直线振动筛的设计
侧梁激振脱水筛的设计【优秀】【20张CAD图纸】【毕业设计】
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箱式激振器.dwg
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开题报告
名称侧梁激振脱水筛设计
选题的背景及意义我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤炭是我国最重要的一次能源。随着国际石油储量的不断减少和价格的不断上涨,还有我国对能源不断增长的需求,预计在相当长的时间里煤炭仍然是我国主要能源与化工原料。2006年我国的煤炭生产和消费达23.7 亿吨。
随着采煤机械化程度的提高和选煤厂煤炭分选过程机械化程度的提高,原生煤泥和次生煤泥量都有所增加是煤造成的环境污染已成为制约经济发展的重要因素,搞好煤泥处理是控制煤炭资源浪费和燃煤污染物排放最经济、最有效的途径。由此可见,煤的脱水是湿法选煤厂不可缺少的重要生产环节,选煤产品水分的大小是衡量选煤产品质量高低的一个重要指标,而且末煤和细粒级煤泥的脱水是降低选煤厂产品水分的关键。因此煤泥脱水设备选择适宜,既可节省设备投资,又可使生产过程便于管理,我所设计的新型高效的侧梁激振脱水筛是专门针对尾煤和细煤泥的脱水与回收,有效的控制了煤炭资源浪费。
研究内容拟解决的主要问题
内容:
分析了目前脱水筛的现状和存在的主要问题。介绍了侧梁激振脱水筛的工作原理、总体结构和技术性能、主要部件的设计与选用以及在使用过程中常见问题的处理。
问题:
(1)在筛分机振动过程中,筛分效果不理想,易发生堵孔现象,使粉状物料也难于粘在筛丝上,煤泥脱水不彻底;
(2)结构较复杂,机体较笨重,能耗高,抛射强度、振幅不高。
研究方法技术路线首先综合分析收集的资料确定整体的设计方案,了解侧梁激振脱水筛的工作原理,脱水筛是利用箱式激振器的偏心块的离心力产生激振力,推动物料在上下振动时沿着出料槽向前运动。
其次,侧梁激振脱水筛由哪几个大的部件组成,每个部件又由哪些零部件组成,各零部件之间是如何连接的。
最后,由各个零件开始着手设计、选型、计算等,再对有些部件进行校核,综合起来,设计出所要求设计的侧梁激振脱水筛。
同时,要坚持科学的发展观,以信息化带动工业化,加大科技投入,实施品牌战略,积极用高新技术和先进适用技术改造和提升传统产业,积极引进和消化吸收国外先进技术;也要以人为本,重视人才培养和引进人才,不断提高职工队伍素质,全面提高企业管理水平;
还要坚持理论设计与现场经验相结合的原则。
研究的总体安排和进度计划第1、2周 调研、查阅相关文献,收集资料。
第3、4周 综合分析文献资料,提出并论证整体设计方案;
电动机的计算选型。
第5、6周 脱水筛的设计计算;齿轮、轴的结构设计。
第7、8周 轴承、键的选择与校核;激振力的计算。
第9、10周 绘制脱水筛装配图;对部件结构进行改良。
第11、12周 绘制主要零部件图。
第13、14周 校核主要零件(轴、齿轮)强度;绘制零件图;
对设计中存在的问题进行思考并解决。
第15、16周 整理图纸资料,撰写毕业论文。
主要参考
文献[1]唐大放,冯晓宁等.机械设计工程学[II].徐州:中国矿业大学出版社,2001.
[2]吴宗泽.机械零件设计手册.北京:机械工业出版社,2003.
[3]程宏志,宋怡.发展西部选煤关键技术的思考.选煤技术.2005(2),46-48.
[4]王峰,王皓.筛分机械.北京:机械工业出版社,1998.7.
[5]王峰.自同步直线振动筛及其工作原理.矿山机械.1985(3).
[6]孙丽梅,单忠健.国外选煤工业现状与未来发展趋势.选煤技术,2005(2),49-52.
[7]伊健宏等.直线振动筛横梁产生裂纹的原因分析.选煤技术.2004(6),7-9.
