振动筛自定中心的设计方案.docx

振动筛自定中心的设计方案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。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，1500mm3000mm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：其中：Q-生产率 t/hF-筛面有效面积q-单位面积的生产率 t/(h)计算可得上层筛面处理能力为90450 t/h，下层筛面处理能力为3090 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3-1 筛上物料受力分析单个颗粒出现跳动状态的临界条件是其中，-跳动起始角-角频率 rad/s-抛射强度当=1时，颗粒在筛面上处于滑动和跳动的临界状态，当1时，颗粒在筛面上跳动。图3-2 筛上物料跳动状态根据经验，=1.41.8，不利于颗粒透筛=3.03.3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=4mmc频率n(r/min)对于单轴筛的频率一般选择8001200r/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=4.214低共振状态：，则机体的振幅。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共振状态共振状态: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，这种状态又分为两种情况：(1)n稍大于，因为，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)，即为远离共振区的超共振状态。此时，。从图可以明显地看出：转速愈高，机体的振幅A就愈平稳，即振动筛的工作就愈稳定。这种工作状态的优点是：弹簧的刚度越小，传给地基及机架的动力就愈小，因而不会引起建筑物的振动。同时，因为不需要很多的弹簧，筛子的构造也简单。目前设计和应用的振动筛，通常采用这种工作状态。为了减少筛子对地基的动负荷，根据振动隔离理论，只要使强迫振动频率大于自振动频率的五倍即可得到良好的效果，采用这种工作状态的筛子，必须设法消除筛子在起动时，由于通过共振区而产生的共振现象。目前采用的消振方法如前所述。3.4 筛面倾角的选择根据经验，最终筛分用的单轴惯性振动筛的筛面倾角推荐为，本设计的振动筛筛面倾角为可调节。计算时取。振动筛有关参数的选定结果见下表：表3-1 振动筛有关参数规格用途筛框尺寸筛面面积2ZD1556最终筛分150056007.5层数最大入料粒度生产率t/h筛孔尺寸2300上层90450下层3090上层25100下层6254. solid works 动画软件4.1 Solid works软件背景介绍美国Solid Works公司是一家专门从事开发三维机械设计软件的高科技公司，公司宗旨是使每位设计工程师都能在自己的微机上使用功能强大的世界最新CAD/CAE/CAM/PDM系统，公司主导产品是世界领先水平的Solid Works软件。 90年代初，国际微机市场发生了根本性的变化，微机性能大幅提高，而价格一路下滑，微机卓越的性能足以运行三维CAD软件。为了开发世界空白的基于微机平台的三维CAD系统，1993年PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁成立Solid Works公司，并于1995年成功推出了Solid Works 软件，引起世界相关领域的一片赞叹。在Solid Works软件的促动下，1998年开始，国内、外也陆续推出了相关软件；原来运行在UNIX操作系统的工作站CAD软件，也从1999年开始，将其程序移植到Windows操作系统中。 Solid Works软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名，从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖第一个基于Windows平台的三维机械CAD软件第一个创造了Feature Manager特征管理员的设计思想第一个在Windows平台下实现的自顶向下的设计方法第一个实现动态装配干涉检查的CAD软件第一个实现智能化装配的CAD公司第一个开发特征自动识别Feature Works的软件公司第一个开发基于Internet的电子图板发布工具(e Drawing)的CAD公司由于Solid Works出色的技术和市场表现，不仅成为CAD行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万的高额市值将Solid Works全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以原来一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了CAD行业的世界纪录。