毕业设计（论文）-大型振动筛框设计及有限元分析.doc

济南大学毕业设计1 前言1.1 课题研究背景及选题意义虽然我国矿产资源非常丰富，但随着我国经济的迅速发展，对资源的需求量的急剧增大，使得我国的资源供求情况非常紧张,因此我国制定了可持续发展战略,并提出了发展节约型社会的政策方针,要求资源密集型企业必须以提高资源利用率，保护环境为根本要求。振动筛作为一种广泛应用于石油、煤炭、冶金、化工、粮食等行业的筛分机械，它广泛应用于物料的筛分、分级、脱介、脱水等。振动筛以它结构简单、处理能力大、工作可靠等多种优点在所有筛分设备中占有绝对优势，其市场占有率很高。加快对振动筛的研究并不断使其向节能环保领域发展,可以很好的适应国家的发展战略,并提高资源利用率。目前我国的振动筛研究已经取得了较大的成就，但由于研究起步较晚，我国的振动筛与国外发达国家的振动筛产品相比，在振动筛产品的工作性能、工作效率、适应工况的能力及对周围环境的影响和人机结合等方面仍有着很大的差距。振动筛的研究有待继续加强，所以我选择了这一课题。一方面，我认为振动筛的一些部件、机构可以进行创新和改造，如激振源和筛面，激振源一般会用偏心块或者是激振电机，当然也可以用别的形式；而筛面采用棒条筛面。同时在设计时将运用现代的有限元分析软件ANSYS对振动筛筛框进行优化分析，进而保证筛框的强度和刚度，大幅提高设计质量，降低成本；另一方面，由于所学的专业为机械设计，毕业设计过程中需要完成总体设计计算（含总装图），主要部件设计，指定零件设计，设计说明书撰写工作，资料整理工作等。对于提升自己的专业素质有很大的帮助，同时将自己大学四年所学的知识系统的进行整合和应用，将理论知识应用到实际设计工作中，为将来的工作和学习打下良好的基础。1.2 振动筛在国内外的研究现状 在我国，振动筛的发展是从本世纪50年代开始的，大体上分为仿制阶段，自主研发阶段，提高阶段三个阶段。在我国从1966年到1980年属于自主研发阶段，期间研制了一批性能优良的新型筛分设备。包括煤用单轴振动筛，煤用双轴振动筛，YK和ZKB自同步直线振动筛系列，等厚筛系列，概率筛系列，冷热矿筛系列等多种振动筛。这些设备虽然存在着故障多，寿命短等一些列缺陷，但是它们的研制成功基本上满足了国内需求。进入改革开放的80年代至今是提高阶段，在这期间随着国外振动筛产品和相关制造技术的引进，拓宽了我国筛分机械设计人员视野，他们从中了解和学习到了许多制造振动筛的理论、方法、设计技术、制造工艺，生产管理，业务水平也大大提高。我国的筛分机的研制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，同时也完成了箱式激振器等厚筛系列、自同步重型等厚筛系列琴弦振动筛、立式圆筒筛等的研制。在国外，从16世纪就开始了筛分机械的研究与生产，并在18世纪欧洲工业革命时期得到了迅速发展，现在国外筛分机械已经发展到了一个较高的水平。他们的筛分设备种齐全，技术水平含量较高，通用化程度也比较高，科技含量水平较高，例如美国的RNO公司新研制成功的一种双频率筛，采用异速激振器。日本东海株式会社和RXR公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，对细料的一次分级特别有效，英国为了解决从湿原煤中筛出细粒末煤的问题，研制成功旋流概率筛。虽然国外筛分机械发展到了一个较高的水平但振动筛的研究需要更大的投入，以满足不同的市场需求。目前市场上的筛分设备仍然以振动筛为主并且向着标准化、通用化、系列化、大型化、节能化、环保化等方向发展5。1965年“有限元”这个名词第一次出现，到今天有限元在工程上得到广泛应用，经历了三十多年的发展历史，理论和算法都已经日趋完善。