[8]成大先.机械设计手册.北京:化学工业出版社,2001.
指导教师
意 见
1.毕业设计的背景:
随着采煤和选煤机械化程度的提高,原生煤泥量和次生煤泥量有所增
加,造成环境污染的同时制约经济的发展。搞好煤泥处理是控制煤炭资
源浪费和燃煤污染物排放最经济最有效的途径。因此煤泥脱水设备选择适
适宜,即可节省设备投资,又可使生产过程便于管理。我所设计的新型高
效的侧梁激振脱水筛是专门针对尾煤和细煤泥的脱水与回收,有效的控制
了煤炭资源浪费。
2.毕业设计(论文)的内容和要求:
内容:侧梁激振脱水筛整体结构设计,轴、齿轮的结构设计和校核,激振
力的计算和偏心块的设计,轴承的计算选型和寿命计算,主要零部件的结
构设计,电动机的选型计算等。
要求:(1)设计出的螺旋输送机满足以下性能要求:①双振幅为8~10mm,
②处理量40t/h,③筛面面积7.8m2。
(2)侧梁激振脱水筛装配图和部分零件图(约和A0图纸3.5张)
(3)设计说明书一份
(4)翻译英文资料4000字
3.主要参考文献:
[1]严峰.筛分机械.北京:煤炭工业出版社,1994
[2]张恩广.筛分破碎及脱水设备.北京:煤炭工业出版社,1991
[3]相关科研资料(可通过校图书馆数字资源查询)
4.毕业设计(论文)进度计划(以周为单位):
起 止 日 期工 作 内 容备 注
第1、2周
第3、4周
第5、6周
第7、8周
第9、10周
第11、12周
第13、14周
第15、16周
调研、查阅相关文献,收集资料。
综合分析文献资料,提出并论证整体设计方案;
电动机的计算选型。
脱水筛的设计计算;齿轮、轴的结构设计。
轴承、键的选择与校核;激振力的计算。
绘制脱水筛装配图;对部件结构进行改良。
绘制主要零部件图。
校核主要零件(轴、齿轮)强度;绘制零件图;对设计中存在的问题进行思考并解决。
整理图纸资料,撰写毕业论文。
教研室审查意见:
摘要
侧梁激振脱水筛是直线振动筛的一种,主要用于煤泥脱水,是选煤厂的重要设备之一。
传统的直线振动脱水筛,一般结构较复杂,机体较笨重,而且能耗高,为此研制了一种新型的脱水筛。侧梁激振脱水筛与其它振动筛相比具有如下结构优点:
(1)单位面积处理量是普通振动筛的2倍以上;
(2)抛射角度合适,抛射强度高,振幅大,单位处理能力的能耗较小,与同面积的筛子相比,成本可降低20%;
(3)电动机与箱式激振器激振轴采用橡胶联轴器(即挠性联接或软联接),可补偿电机轴线与偏心轴轴线不同心造成的误差。
(4)偏心块为轴偏心结构,轴承采用干油润滑,不存在漏油问题;
(5)依靠箱式激振器长短轴上键槽相互位置,使得两偏心块之间成60°,保证激振力始终与水平成60°夹角,使得物料以合适的速度向出料槽前进;
(6)可通过增减副偏心块质量调节筛子振幅,在物料水分和粘度的变化时,仍能保证激振力要求。
本设计论述了振动筛的基本理论,对侧梁激振脱水筛主要的零部件进行了选择、设计和校核计算。对其安装、调试和常见的故障也作了简要的介绍。
关键词 脱水筛;侧梁;激振器;偏心块
Abstract
Lateral excitation beam dehydration screen is a straight line, mainly for dehydration slime, coal preparation plant is one of the key equipment.
