机械毕业设计（论文）-DHS3665型香蕉振动筛设计【全套图纸】.doc

中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 任逢敢 学 号： 21070282 学 院： 应用技术学院 专 业： 机械工程及自动化 设计题目： DHS3665香蕉筛 指导教师： 陈 飞 职 称： 副教授 2011年6月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 应用技术学院 专业年级 机自07-3班 学生姓名 任逢敢 任务下达日期：2011 年 3 月 10 日毕业设计日期：2011 年 3 月 10 日至 2011年 6 月 10 日毕业设计题目：DHS3665香蕉筛毕业设计主要内容和要求： DHS香蕉筛设计：了解振动筛的工作过程及原理。对比各种振动筛的工作原理，设计一台香蕉筛 。参数：处理量：1500t/h； 双振幅：911mm；给料粒度：0300mm振动频率：15Hz；筛分粒级：50mm1.根据相关参数完成香蕉筛设计的总体设计；2.完成振动筛结构设计、激振器的设计；3.完成振动筛主要传动组件、零件图的设计；4.完成振动筛运动学参数的确定；5.根据设计要求，完成工艺参数的确定；6.编写完成整机设计计算说明书。 院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要近年来随着煤矿开采能力和入洗原煤量的提高，作为物料分级筛选的主要设备振动筛也不断向大型化发展。振动筛是一种广泛用于将松散物料分为两种或多种粒度级别的设备，主要由筛箱、筛网、激振器、支撑弹簧、底座等组成。振动筛工作时，入料端物料堆积，行进慢，常堆积，不利于透筛，筛分率低。而出料端，物料薄，行进快，筛分率相对高。这个问题一直困扰振动筛产量和筛分效率的提高。筛面为以整体平面的筛箱，对入料端和出料端的不同特点，都取同样的激振力和抛射系数，较难提高产量和筛分效率。所以根据普通振动筛的设计经验确定了本次设计的振动筛为等厚筛。即把筛面分成不同倾角的五段，使其具有不同的抛射系数值，以适应物料从入料端到出料端的不同特点，实现物料等厚筛分，提高了产量和筛分效率，为解决之前的问题开辟了一条简捷的路子。本次设计对DHS3665型香蕉振动筛的工作原理、结构设计、激振器设计以及减振装置等行进了阐述，对动力学方程及工作参数等进行了设计计算。 关键词： 筛分； 等厚； 振动筛； 筛面倾角； 自同步； 结构设计； 参数选择全套图纸，加153893706ABSTRACTIn recent years, with the ability of coal mining and coal washing capacity of the higher classification as a selection of main equipment material - vibrating screen has been the large-scale development. Vibrating screen is a widely used material is divided into two or more loose granular level of equipment, mainly from the screen box, screen mesh, vibrator, support springs, base and other components.While the vibrating screen is working, feed-side packing materials, moving slowly, often stacked, not conducive to through the screen, screening is low. Out of the material side, the material is thin, fast moving, screening rates were relatively high. This