性能。四、 目标、主要特色及工作进度4.1 目标及主要特色设计要求是用于实验室粒度筛分分析的200mm 标准筛振筛机,它是在XSZ200和XSB70A型基础上改进的。是与200mm标准试验筛配套使用，对物料进行分级筛分的专用设备.一般都是由机座、回转机构、振击机构、夹紧机构.套筛和减速装置等组成 , 具有摇动和振击的复合筛分功能。4.2 毕业设计（论文）的工作进度1.收集、查阅相关文献资料，外文翻译（6000实词以上），撰写开题报告： 2.283.25 4周2.制定设备工作原理图： 3.284.8 2周3.标准筛振筛机的总体设计： 4.114.22 2周4.标准筛振筛机夹紧装置的设计： 4.255.6 2周5.完成装备图及主要零件图： 5.95.27 3周6.撰写毕业设计说明书： 5.306.24 4周五、 参考文献1. 岑军健,赵菊初. 非标准设备设计手册( 第 4 册)M . 北京: 国防工业出版社，19992. 沈 鸿,周建南. 机械工作手册(第 10 卷) M . 北京: 机械工业出版社，19963. 广西柳州探矿机械厂. XSB - 70B 型200 mm 标准筛振筛机使用说明书 R4. 廖念钊等主编. 互换性与技术测量. 北京：中国计量出版社，20005. Computer-aided diagnosis (CAD) and image-guided decision support Computerized.Medical Imaging and Graphics 31 (2007)6. 濮良贵，纪名刚. 机械设计. 北京：高等教育出版社，20017. 刘鸿文. 材料力学. 北京：高等教育出版社，20048. 徐敬. 机械设计手册. 北京:机械工业出版社,20009. 王先逵. 机械制造工艺学. 北京：机械工业出版社，200610. 卜炎. 机械传动装置设计手册. 北京：机械工业出版社，199911. 王昆等主编. 机械设计、机械设计基础课程设计. 北京：高等教育出版社，199612. 余梦生，吴宗泽. 机械零部件手册. 北京:机械工业出版社,199613.戴少生，缪中同，黄有丰.粉碎工程及设备 毕业设计（外文翻译）题 目：标准筛振筛机的总体及夹紧装置的设计 系 别 航空工程系专业名称 机械设计制造及其自动化班级学号 078105332学生姓名 徐立轩指导教师 罗海泉二O一一 年三月 COAL PREPARATIONTABLE 7-14. Effect of Geometry and Concentration of Feed Solids on throughput for a 1/6-in, diam hydro cyclone cleaning 1/4-inVarying the distance between the bottom of the vortex finder and the hydro cyclone cone bottom. For example, the washed coal ash can be reduced by decreasing the diameter of the vortex finder, decreasing the length of the vortex finder, or increasing the diameter of the underflow orifice. Increasing feed-Solids content increases the specific gravity of separation and, therefore, washed coal yield and ash, which indicates the importance of maintaining a constant feed-solids content to preserve washed coal quality.Capacity is influenced by cyclone geometry, i.e., the sizes of the overflow, underflow, and inlet openings, and by feed-solids content. The effects of these parameters is given in Table 7- 14.Increasing inlet pressure is a simple method of increasing capacity without changing hydro cyclone geometry, and washed yield and ash are not significantly affected. However, the penalty is increased pumping cost, and degradation of the coal. Flow sheetsSoon after the hydro cyclone was developed, it became evident that performance was inferior to nearly all other cleaning devices. Consequently, in an effort to improve performance, three two stage circuits, shown in Fig. 764, were developed. In the earliest two-stage circuit, called two-stage relearn or TSR, the refuse from a primary hydro cyclone is simply relearned in a secondary hydro cyclone, The overflows from the two hydro cyclones are recombined as the washed coal product, and the underflows from the secondary hydro clone contains the final refuse. In more recent installations, one of the products from the secondary hydro cyclone is recirculated to the feed of the primary hydro cyclone. In the two-stage overflow recirculation circuit, TSOR, the primary or first-stage hydro cyclone is adjusted to produce an acceptable clean coal and the secondary hydro cyclone is adjusted to produce a refuse essentially free of misplaced coal. The overflow from the secondary hydro cyclone, which contains the misplaced coal in the underflows of the primary hydro cyclone, is returned to the feed of the primary hydro cyclone for reprocessing. In the two-stage underflow recirculation circuit, TSUR, and the overflow is relearned in the secondary hydro cyclone. The underflow from the secondary hydro clone is recalculated to the feed of the primary hydro cyclone. The overflow from the secondary hydro cyclone contains the washed coal.Each of these circuits has advantages that depend upon the size and specific