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矿物加工工程毕业论文 矿物加工工程毕业论文矿物加工工程毕业论文矿物加工工程毕业论文矿物加工工程毕业论文 2zd15562zd15562zd15562zd1556 型自定中心园振动筛设计型自定中心园振动筛设计型自定中心园振动筛设计型自定中心园振动筛设计 学院 部 材料科学与工程学院 专 业 矿物加工工程 ii 摘要 振动筛是选煤厂用的最多的设备之一 主要用于煤的准备筛分以及最 终筛分用 但是振动筛又是维修量比较大的设备 随着设计的逐渐完善 自定中心园振动筛能够很好的解决这一问题 本文主要介绍振动筛在选煤 厂中的意义以及振动筛的发展现状 描述了本次设计 2zd1556 型自定中心 园振动筛设计的计算方法依据和步骤 包括振动筛的分类与特点和设计方 案的确定 对物料的运动分析 对振动筛的动力学分析及动力学参数的计 算 合理设计振动筛的结构尺寸 进行了激振器的偏心块等设计与计算 包括原始的设计参数 电动机的设计与校核 进行了主要零部件的设计与 计算 皮带的设计计算与校核 弹簧的设计计算 轴的强度计算 轴承的 选择与计算 然后进行了设备维修 安装 润滑及密封的设计 关键词关键词关键词关键词 2zd1556 2zd1556 2zd1556 2zd1556 振动筛振动筛振动筛振动筛 自定中心自定中心自定中心自定中心 设计依据设计依据设计依据设计依据 iii abstractabstractabstractabstract vibration sieve is one of the most widely used devices in coal preparation plant mainly used in coal preparation and the final screening with screening but the vibrating screen is larger than the maintenance of equipment with the gradual improvement of the design circular motion vibration sieve of auto center could well solve this problem this article mainly introduced that vibration sieve in coal preparation plant significance as well as vibration sieve development present situation described this time has designed 2zd1556 circular motion vibration sieve of auto center design computational method basis and the step as well as the main vibration sieve part s choice and the comparison and showed this design characteristic including the classification and characteristics of vibrating screen and determination of design on the movement of materials analysis dynamic analysis of vibration sieve and kinetic parameters calculated rational design of the structure vibrating screen size carried out such eccentric vibrator design and calculation including the original design parameters motor design and verification were the main components of the design and calculation