一种悬吊式振动输送机结构设计【三维PROE】【12张CAD图纸+文档全套】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共43页)
编号：156142892
类型：共享资源
大小：13.87MB
格式：ZIP
上传时间：2021-10-19
上传人：好资料QQ****51605
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
150
积分
- 关 键 词：
-
三维PROE
12张CAD图纸+文档全套
一种
悬吊
振动
输送
结构设计
三维
PROE
12
CAD
图纸
文档
全套
- 资源描述：
-
喜欢就充值下载吧，，资源目录下展示的全都有，，下载后全都有，dwg格式的为CAD图纸，有疑问咨询QQ：414951605 或1304139763========================================喜欢就充值下载吧，，资源目录下展示的全都有，，下载后全都有，dwg格式的为CAD图纸，有疑问咨询QQ：414951605 或1304139763========================================喜欢就充值下载吧，，资源目录下展示的全都有，，下载后全都有，dwg格式的为CAD图纸，有疑问咨询QQ：414951605 或1304139763========================================
- 内容简介：
-
北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文）本科生毕业设计(论文)题 目:一种悬吊式振动输送机结构设计英文题目:Structure design of suspension type vibrating conveyor系 :#专 业:#班 级: 系，专业，班级 请参照书写规范学 生:#学 号:#指导教师1:#职称:#指导教师2:#职称:#-1-声 明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得研究结果。论文在引用他人已经发表或撰写的研究成果时，已经作了明确的标识；除此之外，论文中不包括其他人已经发表或撰写的研究成果，均为独立完成。其它同志对本文所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表达了谢意。学生签名：_ 年 月 日导师1签名：_ 年 月 日导师2签名：_ 年 月 日北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文）摘要面对我国经济近年来的快速发展，机械制造工业的壮大，在国民经济中占重要地位的制造业领域得以健康快速的发展。制造装备的改进，使得作为工业重要设备的各类机械工艺装备也有了许多新的变化，尤其是振动筛分机械产品，其在今天机械产品的地位越来越重要。本课题从国内外目前振动的发展情况着手，系统的分析了双轴直线振动输送机的工艺、作用、发展趋势等等，然后又分析了输送机的结构，零部件，振动原理，输送工艺特点等发面的一些大致的情况。本课题主要介绍一种双轴自同步直线振动输送机，通过振动输送机的具体设计步骤以及相关参数的选择与计算，充分熟悉了振动输送机的结构特性，以及机械设计方面的经验，可以为其他振动设备的设计做个示范。关键词 双轴 振动输送机 激振器 输送设备 箱体 -1-Structure design of suspension type vibrating conveyorAbstractFacing the rapid development of Chinas economy in recent years, the growth of machinery manufacturing industry, in the national economy occupies an important position in the field of manufacturing industry to be healthy and rapid development. The improvement of manufacturing equipment, making all kinds of machinery and equipment as the important equipment of industry also has many new changes, especially vibration screening machinery products, and its status in todays mechanical products is more and more important.This topic from at home and abroad at present, vibration of the development to proceed, system analysis of the biaxial elliptical vibration sieve process, function, development