尤其是近年来随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高，有限元分析在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视，已经成为解决复杂的工程分析计算问题的有效途径，现在从汽车到航天飞机几乎所有的设计制造都已离不开有限元分析计算，其在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器，国防军工，船舶，铁道，石化，能源，科学研究等各个领域的广泛使用已使设计水平发生了质的飞跃。在振动筛的设计研发过程中利用有限元分析软件对产品进行分析，优化设计结构，可以很好的提高振动筛产品的质量。1.3振动筛的发展趋势目前振动筛的发展非常迅速其发展趋势主要有以下几种(1)向标准化、通用化、系列化等方向发展以便设计和实现专业化生产、保证产品质量和降低生产成本。增加产品的互换性能和通用性能。(2)向着大型化方向发展，筛分机械的大型化有利于提高机械的处理量，扩大生产规模，提高企业的生产效率，方便生产管理，同时减少了单位设备的管理费用和设计费用，最大程度的为企业节省成本，提高企业其经济效益。近年来，国内外的大型筛分机械发展迅速。所谓大型筛分机，设计规范中没有对它的规格范围作规定。一般宽度在2.5m 以上，面积在15 以上的振动筛，可以认为是大型振动筛分机械。(3)不断引用新的设计理论和方法进行设计如利用动力学设计和应用ANSYS等有限元分析软件进行有限元分析，优化产品设计，提高产品质量，降低生产成本和设计成本。 (4)节能环保方向发展，降低振动筛产品的能耗，降低振动筛在工作过程中对周围环境的污染。 (5)应用自同步技术以实现振动筛的自同步运动，这种类型的振动筛无需安装齿轮同步器，可极大地简化振动筛结构，降低工作噪音，降低设备故障率并节约维修成本。自同步式振动筛的应用市场正在不断扩大。(6)进一步降低噪音 由于振动筛分机械工作噪音大，造成工厂工作条件差。如何改进结构，采用更合理的动力学参数，降低噪音的研究仍然一个重要课题。(7) 振动筛向着可靠性高、维修简单方便、噪音较低的方向发展。可以预计，随着振动筛分技术的不断发展和完善，振动筛的产品结构会更加趋向合理，并会进一步的优化和标准化，使产品的生产成本和维护费用进一步降低，筛分效率和生产率会得到进一步的提高。1.4振动筛的应用领域振动筛是一种广泛应用于石油、煤炭、冶金、化工、粮食等行业的筛分机械，它主要用于物料的筛分、分级、脱介、脱水等。振动筛以其结构简单、处理量较大、工作可靠等优点在所有筛分设备中占有绝对优势，其占有量很高。随着社会的发展，对振动筛质量的要求也在不断的提高，目前振动筛的发展十分迅速，市场需求十分巨大，市场前景非常广阔。1.4.1振动筛的结构组成、工作原理、具体分类及各自特点(1)振动筛的结构组成振动筛通常由筛箱、筛面、激振器、减振系统及底座等组成。筛箱主要由筛框、筛网、衬网等组成；筛面可选用金属丝编织网、悬臂棒条筛网、铸造筛网、焊接筛网、冲孔筛网等多种形式，以满足不同行业和企业的要求；激振器也有多种类型通常是由振动电机和偏心块组成的。一般的减振系统主要是由减振弹簧（主要有钢簧和橡胶弹簧类种类型）和卡箍、支承座等组成。钢簧应用最为广泛，本设计中的减震系统采用普通螺旋压缩弹簧。(2)振动筛的工作原理不同类型的振动筛其工作原理有所不同。单轴振动筛是利用单不平衡激振器激振使振动筛筛箱振动来工作的，筛面倾斜，筛箱的运动轨迹一般为圆形或椭圆形。振动器可按在在筛箱侧板上，由电动机通过联轴器或皮带带动旋转，产生离心惯性力，迫使筛箱振动。筛网是主要易损件。筛面倾角的调整可通过改变弹簧支座位置高度来实现。双轴直线振动筛工作原理为两台振动电机做同步、反向旋转时，其偏心块所产生的激振力在平行于电机轴线的方向相互抵消，在垂直于电机轴的方向叠为一合力，因此筛机的运动轨迹为一直线。两电机轴相对筛面在垂直方向有一倾角，在激振力和物料自重力的合力作用下，物料在筛面上被抛起跳跃或向前作直线运动，从而达到对物料进行筛选和分级的目的。