problem has plagued shaker production and screening efficiency. Screen surface to the overall plane of the screen for the box, on the feed side and the discharge end of the different characteristics, all take the same exciting force and the ejection factor, more difficult to increase production and screening efficiency. Therefore, according to the experience of ordinary vibrating screen design of this set was so thick sieve shaker. Screen surface that is divided into five sections with different inclination, it has a different coefficient projectile to meet the material from the feed-ended discharge end of the different characteristics of the material in thickness screening, increased production and screening efficiency, to solve the problem before the road opened a simple.The design thickness of the vibrating screen type DHS3665 working principle, structure design, shaker design and road vibration damping devices are described, and work on the kinetic equation parameters for the design calculations.Keywords：Screen sizing ;equal thickness ;vibrating screen ;angle of tilt of sieve plate ;synchrodrive ;structure design ;parameter selection 目 录1 概述11.1国内外筛分机械行业现状11.1.1筛分机械的应用11.1.2国内外筛分机械的发展11.1.3国内振动筛的研发和制造能力31.2筛分机械发展趋势31.3筛分机械的分类41.4振动筛61.5直线振动筛的工作原理61.6物料在筛面上的运动分析82 振动筛类型的选择122.1圆振动筛122.2直线振动筛122.3直线等厚筛122.3.1等厚筛工作原理122.3.2等厚筛分技术特点133 直线振动筛基型的设计153.1激振器形式的确定153.2筛箱形式的确定183.3 筛面的结构形式183.4减振形式的确定223.5 传动装置的确定243.5.1 直接传动243.5.2 非直接传动264振动筛振动参数的确定274.1 振动筛的工艺参数274.2 振动筛参振质量的初步确定294.3 振动筛所需激振力的计算294.4 轴承的计算294.4.1 确定轴承数量294.4.2 确定轴承类型294.4.3 计算单个轴承当量动负荷304.5 激振器的计算304.5.1 偏心块的计算304.5.2 确定皮带型号334.5.3 齿轮的计算与校核354.5.4 轴的校核计算及校核374.5.5 轴上键的校核计算404.5.6 紧固件的校核计算404.6 振动筛横梁的计算434.6.1 横梁的受力分析434.6.2 横梁的强度计算444.6.3 横梁固有频率的验算454.7 