The traditional linear vibration sieve dehydration, the general structure of the more complex, more cumbersome body, and high energy consumption, for which developed a new type of dehydration sieve. Lateral excitation beam dehydration sieve shaker compared with other structures have the following advantages:
(1) per unit area is the capacity of ordinary shaker of more than two times;
(2) projectile point of view appropriate, projectile high intensity, amplitude, and the unit energy consumption of smaller capacity, and compared with the size of the sieve, the cost can be reduced by 20%;
(3) the box-type motor shaft vibration excitation using rubber couplings (that is, flexible connectivity or soft link) that can compensate for the electrical axis and the eccentric shaft axis different heart of the error;
(4) eccentric block is the structure of Axis eccentric, by dry-lubricated bearings, and there is no oil spills;
(5) rely on me-length shaft keyway Exciter each other location, making the two blocks between the eccentric into 60 °, always exciting force and guarantee a level of 60 ° angle, making materials to the appropriate speed to the local materials Forward;
(6) can increase or decrease in the quality of eccentric block amplitude adjustment sieve, water and materials in the viscosity of the changes, can guarantee exciting force requirements.
The design of the shaker on the basic theory, dehydration screen opposite the main beam exciting parts for the selection, design verification and calculation. Its installation, commissioning and common failure also made a brief introduction.
Keywords dehydration screen side beam vibrator eccentric block
目 录
1 绪论1
1.1 课题背景及前言1
1.2 脱水筛分概述2
1.2.1 筛分作业分类2
1.2.2 筛分过程的基本概念3
1.2.3 脱水目的4
1.2.4 水在煤中的存在状态4
1.2.5 物料性质与脱水难易的关系4
1.2.6常用的脱水方法与脱水设备5
1.3 筛分机械的类型及其主要特点6
1.4 影响筛分效率的因素8
1.5 筛分技术及筛分机械在国内外发展情况9
1.5.1 我国筛分机械的现状9
1.5.2 我国筛分设备的基本情况9
1.5.3 筛分机械的发展方向10
1.5.4结论10
2 振动原理12
2.1 直线振动筛12
2.1.1 振动筛的分类12
2.1.2 直线振动筛的工作原理12
2.2 侧梁激振脱水筛原理方案设计15
2.2.1 设计任务书15
2.2.2 原理方案确定16
2.3 侧梁减振脱水筛结构方案设计16
2.3.1 筛框16
2.3.2 激振器17
2.3.3 筛面及其固定装置19
2.3.4 支承装置20
2.3.5 传动装置20
3 物料的运动分析和工艺参数的选择22
3.1 物料的运动分析22
3.1.1 筛面的运动方程22
3.1.2 筛面物料的运动分析22
3.1.3 抛掷指数Kv和跳跃系数iD24
3.2 工艺参数的选择计算25
3.2.1 筛面的长和宽25
3.2.2 筛面的倾角25
3.2.3 振幅和频率26
3.2.4 振动方向角β26
3.2.5 抛掷指数Kv和振动强度K26
3.2.6 物料运动速度26
3.2.7 处理能力27
4 动力学分析及参数的计算28
4.1 动力学分析28
4.1.1 力学模型的建立28
4.1.2 振动方程的建立29
4.2 振动频幅曲线和工作状态分析30
4.3 动力学参数的计算31
4.3.1 隔振弹簧的确定31
4.3.2 隔振弹簧的选择与验算33
4.3.3 隔振弹簧减轻能力的分析35
4.3.4 参振质量的计算36
4.3.5 电机功率的计算和选择37
5 主要零部件的选择设计与校核38
5.1 激振器主要零件的设计与校核38
5.1.1 偏心块的设计38
5.1.2 齿轮的设计与校核41
5.1.3 激振器轴的设计46
5.1.4 激振器长轴的校核47
5.1.5 轴承的选择与校核52
5.1.6 键的校核54
5.2 侧梁激振脱水筛专业零部件的设计55
5.2.1 筛面55
5.2.2 筛框57
6 侧梁激振脱水筛的安装、试运转和常见故障61
6.1 侧梁激振脱水筛的安装、试运转61
6.1.1 脱水筛的安装61
6.1.2 脱水筛的试运转61
6.2 侧梁激振脱水筛的异常振动及常见故障62
6.2.1 脱水筛的异常振动62
6.2.2 脱水筛的常见故障及消除措施62
结论64
致谢65
参考文献66
附录67
附录167
1 绪论
1.1 课题背景及前言
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤炭是我国最重要的一次能源。目前,煤炭约占我国一次能源消费的 70% ,随着国际石油储量的不断减少和价格的不断上涨,还有我国对能源不断增长的需求,预计在相当长的时间里煤炭仍然是我国主要能源与化工原料。2005年我国的煤炭生产和消费超过了创纪录的 21 亿吨。大量燃用不清洁煤炭已经形成严重的环境污染和巨大的能源浪费,商品煤质量的低劣也严重影响着煤炭的化工利用与出口创汇。
选煤是洁净煤技术的源头和基础,也是适合我国当前经济状况的一项最有效的洁净煤技术,所以目前大部分国家对煤炭分选非常重视,尤其是发达国家,煤炭入选率均在 80% 以上。欧洲一些国家尽管关闭了几乎所有的煤矿,但选煤厂还存在,用来处理进口煤炭。相比之下,我国原煤入选率要低很多,只有 30% 左右。原因之一是现有选煤厂设备落后,生产效率低,达不到应有的生产能力;原因之二是我国选煤工业整体落后,选煤厂数量少。近年来,随着机械化采煤程度的不断提高和煤炭储量的减少,原煤质量又有下降的趋势,已远不能满足客户对优质煤炭的需求。因此,迫切需要研究开发适应我国煤炭特点的煤炭加工技术装备,进行选煤厂的建设和改造。
与此同时,随着采煤机械化程度的提高和选煤厂煤炭分选过程机械化程度的提高,原生煤泥和次生煤泥量都有所增加,加大了选煤厂产品组成里中、细粒级煤的含量。尤其是煤造成的环境污染已成为制约经济发展的重要因素,搞好煤炭洗选加工是控制燃煤污染物排放最经济、最有效的途径。在洗选前将煤炭破碎使煤和矸石、黄铁矿先行解离是使煤炭得到有效分选的前提,这就更增加了细粒煤的总量。但在现有的选煤厂中,绝大部分都是采用湿法选煤技术进行煤炭的分选,中、细粒煤中水分的高低是影响商品煤质量高低的重要因素。而对于炼焦用煤,精煤水分高,会增加热能消耗,延长焦化时间,降低焦炉产率,缩短炼焦炉使用寿命。在运输时,精煤会随着水分渗出而流失,既浪费了宝贵的能源资源,又污染环境,尤其在冬季寒冷的地区,会发生冻车皮事故,严重影响车皮的周转率,给铁路运输造成不必要的经济损失,因此,降低当前选煤厂出厂商品煤的最终水分是煤炭行业急待解决的主要问题之一,是关系到节能、节运、保护环境和充分利用国家资源的重大问题,同时为适应市场经济的发展,在现有技术与设备的基础上,必须加强对中、细粒煤脱水技术和设备的开发完善,以满足市场的需求。
煤炭脱水虽然是选煤厂的辅助作业,但在整个选煤过程中占据十分重要的地位,在整个选煤工艺环节,脱水设备的种类与数量、固定资产的成本及选煤厂的运行费用、占地面积和空间等,脱水大约占一半以上。因此,它成为选煤厂降低成本、提高效率、增加效益的一个重要方面。目前,在我国末煤和细粒级煤泥的脱水是降低选煤厂产品水分的关键。由于选煤厂细粒级物料的脱水难度大,甚至有些技术难题还亟待解决,这部分作业也成为选煤技术研究的热点与难点之一,高效耐用离心脱水设备就是其中的一个方向。
国外已经有煤泥脱水用卧式螺旋卸料离心机,如澳大利亚的HSG1000离心机,已在山西屯留选煤厂等地运用,主要用在粒度1.5mm以下细煤泥脱水。但是该机型结构复杂、价格昂贵(每台售价约180万人民币),且使用效果并不尽如人意。
国内在这方面的进展相对缓慢得多,我国生产的立式螺旋刮刀卸料离心机主要有原洛阳矿山设备制造厂的 LL-9 型和 LL3-9 型,煤炭科学研究总院唐山分院的 LLL 系列等,这些设备尽管有占地面积小,处理量大,脱水效果好等优点,但是其使用和推广情况却并不尽如人意,存在的最大弊端就是漏油问题严重,故障率高,维修困难,维护费用高,在实习过程中我们发现,不少国产离心机设备都处于闲置状态。至今没有机型成功问世。在这方面,我们急需拿出自己的产品来,而且不能再走以前一味仿制的老路,要有所创新,有所突破,有自己的核心技术。
进口设备依靠国外先进的设计和制造工艺在整体性能上远优于国产设备,正因为如此,很多选煤厂宁愿花费数倍的费用去购买国外产品,如澳大利亚FC1200已在多家选煤厂使用。但是,除了购买费用高昂外,更昂贵的是后期维护费用,如更换筛篮和刮刀,而且进口立式离心机由于结构原因同样不可避免维修困难的弊端。
国产和进口离心机在细粒级煤含量上升时都会出现水分上升甚至无法正常工作的现象,在这种情况下,我所研究的侧梁激振脱水筛就特别具有实际意义。它具有较大的筛面面积和筛分强度。由于脱水时物料层较薄,并且激振力与水平成60°,使得物料有个向出料端前进的合适速度,所以可在较短时间内获得含湿量较低的滤渣。它还具有产量大、脱水效率高、安装和维护方便等优点。
1.2 脱水筛分概述
1.2.1 筛分作业分类?