主要适用于无粘性干式物料的筛分。(3)振动筛的分类及各自特点振动筛的分类方法有很多以下是常见的几种分类根据振动筛的运动形式可将振动筛分为直线振动筛和圆振动筛 。振动筛按振动器的型式又可分为单轴振动筛和双轴振动筛。单轴振动筛是利用单不平衡重激振使筛箱振动，筛面倾斜，筛箱的运动轨迹一般为圆形或椭圆形。直线振动筛具有稳定可靠、能耗少、噪音低、寿命长、振型稳、筛分效率高等优点，是一种高效新型的筛分设备，广泛用于矿山、煤炭、冶炼、建材、轻工、化工等多个行业。其中悬臂棒条直线振动筛的研制成功极大地提高了直线振动筛的市场占有率。圆振动筛(圆振筛)做圆形运动，是一种多层数、高效新型振动筛。圆振动筛采用筒体式偏心轴激振器及偏块调节振幅，物料筛淌线长，筛分规格多，具有结构可靠、激振力大、筛分效率高、噪音小、使用寿命长、维修方便等优点。但圆振动筛倾斜安装，会造成筛机和厂房高度的显著增加，物料料层厚度随着筛分，越到排料端越薄，而物料输送速度由于下滑力的作用则越来越快，因而物料的筛分效率受到一定的影响。圆振筛也广泛应用于矿山、建材、交通、能源、化工等行业的产品分级、脱介、脱水等多种用途。另外振动筛还有有惯性振动筛、偏心振动筛、自定中心振动筛和电磁振动筛等多种类型。2总体方案设计2.1空间振动筛设计方案设计方案如图2.1所示图2.1 悬臂棒条振动筛结构图2.1.1悬臂棒条振动筛的特点图示空间振动筛为悬臂棒条振动筛，激振力方向与水平面成45。振动筛为双轴振动筛有两个激振器。用电机和偏心块来提供激振力。其激振力的大小可以通过调节偏心块之间的夹角来实现。筛箱做直线往复运动运动。筛面采用悬臂棒条筛面分上下两层上层棒条直径相同但直径不同，下层筛面棒条的长度相同但直径不同。这样即可将形状和尺寸不变的筛孔，变为在一定范围内可高频变化的筛孔，物料从每一个小簸箕振幅小的首端进入，到振幅大的末端流出。这样既能减轻筛网负荷，还能使物料受到不同步振动和抛掷作用，可以疏松物料层，还可使物料充分接触筛面。极大地提高了筛分效率有效解决了物料筛分作业中物料粘孔和临界颗粒易卡孔的技术难题。2.2筛箱的设计振动筛的筛箱是振动筛的主要承载部件，它主要由筛框、筛面等部件组成的。而筛框则是由侧板、前后挡板和横梁等组合而成。2.2.1筛框的设计悬臂棒条振动筛的筛框也是其主要的承载部件，振动筛工作过程中筛框所受的激振力较大，所以筛框也是主要的易损部件。振动筛的质量很大程度上取决于筛框的质量的好坏。为提高其质量企业通常在进行振动筛设计期间利用一些现代化的设计手段如有限元分析等进行产品的优化分析改善产品的结构降低应力集中减少损坏，以提高其质量，并能有效的降低次品率和企业的生产成本。提高企业的产品竞争力和企业的效益。筛框材质一般采用Q235A钢。因为这种材料的焊接性能较好，耐冲击性能和韧性也较高。本设计的振动筛为大型振动筛，因此应该采用强度和韧性都较高的优质钢材。同时采用优质钢材可以提高产品质量降低产品的重量，这样在很大程度上可以降低能耗提高产品的使用寿命。筛框结构常用的连接方式有焊接、铆接和螺栓连接三种形式。三者相比铆接结构的尺寸更加精确且无内应力对震动负荷也有较好的适应能力，但其制造工艺复杂，成本也较高，所以很多企业并不采用此种结构；焊接结构施工简单，但是由于焊缝复杂，内应力较大，在强烈的振动负载下易发生焊缝开裂甚至造成构件断裂。虽然如此但焊接是目前应用最为广泛的连接方式，因此消除其内应力是非常关键的，常用的方法是高温退火处理或进行时效处理。高温退火对于大型的结构不太适用，时效处理虽然简单成本低，但所需的时间较长，因此在进行去应力操作时应该综合考虑选用最优的处理方法。筛框及其一些常用部位经常采用螺栓连接。2.2.2 筛箱入料口和出料口的设计筛箱的入料口和出料口的磨损较大在选材时应选用耐磨材料，以降低磨损的影响延长部件的使用寿命。因此在本次设计中选用16Mn作为入料口和出料口的部件的材料，入料口采用布料板，使用布料板可以提高生产效率，降低物料对筛面的冲击。