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压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985摘 要煤的水分是评价煤炭经济价值的基本指标。选煤厂的出厂产品必须尽量降低水分。离心脱水机是选煤厂最重要的设备，也是加工精度和技术含量较高的设备。在充分分析和理解传统振动离心机的原理、优缺点后，本设计本着发展民族工业，走自已创新之路的精神，在徐州大陆振动公司专利(专利2607200)的基础上并结合其专利产品DWL-1000单振子卧式振动离心机和CMI公司生产的VC立式振动离心机，设计了此自同步双振子立式振动离心机。本设计克服了VC48、VC56立式离心机结构复杂，维修特别困难等缺点，同时解决了DWL-1000单振子卧式振动离心机在使用中存在的问题，并参考上述传统振动离心机，在设计出VVC自同步立式振动离心机(处理能力为250t/h)。该立式振动离心机，与现有技术相比，在结合传统振动离心机生产效率高，脱水效果好，易于控制优点的同时，简化其结构，使其结构紧凑合理，运转更为可靠，而且不需专门的润滑系统，并设计了专门的方便维修管理的通道，方便了维修，具有广泛的实用性。该立式振动离心机是目前世界上结构最为简单的离心机，造价也最低，最适用于浮选精煤和煤泥的脱水。关键词：离心脱水机； VVC自同步立式振动离心机； 设计； AbstractThe moisture of coal is a basic target of estimating economic value of coal.Factory products of coal washery must drop the moisture of coal to the best of their abilities.The hydro extrator model is the importantest facility of coal washery,is also has more working accuracy and technique content.After plenty analyzing and understanding the principle and merits and faults of tradition oscillation centrifugal machine.My design is in order to develop national industry and in the way of originality innovation.My design bases on the patent mainland libration oscillation company of XuZhou and unites this patent of single shaker horizontal oscillation centrifugal machine ,this patent is DWL-1000,and CMI company products VC vertical oscillation centrifugal machine.My design is self-synchronizing two shakers vertical oscillation centrifugal machine.This design wins through complex framework and difficult service of VC48、VC56 vertical oscillation centrifugal machine and solves this problem in use of DWL-1000 single shaker horizontal oscillation centrifugal machine,and reference tradition oscillation centrifugal machine.This design is VVC self-synchronizing two shakers vertical oscillation centrifugal machine(the ability of dispose is 250t/h).This oscillation centrifugal machine has the advantages of the efficiency of pruduce is high, the effect of desiccation is good,is easy to control,framework is simple and with reason,operation is credibility.It has not expert lube oil system,and design a expert duct for maintenance control,it has practicability.The self-synchronizing two shakers vertical oscillation centrifugal machine is the simplest in framework in the world,the cost is very low.is the same with floating float coal and dehydrating sludge.Keywords: hydro extrator model; VVC self-synchronizing two shakers vertical oscillation centrifugal machine; design目 录1 绪论11.1煤脱水的意义11.2煤的性质与脱水效果的关系11.3煤脱水的方式21.4离心机在工业上的应用与分类21.4.1离心机的应用及其发展21.4.2、离心机的分离过程及分类31.5离心机工作原理42 方案确定62.1传统的卧式振动卸料离心机62.1.1传统的卧式振动卸料离心机的结构62.1.2传统卧式振动离心机的主要特性参数82.1.3传统卧式离心机激振器和及特点92.1.4传统卧式振动离心脱水机的优缺点92.2 VC型立式振动离心机的介绍102.3设计方案的确定103 各种工艺参数对离心机工作的影响123.1颗粒在筛篮上的受力分析123.2筛篮的半径和筛面倾角的影响153.3筛篮转速的影响153.4振幅和频率的影响164 离心机运动学和动力学分析174.1物料的运动学分析174.1.1物料的受力分析及运动方程式174.1.2滤渣停留时间的计算194.2振动系统动力学分析234.2.1自同步原理234.2.2振幅分析275 VVC离心机结构分析及其设计315.1 VVC离心机的总体分析315.1.1 VVC离心机的总体结构分析315.1.2 VVC离心机的质量325.2筛篮结构分析及设计325.2.1筛篮的结构分析325.2.2筛篮主要结构参数的确定335.2.3离心机筛篮表面积、离心因数、滤渣层平均高度的计算375.3传动系统及其支承装置的设计395.3.1传动系统及其支承装置的总体结构设计395.3.2回转电机的选型405.3.3 V带传动的设计415.4 激振器的设计425.4.1等效参振质量的计算425.4.2振动电机的选型435.4.3偏心块的设计455.4.4轴承的选择计算495.4.5轴的设计及校核495.5主轴的设计及校核555.6碟形弹簧的设计605.6.1碟形弹簧的介绍605.6.2碟形弹簧的设计625.7主轴轴承的校核645.8橡胶弹簧的设计645.8.1支承橡胶弹簧655.8.2减振橡胶弹簧675.8.3定位橡胶弹簧685.9键的校核696 VVC离心机设计思考与展望726.1对设计中带传动的思考726.2对设计中振动部分的思考726.3对设计中筛篮的思考736.3.1传统筛篮结构的不足736.3.2新型筛篮的特点和工艺措施74结论76参考文献77翻译78英文原文78中文译文：83致谢87 第78页1 绪论1.1煤脱水的意义煤的水分是指单位质量的煤中水的含量。煤的水分有内在水分和外在水分两种。外在水分足指在开采、运输、洗选过程中附着在煤颗粒表面和裂缝中的水；内在水分是指吸附或凝聚在煤颗粒内部毛细几中的水。外在水分可以借助机械方法脱除；内在水分只有热力干燥才能脱出。煤的水分是评价煤炭经济价值的基本指标。煤的内在水分与煤的煤化程度和内部表面积有关，一般来说变质程度超低，煤的内部表面积越大，水分含量越高，经济价值越低。煤的水分对其贮存、运输、加工和利用均有影响。在贮存时，水分能加速煤的风化、碎裂、白燃；在运输中，会增加运输量，加大运费并会增加装斗、卸车的困难。在西北、东北、华北等寒冷地区，水分大的煤在长途运输中会冻结，给卸车造成极大困难。煤的水分在燃烧时要消耗一定的热量，在炼焦时要延长结焦时间，而且影响焦炉的寿命。