0435-标准筛振筛机的总体及夹紧装置的设计【含4张CAD图+说明书】
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标准筛振筛机的总体及夹紧装置的设计
摘要：振动筛的研究不断地向着标准化、系列化、通用化发展，并引入现代化设计手段，采用新材料、新技术、新工艺，其目的在于不断扩大筛机应用领域，满足国民经济建设发展的需要，并担当对外出口的任务。目前，在我国，选矿设备的种类有很多，机械式的占绝大多数。随着选矿技术变得越来越成熟，新型的电磁振动式振筛机现在也得到运用。但不管对于实验室还是工地现场，机械式振筛机的运用占据了主要位置。而标准筛振筛机凭借其优良的工作性能和方便轻巧的优点也深受用户的喜爱，所以，对标准筛振筛机的研究与设计变得越来越重要。本文设计的振筛机主要由电机带动偏心轴运动，从而实现晒面的振动，完成原料的筛分过程。
关键词：振动筛 筛箱 振动电机
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开题报告 题目 标准筛振筛机的总体及 夹紧 装置的设计 一、选题的依据 碎矿、磨矿和选矿过程中所处理的固体物料，一般都是大小不一、形状不同的松散状矿料。而矿料的颗粒形状又与物料的成分、理解、结构等因素有关，主要有块状、多棱状、片状、柱状、纤维状、拟球形以及一些不规则形状。 随着工业发展和技术的进步，目前不少部门不仅对破碎产品粒度和过粉碎有要求，而且对颗粒的形状也做了规定。例如：联邦德国公路规程，规定了粒度为5米的石料粒度中，立方体颗粒海量不得低于 80%。联邦德国国家标准立方体定义 还作了明文规定：所谓立方体，是指颗粒的三围尺寸 a、b、 c（其中 abc）中， a/c 的值不得大于 外联邦德国的建筑行业对于碎石的粒度和相撞也作了严格的规定，以保证混凝土的工程质量。 所谓粒度，是矿块（或矿粒）大小的量度，一般用毫米（或微米）表示。如果将松散状矿料用某种方法分成若干级别，称为粒级。例如，用称量法称出各种级别的重量并算出他们的重量百分比（或累计重量百分比），以说明某批矿料中各粒级颗粒含量多少，这种资料就叫做物料的粒度组成（或颗粒级配）。从粒度组成可以看出各 级物料在原料或产品中的分布，这种确定粒度组成的实验和测定工作就叫做粒度分析。这项工作对于确定碎矿工艺流程、评价碎矿磨矿机械的技术经济效果和分析生产过程的产、质量指标，都是必不可少的。 在碎矿磨矿生产实践和科学研究中，为了说明含有各种粒级的混合物料的平均粒度的大小，以确定粉碎效率和评估粉碎机械的技术性能，往往要求算出某一批量物料颗粒群的平均粒度（或平均粒径）。 根据无聊粗细不同，工程界和科研部门采用的分析方法之一就是筛分分析。利用筛孔大小不等的一系列筛子对物料进行筛析，并将筛析结果整理在筛析结果记录表上，然后 根据所得数据，做出物料的粒度曲线或粒度组成特性曲线。 筛析法的有点是设备简单，操作方便。缺点是颗粒形状的影响较大。 筛分分析是碎矿磨矿作业中一种最基本的粒度分析方法。 今年来，随着选矿工业迅速发展，对筛分机械设备的筛分精度、筛分效率和单位处理能力的要求也越来越高，因此，筛分机械也有了很大进展。例如，整机重量达 30、震动构件重达 25的筛分机械已经相当普遍。在处理块状物料时，其处理能力已达 1500 吨 /时。这给筛分作业带来了新的生机。 标准筛是由一套筛孔大小有一定比例的筛子组成。上层筛子的筛孔大， 下层筛子的筛孔小；另外有一个上盖，防止式样在筛析过程中外溢而损失，还有一个筛分底，可直接接收最底层筛子的筛下物。将标准筛按筛孔由大到小、自上而下的排列起来，各个筛子所处的层位次序叫筛序。在使用标准筛时，决不可叠错筛序，否则会造成实验结果混乱。在叠好的筛序中，每两个相邻筛子的筛孔尺寸之比叫筛比。有些标准筛还有一个作为基准的基筛。米。各国还制订了一些标准筛。 目前，在国内，选矿设备的种类有很多，机械式的占绝大多数。随着选矿技术变得越来越成熟，新型的电磁振动式振筛机现在也得到 运用。但不管对于实验室还是工地现场，机械式振筛机的运用占据了主要位置。而标准筛振筛机凭借其优良的工作性能和方便轻巧的优点也深受用户的喜爱，所以，对标准筛振筛机的研究与设计变得越来越重要。广泛用于地质、冶金、化工、煤炭、国防、科研、砂轮制造、水泥生产等部门化验室对物料进行筛分分析。振击次数稳定可靠，装夹套筛方便灵活，夹紧牢靠，并能自动停车，根据用户需要，可筛分多种特性的产品每次开机五分钟，既方 便又简单完成分级工作。 二、 国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）： 1、筛分机械的应用现状 基于振动筛的三种不 同的运动轨迹，采用不同的筛分方法，并针对国民经济中各行业的特殊需要。形成了各种形式的筛分机械，并使其在工业部门得到广泛的应用。在冶金工业部门，选矿厂普遍采用园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及提高精矿品位；针对烧结厂热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；另采用直线筛对焦炭进行筛分，取代了原始的滚轴筛。 2、筛分机机械的发展方向 综合国内外机械发展现状，筛分机械将向以下几个方向发展。 大型化发展。工业的现代化进程促使企业 规模增大，生产能力大大提高。如从前我国选矿生产 200 T/A 就是大型的，而现在出现 1200 万 T/就需要大型筛分机与之配套，德国 司生产的 机已达到 4500*6000面达 国的另一筛子技术公司生产的55001000筛机达 重型超重型筛发展。大的矿业工程需要处理大块物料，法国苏梅斯塔公司省柴的振动棒可处理直径达 1M 以上的大块物料。 