振动筛功率的计算454.8弹簧元件474.8.1金属弹簧474.8.2金属弹簧的计算474.9 重心计算485 振动筛安装、使用与维护505.1安装及调试505.1.1 安装前的准备505.1.2 安装505.1.3 试运转515.2 振动筛的操作、维护和维修515.2.1操作515.2.2维护515.2.3 检修525.3 润滑525.4 振动筛的安全技术53 5.5筛子的常见故障和消除措施53结论55参考文献56翻译部分57英文原文57 中文译文62致谢68 中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第70页1 概述随着国民经济的快速发展，筛分技术和设备在各行各业中的应用越来越广泛。在冶金、矿上、煤炭、水电、化工、建材等部门的工艺流程中，筛分起着分级、分选、脱泥、脱介和脱水等作用。筛分工艺技术水平的高低和筛分设备性能质量的优劣，直接关系到工艺效果的好坏和生产效率的高低。自16世纪英国在煤炭工业试验第一台固定筛以来，世界上先后出现过圆筒筛、摇动筛、滚轴筛、振动筛等筛分设备。由于振动筛具有结构简单、性能稳定、生产能力大、维修方便等特点，因而得到了广泛的应用。从目前各行各业筛分机械使用的情况看，振动筛的使用量占绝对优势，其占有量为95%。近几年筛分技术有了新的发展，如筛分设备大型化，强化振动参数，自同步技术的推广应用，新型筛分机械和新型结构的出现等，都是围绕着振动筛发展起来的，而其他筛分设备，如滚轴筛、圆筒筛、摇动筛等，除在一些特定的场合使用外，已逐步被淘汰。1.1国内外筛分机械行业现状1.1.1筛分机械的应用基于振动筛的三种不同的运动轨迹(圆、直线、椭圆)，采用不同的筛分方法，并针对国民经济中各行各业的特殊需要，形成了各种形式的筛分机械，在冶金、矿山、煤炭、轻工等许多行业得到了广泛的应用。在冶金工业部门，选矿厂普遍采用圆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提高精矿品位；针对烧结厂热烧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；另外，采用直线筛对焦炭进行筛分，取代了原始的滚轴筛。在煤炭工业部门，煤的分级在不同的场合分别采用圆振动筛、利用概率筛分法的概率筛和等厚筛分法的等厚筛；用直线振动筛作为精煤和末煤的脱水、脱介；针对6mm以下含水7%-14%的潮湿细粒煤的分级先后出现了琴弦筛、旋转概率筛、滚动筛以解决堵孔问题和提高筛分效率；另外，将弧形筛和直线筛结合在一起，形成弧形高频细筛来解决脱水问题。在水利电力部门，火电厂对煤的预先筛分是通过圆振动筛或等厚筛来实现的；利用直线筛解决煤炭的处理，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，针对铁路石渣的清砂和除泥，采用概率等厚原理的概率等厚筛效果很好；用热石筛可对沥青混凝土的石头分级，在高速公路建设中起着重要作用。在化工部门，对于化工原料和产品的筛分，化肥和复合肥分级，振网筛和化肥筛是关键设备。另外，针对环卫部门的垃圾处理、水煤浆在电厂的应用，又出现了新型的筛机驰张筛和水煤浆筛。1.1.2国内外筛分机械的发展我国的筛分设备走过了以个从无到有、从小到大、从落后到先进的发展过程，前后经历了测绘仿制、自行研制和引进提高3个阶段。 (1) 测绘仿制阶段 我国的筛分设备极为落后，生产上使用的都是苏联引进的TY型圆振动筛以及从波兰引进的WP1和WP2型吊式直线振动筛。为适应 声场的发展，当时以洛阳矿山机械厂、锦州矿上机械厂和上海冶金机械厂为主的几个制造单位，通过对以上几种进口筛进行测绘仿制，形成了国产型号为SZZ系列的自定中心筛、SZ系列的惯性筛和SSZ系列的直线振动筛等，初步奠定了我国筛分机械的基础。(2) 自行研制阶段 1967年由洛阳机械研究所、北京煤矿设计院、沈阳煤矿设计院、平顶山选煤设计研究院组成了联合设计组，制定了我国第一个煤用单、双轴振动筛系列型谱，并进行了ZDM(DDM)系列单轴振动筛和ZSM(DSM)系列双轴振动筛系列的产品设计工作。