trends and so on, and then analyzes the structure of vibrating screen, some of the general parts, the principle of vibration screening process characteristics.This paper mainly introduces a biaxially self synchronized elliptical vibration screen, through the vibrating screen design of the specific steps and parameters selection and calculation, fully familiar with the structure characteristics of vibrating screen, and mechanical design experience, as a demonstration to other vibration screen design.Keywords：Dual-axis Elliptical vibrating screen Vibration exciter Screening equipment Sieve-5-目 录摘要1Abstract2目 录3引 言51 绪 论71.1 振动输送机简介71.2 国内外振动输送机的发展趋势与现状81.3振动机械自同步特性的研究现状101.4 本章小结112 直线振动输送机的工作原理及物料的运动理论112.1直线振动输送机的动力学原理112.2直线振动输送机面的运动分析122.3输送机面上物料的运动分析132.4物料在抛掷过程中的周期性分析152.5结构方案的拟订162.6 双轴自同步性分析202.7 本章小结213振动输送机的运动学参数与性能参数223.1角频率的选择与计算223.2 槽体倾角0的选取223.3 振动方向角的选择223.4 抛掷指数的选择223.5 输送机振幅的计算233.6 物料的平均速度233.7电动机功率的计算及电动机选择243.8 本章小结254输送机各部分的设计与选择264.1 输送机箱体的设计264.2激振器的设计284.3减振弹簧的设计324.4减振装置设计334.5联轴器设计344.6本章小结355输送机关键零件的校核365.1键的校核365.2轴承寿命的校核375.3本章小结38结 论39致 谢40参 考 文 献41 引 言在工业生产和生活中，人们都使用或接触过许多机器，这些机器能承担人力不能或不便承担的工作，能大大提高人们的劳动生产率，改进产品质量，还能改善人们的劳动环境，减轻劳动强度，尤其是使用机器可大规模进行生产，实现高度的机械化生活的需要。因此使用机器进行生产的水平是一个国家综合国力的标志，也是这个国家工业化水平的标志。此次我们设计的机器为直线振动输送机。该机用于各种颗粒状，中等块度以下的非粘性物料（含水量小于5%）。最适宜于输送高磨耗，高温度（300度以下的物料）如水泥，熟料，烘干热矿渣，沙等，还可以用于冶金，矿山，化工，电力等行业，是一种理想的新型输送设备。本机有以下特点：1.输送量大，重量轻，电耗低。2.负载特性好，机槽振幅受电压波动动输送量的影响很小；3.起动快，在满足负载的情况下正常起动；起动快，停车时整机稳定。4.结构简单，调试容易，磨损件少，维修量小。5.安装方便，不需要专用的地基和地脚螺栓，便于移动位置。6.隔振性能好，故适宜水泥及矿渣库顶输送。本机主要组成部分：本机主要由出料槽体、底架、主振弹簧、减振弹簧、弹簧座、振动电机等部件组成。1.输送槽体截面采用优化理论确定，槽体采用耐热板制作，各段间的连接部件要求平整。2.振动电机两台采用穿透螺栓连接，激振力可调。3.主振弹簧为非线形弹簧，可用调整螺栓调节其预压缩量，以适应不同比重的物料输送。该产品由于研制及小批量生产状态，其工时、工装费用较高，使成本提高，在推广新产品的同时，严格控制产品的各种消耗，在保证质量的前提下，进一步降低成本，降低费用，加强核算，就能使该产品的价格进一步降低，取得更好的社会效益和经济利益。1 绪 论1.1 振动输送机简介振动输送机是通过激振源产生的激振力，强迫物料在振动输送机的槽体内按一定方向做简谐运动。当其运动速度达到一定值时（大于重力加速度），物料便在承载体（槽体）内做微小的连续的抛掷运动，从而使物料向前运动，实现输送目的。激振源的选择是振动机械设计的一个关键问题，考虑上述工况下输送机的载荷、速度情况等，参考国内外的先进经验，以振动电机为激振源可使结构简化、调节方便、安装维修量小、能耗降低。激振电机是在电机轴上安装偏心块，振动电机工作时，电机带动偏心块做回转运动产生激振力，该类振动输送机采用两台振动电机产生一个合成的斜向上的振动力，使物料在槽体内做斜向上简谐运动。两台电机不断振动，物料连续做周期抛掷运动，从而达到输送物料的目的。在矿山、水泥、冶金等行业中，大量使用的是惯性振动输送机，一般习惯地称之为振动输送机。将振动输送机按输送机面工作时运动轨迹的特点，分为圆运动振动输送机(简称圆振动输送机)和直线运动振动输送机(简称直线振动输送机)。