脱水和干燥是固体和液体分离的过程。绝大多数选煤厂分选过程是在水中进行的，因而选煤产品在出厂前需进行脱水。以满足用户和运输要求，现行产品目录规定精煤水分一般不超过1213，个别用户煤、出口煤和高寒地区湿煤冬运要求精煤水分在89以下。水是煤中的杂质，不仅对用户使用和冬季运输带来困难，而且降低货运量和浪费运输能力，增加运费。因此，选煤厂的出厂产品必须尽量降低水分。1.2煤的性质与脱水效果的关系（1）孔隙度一般把物料中孔隙部分与总容积之比值叫做孔隙度。物料间孔隙愈大，积存水量愈多，但毛细管作用较弱，脱水较容易。孔隙愈小，毛细管作用愈强，脱水愈困难。（2）比表面积比表面积用单位质量物料所具有的总表面积表示。显然物料的比表面积愈大，表面吸附水愈多，脱水愈因难。（3）润湿性物料表面硫水性愈强，物料与水的相互作用愈弱，脱水愈容易。（4）细泥含量物料中细泥充填刁：物料扎隙间或吸附于物料表面上增加了毛细管仍：用力、物料的比表面积和吸水强度会使物料脱水因难。（5）粒度组成物料的粒度组成决定物料的间隙，进而影响到含水多少和脱水难易，颗粒越大，脱水越难。毛细管和比表面积愈大脱水越易。1.3煤脱水的方式脱水方法可大致分为重力脱水、离心脱水、过滤脱水、压滤脱水。用离心力来分离固体和液体的过程称为离心脱水。离心脱水可以采用两种不同的原理：离心过滤和离心沉降。离心过滤是把所处理的含水物料加在旋转的锥形筛面上，由于离心力的作用，团体紧贴在筛面上随转子旋转，液体则通过物料间隙和筛缝甩出。离心沉降是把煤泥水加在筒形(或链形)转子中，由于离心力的作用，团体在液体中沉降，沉陷后的物料进一步受到离心力的挤压挤出其中水分过滤式主要用于较粗颗粒物料的脱水，如末煤和粗煤泥的脱水；沉降式主要用于细颗粒物料的脱水，如尾煤和细煤泥的脱水。也有两种兼有的离心沉降过滤、多用于浮选产品的脱水或煤泥回收。1.4离心机在工业上的应用与分类1.4.1离心机的应用及其发展在现代工业中，固液系统（包括悬浮液和乳浊液）分离的目的是：（1）回收有价值的固相，排掉液相；（2）回收液相，排掉固相；（3）固、液两相都回收；（4）固、液两相都排掉（如污泥脱水）。达到固-液分离的主要操作方法有重力沉降、过滤和离心分离。利用离心力来达到固-液、液-液、以及液-液-固分离的方法通称为离心分离。实现离心分离操作的机械称为离心机。离心机和其它分离机械相比，不仅能得到含湿量低的固相和高纯度的液相，而且具有节省劳力、减轻劳动强度、改善劳动条件，并且具有连续运转、自动遥控、操作安全可靠和占地面积小等优点。因此自1836年第一台工业用三足式离心机在德国问世，迄今近两百年以来已获得很大发展。各种类型的离心机品种繁多，各有特色，正在向提高技术参数、系列化、自动化方向发展，且组合转鼓结构增多，专用机种越来越多。现在离心机已广泛用于化工、石油化工、石油炼制、轻工、医药、食品、纺织、冶金、煤炭、选矿、船舶、军工等各个领域。例如湿法采煤中粉煤的回收，石油钻井泥浆的回收，放射性元素的浓缩，三废治理中的污泥脱水，各种石油化工产品的制造，各种抗菌素、淀粉及农药的制造，牛奶、酵母、啤酒、果汁、砂糖、桔油、食用动物油、米糠油等食品的制造，织品、纤维脱水及合成纤维的制造，各种润滑油、燃料油的提纯等都使用离心机。离心机已成为国民经济各个部门广泛应用的一种通用机械。离心机基本上属于后处理设备，主要用于脱水、浓缩、分离、澄清、净化及固体颗粒分级等工艺过程，它是随着各工业部门的发展而相应发展起来的。例如18世纪产业革命后，随着纺织工业的迅速发展，1836年出现了棉布脱水机。1877年为了适应乳酪加工工业的需要，发明了用于分离牛奶的分离机。进入20世纪之后，随着石油综合利用的发展，要求把水、固体杂质、焦油状物料等除去，以便使重油当做燃料油使用，50年代研制成功了自动排渣的碟式活塞排渣分离机，到60年代发展成完善的系列产品。随着近代环境保护、三废治理发展的需要，对于工业废水和污泥脱水处理的要求都很高，因此促使卧室螺旋卸料沉降离心机、碟式分离机和三足式下部卸料沉降离心机的进一步发展，特别是卧室螺旋卸料沉降离心机的发展尤为迅速。 离心机的结构、品种及其应用等方面发展很迅速，但其理论研究落后于实践是个长期存在的问题。目前在理论研究方面所获得的知识，主要还是用来说明试验的结果，而在预测机器的性能、选型以及设计计算，往往仍然要凭借经验或试验。造成这种现象的主要原因是由于离心分离过程的多样性和复杂性，例如悬浮液的物理性能和浓缩非常容易变化，沉降速度、渗透率、孔隙率以及若干其它参变数，都随着悬浮液的物理性质的改变而改变。特别是由于固体颗粒的大小、形状和运动的杂乱状态所带来的数学问题，在目前尚无法解决，给研究这一过程的理论带来了很大的困难。其次，要能真正了解液体与固体颗粒在离心力场中运动的真相，而又不干扰或破坏这些运动，这就需要用科学的观察和测试手段，也许正是因为这种缘故，使离心分离理论的研究受到了一定的影响。随着现代科学技术的发展，固-液分离技术越来越受到重视，离心理论研究迟缓落后的局面也正在积极扭转。离心机是固液分离技术的主要设备之一，其发展前途大有可为。1.4.2、离心机的分离过程及分类离心分离根据操作原理可区分为两类不同的过程离心过滤和离心沉降。而与其相应的机种可区分为过滤式离心机和沉降式离心机。离心过滤过程从广义的概念上来说，可以理解为包括加料、过滤、洗涤、甩干和卸渣等五个步骤。如果就狭义的概念而言，可分为两个物理阶段：生成滤渣和压紧滤渣。第一个阶段与普通过滤在原则上是相近似的，但其推动力不同；而第二阶段与普通过滤的规律根本不同。离心沉降过程也可分为两个物理阶段：固体颗粒的沉降和形成密集的沉渣层。前者遵从固体在流体中相对运动的规律，而后者则遵从土壤力学的基本规律。离心沉降过程本身又可分为离心沉降和离心分离。一般情况下，离心沉降过程是指含有中等及大量固体颗粒的悬浮液的工艺分离过程。对于容积浓度不超过5%的低浓度悬浮液的分离，习惯上称为离心澄清过程。当离心沉降过程用于分离两种重度不同，而又互不相溶的液体所形成的乳浊液时（包括含微量固体颗粒的乳浊液，即液液固），称为离心分离过程。这种名称上的区别以及浓度的界限是相对的和人为的，实质上悬浮液或乳浊液中固体颗粒沉降过程的运动学和动力学规律是一样的。这里必须强调指出，分离过程的描述仅仅是整个离心分离作用机理的一部分。在离心过滤和离心沉降分离固体颗粒的过程中都具有“压缩”现象，这一现象很值得重视。在离心过滤过程中，这种压缩效应使滤渣孔隙缩减，变得不易渗透，从而阻碍了脱水；在离心沉降过程中，这种压缩效应减小了沉渣的孔隙，反而有助于降低沉渣的含湿量。离心机的分类方法很多，可按分离原理、操作目的、操作方法、结构形式、分离因素、卸料方式等分类。1.5离心机工作原理离心过滤是把所处理的含水物料加在转子的多孔筛面上，由于离心力的作用，固体在转子筛面上形成固体沉淀物，液体则通过沉淀物和筛面的孔隙而排出。由于液体是通过物料的孔隙排出，而脱水物料的粒度组成影响着孔隙的大小，所以，脱水效果受粒度组成的影响很大。离心脱水机是利用离心力进行固液分离的，其离心力要比重力场中的重力大上百倍，甚至上千倍，通常用分离因数表示这关系，亦称离心强度，用z表示。物料的脱水过程，由于离心力的作用而得到强化。离心力的大小影响着脱水的效果。分离因数就是表示离心机中物料所受离心力大小的一个指标。所谓分离因数是指物料所受的离心加速度和重力加速度的比值。可用下式表示：分离因数是离心机性能的一种指标。分离因数越大、物料所受的离心力越强，团体和液体分离的效果也越好。改变离心机转筒的半径和转速，就能改变分离因数的大小。由于分离因数是与转速的平力正比，所以，为了提高分离因数，改变转速的效果比改变半径的效果要大得多。因此。在一般离心脱水中都是通过改变转筒的回转速来提高其分离因数的。但是。对选煤用的离心机，不适当地提高其分离因数，会引起不利的影响。离心力提高更容易把煤粒破碎，从而增加煤在滤液中的损失；而同时动力消耗也要相应地加大对设备的强度要求更高。因此，应当全面考虑这些因素来决定所采用的分离因数。在选煤厂，采用过滤原理的离心机，分离因数一般为80200，采用沉降原理的离心机，分离因数为500-1000左右。近期发展趋势是降低离心机转速，增加离心机的转子半径，使分离因数在改进，目前已趋完善。虽然机型很多，但各机型之间的主要差别是振动系统和激振方法不同。目前生产的振动卸料离心脱水机其分离因数一般在60一140之间，适用于013mm的物料脱水。振动卸料离心脱水机的传动机构使筛篮方面绕轴作旋转运动，另一方面又沿该轴作轴向振动，因此，强化了物科的离心脱水作用，并促使筛面上的物料均匀地向前移动。物料层在抖动时，还有助于清理过滤表面，防止筛面被颗粒堵塞，减轻物料对筛面的磨损。由于具有以上特点，使振动卸料离心脱水机得到了日益广泛的应用。振动卸料离心脱水机又分卧式和立式两种。前者有wzL1000型、WZL一1000A型、TWz一1300型等6后者有美国VC48和VC56型，国产的TZ一12型、TZ14型和LZI1000型等。