1974年，两个系列设计工作完成，并投入生产制造，基本上满足了当时国内中、小型选煤厂建设的需要。在此基础上，有洛阳矿山机械研究所、鞍山矿山机械厂、西安煤矿设计院等9个单位组成了矿用基型振动筛设计组。通过采用自同步理论、块偏心振动器、复合弹簧、环槽铆钉等先进技术，进行了2ZKB2163直线振动筛、YK1545和2YK2145圆振动筛、YH1836重型振动筛、FQ1224复合振动筛等4种基型新系列振动筛设计工作。1980年，鞍山矿山机械厂完成了这4种基型筛的制造，并通过了技术鉴定，在工业上得到了广泛的应用，这标志着我国筛分机械走上了自行研制的发展道路。(3) 引进提高阶段 改革开放以后，我国筛分机的发展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、螺旋三段筛的研制。由大小不同颗粒所构成的散碎物料用筛子按粒度进行分离，已有悠久的历史。从英国煤炭工业的文献记载，在1589年就已提到煤的筛分。但是，由于市场需要，为了提供各种粒级的商品煤，对煤进行广泛的粒度分级，是到19世纪下半叶才盛行起来。国外产生大型等厚筛有德国技术公司的，筛面为不同倾角的3段。申克公司的，筛面也为不同倾角3段。澳大利亚Honert公司已售出70多台等厚筛，最大为。筛面已发展成不同倾角的5段。以上等厚都采用箱式激振器。另一方面，随着人们对筛分过程认识的深入，冲破了传统方法的框架，提出了新的筛分原理。1951年瑞典人费雷德里克.摩根生运用统计学方法分析研究了物料在筛面上进行筛分过程，致使摩根生筛分机的问世。概率筛和普通振动筛基本结构是一样的，也由筛箱、激振器和支承装置三个部分组成，但结构又具有层数多、倾角大、筛孔大和筛面短四大特点。概率筛的筛箱由筛框和36个筛面组成，筛框使用钢板和型钢焊接或铆接的多边形箱体。筛面装设在筛框上。每个筛框上可安装数个倾斜筛面，目前，多数概率筛装有三层或五层筛面。各层筛面的坡度，自上而下递增。由于考虑到物料在筛面上有较大的运行速度，所以采用大的筛面倾角。最上层筛面倾角为1535，并以最上层倾角为准，以下各层按46递增。最上层筛面的筛孔直径最大，其他筛孔直径自上而下递减。一般最上层筛面筛孔直径要比分离粒度大1050倍；最下一层筛面的筛孔直径至少也是分离粒度的1.52倍；中间各层筛面的筛孔，可在最上和最下两种筛孔之间酌情选取。概率筛采用惯性激振器驱动。1965年法国人E.布尔雷斯研究细粉物料的筛分，提出了“薄层筛分法”。也就是筛面上物料的厚度与分离粒度的比值不超过1：12：1的范围。随之出现了用电磁激振器直接激振筛面的细筛筛分机。由于科学技术的飞速发展和惯性激振器的固有特点，人们开始积极探索新的激振方式，德国宝马公司研制了一种新型的液压激振装置，其主要技术特点是采用换向阀控制油缸往复运动，由于换向阀必须高频换向，必然使换向阀寿命受到影响，所以该项装置尚未得到推广使用。1.1.3国内振动筛的研发和制造能力在国内基本上满足了国民经济建设的需要。据2002年行业调查了解，全国筛分机械制造企业已多达300余家。由于我国东部经济发展较快，筛分机械制造企业主要分布在东北、华北、华东和中南地区，尤其是鞍山和新乡地区，筛分机械产值之和约占全国总产值的50%左右。改革开放以来，国外机械制造企业已经走进国门。目前，由芬兰诺德伯格和瑞典苏维达纳组成的美卓矿机、美国康威德公司，在我国筛分机械市场有很强的竞争力。随着WTO的加入，将会有更多的外国公司进入我国市场。目前，我们已经拥有筛分面积为27m及以下各种大型筛机的设计和制造能力，相信在不久的将来，国产大型筛分机的技术和市场信誉会有很大的提高。我国的选煤技术与装备水平，与世界上先进国家相比，有自己的优势，开发和挖掘我国在过去几十年研究的先进技术和科研成果，发展我们自己的先进选煤技术与设备有着广阔的市场前景，对于提高我国优质的选煤技术与装备水平有着积极的意义。同时，我们应当清醒的认识到我们在许多方面与国际先进水平的差距，重视吸收和借鉴国际上先进技术和设备的优点和成功经验，将国际上先进的理念与技术融入到我们技术发展与创新的体系，以推动我国大型、高效、高可靠性选煤技术与装备水平的提高。