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ZKB2460
直线
振动筛
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摘 要矿用振动筛分机是基于传统工业技术而发展起来的重要工程机械设备，它的使用对于提高选矿效率及矿产的有效使用率有着至关重要的作用，通过有效的筛分、细化，我们可以对矿料进行很好的分类，这样对于提高矿料的综合利用率及其衍生品的产品质量有着重要的作用。目前我国各种选煤厂使用的设备中,振动筛是问题较多、维修量较大的设备之一。这些问题突出表现在筛箱断梁、裂帮,稀油润滑的箱式振动器漏油、齿轮打齿、轴承温升过高、噪声大等问题,同时伴有传动带跳带断带等故障。这类问题直接影响了振动筛的使用寿命,严重影响了生产。本课题主要研究了直线振动筛分机的总体设计、主要组成部分的设计计算，详细分析了振动筛分机械的发展状况。关键词： 选煤机械； 振动筛； 设计； 筛分AbstractThe screening machine of mining vibration is the mechanical equipment of important project based on that traditional industrial technology is developed , its use has essential function in improving the effective rate of utilization of ore dressing efficiency and mineral products, through effective screening, thinning, we can carry on fine classification very to ore material, like this for improve ore comprehensive utilization ratio and product quality to derive product of material have important function. At present, Chinas coal preparation plant all the equipment used in the shaker is more problems, maintenance of one of the larger equipment. These issues in sieve outstanding performance me off beam, crack help, lubrication oil dilute the box-type vibrator oil spills, fighting tooth gear, bearing temperature rise too high, major issues such as noise, accompanied by dancing with broken belts, such as fault zone. Such issues directly affecting the life of the shaker, which has seriously affected the production.This topic mainly studied from has decided the shaker extension telephone the system design, the main constituent design calculation, the multianalysis vibration has sieved the machinery the development condition.Keywords:coal preparation machine； vibrating screen； design； screening目 录1 概述1 1.1筛分机械的应用1 1.2 筛分机械的工业发展2 1.3 筛分机械的发展方向32 物料运动及动力学分析4 2.1 直线振动筛工作原理5 2.2 物料在筛面上的运动分析52.3 动力学因素的分析103 振动筛的结构形式13 3.1 筛面尺寸的确定13 3.2 激振器形式的确定153.3 筛箱形式的确定163.4 减振形式的确定193.5 传动形式的确定204 振动筛参数计算23 4.1 振动筛的工艺参数23 4.2 振动筛参振质量的初步确定234.3 振动筛所需激振力的计算234.4 轴承的计算244.5 激振器的计算254.6 轴设计与计算284.7 橡胶弹簧的计算30 4.8万向联轴器的选用计算335 振动筛安装、使用与维护34 5.1 安装及调试34 5.2 振动筛的操作、维护和维修35结论37参考文献38致谢391 概 述振动筛分机械是近几十年来得到迅速发展的一种新型机器，目前已广泛运用于采矿、冶金、煤炭、石油化工、水利电力、轻工、建筑、交通运输和铁道等工业部门中，用以完成各种不同的工艺过程。