毕业设计（论文）-2YZ1020圆振动筛的设计与有限元分析.pdf

设计（论文）专用纸振动筛的开发研究及其重要部位有限元分析圆振动筛的开发研究及其偏心轴有限元分析学校：学校：昆昆昆昆明明明明理理理理工工工工大大大大学学学学专业：专业：机机机机械械械械工工工工程程程程及及及及自自自自动动动动化化化化班级：班级：08080808级级级级3333班班班班学生姓名：学生姓名：指导教师：指导教师：教师单位：教师单位：机机机机电电电电工工工工程程程程学学学学院院院院教师职称：教师职称：副副副副教教教教授授授授时间：时间：2012201220122012年年年年月月月月设计（论文）专用纸developmentdevelopmentdevelopmentdevelopmentandandandandresearchresearchresearchresearchofofofofvibratingvibratingvibratingvibratingscreenscreenscreenscreenandandandandfinitefinitefinitefiniteelementelementelementelementanalysisanalysisanalysisanalysisofofofofimportantimportantimportantimportantpartspartspartspartsdevelopmentdevelopmentdevelopmentdevelopmentandandandandresearchresearchresearchresearchofofofofcircularcircularcircularcircularvibratingvibratingvibratingvibratingscreenscreenscreenscreenandandandandandandandandfinitefinitefinitefiniteelementelementelementelementanalysisanalysisanalysisanalysisofofofofeccentriceccentriceccentriceccentricshaftshaftshaftshaftUniversityUniversityUniversityUniversity：KunMingKunMingKunMingKunMingUniversityUniversityUniversityUniversityofofofofScienceScienceScienceScienceandandandandTechnologyTechnologyTechnologyTechnologyMajor:Major:Major:Major:MechanicalMechanicalMechanicalMechanicalEngineeringEngineeringEngineeringEngineeringandandandandAutomationAutomationAutomationAutomationclassclassclassclass:083083083083NameNameNameName:PengfeiPengfeiPengfeiPengfeiCaoCaoCaoCaoAdvisorAdvisorAdvisorAdvisor:MaohuaMaohuaMaohuaMaohuaDuDuDuDuDepartment:Department:Department:Department:MechatronicMechatronicMechatronicMechatronicEngineeringEngineeringEngineeringEngineeringCollegeCollegeCollegeCollegeJJJJobobobobTTTTitle:itle:itle:itle:associateassociateassociateassociateprofessorprofessorprofessorprofessorDateDateDateDate:JuneJuneJuneJune2012201220122012设计（论文）专用纸i目录摘要.IAbstract.II第1章绪论.11.1课题任务及目标.11.2课题研究背景及意义.11.3筛机的用途、筛分方法及其特点.21.4筛分机械的发展现状与展望.41.4.1振动筛的发展史.41.4.2国内外发展现状与展望.61.5振动筛的基本理论.101.5.1振动筛分原理.101.5