1.2筛分机械发展趋势振动筛分机在工程中广泛应用，对国民经济起着重要作用。从目前国外的研究动向来看，一方面致力于现存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、动力配置和动力学参数，以便进一步推动筛分机的应用。综合国内外筛分机械状况，筛分机械应向以下几个方向发展：(1) 筛分机大型化筛分机大型化是提高处理量的方法之一。近十年来，许多国家都在设计大型筛子，其中以德国最为突出。1976年西德已经能够制造单机处理量为1000吨/时的预先筛分振动机。(2) 应用等厚筛分法这种筛分法的特点是，不管入料中小于筛孔的颗粒所占百分比如何，在筛分过程中筛上物料层的厚度保持不变或递增；而采用普通筛分法时，筛上物料层厚度却是递减的。普通筛分法平均单位筛面透筛能力仅是筛面实际透筛能力的25%左右。而等厚筛分法，小颗粒和筛面接触的概率大大增加，平均单位筛面透筛能力约为筛面实际透筛能力的80%，从而使筛面处理能力提高2.5倍。(3) 惯性振动筛迅速发展上世纪60年代，共振筛曾受到各国重视，发展很快。但生产实践证明，它具有结构复杂、机重大、难调整和故障多等缺点。现在德国、日本等国已经停止制造。与此相反，近几年来，惯性振动筛，尤其是直线惯性振动筛，由于其性能较好，结构和维护工作都比较简单，故目前得到迅速发展。(4) 深入研究新的筛分理论和技术近年我国科研机构在筛分机械的研制上取得了许多辉煌的成就。今后，我们还要继续深入研究新的筛分理论和技术，研制高效筛分机械。发展才是硬道理，我们要组织筛分机械设计研究专业队伍，通过试验、研究和发展新的筛分方法和技术，寻求合理的结构形式，动力配置和动力学参数，研制适于各种条件的筛分机械。(5) 采用新材料、新技术、新工艺对现有的筛分机械进行运动分析和结构改进，引入现代化设计手段，采用优化设计，计算机辅助设计，用计算机对筛分结构强度进行计算，提高设计的可靠性；建立振动筛试验台，对筛机产品进行检测。全面推广使用新材料、新技术、新工艺。对振动机械用的钢材、轴承、弹簧、筛网进行专门研究，筛面应从金属筛网向非金属筛网发展，应用橡胶筛板、聚氨酯筛网、弹性杆筛面；支承元件应采用橡胶弹簧和复合弹簧；推广环槽铆钉和高强度螺栓联接。规范筛分机械制造行业管理，严格执行工艺制度，加强质量管理，提高筛分机械制造水平。(6) 研制和推广振动机械专用轴承轴承是振动器的关键件。目前国外大都采用瑞典SKF、德国FAG和日本NSK的振动机械专用轴承。采用振动机械轴承后，轴承承载能力比普通标准轴承提高25%以上，在计算轴承寿命时，负荷系数可以从1.82.1降低到1.21.5，这样，选择的轴承可比标准轴承降两个规格型号，降低了筛机重量和生产成本。(7) 实现筛分机械的标准化、系列化和通用化提高标准化、系列化、通用化的水平，有利于组织专业生产，保证质量，大大降低生产成本，提高企业效益。(8) 强化筛分机械技术参数为满足大规模工业化生产的需要，研制大型、重型筛分设备，扩大筛分机械面积、增加筛分机械振动强度，提高筛分机械单位面积生产能力和承载能力，使筛分机械更加可靠稳定地工作，以适应不同行业对筛分的要求，这是筛分机械生产企业长期追求的目标。因此进一步加强对筛分理论和筛分机械技术参数的研究和改进是十分必要的。(9) 降低生产噪声，提高环境质量众所周知，选煤厂的筛分与破碎车间的噪声和煤尘浓度是很高的，生产环境十分恶劣。因此，在设备选型时，尽量选择那些设备性能高、噪声低的设备，并要加强屏蔽保护，这样，既可降低噪声的传播，又能减少粉尘污染，提高车间生产环境质量。如条件允许，也可在车间适当设置吸音材料，以最大限度降低噪声。1.3筛分机械的分类筛分机械广泛用于许多工业部门，种类繁多，一般按筛面的结构形式和运动形式，按其分为以下几种类型。(1) 固定筛固定筛筛面由许多平行排列的筛条构成，排列方向一般与筛上料流的方向相同。筛面成倾斜安装，工作时固定不动，物料靠自重沿筛面下滑而筛分。倾角可取3545。根据筛缝大小，筛面可采用圆钢、方钢、钢轨或T形断面的型钢。它的结构简单，寿命长，无动力消耗，没有运动部件，设备成本和使用成本低，缺点是单位面积处理能力低，筛分效率低，而且安装时要求比较大的落差。