2 方案确定2.1传统的卧式振动卸料离心机2.1.1传统的卧式振动卸料离心机的结构振动卸料离心机是指附加了轴向振动或周向振动的离心力卸料离心机，前者称作轴向振动卸料振动离心机，后者称作扭转振动卸料离心机。轴向振动卸料离心机又分为立式和卧式两种，目前多向卧式发展。（图2-1，图2-2）是我国生产的WZL-1000型振动离心机的结构图，装有筛篮的主轴通过轴承支承在惯性激振器的壳体内，后者由三个环形剪切弹簧支撑在壳体的弹簧座上。主轴由主电机经皮带轮带动旋转，使主轴筛篮产生轴向振动，并由冲击板限制其轴向位移。操作时，物料由料管加入，经旋转的布料斗，被抛在筛篮小端的筛网上，在离心力的作用下液体通过筛网由排液口排出，其固体物料在离心力和振动力的联合作用下，沿筛篮表面向筛篮大端移动，最后从出料口排出。离心力是由回转电机带动回转系统旋转而产生的，同时可以看出激振器是振动离心机的一个很重要部件，作用是产生激振力，使筛篮产生轴向振动。因此，物料在筛篮上的运动状态不仅取决于筛篮的结构参数和转速，而且和激振力的大小和频率有直接的关系，目前比较成熟的离心机大多都采用的是双振子惯性激振器，这样只产生单向激振力。图2-1WZL-1000振动离心机主视图图2-2WZL-1000振动离心机侧视图1-筛篮 2-给料管 3-主轴套 4-长板弹簧 5-机壳 6-机架 7-冲击8-短板弹簧 9-轴承 10-偏心轮 11-激振用电动机 17-胶带轮 18-三角胶带图2-1，图2-2是WZL-1000振动离心机的双振子激振器工作原理图2.1.2传统卧式振动离心机的主要特性参数WZL-1000振动离心机的特性参数如下：筛篮直径5001500筛篮锥角2036 0分离因数60180振动频率2537 Hz筛篮振幅1.510 mm处理物料直径200 mm悬浮液浓度3040%最大固体产量400t/h2.1.3传统卧式离心机激振器及特点这种离心机主轴套3上装有一对偏心轮10，四个偏心轮的质量及偏心距相等，激振电机11经剖分式皮带轮带动主动轴旋转，并借助一对齿数相同的齿轮，使从动轴作反向同步旋转。因此，偏心质量所产的离心力，在垂直方向互相抵消，在水平方向的合力使筛篮产生轴向振动。当偏心轮转到某一位置时，激振力在垂直和水平方向的分力为： （2-1）式中：偏心轮的总偏心质量（）e偏心轮的偏心距（m）激振频率（角频率,弧度/s）P0激振力幅值（N）该激振器的特点是：每个偏心轮上有3个圆孔，可对称地塞入圆柱形质量以增加偏心质量，从而调节激振力和筛篮振幅的大小。通过改变剖分式从动皮带轮中间垫片的厚度，可改变从动皮带轮与传动带的接触轮径，从而可调节激振频率和调节筛篮的振幅。传动齿轮用夹布胶木制成，可减少由于传动冲击而产生的噪音。2.1.4传统卧式振动离心脱水机的优缺点该卧式振动离心脱水机是利用轴向振动强化离心脱水的设备。这种轴向振动，既可以使筛面上的物料均匀地向前移动，以可使筛面上的物料层松散，促使所含的水分更易分出。同时，物料层抖动还可以防止筛缝被颗粒堵塞。改变振幅和频率可以调节物料的移动速度，从而控制物料在离心机中的脱水时间。因而这种离心机具有生产能力高，脱水效果好，耗电少，颗粒破碎小同时易于控制的等优点。但是该类型卧式振动离心机存在的不少问题是：如图所示，由于其结构比较复杂，激振电机通过齿轮传给另一轴，由于高速齿轮传动，须采用稀油润滑，因而需要专门的润滑系统。同时由于密封等原因，极易造成漏油等现象，使维修工作量大。经过最近几年的实践证明，不仅成本较为昂贵，而且故障频繁，维护费用高，已不能适应生产需求，有被逐渐淘汰的趋势。2.2 VC型立式振动离心机的介绍由CMI公司生产的VC型振动离心机利用振动脱水与离心力脱水相结合对物料进行脱水。物料经溜槽进入机器的上部，在旋转筛篮的底部均匀分布，给入的物料由耐磨板和以前被加速的物料的摩擦力缓慢加速到筛篮的表面。加速后固体物料依靠振动输送向上到筛篮表面，当物料在筛面向上移动，离心力使液体通过筛缝流出，同时使固体物料向上运动到卸料区域。当物料短暂停留在离心机内，振动和料层松动增加了固液分离。离心液汇集于槽内，由开口处流出。固体料从筛篮的上部卸出，缓慢地保持固体料到外壳的边上，并落到设备底部运出。已生产出VC56，VC48直径的离心机。这种八十年代从美国引进的立式振动离心机，现已得到了大量的推广，但在使用中机械故障很高，由于设计不合理，造成维修量极大。每年我国都要从国外引进近亿元的离心机产品，投资大，配件供应困难，困扰着选煤行业。2.3设计方案的确定离心脱水机是选煤厂最重要的设备，也是加工精度和技术含量较高的设备。我国选煤业从50年代后期起步，用于煤泥和末煤的离心脱水机主要有立式螺旋刮刀离心机、卧式振动离心机、沉降离心机、沉降过滤离心机等。这些机器5060年代从波兰、苏联、德国等国引进并国产化后，曾对我国选煤业发展，起到了巨大的作用。但由于结构落后，制造粗糙，进入90年代以后，这些离心机已经不能满足选煤业的迅速发展，于是国家又从美国引进VC48、VC56立式离心机。这两部离心机结构复杂，维修特别困难，淘汰呼声很高。进入21世纪，我国又相继从德国、韩国、澳大利亚引进离心机，这些机子价格昂贵，有些单位要国产化，但成功率不高。在充分分析和理解传统振动离心机的原理、优缺点后，本设计本着发展民族工业，走自已创新之路的精神，在徐州大陆振动公司专利(专利2607200)的基础上并结合其专利产品DWL-1000单振子卧式振动离心机和CMI公司生产的VC立式振动离心机，设计了此自同步双振子立式振动离心机。本设计克服了VC48、VC56立式离心机结构复杂，维修特别困难等缺点，同时解决了DWL-1000单振子卧式振动离心机在使用中存在的问题，并参考上述传统振动离心机，在设计出VVC自同步立式振动离心机(处理能力为250t/h)。该立式振动离心机，与现有技术相比，在结合传统振动离心机生产效率高，脱水效果好，易于控制优点的同时，简化其结构，使其结构紧凑合理，运转更为可靠，而且不需专门的润滑系统，并设计了专门的方便维修管理的通道，方便了维修，具有广泛的实用性。该立式振动离心机是目前世界上结构最为简单的离心机，造价也最低，最适用于浮选精煤和煤泥的脱水，可用于80mm以下的物料脱水，也可取代高频筛做煤泥脱水用。其结构简图如下图：1-减振弹簧； 2-皮带轮； 3-支撑弹簧； 4-偏心块； 5-轴； 6-筛篮； 7-机架图23 VVC自同步立式离心机原理图3 各种工艺参数对离心机工作的影响离心机的工艺参数(如筛篮倾角、振幅、频率、回转速度和回转半径等)影响物料在筛上的运动状态而物料的运动状态在很大程度上决定着机器的脱水效率。所以，在设计或使用离心机时，都需要适当地选择离心机的工艺参数。由于离心机除回转外又加入了振动，物料在振动离心机中的运动和在一般的过滤式离心机上不一样。要正确地解决这个问题，先要了解这些工艺参数和物料运动状态的关系。我们研究单个颗粒在筛篮上的运动情况。3.1颗粒在筛篮上的受力分析当颗粒与筛篮一起回转时，作用在颗粒上的力有四种，如图3-1所示。图3-1颗粒在筛篮上的受力分析颗粒随筛篮回转而产生的离心力C，其计算公式为 （3-1）式中： m颗粒的质量kg -筛篮的回转速度rads；r一颗粒的回转半径，m。颗粒的重力G，其计算公式为 Gmg式中 ： g重力加速度，ms。颗粒随筛篮作轴向振动而产生的惯性力P，其计算公式为： P式中： 筛篮轴向振动的角频率 (相当于激振偏心轮回转的角速度)，rads；A筛篮轴向振动的振幅，m；振动的相位角(即激振器偏心轮回转的相位角)，t；T偏心轮开始回转起计算的时间，s。筛面对颗粒的摩擦力F(F的方向与颗粒的运动方向相反)。在振动离心脱水机工作时，颗粒所受的重力与所受的离心力相比是很小的，所以在分析中，可忽略不计。要使物料在筛面上能够脱水，必须使物料与筛面保持经常的接触。从（图3-1）可见，颗粒与筛面保持经常接触的条件是： (3-2)式(3-2)左边是颗拉的离心力垂直于筛面的分力，必为筛面的倾角。由于惯性力的大小随振动的相位角而变。当时，惯性力的垂直分力最大，如果这时候垂直于筛面的惯性力分力小于离心力垂直于筛面的分力，则在其他时间中也必能满足式(3-2)要求的条件。将代人上式，整理后可得： （3-3）式(3-3)是保证离心机正常工作的先决条件。在振动离心脱水机工作中，不仅要使物料附在筛篮上与它一起转动。而且，还要使物料沿筛篮作正向(向下)的滑动。颗粒作正向滑动发生在筛篮从运动的中心位置向前运动时，这时筛按向前运动的速度逐渐衰减，筛篮往后的加速度逐渐增大，附着在筛篮面上的颗粒向前的惯性力也逐渐增大，当惯性力增大到一定程度时，颗物就脱离筛面，作正向的滑动(见图3-1)，颗粒作正向滑动的条件是： 即 （3-4）式中：f颗粒与筛面的静摩擦系数。若为静摩擦角，则：代入4-7得： （3-5）当时，颗粒所的振动惯性力最大，这时颗粒向前滑动的极限(起码)条件，因此，将代入，得： 或 （3-6）式中：n筛篮的轴向振动频率(即偏心轮的回转速度)，r/min；筛篮的转速，r/min。煤粒与筛面的静摩擦系数是较难测定的数值，一般文献介绍,f可取0.3-0.6,这时，静摩擦角式(3-6)是颗粒正向滑动的条件，从式中可见；当离心机的筛篮半径(因颗粒的回转半径与筛篮半径的大小有关)和转速一定时，若增加振幅或频率(即越大)，则物料正向滑动的条件越好。