理想运动轨迹振动筛发展。以提高各区段的筛分效率和整个筛机生产率为目标，寻找一种以理想运 动方式为基础的新型筛分机成为筛分设备发展的一个新方向。较为理想的筛面运动方式是：在垂直方向上，入料端的振幅大于出料端的振幅，延长度方向上，从入料端，物料运动速度递减。在此理想情况下，可以创造良好的透筛环境。该理想筛机的筛分效果要优于一般的筛分机械。 反共振振动筛发展。以减轻整机重量、降低成本、提高试用寿命和可靠性为目标，提出新型的反共振振动筛机。 标准化、系列化、通用化发展。 用自同步技术。采用双电机自同步技术以代替齿轮强迫同步，可简化结构，降低噪音，从而简化了机械润滑、维护和检修等经常性工作，减少设备故障。 动强度增大。筛机的振动过程逐渐强化，以取得较大的速度和加速度，从而提高生产能力和筛分效果。 空间发展。针对细物料，先后出现了旋流振动筛、锥形振动筛、碟型振动筛、旋转概率筛等，既减少占地面积，又提高生产能力和筛分效率。 难筛分物料筛机发展。对于 D1水 7%细湿物料的干筛以及水煤浆、垃圾处理等，筛分难度很大，德国海因勒曼公司生产 的弛张筛，物料运动速度达 ，筛分效率达 90%为解决难筛分物料筛分开创了先河。 三、 研究内容及实验方案： 究内容 本次设计的主要任务主要是总体设计和夹紧机构的设计，所以主要着眼于总体结构的布置和各个动作的实现。所以要做好以下几个方面的工作： 电动机的选择上，在不影响整机装配和机器工作性能的前提下，尽量选择安装尺寸比较小的电动机，从而能减少整机尺寸，有利于对振筛机结构进行小型化改造。 关键部位，譬如偏心轴部分进行重新选材并校核。且在整体的布置上尽量科 学和优化，使其体积尽量减小。并对受力比较明显的部件的材料进行重新审核，保证其能够满足强度要求。 摇动和振击结构的传动支撑部件（如轴承等）进行良好的润滑，有必要的时候，重新进行润滑方案的选择。 验方案 本机结构主要由机座、筛与传动机构等部分组成。可配备专用夹具、即可装夹 200 试验筛，又可装 75、 100 套筛，装夹方便灵活，夹紧牢靠，并能自动停机。 体结构改造：可试图将数值字显示控制仪安装在筛振机构机械空洞部分，从而减少了整个筛振机的空间体积，并减轻了重量，增加了振 筛机的美观度，更好的符合实验室对振筛机小而精干的要求。 对传动部件的灵活性与稳定性方面做必要改进，减少不必要的磨损。 通过重新选择振筛机部件的材料，从而提高其使用寿命和性能。 四、 目标、主要特色及工作进度 标及主要特色 设计要求是用于实验室粒度筛分分析的 200准筛振筛机 ,它是在200 和 70A 型基础上改进的。是与 200准试验筛配套使用，对物料进行分级筛分的专用设备 转机构、振击机构、夹紧机构 , 具有摇动和振击的复合筛分功能。 业设计（论文）的工作进度 阅相关文献资料，外文翻译（ 6000 实词以上），撰写开题报告： 4 周 2 周 2 周 2 周 3 周 4 周 五、 参考文献 1. 岑军健 ,赵菊初 . 非标准设备设计手册 ( 第 4 册 )M . 北京 : 国防工业出版社， 1999 2. 沈 鸿 ,周建南 . 机械工作手册 (第 10 卷 ) M . 北京 : 机械工业出版社， 1996 3. 广西柳州探矿机械厂 . 70B 型 200 准筛振筛机使用说明书 R 4. 廖念钊等主编 . 互换性与技术测量 . 北京： 中国计量出版社， 2000 5. 1 (2007) 6. 濮良贵，纪名刚 . 机械设计 . 北京：高等教育出版社， 2001 7. 刘鸿文 . 材料力学 . 北京：高等教育出版社， 2004 8. 徐敬 . 机械设计手册 . 北京 :机械工业出版社 ,2000 9. 王先逵 . 机械制造工艺学 . 北京：机械工业出版社， 2006 10. 卜炎 . 机械传动装置设计手册 . 北京：机械工业出版社， 1999 11. 王昆等主编 . 机械设计、机械设计基础课程设计 . 北京：高等教育出版社， 1996 12. 余梦生，吴宗泽 . 机械零部件手册 . 北京 :机械工业出版社 ,1996 13中同，黄有丰 标准筛振筛机的总体及夹紧装置的设计 摘要： 振动筛的研究不断地向着标准化、系列化、通用化发展，并引入现代化设计手段，采用新材料、新技术、新工艺，其目的在于不断扩大筛机应用领域，满足国民经济建设发展的需要，并担当对外出口的任务。 目前，在我国，选矿设备的种类有很多，机械式的占绝大多数。随着选矿技术变得越来越成熟，新型的电磁振动式振筛机现在也得到运用。但不管对于实验室还是工地现场，机械式振筛机的运用占据了主要位置。而标准筛振筛机凭借其优良的工作性能和方便轻巧的优点也深受用户的喜爱，所以，对 标准筛振筛机的研究与设计变得越来越重要。本文设计的振筛机主要由电机带动偏心轴运动，从而实现晒面的振动，完成原料的筛分过程。 关键词： 振动筛 筛箱 振动电机 s of he to in to on At of in a of As or on s to by is so as to in （ 外文翻译 ） 题 目 ： 标准筛振筛机的总体及 夹紧 装置的设计 on a 1/6, be by of of or of of of a to is by of by of is - is a of is of it to in an to 764, In a is in a as In of is to of In or is to an is to a of in of is to of In is in is to of of of as as is in is in SR is of of is is by of of At is A of SR is on a a to to on is to