所以一般只用于分级粒度50 mm时的筛分。(2) 辊轴筛 辊轴筛的筛面由许多根垂直筛上料流的辊轴排列而成，各辊轴用电动机通过链传动或齿轮传动带动而同向旋转，安装在辊轴上的星轮对物料颠簸和输送，生产能力和筛分效率比固定筛高。为了加强对物料的输送作用，筛面呈1215倾斜安装。它的结构坚固，工作可靠、运转平稳，但结构复杂、笨重，生产能力和筛分效率低。适用于入料粒度比较大时的原煤预先筛分。(3) 滚筒筛滚筒筛的筛面为圆柱面或圆锥面筛筒，沿筛筒的对称轴线装有转轴，当传动装置带动转轴转动时，筛筒也随之回转。圆锥面筛筒水平安装，物料由筛筒小端给入，并随筛筒旋转被带动，当达到一定高度时，因受重力作用自行落下，如此不断起落运动，使细粒透筛，粗粒则逐渐被运送到筛筒大端排出。对于圆柱面筛筒，为使物料在筒内产生轴向运动，其转轴必须倾斜35安装。滚筒筛运转平稳可靠，但生产能力低，筛孔易堵塞，筛分效率低，可用于粗、中粒物料的筛分。(4) 弧形筛弧形筛是一种具有一定曲率半径和包角的固定条缝筛，弧形筛筛面通常采用不锈钢制作，筛条方向与矿浆运动方向垂直。弧形筛支承座可以制作成固定式或旋转式结构形式，旋转式结构形式带有转动装置，筛面在不用拆卸的情况下可快速调换方向，以提高脱水效果。(5) 电磁振动细筛该筛由电磁振动器作振源，通过具有橡胶铰链(扭转弹簧)的连杆系统实现筛网振动。由于振动系统在近共振状态下工作，产品耗能少。通过调整电流的大小，可根据需要调整振幅。筛面由不锈钢丝复合筛网加拖网组成，并沿筛子纵向张紧，中间呈悬空状态。由于各点弦振的叠加作用，筛面实际振幅比激振点大。(6) 无振动离心筛无振动离心筛是一种简化了的离心筛分机械，适用于动力煤的干法筛分，现已有筛篮直径为1000的产品。由于物料是在离心力场中实现筛分的，筛筒不做任何运动，故称为无振动离心筛。(7) 振动筛振动筛是目前许多工业部门应用最广的筛分机械。振动筛是靠不平衡转子(偏心块或偏心轴)产生的离心力激振筛箱按一定频率和振幅振动，因此，振动筛主要由激振器、筛箱和弹性支撑组成。1.4振动筛振动筛是一种适合潮湿细粒级难筛物料干法筛分的振动筛分机械设备，是目前国内处理难筛物料的振动筛分机械设备。振动筛具有大振幅、大振动强度、较低频率和弹性筛面的工艺特点。工作过程中始终保持最大的开孔率，从而筛分效率高、处理能力大，筛板更换方便，降低了成本。振动筛超大筛面和大处理能力可满足现场的生产需要。振动筛筛子的结构采用多段筛面振动而筛箱和机架不参与振动的运动方式，使筛子实现了大型化。振动筛的主要优点： (1) 由于振动筛箱振动强烈，减少了物料堵塞筛孔的现象，使振动筛子具有较高的筛分效率和生产率。 (2) 振动筛构造简单、拆换筛面方便。 (3) 振动筛分每吨物料所消耗的电能少。振动筛主要分为直线振动筛、圆振动筛。直线振动筛是高效新型的筛分设备，广泛用于矿山、煤炭、冶炼、建材、耐火材料、轻工、化工等行业。直线振动筛稳定可靠、能耗少、噪音低、寿命长、振型稳、筛分效率高等优点。 直线振动筛工作原理：振动筛工作时，两电机同步反向放置使激振器产生反向激振力，迫使筛体带动筛网做纵向运动，使其上的物料受激振力而周期性向前抛出一个射程，从而完成物料筛分作业。1.5直线振动筛的工作原理将颗粒大小不同的碎散物料群，多次通过均匀布孔的单层或多层筛面，分成若干不同级别的过程称为筛分。理论上大于筛孔的颗粒留在筛面上，称为该筛面的筛上物，小于筛孔(最小有二维小于筛孔尺寸)的颗粒透过筛孔，称为该筛面的筛下物。碎散物料的筛分过程，可以看作由两个阶段组成：一是小于筛孔尺寸的细颗粒通过粗颗粒所组成的物料层到达筛面；二是细颗粒透过筛孔。要想完成上述两个过程，必须具备最基本的条件，就是物料和筛面之间要存在着相对运动。为此，筛箱应具有适当的运动特性，一方面使筛面上的物料层成松散状态；另一方面，使堵在筛孔上的粗颗粒闪开，保持细粒透筛之路畅通。实际的筛分过程是：大量粒度大小不同，粗细混杂的碎散物料进入筛面后，只有一部分颗粒与筛面接触，而在接触筛面的这部分物料中，不全是小于筛孔的细粒，大部分小于筛孔尺寸的颗粒，分布在整个料层的各处。