.2振动筛的工作原理、分类及特点.121.6YZ圆振动筛简介.131.6.1用途及性能特点.131.6.2工作原理及结构特点.14第2章振动筛参数的确定.152.1运动学参数的选择.152.2工艺参数的选择.172.3动力学参数的选择.192.3.1参振质量.192.3.2弹簧刚度K.192.3.3轴偏心式激振器的偏心部位的计算.202.3.4电动机的计算选择与校核.22第3章主要零件的设计与计算.253.1轴承的选择与校核.253.2轴的设计计算与强度校核.25设计（论文）专用纸ii3.2.1轴的设计特点.253.2.2轴的常用材料.263.2.3轴的设计计算.263.3支撑弹簧的设计计算与校核.303.4紧固件的强度校核.333.5筛框横梁.36第4章圆振筛的结构设计.394.1筛箱.394.1.1筛箱部位的联接.404.1.2筛箱的支撑.414.1.3筛框的材质.414.2筛面.424.2.1筛面种类与选择.424.2.2筛面的固定.434.3激振器.444.4传动装置.47第5章偏心轴在ProE中的有限元分析.505.1ProE中有限元的介绍.505.2偏心轴的有限元分析.50第6章振动筛的安装、调试与保养.556.1振动筛的安装与调试.556.2振动筛的保养与维修.56结论.60总结与体会.62致谢.63参考文献.64附录A英文翻译原文.65附录B英文翻译译文.68设计（论文）专用纸I摘要本文主要针对圆振动筛设计进行了阐述，介绍了国内外振动筛的现状和发展，振动筛的用途，原理和特点和一些基本参数。对振动筛的运动参数，工艺参数，动力学参数进行了的选择与计算。对振动筛进行了详细结构设计，包括振动筛整体布局和个别零件的选用，主要有筛箱，筛面的设计和固定，激振器的形状，支撑方案的设计，还有偏心轴，轴承和轴承盖的设计，轴承的选择。此设计没有选择以往悬挂式的方式，而是采用了座式结构。使得结构更加安全，占地面积也小。所设计振动筛的生产能力为66th，设计中采用高强度和高冲击韧性的钢材，不仅仅提高了筛框的耐用度，还减轻了整个结构的重量，对弹簧的选择等许多方面也带来了很多的方便。另外，还进行了圆振动筛整机的SolidEdge三维建模，并利用ProMECHANICA模块对其偏心轴进行了有限元分析，最后介绍了振动筛的使用与维护，包括了振动筛的安装与调式，轴承的润滑等等。关键字：圆振动筛；参数选择与计算；结构设计；有限元分析设计（论文）专用纸IIAbstractInthispaperforaroundshakeronthedesignintroducedashakerathomeandabroadofthestatusanddevelopmenttheuseofshakerprinciplesandcharacteristicsandsomeofthebasicparameters.Shakeronthemotionparameterstechnicalparametersdynamicparametersofchoiceandadetailedcalculation.TheshakerfromtheoveralllayoutoftheselectionofindividualcomponentshavecarriedoutstructuraldesignimprovementsincludingtheScreenmethescreensurfaceandthedesignisfixedtheshapeofVibratorsupportthedesignthereareeccentricshaftpulleythebearingsandBearingcoverthedesignthechoiceofbearings.Thisshakernochoiceinthepastsuspendedbuttheuseofseatstructure.Makingthestructuremoresecurecoversanareasmaller.Thisshakeroftheproductioncapacityof66ththedesignofhigh-intensityandhigh-impacttoughnessofsteelnotonlyimprovethedurabilityofthescreenframebutalsoreducetheweightoftheentirestructureofthespringselectionandmanyarealsoBroughtalotofconvenience.InadditiontheSolidEdgealsointroducedthree-dimensionalmodelingandbyusingtheProMECHANICAmoduleoftheeccentricshaftfiniteelementanalysisiscarriedouttheendoftheshakerontheuseandmaintenanceincludingashaker-styletunewiththeinstallationthebearinglubricationandsoon.Keyword:Keyword:Keyword:Keyword:roundshakerParametersandcalculatestructuraldesignfiniteelementanalysis设计（论文）专用纸1第1章绪论1.1课题任务及目标本次毕业设计主要任务是利用SolidEdge三维软件完成振动筛数字样机系列的三维总装设计。要完成的专题是：振动筛的开发研究及其偏心轴的有限元分析。主要内容如下：对设计课题的设备现状与发展进行分析；对设备的工作原理和整机系统进行结构特点分析；对设备进行总体设计与相关计算；对设备系统的零件进行三维建模和实体装配；对设备关键零件偏心轴进行有限元分析；输出设备工程图。毕业设计要达到的目的如下：复习巩固已学知识；更新知识结构，使我们能接触到其它专业的知识，扩大知识面；提高分析问题和解决问题的能力；增强对新工作的适应能力和应变能力；了解计算机在工程设计中的应用，熟练掌握SolidEdge三维实体造型功能。本课题涉及到振动筛分机械的设计及其相关理论研究，因此无论在生产实践上，还是在振动机械理论研究上均具有重大意义。1.2课题研究背景及意义振动筛分机械是近20年来得到迅速发展的一种新型机器目前已广泛运用于采矿、冶金、煤炭、石油化工、水利电力、轻工、建筑、交通运输和铁道等工业部门中用以完成各种不同的工艺过程例如在冶金工业部门选矿厂普遍采用圆振动筛对矿设计（论文）专用纸2石进行预先筛分和检查筛分并用振动细筛对磨矿机的产品进行分级烧结厂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焦化厂采用直线筛对焦炭进行筛分在煤炭工业部门采用圆振动筛、概率筛、等厚筛和直线振动筛作为粗煤、精煤和末煤的分级、脱水和脱介在水利电力部门火电厂采用圆振动筛、等厚筛或直线筛对煤炭进行处理在水电站的建设工作中如三峡工程需要各种大型筛机对砂石进行分级在交通工业部门采用概率等厚筛和热石筛对石渣和石头的分级、清沙和除泥在化工部门振网筛和化肥筛是关键设备在环卫部门的垃圾处理中出现了新型筛机弛张筛和水煤筛。随着我国建设事业迅猛发展和现代化建设的迫切需要对这类振动筛分机械不仅在品种和规格上而且在产品质量上也提出了越来越高的要求因此振动筛分机械的研究日益引起人们的注意，也显示出其重要性。近年来，随着科技水平的提高，人们对各种商品的需求也越来越精细，质量越来越高。振动筛的技术在制造业上也有更高的要求，从最古老式的筛分机到现在最受欢迎的产品已经经过了很多代的转变，现在国外的许多国家在这方面的研究相对我国来说已经是遥遥领先，像美国，德国，日本等等这些发达国家，在振动筛的技术研究方面比我国早好几十年，为了满足振动筛在国民经济中的各行业中高速发展，加快振动筛的发展进度，在对昆明昆特公司进行参观实习后，该次设计对振动筛进行了研究探讨并做出了详细的设计方案。1.3筛机的用途、筛分方法及其特点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.当今社会很多行业中都会应用到振动筛，大部分的振动筛的作用是对物品的分级或者脱水。在冶金工业部门振动筛应用于选矿厂中，对矿石进行预先筛分检查筛分或预先检查筛分也用来对磨矿机的产品进行分级，它对提高精矿品位有重要意义。在烧结厂，振动筛用来对热烧结矿和冷烧结矿进行筛分，前者称为热矿筛.而后者称为冷矿筛。此外，也用于焦炭的筛分。在煤炭工业部门，振动筛作为选煤厂的关键设备而获得广泛应用，用来对煤炭进设计（论文）专用纸3行分级，或对精煤及末煤进行脱水与脱介，有时也用于除泥等工作。在机械工业部门，振动筛用于铸造工厂，对铸造用砂进行筛分:在砂轮厂，筛机用于磨料的分级。在水利电力工业部门，振动筛用于火力发电厂中对煤炭进行预先筛分:在水电站的建设工作中，常用来对砂石进行分级。在建筑与建材工业部门，振动筛与概率蹄用来对建筑用砂石进行分级。在铁道工业部门，振动筛常用来对铁路石碴进行清砂与除泥。在轻工和化工部门轻工和化工原料及产品的筛分工作中，振动筛是一种不可缺少的设备。