of , is to at of to of of to to at a of is of be s of be by of a a of to in a of .7 at is in to 5 % (by or is in a by 7of of is to of a of of is as as of a It or at by a or in of of be 30if is to S by if is to of a or is be a if is in to be to of of an a (6.3 .5 be as in a as on a as as in a a a a 1/4) 7A of is is to A be to It is a at is to a 选煤 表 7出了影响入料分选密度和粒度的处理量。旋流器直径为 1/4表 7料 % 底流口 直径 ,流口 直径 ,料口 直径 ,理量 t/h 变旋流器溢流口和底流口的距离。例如，要降低分选精煤的灰分可以减小旋流器溢流口的距离，减小溢流管的长度，或者增大底流口的直径。增大入料 量会降低分选效率，因此，分选精煤的产率和灰分的关系表明了保证恒定的入料量才能保证洗选精煤的质量。 处理量影响着旋流器的几何尺寸，包括溢流口的尺寸，底流口的尺寸，入料口的尺寸和入料量。这些参数的影响如表 7 14。改变入料压力是一个改变旋流器参数的简单方法，然而对改变精煤的产率和灰分的影响不显著，况且会增加抽水成本，还会增加煤的泥化现象。 流程图 随着旋流器的发展，很明显它毫不逊色于其他所有的洗选设备。因此，为了提高性能，两段分选的旋流器（如图 7开发了出来。最早的两段分选旋流器叫第二段再选或者叫 第一段旋流器出来的产品只是简单的在第二段再选，从两段旋流器溢流口出来的煤被混合当作洗选精煤产品。从第二段旋流器底流出来的物料被视为洗选尾矿作为矸石。最近的有一种设备，一种从旋流器第二段出来的产品被循环作为第一段的入料。在两段旋流器的溢流循环， 种从旋流器的第一段被作为调节产品所要求精煤，第二段作为调节尾矿中保证没有错配物。从旋流器第二段的溢流出来的物料包含本该进入到第二段旋流器底流的错配物，所以返回到第一段旋流器进行再次循环洗选。在两段旋流器底流循环， 种从第一段旋流器的底流出来 的物料被作为最终的尾矿矸石，第二段的底流出来的物料再次进入到第一段作为第一段的入料。从第二段溢流出来的产品被作为最终的洗选精煤产品。 上述的其中每个流程都有优点，取决于入料的粒度组成，和所要求的精煤产品质量。 程能更有效地回收分选精煤，而 程更有效地排除重产物。当两段旋流器分选的比重类似时 程是最有效的流程。相反， 性能取决于两段旋流器的分流量。在目前， 应用的最为普遍的一种流程。有人提出一种改进的 底流出来的物料被再次分选浓缩代替第二段旋流器分选。 有一些厂用跳汰机分选块煤，利用旋流器分选细粒的煤。一种方法是用煤用振动筛筛分的筛下物（通常 1/4 英寸）的煤用旋流器分选，另一种方法是用煤用振动筛筛分出粗粒煤，细粒度的煤用旋流器分选。 旋流器也被运用到重介质分选中去分选出一些含煤少的贫矿，以降低选煤厂重介质的消耗。旋流器可以调节的分选密度大概在 间。这样的优点是大大的降低了分选过程中所需重介质的体积，节约了资金和运营的成本。 入料精煤尾煤 - 6 4 旋 流 器 分 选 工 艺 流 程水力旋流器性能 正如上文以前 ， 对 洗精煤产品质量和垃圾，可通过改变调节溢出和下溢口的直径。 但是从性能的角度来看 ， 溢流直径 到底流直径的 比例范围为约 2 为 最好 ， 较低的比率性能 为 低劣 产品。 此外，在 原 料中固 体物 含量， 一段 和 二段 水 力旋流器 应定为 8 至 15（重量）。此范围以外，高于或低于，性能 将 产生不利影响。分离获得的水力旋流器和一个两阶段的电路（ 由图所示的分布曲线 ， 两个阶段的电路分离清晰度明显优于单一的水 力旋流器， 另外，这两个阶段的电路分离清晰度几乎没有像重介质旋流器特点鲜明 ， 由此得出结论， 水力旋 流器应用于 难以清洁煤或 低比重 的适用，除 非更 ， 有效的再 分选 过程。此外，他们没有合适的煤或者易碎的 煤矸石 颗粒板状。 表 7出了详细的两个阶段（ 水 力旋流器 的性能数据。 这些数据表明，在一般的分离增加， 分离小颗粒的清晰度的减少。水力旋流器 可能会 适合 分选 - 30 目（ 米） 的 煤，如果 煤 不浮选。然而 ， 美国多数煤浮选煤很容易 分选通过 浮选。但是，如果煤炭，不受外界因为黏涂层问题浮选或煤被氧化 ， 然后 水力旋流器 可能是一种可行的选择。 另外，如果 细粒 黄铁矿是目前的 原 料，据报道 水力旋流器 ， 对于 降低洗精煤的硫含量优于浮选。一个易于清洁 粗颗粒 煤，有 1 / 4 或3 / 8 英寸（ 米大小的粗颗粒顶部）可以 被 两阶段水力旋流器有效地清理 ， 作为一个 选矿台 ，但没有有效 的 长石 跳台。 但是，集中清理的细小颗粒表比水力旋流器更有效 。如 图 一种相对较新的名为空气旋流器的分选设备被研制出来并可用于分选蛋白石。它本质上是一个没有通常锥形部分多孔圆筒。入料进入切向顶部并螺旋下降，空气是透过多孔圆筒，气泡和浮选剂随着漩涡影响分选。煤颗粒附着在气泡上升到漩涡的顶部。 图 7旋流器典型分布图表 7旋流器的性能 尺寸，网目（ 3*200 （ 3*200 （ 3*200 （ 3*200 （ 30*200 （ 30*200 （ 筛分分析 原煤 煤 石 7 分含量 原煤 煤 石 选出精煤的产率 论产率 选效率 选密度 配率 78 105 120 123 118 - 可能性偏差 毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计 (论文 )题目： 标准筛振筛机的总体及 夹紧 装置的设计 业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求： 设计原始资料： 1 电动机额定功率 P= 2 摇动频率 w=221 3 振击频率 f=141 次 / 4. 