gravity compositions of the feed, as well as the required washed coal quality. The TSOR circuit is more effective in recovering washed coal whereas the TSUR circuit is more effective in rejecting heavy impurity. The TSR circuit is most effective when the specific gravity of separation of the two hydro cyclones is similar. Conversely, the performance of TSOR and TSUR is improved by diverging the specific gravity of separation of the two cyclones. At the present time, the TSOR is the most common circuit. A variation of the TSR circuit has been proposed whereby underflow from the primary cyclone is relearned on a concentrating table rather than a secondary hydro cyclone.Some plants using jigs to clean the coarse coal utilize hydro cyclones to improve performance on the finer sizes. One method is to relearn the underflow of the washed coal screen, commonly the 1/4-in.material, with hydro cyclones. Another method is to screen the raw coal at about this size and clean the undersize with hydro cyclones.Hydro cyclones have been used ahead of dense-medium cyclones to remove some of the low specific gravity coal and thereby reduce the amount of material sent to the dense-medium plant. The hydro cyclones are adjusted to separate at a specific gravity of about 1.35 to 1.40. The advantage is that the capacity of the dense-medium cyclone plant can be smaller, thus reducing capital and operating costs.Hydro cyclone PerformanceAs mentioned previously, the quality of the washed coal and refuse products can be regulated by changing the diameters of the overflow and underflow orifices. However from a performance standpoint, a ratio of overflow diameter to underflow diameter in a range of about 1.7 to 2 gives the best results. Performance at lower ratios is inferior. Also, the solids content in the feed to primary and secondary hydro cyclones should range from 8 to 15 % (by weight). Outside this range, either above or below, performance is adversely affected.Separations obtained in a single hydro cyclone and two-stage circuits (TSR) are shown by the distribution curves in Fig. 7-65. The sharpness of separation of the two-stage circuit is significantly superior to that of a single hydro cyclone. Also, the sharpness of separation of the two-stage circuit is not nearly as sharp as the separations characteristic of a dense-medium cyclone. It follows then that hydro cyclones are not applicable for difficult-to-clean coal or separations at low specific gravity unless followed by a more effective relearning process. Also, they are not suitable for friable coal or where the refuse particles are platy. Table 7-15 gives detailed performance data for two-stage (TSR) hydro cyclones. These data indicate that in general the specific gravity of separation increases and the sharpness of separation decreases with decreasing particle size.Hydro cyclones may be especially applicable for cleaning -30-mesh (0.6- mm) coal if the coal is not amenable to flotation. However, the Majority of US coals are easily cleaned by flotation. But if the coal is not amenable to flotation because of a slime-coating problem or the coal is oxidized, then hydro cyclones may be a viable alternative. Also if fine pyrite is present in the feed, hydro cyclones are reported to be superior to flotation for lowering the sulfur content of the washed coal.The coarser particles of an easy-to-clean coal with a top size of 1/4 or 3/8 in.