在其它工业部门，筛分机械也有广泛的应用。随着四化建设的发展，对筛机的品种与质量提出了很高的要求，目前它正处在迅速发展过程中。在工业部门中，筛机的种类很多，例如固定筛、滚轴筛、筒筛，摇动筛和振动筛等，其中以振动筛(包括普通振动筛，共振筛、概率筛和等厚筛)应用最为普遍。振动筛是利用振动的多孔工作面将顺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毫米或更细物料(达0.05毫米，甚至更小)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，可得到n+1种产品。振动筛除了用于分级之外，还常用于物料的脱水，即除去物料中的水分脱介，即在筛机中用水清洗并回收重介质微粒(在重介质选煤工作中，选别后的精煤和矸石常常粘附着重介质，通常用水清洗并回收)；振动筛也常用于清洗物料表面的污泥。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。例如在选煤厂中，将原煤分成几种不同拉度级别的产品而直接供消费者使用，就是采用独立筛分的方法来完成的。(2)预备筛分。为下一步加工而进行的筛分作业称为预备筛分.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，在选矿之前，须将矿石分成若干级别，以利选别作业有效地进行。设计（论文）专用纸4(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，将已符合要求的而不需要破碎的合格产品筛出或是对经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，而后者称为检查筛分.如果一台筛机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。(4)其他筛分。例如脱水、脱介和脱泥等。1.4筛分机械的发展现状与展望1.4.1振动筛的发展史用筛分机把碎散物料筛分成不同的颗粒，已经有悠久的历史。从英国煤炭工业的文献记载，在1589年提到煤的筛分。为了向市场提供各种颗粒的商品煤，广泛的对煤进行筛分，是到19世纪下半业才盛行起来。固定筛是古老的筛分机。当时，有的固定筛用若干木条构成，也叫棒筛，后来出现了有传动机构的棒条筛。这就是沿用至今的辊轴筛。为满足工业生产的需要，圆筒筛、摇动筛和振动筛也先后问世。与固定筛相比，虽然辊轴筛，圆筒筛和摇动筛的工作效率有较大的改善，而且仍不失为结构简单和工作可靠，但是却步能满足生产发展的需要。因此，早在60年代，这些筛子在我国就开始被逐渐淘汰。固定筛不消耗动力和非常简单可靠的结构，仍具有很强的生命力，目前仍大量用于初步筛分。振动筛采用抛射式筛分，筛子每振动一次，物料便被抛射一次，相对筛面冲击一次，被筛分物料的折中特点使得振动筛的筛分效率高，生产能力大，因此被广泛使用。在振动筛产生以后，人们开始重视建立和发展筛分理论。早期的筛分理论形成于50年代初，它是以单个颗粒为研究对象而发展起来的，一般称为单颗粒运动理论。该理论系统的描述了振动筛对物料进行抛射式筛分时，单个颗粒的运动情况，进而提出了筛分机特性值，即振动强度K，和筛分特性值，即抛射强度Kv。经过长期实践，人们发觉按照上述筛分理论设计的振动筛，对细物料进行筛分时的生产能力太小，遂意识到以单个颗粒物料的运动状态代表成群的物料运动状态具有较大的片面性。随着研究工作的深入，自1965年开始逐步建立起颗粒在筛面上的运动理论。该理论以力群为研究对象，根据物体在碰撞时传递能量的原理，提出了筛面设计（论文）专用纸5上整个料层中不同位置颗粒的速度变化规律，突破了单颗料理论关于振动强度小于3.3的临界值。在此基础上，建立了薄层筛分法和变倾角筛分法，研制出等厚振动筛。用统计学方法研究碎散物料在筛面上透筛概率，称为概率筛分理论。该理论是由瑞典的摩根森于1951年最先提出的，故在该理论指导下设计的振动筛称为摩根森概率筛。在力群运动理论的知道下，近代振动筛的抛射强度和振动强度普遍提高。如德国和美国直线振动筛K值达4.4，有的甚至达6.7，Kv值达3.5以上。振动概率筛K值达5.5-7，弛张筛K值甚至达到30。这些参数强化的振动筛适应了近代筛分作业的特点细粒物料增多，水分和黏性增大，以及筛分粒度下降和要求的分级，脱水效率提高等。随着工业企业的发展和筛分机设计制造技术的进步，自70年代以来，世界上一些国家先后研制出了大型振动筛，筛宽在3.6m以上的已不罕见。如日本身刚所生产的振动筛达4.8x7.2m2，德国K.H.D公司生产的振动筛宽达5.5m，面积约为50m2。