例如：在煤炭工业部门，采用圆振动筛、概率筛、等厚筛和直线振动筛作为粗煤、精煤和末煤的分级、脱水和脱介。随着我国建设事业迅猛发展和现代化建设的迫切需要，对这类振动筛分机械不仅在品种和规格上，而且在产品质量上也提出了越来越高的要求，因此，振动筛分机械的研究日益引起人们的注意。1.1筛分机械的应用在选煤厂和筛选厂中，筛分作业广泛地应用于原煤准备和产品处理上，按其任务不同，可以分为以下几种筛分作业。（1）准备筛分。也称预选筛分。在选煤厂，按破碎作业和分选作业的要求，将原料煤分成不同的粒级，为煤炭的进一步加工做准备。（2）检查筛分。用在物料破碎之后，将破碎产物中粒度不合格的大块物料分出，再进行破碎，以保证对产物的粒度要求。（3）最终筛分。用于筛选厂，其筛分的各粒级产品是直接供给用户的商品煤。（4）脱水筛分。以脱水为目的的筛分，在选煤厂用于选后产品的脱水。用做脱水作业的筛子叫做脱水筛。（5）脱泥筛分。以脱出煤泥为目的的筛分。在选煤厂为了减少高灰分细泥对精煤的污染，在筛上脱水过程中，加喷水冲洗，以脱除部分细泥，这种作业叫做脱泥筛分。在重介质选煤厂，为了减少煤泥对介质系统的污染，在煤进入重介质分选机之前也要采用脱泥筛分。（6）脱介筛分。以脱除重介质为目的的筛分称为脱介筛分，在重介质选取煤厂，对重介质选煤的产品在筛子上用喷加清水的办法，使产品与加重质分离，这种作业叫脱介作业。（7）选择性筛分。选择性筛分是指在筛分过程中，煤炭不仅按粒度分级，而且也按质量分级的筛分。对某些矿区，其末煤灰分较低而大块煤的灰分较高，通过筛分机械分出大块，可使末煤质量等级提高12级，反之，有些矿区的末煤灰分比大块煤高，通过选择性筛分则可提高块煤质量。1.2 筛分机械的工业发展随着国民经济的快速发展，筛分技术和设备在各行各业中的应用越来越广泛。在冶金、矿山、煤炭、水电、化工、建材等部门的工艺流程中，筛分起着分级、分选、脱泥、脱介和脱水等作用。筛分工艺技术水平的高低和筛分设备性能质量的优劣，直接关系到工艺效果的好坏和生产效率的高低。1.2.1国外筛分机械的发展概况国外从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和RXR公司结合起来，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。1.2.2 国内筛分机械发展概况由于工业发展缓慢,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TY11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。这些筛分机械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，有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，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，但是他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了成功。1.3 筛分机械发展的方向综合国内外筛分机械发展现状，筛分机械将向以下几个方向发展。（1）向大型化发展。工业的现代化进程促使企业规模增大，生产能力大大提高。如从前我国选煤厂生产200300万吨/年就是大型的，而现在出现1200万吨/年的选煤厂，这就需要大型筛分机与之配套，德国KHD公司生产的USK筛机已达4500mm6000mm，筛面达27m2，德国的另一筛子技术公司生产的5500mm11000mm，筛面达60.5m2。（2）向重型超重型筛发展。大的矿业工种需要处理大块物料，法国素梅斯塔公司生产的振动棒可处理直径达1m以上的大块物料。（3）向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。较为理想的物料运动方式是：在垂直方向上，入料端的振幅大于出料端的振幅，沿长度方向上，从入料端到出料端，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。（4）向标准化、系列化、通用化发展。这是便于设计、生产和降低成本的有效途径，德国KHD公司生产的USL和USK筛机的侧板、筛板、横梁、传动轴均已实现标准化、通用化振动器也只有三种，同属德国的申克公司生产的冷、热烧结矿筛和等厚筛只有两种标准，可见三化程度之高。（5）振动强度增大。筛机的振动动过程逐渐强化，以取得较大的速度，从而提高生产能力和筛分效率。日本和德国的筛机所用用的振次为980r/min,振动强度为4.5-7g,圆振动的倾角达到25-300。（6）向空间发展。