(6.3 or 9.5 mm) can be cleaned about as efficiently in a two-stage hydro cyclone circuit as on a concentrating table, but not as efficiently as in a feldspar jig. However, the concentrating table cleans the finer particles much more efficiently than the hydro cyclone. The distribution curves for a two-stage hydro cyclone circuit (TSR) and a concentrating table cleaning a 1/4-in (6.3mm*0) feed are shown in Fig. 7-66. A major advantage of hydro cyclones is that the space requirement is much less than for concentrating tables and jigs, but much more power and water are required. Spiral concentrators are also used to clean-14-mesh (1.2-mm) coal.A relatively new separator, called the air-spared hydro cyclone, has been developed and can be used to clean opal. It is essentially a porous cylinder without the usual conical section. Feed enters tangentially at the top and spirals downward. Air is introduced through the porous cylinder, and the air bubbles and flotation reagents along with the vortex effect the separation. Coal particles attach to the rising air bubbles and exit the top through a vortex.选煤表7-14，给出了影响入料分选密度和粒度的处理量。旋流器直径为1/4-in.表7-14入料%底流口直径,in溢流口直径,in入料口直径,in处理量t/h10.20.751.501.231.89.81.753.001.232.99.81.753.003.004.517.31.753.003.008.9改变旋流器溢流口和底流口的距离。例如，要降低分选精煤的灰分可以减小旋流器溢流口的距离，减小溢流管的长度，或者增大底流口的直径。增大入料量会降低分选效率，因此，分选精煤的产率和灰分的关系表明了保证恒定的入料量才能保证洗选精煤的质量。处理量影响着旋流器的几何尺寸，包括溢流口的尺寸，底流口的尺寸，入料口的尺寸和入料量。这些参数的影响如表7 14。改变入料压力是一个改变旋流器参数的简单方法，然而对改变精煤的产率和灰分的影响不显著，况且会增加抽水成本，还会增加煤的泥化现象。流程图随着旋流器的发展，很明显它毫不逊色于其他所有的洗选设备。因此，为了提高性能，两段分选的旋流器（如图7-64）被开发了出来。最早的两段分选旋流器叫第二段再选或者叫TSR，从第一段旋流器出来的产品只是简单的在第二段再选，从两段旋流器溢流口出来的煤被混合当作洗选精煤产品。从第二段旋流器底流出来的物料被视为洗选尾矿作为矸石。最近的有一种设备，一种从旋流器第二段出来的产品被循环作为第一段的入料。在两段旋流器的溢流循环，TSOR，这种从旋流器的第一段被作为调节产品所要求精煤，第二段作为调节尾矿中保证没有错配物。从旋流器第二段的溢流出来的物料包含本该进入到第二段旋流器底流的错配物，所以返回到第一段旋流器进行再次循环洗选。在两段旋流器底流循环，TSUR，这种从第一段旋流器的底流出来的物料被作为最终的尾矿矸石，第二段的底流出来的物料再次进入到第一段作为第一段的入料。从第二段溢流出来的产品被作为最终的洗选精煤产品。上述的其中每个流程都有优点，取决于入料的粒度组成，和所要求的精煤产品质量。TSOR流程能更有效地回收分选精煤，而TSUR流程更有效地排除重产物。当两段旋流器分选的比重类似时TSR流程是最有效的流程。相反，TSOR和TSU的性能取决于两段旋流器的分流量。在目前，TSOR是应用的最为普遍的一种流程。有人提出一种改进的TSR流程是从第一段主选底流出来的物料被再次分选浓缩代替第二段旋流器分选。有一些厂用跳汰机分选块煤，利用旋流器分选细粒的煤。一种方法是用煤用振动筛筛分的筛下物（通常1/4英寸）的煤用旋流器分选，另一种方法是用煤用振动筛筛分出粗粒煤，细粒度的煤用旋流器分选。旋流器也被运用到重介质分选中去分选出一些含煤少的贫矿，以降低选煤厂重介质的消耗。旋流器可以调节的分选密度大概在1.351.40之间。这样的优点是大大的降低了分选过程中所需重介质的体积，节约了资金和运营的成本。水力旋流器性能正如上文以前，对洗精煤产品质量和垃圾，可通过改变调节溢出和下溢口的直径。但是从性能的角度来看，溢流直径到底流直径的比例范围为约1.7至2为最好，较低的比率性能为低劣产品。此外，在原料中固体物含量，一段和二段水力旋流器应定为8至15（重量）。此范围以外，高于或低于，性能将产生不利影响。分离获得的水力旋流器和一个两阶段的电路（TSR）是由图所示的分布曲线，两个阶段的电路分离清晰度明显优于单一的水力旋流器，另外，这两个阶段的电路分离清晰度几乎没有像重介质旋流器特点鲜明，由此得出结论，水力旋流器应用于难以清洁煤或低比重的适用，除非更，有效的再分选过程。此外，他们没有合适的煤或者易碎的煤矸石颗粒板状。表7-15给出了详细的两个阶段（TSR）的水力旋流器的性能数据。这些数据表明，在一般的分离增加，分离小颗粒的清晰度的减少。水力旋流器可能会适合分选- 30目（0.6毫米）的煤，如果煤不浮选。然而，美国多数煤浮选煤很容易分选通过浮选。但是，如果煤炭，不受外界因为黏涂层问题浮选或煤被氧化，然后水力旋流器可能是一种可行的选择。另外，如果细粒黄铁矿是目前的原料，据报道水力旋流器，对于降低洗精煤的硫含量优于浮选。一个易于清洁粗颗粒煤，有1 / 4或3 / 8英寸（6.3或9.5毫米大小的粗颗粒顶部）可以被两阶段水力旋流器有效地清理，作为一个选矿台，但没有有效的长石跳台。但是，集中清理的细小颗粒表比水力旋流器更有效。如图7-66.所示：一种相对较新的名为空气旋流器的分选设备被研制出来并可用于分选蛋白石。它本质上是一个没有通常锥形部分多孔圆筒。入料进入切向顶部并螺旋下降，空气是透过多孔圆筒，气泡和浮选剂随着漩涡影响分选。煤颗粒附着在气泡上升到漩涡的顶部。图 7-56 旋流器典型分布图表7-15 旋流器的性能尺寸，网目（mm）3*200（6.3*0.075）3*200（6.3*0.075）3*200（6.3*0.075）3*200（6.3*0.075）30*200（0.6*0.075）30*200（0.6*0.075）筛分分析原煤93.994.891.095.484.486.6精煤92.294.388.193.180.785.7矸石97.497.997.89797.584.0灰分含量原煤17.516.129.817.921.116.1精煤7.010.313.18.79.611.8矸石50.351.464.864.455.465.1洗选出精煤的产率75.886.067.783.574.891.9理论产率84.790.875.588.282.593.8分选效率89.594.789.794.790.798.0-1.3093.197.194.596.996.099.21.301.4086.094.688.895.589.498.41.401.5068.481.275.688.875.894.81.501.6047.456.461.883.759.789.51.601.7025.137.440.371.953.079.61.701.8013.729.832.562.436.972.5+1.805.214.57.015.412.536.7分选密度1.541.581.611.881.621.96错配率78105120123118-可能性偏差0.120.180.220.240.23-标准筛振筛机的总体及夹紧装置的设计学生姓名：徐立轩 班级：0781053指导老师：罗海泉 摘要：振动筛的研究不断地向着标准化、系列化、通用化发展，并引入现代化设计手段，采用新材料、新技术、新工艺，其目的在于不断扩大筛机应用领域，满足国民经济建设发展的需要，并担当对外出口的任务。目前，在我国，选矿设备的种类