在筛篮从运动的中心位置向前运动中，产生正向滑动的时间越早，滑动的时间相距离也越低。这样，对增加离心机的生产能力是有利的。但如果振幅或频率过大(即过大)，则筛篮从平衡位置向后运动时，会产牛颗粒脱离筛面逆向(向上)滑功，这种逆向滑动对提高离心机的处理能力是不利的。在振动离心脱水机中，筛篮上的物料作脉动件的正向滑动也就是在筛篮往复振动一次时，停留在筛面的颗粒在筛面上时而作正向滑动，时而又停留在筛面上，这样的运动能提高离心机的脱水效果。考虑到这些要求应该有一合适的数值，这个数值的大小应比式(3-6)中的条件更大些。所以，可以在式(49)上加个大于1的系数尺K： （3-7）式中：K是大于1的系数，根据经验般K可取为1.2-1.5。利用式(3-7)表示各种参数的相互关系，确定这些参数的数值。除此以外，还可以利用这个关系来进一步分析每个参数对物料运动的影响。3.2筛篮的半径和筛面倾角的影响颗粒在筛篮上的回转半径r（见图3-1）与筛篮半径的大小有关，也与颗粒在筛篮上所处的位置有关。由式(3-6)可知，回转半径越大，则颗粒产生正向滑动所需要的振幅和频率也越大。这样，在同一台机器中，回转半径越大，颗粒走得越慢；回转半径越小，颗粒走得越快。因而，在筛篮中，颗粒在入料端比在排料端的滑动速度要大，而且入料端直径与排料端直径的差别越大，颗粒的正向滑动速度的差值也越大。由于筛篮人料端直径和排料端直径之比，取决于它的锥角(即二倍筛面的倾角)，所以加大筛篮的锥角可以加快物料正向滑动的速度。但是，若锥角过大，会由于前后物料滑动速度差值过大而引起排料端的物料层变厚，造成物料沿筛篮长度分布不均匀，使离心机脱水效果变差。振动离心脱水机的筛面倾角一般为1013，个别的可达18。筛篮直径(大端)为900一1500mm3.3筛篮转速的影响筛篮转速增加，分离因数也随之增大，这样，可以改善脱水效果。但是，从式(3-7)中可见：筛篮转速加大后，为了保证物料能顺利地正向滑动，振幅和频率()也要相应地增加。工业上使用的振动离心脱水机，其筛篮的转速约为370一440 r/min，分离因数约为100。由于振动离心脱水机结构上的限制，进一步提高现有离心机的振幅和频率是有困难的，所以筛篮的转速也就局限在上述范围之内。3.4振幅和频率的影响从式(3-7)中可见，振幅和频率的增加都能加大物料的运动速度。这两个参数可以互相配合，在相当大的范围内变化，目前使用的振动离心脱水机，双振幅一般为56mm，个别的也达到78mm ;频率一般为16002200。通过改变激振器偏心块的偏心质量可以改变激振力的大小，以达到改变振幅的目的。3.5筛篮长度的影响在式(3-7)中筛篮的长度没有反映出来。筛篮长度决定着物料在筛而上停留的时间。目前，振动离心机的筛篮长度一般为500一700 mm，物料在筛面上停留的时间约为1s。增加筛篮长度，脱水后物料的水分会有所降低。4 离心机运动学和动力学分析4.1物料的运动学分析物料在筛网上的运动状态直接影响离心机的分离效果的生产能力，而物料的运动又在很大程度上决定了离心机的结构参数和动力学参数。因此，为了合理地选择这些参数，必须首先分析物料的运动特性。4.1.1物料的受力分析及运动方程式振动离心机的筛篮既做匀速旋转运动，又做轴向振动，其运动状态可用以下两个函数来描述： 轴向位移：转角： （4-1）式中：A1筛篮的振幅激振频率t 时间滤渣在运动的筛篮中滑动，其受力分析必须同时考虑筛篮的牵连运动和滤渣的相对运动。如下图： 图41 滤渣在筛网上的受力状态 若在滤渣中取一质量为m的微体，其受力状态如图4-1所示，图中C是滤渣微块所产生的离心力，其方向是径向的；P是由于振动而产生的惯性力，其方向是轴向的；Q是由于滤渣相对运动而产生产的惯性力，它沿母线方向；F为筛网壁对滤渣的摩擦力，其方向与滤渣在筛壁上的滑动方向相反；FK是由于滤渣的径向速度而产生的斜压力,其方向是沿筛篮的周向并与转动方向相反。并将以上诸力分解为沿母线，法线，切线，沿垂直分量，可得到以下力的平衡方程式：沿母线方向： =0 沿切线方向： (4-2)其中： Cp=m2sin2=2msin 式中：， ，相对位移，相对速度，相对加速度。，分别表示滤渣沿切线方向的相对角位移，相对角速度，相对角加速度。筛篮对滤渣的摩擦系数。将以上诸表达式代入式（4-1），可得滤渣的运动方程式： （4-3） （4-4）式（4-3）、（4-4）分别表示物料沿母线和切线方向的运动方程式，在运用过程中，必须注意到：滤渣能否沿筛篮向前滑动，取决于是否能克服摩擦力，即只有当作用在滤渣上的惯性力大于摩擦阻力时，滤渣才能开始向前滑动，因此开始运动的条件是： （4-5）滤渣在运动过程中，当作用在它上面的惯性力小于摩擦力时，此时滤渣的滑动速度逐渐降低，直至为0，因此停止运动的条件是： （4-6） 4.1.2滤渣停留时间的计算式（2）、（3）是一个二阶非线性微分方程式组，要想精确地解出函数（t）， （t）是十分困难的，甚至是不可能的。 为此做必要的简化。对滤渣运动的观察及理论研究发现，滤渣在筛网上的运动具有以下特性：（1）、在振动离心机中滤渣呈间断滑动，即在一个振动循环中滤渣沿筛网的正向滑动（向筛篮大端运动）是由静止滑动静止三个阶段组成。（2）在常用的几何参数和操作条件下，滤渣在周向的滑动的距离小于沿母线方向滑动距离的15%。根据以上情况，可忽略运动方程中的周向角位移量，即=0，并将（2）简化改写成以下形式。 （4-7）其中 （4-8）式中：表示滤渣位置（沿母线或径向的无因次数）K 无因次参数R 滤渣的回转半径滤渣对筛网的摩擦角，滤渣滑动时的相位角， 分别表示滤渣开始滑动和停止滑动时的相位角。同样根据式（4-5）、（4-6），可确定（4-7）式的初始条件终止条件：式（4-7）表示在一个振动循环中滤渣的运动方程式，由于引进了无因次数而大为简化。包括筛篮的半径r，角速度，半锥角，筛篮振幅A1，激振频率和摩擦角。等六个参数。将滤渣所受的离心力，振动惯性力，摩擦力有机地联系起来。若将式（4-7）直接积分可得到： (4-8)由式（4-8）可得到 （4-9）c表示在一个振动循环中的积分平均值，由于在一个振动循环中变化很小，其变化量与相比是一个很小的微量，因此可近似的认为是一个常数。即：=o=c或 (4-10)若将式（4-9）右边第一项分别乘以和除以Sino，并利用（10）进行数学演算，由此可得到： （4-11）式中：将式（4-11）代入式（4-9）中，并将积分中的提出，进行积分，最后得到： (4-12) 同样若将式（4-9）中的右边第一项分别乘以和附以cos，并利用式（4-10）进行数学演算，可得到： （4-13）由式（4-11）、（4-13）得到： (4-14)由（4-14）可看出，的变化范围是01。解方程组（4-12）、（4-14）消去2及其函数值，最后得到：k22(1-)-2(1-)+ ( 1-)2 (4-15)式（4-15）是一个无因次方程式，它表示滤渣在一个振动循环中的滑动距离与所在位置的关系，即当0、A1、j等参数一定时，随着滤渣向前滑动，其回转半径r不断增大，也增大，而滤渣在一个振动循环中滑动距离将减小。因此在振动离心机中，滤渣除呈间断滑动外，其滑动速度将逐渐减小，在筛篮小端最大，在筛篮大端最小。根据式（4-15）可求出滤渣在筛篮中的停留时间T。因为滤渣在筛篮中要经过很多个振动循环。因此滤渣的无因次滑动速度可近似表示为： （4-16）假设滤渣在筛篮中滑动时，其摩擦系数变化不大，即k2近似等于一个常数。将式（15）代入式（16）进行积分，最后得到滤渣停留时间的计算公式： (4-17)其中： (4-18)式中：表示筛篮小端的值。表示筛篮大端的值。表示筛篮的小端半径。表示筛篮的大端半径。无因次参数。当离心机的参数，动力学参数及物料的摩擦系数确定后，可用式（4-17）计算物料的停留时间，相反，若根据工艺要求已确定停留时间，则可计算离心机的动力学参数。4.2振动系统动力学分析4.2.1自同步原理双电动机拖动的双轴振动离心机，其激振器的双轴分别由两个异步电动机拖动，其间并无强迫联系。两轴的同步完全依靠力学关系来保证。下面是以简单的物理概念对双拖动的双轴振动离心机反向同步旋转实现自同步的原理进行介绍。图42 双轴振动离心机振动原理要使双轴振动离心机做轴向直线振动，两组不平衡重必须严格按图4-2中所示的反向而同步旋转，但是，双电动机传动的结构往往由于启动等原因，使两组不平衡重的相对位置并不像图4-2所要求的那样。如果不平衡重2落后于不平衡重1一个相位角，这时两者所产生的离心力将不能按图4-2的要求进行迭加和抵消，而产生了一个不平衡力，使整个主振部分在支承弹簧上产生移动和摆动。但是，恰恰由于这一移动和摆动又使两个偏心轴能互相自动追随而达到反向同步旋转。图43 双电机拖动双轴振动部分简化图图4-3是双电机拖动双轴振动离心机振动部分的简化图。两组不平衡重的质量集中在和点上，分别以半径和绕和旋转。整个主振部分的质量集中在m点，并支承在和两组弹簧上。取直角坐标x轴通过和。假设由于某种原因，不平衡重落后于一个相位角，即的离心力与y轴的夹角为，而的离心力与y轴的夹角为,并且，。