并购后的Solid Works以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为CAD行业一家高素质的专业化公司。4.2 solid works 的功用功能描述：（1）、Top Down(自顶向下)的设计自顶向下的设计是指在装配环境下进行相关设计子部件的能力，不仅做到尺寸参数全相关，而且实现几何形状、零部件之间全自动完全相关，并且为设计者提供完全一致的界面和命令进行全自动的相关设计环境。用户可以在装配布局图做好的情况下，进行设计其它零部件，并保证布局图、零部件之间全自动完全相关，一旦修改其中一部分，其它与之相关的模型、尺寸等自动更新，不需要人工参与。（2）、Down Top (自下向上)的设计自下向上的设计是指在用户先设计好产品的各个零部件后，运用装配关系把各个零部件组合成产品的设计能力，在装配关系定制好之后，不仅做到尺寸参数全相关，而且实现几何形状、零部件之间全自动完全相关，并且为设计者提供完全一致的界面和命令进行全自动的相关设计环境。用户可以在产品的装配图做好后，可以设计其它零部件、添加装配关系，并保证零部件之间全自动完全相关，一旦修改其中一部分，其它与之相关的模型、尺寸等自动更新，不需要人工参与。（3）、配置管理在Solid Works 中，用户可利用配置功能在单一的零件和装配体文档内创建零件或装配体的多个变种(即系列零件和装配体族)，而其多个个体又可以同时显示在同一总装配体中。其它同类软件无法在同一装配体中同时显示一个零件的多个个体，其它同类软件也无法创建装配体族。具体应用表现在：1）设计中经常需要修改和重复设计，并需要随时考查和预览同一零部件的不同设计方案和设计阶段，或者记录下零部件在不同尺寸时的状态或不同的部件组合方案，而不同的状态和方案又可同时在一张工程图或总装配体内同时显示出来，因而Solid Works 利用配置很好地捕捉了实际设计过程中的修改和变化，满足了各种设计需求。 2）特定的设计过程如钣金折弯的状态和零件的铸造毛坯还是加工后的状态可从单一零件文档中浏览或描述在同一工程图中，其它同类软件只有通过使用派生零件的方法才能实现。 3）图形显示和性能方面，利用配置功能Solid Works 可通过隐藏/显示和压缩等手段实现同一部件的不同个体显示在同一总装配体中，而其它同类软件是无法做到的，即在其它同类软件的装配体内，一个部件的所有实例必须是相同的。这将大大降低显示性能。 4）配置提供了便于创新的结构化平台，帮助工程师扩充功能达到了新的高度。Solid Works 的管道设计模块就是利用配置管理的功能，工程师只要通过简单的拖拉操作即可实现自动找出与已有管接头尺寸完全配合的管道规格，而无须事先指定相应尺寸规格的管道，也正是基于配置； Solid Works 方便地实现了有孔时自动从标准件库中找到合适尺寸的螺栓与之配合，同时又找到相应规格的螺母和垫圈与螺栓配合； Solid Works 之模具模块也是利用了配置来管理其模架库；Solid Works 还利用配置技术创建了一基于INTERNET的三维产品目录管理和交付服务的实时在线3D网站(Partstream.Net); Solid Works 中所提供高级功能如Smart parts,柔性化的子装配以及交替位置视图等也都是因为有了配置才有了实现的可能。其它同类软件的固有结构决定他们不能支持功能强大的配置管理。（4）易用性及对传统数据格式的支持 1）Solid Works 完全采用了微软Windows的标准技术，如标准菜单，工具条，组件技术，结构化存取，内嵌VB(VBA)以及拖放技术等。设计者进行三维产品设计的过程自始至终享受着Windows系统所带来的便捷与优势。其它同类软件虽然也是与Windows兼容的产品，但其仍无法真正在整个系统内采用拖放技术，也无法在系统内自动地进行VB编程和过程回放。 2）Solid Works 完全支持dwg / dxf输入输出时的线型，线色，字体及图层。并所见即所得地输入尺寸，使用一个命令即可将所有尺寸变为 Solid Works 的尺寸并驱动草图，而且可以任意修改尺寸公差和精度等。其它同类软件只能成组地输入尺寸，因而这些尺寸无法被修改和变得象在原始系统内那样灵活，这使得其它同类软件要想利用已有工程图变得非常困难。 3）Solid Works 提供各种3D软件数据接口格式，其中包括Iges、Vdafs、Step、Para solid、Sat、STL、 MDT、UGII、Pro/E、Solid Edge、Inventor等格式输入为零件和装配，还可输出VRML、Tiff、Jpg等等文件格式。（5）零部件镜像 Solid Works 中提供了零部件的镜像功能，不仅镜像零部件的几何外形，而且包括产品结构和配合条件，还可根据实际需要区分是作简单的拷贝还是自动生成零部件的对称件。这一功能将大大节约设计时间，提高设计效率。而其它同类软件是没有这一重要功能的。（6）装配特征 Solid Works 提供完善的产品级的装配特征功能，以便创建和记录特定的装配体设计过程。实际设计中，根据设计意图有许多特征是在装配环境下在装配操作发生后才能生成的，设计零件时无需考虑的。