(1)准备筛分
在选煤厂,按破碎作业和分选作业的要求,将原料煤分成不同的粒级,为煤炭的加工作准备。
对破碎作业,准备筛分是为了从物料中分出已经合格的粒级。目的是避免物料过度粉碎,增加破碎设备的生产能力和减少动力消耗。
对分选作业,不同的选煤方法,都要求一定的入选粒级,否则将严重影响分选的效果。
(2)检查筛分
从破碎作业的产物中,将粒度不合格的大块用筛子分出来,称为检查筛分。目的是保证产品的粒级要求。
(3)最终筛分
主要是指筛选厂生产粒级商品煤的筛分。最终筛分的粒级,要根据煤质,煤的粒度组成和用户的要求,按国家现行《煤炭粒度分级》来确定。
(4)脱水筛分
以脱水为目的的筛分称为脱水筛分。煤的水分可分为外在水分(附在煤粒表面的水)和内在水分(煤粒内部毛细孔吸附的水),脱水筛分主要是脱掉一部分外在水分,不可能脱除内在水分。外在水分的脱除表现为两个方面,一是物料与筛面之间的碰撞,使水分从颗粒上抖掉;二是在物料质量一定时,粒度越小,比表面积越大,外在水分也就越高。使细粒级物料成为筛下物,就能减少筛上物的水分。
参考文献
[1] 成大先.机械设计手册.北京:化学工业出版社,2001.
[2] 张恩广.筛分破碎及脱水设备.北京:煤炭工业出版社,1991.
[3] 邱宣怀.机械设计.北京:高等教育出版社,1997.
[4] 吴宗泽.机械零件设计手册.北京:机械工业出版社,2003.
[5] 王峰,王皓.筛分机械.北京:机械工业出版社,1998.7.
[6] 孙丽梅,单忠健.国外选煤工业现状与未来发展趋势.选煤技术,2005(2),49-52.
[7] 朱吕民.聚氨酯合成材料.南京:江苏科学出版上社,2002.
[8] 王峰.自同步直线振动筛及其工作原理.矿山机械.1985(3).
[9] 张日祯.振动筛减振分析及激振器轴承的选择.同煤科技.2004(2),16-18.
[10] 郝凤印,李文林.选煤手册.北京:煤炭工业出版社,1993.
[11] 周淑艳,孔亮.振动筛筛体裂纹分析及处理.山东煤炭科技.2004增刊.
[12] 卜炎.实用轴承技术手册.北京:机械工业出版社,2004.
[13] 闻邦椿.振动机械的理论与动态设计方法.北京:机械工业出版社,2001,71-100.
[14] 李万升,吴大泉.ZKB1236型直线振动筛改造.煤质技术.2004(6),14-15.
[15] 刘鸿文.材料力学.北京:高等教育出版社,2004.
[16] 谢铁邦,李柱,席宏卓.互换性与技术测量.武汉:华中科技大学出版社,1998.





