由于筛箱的运动，筛面上料层被松散，使大颗粒本来就存在的较大的间隙被进一步扩大，小颗粒乘机穿过间隙，转移到下层。由于小颗粒间隙小，大颗粒不能穿过，因此，大颗粒在运动中，位置不断升高，于是原来杂乱无章排列的颗粒群发生了析离，即按颗粒大小进行了分层，形成小颗粒在下，粗颗粒居上的排列规则。到达筛面的细颗粒，小于筛孔者透筛，最终实现了粗、细粒分离，完成筛分过程。然而，充分的分离是没有的，在筛分时，一般都有一部分筛下物留在筛上物中。细粒透筛时，虽然颗粒都小于筛孔，但它们透筛的难易程度不同。和筛孔相比，颗粒越小，透筛越易，和筛孔尺寸相近的颗粒，透筛就较难，透过筛面下层的大颗粒间隙就更难。直线振动筛又叫双轴惯性振动筛，其工作原理如图1-1所示。激振器两轴上的偏心质量和偏心距均相等，并且以yy轴线为对称，yy轴线通过筛箱的质心。两轴作同步反向回转时，每一瞬间两轴上偏心质量所产生的离心惯性力，沿xx方向的分力总是互相抵消，而沿yy方向的分力总是相互叠加，这就形成了单一的yy方向的简谐力。该力作用在筛箱上，驱动筛箱作轨迹为直线的往复振动。当双不平衡重的质量运转到图中(a)和(c)的位置时，所产生的离心惯性力是完全叠加的，激振力达到最大值；当转到(b)和(d)的位置时，它们的离心惯性力完全抵消，激振力为零。不平衡重回转时，每个不平衡重所产生的离心力为： (N) (1-1)式中 不平衡重的质量，kg； r不平衡重的质心回转半径，m； 不平衡重的回转角速度，rad/s。离心力在yy方向上的分力(激振力)为： (N) (1-2)如果激振器的主动轴和从动轴各有一块不平衡重，则所产生的总激振力为： (N) (1-3)式中 不平衡重质量总和，kg； 转动时间，s； 不平衡重产生的离心力总和，N。由上式可见，双轴惯性激振器，当作同步反向回转的时候，产生定向的简谐力，此力通过筛箱的质心，使筛箱作定向往复直线振动。图1-1 直线振动筛工作原理示意图1.6物料在筛面上的运动分析物料在筛面上的运动状态与筛子的工作参数有密切关系。筛面上的碎散物料是由大小不同的颗粒组成的。在这些物料中，只有最下层的物料与筛面直接接触，受筛面运动的直接影响，其他部分只是间接地受筛面运动的影响。由于颗粒之间杂乱无章地堆叠，使它们的无能无力相互干扰，因此，物料在筛面上的运动情况很复杂。为了找出筛子工作参数与物料运动状态的一些关系，不得不作一些简化，研究单个颗粒在筛面上的运动，这种理想化的分析方法可以提供一些有用的近似结果。在直线振动筛中，筛箱是沿抛射角作简谐运动。处在筛面上的物料，也随同筛面作简谐运动。如果取其中的一个颗粒为例，则作用在颗粒上的力除了颗粒本身的重力以外，还受到筛面运动时所给予的惯性力。惯性力的方向与筛面运动的方向相同如图1-2所示。当筛子工作时，颗粒脱离筛面被抛起的条件是： (1-4)式中 颗粒所受的惯性力；颗粒质量；抛射角，直线振动筛一般为；筛面倾角。图1-2 直线振动筛颗粒受力图对于作直线运动的等厚筛，一般它的筛面分好几段，每段都有不同的倾角。根据直线振动筛的动力学因素分析，筛子工作时筛箱的最大加速度为，由于假设颗粒的加速度与筛箱相同，所以颗粒所受的最大惯性力应为将此式代入式(1-4)，可得: 或 (1-5)式中 筛箱的振幅，m；筛子激振器不平衡重的回转速度，rad/s；重力加速度，m/s。令(1-6)定义为筛分机的抛射强度，它是直线振动筛的一个重要特征参数。从式(1-6)可见，抛射强度就是颗粒所受惯性力以后在垂直于筛面方向上的分加速度与颗粒在此方向上的重力加速度分量之比。显然，筛箱的加速度和抛射角越大，抛射强度也就越大。根据上述分析，1时，颗粒不可能脱离筛面，只能沿着筛面向前移动。当1时，颗粒能够脱离筛面，作跳跃运动。所以就是颗粒脱离筛面的极限条件。可以想像，抛射强度越大，颗粒所受的惯性力也越大，抛射的也越高。这样，有利于物料的透筛。但是，当增大时，颗粒跳动一次所需的时间也越长。显然，从充分发挥筛子的工作效率来看，跳动所需的时间过长也是不利的。颗粒跳动一次的时间不超过筛面振动一次的时间，才能充分利用筛面每次振动的作用。所以，的另一个极限条件就是使颗粒跳动一次的时间等于筛面振动一次的时间，这是的上限。如图1-3所示，表示的是筛面和颗粒运动的状态。