振动筛大型化标志着筛分机技术已达到先进水平。零部件标准化，通用化和产品系列化，生产专业化，是近代机械工业的重要标志，筛分机械也不例外。如德国K.H.D公司生产的USK圆振动筛和USL直线振动筛，其激振器可以通用，同一个筛框既可以装分级筛面，也可装脱水筛面。又如美国振动筛，其基形已经稳定，主要力量放改进结构，简化制造和应用新技术的方面。有的筛子除激振器外，筛框也作成单体结构，可以在现场组装，极大地方便了制造，运输和维修。前苏联早在60年代中期就组织了筛分机产品整顿，统一基型，减少杂乱型号，在此基础上提高产品的系列化程度。国外许多筛分机械公司都是科研，设计，制造和销售的联合体，专业化程度高，产品继承性好，经过多年改进，使产品逐步完善和提高。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设计（论文）专用纸6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。1.4.2国内外发展现状与展望在国内，大型筛分机的研制及存在的问题从上世纪70年代开始，国内在大型筛分机的研制方面，做了大量工作，取得了很大成绩。中信重机在80年代引进了日本神户制钢的大型筛分机系列，其最大规格为27m2（2ZK3675，ZK3675），这种筛分机实际上是一种轻型振动筛。双层筛2ZK3675分级能力为5002500th，重量只有27；单层筛ZK3675脱水能力达500th。从设计思路分析，日本神户制钢以美国LOWHEAD振动筛的振动器为基础，参考了德国KHD公司的USK，USL型筛子的结构特点设计的。目前国内在制造工艺和制造手段上尚存在一些问题。在烧结矿筛分方面，使用大型筛分机较多，SZR3175热矿筛18.7m2，处理量达600th，重量15.9t；ZSL3080冷矿筛27m2，处理量达350th，筛分效率达85，机重为45t。国内在大型筛分机方面还有一些创新，中国矿大机电设备制造有限公司的CWS3660超静定网梁激振的大型振动筛，面积为21.6m2脱水脱介处理达100th，机重为19.5t，它通过多组振动器的组合，满足了大型振动筛的大激振力的要求，网梁包容体构成了大截面几何体的激振元，提高了筛体的稳定性和整体刚度。QLS30120强力筛，面积约30m2的低频大振幅振动筛，13mm煤炭分级，处理量达500th，机重26t，它成功地把大型振动筛参振质量化大为小，分段组合。目前我国大型筛分机存在的问题：（）大型筛分机的结构强度仍是一个值得重视的问题。我们希望筛子的寿命能达到35年，目前大都是12年；（）大型筛分机的另一个值得研究的问题是减轻机器的重量，确定筛面的合理长度，即大型筛分机的优化轻型结构；（）提高大型筛分机的制造精度，从而提高大型筛分机的制造质量，延长大型筛分机的使用寿命。国外，德国申克公司（SCHENCK）制造了处理能力达1200th，烧结矿温度高达1000的热矿振动筛，其宽度为4，长度为7.3，重量达50。更换一台筛子只设计（论文）专用纸7需4min。申克公司制的脱水筛的宽度达4.5。德国筛子技术公司（SIEBTECHNIK）单轴振动筛的有效宽度最大为2400mm，长度为6000mm；而双轴振动筛的有效宽度最大为5500mm，长度达11000mm。最大振幅单轴振动筛为12mm，双轴振动筛为16mm；物料的输送速度一般为0.30.4ms，也有高于这种速度的。日本和美国的大型圆振动筛，采用双偏轴激振，用同步皮带传动，应用情况比较好。去年美国举行的矿山建材设备展览会上展出了一些筛分机，其中有一部分是三轴振动筛，仔细分析，有的是椭圆筛，有的是圆振动筛，这些筛分机其宽度都是在2以上的大型筛分机。尽管振动筛分机械飞速发展，结合参考文献及目前筛分机械的现状，仍可以总结出目前振动筛分机械存在的以下不足：(1)单台筛机的处理能力较低由于振动筛工作在高交变应力的条件下，产品的大型化一直受到限制。国内外的筛机一般都不大于27m2，虽有个别大于27m2的筛机，也仅工作在物料条件磨蚀性弱的工况条件下。对于工况条件恶劣，如温度较高、磨蚀强的烧结矿和铁矿石筛分作用中，有中冶长天国际有限公司等开发的TDS3.810.6-LZ椭圆等厚振动筛等大型筛已应用于武钢烧结厂和工业港。(2)单位筛分面积处理能力较低由于采用直线筛或圆振动筛的普通筛分，单位面积的处理能力不高，对细颗粒物料和粉尘物料尤其如此。(3)筛机的可靠性差，作业率低振动筛属高速重载设备，且所有构件均承受高频交变应力的作用，筛机的可靠性和寿命面临挑战。