calculation and check of belt design spring design calculation shaft strength calculation bearing selection and calculation then the equipment maintenance installation lubrication and seal design keywards 2zd1556 vibration sieve auto center design basis ii 目录目录目录目录 摘要 ii abstractabstractabstractabstract iii 1 绪论 1 1 1 筛分的概念 1 1 2 筛分设备的作用 1 1 3 筛分作业的分类 1 1 4 筛分机械设计的意义 2 1 5 振动筛设计的原则 3 1 6 筛分机械研究的现状 3 1 7 将来的发展趋势 3 2 目的依据及说明 4 2 1 2zd1556 自定中心园振动筛设计的目的 4 2 2 设计的依据及参考资料 4 2 3 设计的有关说明 4 3 工艺参数的选择与确定 4 3 1 筛面长度及宽度的确定 4 3 2 生产率的确定 5 3 3 振幅和频率的选择 5 3 4 筛面倾角的选择 7 4 动力学分析及参数计算 8 振动筛动力学基本理论 8 4 1 参振重量及参振质量的计算 10 4 2 主弹簧刚度计算与选择 11 4 3 激振器偏心质量及其偏心距的验算 12 4 4 重心计算 14 5 功率计算及电机的选择 15 5 1 筛分机在负荷状态下工作所需功率的计算 15 5 2 电动机的选择 15 5 3 验算电动机的启动转矩 16 6 零件的计算 16 6 1 弹簧计算 16 iii 6 2 三角皮带的传动计算 17 6 3 轴强度验算 19 6 4 轴承寿命验算 23 7 基型及结构的选择 24 7 1 筛分基型的比较和选择 24 7 2 筛分机结构的选择和确定 24 8 设备合理的更新期 30 9 结论 32 参考文献 33 致谢 34 1 1 绪论 1 1 筛分的概念 广义的筛分是指将粒子群按粒子的大小 比重 带电性以及磁性等粉体学性质进行 分离的方法 一般讲 筛分是利用筛子把粒度范围较宽的物料按粒度分为若干个级别的 作业 具有圆形轨迹的惯性振动筛为圆振动筛 简称园振筛 这种惯性振动筛又称单轴 振动筛 其支承方式有悬挂支承与座式支承两种 悬挂支承 筛面固定于筛箱上 筛 箱 由弹簧悬挂或支承 主轴的轴承安装在筛箱上 主轴由带轮带动而高速旋转 由于 主轴是偏心轴 产生离心惯性力 使可以自由振动的筛箱产生近似圆形轨迹的振动 1 2 筛分设备的作用 筛分作业是煤炭加工的重要环节 它广泛地应用于筛选长和选煤厂 对煤炭进行粒 度分级 脱水 脱泥 脱介 就煤炭加工而言 筛分技术和分选技术处于同等重要的地 位 我国生产的原煤一半以上是动力用煤 不同用户对动力用煤的粒度要求是不一样的 尤其是化工 发电等部门 对煤炭粒度要求很严格 如果超过规定限度 不但影响这些 部门的正常生产 还会造成不小的浪费 例如在煤炭气化的过程中 若使用粉煤含量过 高的块煤 不仅影响炉内气流畅通 降低造气量 严重时还导致气化炉填塞 机车和船 舶由于锅炉通风强 烟筒短 如燃用含有较多粉煤的块煤时 粉煤不仅燃烧不完全而且 还随着烟气飞走 造成浪费和环境污染 大型火力发电厂 绝大部分使用粉煤锅炉 若 供应原煤和块煤 显然是不经济的 总之 将原煤筛选成多种粒度的产品 对路供应给 各类客户 对合理利用煤炭资源是十分必要的 筛分可以为其他选煤方法创造条件 目前的各种选煤方法和分选设备往往都受到粒 度的限制 不同的选煤方法都有一定的入料限度 过粗的大块不能分选 而粒度过细也 很难回收 在选煤厂主要是将原煤分成块煤和末煤两种粒级 分别进行跳汰选煤和重介 选煤 重介选煤对入料中的煤泥含量很敏感 它直接影响到介质系统的正常工作和重介 分选的效果 通过分选去除细泥 减少煤泥对介质系统的污染 以及高灰细泥对精煤产 品的污染 也可使跳汰机洗水粘度降低 有利于细粒煤的分选 从而提高分选效果 在动力煤选煤厂中 通常将小于 6mm 的干粒粉煤供给发电厂或者其他用户 而大于 6mm 的煤送入跳汰机分选 这也是依靠筛分作用来完成的 总之 在煤炭加工过程中 