出料口采用法兰盘，由于出料后物料需要进一步的加工处理，需要有接口连接，所以采用法兰盘，以实现工序的衔接。2.3筛面的设计筛面的设计与形式选取直接决定着筛分质量的好坏与振动筛的筛分效率的高低。合理的筛面设计不仅能够大幅提高生产效率和筛分效率，还可以极大地延长筛分机械的整体使用寿命，降低成本费用。不同振动筛筛面形式其筛分性能相差很大，传统的筛网的筛面一般是固定的因此不能有较大的振幅其筛分效率也很难有较大的提高，同时晒面上的筛孔的大小也一般是固定的，不能实现筛孔的大小变化，这就很容易导致临界颗粒堵住筛孔，从而极大地降低了其筛分效率，导致企业生产成本的增加。2.3.1常见振动筛筛面的种类筛面根据其样式和选材不同可分为金属丝编织筛网、悬臂棒条筛面、铸造筛面、冲孔筛面等多种形式，可以满足不同行业要求。当前悬臂棒条筛面的应用正在不断的增加。2.3.2棒条的材质与筛面的形式设计由于筛面上物料磨损较大所以应该选用耐磨性能较好的材料来制作棒条，以增加棒条的使用寿命，降低更换成本，通常来说目前振动筛企业普遍采用65Mn弹簧钢或陶瓷材料来作为棒条材料，考虑到本设计中的空间振动筛是应用于烧结矿的筛分作业的，并且烧结矿对筛面的冲击较大，所以本设计中采用65Mn弹簧钢作为棒条的材料，并且经过高温淬火处理。本设计中的空间振动筛采用悬臂棒条筛面，筛面一端固定另一端悬空，分上下两层。上层棒条直径相同但直径不同，下层筛面棒条的长度相同但直径不同，并且为提高其筛分性能下层筛面每隔一个棒条即焊接一短棒条作为击打棒。这样即可将形状和尺寸不变的筛孔，变为在一定范围内可高频变化的筛孔，物料从每一个小簸箕振幅小的首端进入，到振幅大的末端流出。这样既能减轻筛网负荷，还能使物料受到不同步振动和抛掷作用，可以疏松物料层，还可使物料充分接触筛面，同时在很大程度上解决了临界物料卡孔的问题，极大地提高了筛分效率，一般来说悬臂棒条振动筛的筛分效率是普通直线振动筛的3倍。2.3.3筛面的固定与棒条的安装方法筛面两端通过螺栓连接与机体连接在一起，通常筛网安装面与水平面夹角应小于筛分物料的堆集角，根据工厂设计经验本设计中取筛网安装面与水平面的夹角30棒条与筛网安装面的夹角为12左右。 筛棒安装在横梁上。2.4激振器的设计 本设计中的激振器是由一个轴带动偏心块的组合体每根轴上安装两组偏心块，轴通过电机带动，采用轮胎式联轴器，激振力的大小可以通过调节偏心块之间的夹角来实现这样可以实现激振力的灵活调节，方便快捷。此种类型的激振器制造简单，拆装方便，便于更换零件，可有效的节省设备的维护费用。2.5支撑形式与隔振装置设计一般来说振动筛的支撑形式分为座式和吊式两种。吊式结构筛子通过四组吊挂装置吊挂起来。改变钢丝绳的长度可以用来调整筛面倾斜角。座式结构的隔振装置采用钢度较大的弹簧，隔振装置中的弹性元件有金属螺旋弹簧、橡胶弹簧、复合弹簧、等多种类型。本设计中采用金属螺旋弹簧。2.6轴承的选用 由于振动器的轴承工作情况恶劣,在轴带动偏心块旋转的过程中，内圈作用有恒定的离心力，而外圈随偏心块旋转位置的不同载荷呈脉动循环变化。故载荷大，容易发热。因此都采用承载能力大，径向大游隙的圆柱滚子轴承或调心滚子轴承。本设计中采用双列调心滚子轴承。3 振动筛设计计算3.1振动筛上物料的运动分析和工艺参数的选择振动筛的工艺参数是指振幅、频率、振动方向角、筛面倾角、筛面长度、宽度及生产能力等。这些参数通常是根据物料的运动状态等来确定的。同时物料的运动状态决定了筛分机的筛分效果和生产能力。3.1.1 生产要求 生产条件：满足3200高炉的生产要求 3.1.2 振动筛选取 根据工厂实际生产要求拟用处理量为350t/h的振动筛10台。3.1.3抛掷指数确定 据机械工程手册知当抛掷指数K=33.3时，筛面的振动周期，恰等于物料的一个跳动周期，此时物料与筛面的接触时间最短，物料的透晒率最高，筛面的磨损最小。