匹配筛具直径 200计技术要求： 1 要求外文资料翻译忠实原文； 2. 要求设计结构合理、制造经济； 3. 要求图纸设计规范，符合 制图标准； 4. 要求毕业论文叙述条理清楚，设计计算正确，论文格式规范。 业设计 (论文 )工作内容及完成时间： 1. 收集 、 查阅有关文献 资料 ， 外文 资料 翻译 (6000 字符 )，撰写 开题报告； 4 周 2. 制定设备工作原理 ； 2 周 3. 标准筛振筛机的总体设计 ； 2 周 4. 标准筛振筛机夹紧装置的设计； 2 周 5. 完成 装配图 及主要 零件图 （ 折合 4 张） ； 3 周 6. 撰写毕业设计 论文 、毕业设计审查、毕业答辩 。 4 周 、主 要参考资料： 1. 岑军健 , 赵菊初 第 4 册 )M . 北京 : 国防工业出版社 2. 沈 鸿 , 周建南 . 机械工作手册 (第 10 卷 ) M . 北京 : 机械工业出版社 3. 广西柳州探矿机械厂 70B 型 200 准筛振筛机使用说明书 R 4. 廖念钊等 . 互换性与技术测量 . 北京：中国计量出版社， 5 版 5. 1 (2007) 195197 题 目 ： 标准筛振筛机的总 体及 夹紧 装置的设计 目录 1 标准筛振筛机概述 5 课题背景 5 标准筛振筛机的基本工作原理 5 标准试验筛的类型简介 6 标准筛振筛机使用过程中的工作和工况要求 6 设计任务 7 2 标准筛振筛机的总体设计 8 总体位置方案的确定 8 电动机的选择 9 3 紧机构的设 11 夹紧装置的基本结构 11 夹紧装置的基本要求 11 夹紧装置的计算 13 夹紧装置受力分析 13 离心力的计算 14 圆筒剪切强度校核 15 4 振击机构的设计计算 16 打击轴的工作原理 16 打击轴的计算校核 16 圆柱销的剪切应力校核 16 打击轴的强度计算 17 5 偏心轴的设计计算 19 2 大偏心轴的设计计算 19 大偏心轴设计的主要内容及其选材 19 大偏心轴的结构设计 19 大偏心轴的校核计算 21 小偏心轴的设计 27 小偏心轴的设计要求 27 小偏心轴的结构设计 28 6 托盘与托盘支承的设计 29 托盘的设计 29 托盘支撑的设计 29 7 箱体的设计 34 振 筛机箱体设计的基本要求 34 箱体的结构设计 34 8 标准零件的选择 37 滚动轴承的选用 37 滚动轴承的确定 37 轴承的寿命计算 38 滑动轴承的确定 40 轴承的选材 40 轴套结构的确定 41 键的选择 41 9 滑杆等非标准零件的选择 42 双头螺杆的设计和选择 42 滑竿的设计选择 42 马蹄定位环的设计 42 10 润滑与密封 44 润滑简介 44 3 轴承的润滑 44 滚动轴承的润滑 44 滑动轴承的润滑 45 润滑方式的选择 45 密封 45 11 轴的工艺路线 46 加工要求 46 零件各主要部分的作用及技术要求 46 工艺分析 46 基准选择 46 工艺过程 46 参考文献 49 致谢 50 4 1 标准筛振筛机概述 1 1 课题背景 目前，在 我 国，选矿设备的种类有很多，机械式的占绝大多数。随着选矿技术变得越来越成熟，新型的电磁振动式振筛机现在也得到运用。但不管对于实验室还是工地现场，机 I 械式振筛机的运用占据了主要位置。而标准筛振筛机凭借其优良的工作性能和方便轻巧的优点也深受用户的喜爱，所以，对标准筛振筛机的 研究与设计变得越来越重要。 在选矿设备中，振筛机是一种很有代表性的选矿设备，其广泛运用于试验室的选矿工作中。标准筛振筛机是与小 200毫米试验筛配套使用，对颗粒物料进行分级筛分的专用设备，可代替人工筛分操作，并具有两种功能，一种为摇动和振击，另一种为纯摇动筛分。并广泛用于地质、冶金、化工、煤炭、国防、科研、砂轮制造、水泥生产等部门化验室对物料进行筛分分析。振击次数稳定可靠，装夹套筛方便灵活，夹紧牢靠，并能自动停车，根据用户需要，可筛分多种特性的产品每次开机五分钟，既方便又简单完成分级工作。 准筛振 筛机的基本工作原理 若不考虑电磁式标准筛振筛机，但就机械式振筛机而言，我们所设计的标准筛振筛机属于直线顶击式振筛机。它属于仿人工筛分功能机械，所以，它具有振击和摇动的功能，正是在这种仿人工筛分的机械动作，是煤粒的筛分作业得以实现。标准筛振筛机直线顶击功能通过一对凸轮机构实现，而其摇动的机械动作，我们通过安装偏心轮来实现。 本机结构主要由机座、筛与传动机构等部分组成。可配备专用夹具、即可装夹 200试验筛，又可装 75、 100套筛，装夹方便灵活，夹紧牢靠，并能自动停机。 有的标准筛振筛机振击功能是通过两个 电机实现振机筛分运动的，我们采用纯机械式传动，只要在传动结构上做些设计改进，就可以同时实现振击和筛分的双重功能， 既节省了设计成本，又使动作更稳定。 其基本工作原理如图 1. 1所示，煤流在振动和摇动的作用下，通过筛组从上往下流动，通过筛组时，我们可以根据要求得到几组不同粒度值的煤粒。 5 图 筛分过程中煤流运动示意图 准试验筛的类型简介 试验筛式振筛机的很重要的附件，它就象计算机的软件一样，它的选择直接决定我们所要得到的煤样 的粒度。 200试验筛根据筛面材料分为金属丝编织网试验筛和金属穿孔板试验筛。金属 丝编织网试验筛采用国家标准 产。其网孔基本尺寸为 合国际标准 1990 ， 系列，筛网材质为黄铜、锡青铜、不锈钢。 金属穿孔板试验筛采用国家标准 合国际标准 1990 、 系列，筛网材质为优质不锈钢，并采用数控冲压穿孔而成。 