工作中常有筛框侧板开裂，横梁断裂传动轴断裂螺栓松动等现象发生，如不及时发现，后果不堪设想。例如，如果振动筛振动器之间联接轴断裂，一侧的振动器偏心块仍在高速旋转，另一侧振动器偏心块停止工作，此时筛框会受到不对称力的作用，严重时侧板及横梁可能产生撕裂。又例如，如果一个振动器轴承由于供油不及时产生发热，没有及时发现而出现轴承损坏，也可能引起传动轴的断裂等恶性事故。设计（论文）专用纸8(4)筛面寿命短(5)筛孔易堵孔，筛分效率低特别是对于难筛分物料，如烧结工艺中的熔剂筛分，烧结矿筛分等，常出现筛孔粘结、堵塞等现象，筛分效率低。(6)筛机机电一体化水平低，自动化水平低工业的发展对筛分机械的品种和质量要求愈来愈高，从而使筛分机械的发展提高到了一个新的阶段。综合国内外筛分机械状况，筛分机械向以下几个方向发展。(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，如从前我国选煤厂生产200300万th就是大的，而现在需要1200万th选煤厂，跳汰机达5.5m宽，需要大型筛分机与之配套。德国KHD公司生产的USK筛分机已达4500mm6000mm筛面达27m2。同是德国的筛子技术公司生产有5500mm11000mm的筛机，面积达60.5m2。(2)向标准化、系列化、通用化发展这是便于设计，组织专业化生产、保证质量和降低成本的途径。德国KHD的公司的USL、USK筛机的宽度以200mm为一档，长度以750mm为一档组成了两个系列的45种规格产品。其网、横梁、传动轴、进料板、出料板均实现标准化、通用化、振动器也只有三种。同时德国的申克公司冷热烧结矿筛和等厚筛只通用两种振动器，可见三化程度之高。(3)振动强度增大筛机的振动过程逐渐强化，即提高筛机的振动参数，以取得较大的速度和加速度，从而提高生产能力和筛分效率，如日本，德国的筛机所采用的振次为980rmin，振动强度为4.5-7。(4)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，降低噪音，简化结构。(5)向重型超重型筛发展大的矿业工程需要处理大块物料，法国索梅斯塔公司生产的振动棒可处理直径达1m以上的大块物料。设计（论文）专用纸9(6)向空间发展针对细物料，国内外先后出现了旋流振动筛、锥形振动筛、蝶旋振动筛、旋转概率筛，既减少了占地面积，又提高了生产能力和筛分效率。(7)向难筛分物料筛分发展对于d式中：rM电动机的起动转矩；HM电动机的额定转矩；OM振动筛的偏心质量的静力矩与轴承的摩擦力矩之和。iMMHr=式中：i转速比；起动力矩系数为2.2:；900960=i=1.07；=HrMM；iMMOO=式中：OM为偏心质量的静力矩和轴承的摩擦力矩之和。jMMMfO+=总式中：总fM为振动器上轴承的摩擦力矩；9.69600.9659550n9550f=PM总N.mjM为静力矩RmgrmMjg偏心轴偏心块+=jM=2.7629.84810-3+79.99.81510-3=14.35N.m因此95.236.935.14=+=oMN.m设计（论文）专用纸24所以()78.2395.006.195.23=OM44.072.5478.23=HoMM因为HOHrMMMM，所以电动机起动校核合格。设计（论文）专用纸25第3章主要零件的设计与计算3.1轴承的选择与校核根据激振力为52KN，所以选择J1类型的激振器，其配套的轴承为调心滚子轴承，类型为22316。调心滚子轴承的内径mmd80=，外径mmD170=，mmB58=。其中额定寿命为10000h。激振器的轴承应定期补充油脂(2#工业锂基脂)一般3-5个月补油一次。轴承的额定动载荷为：PffffCtnph=式中：C轴承的额定动载荷，N；P当量动载荷，N；tf温度系数，选取为1.0；pf载荷系数，选取为2；nf转速系数，选取为0.365；hf寿命系数，选取为2.46。所以48.13365.01246.2=tnphffffPC1000010785348.139006010601031063106=PCfLh所以选择的轴承满足条件。3.2轴的设计计算与强度校核3.2.1轴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，同时它又设计（论文）专用纸26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。3.2.2轴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A3、A5等普通碳素钢。