针对细物料，先后出现了旋流振动筛、锥型振动筛、蝶型振动筛、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。（7）共振筛系列发展停滞、振动筛系列日益壮大。2物料运动及动力学分析2.1 ZKB2460直线振动筛工作原理ZKB2460直线振动筛的激振器是由两根带有不平衡重量的轴组成，两根轴作反向同步回转，所产生的离心力使筛箱发生振动。根据不平衡重在轴上的相对位置不同，筛箱振动的轨迹可以是直线或椭圆两种形式，目前，一般使用的双轴振动筛筛箱的运动轨迹都是直线，所以这种筛子又称为直线振动筛。直线振动筛有固定的抛射角（筛面上物料被抛起的方向与筛面最小夹角）国产筛抛射角一般为45。直线振动筛有很大的加速度，因此特别适用于煤炭中细粒级的脱水、脱介和脱泥，也可用于中、细物料的筛分。双电机拖动的直线振动筛，其振动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，因此，又称自同步技术。要使直线振动筛作直线运动，两组不平衡重必须严格按图2-1中所示的反向而同步旋转，但是，双电机传动的结构往往由于启动等某种原因，使两组不平衡重的相对位置并不像图2-1所要求的那样准确。如果不平衡重2落后于不平衡重1一个相位角，这时二者所产生的离心力将不能按图2-1的要求进行叠加和抵消，而产生了一个不平衡力，使整个筛箱在支撑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质量能互相自动追随而达到反向同步旋转。 图 2-1 直线振动筛工作原理 （a）直线振动筛工作原理图；(b)激振器工作原理图图2-1（b） 所示是激振器的工作原理图。是直线振动筛的激振器实际上是由两个单不平衡重激振器组合而成。这两个相同的单不平衡重激振器的两根轴是同步异向旋转，在各瞬间位置时，两根轴上所产生的离心惯性力沿x-x方向的分力总是相互抵消，而沿y-y方向的分力总是相互迭加，因此就形成了沿y-y单一方向的激振力，依靠这个力驱动筛箱作直线往复振动。由图 2-1 可看出，当双不平衡重运转到（1）和（3）的位置时，它们所产生的离心惯性力完全迭加，激振力最大；转到（2）和（4）的位置时，它们的离心惯性力完全抵消，激振力为零。用同样的道理可以证明：两个偏心轴再经多次的旋转，将使其相位角越来越小，直到为零，即重新实现了反向同步旋转。我国选煤厂使用的振动筛除上述系列下，还有一些其他型号。例如：圆振动筛有WK型和波半进口仿制成SXG1型；直线振动筛有WP型和波兰进口仿制成ZZS型；QDG型振动筛（又称琴弦筛）则是一种适合于大水分、细粒煤分级的一种高效转型振动筛。我国煤用振动筛，型号用汉语拼音字母来表示。按JB、Z14579规定如下考虑到双电机拖动直线振动筛的优点，在此设计中采用双电机拖动的直线振动筛。2.2物料在筛面上的运动分析物料在筛面上的运动状态与筛子的工作参数有密切关系。对于直线振动筛，物料运动平均速度v可按下式计算：式中： 角速度，rad/s； 倾角对平均速度的影响系数，取=1； 物料厚度影响系数，取=0.7； 物料形状影响系数，取=0.9； 滑行运动影响系数，取=1； 振动方向，。则 筛面上的碎散物料是由大小不同的颗粒组成的。在这些物料中，只有最下层的物料与筛面直接接触，受筛面运动的直接影响，其他部分只是间接地受筛面运动的影响。由于颗粒之间杂乱无章地堆叠，使它们的运动相互干扰，因此，物料在筛面上的运动情况很复杂。为了找出筛子工作参数与物料运动状态的一些关系，不得不作一些简化，研究单个颗粒在筛面上的运动，这种理想化的分析方法可以提供一些有用的近似结果，如图2-3所示。在直线振动筛中，筛箱是沿抛射角作简谐运动。处在筛面上的物料，也随同筛面作简谐运动。如果取其中的一个颗粒为例，则作用在颗粒上的力除了颗粒本身的重力以外，还受到筛面运动时所给予的惯性力P。惯性力的方向与筛面运动的方向相同。图23直线振动筛颗粒受力图当筛子工作时，颗粒脱离筛面被抛起的条件是：式中：颗粒所受的惯性力；颗粒质量；抛射角，直线振动筛一般为；筛面倾角，对于作直线运动的筛子，一般是水平安装，倾角为零。根据直线振动筛的动力学因素分析，筛子工作时筛箱的最大加速度为。由于假设颗粒的加速度与筛箱相同，所以颗粒所受的最大惯性力应为。最大加速度为 将此式代入上式，可得或式中，筛箱的振幅，m 筛子激振器不平衡重的回转速度，rad/s；重力加速度，m/s2。令定义为筛分机的抛射强度，它是直线振动筛的一个重要特征参数。从上式可见，抛射强度就是颗粒所受惯性力以后在垂直于筛面方向上的分加速度与颗粒在此方向上的重力加速度分量之比。显然，筛箱的加速度和抛射角越大，抛射强度也就越大。根据上述分析，1时，颗粒不可能脱离筛面，只能沿着筛面向前移动。当1时，颗粒能够脱离筛面，作跳跃运动。所以就是颗粒脱离筛面的极限条件。可以想像，抛射强度越大，颗粒所受的惯性力也越大，抛射的也越高。这样，有得于物料的透筛。但是，当增大时，颗粒跳动一次所需的时间也越长。