借鉴进口试验筛的优 点，在下筛框增加了密封胶圈，较好地解决了振筛机震筛时粉料漏失现象，减少了飞溅粉料溅入振筛机缝隙内磨损齿轮的机会，尽可能的延长振筛机的使用寿命。同时还能减小噪音，一定程度地改善了生产现场噪音条件。 准筛振筛机使用过程中的工作和工况要求 须均匀给料： 6 给料量以满足设备处理为准。一次投料过多，阻碍物料在筛面上的正常运动，不但易使筛网疲劳变松，而且会大大降低物料处理量。一次性给予大量物料，会使本身处于不平衡运转的电机负荷骤然增加，而造成电机损坏、减低电机的寿命。如给料量达不到设备的处理能力，即浪 费能源，又降低了产量。 有强大冲击力的给料方式，必须加装缓冲料斗，物料直接冲击网面，不但消耗振动源所产生的激振力，更易造成网面破损及筛网疲劳，而影响产量及筛分 计任务 本设计的题目是标准筛振筛机的总体设计和夹紧装置的设计 ,设计参数主要为： 电动机额定功率 P=动频率 w=221击频率 f=141次 /配筛具直径 200计的主要任务是首先对振筛机的总体进行布局，合理化装配空间，并对摇动、打击、夹紧等机构或装置的工 作原理进行系统分析 ,然后根据设计要求初歩拟定一个设计方案 ,然后对其主要部件进行受力分析并校核 ,从而确定一个更加科学的设计方案。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 7 2 标准筛振筛机的总体设计 体位置方案的确定 借鉴已有产品的结构特点，本设计大致整体结构没有作很大的变动，因为现有的产品在其各零部件的布置上以及总体尺寸的设计上有它的优点。 总体位置方案 :筛组由夹紧装置固定成一个部分 ,单独布置在箱体的外部 ,下面由托盘支撑与偏心盘联接起来 ,托盘支撑还能增强打击轴的打击力度 将其设计成不同的单元，这样能够更加有利于装配和维修。 图 准筛振筛机剖面图 南昌航空大学科技学院学士学位论文 8 择 根据设计任务要求，我们所使用的电机功率为 种电机属于微型电 机，通过查阅相关手册 【 9】 ，列举了功率为 种微型电机性能参数表（表 表 分微型电机性能参数对比表 9 通过仔细比较各种电机的优缺点，我们所选择电机的型号为 速为1400r/因为它的转速相对来说比较慢，这有利于传动装置的设计，且其所承受的转矩较大，能更好地满足工作要求。 在电动机的选择上 ,选择 45号机座 ,此尺寸在各个方面都比较小，更加有利于振筛机的小型化设计 ,在图 ，列出了每个安装尺寸的位置，并在表 列出了每个安装尺寸的数值。 图 电机型号 功率（ P） 额定电流(A) 额定电压 (V) 电流频率(转速(r/功率因素启动转矩 启动电流(A) 最大转矩 70 20/380 50 2800 70 20/380 50 1400 0270 20 50 2800 0 0270 20 50 1400 0 0270 20 50 2800 1 1 8 70 20 50 1400 1 昌航空大学科技学院学士学位论文 9 表 02 系列 机座号 安装尺寸 寸不大于 A A/2 B C D E F G H C D L 45 71 6 28 9 20 3 0 100 70 0 115 150 南昌航空大学科技学院学士学位论文 10 3 夹紧装置的设计 振筛机在工作过程中会遇到离心力和惯性力等各种力的作用，因此定位后必须夹紧。夹紧装置一般由夹紧机构和动力源组成。 1、 夹紧机构：接受和传递动力源的原始作用力，使其变为夹紧力的中间机构和夹紧元件称为夹紧机构。它直接与工件夹紧表面接触并完成夹紧任务。 2、 动力源 ：产生的原始作用力的部 分，一般指机动夹紧。如气动、液动、电磁和电动等。如人的体力对工件的夹紧，则称为手动夹紧。 不破坏工件精度，并保证加工质量的前提下，应尽量使夹紧装置到： （ 1） 夹紧作用准确、安全、可靠； （ 2） 夹紧动作迅速、操作省力方便； （ 3） 夹紧变形小； （ 4） 结构简单，制造容易 定夹紧力的基本原则 1、 夹紧力的方向选择 ： （ 1） 夹紧力的方向应尽量垂直于主要定位基面； （ 2） 夹紧力方向应尽量与切削力的方向一致 2、 夹紧力的作用点的选择 ： （ 1） 夹紧力作用点应跟支承元件相对 ，否则工件容易变形不稳固； （ 2） 夹紧力作用点应尽可能靠近加工面，以增强工件部位刚性，防止振动 根据实际需要，我们列举了一些常用的夹紧机构，如表 际上我们的动力源为人力对夹紧机构所施的力，也是我们所称的手动夹紧。 表 型 动力源 增力比 主要参数 特点 斜契 多数为气动、液压 2、斜契角 =5 2、行进比 i 1、 能改变作用力的方向 2、加紧行程较小 3、与一般气动、液压部分连接，应大于自锁角 南昌航空大学科技学院学士学位论文 11 螺旋 多数为手动 65择螺纹直径一般 、 增 力比大 2、 自锁性好 3、 加紧行程受限制较小 4、 结构简单 5、 操作费事 偏心 多数为手动 12、偏心距 、偏心外径 D 1、自锁性随偏心特性D/e 变化，当 D/e14时，与螺旋加紧相比，自锁性较差，适用与震动不大的工序 2、加紧行程较小 杠杆 气动、液压、手动 杆比一般取 、 本身无自锁性。因此必须与其他机构组合使用 2、 根据不同结构可以改变作用力的方向 铰链 气动、液压 、夹紧斜角 10 2、加紧行程 、加紧储备 4、铰链 臂长 L 1、能改变作用力的方向 2、加紧行程易受限制 3、同一机构夹紧力随夹紧斜角的变化而有较明显变化 4、一般与气动液压部件连接 南昌航空大学科技学院学士学位论文 12 紧装置受力分析 振筛机在工作工程中的，由于存在上下的振击运动，固定筛组也与托盘在夹紧机构的作用下固定成一体，并在打击轴的作用下沿着滑杆在作上下往复运动。 