本节主要讨论目前在工业上大量使用的直线振动输送机。其中，直线振动输送机因其激振器有两个轴，又被称为双轴惯性振动输送机。该振动输送机的运动轨迹简单、物料的运动情况良好，并具有较高的输送效率；此外，该振动输送机的输送机面可以水平安装，故输送机分机高度较低；与其他输送机分机相比，该振动输送机还具有较大的振动和速度等优点。基于以上原因，该振动输送机在物料的脱水、脱泥、脱介和分级等领域中应用非常广泛。直线振动筛的分类如下所示:直线振动输送机按驱动电机的数量可分为：单电机驱动直线输送机，双电机驱动直线输送机。直线振动输送机按激振器的类型可分为：筒式激振器直线输送机，箱式激振器直线输送机。直线振动输送机按电机是否为振动电机可分为：普通电机驱动直线输送机，振动电机驱动直线输送机。1.1.1直线振动输送机优点该机结构简单、重量较轻、造价不高；能量消耗较少、设备运行费用低；润滑点与易损件少，维护保养方便；物料呈抛掷状态运输，对承载体磨损少，可输送磨琢性材料；可以多点给料和多点卸料；便于对含尘的、有毒的、带挥发性气体的物料进行密闭输送，有利于环境保护。1.1.2直线振动输送机缺点向上输送效率低；粉状和含水量大、粘性物料输送效果不佳；制造和调试不良时噪音加大；某些机型对地基有一定的动载荷；输送距离不长。1.2 国内外振动输送机的发展趋势与现状1.2.1 振动设备的发展历程振动设备的发展主要包含振动输送设备以及振动筛分机械的发展，其两者的原理最早的筛分机械的研究与生产可以追溯到16世纪，出现在欧洲，直到18世纪借助欧洲工业革命，筛分机械才得到迅速的发展6。到目前，筛分机械领域已经发展的相当完善，机械设备的制造水平也相当高7。国内的筛分设备的研究设计水准与国际比差距还是相当明显的，筛分机械设备的研发创新还都来源于国外的筛分设备公司8。国际上筛分设备方面的大公司主要有9-12，德国的肖申克公司，致力于设备种类的开发，已可以提供出近300种的筛分设备； KHD公司在筛分设备的通用化方面做得相当出色；在技术创新方面，双倾角的筛分设备已被KUP和海音乐曼公司开发出来；通过结合旋转和旋和运动，东海株式会社和RXR等公司合作开发出了垂直料流筛，此种筛子对小直径物料的一次分级效果非常好；振动设备国内的的研究开始，最早出现在解放初期。由于起步较晚，我国的振动筛分设备在发展过程中不可避免的经历了测绘仿制阶段，上世纪五十年代，我国生产中必需的振动筛分设备主要引进自前苏联和波兰等国家。引进的振动筛主要有TYll型圆振动筛和WP型吊式振动筛。通过对引进的各种振动筛的测绘仿制，在这个时期我国仿制出国产振动筛，有SZZ系列的自定中心振动筛，在对国外的振动筛进行测绘转化的过程中，我国的科学家也在逐步的考试自行研究振动筛。二十世纪六十年代中期至八十年代初这段时间里，我国的学者先驱们通过自己的努力成功研制出了一批性能优良的新型振动筛分设备。其中包括在当时已属于大型筛的1.5m3m的重型筛、面积为18平米、32平米的共振原理筛系列、双激振轴的振动筛系列以及自同步运动振动筛、香蕉筛、概率振动筛和冷热矿筛系列等等。在技术理论方面，学者们开始初步的使用自同步理论，设计时采用偏心块振动器、复合弹簧等当时已经相当先进的技术。由仿制到自行研制，这是我国振动筛分设备发展阶段非常重要的一步，从此以后，我国振动筛分设备的发展进入了迅速提高阶段。改革开放以后，我国加大了对国际上发达国家先进筛分设备产品的引进，日本德国等机械传统强国都是引进的对象，这也为国内对筛分设备的发展提供了与国际接轨的机会。在这一阶段，我国研制出一批技术含量相当高的振动筛，在相关科研技术方面取得了重大突破。比如振动概率振动筛、弛张筛、螺旋式三段筛以及在现在都属于振动筛分先进领域的琴弦振动筛和旋流振动筛都在这一时期有了技术上的突破。 1.2.2 振动输送设备的发展由于振动理论的日趋成熟及振动电机在振动机械上的应用，使得世界工业发达国家近年来在输送机方面的开发与研制发展异常迅速。现已广泛用于矿山、冶金、建材、化工等各个领域。其发展趋势大致有以下几个方面：1 标含数优化：重量最轻，造价最低、能耗最少；噪声最小，效率最高，输送量最大；2 磨损轻，润滑点少，磨损环节少，零部件寿命长，维修量小，维修费用低；3 输送高温材料：允许输送物料的温度可达350，短时温度可达6801000；4 承载构件做成密封结构，便于封闭输送粉尘性大、有毒、有挥发性异味、危害人体健康和环境卫生的物料；5 输送过程中，可同时完成其他工艺作业，如筛分、混合、烘干和加热、冷却、清洗等，实现一机多用；6 可水平或倾斜安装，一般向上、向下倾角分别不超过1215；近年来，国内在振动输送机方面也得到迅速发展和应用。不少研制单位、高校及厂家对 振动输送机进行了广泛的研究，但就其效率、功能、规格、寿命等诸方面与发达国家相比，还有较大的差距。国内较为成功的结构形式主要有：单管、双管输送机、平衡式、不平衡式输送机，单质体、双质体输送机，偏心连杆式、惯性激振式、电磁激振式输送机。惯性式振动输送机是近年来开始研制的，其长度多在7m以下，个别样机可达12m。