但是在实际筛分过程中，由于物料是群运动，所以物料颗粒之间存在着粘滞阻力，要使筛面的一个振动周期等于物料的的跳动周期，其K值大于3.3。据振动筛设计规范知直线振动筛的K值宜取2.54.0；圆振动筛的K值宜取3.05.0。本设计中的K值取3.5。3.1.4振动筛振幅A的确定 据振动筛设计规范知，通常取筛箱振幅A=36mm本设计中取振幅A为5mm。3.1.5筛面倾角倾角确定 空间振动筛的筛面倾角大小决定于要求的生产率和筛分效率。当筛面其余参数确定后；筛面倾角增加则生产率也随之升高，但是筛分效率却下降；筛面倾角下降则与此相反。结合工厂设计经验，本设计中取筛面倾角为30。3.1.6振动方向角的的确定振动筛分机械的振动方向角一般取值在3065之间，难筛分物料物料取大值，宜筛分物料取小值。我国目前多用45作为振动筛的方向角。本设计中采用45。3.1.7 振动筛振动频率的确定据振动筛设计规范知振动筛的振动频率 =15(Hz)（3.1）又因为圆频率=92（rad/s）（3.2）3.1.8 棒条尺寸的确定 根据任务要求，棒条采用65Mn弹簧钢且需经过高频淬火处理。考虑到棒条强度和弹性变形量，悬臂棒条长度应保持在260280mm，两层筛网上层棒条直径相同，长短不同，棒条直径取为8mm,棒条间隙为5mm，长度分别为280mm和260mm；下层棒条长短相同均取为270mm，但棒条直径不同，分别为6mm和4mm，间隙为5mm。3.1.9 振动次数及振动强度的确定 对于双轴振动筛其振动次数可按下式计算：（3.3）代入数据得 (r/min)由于双轴振动筛一般取为700900r/min知满足条件 据振动筛设计规范知，目前的机械水平，振动强度K一般为38范围内。预选K值为5。振动筛实际振动强度=4.3小于预选振动强度，知所选参数合适。实际震动强度为4.3。3.2振动筛参数设计 3.2.1 振动筛筛宽及筛长的确定用流量法设计计算又因为为双路空间振动筛所以有： t/h（3.4）式中B为筛宽；h为料层厚度取为；r为料层松散系数本设计中取为1.7 t/。对于双轴振动筛理论物料运动平均速度可按下式计算： m/s（3.5）为速度修正系数一般取为0.60.8；本设计中取为0.7；为跳动系数由设计手册知取为1.0。代入数据得物料运动平均速度值为0.23 m/s。 取料层厚度为0.1 m，振动筛处理量为350t/h知B=1.38 m，取宽B为1.5 m槽高H为0.2 m。据振动筛设计规范知，当筛孔尺寸为5mm时，开孔率为45%时，普通矿用直线振动筛的单位面积生产率为q为12.4 t/(h)由于悬臂棒条振动筛的振动效率为普通直线振动筛的23倍。故设计中取q为31 t/(h)，振动筛总面积S:（3.6）代入数据的总面积为11.3，又因为筛面宽为1.5米可得筛面总长应为7.53米，该设计为双路振动筛有四个筛面，所以单个筛面长为1.88米，取其长度为2米即可满足条件。3.2.2 估算振动筛的质量由设计经验知每平方米筛面可按0.5吨的质量来估算振动筛的质量。因为设计中筛面总面积为12所以振动筛总重为6吨。振动筛总参振质量为（3.7）为物料结合系数取其值为0.2,为振动筛机体重量，为物料的质量代入数据得振动筛的总参振质量为6367.2。3.2.3 激振力计算由矿山机械可知在振动筛力学计算过程中其激振力的大小可按下式计算：（3.8）式中，M为振动筛的参振质量A为振动筛振幅为振动筛的工作频率代入数据的振动筛的激振力为269460N3.2.4偏心块的设计及偏心距确定偏心块的结构如图所示图3.1 偏心块其激振力的大小（3.9）由设计手册知为7800/又因为前面计算知激振力的大小为269460N。本设计中采用两根轴，每根轴上两组偏心块，则作用在每组偏心块上的激振力大小为71430N，带入上式数据得每组偏心块的厚度为164mm，分为4个则每个偏心块的厚度为41mm。