筛分作业不仅关系着动力煤产品对路供应 关系着动力 煤 炼焦煤洗选产品质量的提高 也关系到煤炭资源的合理利用 环境保护和生产部门 的经济效益 1 3 筛分作业的分类 1 独立分筛 其目的是得到适合于用户要求的最终产品 例如 在黑色冶金工业 2 中 常把含铁较高的富铁矿筛分成不同的粒级 合格的大块铁矿石进入高炉冶炼 粉矿 则经团矿或烧结制块入炉 2 辅助筛分 这种筛分主要用在选矿厂的破碎作业中 对破碎作业起辅助作用 一般又有预先筛分和检查筛分之别 预先筛分是指矿石进入破碎机前进行的筛分 用筛 子从矿石中分出对于该破碎机而言已经是合格的部分 如粗碎机前安装的格条筛 筛分 其筛下产品 这样就可以减少进入破碎机的矿石量 可提高破碎机的产量 检查筛分是指矿石经过破碎之后进行的筛分 其目的是保证最终的碎矿产品符合磨 矿作业的粒度要求 使不合格的碎矿产品返回破碎作业中 如中 细碎破碎机前的筛分 既起到预先筛分 又起到检查筛分的作用 所以检查筛分可以改善破碎设备的利用情况 相似于分级机和磨矿机构成闭路循环工作 以提高磨矿效率 3 准备筛分 其目的是为下一作业做准备 如重选厂在跳汰前要把物料进行筛分 分级 把粗 中 细不同的产物进行分级跳汰 4 选择筛分 如果物料中有用成分在各个粒级的分布差别很大 则可以筛分分级 得到质量不同的粒级 把低质量的粒级筛除 从而相应提高了物料的品位 有时又把这 种筛分叫筛选 5 脱水 脱介筛分 筛分的目的是脱除物料的水分 一般在洗煤厂比较常见 此外 物料含水泥较高时 也用筛分进行脱泥 1 4 筛分机械设计的意义 振动筛作为一种高效的筛分设备 被广泛地用于冶炼行业及其他行业的散粒料筛 分 惯性振动筛由于结构简单 传给基础的动力小 筛分效率高 目前在选煤厂被广泛 地采用作为准备筛分和最终筛分的筛分机械 圆运动振动筛是利用不平衡重激振器使筛箱振动的筛子 其运动轨迹一般为圆形 由于其筛面的圆形振动轨迹 使筛面上的物料不断地翻转和松散 因而圆振动筛具有以 下特点 细粒级有机会向料层下部移动 并通过筛孔排出 卡在筛孔中的物料可以跳出 防止筛孔堵塞 筛分效率较高 可以变化筛面倾角 从而改变物料沿筛面的运动速度 提高筛子的处理量 对于难筛物料可以使主轴反翻 从而使振动方向同物料运动方向相 反 物料沿筛面运动速度降低 在筛面倾角与主轴转速相同的情况下 以提高筛分效 率 进行振动筛设计的意义是为矿物加工行业提供结构合理 使用可靠 具有较高效率 的筛分机械 设计按照其用途 要求 物料的性质等实际条件进行 参数 工艺参数 运 动学参数 动力学参数 结构参数 满足结构的可靠性和合理性 3 1 5 振动筛设计的原则 振动筛设计的原则有 结构合理 使用高可靠 寿命长 工作平稳 动负荷小 噪 音低 耗电少 重量轻 并有较高的生产率和生产效率 1 6 筛分机械研究的现状 振动筛的工作原理是筛面高频振动 使筛上物料跳动 因而物料易于松散和分层 增加了物料透筛的机会 根据这个原理 现研究出很多适用于不同用途的振动筛 有的 是结构上不同 有的是激振方式不同 有的是筛面规律不同 国外从 16 世纪开始筛分机械的研究与生产 在 18 世纪欧洲工业革命时期 筛分机 械得到迅速发展 到本世纪筛分机械发展到一个较高水平 德国的申克公司可提供 260 多种筛分设备 stk 公司生产的筛分设备系列品种较全 技术水平较高 khd 公司生产 200 多种规格筛分设备 通用化程度较高 kup 公司和海 因勒曼公司都研制了双倾角的筛分设备 美国 rno 公司新研制了 df11 型双频率筛 采 用了不同速度的激振器 drk 公司研制成三路分配器给料 一台高速电机驱动 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 细料一次分级特别有效 英国为解决从湿原煤中筛出细粒末煤 研制成功旋流概率筛 前苏联研制了一种多用途兼有共振筛和直线振动筛优点的自同步直线振动筛 由于工业发展缓慢 基础比较薄弱 理论研究和技术水平落后 我国筛分机械的发 展是本世纪近 50 年的事情 大体上可分为三个阶段 1 仿制阶段 这期间 仿制了前苏联的 系列圆振动筛 bkt 11 bkt omz 型摇动筛 波兰的 wk 15 圆振动筛 cjm 21 型摇动筛和 wp1 wp2 型吊式直线振动筛 这些筛分机仿制成功 为我国筛分机械的发展奠定了坚实的基础 