由于 =、=、，所以 =；因为 ，故 ，其中 、分别为及在y轴上的投影，、分别为及在x轴上的投影。令 -=； -=而与合成于点，其向量为： +=即为实现使两个不平衡重互相追随直至达到同步正常旋转的力。根据力的平移原理，将图4-3中作用与点的力移至主振部分的重心m处。也就是说，在m点加两个大小等于、方向互相相反的力，这时，整个系统（不包括两不平衡重可以抵消和迭加的那部分）可视为作用于m点的一个力和一个力偶，它们被支承弹簧的反力所平衡。主振部分重心m在力和力偶的作用下，克服支承弹簧反力而沿着受力的方向使整个主振部分发生移动和绕m点摆动。两不平衡重的旋转中心和也将随着主振部分的移动和摆动移至和。而处于在空间旋转状态的不平衡重质量和，却因为惯性作用将尽量保持其原有位置而绕和旋转，其离心力为和。、与y轴的夹角分别为和。在中，为该三角形的外角，因此 =(因) （4-19）故 同样 为的外角；则 (因) （4-20）故 令 （4-21） 。 （4-22）将公式4-19和4-20代入公式4-22，得： 根据上式，不难看出： 即两个不平衡重的相位差在力的作用下由减小到。用同样的道理可以证明：两个偏心轴再经过多次的旋转，将使其相位角差越来越小，直至为零，即重新实现了反向同步旋转。从上面的分析可以看到，双电机拖动的双轴振动离心机所以能够实现同步旋转，关键在于两组不平衡重自动调整。但是，如果双轴的摩擦阻力相差过大，自动追随同步就可能不能实现。为了使双轴能同步运转，所用的异步电动机型号尽可能一致，且最好是同一厂家制造；激振器两根主轴必须转到灵活，其阻力尽可能一致。4.2.2振幅分析参照机构运动简图（图41）建立图（44）的力学模型。图4-4振动系统的力学模型可以看出为双振子2自由度。 以力学模型图（44）为依据，按照达朗贝尔原理，可以建立机体的振动方程。从图可以看出，作用在振动质体上的力包括机体惯性力、阻尼力、弹性力和激振力。在振动的每一瞬时，这些力的和应为零。同样作用在振动质体和上的力包括机体惯性力、阻尼力、弹性力和激振力。在振动的每一瞬时，这些力的和也应为零。换句话说，振动系统中作用于质量以及+上的所有力应互成平衡。由于是双振子，且它们的设计相同，只是旋转的方向相反，所以它们在水平方向的力相互抵消,只有竖直方向有振动。故可列出振动方程：设的位移为，的位移为所以的系统在竖直方向的振动方程为 （4-23）式中：振动机体的计算质量 振动机体的实际质量物料结合系数；（=0.150.2）工作面上物料的质量等效阻力系数；（0.20.3）支承橡胶弹簧的刚度；减振橡胶弹簧的刚度：偏心块质量；振动质量包括筛篮、主轴、皮带轮、轴承、主轴套等振动质量包括机架、传动电机、底座偏心块在竖直方向的相对运动惯性力，方向上的加速度，速度，位移偏心块相对于回转轴线的惯性力用下式表示：= （4-24）式中：偏心块回转速度偏心块的偏心距将式4-24代入式4-23得离心机振动机体的振动方程为： （4-25）由于阻尼力的存在，自由振动在机器工作过程中将会消失。因此下面仅研究振动机械的强迫振动：当振动机械正常工作时，机体在竖直方向的位移应有如下形式： （4-26）将式（4-22）代入上式，并将sint展开为sint=sin(t-+)=sin()cos()+cos()sin()-sin()+cos()+sin()=2 sin()cos()+cos()sin() （4-27）要使上式恒等，必须有和的系数相等即 -=2cos()=2 sin() （4-28）从而可以得出 =-=arctan=arctan （4-29）其中为机体竖直方向的计算质量：而通常在之间，所以=1Y方向的振幅可以表示为 = （4-30）5 VVC离心机结构分析及其设计5.1 VVC离心机的总体分析5.1.1 VVC离心机的总体结构分析VVC离心机在充分满足设计要求的同时实现了结构紧凑，与同类机械相比，其尺寸小，重量轻，并设计了人性化的安装及维护通道，方便工作人员进出，易于维修。其总体结构如下图：图51 VVC自同步立式振动离心机结构1、减振弹簧 2、机架 3、支承弹簧 4、出料槽 5、激振器 6、出水槽 7、回转系统8、定位装置 9、筛篮 10、进料装置 11、回转电机 12、V型皮带VVC离心机是由回转电机通过带传动一次减速后直接带动回转系统旋转，从而使筛篮旋转，由于离心力的作用，将使物料往外甩，此时水分经过筛篮中筛网的缝隙被甩出，经由出水槽6流出。另一方面，由激振电机经联轴器直接带动激振器上的偏心块旋转，产生激振力，由于在水平方向对称布置了两个激振器，故偏心块在水平方向的偏心力相互抵消，只有竖直方向有力，从而通过回转系统带动筛篮上下振动，使物料向上移动，在筛篮最上端被甩出，进入出料槽4流出。由此实现了物料中水分的脱离。减振弹簧1支承整个离心机的重量，并减弱机器工作时机架的振动。机架经支承弹簧支承参振部分的重量，保证参振部分的振动。定位装置，通过橡胶弹簧的作用，在水平方向固定回转系统，使其不因皮带压轴而偏斜或移动，保证回转可靠。5.1.2 VVC离心机的质量根据离心机的结构总图可初步估算离心机各零部件大概质量，其各主要零部件的质量如下：1、筛篮、筛网、筛座 1502、主轴轴承（29422E） 13.5*2=273、主轴 774、激振器 162*2=3245、筒状箱体 3706、轮毂 187、大带轮 638、小带轮 409、机架 250010、盖板 24111、进料装置 21212、回转电机 5013、激振电机 50*2=10014、联轴器 20*2=40 （和为4212）再考虑其它一些小零件，可初估该离心机的质量约为4500，参振质量约为1100。5.2筛篮结构分析及设计5.2.1筛篮的结构分析筛篮的结构如下：1竖直筛条2水平筛条3大法兰4垫片5小法兰 （a） 筛网 筛座 （b） （c） 图5-2筛篮结构筛篮是振动离心机的主要工作部件，它分为焊接式和金属丝缠绕式两种，国内多采用焊接式筛篮，它由筛网、筛框和筛座几大部分组成，其结构如图（5-1）所示筛框由竖直筛条1，水平筛条2，大法兰3，小法兰5等等构件焊接而成，其材料都是不锈钢。其焊接过程是：用接触焊机将构件制成肩形筛板，然后压成弧形，并在专用胎具上拼焊而成。为了减小物料轴向运动摩擦，筛条1沿锥体轴线排列，筛座是铸钢件在它上面设有布料器，用来加速物料，使物料以接近筛篮的速度均匀落入筛网上。筛网是将钢丝横竖焊接成篮状后直接装入筛框的，其筛缝为1mm。将筛框装在筛座上，再将筛网放如筛框即可组成完整的筛篮。焊接式筛篮的特点是重量比较轻，它仅是金属丝缠绕式的1/3。5.2.2筛篮主要结构参数的确定筛篮的参数直接影响到整个离心机的脱水时间和产品的质量。在本设计中，筛篮的设计参照了VC56立式振动离心机的筛篮的有关尺寸。VC56的技术参数处理能力： 165295吨/小时入料粒度： 0.5-75mm筛篮大端值： D=1500筛篮半锥角： =筛篮高度： H=781mm主轴转速： =260-300r/min激振器转速： =1460r/min主振部件振幅：4-6mm（双振幅）主轴： =31.4rad/s激振主轴： 167.55rad/s摩擦角： =arctg0.25=14.03篮大端半径： =750mm筛篮小端半径： =750-800tg=565.3mm将上述参数代入式4-18得 （5-1） （5-2）将式（5-1）和（5-2）代入式（4-17） 2.72s根据本次设计的要求，处理能力比VC56稍小。考虑到成本问题激振器中的轴承采用油脂润滑，因而激振频率不能太高，现只取1440 r/min。因而需要对筛篮其它进行修改。1、直径D离心机的生产能力与筛篮直径有很大关系，直径愈大，生产能力愈高，对于振动离心机来说，由于受到振动强度的限制，分离因数2r/g较小，因此可以增大筛篮直径，以提高产量，目前，最大的是德国生产的HSL1500型振动离心机，筛篮最大直径为1500mm，生产能力为400t/h。鉴于此筛篮的最大直径取1500mm2、半锥角 在振动离心机中，筛篮锥角的大小直接影响物料在筛网上的运动状态和物料在筛篮上的停留时间，一般小于物料与对筛网的摩擦角。物料是在离心力和振动惯性力作用下作正向滑动的。其滑动速度不仅与有关，而且与物料所在位置的回转半径有关。回转半径愈大，滑动速度愈小，回转半径愈小，滑动速度愈大。因此，在筛篮中物料在入料端比在排料端滑动速度要大。随着的增大，筛篮入料端与排料直径差别愈大，物料滑动速度的差值也愈大，因此，加大锥角可以增大物料的正向滑动速度，但是锥角过大，会引起排料端的物料层变厚，使物料沿筛篮长度方向分布不均匀，使离心机脱水效果变坏。所以不能改变，仍取3、筛篮的长度H筛篮的长度决定了物料的停留时间，增加筛篮长度，可增加物料的停留时间，降低产品含水量。但是在一定的情况下，长度愈大，筛篮两端直径的差别愈大，物料在两端的滑动速度的差值也愈大，物料沿长度的分布愈不均匀，从而使离心机脱水效果变坏。一般煤用脱水振动离心机，其筛篮长度为500680mm，所以将筛篮的长度略作修改，H取770mm4、筛篮的振动幅度筛篮的振动幅度对物料的脱水时间影响较大，且振动幅度的调整受制于整个激振系统的质量和结构。