显然，从充分发挥筛子的工作效率来看，跳动所需的时间过长也是不利的。颗粒跳动一次的时间不超过筛面振动一次的时间，才能充分利用筛面每次振动的作用，所以，的另一个极限条件就是使颗粒跳动一次的时间筛面振动一次的时间，这是的上限。图24表示筛面和颗粒运动状态。图中，横坐标是筛面运动的时间，纵坐标是筛面和颗粒运动的高度。从图中可见，颗粒开始与筛面一起运动，这时候，颗粒和筛子运动的速度和加速度是一样的。但是，到了脱离点，当颗粒所受的惯性力大于本身的重力时，颗粒就要脱离筛面，作抛射运动，图24筛面和颗粒的运动状态筛面的行程则在激振器的作用下，仍然按正弦曲线运动。到了落回点，颗粒重新与筛面相遇，并再与筛面一起运动。如果以表示筛面振动的一次的时间，则：根据上式，在脱离点的瞬间，筛面的速度和加速度分别为：筛面上的颗粒同样与获得上述的速度和加速度。在脱离点，颗粒的加速度法向分量应等于本身的重力加速度的法向分量，即：由式： 由于在脱离点的瞬间筛面的加速度和颗粒的加速度相等，即，则或 按图25，当颗粒以作抛射运动时，其抛物线的轨迹方程式应为：倾斜筛面的直线方程为：消去y,得两曲线的交点：图25颗粒的运动轨迹颗粒从抛起至落在筛面上的时间为：若筛面振动一次的时间为T，则。由于颗粒跳动一次的时间最大不应超过筛面振动一次的时间，即：将代入上式，两边平方，得：或亦即所以，是抛射强度的另一个极限，在这种情况下，颗粒跳动一次的时间恰好等于筛面振动一次时间。因此，除了个别情况，颗粒需要较大的抛射力以外一般，不宜超过3.3。2.3动力学因素的分析双轴振动筛的筛箱用弹簧悬挂在机架上，借激振器的惯性力使筛箱作直线运动。筛箱的振幅取决于筛箱的质量、激振器的不平衡重的质量和弹簧刚度等动力学因素。从振动系统来说，双轴振动筛是线性振动系统。图26（a）为直线振动筛的简化图。筛子的激振力P作用在抛射方向y-y上，与筛呈角。激振力、弹簧的合力均通过筛子重心。为使分析简化，假设弹簧力的方向亦在抛射，上（由于在筛子正常工作中，弹簧力与其他动力相比，相对较小，所以上述假设影响不大）。根据这些假定，可以把直线振动筛的振动系统绘成计算草图见图26（b）。在直线振动筛工作中，筛子受4种力的作用：（1）筛箱运动的惯性力（筛箱及激振器质量与加速度的乘积），即；（2）阻尼力（由弹簧的内阻力和一般的阻力形成，其大小与筛箱运动速度成正比），即；（3）弹簧恢复力（弹簧刚度与位移的乘积），即；（4）激振器产生的激振力，即。在振动筛中，为了保持动力平衡，必须满足的条件是:惯性力阻尼力弹簧恢复力激振力0（a）(b)图26双轴振动筛的振动系统在振动筛工作中，阻尼力相对很小，可以忽略不计。根据上述平衡条件，可以列出筛子工作时的微分方程：式中筛箱质量，kg; 激振器不平衡重的质量，kg; 弹簧刚度，N/m; P激振器的最大激振力，N，微分方程的特解是：（21）上式的常数A反映了筛箱在振动过程中离平衡位置的最大距离，实际上就是振幅。将上式的数值代入，经整理后可得：（22）上式表示了直线振动筛的振幅和各动力学因素之间的关系。3 振动筛的结构形式按照设计任务的要求： Q=250t/h Q给料量主要用于准备筛分，并且采用干法筛分，入料粒度。其结构如图3-1所示。图 3-1 振动筛的结构1-出料口；2-下横梁；3-上横梁；4-加强板；5-侧板；6-激振器；7-轮胎联轴器；8-电动机；9-入料挡板；10-加强板；11-橡胶弹簧3.1 筛面尺寸的确定一般来说，对一定的物料和筛子，生产率主要取决于筛面宽度，筛分效率则取决于筛面长度。筛面越长，物料在筛上的停留时间就越长，筛分效率也就越高。筛分效率与筛分时间（或筛面长度）的关系如图32所示。筛分初始，筛分效率增加很快，因为此时有大量“易筛粒”；之后，由于剩余的细颗粒中“难筛粒”含量相对增多，筛分效率随时间增加而逐渐减缓，因此，筛分时间过长是不合理的。筛面倾角一定时，要增加筛分时间，只有增加筛面长度，而筛面过长，既浪费厂房空间又使筛子结构笨重。筛面宽度必须与筛面长度保持一定的比例关系，这除了受筛框结构的限制外，还因为当筛子负荷一定时，如果筛面宽度小而长度很大，筛面上物料层就厚，物料中的细粒就难以接近筛面和透过筛孔；反之，如果筛面计划调节很大而长度小，物料层厚度固然减小，但由于颗粒在筛面上停留时间短，通过筛孔的机会少，筛分效率也会降低。一般，筛子长度与宽度比为2.53。图32筛分效率与筛分时间的关系现采用25mm筛孔，根据资料查得筛面单位处理能力为2025。 筛分机台数；生产不均衡系数，取；单位负荷定额，；筛分机有效面积。一般认为筛子的宽度与长度之比为，初选筛面尺寸为，所以 满足设计要求，筛面尺寸定为3.2 激振器形式的确定振动器是振动筛的振动源，筛子的激振力由它产生，也叫激振器。图3-3 块偏心式激振器ZKB型直线振动筛采用快偏心（K），自同步运动（B）的直线振动筛（Z），图3-3所示为ZKB型直线振动筛激振器的基本结构。它是一套激振器，由两对主、副偏心块、一根轴、两套大游隙轴承及轴承座组成。