并培养了一批技术人 员 2 自行研制阶段 从 1966 年到 1980 年研制了一批性能优良的新型筛分设备 1500mm 3000mm 重型振动筛及系列 15m2 30m2 共振筛及系列 煤用单轴 双轴振动 筛系列 yk 和 zkb 自同步直线振动筛系列 等厚 概率筛系列 冷热矿筛系列 这些设 备虽然存在着故障较多 寿命较短的问题 但是它们的研制成功基本上满足了国内需要 标志着我国筛分机走上了独立发展的道路 3 提高阶段 进入改革开放的 80 年代 我国筛分机的发展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 完成了箱式激振器等厚筛系列 自同步重型等厚筛系列 重型冷热矿筛系列 驰张筛 螺旋三段筛的研制 粉料直线振 动筛 琴弦振动筛 旋流振动筛 立式圆筒筛的研制也取得成功 1 7 将来的发展趋势 4 筛分设备正朝着大型化 新结构 高效能的趋势发展 加大能够显著提高细 粘湿 物料的筛分效率的深度筛分设备的研究和应用 2 目的依据及说明 2 1 2zd1556 自定中心园振动筛设计的目的 1 熟悉矿物加工机械 筛分机 设计的有关设计资料 手册 技术规范等 2 掌握矿物加工机械 筛分机 设计的基本方法及步骤和编制系列设计文件的基本 技能 3 培养和锻炼综合运用本专业基本理论和专业知识 分析和解决矿物加工机械 筛 分机 设计实际问题和独立工作的能力 2 2 设计的依据及参考资料 依据 振动筛设计规范 的要求 包括振动筛的用途 物料的特性 工作制度 处 理能力 处理量 规定的粒度 筛分效率 一般在 90 以上 安装方式 筛面的种类 工作条件 尺寸限制 环境限制 振动筛种类 参考资料包括振动筛设计规范 筛分设备图册 振动筛设计的系列参考图纸 机械 零件设计手册及其他参考资料 2 3 设计的有关说明 型号 2zd1556 自定中心园振动筛 图纸编号 2zd1556 01 正视图 2zd1556 02 左视图 2zd1556 03 俯视图 2zd1556 04 激振器装配图 2zd1556 05 偏心轴 2zd1556 06 大皮带轮 配重轮 2zd1556 07 小皮带轮 系列设计技术资料的内容 设计说明书一份 总图三张 激振器装配图一张 零件 图三张 偏心轴一张 大皮带轮一张 小皮带轮一张 3 工艺参数的选择与确定 3 1 筛面长度及宽度的确定 一般的讲 筛面长度作为质量指标 直接影响筛分效率 筛面的宽度直接影响振动 5 筛的处理能力 生产率 经验表明 作为预先筛分用的振动筛的长度一般为 4m 左右 最终筛分用的振动筛 长度一般为 6m 左右 这样的长度可保证振动筛有较高 90 以上 的筛分效率 筛面的宽度以 1 25m 为最小 按 0 25m 的间隔增加系列 因此 本设计振动筛用于最终筛分 筛面长度取 5 6m 筛面宽度取 1 5m 3 2 生产率的确定 生产率是指单位时间内的处理物料的重量 目前常用的公式为 q fq 其中 q 生产率 t h f 筛面有效面积 2 m q 单位面积的生产率 t 2 m h 计算可得 上层筛面处理能力为 90 450 t h 下层筛面处理能力为 30 90 t h 3 3 振幅和频率的选择 a 筛面上物料的运动分析 物料在筛面上运动取决于振幅和频率 为防堵和获得较高的生产率和生产效率 筛 子多采用颗粒的跳动状态 要选择合适的振幅和频率 先分析物料在筛面上的运动 筛面上单个颗粒运动的手 里分析如下 图图图图 3 3 3 3 1 1 1 1 筛上物料受力分析筛上物料受力分析筛上物料受力分析筛上物料受力分析 g 2a g g x y 6 单个颗粒出现跳动状态的临界条件是 cosgtsina g g n 2 cos k cosg a sin 1 k 2 d v 其中 d 跳动起始角 角频率 rad s v k 抛射强度 当 v k 1 时 颗粒在筛面上处于滑动和跳动的临界状态 当 v k 1 时 颗粒在筛面 上跳动 图图图图 3 3 3 3 2 2 2 2 筛上物料跳动状态筛上物料跳动状态筛上物料跳动状态筛上物料跳动状态 根据经验 v k 1 4 1 8 不利于颗粒透筛 v k 3 0 3 3 比较有利于透筛 b 振幅 a 本设计单轴惯性筛用于最终筛分 振幅取 a 4mm c 频率 n r min 对于单轴筛的频率一般选择 