对于受力较大，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。3.2.3轴的设计计算(1)轴的最小直径30fPAd式中：P主轴上的功率，KW；f主轴上的转速，rmin。电动机经过联轴器传给主轴，联轴器的传动效率为0.99。4.2196099.05.51203=dmm圆整后取其最小直径为24mm。(2)轴的各段长度的直径设计轴的设计如图3-1所示设计（论文）专用纸27图3-1轴的设计轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径为了使所选的轴的直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。但由于联轴器在振动过程中容易被损坏，在本设计中连接部位用轮胎联轴器，直径为直径为50mm。轴两端安装偏心块处的直径设计，因为偏心块的内孔直径为60，所以其轴上部位的直径为60mm，且便于联轴器的安装定位。轴两端轴承端盖处的直径设计，因为设计轴承端盖孔的直径为72，由于其内嵌入毛毡圈，为了毡圈能与轴紧密连接，防止漏油，并且在安装时不发生配合上的误差，取这段轴上的直径为70mm，且便于偏心块的安装定位。轴两端安放轴承处的直径设计，由于轴承内圈与轴的配合为过渡配合，所以基本尺寸要一致，所以此处轴的直径为80mm。由前面的设计可知，偏心轴部位轴的直径为120mm，为了轴承内圈不在轴上发生轴向移动，需要在内圈与偏心轴部位设计一个轴肩，设计其直径为90mm。设计（论文）专用纸28(3)轴的受力分析与强度校核图的受力和弯矩图分别为3-2和3-3。图3-2轴的受力简图MAMBMC图3-3弯矩图经过分析轴的中间受到的弯矩最大。fNT9550=式中：T轴的扭矩，N.m；N输入的功率，为5.445KW；mNT.17.54960445.59550=设计（论文）专用纸29NdTFt8.216605.017.5422=在垂直方向上：21NVNVFF=偏心块偏心轴MMFFNVNV+=+21解得：NFFNVNV50921=在水平方向上：21NHNHtFFF+=150011212=+NHtFF解得：NFNH8.24561=，NFNH2902=所以垂直面内弯矩为mN.54650910001073=水平内弯矩为mN.32511211000290=总弯矩为()()mNM.4.63554632522=+=按弯扭合成应力校核轴的强度：危险截面的当量弯矩tM为：()22TMMt+=根据扭矩性质而定的折合系数，对于不变扭矩取3.0=。()()mNMt.106.63517.543.04.635322=+=危险截面的应力应满足：wtwZM=式中：w弯曲应力，Pa；Z截面模数，m3；MPaW1.93=设计（论文）专用纸30wwMPa=68.31201.0106.63533所以满足轴的强度。3.3支撑弹簧的设计计算与校核支撑弹簧是惯性振动筛的重要弹性元件既是主振弹簧又是隔振弹簧其性能好坏直接影响振动筛的筛分效果。与金属弹簧相比橡胶弹簧具有结构紧凑、安装拆卸方便、吸振限幅性能好以及可同时承受压缩与剪切变形的显著特点。因此它广泛应用在振动筛上。圆柱橡胶弹簧如图3-4所示。图3-4圆柱形橡胶弹簧几何尺寸()Ah64=式中：h弹簧的最大变形量，m。设计（论文）专用纸3120.015.0oHh0.15.0=oHD式中：oH弹簧的自由高度，m；D弹簧的外径，m。oHdD4=式中：受压面积与自由面积之比；d弹簧内孔直径，m。()21.6511.2+=xKjdEE2.1=式中：xK外形系数；dE动弹性模量，2mN；jE静弹性模量，2mN。设计（论文）专用纸32图3-5静弹性模量与橡胶邵氏硬度关系hHFKEKoxdd=式中：F弹簧的受压面积，2m。dK单个弹簧的刚度，Nm。tdnKK=式中：tn支撑弹簧的个数。有以上的公式计算得到：02.0004.05=hm；()13.01.0=oHm，取1.0=oHm；()1.0005.0=Dm，取D=0.1m；取内径为30mm；设计（论文）专用纸33175.01.04003.01.04=oHdD()26.1175.065.112.12=+=xK661023.210859.12.1=dE650033.0510859.11057.3=eEj（其中邵氏硬度取50=sH）()()5226105.202.01.003.01.0426.11023.2=dKNm02.3105.21055.755=dtKKn取整后4=tn强度校核：jdjFhK=式中：j橡胶的压缩应力，Pa；j橡胶的许用压缩应力，Pa，取j=980kPa。jj时，工作可靠，所