目前，国内同类产品存在主要问题如下：1 动装置多采用偏心连杆机构，偏心连杆负荷大，应力高，槽体的弯曲应力大，槽体的横向刚度要求高，由此整机重量也成正比增加；2 结构较为复杂，加工件多，安装、调试、维修工作量大，机体重量大，功耗大，效率低；3 当设计、制造、安装、调试不当时，常产生较大噪声和振动，弹簧易损坏，维修量过大，影响机器的正常工作；4 激震源效率低，寿命短，易出现故障，导致维护工作量大，成本提高，以至整机寿命大大缩短；5 弹性或刚性连杆驱动集中作用于输送机槽体和底架上，使该处极易损坏或断裂。在本次设计中，我们设计的主要是双轴自同步式惯性振动输送机，即我们说明的直线振动输送机。1.3振动机械自同步特性的研究现状双轴式和多轴式惯性振动设备，为了保证其各惯性激振轴的同步运转，可以通过强迫联系法和自同步方法来实现。由于自同步法具有噪声小、结构简单、运动平稳等诸多优点，在各个行业已得到了广泛的应用。自同步现象在自然界的存在是很广泛的。基于动力学、机械学原理的自同步理论，可以实现两台或多台电动机的无强制自同步运行，于是自同步惯性振动设备就被研制出来。目前在各工业部门中，这类自同步振动设备技术已经被大范围推广，具体应用有自同步振动给料机、自同步振动输送机、自同步振动冷却机、自同步振动成型机、自同步振动筛等。1985年闻邦椿研究了激振器偏移式自同步振动机的运动规律，导出了两个偏心转子做反向回转时的同步性条件和自同步运转的稳定性条件。2006年11月西华大学的晏静江在双轴变椭圆轨迹筛的理论方面进行了详细的推导与完善，并研制出效率较高的双轴椭圆振动筛，已经投入生产一线。2006年由湘潭大学陈文论证了三轴自同步理论的可行性，为三轴自同步椭圆筛的研制奠定了一定的理论基础。2007年侯勇俊根据已经建立的三电机自同步振动筛的动力学模型，根据一般完整系统的Hamilton原理，导出了该振动筛的三电机自同步条件和同步的稳定性条件。其结果表明，三轴自同步椭圆筛在一定的条件下是能够实现自同步稳定运转。2008年张楠、闻邦椿提出一种四电机激振的大型振动筛，并且建立了该振动筛系统的自同步条件和同步稳定性判据。1.4 本章小结本章概括介绍了本课题的背景，振动输送机械的简介以及输送机械的发展历程，对直线振动输送机的原理以及国内外的研究现状和发展趋势做了详细的介绍，最后提出了自同步实现的可能性。为后续的设计奠定了理论基础。2 直线振动输送机的工作原理及物料的运动理论2.1直线振动输送机的动力学原理图2-1所示为直线振动输送机的工作原理6,134。激振器的两轴具有相同的偏心质量和偏心距，且关于经输送机箱质心的y-y轴线对称，见图2-1(a)。当两轴同步反向转动时，所产生的惯性离心力可分解为两个方向上的力：x-x轴线方向和y-y轴线方向。其中，x-x轴线方向的分力始终大小相同、方向相反，而y-y轴线方向的分力始终大小相同、方向也相同，故而合成后只存在单一的y-y方向的简谐力。当该合成力作用在输送机箱上时，将驱动整个输送机箱做直线往复振动。1243yyxxyyxxF0=m0r2Fy=F0sintttrrmmF0=m0r2Fy=F0sin t(a)(b)1-激振器；2-支撑弹簧；3-输送机箱；4-输送机面图2-1 直线振动输送机的基本工作原理Figure 2-1 Linear vibrating screens working principle任意t时刻时，两激振器偏心重处在如图2-1(b)所示的位置，可以求出两偏心重产生的激振力随时间变化的规律： (2-1)式中，结构偏心质量总和，kg；结构偏心质量产生激振力幅值，N；系统经历转动时间，s；偏心质量回转半径，m；偏心质量回转角速度，rad/s；振动方向上总的激振力值，N；偏心块质量，kg。从式(2-1)可以看出，要想产生能够通过输送机箱质心的简谐激振力，从而使输送机箱作定向往复运动，激振器必须作同步反向的回转运动。对于激振电机激励的直线振动输送机来说，其工作原理与激振器激励的原理相同。激振电机是由特制的电机加上激振重块组成的，振动电机通电旋转就会带动电机轴两端的偏心块转动产生惯性激振力。惯性激振力通过振动电机的轴承和底座传递给振动输送机以代替普通电机带动激振器给振动输送机激励。通常要使振动输送机具有直线运动轨迹，需要对称并联两台振动电机。当振动输送机采用不同的运动学参数，即振动频率、振幅、输送机面倾角和振动方向角时，可使物料在输送机面上出现相对静止、正向滑动、反向滑动和抛掷运动四种运动形式。物料作抛掷运动时，可使物料分层，实现细粒物料的透输送机，防止输送机孔堵塞，并能获得较高的输送机分效率和生产率。因此，大多数振动输送机均采用抛掷运动状态。2.2直线振动输送机面的运动分析直线振的输送机面是沿振动方向作简谐振动，输送机面的位移方程为 式中 S 输送机面运动的位移(mm)； A 输送机面的振幅(mm)； 激振器轴回转相位角(rad)； t 时间(s)。输送机面运动时的位移、速度和加速度分别在平行于输送机面的 x 方向和垂直于输送机面的y 方向的分量为：式中， 为振动方向与输送机面的夹角，同时它又是物料颗粒跳离输送机面瞬间的运动方向与输送机面的夹角，故又称之为抛射角。2.3输送机面上物料的运动分析物料在输送机分时，输送机面上的物料是由很多大小不同的颗粒所组成的颗粒群体。当输送机面振动时，所有颗粒都会受到输送机面运动的影响，但是只有最下面的物料才能与输送机面接触。物料群中的颗粒形状各异、杂乱无章的聚集在输送机面上，既有单独运动，又会相互影响，运动非常复杂。