800 1200r min 本设计选择振动筛的频率 n 1020r min 至此 可以计算出实际抛射强度 v k cos109 na 4 04 cos15109 10204 4 214 x y kv 3 3 2 8 1 4 7 低共振状态 低共振状态 p nn 若取 2 2 mmk 则机体的振幅ra 在这种情况下 可以避免筛子的起动和停车时通过共振区 从而能提高弹簧的工作耐久 性 同时能减小轴承的压力 延长轴承的寿命 并能减少筛子的能量消耗 但是在这种 工作状态下工作的筛子 弹簧的刚度要很大 因此 必然会在地基及机架上出现很大的 动力 以致引起建筑物的震振动 所以 必须设法消振 但目前尚无妥善和简单的消振 方法 图 3 3 振幅和转子角速度的关系曲线 a a 共振状态 p nn 共振状态即 2 mmk 振幅 a 将变为无限大 但由于阻力的存在 振 幅是一个有限的数值 当阻力及给料量改变时 将会引起振幅的较大变化 由于振幅不 稳定 这种状态没有得到应用 超共振状态 p nn 超共振状态 这种状态又分为两种情况 1 n 稍大于 p n 即k稍小于mm 若取 2 mk 则得ra 因为 p nn 所 以筛子起动与停车时要通过共振区 这种状态的其它优缺点与低共振状态相同 2 p nn 即为远离共振区的超共振状态 此时 2 mmk 起 m 因此选择的电动机符合要求 6 零件的计算 6 1 弹簧计算 a 弹簧的最小工作负荷 1 p 1 p 8 w 1 k a 440 77 kg b 弹簧的最大工作负荷 2 p 2 p 8 w 1 k a 612 23 kg c 弹簧的行程 h h 2 max a 2 4 8 mm d 弹簧用材料 座式振动筛由于工作时负荷大 所以采用材料为 60 n2i ms e 查机械零件设计手册 得到弹簧其参数 弹簧钢丝直径 d 30 mm 17 弹簧有效圈数 n 5 弹簧总高度 h 250mm 弹簧中径 d 100mm 所选择支撑弹簧结构图如下 图图图图 6 6 6 6 1 1 1 1 支撑弹簧支撑弹簧支撑弹簧支撑弹簧 6 2 三角皮带的传动计算 a 三角皮带型号的选择 三角皮带根据工作转速选用 c 型带 c 带的结构如下图所示 图图图图 6 6 6 6 2 c2 c2 c2 c 带的结构图带的结构图带的结构图带的结构图 18 b 传动速度 v v 60 n 1 d 60 1020540 21 36 m s 式中 1 d 大皮带轮的直径 n 大皮带轮的转速 r min c 确定三角皮带的数目 z z i p kp a 9 4 117 2 6 取 z 3 式中 a k 不稳定系数 取 1 4 i p 单根 c 带传动功率 i p 9 kw d 传动比 i i n n额 1020 1460 1 43 式中 额 n 电机的额定转速 r min n 振动筛激振器的转速 r min e 小皮带轮直径 2 d 2 d i 1 d 43 1 540 37 5 mm 式中 1 d 大皮带轮的直径 i 传动比 f 三角皮带计算长度 0 l 0 l 2 0 a 2 21 dd 0 2 21 4 a dd 433 cm 查皮带基准长度 1 l 400 cm 式中 0 a 预定中心距 2 d 小皮带轮直径 19 1 d 大皮带轮的直径 式中 0 a为预定中心距 取 0 a 2 21 dd g 验算三角皮带每分钟挠曲次数 y y l v2000 10 68 40 式中 v 皮带线速度 m s l 皮带总长度 h 传动的实际中心距 a a 120 5 cm 6 3 轴强度验算 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 对于高速旋转地轴还应考虑振动稳定性问题 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 a a 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 a 受力分析 偏心轴的结构简图如下 20 图图图图 6 6 6 6 3 3 3 3 偏心轴的结构简图偏心轴的结构简图偏心轴的结构简图偏心轴的结构简图 偏心轴的受力分析图如下 图图图图 6 6 6 6 4 4 4 4 偏心轴的受力分析图偏心轴的受力分析图偏心轴的受力分析图偏心轴的受力分析图 