激振力由主、副偏心块产生，其激振力可由副偏心块的质量调节，如图 3-4，采用大游隙轴承可解决在振动过程中轴承温升过高的问题。这种激振器的特点是：重量轻、维修方便、激振力可调，可使筛箱结构简化，适用于大型筛分机上，但它结构较复杂。直线振动筛采用4套块偏心激振器，在筛箱两侧壁各安装两套。图3-4 激振器的不平衡重块3.3 筛箱形式的确定筛分设备的筛箱是主要工作部件和承载部件。筛箱是由筛框及固定在它上面的筛面所组成，由于筛箱结构和型式的不同，有时可表现了不同的筛分方法和不同特征的筛分设备，但不论什么样的筛分设备都必须具备一定特征的筛面和筛框。3.3.1筛框的结构形式各种筛子的筛框结构大同小异，出现的问题也基本相仿。对于当前使用最多的振动筛，主要问题是梁断和帮裂。图3-5是双层筛面的圆运动振动筛筛框的结构，它是由侧板1、后挡板2、下横梁3和上横梁4组合而成的。侧板是用钢板制成，利用横梁将两块侧板连接起来，使筛框成为钢质整体结构。侧板用以传递激振力，它在中部铆有座圈5，激振器就联接在座圈上。为了加强侧板的刚度，在座圈附近采用双层钢板，并在适当部位铆接角钢6以补强。下横梁采用槽钢，上横梁采用无缝钢管，并用角钢7和法兰盘8分别铆在侧板上，上层筛面放置在侧板内侧的角钢9上，并用压板10和木楔块将它固紧。下层筛面放置在下横梁的上面，用卡板拉紧。后挡板中间有能拆卸的后盖板，供清洗和检查筛面之用。对于大型振动筛，筛框一般采用高强度和高冲击韧性的16Mn或锅炉钢板。在本设计中采用高强度和高冲击韧性的16Mn钢板，横梁采用型钢制作。图3-5双层筛面的圆运动振动筛筛框的结构1-侧板；2-后挡板；3-下横梁；4-上横梁；5-圈座；6-角钢；7-角钢；8-法兰盘；9-角钢；10-压板筛框的强度除了与本身材料有关，还与联接方法有很大的关系。筛框结构最常用的联接方法有两种：铆接和焊接。焊接结构制造简便，但易产生内应力，筛子在强列振动下易在焊接缝处开裂，所以适用于振动强度较小的筛箱。铆接结构制造的尺寸准确，没有内应力，对振动有较好的适应性。但工艺繁杂、制造技术高。振动强度大的筛箱，最好采用铆接或者采用铆、焊联合的方法。由于焊接会产生很大的内应力，一般情况下使用维修筛子时不在筛箱上焊接辅助部件，在受力大的地方尤其不允许。综合比较后在本设计中，采用铆接。横梁承受筛板和物料的重量及它自身在工作中的惯性力，横梁可采用槽钢、工字钢、无缝钢管、箱开梁和压形梁等几种端面形式制成。采用钢管作横梁，由于它在各方面的惯性矩相同，所以受力状态较好，被普遍采用，它特别适用于作圆形运动的筛箱。通常钢管两端与法兰盘焊接，法兰通过紧固件再与筛框侧板连接。箱形梁一般是由两块弯折后的槽形钢板对接而成，它有利于承受两个方向的力量，所以目前一些大面积的筛箱经常采用。压形梁是钢板热压面成，可以制成所要求的形状，在梁的转角处要呈圆角，避免受力后产生的应力集中，它也用在受力较大的大面积筛箱上。筛箱的刚度是指它抵抗变形的能力。在筛子工作时，筛框受振动产生的高频惯性力可使局部构件发生动力变形，这种变形往往是横梁或侧板断裂的一个原因。所以，加强筛框结构的刚度，特别是连接部位的刚度是个重要问题。横梁的联接如图3-7所示。图 3-7 横梁的联接形式1-侧板；2-橡胶；3-无缝钢管；4-筋板；5-法兰盘要消除焊接后内应力，最常用的方法是高温退火处理，这个方法是将构件均匀加热至，工保温一定时间，然后缓慢冷却。在本设计中的筛框结构如图3-8所示。图3-8 筛框结构3.3.2 筛面的结构形式筛面是筛子承受被筛物料并完成筛分过程的最重要的工作部件。对筛面基本要求是：有足够的机械强度，最大的开孔率（筛孔面积与筛面面积的比值），筛面不易堵塞，在物料运动时与筛孔相遇的机会较多。常用筛面有板状筛面、纺织筛面、条缝筛面、棒条筛面和非金属筛面五种。板状筛面又称筛板，它是一种筛孔最大、筛面最牢固的筛面。筛孔可用冲压和钻孔两种方法制成，筛孔有圆形、方形和矩形等多种。主要用于粗粒物料的筛分。在本设计中，采用圆形孔。在固定时，板状筛面一般是在筛面两侧用木楔压紧进行固定，木楔遇水后膨胀，可将筛面压得很紧，这种方法简单可靠。为防止中部发生松动，可用螺栓或U型螺栓压紧。筛面固定的方法对筛面工作的可靠性有很大的影响，这对由金属丝或金属条所制成的筛面表现得尤为突出。因为如果筛网的固定比较松驰，筛子振动时，筛网就要产生局部抖动，使筛丝产生局部的挠曲，严重时会导致筛丝的断裂。通常钢丝只能承受1百万到2百万次的反复弯曲，由于筛网固定松弛而使钢丝固定变形的频率等于筛箱振动的频率，则钢丝只要工作2000分钟，就达到疲劳极限。可见正确地确定筛面的固定方法（如图3-10所示），使网面在工作中不会松动，具有很重要的意义。筛网突出的优点是开孔率大，可达总筛网面积的70%。但是与筛板比较，牢固性较差，使用寿命短，所以一般只用在细粒度物料的分级上。在选煤厂往往用于粒度小于13的煤炭分级。金属筛网的筛孔较大，金属丝较粗，多有于对中细物料的筛分，在选煤厂往往于筛孔小于是13的煤炭筛分作业上。孔形多为方形，也有长方形的，开孔率高达。筛网材料常用低碳钢。 