为了研究物料运动与输送机机各运动参数的关系，将输送机面上物料的复杂运动简化成一个颗粒在紧贴输送机面运动。当输送机面以不同的振幅和振动次数作连续振动时，输送机面上的颗粒可能出现相对输送机面的正向滑动、相对输送机面的反向滑动和抛掷运动等不同的运动状态。振动输送机工作时均采用抛掷运动状态，下面就对单颗粒在输送机面上做抛掷运动的特性加以研究。假设单颗粒物料直接与输送机面相接触，其受力情况如图2-5所示，输送机面倾角为s，输送机面在该点沿图中所示S方向往复简谐运动，当振动输送机正常工作时，输送机面上颗粒的受力情况可表示为如下方程式： （2-10）图 2-5单颗粒物料在输送机面上的受力式中： N输送机面对物料的法向反力(N)；Ff物料所承受输送机面的静摩擦力(N)；s输送机面倾角(rad)；输送机箱运动的相位角(rad)；输送机箱运动的角速度(rad/s)；t时间(s)；振动方向角(rad)。从图2-5可以得出颗粒离开输送机面做抛掷运动的条件为： (2-11)即：颗粒给输送机面的正压力N = 0，根据式(2-11)则有： (2-12)式中：为物料颗粒的跳动起始角。式(2-12)可以转换为： (2-13)设物料的抛射强度为： (2-14)因此直线振动输送机面上物料的抛射强度为： (2-15)或： (2-16)其中，称为振动强度，反映了机器振动激烈程度。式(2-16)还可以转换成如下形式： (2-17)n0是由临界条件求得的输送机机激振的转数，由式(2-10)可得：当Kv 1时，颗粒能被抛起，即颗粒出现抛掷运动状态，当Kv 1，则无解，即输送机面不能被抛起，当Kv = 1时，= 90，可以求出输送机面上颗粒开始出现跳动时的最小转速为： (2-18)可见在直线振动输送机上，要使物料颗粒被抛起，激振器轴的转速n必须大于n0min。针对不同的物料和输送机分的要求，为了得到更高的输送机分效率，必须要给输送机机选择合理的Kv值。但是Kv过大相当于输送机机振动的剧烈程度变大，这对于输送机机的机械强度和使用寿命是不利的，通常Kv小于5。图 2-6 物料颗粒运动轨迹及输送机面位移曲线图2-6给出了几种不同抛射强度的物料颗粒在受到输送机面作用后的抛射轨迹，以及物料颗粒重新落至输送机面的位置。图中虚线为输送机面在y方向运动位移与时间的关系，是一条正弦曲线。不同的抛射强度Kv决定了不同的输送机分性能，Kv值太小，物料不能被抛起，致使输送机分效率低下；Kv过大虽然输送机分效率有所提高，但是物料容易产生粉碎现象，所以Kv一般选取2.55之间。2.4物料在抛掷过程中的周期性分析物料在抛掷过程中，为了减小不必要的能量损耗和提高振动机的工作效率，应使物料每抛掷一次振动体做一个周期振动，且抛掷一次时间小于一个振动周期，即抛离系数ID1 (ID抛掷一次时间与一个振动周期之比)，这种情况下,物料下落正处于振动体做起抛段，此时，工作面的加速度dygcos，物料下落后，便与工作面结合并滑行一小段距离，接着进行第二次抛起，这样，循环往复，即物料做周期性抛掷运动。又由于D与iD的关系可知：当iD1时，则D3.3时，振动出现非周期振动，此时，物料下落期间，正处于抛起区（dygcos），马上又开始抛掷，振动过程互相碰撞，物料不停地向上抛掷，而可能不向前移动，这样会使振动发生紊乱，从而降低振动效率，为此，在振动输送机设计时，应满足：1D1时，即42 f2singcos时，物料做抛掷运动。同时考虑无聊被抛起的时间不得超过振动周期，以免物料与槽底面冲击过大和尽量减小功率消耗，一般K应限制在410之间，可按下式计算： D=Ksin =10sin30 =5此数值在上面限制范围内，说明抛掷指数是适宜的。抛掷时间与振动周期之比N的选取由D，K查相关的表格，N取0.823.5 输送机振幅的计算根据被输送物料的粒度及性质，我们来选择输送机的振幅A，对于粒度较大的物料，选用较大的振幅；对于粒度较小的物料，选用较小的振幅。根据实践经验，一般按下表选择振幅：表2-2振动输送机振幅A的选择输送机机形式振幅A（mm）圆振动输送机4.58直线振动输送机510其他形式的振动输送机根据实际需要选择本课题研究的双轴直线输送机，要进行具体带料输送机分实验，还需考虑输送机机的动力学和运动学特性。选用振幅为设计要求的810mm，势必需要较大的激振力，从而要选用较大的电动机，造成能量的浪费。在不影响输送机机动力学和运动学特性的前提下选定输送机机质心处的振幅为A=8mm。振动输送机的输送机分工艺效果通常由振动强度决定，振动强度一旦确定，就要选择合理的振幅和工作频率22。由于双轴直线轨迹振动输送机输送机面振动强度变化规律很难掌握，可先以输送机箱质心的振动强度作为选取对象，质心振动强度满足：由公式：D=42f2A/g 得 A=Dg/42f2 =Dg/2 =59.8/78.52 =8.04mm3.6 物料的平均速度a) 物料的理论平均速度 当D=36时，物料的平均速度可按下式计算： Vd=(0.860.95) Acos D=5时,f(D)=0.93 Vd=0.93Acos =0.9378.58cos30 =0.51m/sb)实际水平速度 V=CaChCmCwVd =1.00.950.91.050.43 =0.44m/sCa：倾角影响系数。查得：Ca=1.0Ch：物料层厚度影响系数。查得：Ch=0.95Cm：物料性质影响系数。