当打击轴完成一个工作行程掉下的过程，固定筛组随其一同自由落下的那一瞬间，产生一个向上的惯性力，而这个惯性力所针对的重量体为 装料的固定筛组和加紧机构的重量和（不包括下面的托盘。我们估计其最大的重量值为 300100N，如果把惯性力等效成一种负载的话，那么这个负载的承载力为夹紧机构与夹紧支撑体 (滑竿）的摩擦力。我们选择压杆，螺纹传动副和滑竿的材料都为 45号钢，我们设计的压杆与滑竿接触处为一段圆弧面接触。 图 压块 查阅相关资料，我们选定的钢 f=此其当量摩擦系数为 ： 12)f (需要产生的摩擦力 =2 2= 300 =667N 在计算中，因为我们设计了三根滑竿，因此运算过程中乘了一个 1/3。其中 所设计夹紧机构的水平力主要由一个类似楔块机构的的传动机构来实现，如图所示，锥螺母相当于楔块 1，压杆相当于楔块 2，锥螺母与退拔螺母组成一个具有自锁功能的螺旋传动副。当锥螺母顺时针转动时，锥螺母则向上运动，从而其产生的水平力推动压 杆向外运动通过压杆与滑竿的摩擦夹紧振动筛组。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 13 2，压杆 3，滑杆 图 夹紧装置夹紧机构示意图 设计锥面与水平方向的夹角为 75 。 按照示意图，可以反过来推倒： 67N 反作用力 32=67N 摩擦力 12 f 摩擦角 = 水平力 +=67N 即 12 + （ 解得 67N 夹紧机构外壁对压杆产生的力可等效成一个摩擦力 00N 则 =67N 由于楔块垂直方向的加紧力由螺纹结构提供，因此无须对楔块的自锁性进行校核 。也就是说在螺旋传动下产生了 这一水平力，其受力的大小和受力的平衡都是螺旋副来保证的。螺旋副能够承受比较大的径向载荷和轴向载荷，且此处的螺杆没有转速要求，因此一般都能满足要求，我们这里选外螺纹直径为 27的螺旋副传动。 心力的计算 在工作过程中，振筛机的转动速度比较快（设计要求 为 221 而且在转动过程托盘和起上面夹紧机构固定的部分都构成一个整体，这个整体围绕一个中南昌航空大学科技学院学士学位论文 14 心以一定的半径作圆周运动。我们把上面考虑成一个单独的质量体，其在作偏心运动时必将产生一个离心力，我们的设计部件 必须不被这个离心力所破坏，我们考虑最危险的情况。 偏心半径 R=据经验估计上面部分的最大重量 00N包括托盘，筛组，夹紧机构以及物料等 。 由离心力公式 v2/r,即 2r=500/(2212/60)=519N 由于上端转动组织的在转动时，产生的离心力可分担在滑竿上面，滑竿与筛组有 6 个固定点，我们所求的力应该是平均到每个竿所受到的力。相对应的是滑竿又会对其起导向作用的夹紧机构圆筒产生剪切力，剪切力的大小则为离心力与压杆对滑竿的力 之 和。 即 12+=667+341/6=724N 筒剪切强度校核 在工作过程中，夹紧机构圆筒将会受到来自滑竿的剪切应力。脆性材料断裂时的应力是 6 13 ，塑性材料达到屈服时的应力是屈服极限，这两者都是构件实效时的极限应力，为保证构件有足够的强度，在载荷作用下的构件的实际应力 6显然要低于极限应力。 选材为优质碳素结构刚 45号钢。 根据表 1 s=353考现有产品，初步设计圆筒的长度 L=55厚度 W=6园筒截面积 5 6=330切应力 =724/(330 10然 100一个键槽时，轴径增大 3 ；有两个键槽时，应增大7 。对于直径 100匪的轴，有一个键槽时，增大 5 有两个键槽时，应增大 10 然后将轴径圆整为标准直径。应当注意，这里求出的直径，只能作为承受扭矩作用的轴段的最小直径 从图上我们可以看出，轴的右端是个大偏心，从受力上分析，当偏心轴工作时，其大偏心轮部分受到了很大的剪切力，但作为轴的校核 ，我们应该考虑最危险的情况。由于作偏心运动所产生的离心力的方向是不断变化的，因此我们取一个最危险的截面来分析。 结构设计：一对角接触球轴承设置在中间位置，另外一个同类型的轴承套在大偏心轴末端。我们设计的轴在负载段我们选用内外径比 =据结构要求，外径设计为 30，内径设为 18。中间采用套筒定位，不需要设置轴肩，减少加工 难度。 如图 结构设计为，一对角接触球轴承设置在中间位置，另外一个同类型的轴承套在大偏心轴末端 ，以支撑大偏心轴的偏心运动。其具体安装图如图所示 图 大偏心轴安装示意图 南昌航空大学科技学院学士学位论文 23 2、 按弯扭合成强度条件计算 【 1】 通过轴的结构设计，轴的重要结构尺寸，轴上零件的定位，以及外载荷支反力的作用位置均已确定，轴上的载荷 （ 弯矩和扭矩）已可以求得，因而可按弯扭合成强度条件对轴进行强度计算。且大偏心轴在工作过程中，确实也受到弯矩和扭转的作用。 从图上我们可以看出，轴的右端是个大偏心，从受力上分析，当偏心轴工作时，其大偏心轮部分受到了很大的剪切力，但作为轴的校核，我们应该考虑最危险的情况。由于作偏心运动所产生的离心 力的方向是不断变化的，因此我们取一个最危险的截面来分析。另外，我们所设计的轴是空心的，所以我们只能将这个截面圆环等效成一个校核直径来进行校核。 （ 1） 做出轴的计算简图 （ 即力学模型） （如图 轴所受的载荷是从轴上零件传来的。计算时，常将轴上的分布载荷简化为集中力， 其作用点取为载荷分布的中点。作用在轴上的扭矩，一般从传动件了，轮毂宽度中点算起。通常把轴当作置于铰链支座上的梁，支反力的作用点与轴承的类型和布置方式有关。