偏心距按下式计算：（3.10）带入数据得偏心距大小为86.7mm3.2.5电动机选择计算 根据振动筛设计规范知由于振动筛起转力矩较大，所以振动筛电机采用Y系列电动机。电动机功率按下式计算（3.11）式子中为振动消耗的功率（3.12）c为阻尼系数其值为0.2为摩擦消耗的功率据经验知，其值一般按振动消耗功率的一半计算11。所以可得振动筛所需的振动总功率为18.57kw.根据机械设计手册选取两台11kw的Y160L6型电机，可以满足要求。电机净重150，满载时转速可达970r/min。3.3 弹簧设计计算 3.3.1 弹簧型式选择目前在振动筛中采用的弹簧的型式很多，最常用的有金属螺旋弹簧、板弹簧、橡胶弹簧。由于金属螺旋弹簧制造方便，价格低廉，性价比高、寿命长、稳定等诸多优点所以在本设计中采用金属螺旋弹簧。3.3.2 弹簧设计计算弹簧采用两侧对称布置，起减振作用，据振动筛设计规范和设计手册知，频率z一般取37之间的数值，本设计中取其值为4。弹簧总刚度为K：（3.13）为系统固有频率，代入数据的弹簧总刚度为3740000N/m。拟用20根弹簧，则每根弹簧的刚度为186927N/m。由于电机已经选了所以振动筛总参振质量发生改变，此时求出激振力的大小为285720N。则每个弹簧所受的激振力为14286.1N。初选弹簧的旋绕比为6，据公式：（3.14）求得k=1.2525,由于所选的为圆柱螺旋压缩弹簧，材料为，据机械设计手册按类弹簧标准设计。试算弹簧直径，由于（3.15）代入数据的d=21.58（mm）。初选弹簧中径D为150cm，据旋绕比可求得弹簧的直径为25mm，大于最小直径21.58mm，所以满足条件，由设计手册知G=78000MPa，又因为对于压缩弹簧的有效圈数计算公式：（3.16）代入数据的有效圈数n为6.03，取为6圈，弹簧选择两端圈并紧并磨平，支承圈数取为两圈，故弹簧总圈数为8圈。查手册知弹簧节距p为46.8mm。 弹簧自由高度：（3.17）得数值为318.3mm。 弹簧压并高度：（3.18）得数值为187.5mm。 弹簧展开总长度：（3.19）式中为螺旋角计算得其值为5.6代入数据得总长为3786mm。弹簧间距（3.20）代入数值为21.8mm。弹簧校核计算：稳定性校核高径比（3.21）得其值为2.1224小于5.3知满足条件。同时经过计算也满足共振校核。所以本设计中选用中径为150mm，直径为25mm的弹簧20根。如图下图示： 图3.2 弹簧3.4 轴的设计计算3.4.1估算轴的最小直径 选取45钢作为轴的材料，调质处理，对于实心轴最小直径按下式计算：（3.22）值为126代入数据得最小直径为29.26mm。3.4.2轴承的选择轴承的额定动载荷为（3.23） 为温度系数，查手册知其值为1；为载荷性质系数，由手册知振动筛取值为1.83.0之间，所以本设计选用轴承22314C,其额定动载荷为262000N，内径为70mm，厚度51。3.4.3轴的结构设计 因为州的最小直径是安装联轴器处的直径，为保证与联轴器孔径相适应，所以应同时选取联轴器的型号，设计中设计选用轮胎是连轴器，联轴器的计算转矩为（3.24）为工况系数选取值为2.5，代入数据得其值为299.12Nm。据计算转矩及电机的相关参数设计的联轴器轴孔直径为48mm，结合所选的电机，确定轴的直径为48mm，又因为联轴器的孔长度为84mm，所以定其长度为84mm，轴的结构如图所示。图3.3 轴12段安装联轴器，直径48mm，长度为84mm，右端为轴肩定位。23段为安装轴承座的直径为58mm，长度为60mm。34段安装轴承用的直径70mm，由于所选轴承宽为51mm所以取该段轴径长为51mm。45段安装轴承座直径取为82mm，长度定位26mm。56为过渡轴肩，直径为98mm，长度为20mm。67段直径为126mm，长度为5mm，78段安装卡环用，直径为122mm，长度为8mm。89安装偏心块用，由于计算得偏心块厚度为164mm，所以此段长度为164mm，另一端采用轴肩定位。