在产品的装配图作好之后，零件之间进行配合加工比如：零件焊接、切除、打孔等功能。 Solid Works 支持大装配的装配模式，拥有干涉检查、产品的简单运动仿真、编辑零件装配体透明的功能。（7）工程图(Rapid Draft,剖中剖,交替位置视图) Solid Works 提供全相关的产品级二维工程图，现实世界中的产品可能由成千上万个零件组成，其工程图的生成至关重要，其速度和效率是各3D软件均要面临的问题。Solid Works 采用了生成快速工程图的手段，使得超大型装配体的工程图的生成和标注也变得非常快捷。 Solid Works 可以允许二维图暂时与三维模型脱离关系，所有标注可以在没有三维模型的状态下添加，同时用户又可随时将二维图与三维模型同步。从而大大加速工程图的生成过程。 SolidWorks 在已有配置管理的技术基础上提供了生成交替位置视图的功能，从而在工程图中清晰地描述出类似于运动机构等的极限位置视图。其它同类软件是无法生成这种视图的。因为其它同类软件没有配置管理，也就无法提供由此而创新出的各种功能。 Solid Works 提供GB标注标准，可以生成符合国内企业需要的工程图，用于指导生产。 8e Drawing Solid Works 一向以创新领先而著称，其中eDrawing的出现就是一个典型代表。长期以来，工程技术人员交换工程设计信息的主要方式就是二维工程图，而要读懂一张复杂的产品工程图是一件非常费时费力的事。 E Drawing的出现使得工程师们交换设计信息变得便捷而又轻松，还是一张二维工程图，却赋予了更多的智能和信息，轻松实现二维图纸三维看，而且以三维动画方式展现产品各个角度和剖面的细节，结构再复杂的产品也可让设计者在几分钟内了如指掌。同时，所生成的电子文件体积小巧，便于传递。文档内还包含了免费的浏览工具，任何人可以在任何一台装有Windows系统的PC机上进行自由地浏览，而无需任何其他软件的支持。4.3 solid works 软件的特点Solid works软件功能强大，组件繁多。 Solid works 功能强大、易学易用和技术创新是Solid Works 的三大特点，使得Solid Works 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。Solid Works 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。Solid Works 不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。对于熟悉软件的Windows系统的用户，基本上就可以用Solid Works 来搞设计了。Solid Works独有的拖拽功能使用户在比较短的时间内完成大型装配设计。Solid Works资源管理器是同Windows资源管理器一样的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用Solid Works ，用户能在比较短的时间内完成更多的工作，能够更快地将高质量的产品投放市场。在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，Solid Works是设计过程比较简便而方便的软件之一。美国著名咨询公司Dara tech所评论：“在基于Windows平台的三维CAD软件中，Solid Works是最著名的品牌，是市场快速增长的领导者。”在强大的设计功能和易学易用的操作（包括Windows风格的拖/放、点/击、剪切/粘贴）协同下，使用Solid Works ，整个产品设计是可百分之百可编辑的，零件设计、装配设计和工程图之间的是全相关的。5 功率计算及电机的选择5.1 筛分机在负荷状态下工作所需功率的计算振动筛振动消耗的功率=8.2 KW式中，C-阻尼系数取0.2M-参振质量 kg/mA-最大振幅 mmn-振动频率 r/min振动筛摩擦消耗的功率=7.70 KW式中，f-轴承摩擦系数取0.005 d-轴颈直径取0.15m M-参振质量 kg/m振动筛在工作状态下消耗的功率NN=16.74 KW式中，-传动效率取0.955.2 电动机的选择电机型号选择JQ02-62-4电动机转速=1460 r/min电动机额定功率=17 KW传动效率=0.95额定转矩=1569.6 kgcm5.3 验算电动机的启动转矩振动筛启动时，电动机需要克服偏心质量的静力矩和摩擦力矩，启动后由于惯性作用功率消耗较少，因而选用电动机是需要选用高启动转矩的电动机。摩擦转矩=39 kgcm启动转矩=+2+=1531.9 kgcm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=-A=440.77 kgb.弹簧的最大工作负荷=+A=612.23 kgc.弹簧的行程hh=2=24=8 mmd.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60e.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6-1 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6-2 C带的结构图b.