查得：Cm=0.9Cw：滑行运动影响系数。查得：Cw=1.053.7电动机功率的计算及电动机选择振动输送机工作所需电机的功率为： (2-25)式中：N1 N2 ，通常取= 0.95。这里，N1即为输送机箱全部激振力所消耗的功率，其简化表达式为： (2-26)式中：阻尼系数，通常取。轴承上所承受的压力主要是由偏心块的激振力或者输送机箱运动的惯性力产生的，所以轴承的摩擦消耗的功率N2可表达为： (2-27)式中：MT （Nm）；d 轴承内径（m）；由式(2-25)、(2-26)、(2-27)可得振动输送机的所需电动机功率为： (2-28) (2-29)式中，Ms 电机启动转矩(Nm)；Mq 偏心块的静力矩(Nm)，；m为偏心质量，r为偏心距。Mr 电机额定转矩(Nm)。由式2-28得=26.51kw综合以上选型原则，根据机械设计手册选定Y系列三相异步电动机2台，型号为Y200L-6，其单台额定功率为15kW，额定转速为750r/min。3.8 本章小结4输送机各部分的设计与选择4.1 输送机箱体的设计输送机的箱体由输送机侧板和输送机的槽底板构成，侧板的材质一般20号锅炉钢板，钢板厚度8-12mm；槽底板选用Q235A钢板焊接在在箱体的主题上。为了减少惯性力，应尽量减轻输送机箱体的重量。（1）总长度L根据输送要求L=5米，侧板为整块钢板加工而成。（2）箱体宽B：根据设计任务要求B=1500mm（3）槽深H：为满足各种宽度物料的输送取H=300mm4.1.1 箱体形状的确定根据输送的设计要求，输送机箱体的整体形状图4-1所示：图4-1输送机箱体形状直线振动输送机箱体整体结构包含：主横梁（安装激振器）、小横梁、加强梁，输送槽底板以及吊钩组成，个部分主要采用高强螺栓连接。其中槽底板与箱体框架采用焊接结构，使得整个输送机输送面平整，便于物料的流动，输送效率高。输送机吊钩焊接在箱体支撑上，箱体支撑再焊接在箱体的侧板上，这样可以保证焊接应力的均匀分布，使得箱体的侧板受力均匀。4.1.2 主横梁的设计输送机的主横梁是整个输送机的主要关键部件，其只要作用就是将激振器所产生的激振力传递给箱体，从而使得物料往前输送，其设计质量的高低直接影响到输送机的整体效率和运行寿命。本设计中，主横梁采用焊接结构，由中间主题部分和端部端法兰板组成。由于主体部分的尺寸较大，而且需要安装激振器等部件，因此采用钢板拼焊。其结构示意图见图4-2所示：图4-2输送机主横梁设计 主横梁的端板法兰和主体部分均采用Q235钢板拼焊，其焊接性能好，机械性能也可以满足设计的要求，而且成本较低，采购相对容易。4.1.3 小横梁的设计双轴直线振动输送机的小横梁以普通方钢管为主体部分，两端焊上法兰板而成，其焊接需制作工装少，焊接量少，应力集中小，使用效果很好。根据本设计的尺寸和工艺需要，将要设计的小横梁如下图所示：小横梁主体部分选择为热轧普通方钢管，尺寸为12080mm，壁厚10mm。由于任务书中，输送机箱体的尺寸为要求5m1.5m，减去两端法兰板的厚度40mm，所以型钢长度为1460，法兰板的大小是根据它与侧板连接选用螺栓的大小规格，留足扳手空间来确定的。图4-3 小横梁的设计本设计的长度为5米，所以选用9根，横梁之间的间距为600mm。4.1.4 输送机参振质量计算根据输送机处理量要求Q=100t/h 以及物料的实际运动速度v=0.44m/s可以得出正常工作状态下输送机上每米物料的质量md=Q/3600v=100/(36000.44)=0.065t/m本设计输送机箱体的长度为l=5m，因此，在正常工作状态下，输送机上物料的总重量mw为：mw= mdl=0.00655=0.32t=3200kg根据设计情况，预估输送机箱体以及激振器等参振质量为：M1=4000kg因此，整个输送机的整体参振质量M= mw+M1=7200kg4.1.5其他零件的介绍及尺寸的确定1、侧板：侧板由20号锅炉钢钢板制作，国外都用整块宽钢板制作，整个板面经过严格的无损探伤，国内由于很难采购到宽钢板，常用两块宽钢板拼焊而成。尽量使焊缝短些，虽没有整体板好，但由于侧板材料一般可焊性都较好，如果采用合理的焊接工艺，严格探伤，焊后热处理，将焊缝表面削平，是不会影响侧板性能的，如果进行表面喷丸强化处理，疲劳强度会更高两侧板上的里侧安装防磨侧挡板，与输送机面一起形成料槽，在侧板的外侧贴有加强板，以提高侧板的强度和刚度。在本课题的设计过程中，初步选定侧板的厚度10mm。2、加强角钢：侧板加强角钢为等边货不等边角钢，将其和侧板连接成一体，用来提高侧板的强度和刚度。加强角钢主要是为了提高侧板整体的强度和刚度。在本课题的设计过程中，初步选定热轧等边角钢，加强角钢的尺寸为100*100*10。3、吊钩连接座：吊钩连接座是连接吊钩与输送机箱体的机构，主要是使吊钩与箱体之间的受力均匀分布，减少应力集中通过焊接的方式与箱体固定在一起。4.2激振器的设计本设计采用箱式激振器，激振器部分单独设计，激振器整体安装在主横梁上。箱式激振器主要包含：激振器壳体、激振轴、激振块、轴承以及轴承改。其结构如图4-4所示：图4-4 激振器结构设计1- 激振器壳体 2-轴承 3-激振轴4-激振块5-轴承盖激振器壳体由铸造而成，后期进行加工。各偏心块尺寸一致，分别安装在两种激振轴上。偏心块的轴向定位采用轴肩和轴档套的方式，限制偏心轴的轴向运动，保证运行的安全性。