图中，横坐标是筛面运动的时间，纵坐标是筛面和颗粒运动的高度。从图中可见，颗粒开始与筛面一起运动，这时候，颗粒和筛子运动的速度和加速度是一样的。但是，到了脱离点，当颗粒所受的惯性力大于本身的重力时，颗粒就要脱离筛面，作抛射运动，筛面的行程则在激振器的作用下，仍然按正弦曲线运动。到了落回点，颗粒重新与筛面相遇，并再与筛面一起运动。如果以表示筛面振动的一次的时间，则：图1-3 筛面和颗粒的运动状态 (1-7) 根据式(1-7)，在脱离点的瞬间，筛面的速度和加速度分别为： (1-8) (1-9)筛面上的颗粒同样与获得上述的速度和加速度。在脱离点，颗粒的加速度法向分量应等于本身的重力加速度的法向分量(如图1-2所示)，即： (1-10) 由式(1-8)有： (1-11)由于在脱离点的瞬间筛面的加速度和颗粒的加速度相等，即，则 或 (1-12)图1-4 颗粒的运动轨迹按图1-4，当颗粒以作抛射运动时，其抛物线的轨迹方程式应为： (1-13) 倾斜筛面的直线方程为： (1-14)从式(1-13)及式(1-14)中消去y,得两曲线的交点： (1-15)颗粒从抛起至落在筛面上的时间为： (1-16) 若筛面振动一次的时间为T，则 。由于颗粒跳动一次的时间最大不应超过筛面振动一次的时间，即：(1-17) 将公式(1-12)代入式(1-17)，两边平方，得： 或 (1-18)亦即 所以，是抛射强度的另一个极限，在这种情况下，颗粒跳动一次的时间恰好等于筛面振动一次时间。因此，除了个别情况，颗粒需要较大的抛射力以外一般，不宜超过3.3。2 振动筛类型的选择世界上生产和使用的筛分设备有几百种，其中约95%以上为振动筛，生产产值约占99%。还有少部分圆筒筛，摇动筛和滚轴筛。振动筛的主要品种有轻型和重型的圆振动筛，直线振动筛，重型筛，共振筛，等厚筛，概率筛。振动筛中圆振动筛和直线筛是俩种很重要的筛子，它们各有优缺点，现将二者简单简绍并作比较。2.1圆振动筛圆振动筛是一种最基本的振动筛形式，它是利用不平衡量产生惯性离心力使筛箱振动进行工作的，其轨迹为圆或近似为圆。这种运动轨迹有利于被筛分物的松撒，分层和透筛，分级精度高。因此，圆振动筛通常用于选煤厂或筛选厂的原煤预先筛分和最终筛分，用与选矿 厂的矿石分级准备回路。在这些工艺环节中需要振动筛的处理能力大，分级精确，运转可靠，坚固耐用，所以圆振动筛的振动强度，结构强度，筛面的耐磨性，轴承，减振弹簧等零部件的使用寿命是圆振动筛的重要技术性能。圆振动筛一般采用低频高振幅的振动特性，倾斜安装，角度一般为530,振动强度=3.55.5。与直线振动筛相比，圆振动筛具有结构简单，造价低，维修费用小等优点，因而普遍用与选煤厂的预先筛分，准备筛分和脱水作业中。2.2直线振动筛直线振动筛是在圆振动筛的基础上发展而来的，直线振动筛是由俩个圆振动筛合成而来的。它是将不平衡量在反向回转中产生的俩个大小相等，方向相反的离心惯性力，在某一方向上叠加，而在与其垂直的方向上相互抵消形成的与筛面成一定角度的直线运动，直线振动筛筛体的动平衡比圆振动筛好，输送能力强，防堵筛孔性能好。因此，直线振动筛多用于中、细矿物的脱水，脱泥，脱介，也可用于分级，在选煤厂中，直线振动筛的使用要比圆振动筛好，输送能力强，防堵筛孔性能好。因此，直线振动筛多用与中、细矿物的脱水，脱泥，脱介，也可用与分级，在选煤厂中，直线振动筛的使用很广。直线振动筛的优点有：(1) 直线振动筛的动力平衡与物料在筛面上的运动情况良好。(2) 由于筛箱在运动中有较大的加速度，所以特别适合煤炭的脱水，脱泥，脱介，当然也适合物料的分级。在金属矿选矿厂进行筛分选别用的高频细筛都是直线振动筛。(3) 由于直线振动筛的相互比较，直线筛虽结构物较复杂，造价较高，维护装配较复杂，但其优越的性能及广泛的应用，使的直线筛在产品设计的制造中占有很重要的地位。2.3直线等厚筛直线等厚筛是我国科技人员在20世纪80年代应用等厚筛分原理，自行开发研制的筛分设备。主要用于选煤厂原煤分级作业。2.3.1等厚筛工作原理采用具有折线形不同倾角筛面如图2-1所示，通过提高入料段物料流速使层高降低，加速小颗粒的下沉和透筛，使筛面透筛能