1偏心轴产生的离心力 1 p 1 p g 2 1 m 6048 kg 式中 1 m 偏心轴的偏心重量 21 偏心轴的回转角速度 2偏心轮产生的离心力 2 p 2 p g 2 2 m 5657 kg 式中 2 m 偏心轮的偏心重量 偏心轮的回转角速度 3三角皮带的拉力 3 p 3 p 1 5 2 sin v 75 n 143 kg 式中 t 圆角力 v 三角皮带的传动速度 n 传动功率 皮带在皮带轮上的角 4偏心轴的重力 4 p 4 p 1 g 395 5 kg 式中 1 g 偏心轴的重量 5偏心轮的重力 5 p 5 p 块轮 gg3 49 29 kg 式中 轮 g 偏心轴的重量 块 g 配重块的重量 6偏心轮的惯性力 6 p 6 p 24 g a g 157 12 kg 式中 4 g 偏心轴的重量 g 重力加速度 a 振幅 7偏心轮的惯性力 7 p 设计为自定中心 偏心轮不参与振动 因此 22 7 p 0 8电动机的扭矩 n m n m 97400 n n 1623 kg 式中 n 电机的功率 n 振动筛激振器的转速 r min 9轴承反力 r r 2 p 2 1 p 8681 kg 以上的 3 p 4 p 5 p 6 p 7 p n m与 1 p 2 p相比较小 计算时为简化略去不计 b 轴各断面处的弯矩 1a a 断面 a m a m 2 p 3 l 106917 kg cm 2b b 断面 b m b m 2 p 2 12 3 ll l r 2 12 ll 69419 kg cm 3c c 断面 c m c m 2 p 2 2 3 l l r 2 2 l 8 11l p 28104 kg cm 弯矩图如下 图图图图 6 6 6 6 5 5 5 5 偏心轴所受弯矩图偏心轴所受弯矩图偏心轴所受弯矩图偏心轴所受弯矩图 ma mb mc 23 c 弯矩作用下个断面的内应力 1载荷种类的确定 按第二类载荷对轴进行强度计算 设计选用 45 号钢 许用应力 2 w 950kg 2 cm 2断面 a a 最大应力 aa aa 3 1 a 0 1d m 547 42 kg 2 cm 2 w 3断面 c c 最大应力 cc cc 3 1 d1 0 c m 143 9 kg 2 cm 2 w 6 4 轴承寿命验算 选用调心滚子轴承 22334 其基本额定动负荷 c 1130 kn 径向力 r f r f b 1 m r a 2 30 n g 305737 n 式中 b 轴承的个数 r 偏心距 a 振动筛激振器的振幅 n 振动筛的振动频率 m 偏心重量 当量动负荷p p 1 2 r f 366884 n 式中 r f 径向力 基本额定寿命 h h 60 10 6 p c n 695 h 式中 寿命系数 滚子轴承取 3 10 24 c 基本额定动负荷 p 当量动负荷 7 基型及结构的选择 7 1 筛分基型的比较和选择 对于单轴振动筛基型的划分 考虑从两个因素 振动筛的皮带轮是否参与振动 可 分为纯机械式和自定中心式 振动器的轴心是否通过振动筛的重心 通过重心的具有 简单的圆运动 不通过重心的除简单的圆运动外 还有附加的颠簸运动 通过比较 合理的选择是自定中心 皮带轮偏心 的圆运动振动筛 7 2 筛分机结构的选择和确定 a 激振器结构的比较和选择 1偏心重量的分布方式有三种 其结构图及受力图 弯矩图如下 图图图图 7 7 7 7 1 1 1 1 结构图及受力图结构图及受力图结构图及受力图结构图及受力图 a 集中布置在两侧 a 25 b 集中布置在中间 c 分别布置在两侧和中间 图图图图 7 7 7 7 2 2 2 2 弯矩图弯矩图弯矩图弯矩图 a 集中布置在两侧时的弯矩图 b c a 26 b 集中布置在中间时的弯矩图 c 分别布置在两侧和中间 比较得出第三种分布方式在轴上弯矩的分布比较均匀 能增加轴等部件的寿命 因 此配重同时布置在偏心轴和偏心轮上 2激振器与筛箱的结合采用弹性锥形紧定套 3激振器轴和轴承的结合形式也采用紧定衬套 4润滑与密封 润滑方式有稀油润滑和油脂润滑两种 润滑脂比润滑油稠很多 油膜强度高 能承 受较大的载荷 且不易流失 密封装置简单 一次加脂可用较长时间 不必添加和更换 因此采用油脂润滑 密封的形式有毛毡密封 环密封和迷宫式密封等 由于迷宫式密封 的效果好 特别是在高速下密封效果更好 可以做到封严不漏 