4.2.1 激振器轴的设计4.2.2 偏心块的设计由于直线输送机的振幅计算按： (3-4)其中 A=8mm 参振质量M=7200Kg带入得 设 r=60mm本设计中输送机共有8个激振块，其最大激振力为所有激振块激振力的叠加，故，每个激振块则 m1=20.68kg由式 (3-6) D=324mm面积 0.19m2其厚度 h=70mm偏心块的整体结构如图4-5所示：图4-5 偏心块的设计结构4.2.3 激振器壳体设计激振器的壳体主要承担支撑偏心轴以及轴承的作用，还有就是传递动力的作用。壳体的主体部分采用HT200铸造，铸造后进行铣断面以及钻孔、镗孔加工，加工要保证轴承安装面的光洁度以及断面的平整度，确保密封面密封良好。图4-7 激振器壳体4.2.4 激振器其他方面设计激振器采用盘式块偏心振动器形式，它在工作时刻实现自同步，无需增加强制同步齿轮。两个激振器之间采用万向轴连接，以抵消特殊情况下造成的两个激振器轴不同心的情况。 激振器的内部结构由轴，偏心块，轴承，端盖，轴端挡圈，螺栓等组成。轴承选用调心滚子轴承，型号21313C，由于振动输送机轴承和其他机械的工作条件不一样，其内外挡圈的配合不同，内圈用较紧的配合，外圈用较松的配合，这样选取配合可以避免轴承在旋转式抱死，使激振器轴不能正常的旋转，从而导致激振器较早的失效。激振器安装前，轴承，轴承座内壁清洗干净。润滑脂的加入量为轴承空隙的1/3到1/2。在迷宫密封的环槽内要注满润滑脂，要求2个振动器的润滑脂加入量尽量一致，迷宫型密封圈的环形弹簧收缩力也应该保持一致。振动器装配还应该进行阻力拒实验。方法是将偏心块有自由位置旋转到90度放开，四个振动器的摆动次数尽量一致，否则应调整迷宫型密封圈内环形弹簧的抱紧力货检测振动器内妨碍转动件运动的原因，清楚增大阻力的根本源头。由于激振器的工作转速高，负荷大，连续运转，所以润滑设计的好坏常常是决定激振器能否正常工作的关键。一般常用油杯法或压力供脂润滑和油浴法俩种方式润滑。若不超过轴承润滑脂的极限转速，可以用脂润滑。它具有结构简单，密封容易的有点，但需要加酯维护。小型输送机应采用脂润滑。脂润滑设计应保证新加入的润滑脂顺利到达滚动面，冰能将旧脂排除。轴承腔设计应留有足够的空间润达被排出的旧脂，并方便旧脂排出。激振器轴承必须间隔较短的时间进行润滑，间隔润滑脂量不宜过大，多少可以根据经验公式求出，一般可以为24小时在润滑一次。在润滑脂量不宜过大，多少可以根据轴承尺寸定。润滑长才用含有极压添加剂和防锈添加剂的二硫化镭锂基脂。极压添加剂是必不可少的。为了不停机加脂，常用激振器上接出软管然后与手动或电动泵连接，进行手动或电动加脂。油润滑比脂润滑具有允许转速高，润滑性能好，使用温度高，冷却效果好，摩擦力矩低，润滑剂寿命长等多方面有点。在要求高的大型激振器上应优先采用脂润滑。一般采用油浴去润滑，此时润滑设计的关键是密封的可靠性。润滑油有极压添加剂，黏度必须适当。为了保证激振器的工作可靠，根据平衡计算，有些激振器需水冷。通常方法是在激振器箱体上焊接出水腔和出水管。下图的激振器设计采用的是脂润滑，润滑油的型号为SH0017-1990L-FC轴承油，向激振器中添加润滑油直至检油管中有油排除。4.3减振弹簧的设计对于输送机箱结构参数、动力参数已经选定的输送机机，所选择的弹簧刚度的大小将影响振动输送机工作频率所处的区域。输送机机的固有频率取决于所采用的弹簧刚度。因此在选择设计隔振弹簧时需要使激振频率避开共振区，以免产生共振效应而影响输送机分效果和输送机机的寿命。此外，选取时还应考虑如何减小由激振器引起的交变载荷传给基础，影响建筑物的结构强度。从隔振观点来看，弹簧刚度越大，隔振能力也就越差。为了降低输送机机对支撑结构的动负荷，应将弹簧刚度选取的小一些。但太小会减弱弹簧的支撑能力。确定弹簧的刚度一般是由工作频率和自振频率0的比值来控制，对于一般的座式振动输送机频率比选取= 45。系统的自振频率可以由式(2-19)得出， (2-19)除共振输送机是工作在共振区频率附近外，其他的的惯性振动输送机的工作频率大都远远高于共振区的频率，即满足频率比条件： (2-20)由式（2-19）和式（2-20）可得： (2-21)式中 M 输送机子参振质量；振动输送机固有频率；振动输送机工作频率振动输送机弹簧主要用来减振，减小系统工作时传递给基础的交变载荷，双轴直线型振动输送机采用四组共八根弹簧作为支撑，每个弹簧的刚度为：选取电机转速为750r/min，则工作频率为： (2-22)这里取 = 5，则输送机机弹簧刚度为： (3-18)本设计采用8个弹簧支撑输送机箱，取每个弹簧刚度=2.22105N/m。根据计算出的刚度查机械设计手册选取弹簧规格为：钢丝直径d = 25mm，弹簧中径D = 120mm，有效圈数i = 4.5，其实际刚度由以下公式计算： (2-24)式中：G 材料的剪切弹性模数，对于弹簧钢取G = 8109kg/m2；i 弹簧有效圈数，这里取弹簧有效圈数为4.5。得出弹簧实际刚度k0为2.14105N / m。根据该弹簧受力特点，属中等应力，选材料为60Si2Mn的热轧圆柱钢丝，表面氮化处理，热处理硬度HRC45-50。