我们把轴上零件的载荷分解为水平分力和垂直分力，然后求出各支撑处的水平反力 经计算 103 103N t/103/=103N a d/2=103 65/2=13900N/m 由离心力公式 F3=r=519N 通过力矩的平衡原理： 20+r 103)/20 =(103 19 103)/20=1753N（方向向 上 ） 同理 r 20+r 20 =（ 103 19 103） /20=1773N（方向向下） 103 103 昌航空大学科技学院学士学位论文 24 =1655 2= 14863 v=4863 平弯矩 21=106 1=700N 21= 103 1=14863N 103 = 22M =算扭矩，作扭矩图 (图 T=955000P/n =21 =15989 大偏心轴垂直方向弯矩图 南昌航空大学科技学院学士学位论文 25 图 大偏心轴水平方向弯矩图 校核轴的强度 1 已知轴的弯矩和扭矩后，可针对某些危险截面（即弯矩和扭矩大而轴径可能不足的截面）作弯扭合成强度校核计算。按第三强度理论，计算应力 22 4 （ 通常由弯矩所产生的弯曲应力 是对称循环变应力，而由扭矩所产生的扭转切应力 则常不时对称循环变应力。为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数 ， 则计算应力为 ： 22 4（ ） 南昌航空大学科技学院学士 学位论文 26 式中的弯曲应力为对称循环变应力。当扭转切应力为静应力时，取 3；当扭转切应力为脉动循环变应力时，取 扭转切应力亦为对称循环变应力时，则 取 =1。 现 取 =于直径为 曲应力 =M/W，扭转切应力 =M/ （ 查表得 55 轴的计算应力 (M 轴所受的弯矩（ T 轴所受的扭矩 W 轴的抗弯截面系数 计算 M=106于空心轴 W 1) = 303(=2700 2117 所以，设计的轴满足强度要求 偏心轴的设计要求 小偏心轴是对偏心盘机构起辅助作用的 ,其数量是 3个 ,既对托盘上面部分起辅助支撑作用 ,并跟随偏心盘转动 ,使偏心盘各个方向都受力均衡 ,并保持偏心盘在动作时的平行度和稳定性。小偏心 轴的径向和轴向都受力不大 ,对其材料亦可选择 45钢，无需进行强度校核，因此对其设计主要在于结构上满足装配的要求，并考虑其需要与滑动轴承的配合，因此还需要考虑它们配合后的润滑。对此采用了在小偏心222 )/()2/(4)/( 211 7159 89148 63 22 南昌航空大学科技学院学士 学位论文 27 轴上钻润滑油孔 , 在托盘上储存润滑油的方法 ,来达到润滑的目的。 偏心轴的结构设计 通过考虑装配等各方面的结构和功能要素 ,所设计的小偏心轴如图 示 ,其中，右端的润滑油孔是与滑动轴承配合后通润滑油的 与大偏心轴一致。 图 小偏心轴 南昌航空大学科技学院学士 学位论文 28 6 托盘与托盘支承的设计 托盘的的结构要求主要是下部有一个短偏心轴安装在托盘内部，并且与之配套地需要安装一个深沟球轴承。通过打击轴一边上下打击运动，一点作回转运动，从而甩动偏心轴做偏心运动。 轴承深居托盘内部，其密封方式采用脂润滑，也就是在托盘上面加工一个加脂孔。托盘上面部分是安放筛组的，通过夹紧机构使筛组与托盘固定成为一个整体，且滑杆时通过螺纹副联接在托盘上面的，所以托盘 还需要加工三个螺纹孔。 图 托盘结构剖视图 从图 间的阶梯孔是安装短偏心轴和轴承的，旁边的长孔为安装滑竿的螺纹孔。两个螺钉的作用是固定轴承盖。 三角盘上支撑托盘的结构是托盘支撑。在静止的状况下，弹簧处于自幼仲缩状态在工作时，能保证托盘在一定的振幅内运动，不至于使托盘在打击轴的作用下而发生托盘脱离机械体的事故，且由于弹簧的拉 力能增强打击轴的打击强度。 弹簧的选择：在设计中，我们根据弹簧的最大载荷、最大变形、以及结构要求（也 就是安装空间对弹簧尺寸的限制）来决定弹簧直径、弹簧中径、工作圈数、弹簧的螺旋升角和长度等。 查阅相关表格 【 1】 ，机械设计中介绍，在选择材料时，应考虑到弹簧的用途、重要程度、使用条件（包括载荷性质，大小极其循环特性，工作持续时间，工南昌航空大学科技学院学士学位论文 29 作温度和周围介质情况等），以及加工、热处理和经济性等因素。同时，也要参照现有的设备中使用的弹簧，选择出较为合用的材料，我们选择的弹簧材料为 65向为右旋总圈数 ， 有效圈数为 8 圈，弹簧中径 D=16由高度为 45过对弹簧丝直径的试算我们可以简单校核弹簧是否满足工作要求。 其公式为 ： d （ 弹簧收到的最大压力 K 曲度系数 C 旋绕比 许用剪切应力 表 弹簧的拉伸强度极限 1 钢丝直径 B 1800 1750 1700 1650 1600 选择 C=5，则 d=16/5= 内径 径 +d=（ 4(4 ( 查表得 =510最大压力 20N 所以求得 d 我们所选用的弹簧满足要求。 由于弹簧所受的载荷为交变载荷，而振筛机的工作是一个长期的过程，因此我们必须对弹簧的疲劳强度和静应力强度进行验算（如果变载荷的作用次数 N 103，或载荷变化的幅度不大时，可只进行静应力强度计算）弹簧在交变载荷作用下，当弹簧所受载荷在 断变化时，弹簧材料内部所产生的最大和最小循环切应力为 8 21 ( 8 11 (安装载荷 130 1 预压变形量 最大载荷 2 最大变形量 经过计算 25 于上述变应力作用下的普通圆柱螺旋压缩弹簧，疲劳强度安全系数计算值 及强度条件可按下式计算： 1】 （ 式中 0 弹簧脉动循环剪切疲劳强度极限，按交变载荷作用次数 N，由下表查出； 弹簧疲劳强度的设计安全系数，当弹簧的设计计算和材料 的力学性能数据精确性很高时，取 。 当精确性低时，取 。 表 弹簧脉动循环剪切疲劳强度极限 变载荷作用次数 N 104 105 106 107 0 B t 弹簧材料的拉伸强度极限，单位为 于 65 B =735 0取最小值 经计算 由于所取的数字的精确性不是很高，所以求出的安全系数满足要求 。