1011段直径为138mm，长度为760mm；1112，直径为126mm，长度为164mm。1213安装卡环直径为122mm，长度为8mm。1314直径为126mm，长度为5mm。1415过渡轴肩直径98mm，长度为201516安装轴承座，直径82mm，长度为26mm。1617安装轴承，直径为70mm，长度为51mm。3.4.4轴的校核计算轴的受力分析，对偏心激振器来说，轴承受着偏心块产生的惯性力和偏心块产生的离心力，轴及偏心块自重，支撑反力，静转矩，当离心力和偏心块及轴的自重桐乡市轴受力最大。据振动筛设计规范知在设计过程中由于轴及偏心块的自重相比激振力F来说很小在计算时可以忽略不计，惯性力与离心力方向相反所以略去惯性力可以使其更加偏于安全。这样轴水平方向上合力为零，径向力为=F，其中F为激振力，由前面的激振力为71430N。图3.4 轴的校核3.4.5 轴的强度验算（1）轴材料为45钢轴的扭转强度条件为（3.25）代入数值得其数值为5.4MPa小于=45MPa知满足条件。所以满足扭转强度的条件。（2）轴的弯扭校核受力分析如下图示知受力最大值为激振力的大小为71430N，最大弯矩为1178595Nmm。危险截面的当量弯矩为（3.26）为根据扭矩性质定的折合系数此处取为0.3，代入数据得其值为58.9MPa，又因为轴材料为45钢，按类载荷计算，其许用应力为93.1MPa知满足条件。3.4.5 轴上键的选择与计算 安装联轴器的轴段直径为48mm，安装偏心块的直径为126mm，据设计手册选取键的为普通平键。安装联轴器的键为bhl=14970单位为mm。安装偏心块的轴键为bhl=3218140单位mm。 联轴器上的键的校核：（3.27）k的值为键高度的一半，代入数据得=40MPa知小于=60MPa。 偏心块上轴的校核：代入数值的=3.9MPa知小于=60MPa。综上可知键满足要求。4振动筛的日常维护与常见故障分析 4.1 日常维护作为振动筛其日常维护工作十分重要，合理的日常维护，可以有效地避免不必要的机器故障，从而提高机器的使用寿命和工作效率，降低设备维护费用最大程度的提高企业的效益。振动筛的日常维护主要包括以下内容：筛子表面，特别是筛面坚固情况，松动时应及时紧固。定期清洗筛子表面，对于漆皮脱落部位应及时修理、除锈并涂漆，对于裸露的加工表面应涂以工业凡士林以防生锈。（1）平时工作时应经常检查振动筛的部件连接情况，特别是筛面的紧固情况，如果发现部件间存在着松动情况应该及时紧固。同时应该隔一段时间清理一下筛面，避免杂物卡住筛孔，影响筛分效率。（2）每次在及其启动之前，应该检查轴承的润滑情况 ，对振动筛主体及其传动装置的连接部分都进行一下检查，看是否有松动，如果有应及时紧固。在运转过程中应注意机器的运转状况，如果发现一场应及时停止给料待物料筛完后停机检查及时排除故障。日常维护时应该多轴承的维护。（3）振动筛磨损比较严重，定期进行检修，及时更换零部件将损失减少到最低。4.2 常见故障及解决办法（1）在运行过程中可能出现较大的异常噪音，此时应认真检查部件的连接情况，查看轴承是否损坏，弹簧是否损坏。（2）轴承温度过高，应及时检查轴承的润滑情况，看轴承是否损坏。（3）轴承漏油，此时应该及时检查轴承座的密封装置是否损坏，及时更换密封件。5 结 论悬臂棒条振动筛是一种新型高效的空间振动筛，其筛分效率高，质量轻，振动筛的性价比极高。尤其是筛面采用悬臂棒条一端固定另一端悬臂，分为上下两层极大地提高了筛网的使用寿命，降低了部件更换的费用，上下两层筛网，上层筛网直径相同而长短不同，下层长度相同，但直径却不同，这样就将以往的大小不变的筛孔变为间隙动态变化的筛孔，这有效地解决了临界颗粒卡孔的难题。在外形上采用垂直布置，并设计为多路的，有效的节省了空间。对于关键零部件的设计采用现代化的设计手段如有限元分析等进行优化设计，从而保证机器的产品质量。振动筛市场需