在本设计中振幅取3.0mm最终确定筛篮的参数如下筛篮大端直径： D=1500筛篮半锥角： =筛篮高度： H=770mm主轴转速： =280r/min激振器转速： =1440r/min摩擦系数： f=0.25主振部件振幅取最大：A=3.0mm主轴： =31.4rad/s激振主轴： 150.8rad/s摩擦角： =arctg0.25=14.03篮大端半径： =750mm筛篮小端半径：=750-800tg=565.3mm将上述参数代入式（4-18）和式（4-17）T=2.70s与同类产品比较，可见此脱水时间是满足实际要求的，故此设计可行。5.2.3离心机筛篮表面积、离心因数、滤渣层平均高度的计算1、筛篮表面积的计算筛篮展开后的外圆弧的半径D筛篮的直径筛篮的倾角则整个圆弧的倾角为=3.141500/3334=1.414则筛网表面积2、大端离心因数物料所受离心力的大小用离心因数表示式中：F分离因数（无因次数） 离心加速度G重力加速度离心机筛篮角速度 弧度/秒R离心机筛篮的内半径 mn筛篮转速 rpm显然分离因数越大，物料所受离心力越强，固体和液体的分离效果越好。改变离心机筛篮的转速和半径，可以改变离心因数的大小，容易使煤破碎，加大动力消耗。在本设计中F = 112=65.93、滤渣层的平均高度计算生产能力的计算式中： 产量69.4kg/sh 滤渣层的平均高度滤渣的重度，=1200N/m3 ； 滤渣层的松散系数，对于煤 0.50.8,取0.8；转鼓的平均半径 0.6m；H转鼓的高度，0.77mT物料停留时间，2.7s则=212007h/2.7=69.4kg/s因而可得滤渣层的平均高度h=0.067m5.3传动系统及其支承装置的设计5.3.1传动系统及其支承装置的总体结构设计对于振动离心机来说，由于筛篮既做旋转运动又做轴向振动，因此其传动支承装置必须满足以下要求。（1）能够传递足够大的旋转力矩和承受较大的轴向振动惯性力。（2）保证筛篮按设计要求进行旋转运动和轴向振动。（3）便于安装和检修本次设计的传动系统及支承装置图如下：1-支承弹簧 2-平衡橡胶弹簧图5-3传动系统的结构图其特点是：（1）由筛篮、主轴、皮带轮等组成的旋转部件，经轴承支承在主筒体上。主筒体支承在支承橡胶弹簧1上，并由定位橡胶弹簧2在水平方向使其固定，因此可保证筛篮能自由地进行旋转运动和轴向振动。（2）工作时，由主电机经皮带轮一次减速后带动主轴旋转。（3）惯性激振器在离心机的主筒体上，由激振电机经过联轴器驱动激振器主轴，使主振部件产生圆周运动并经橡胶弹簧，主筒体轴承使筛篮产生轴向振动。可见轴承的功能：一方面保证主轴旋转，另一方面也起传递激振力的作用，为此，采用大锥角的球面圆锥滚子推力轴承。（4）在振动过程中，将产生很大的轴向惯性力，为防止轴承及轴上其它零件在轴向松脱，采用双圆螺母压紧蝶形弹簧防松。（5）整个传动装置采用干油脂润滑。（6）定位橡胶弹簧2的作用为主振系统导向和限位。（7）支承橡胶弹簧1处，回转系统水平方向的移动由机架上的侧板固定。5.3.2回转电机的选型1、功率消耗计算（1）使进入离心机内的物料达到工作转速所消耗的功率 =式中：物料搅动损失能量系数，一般取=1.2Q生产能力 已知Q=250t/h 即69.4/sR筛篮大端直径 R=0.75m筛篮的回转角速度 已知n=280r/min 知 =29.3 rad/s带入上式得=20.1 kw（2）V型皮带传动过程所消耗的功率 =(1)式中： V型皮带传动效率， 取=0.9 所以 =（1）20.1=2.23 kw（3）主轴轴承、油封及筛篮与空气摩擦等所消耗的功率 =0.2(+)=0.2(20.1+2.23)=4.5 kw（4）总共消耗功率 N=+=20.1+2.23+4.5=26.83 kw2、确定电动机型号取功率储备系数K=1.3 所以由 PKN=1.326.83=34.9 kw式中：P电动机所需的额定功率所以选用电动机 Y280S-8-V1 型，其额定功率为37kw,满载转速为740r/min,额定转矩为2.0kNm5.3.3 V带传动的设计1、确定V带型号工作情况系数 取=1.2计算功率 =P=1.237=44.4 kw (P为电机额定功率)又由于主动带轮的转速为电机满载转速，即=740r/min所以由和可知V带型号应选C型2、确定带轮基准直径 、小带轮直径=280mm大带轮直径=（/）=(740/280) 280=740mm (为筛篮回转速度)参照基准直径系列，取 =750mm所以得到实际传动比 i =/=750/280=2.679大带轮转速 =/i=740/2.679=276 r/min 29 rad/s即筛篮实际回转转速为276 r/min，回转角速度为29 rad3、验算带速 v v=/60000=3.14280740/60000=10.8 m/s 在525m/s之间，即带速符合要求。4、确定V带长度和中心距初取中心距=1500mm 由=2+(+)/2 + =21500+3.14(280+750)/2 + =4654mm圆整取=4500mm由+（-）/2=1500+(45004654)/2=1423mm验算小带轮包角由=180-57.3=180-57.3=161120满足要求6、确定V带根数 z单根V带试验条件下许用功率 =7.1kw传递功率增量 =0.63kw包角系数 =0.95长度系数 =1.04由z = =5.81圆整取 z=6 7、计算初拉力 =594 N8、计算压轴力QQ=2z=26594=7030 N5.4 激振器的设计5.4.1等效参振质量的计算该立式振动离心机参振质量m为1100，等效参振质量 =m+式中 - 物料品质， =2hH 筛篮平均半径，取=0.6m h 物料层厚度 ，取h=0.05m H 筛篮高度， 取H=0.8m 物料层松散密度 =1.2/ 结合系数 取 =0.7 所以得 =50.81.2=181 =1100+0.7181=12275.4.2振动电机的选型1、功率消耗的计算振动电机的功率包括以下三个部分：克服振动系统阻尼所消耗的功率，物料沿筛网滑动所消耗的功率，克服轴承摩擦所消耗的功率。下面分别对这三部分进行计算（1）克服振动系统阻尼所消耗的功率=式中：m - 诱导品质 右图为离心机简化后的振动系统图，为参与振动的质量 =1227为离心机中未参与振动部分的质量 图54 振动系统简化图 =3400所以得到 m=902A - 相对振幅 A=0.003m衰减指数 =0.8- 振动角频率 =157rad/s 所以 =1.57 kw（2）物料沿筛网滑动所消耗的功率 =式中: G离心机的生产能力 G=69.4 /s圆转鼓的平均半径（米） =0.612mH转鼓的高度（米） H =0.78m转鼓的半锥角 =13物料与筛篮之间的摩擦系数 =0.25转鼓的回转角速度（弧度/秒） =29rad/s 所以 =1.1kw（3)克服轴承摩擦所消耗的功率式中：f滚动轴承的摩擦系数，f0.004偏心轮的总重量（）=133.6R偏心距 R=0.0936md-偏心轮的轴颈的直径（米） d=0.07m-偏心块转速 =157 rad/s所以 =0.043kw取传递效率=0.95所以的总共消耗的功率 N=(+)/=(1.57+1.1+0.043)/0.95=2.86 kw2、确定电机型号取功率储备系数K=1.5 所以由 PKN=1.52.86=4.29 kw式中 P电动机所需的额定功率由于上述所需功率由两台相同型号的电机提供，所以每个电机只要能提供2.15kw就能满足要求，又由于要求转速接近1500r/min，所以选用电机Y112M-4-B3 型，其额定功率为4kw,满载转速为1440r/min,额定转矩为2.2kNm5.4.3偏心块的设计1、所需激振力的计算(1)主振弹簧总刚度 =3.1 N/m式中： Z频率比，有物料作用时，一般取Z值较小，为35，现取3. -等效参振品质 1227 振动频率 151rad/s(2)等效阻尼系数及相位角等效阻尼系数c=0.12=0.121227151=2.22振动影响滞后激振力的相位角 =172.3（3）所需激振力 =/= =75310 N 式中 为系统最大振幅 =0.003m = =50207 N式中 为系统最小振幅 =0.002m2、偏心块的设计（1）主偏心块的设计主偏心块的结构及初步尺寸如下：图55 主偏心块的结构 R=163mm r=75mm =35mm偏心距= =0.094m激振器能提供的激振力P=由P=，得=23.43即得每个主偏心块的偏心品质为23.43/4=5.9 主偏心块的偏心部分的简化图如下：图56 主偏心块的偏心部分的简化图S=26488主偏心块厚度 e=29mm考虑一些实际情况，取e=30mm所以 =6.2=6.2=13288 N（2）副偏心块的设计副偏心块需提供的激振力为P=-=75310-50207=25103 N副偏心块的偏心距= =0.106 m所以副偏心块得总质量 =10.4由于副偏心块有光孔副偏心块和螺孔副偏心块，所以每对副偏心块得总质量为10.4/4=2.6 光孔和螺孔副偏心块的结构设计如下：图57 副偏心块的结构图中 =115mm =162.5mm所以 S=16671副偏心块得总厚度为e=20mm取螺孔副偏心块的为10mm，光孔副偏心块的为10mm。