图 3-9 圆形筛孔的筛板图 3-10 筛板的固定方法在本设计中，综合考虑以上各种筛面的优缺点以及设计要求入料颗粒较大（mm）的特点，因此选取板状圆孔筛面。3.4 减振形式的确定振动筛减振装置有两种形式，吊式减振装置和座式减振装置。吊式减振装置销轴与振动筛筛箱吊耳连接，通过钢丝绳，弹簧底板把筛子吊挂在上部楼底板上。为了防止钢丝绳摇摆，在钢丝绳中部配有配重块。吊式减振装置适用于质量比较轻的小规格振动筛。优点是不占用筛箱下部空间，但需上层楼板作支撑。座式减振装置，是目前振动筛比较常用的减振装置。它由底座、主弹簧和上座等组成。在底座中安装有阻尼器，用于缓解筛子停车过程中的共振力。阻尼弹簧通过橡胶摩擦块在水平方向压紧筛箱，摩擦块与底座孔的上下间隙各为mm。阻尼力的大小可以通过螺栓进行调节。为简化结构，前许多座式减振不再安装阻尼器。座式减振装置与筛箱上的支撑装置座相连，连接一般为铰接式，便于调整筛箱安装角度。座式减振装置适合于各种规格振动筛，因此被普遍采用。座式减振装置中的主弹簧既可采用金属螺旋弹簧也可采用橡胶弹簧。金属螺旋弹簧工作可靠，并具有良好的动力性能，可以设计得相当柔软，从而有交地降低筛子对基础的负荷，缺点是弹簧上下端面精度不易保证，易产生噪声。橡胶弹簧内阻较大，一般认为在过共振区时应该具有较低的振幅，噪声低，其缺点是刚度较大，筛子对基础的动负荷较大，易老化。在本设计中，考虑到橡胶弹簧的相对优点，特别是在过共振区时具有较低的振幅，对延长筛子的使用寿命具有很大作用，且噪声低，所以选用橡胶弹簧的座式减振装置。3.5 传动形式的确定振动筛的传动装置有带传动、挠性联轴器传动和联合传动三种。V形带传动功率大、效率高，被广泛采用；常用的挠性联轴器有万向联轴器和瓣形轮胎联轴器两种，其中后者的挠性件用输送带制作，取材容易、维修方便、造价低，故应用更为广泛，其结构如图3-17所示。图3-17 传动结构筛子在工作中存在振动且振幅为，所以选用轮胎式联轴器UL15型。其结构如图3-18所示。表3-2 各种传动形式的比较传动装置带传动挠性联轴器传动胶带与联轴器联合传动优点和缺点1. 结构简单、维护容易成本低2. 在电机转速一定的情况下，带传动速比可以在较大范围内任意设计，帮筛机振频可在相应范围内任意选择。3. 柔性好，能适应安装误差及传动中心距的变化。4. 胶带易打滑、松驰、损坏、使从动轮“丢转”，造成筛机工作不稳。5. 带张力作用在激振轴和电机轴上，使们承受交变应力，易疲劳折断，另外筛箱易产生横向摆动，电机易烧毁。1. 根据电机转速，只能有限地选择振频2. 振器轴不“丢转”，筛机工作平稳3. 具备带传动的第两条优点4. 能克服带传动的第条缺点。1. 结构较复杂，制造，维护费用较高。2. 带传动中心距恒定不变，不易“丢转”，带寿命较长3. 具备带传动第条优点4. 能克服带传动第条缺点图3-18轮胎联轴器经过比较，轮胎联轴器的优点相对突出，可靠性高，且结构简单，因此电机与激振器之间采用轮胎联轴器联接，而两侧板上激振器之间为了保证同步转动和消除制造和安装的同心误差，在两激振器之间采用万向联轴器联接。图3-19万向联轴器4 振动筛参数计算4.1 振动筛的工艺参数所选振动筛 长为6000 宽为2400筛分有效面积 处理量 抛射角 抛射强度 一般直线振动筛的，现取振 幅 惯性振动筛的振幅值必须足够大，以便将接近筛孔尺寸的颗粒抛离筛面，减少堵孔，但振幅又不宜太大，否则，牵制频率，甚至因其太大会提高振动强度，通常直线振动筛振幅，现取频 率 取 4.2 振动筛参振质量的初步确定式中 振动筛参振质量；振动筛单位面积参振质量； 筛箱面积。根据经验，对于单层筛按考虑，则 4.3 振动筛所需激振力的计算式中 激振力；振动筛单振幅；振动筛角频率。则 4.4 轴承的计算4.4.1 确定轴承数量由于采用自同步技术，两台电动机驱动，同时选取块帮式偏心激振器，所以共有8套轴承。即 4.4.2 确定轴承类型对于直线振动筛一般可选用单列向心短圆柱滚子轴承和双列向心球面滚子轴承。对比如下表：表3-1 两种轴承对比单列向心短圆柱滚子轴承双列向心球面滚子轴承优点1.结构简单，成本低2.承受动载荷大3.内、外圈可分别安装1.承受静载荷大2.具有调心功能3.轴向有限位作用4.能承受一定的轴向力缺点1.轴各要有定位件2.无调心作用1.对于整体结构箱式振动器，安装拆卸不便根据上表结合实际，现选用单列向心短圆柱滚子轴承。4.4.3 计算单个轴承当量动负荷单个轴承当量动负荷 式中 单个轴承当量动负荷； 轴承数量，； 振动筛所需的总激振力；寿命系数，；负荷系数，所以查手册选 速度系数，转速为970时，查手册得 =0.322 温度系数，所以查手册选；则 所以查手册，选用NH2326/C3单列向心短圆柱滚子大游隙轴承，满足使用条件4.5 激振器的计算4.5.1 偏心块的计算振动筛在超共振状态下工作时，由于弹簧的刚度很小，故在振幅计算式中的K值可以忽略，则可得对于双轴振动筛：（M+2m）A=-2mr式是负号表示机体振动质量和偏心块质量m的重心在振动中心的两个不同方向上，计算时取绝对值。