查表知G=8000MPa,E=200000GPa,=640MPab=800MPa4.4减振装置设计由于本设计采用的是悬吊式输送机的结构，因此，减震装置的设计与普通的座式结构有所区别，该悬吊式减震装置主要包括下连接钢筋、上压板、上连接钢筋、下压板、螺母构成，其结构如下图所示：其中，下连接钢筋与上压板焊接在一起，装配时，先将上连接钢筋穿入上压板，然后安装弹簧，上下压板都有弹簧的限位装置，使弹簧仅能做压缩运动，限制其横向的变形，保证输送机运行的平稳性。图4-10 悬吊式减震装置1-下连接钢筋 2-上压板 3-上连接钢筋 4-下压板 5-螺母4.5联轴器设计振动输送机在工作过程中，整个输送机箱整体参与振动的部件，电动机是固定在基础基座上，在电动机输出轴和输送机箱输入轴之间就存在相对运动，如果选用刚性联轴器必然会影响输送机机的运动和寿命，所以本振动输送机选用柔性联轴器连接。在电机和偏心轴之间采用皮带联轴器连接，它由皮带、半联轴器和螺栓连接构成。这种形式的联轴器结构简单，可以使电机不必随输送机箱一起振动，并且很好的补偿了振动输送机起、停、过共振区的径向跳动和电机轴与输送机箱驱动轴之间的安装位置误差。图2-12皮带联轴器4.6本章小结本章针对双轴直线振动输送机的参数选取，详细的选取了输送机机的动力学和运动学特性参数，并对振动输送机的输送机箱、激振器、激振轴以及偏心块等做了详细的设计，为接下来的整机的设计奠定了基础。5输送机关键零件的校核5.1键的校核键是一种标准零件，根据联接的具体结构、使用要求及工作条件选择适当的类型，最后按联接轴的直径从标准中查取相应的剖面尺寸，并选择键的长度，键长要比轮毂的长度短并且符合键长标准。在本设计中键的连接主要在激振器箱体的轴上，故键的校核也在此。可能的失效形式有：较弱零件（通常为毂）的工作面被压溃（静联接）或磨损（动联接，特别是在载荷作用下移动）和键的剪断等。对于实际采用的材料组合和标准尺寸来说，压强和磨损常是主要失效形式。因此，通常只作联接的挤压强度或磨损计算。键材料为45号钢，键的挤压强度条件 (3-20) 键1（偏心块与轴） 2070 GB/T 1096-2003式中k键与轮毂槽（或轴槽）的接触高度（mm），k=h/2h为键高。 （查GB/T 1096-2003）1键的工作长度(mm)，A型：=L-b；=70-20=50mm.轴的转矩许用挤压应力（）,查表， 键 2（联轴器与轴）1460 GB/T 1096-2003 =7 故键的强度校核均满足使用。5.2轴承寿命的校核滚动轴承的结构简单，其结构包括内圈、外圈、滚动体和保持架等零件。从内，外环滚动，其滚动体和保持架等部位。内圈安装在轴颈，外圈安装在轴承座或孔机部件。通常只与轴颈旋转内圈，外圈是固定的。材料：轴承的内外圈选用GCr15，受力较大，表面进行热处理，硬度应高于60HRC。因为要具有一定的韧性，选用低碳钢的保持架材质。特点：调心滚子轴承以其结构的特点，轴承主要承受径向载荷，和轻微的一定量的轴向载荷，并且轴承具有自动调心功能，对轴的小范围的挠度可以很好的对轴承的着力点进行优化。大量实验表明，滚动轴承的疲劳寿命是相当离散的。一个滚动轴承的寿命是指轴承中任一个滚动体或滚道首次出现疲劳扩展之前，一个套圈相对于另一个套圈的转数，或在一定转速下的工作小时数。滚动轴承的负荷与寿命的关系方程为： (4-2)式中 P当量动载荷（N）： 基本额定寿命（转） C基本额定动载荷（N） 寿命指数，对于球轴承=3，滚子轴承=10/3在实际的工程计算中，滚动轴承寿命常用小时表示，此时基本额定寿命为 (4-3)式中 n=轴承转速（n/min）。在恒定的径向负荷Fr，和轴向负荷Fa作用下，当量动负荷为 (4-4)考虑机械工作是的冲击、振动对轴承负荷的影响，应引入负荷系数。此时，轴承的当量动负荷应为 (4-5)式中 X,Y颈项系数和轴向系数X/Y/可由机械设计手册查得。a) 求当量动负荷P由于该轴只受径向力作用，所以Fa=0,经差得X=1，=1.5. (406)b）计算寿命由机械设计手册查型号为GB/T288-1994，21313C的调心滚子轴承可有，其基本额定动载荷为228KN。代入得 (4-7)因此选用21313C的调心滚子轴承符合要求。5.3本章小结-41-结 论本设计首先概括介绍了本课题的背景，输送机分机械的简介以及输送机分机械的发展历程，对振动输送的原理以及国内外的研究现状和发展趋势做了详细的介绍，提出了自同步实现的可能性。基于颗粒群分层与透输送机理论引入直线振动输送机技术。依据当前已有的双轴输送机的结构构成，从原理上对直线振动输送机的原理进行了详细的阐述。介绍了双轴直线振动输送机的结构构成，给出并详细选取了主要技术参数，并且确定了输送机机关键部件的结构设计方案，并对振动输送机的输送机箱、激振器、激振轴以及偏心块等做了详细的设计，使整机的设计更加匹配。最后通过对双轴直线振动输送机的主要零件进行校核，得出本设计所选择的键和轴承不仅满足设计需要，而且还有足够的安全性和可靠性，从而整机的安全性和可靠性进一步得到提高在结构设计中，考虑到振动机械所特有的共振现象，为了防止共振的产生，要使振动器的激振频率不能接近任何一阶固有频率，机器零件的设计除了振动问题，整个输送机箱刚性好，强度高，输送机箱侧板受力均匀。总之，这次设计中，不
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号