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 31 图 弹簧的结构和受力图 弹簧的安装为一端固定，一端可自由转动，我们还需对其进行稳定性校核为了便于 制造及失稳想象，我们设计的压缩弹簧的长细比 b=45/16=轴承 2 被压紧，所以 50N 1N 南昌航空大学科技学院学士学位论文 39 式中 X， Y 分别为径向和轴向动载荷系数，其值如表 示 表 轴承的动载荷系数 1 轴承类型 相对轴向载荷 r e re 判断系数 e 名称 代号 a/a/ Y X Y 角接触球轴承 7000C 0 过计算 P=1=1249+550 =1266N 121N 实际使用中，用工作小时数表示轴承寿命比较方便， （ 106/60n） L 1 (=（ 106/60n） (C/P)q 额定寿命 （ h） n 轴承转速 （ r/ 对于本轴承，查表得 C=作转速 n=221以 106 /60 221） (266N)3=105 h 106 /60 221） (121N)3=105 h 计算所得的理论寿命值满足实际对轴承寿命的要求 。 承的选材 轴承材料包括轴瓦、衬层、轴承座及轴颈材料由轴的强度和或刚度决定 ,常选用纲和合金钢 (球墨铸铁 )。轴承座材料常选用铸铁和铸钢。小偏心轴处的轴承座由箱体代替，材料为灰铸铁。轴承材料主要是指轴瓦和衬层的材料 。 轴瓦是滑动轴承中的重要零件，它的结构设计是否合理对轴承性能影响很大，其在外形结构、定位、油槽开设和配合等方面采用不同的形式以适应不同的工作要求。结合上面的所叙，查阅相关手册 6轴套的材料选择为铜合金（ 南昌航空大学科技学院学士学位论文 40 套结构的确定 轴套的结构由于我们选的是标准件，其结构也随之确定，根据手册所列表格，选择内径为 32 的轴套，其尺寸如图 示。 的选择 在结构设计中 ,有两处键的选择比较重要 ,一个是位于 大偏心轴上 ,一个位于偏心盘上面。根据键的选择原则和相关资料上面提到的键的类型 ,所选择的键为单圆头普通平键 ,根据 型号分别为键 22 1096键 16 图 滑动轴承轴瓦结构简图 南昌航空大学科技学院学士学位论文 41 9 振筛机结构中，双头螺杆起固定的作用，相当于振筛机机体上半部分的骨架，因此，其作用也非常重要，我们要根据装配的要求选择合适的双头螺杆。 图 双头螺杆 双头螺杆的尺寸如图所示，材料选用高碳钢 量为 4根。从图上我们可以看出，双头螺杆具有双头螺纹，一头固定在下面的三角盘上面，另一端则固定在马蹄定位环上面，这样，双头螺杆及其联接件组成了一个固定的整体。另外，我们设计的振筛机能固定的标准筛的个数是 6个，因此，必须比较筛组的高度设计选择双头螺杆（即双头螺杆选用高度必须大于筛组的高度） 。 杆的设计选择 滑杆的尺寸如图所示，材料采用 目为 3根。滑杆表面需镀上 一定厚度的不锈钢。滑杆一头攻有螺纹，用来固定在托盘上面，另一端则为与夹紧机构配合，筛组可以沿着滑杆上下滑动，由于其要与夹紧机构有配合，所以其截面尺寸必须对照夹紧机构的圆筒的尺寸合理设计。 图 滑杆 马蹄定位环顾名思义起定位的作用，相对应的，我们可以看到上面的 7个孔，其中 4个螺纹孔与双头螺杆配合， 3个光孔与滑竿配合。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 42 图 马蹄定位环 上述为比较典型的零件，其它的零件都根据实际工作条件和结构要素设计 选用。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 43 传动装置箱体部分因为要润滑，设置润滑池，因此不能让它有漏油，此外还要安装油标和放油塞等的结构。 对封闭在箱体内的减速部分的齿轮采用油浴法润滑。油浴法是指把磨擦表面浸入润滑油池的润滑方法，其允许的最高圆周速度为 s，我们的齿轮组的最大速度小于这个速度，所以我们采用此方法。若超过这个速度应改用喷油或喷雾润滑法，传运件浸入油中的适宜深度见表 推荐的传动件的浸油深度 6 传动件类型 圆柱齿轮 锥齿轮 蝸轮 蜗杆 链轮 浸油深度 2h-(d/6) (b (h 6高 承的润滑 动轴承的润滑 滚动轴承中的润滑剂可以减低摩擦阻力，还可以减轻接触应力，吸振，防锈，阻止灰尘沙粒进入轴承的作用，依据轴承部件的结构和工作条件，可以选用润滑油和润滑脂。 靠浸入油池的运动件使润滑油飞溅到摩擦表面上的润滑方式称为飞溅润滑，但传动装置箱体内的轴承，在传动件速度不太低时，因优先考虑这种方法。但我们设计的齿轮的最低速度不够 高，仅大约为 s，所以我们轴承的润滑采用脂润滑，所以我们注意轴承座孔内外侧均需密封，以避免润滑脂的流失。 标准筛振机在工作过程中不属于高速运转的工况，对于润滑脂的选择我们选择钙钠 基润滑脂 （ ，表 南昌航空大学科技学院学士学位论文 44 表 滚动轴承润滑脂性能表 6 名称 代号 滴点 针入度 25 150g 应用 钙钠基润滑脂（ 20 135 25000 80 C,有水分或较潮湿的环 境中工作的机械润滑 ;用于机车 ,小电动机 等的轴承润滑 。 动轴承的润滑 滑动轴承中加入润滑的目的是：减少轴承中的摩擦和磨损；将轴承中所产生的热量带走，以及缓冲减震作用。 在小偏心轴处设置了滑动轴承。通过计算，轴径的线速度约为 s，采用的为铜合金轴套。此润滑确定为油润滑，润滑油类型参照资料选择为全损耗系统用油( 代号 40 C 条件下运动粘度分别为 s。 对于滚动 轴承润滑方法的选择采用分散润滑法，也就是在每一对摩擦副由配置在润滑地点附近的各自独立和分离的装置来润滑。我采用在每个需润滑点加置黄油枪润滑口，在润滑时直接用手工加注。而滑动轴承，则通过在托上储存润滑油，通过小偏心轴特有的润滑结构设计以及粉末冶金轴承的功能来完成润滑。 轴承端盖外面需要密封以防止脂和润滑油的流失，我们采用粘圈油封密封，内套以各甩油盘，这样能更好的达到密封效果。 箱盖与
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