传动速度vv=21.36 m/s式中，-大皮带轮的直径 n-大皮带轮的转速 r/minc.确定三角皮带的数目ZZ=2.6 取Z=3式中，-不稳定系数取1.4-单根C带传动功率=9 kwd.传动比ii=1.43式中，-电机的额定转速 r/min n-振动筛激振器的转速 r/mine.小皮带轮直径=37.5 mm式中，-大皮带轮的直径 i-传动比f.三角皮带计算长度=2+=433 cm查皮带基准长度=400 cm式中，-预定中心距-小皮带轮直径-大皮带轮的直径式中，为预定中心距取=g.验算三角皮带每分钟挠曲次数yy=10.6840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AA=120.5 cm6.3 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：图6-3 偏心轴的结构简图偏心轴的受力分析图如下：图6-4 偏心轴的受力分析图偏心轴产生的离心力=6048 kg式中，-偏心轴的偏心重量-偏心轴的回转角速度偏心轮产生的离心力=5657 kg式中，-偏心轮的偏心重量-偏心轮的回转角速度三角皮带的拉力=1.5=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偏心轴的重力=395.5 kg式中，-偏心轴的重量偏心轮的重力=49.29 kg式中，-偏心轴的重量-配重块的重量偏心轮的惯性力=157.12 kg式中，-偏心轴的重量 g-重力加速度 A-振幅偏心轮的惯性力，设计为自定中心，偏心轮不参与振动，因此=0电动机的扭矩=97400=1623 kg式中，N-电机的功率 n-振动筛激振器的转速 r/min轴承反力RR=+=8681 kg以上的、与、相比较小，计算时为简化略去不计。b.轴各断面处的弯矩A-A断面=106917 kgcmB-B断面=()-R=69419 kgcmC-C断面=()-R+=-28104 kgcm弯矩图如下：图6-5 偏心轴所受弯矩图c.弯矩作用下个断面的内应力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=950kg/断面A-A最大应力=547.42 kg/断面C-C最大应力=-143.9 kg/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=m(R-A)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=1.2=366884 N式中，-径向力基本额定寿命hh=695 h式中，-寿命系数滚子轴承取=。C-基本额定动负荷-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a-集中布置在两侧b-集中布置在中间图7-1 结构图及受力图c-分别布置在两侧和中间图7-2 弯矩图a-集中布置在两侧时的弯矩图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。激振器与筛箱的结合采用弹性锥形紧定套。激振器轴和轴承的结合形式也采用紧定衬套。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316mm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：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。侧壁用普通碳素钢板(8mm)，在应力集中的部位用角钢加强。横梁的三种截面形状及尺寸如下表所示：图7-3 横梁截面形状及尺寸项目筛面宽度1000H=90；E=40；=6=89；=51250H=100；E=46；=6=95；=61500H=160；E=65；=8=102；=61750H=160；E=65；=8=108；=62000H=200；E=75；=8=127；=62500=159；=8H=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。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7-4 筛面张紧装置冲孔筛面张紧装置编织筛网张紧装置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。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75 自移式偏心重消振装置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。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。阻尼消振基本原理如下图所示：图7-6 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