对一般密封所不能满足 的高温 高压 高速和大尺寸密封部位特别有效 维修少 无摩擦 功耗少 使用寿命 长 故采用迷宫式的密封方式 b 筛框结构的选择 b c 27 筛箱由筛框 筛面及其压紧装置组成 筛框是由侧板和横梁组成 侧板的厚度为 3 16mm 的 45 号钢板制成 横梁常用钢管 槽钢和矩形钢管制成 比较如下 1筛框的连接方式有焊接 铆接和高强度螺栓连接三种 大型设备一般采用铆接的 形式 但是制作工艺复杂 高强度的螺栓连接可靠可以使筛框现场装配 特别适合特大 型振动筛 焊接结构施工方便本次设计的振动筛筛框采用焊接的形式 为了消除焊接的 结构的内应力 采用回火处理 2侧壁用普通碳素钢板 8mm 在应力集中的部位用角钢加强 3横梁的三种截面形状及尺寸如下表所示 图图图图 7 7 7 7 3 3 3 3 横梁截面形状及尺寸横梁截面形状及尺寸横梁截面形状及尺寸横梁截面形状及尺寸 项目 筛 面 宽 度 1000 h 90 e 40 6 89 5 1250 h 100 e 46 6 95 6 1500 h 160 e 65 8 102 6 1750 h 160 e 65 8 108 6 2000 h 200 e 75 8 127 6 2500 159 8 h 250 e 160 8 特点 制造简单 与侧板连接较 方便 但是抗扭能力差 适合于小型筛子 制造简单 抗扭能力 较强 各向受力一致 但与侧板连接强度较 弱 适合于单轴振动 筛 制造复杂 但抗扭能 力等均较强 适合于 大型双轴振动筛 28 经比较 横梁采用普通碳素钢的钢管 比较适合于单轴振动筛 断面各处有相同的 截面模数 c 筛面及张紧装置 1上层筛面的筛孔直径大于 25mm 采用冲孔筛面 下层筛面采用编织筛网 保证了 很大的开孔率 2上层冲孔筛面张紧装置采用木楔压紧 下层编织采用特制的筛面张紧装置 筛面结构如下图所示 图图图图 7 7 7 7 4 4 4 4 筛面张紧装置筛面张紧装置筛面张紧装置筛面张紧装置 冲孔筛面张紧装置 编织筛网张紧装置 29 d 缓冲弹簧 缓冲弹簧一般采用圆柱形金属螺旋弹簧 e 消振装置 振动筛的工作状态时远超固有频率工作 因此在启动和停车的时候 会经过共振区 机体的振动振幅会急剧增大 从而引起弹簧严重过载 使其寿命降低 皮带也比较容易 磨损 同时还危及厂房建筑物 因此 必须设法消除振动筛启动和停车时产生的共振现 象 目前采用消振方式有自移式偏心重 电机反接制动 弹性限位消振和阻尼消振四种 形式 1自移式偏心重 当振动筛启动和停车的时候 激振器的主轴的转速较低 这时偏心重的重心在弹簧 拉力作用下 靠近回转中心 因此 振动筛产生的激振力较小 振动筛就能平稳的经过 共振区 当转速增加的时候 偏心重产生的离心力超过了弹簧的拉力 偏心重自动移到 工作位置 从而使筛箱产生振动 偏心重弹出和拉回是的主轴转速一般去共振筛的自振 频率的两倍 这也是选择偏心轮弹簧刚度的根据 这种消振方式较复杂 目前已很少使 用 其示意图如下 图图图图 75 75 75 75 自移式偏心重消振装置自移式偏心重消振装置自移式偏心重消振装置自移式偏心重消振装置 2电机反接制动 其工作原理是振动筛停车时 待转速降低到接近共振转速时将电源两级反接 由于 电动机定子的磁场方向发生变化 迫使转子转速将为零 这时振动筛快速经过共振区 使共振跳动成为不可能 这种消振方法的效果较好 30 3弹性限位消振 通过固定在刚性支架上的橡胶缓冲件 将振动筛在各个方向限位 使之不能有大的 跳动 4阻尼消振 基本原理如下图所示 图图图图 7 7 7 7 6 6 6 6 阻尼消振示意图阻尼消振示意图阻尼消振示意图阻尼消振示意图 正常工作时 摩擦块和侧板一起振动 无相对移动 阻尼装置不起作用 当启动和 停车经过共振区域时 筛箱振幅增大 超过间隙后 摩擦块受到限制筒的限制 使摩擦 块的侧板之间产生相对滑动 从而产生阻力 这种阻尼消振装置 同时能减少筛子的横 向摆动 通常 每台筛子上采用四个阻力装置 由于电机反接制动的消振方法简单 易行 具有较好的消振效果 因此采用此种消 振方法 8 设备合理的更新期 设备是可修复设备 随着一次次年修它的性能总是逐渐下降 老化费用逐年增加 若不计残值 可用低老化数值法计算设备合理更新期 因为年低老化增加值逐年增加 如维护和修理费用燃料动力费超额支出 合理使用期为 0 2k t 式中 0 k