r为偏心距，根据本次设计要求设其为250mm。而本机属大型双轴振动筛，振动筛单位面积参振质量为0.6吨/米2，且筛面为2.4m6m所以可以估算出振动筛的重量mj=2.460.6=8.64吨则振动筛的重量约为8.64吨振动机体质量M可由公式进行计算,其中Kw=0.3。振动机体质量；筛子上的物料重量； 物料结合系数，一般取0.150.3由文献五中式20-6-13可计算出筛子物料质量mw式中L槽体长度，m。 =QL3600V=2506(36000.203)=2052kg则=8.64+0.32.052=8.64+0.6156=9.2556吨。偏心块质量可算出，由（M+2m）A=-2mr代入计算可得（9255.6+2m）0.005=-2m0.25则m=90kg. 所以偏心块重90kg4.5.2 振动筛功率的计算筛子正常工作时将消耗两部分功率，迫使筛子振动的功率（振动功率）以及传动机构摩擦所消耗的功率（摩擦功率）。振动筛工作状态消耗功率：式中 振动功率，； 摩擦功率，； 传动效率，；。式中 阻尼系数，； 总参振质量，； 振动频率（转速），； 振幅（单振幅），m。则 式中 阻尼系数，； 轴颈直径，m；则 则 由于振动筛启动时偏心质量的存在，启动转矩很大，当所选电机启动转矩能够克服筛子的静转距时，筛子才能正常工作，因此还要校核启动转矩。振动筛所需要的启动转矩：式中 偏心块偏心力矩， 轴承静摩擦力矩， 振动筛所需要的启动转矩，考虑到轴承静摩擦力矩远小于偏心力矩，因此可忽略不计，则 =9550PN 所以 P=N9550 =4419709550 =45kw考虑到目前通常使用Y系列电动机具有启动力矩大的特点，一般时，筛子启动就没有问题。电动机额定力矩。由于采用自同步双电机驱动，查手册选用Y180L-6型15电动机两台。4.6轴的设计与校核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 d 计算轴的最小直径并加大3%以考虑键槽的影响查表 取=110则轴的结构设计（1）确定轴的结构方案图4-2 轴的结构两轴承及轴承斜挡圈分别从两端装在2、4段，靠与3段的轴肩定位，偏心块也分别从两端装在1、5段，靠轴承斜挡圈定位，（2）确定各段直径和长度段 根据轴承动载荷设计要求，选用NH2326/C3轴承，因此，轴承宽度，斜挡圈宽度，由于偏心块靠斜挡圈定位，偏心块与1段有5mm距离，所以 段 根据偏心块轴孔直径及厚度，同时考虑偏心块靠斜挡圈定位，并满足最小直径的要求，端部靠螺栓和挡盘定位，轴和挡盘之间有一定的距离，所以段 为满足定位要求，其直径应大于段，并满足倒角和倒圆要求，所以，段、段和段、段是一样的直径和长度（3）弯矩和扭矩图求轴承反力求偏心块处的弯矩求轴的扭矩 按弯扭合成强度校核轴的强度当量弯矩 取折合系数轴的材料为45#钢，调质处理。查手册得材料的许用应力为所以该轴满足强度要求。图 4-3 轴的受力分析4.7 橡胶弹簧的计算 弹簧的总刚度 式中： 频率比，通常，取Z=5； 参振质量，；则 式中：弹簧的最大变形量， 式中： 弹簧的自由高度，m； 弹簧的外径，m。取式中：受压面积与自由面积之比； 弹簧的内径，取。静弹性模量与邵氏硬度的关系式为：式中：橡胶弹簧的邵氏硬度，查手册得式中： 静弹性模量，； 动弹性模量，； 外形系数。 式中： 弹簧的受压面积， 强度应满足： 式中： 橡胶的压缩应力，； 橡胶的许用压缩应力，；取所以满足要求式中： 单个弹簧的刚度，； 支撑弹簧的个数；则 所以选用8个橡胶弹簧。4.8万向联轴器的选用计算万向联轴器的计算转矩： （）交变载荷时： （） 式中 万向联轴器的公称转矩，；万向联轴器的疲劳转矩，；万向联器的理论转矩，；驱动功率，；万向联轴器转速，；万向联轴器的转速修正系数，查手册选；万向联轴器的轴承寿命修正系数，查手册选；万向联轴器的两轴线折角修正系数，查手册选；、载荷修正系数。查手册选所以选用SWP200A-1850型万向联轴器满足要求5 振动筛安装、使用与维护5.1安装及调试5.1.1 安装前的准备新设备在安装前，应该进行认真检查。由于制造的成品库存堆放时间较长，容易产生轴承生锈、密封件老化或者在搬运过程中损坏等，遇到这些问题时需要更换零部件。5.1.2 安装振动筛的安装要按一定顺序进行，一般说来有以下几个步骤：(1)安装支撑装置。安装时，要将基础找平，然后按照支撑装置的部件图和筛子的安装图，顺序装设各部件。弹簧装入前，应按端面标记的实际刚度值进行选配。(2)将筛箱连接在支承装置上。装上后，应按规定倾角进行调整。对于自同步直线振动筛来说，倾角为零。隔振弹簧的受力应该均匀，其受力情况可通过测量弹簧的压缩量进行判断。一般，给料端两组弹簧的压缩量必须一致，排料端两组弹簧也应如此，排料端和给料端的弹簧压缩量可以有点差别。(3)安装电动机。安装时，电动机基础应该找平电动机的水平需要找正。(4)查筛子各联接部件（如筛板，激振器等）的固定情况，筛板应均匀张紧，以防产生局部振动。检查传动部分的润滑清况，电动机及控制箱的接线是否正确，并以手转动传动部分，查看动动是否正常。