所以实际螺孔副偏心块的质量=1.3所以每块副偏心块产生的激振力=1.3=3142 N5.4.4轴承的选择计算考虑到轴承受力较大，转速较高，同时又采用脂润滑。选用调心滚子轴承，其代号为22316C/W33,其内径为80mm，外径为170mm，宽度为58mm，其额定动载荷为175 kN,额定静载荷为238 kN。从激振器的结构来看，此轴承只受径向力，大小为=13288+23142=19572 N则此轴承的寿命为式中：温度系数（1）载荷系数（2）寿命指数，（10/3）所以4748h基本符合设计要求。5.4.5轴的设计及校核1、初步估算轴的直径最小直径式中：A材料系数P功率kw（4KW）n转速r/min选用45钢作轴材料查表后A115，考虑键槽削弱，轴径加大3%=16.65mm但此设计中轴受弯矩较大，而且轴承的内径较大。因而确定轴的结构方案时，主要依据轴承的内径设计2、确定轴的结构方案采用将偏心块置于轴承两端的形式，以便于传递扭矩，放置偏心块，减小最大弯矩，左轴承和左偏心块从轴的左端装入，轴承右端轴肩定位，左侧左端盖定位，偏心块右侧轴肩顶套筒定位，左侧采用螺栓挡板定位，由本轴受力特点可知，采用对称结构。3、确定轴各端直径长度最小轴径=d1=70mm,长度比彀孔短8mm，同时为了保证能压紧轴套，应使轴套宽度伸出第二段轴2mm，所以=72-8+2=66mm，键连接201254 A型；为使偏心块定位，轴的高度hC+（23）mm孔倒角C取2（GB6403.4-86）,h2+2=4取d2=d1+2h=70+25=80mm，轴承宽度B=58mm，取轴套宽度10，所以=58+10-2=56mm；左侧轴承定位轴肩高度h=C+（23）mm孔倒角，C取2（GB6403.4-86），h2+2=4，并参照轴承手册，取h=9mm，+2h=80+29=98mm，取轴圈宽度为10mm，所以=10mm。考虑到各种定位问题，轴的最终设计如同图6-16图5-8轴的结构图受力点的确定受力点如图所示：图5-9 受力点的确定3、绘制轴的弯矩图和扭矩图(1)求轴所受弯矩由于该轴受力对称，所以 = =由+=+ 得 =P=13288+23142=19572 N所以 =0,=1878912N.mm求轴所受扭矩 T=9.55P/n=9.552.15/1440=14259 N.mm激振器轴的弯扭图如下：图5-10 激振器轴的弯扭图4、按弯扭合成强度校核轴的强度当量弯矩=,取折合系数=0.6，则轴所受最大当量弯矩=1878931 Nmm轴的材料为45号钢，调质处理。查得其抗拉强度极限=640 ，材料许用应力=60 轴的计算应力=/W=36.7060所以该轴满足强度要求。5、精确校核轴的疲劳强度（1）轴的细部结构设计退刀槽内圆角半径r=1mm键槽：按GB1095-79和GB1096-79轮彀处的键为A8750（GB1096-79）查出键槽深度t =4.0mm配合：参考现有设计图纸或设计手册、图册。精加工方法：参考现有设计图纸或设计手册、图册。（2）选择危险剖面，各轴肩处均有应力集中，选择其中应力较大，应力集中较大的剖面。因而只对第二段到第三段的过度截面进行校核。该截面的直径为d=78mm。（3）计算工作截面的工作应力 截面弯矩 M=1878912N.mm 截面扭矩 T=14259 Nmm 抗弯截面系数; W=0.1=0.1=47455 抗扭截面系数：=94910 截面上弯曲应力：=39.6 截面上扭剪应力：=0.15 弯曲应力幅：=39.6 弯曲平均应力：=0 扭切应力：=0.075（4）确定轴材料机械性能弯曲疲劳极限,剪切疲劳极限碳钢材料特性系数：（5）确定综合影响系数 轴肩圆角处有效应力集中系数,根据插值计算得。所以， 配合处综合影响系数，根据d,配合K7/js6,插值计算得键槽处有效应力集中系数，根据插值计算得尺寸系数，根据d查得表面状况系数轴肩处综合影响系数为：键槽处综合影响系数为：选用较大的综合影响系数计算安全系数，所以（6）计算安全系数： 由表取需要安全系数所以疲劳强度安全。5.5主轴的设计及校核1、初步估算轴的直径选取45号钢作为轴的材料，调质处理由式 dA 并考虑键槽的影响加大3%取A=115所以 1.03115=54.5mm2、轴的结构设计（1）确定轴的结构方案右轴承，及密封环从左边装入安装在4段上，左端的密封环从左边装入到3段，左轴承及大皮带轮通过在轴的2段上安装轮毂安装，1段安装压块、蝶形弹簧等，用圆螺母对蝶形弹簧预紧，故要对1段攻丝。主轴结构如下： 图5-11 主轴结构（2） 轴的尺寸设计由于该轴除传递转矩外还受较大的弯矩，振动过程中存在一定的拉应力，以及在实际制造上存在的一定偏心，故取=70mm，考虑圆螺母、蝶形弹簧、压块的宽度，所以取=115mm，攻丝部分的长度a=50mm;第二段受力较集中，且由于压块的装配，取=80mm,考虑轮毂长度，轴承宽度等原因取=270mm（暂选球面滚子推力轴承29422E）；第三段为便于过度，取=100mm，为给激振器留下足够的空间和方便其安装，取=575mm；第四段安装轴承和密封环，所以取=110mm，=118mm，暂选球面推力滚子轴承29422E，其内径为d=110mm，外径为D=230mm,宽度T=73mm；第五段主要作为轴肩，取=170mm，=40mm；为了更容易装配筛座和承载，取第六段的斜度为1：10，右端直径=100mm，长=130mm。（3）确定轴受力位置 主轴受力位置如下图：图5-12 主轴受力位置3、绘制轴的弯矩图和扭矩图（1）求轴所受转矩TT=9.55P/n=9.5526.83/276=928357 Nmm即 =T=928357 Nmm所以得=928357 Nmm（2）求轴承反力=Q=7030 N再由 +=和（105+92）=709可知 =1953 N =8983 N（3）求各点的弯矩 =0 =197=1977030=1384910 Nmm =0弯矩图、扭矩图如下：图5-13 弯矩图、扭矩图4、按弯扭合成强度校核轴的强度当量弯矩=,取折合系数=0.6，则主轴所受最大当量弯矩=1492729 Nmm轴的材料为45号钢，调质处理。查得其抗拉强度极限=640 ，材料许用应力=60 轴的计算应力=/W=29.151.256mm,该类只有无支承面，不减薄厚度的；第三类614mm,该类只有有支承面，减薄厚度的。碟簧的特点1）在载荷作用方向尺寸很小，且刚度大变形亦很小，故占用空间小。单位体积材料的变形能较大，材料利用率高。具有高缓冲吸振能力，特别是迭合组合时，由于表明摩擦阻尼作用，吸收冲击和消散能量的作用更显著。2）具有变刚度特性。改变盘片内截锥高度与厚度的比值，可以改变弹簧的特性线，其特性线可以为直线型，渐增型，渐减型或是他们的组合型。3）可以用不同厚度或不同片数盘片，通过不同的组合方式获得不同的承载能力和变刚度特性，因此，一种尺寸的盘片可以适用很广泛的使用范围，这就使备件的准备与管理都比较容易。4）尺寸不大的盘片经过组合可以很多的载荷，有利于弹簧的加工和热处理。弹簧损坏往往是个别盘片损坏，更换个别损坏的盘片，即可使弹簧恢复功能，有利于维护和修理。5）具有很长的使用寿命。6）由于盘片内截锥高度与厚度的比值对弹簧的特性影响很大，因此盘片的制造精度要求较高，限制了它的使用范围，即便均匀截面的盘片，其应力分布也不均匀，因而影响其疲劳强度和材料利用率的进一步提高。2、蝶形弹簧的组合方式单片碟簧的承载能力和变形有限，所以大都成组使用。采用不同的组合方式可以得到不同的弹簧特性曲线。其组合方式有：对合组合、迭合组合、复合组合、不同厚度组合、不同片数组合。5.6.2碟形弹簧的设计由设计图纸可看出，主轴有一对球面圆锥滚子推力轴承，每个轴承在工作过程中所受的径向载荷比起由于振动而受到的轴向惯性力来说要小得多。而且轴向力的方向每分钟改变1440次。为了保证轴承在振动条件下能长期运行，就必须利用蝶形弹簧把主轴装置的各部件压紧，以防轴承与主轴在长期运行中松脱。可见，在主轴末端用两个圆螺母压紧的碟形弹簧承受经轴肩、轴承、主轴套、垫环、轴承、轴颈套传来的轴向惯性力。为防止松脱，必须使碟形弹簧的预压力足够大，如果预压力不足，在离心机运行时，传递轴向力的各零件接触面之间将产生间隙，当作用在零件上的惯性力改变方向时它们要发生撞击而产生强烈的音响。因而设计碟形弹簧时，必须使预紧力大于各零件的轴向惯性力。又如果预紧力过大，运转时轴承发热严重，降低轴承的寿命。所以在实际设计好后还要对离心机试运转，调节碟形弹簧的预紧力，在此综合考虑各方面因素的同时，参考同类产品的参数，暂取预紧力=30000 N。在离心机工作时，碟形弹簧主要承受激振器产生的轴向激振力，而且此力是循环变化的，所以碟形弹簧的工作载荷P=(13288+23142)22+30000=108288N1、主要参数的选取1)比值此处要求弹簧的特性线为直线，应取0.5，暂取=7.5mm，=3.5mm，所以=0.472)直径比C由于轴的原因，取内径为72mm。蝶形弹簧在用于缓冲、吸振和储能时，一般取1.72.5, 当直径比C=1.7时，碟簧单位体积材料的变形能最大，所以此处取C=1.7，由此得外径D=1.772=122.4mm，圆整为125mm。所以实际C=125/72=1.736 由此得因子=0.6263)材料和许用应力选60Si2MnA作为碟簧的材料，根据GB/T19721992知其弹性模量E=206000MPa,泊松比=0.3，其许用应力=14001600MPa。所以压平载荷=136692 N 因子=0.794)比值根据=0.47 和 =0.79 查图知 =0.715)组合弹簧片数i和总变形量盘片的工作变形量 f=()=0.713.5=2.49mm一般应使碟簧变形量在8mm左右，所以 =3.21 圆整取4片实际碟簧的工作变形量=9.96mm6)组合碟簧的欲变形量和自由高度 因子 0.22比值，根据=0.47 和 =0.22 查图知 =0.19碟片的预变形量 0.665组合碟簧的预变形量 =40.665=2.66mm 组合碟簧的自由高度 =4(7.5+3.5)=44mm5.7主轴轴承的校核1、计算轴承所受载荷P暂时选用的是球面滚子推力轴承 29422E,其内径为d=110mm,外径为D=230mm,宽度为T=73mm，额定动载荷C=1010000 N,额定静载荷=3000000 N. 采用脂润滑。由于蝶形弹簧的预紧力=30000 N ,故在离心机未工作时每个轴承已受力30000N，又因为上端轴承还支承回转部分的重量，其值为（150+77+63+18）10=3080 N,又由弹簧的力不会在瞬间变化的特点，当机器振动时，上下轴承分别在不同的时刻又受激振力78288N.据此可知两轴承所受的最大轴向力分别为30000+3080+78288=111368N,30000+78288=108288N.轴承所受径向力为带轮压轴引起，其大小分别为1953 N 和8983 N，其远远小于轴承所受的轴向力，故在此只以最大轴向力计算，得P=111368 N。2、计算轴承寿命取温度系数=1 载荷系数=2 寿命指数所以的轴承寿命= = =9319 h基本符合设计要求。5.8橡胶弹簧的设计由于回转系统在竖直方向有上下振动，所以采用橡胶弹簧对其支承，并在周围增设了挡板，以固定其位置，在回转箱体上部分也使用橡胶弹簧设置了定位装置，以使回转系统不偏斜。同时为了减轻离心机在竖直方向的振动，需要在机座下面加入橡胶弹簧进行减振。采用橡胶弹簧的优点：（1）形状不受限制，各个方向的刚度可以根据设计要求自由选择；（2）弹性模量很小，可以得到较大的变形，容易实现理想的非线性特性；（3）具有较高的，对突然冲击和高频振动吸收能力和隔声效果良好；（4）同一橡胶弹簧能同时承受多向载荷，因而可使悬架系统的结构简化；（5）安装和拆卸简便，且无需润滑，故维护保养性好。5.8.1支承橡胶弹簧初步确定支承橡胶弹簧的结构为圆环橡胶弹簧，其尺寸为：高h=90mm,外径=90mm,内径=40mm，为保持振动部分整体的平衡性，拟用4个。回转系统下的橡胶弹簧的压缩量直接影响到各部分的尺寸确定，因而需要对橡胶弹簧压缩量进行计算。橡胶弹簧在截面压力作用下将产生拉压变形，其变形关系在变形量很小时符合胡定律，呈线性关系：=E.或 =E.F.式中：材料的抗压应力Mpa材料的抗压应变轴向压力E试件的弹性模数MpaF试件受力面积cm2切变模量G=0.117式中：G橡胶材料的切变模量HS橡胶的邵氏硬度（HS=75）G=0.117 =1.5MPa橡胶的表观拉伸弹性模量式中：橡胶弹簧的几何形状影响系数本设计所选择的橡胶弹簧为圆环橡胶弹簧则式中：S橡胶弹簧承载面积与自由面积之比即S经计算S=0.139 =3.645因而橡胶弹簧的弹性模量1.5*3.645=5.468则弹簧的压缩变形量f=9.7mm10mm 工作中橡胶弹簧承受的总的压力P=12279.8=12025N,所以每个橡胶弹簧承受的截面压力=12025/4=3006N 压缩变形量是弹簧高度的百分比为10/90=11.1%15%,在线性变化范围内。校核静载荷作用下橡胶弹簧是否失效。=0.59MPa3MPa因而支承橡胶弹簧是可靠的。5.8.2减振橡胶弹簧初步确定支承橡胶弹簧的结构为圆环橡胶弹簧，其尺寸为：高h=140mm,外径=140mm,内径=40mm，考虑到橡胶弹簧在高频振动下工作，需要留一定的工作余量。且从结构中，发现橡胶弹簧不易更换，因而希望振动对橡胶弹簧的伤害极小。所以设计中取应取橡胶弹簧的个数较多，现暂选8个。经计算S=0.179 =3.675因而橡胶弹簧的弹性模量1.5*3.675=5.512则弹簧的压缩变形量f=9.9mm10mm工作中减振橡胶弹簧主要承受的是离心机的重力，所以其承受的总压力P=45009.8=44100N,所以每个橡胶弹簧承受的截面压力=44100/8=5512.5N压缩变形量是弹簧高度的百分比为10/140=7.14%15%,在线性变化范围内。校核静载荷作用下橡胶弹簧是否失效。=0.39MPa3MPa所以减振橡胶弹簧是可靠的。5.8.3定位橡胶弹簧初步设计定位橡胶弹簧的结构如下：图5-16 定位橡胶弹簧结构安装时是将其围成上图所示的圆周形，套在回转箱体上，其受力面为橡胶内圈表面，其等效受力面为矩形，长a=294mm,宽b=80mm，厚度h=30mm.所以 S=ab/2(a+b)h=29480/2(294+80)30=1.05 其中j=10.7-0.098(HS)=3.35 (HS=75)所以得i=6.2橡胶的表观弹性模量=9.3MPa定位橡胶弹簧的刚度=9.329480/30=7291压缩量式中P为弹簧受到的压力，以下是对其的简单分析：回转系统整体水平方向受力图如下：图5-17 回转系统整体水平方向受力图带轮压轴力Q=7030 N由 Q+和468得 11596N =4566N所以P=4566N=0.63mm由此可见在离心机工作时，回转系统在水平方向基本上无什么位移，不会在很大程度上影响离心机的工作性能。5.9键的校核1、键A1610110主轴与轮毂的周向联接选用A1610110，材料45号钢由于键受冲击较大，查表知其许用挤压应力=60轴的直径d=80mm 传递的扭矩T=928357 Nmm所以得键所受的挤压应力= =49.4所以该键满足强度要求。2、键C2816100大带轮与轮毂的周向联接选用C2816100，材料45号钢由于键受冲击较大，查表知其许用挤压应力=60轮毂外径d=130mm传递的扭矩T=928357 Nmm所以得键所受的挤压应力= =20.8所以该键满足强度要求。3、键A2012110回转电机与小带轮的联接选用键A2012110，材料45号钢由于键受轻微冲击，查表知其许用挤压应力=100电机轴的直径d=75mm电机的额定功率P=37kw电机转速n=740r/min传递的扭矩T=9.55P/n =477500 Nmm所以得键所受的挤压应力= =23.6所以该键满足强度要求。4、键A8750振动电机与联轴器的联接选用键A8750，材料45号钢由于键受轻微冲击，查表知其许用挤压应力=60电机轴的直径d=75mm电机的额定功率P=4kw电机转速n=1440r/min传递的扭矩T=9.55P/n =26528 Nmm所以得键所受的挤压应力= =12.9所以该键满足强度要求。6 VVC离心机设计思考与展望VVC离心机针对传统VC型离心机的不足，做了较大改动，能够解决传统VC型离心机在使用中出现的问题。其主要的特点是将原有的连杆带动筛篮振动，改为利用两个对称布置的激振器使筛篮振动，使离心机整体结构更加紧凑，减少了机器整体的重量。整体机架的设计有从人性化的角度考虑，留有足够的空间，方便对设备的维护管理。总的来说，其结构紧凑，重量轻，故障率低且维护方便，效率高，成本低，是现在离心脱水的理想产品。但在设计过程中仍发现在一些方面，VVC离心机也存在一定的问题，现列出以供设计出更合理的离心机产品借鉴。6.1对设计中带传动的思考在设计中，回转电机的功率和转速是通过带传动的形式传给回转系统的，这种传动方式，结构简单，易于实现，能够实现较大的传动比，成本低，是一般传动设计常选的传动方式，所以在此设计中也选用了此传动方式。但是VVC型离心机是一种重要的振动设备，它的参振部分，包括回转系统几乎是悬空的，仅由弹簧支承。在离心机工作时，由于带的压轴力，将对回转系统在朝回转电机方向有一作用力，如果只有弹簧支承，在力的方向弹簧会变形，那么整个回转系统，也就是参振部分将会随着移动或偏斜，产生很大的偏心力，使离心机不能正常工作。为解决这一问题，本设计是通过在弹簧支承处焊接了相应的定位块和在回转系统上部安装了一定位装置，此装置是将一矩形橡胶弹簧圈在筒装箱体四周（详见设计图纸），由于设计有足够的刚度，当回转系统欲移动时，很小的变形就会产生很大的反力，阻止系统的移动，实现了回转系统即参振部分水平方向的定位。但是这种设计，在定位块和支承板以及定位装置内圈与筒装箱体外圈之间将产生较大的摩擦，影响机器效率，且需经常更换部分零件。为更好的解决这一问题，可将通过带传动减速的方法改为通过增加一个减速器的方法将回转电机功率和转速传到回转系统。这样在水平方向就不会产生力的作用，回转系统就不会偏移。详细见图6.2对设计中振动部分的思考此次设计，