(5)检查筛子的入料、出料溜槽以及筛下漏斗在工作时有无碰撞现象。5.1.3 试运转筛分机安装完毕，应该进行空车试运转，初步检查安装质量，并进行必要的调整。(1)筛子空车试运转不得小于8h,在此时间内，观察筛子是否启动平稳迅速，振动和运动是否稳定，有无特殊噪声，通过振幅目测指示牌观察其振幅是否符合要求。(2)筛子运转时，筛箱运动不产生横摆。如出现横摆，其原因可能是两侧弹簧高差过大，吊挂钢丝绳的拉力不均，转动轴不水平或三角带过紧，应进行相应的调整。(3)开车4h内，轴承温度渐增，然后保持稳定，最高温度不超过75，温升不超过40如果开车后有异常噪声或轴承温度急剧升高，应立即停车，检查是否转动灵活及润滑是否良好等，待排除故障后再启动。开车24小时后停机检查各连接部件是否松动，如果松动，待紧固后开车。试车8h后如无故障，才可对安装工程验收。5.2 振动筛的操作、维护和维修5.2.1操作在筛子启动前，应首先去检查螺栓等连接部件是否可靠固定，电气元件有无失效，激振器的主轴是否灵活，轴承的油滑情况是否良好。筛子的启动次序是：如有除尘装置应先启动，然后启动筛子待运转正常后，才允许向筛面均匀地给料，停车顺序与此相反。往筛子设备上给料要适量，不要过多。过多虽然处理能力大，但筛子效率低，只起一个溜槽作用。也不要太少，过少筛子处理能力小，没有充分利用筛子。给料要求连续均匀，要使物料布满整个筛面宽度成一等厚度层。此外，要及时处理和维修筛面。5.2.2维护在筛子正常运转时，要密切注意轴承的温度。一般不得超过40，最高不得超过60。运转过程中要注意筛分机有无强烈噪音。筛箱振动应当平稳，不准有不正常的转动现象。若筛箱有摇晃现象发生时，应检查四根支承弹簧的刚度是否一致，有无折断现象。设备在运行期内，应定期检查磨损情况，如零件磨损过度，应立即予以更换。应经常检查筛面有无松动，有无筛面局部磨损造成漏煤，有无筛面的筛孔因长时间工作磨损变大或变形，从而影响各级粒度和筛分效率。遇上以上情况，严重者应立即停机维理。筛分机的轴承部分必须设有良好的润滑。当轴承安装良好，无发热，漏油时。可每隔一星期左右用枪注入黄油一次，每隔两个月左右，应拆开轴承壳，将轴承进行清洗，重新注入洁净的黄油。筛子维护和检修的目的是通过修理和更换损坏、磨损的零部件的方法恢复筛子的工作能力，其内容包换日常维护、定期检查和修理。1、 日常维护日常维护内容包括筛子表面，特别是筛面紧固情况，松动时应及时紧固。定期清洗筛子表面，对于漆皮脱落部件应及时修理，除锈并涂漆，对于裸露的加工表面应涂以工业凡士林以防生锈。2、 定期检查定期检查包括周检和月检。（1） 周检：检查激振器、筛面、支撑装置等各部螺栓紧固情况，当有松动时应加以紧固。检查传动装置的使用状况和连接螺栓的锁紧情况，检查三角带张紧程度，必要时适当张紧。检查筛子时，须特别注意查看在飞轮上的不平稳重块固定得是否可靠，如固定不牢，筛子运转时不平稳重块就可能脱离飞轮，导致安全事故。（2） 月检：检查筛面磨损情况，如妨现明显的局部磨损应采取必要的措施，并重新紧固筛面。检查整个筛框，主要检查主梁和全部横梁焊缝情况，并仔细检查是否有局部裂纹。检查筛箱全部螺栓情况，当发现螺栓与侧板有间隙或松动时，应更换新的螺栓。5.2.3 检修筛子零件的检修期限随其结构与工作条件而有所区别。一般在两年内不进行大检修，而只更换某些磨损零件，在所有零部件中筛面是最容易磨损的部件，其次是传动胶带，弹簧及轴承。必须定期检修更换。激振器和传动装置拆缺时小心进行，严禁用大锤敲打，防止部件损坏，装配前应保持零件清洁。检修用的起重设备，应与被起重部件的重量相适应。筛分机在工作中常见故障、原因和消除措施如下页所示。对筛子进行定期检查时所发现的问题，应进行修理。修理内容包括及时调整三角带拉力，更换新带，更换磨损的筛面及纵向垫条，更换振弹簧，更换流动轴承、传动和密封，更换损坏的螺栓，修理筛框构件的破损等。筛框侧板及梁应避免发生应力集中，因此不允许在这些构件上施发焊接。对于下横梁开列应及时更换，侧板发现裂纹损伤时，应在裂纹尽头及时钻5mm孔，然后在开裂部件加以补强板。激振器的拆卸、修理和装配应由专职人员在清洁场所进行。拆卸后检查流动轴承磨损情况、检查齿轮齿面，检查各部件连接情况，清洗箱体中的润滑回路使畅通，清除各结合面上的附着物，更换全部密封件及其他损坏零件。结论经过三个月的紧张设计，在老师和同学的帮助下，我终于完成了ZKB2460直线振动筛的毕业设计。其主要工作包括整体结构设计、筛框结构设计、激振器结构设计及计算，并根据设计图制做了三维效果图。通过这次毕业设计，我深刻体会到要想做为一名合格的设计工作者，不仅要有丰富的专业技术知识，掌握现代化的设计方法，更要有面对问题百折不挠的精神，认真做好每一步工作，不弄虚作假，因为我们图纸上的每一笔都代表了我们的一份责任。直线振动筛做为目前使用比较广泛的一种机械设备，结构相对较为
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