型砂处理机筛分机构设计

1、本科毕业设计(论文)题目：型砂处理机筛分机构设计 系 别： 机电信息系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013年05月型砂处理机筛分机构设计摘要本设计为型砂处理机筛分机构的设计，主要研究内容：激振器的机构设计；筛箱的结构设计；筛网的结构设计。本设计是由激振器，参考圆振动筛的相关参数，初步确定凸轮轴的转速，从而确定线速度、筛箱的大小、筛网的孔径等相关数据。在保证生产率和筛分粒度的前提下完成总体结构的设计，然后根据总体结构，从而确定本设计的筛分机各个主要零部件的设计。在主要零部件的设计中，主要包括运动参数的选择、振动工艺参数的计算、动力学分析和参数计算

2、、电动机的选择、筛箱的设计、 激振器轴承的选用及校核等，其中最重要的就是动力学分析和参数计算。凸轮轴采用铸钢做成，并使用新型材质以提高其的耐磨性和利用率。本设计整体圆振动筛基础上更进一步提高了其筛分性能，结构简单、重量轻、外形尺寸小、设备费用低、运转安全、操作方便、便于维修和管理。关键词：振动筛 ； 激振器；筛面 ；筛分Sand sieving mechanism design of processorAbstractThe design for the design of molding sand sieving mechanism of the processor, main resear

3、ch contents: mechanism design vibrator sieve box; structure design; structure design of the screen.The design consists of a vibration exciter, referring to the related parameters of circular vibration sieve, preliminary determine the cam shaft speed, so as to determine the line speed, screen size, s

4、creen size and other related data. In ensuring the completion of the overall structure of the design condition of productivity and screening granularity, then according to the overall structure, so as to determine the design of main parts of each of the design of the screen.The design of the main co

5、mponents, including the motion parameters, vibration parameters calculation, dynamic analysis and parameter calculation, the choice of motor, the design of screen box, vibrator bearing selection and checking calculation, in which the most important is the dynamic analysis and parameter. Cam shaft ma

6、de by casting, and the use of new materials to improve their wear resistance and utilization. The design of the whole circular vibrating screen based on further improving its crushing performance, simple structure, light weight, small size, low cost of equipment, operation safety, convenient operati

7、on, easy to repair and management.Keywords: sieve; sieving ; shaker ; vibration; exciter目 录1绪论11.1背景介绍11.2筛分机构研究内容31.3具体方案与措施41.4设计方案综述52 运动学参数的选择62.1筛面的倾角62.2振动方向角72.3振幅72.4 振动次数n72.5 物料的运送速度83 振动筛工艺参数的计算93.1 生产率的计算93.2 筛面的长和宽的确定93.3 筛面设计103.4 筛面开孔率的计算113.5 筛分效率114 动力学分析及参数计算124.1振动筛的动力学分析124.2单轴振动

8、筛的工作状态144.3 隔振弹簧的确定164.4 激振器偏心质量偏心距175 电动机的选择186 筛箱的设计216.1侧板和横梁216.2筛箱结构的焊接216.3筛面的固定方法217 V型带的设计238 激振器轴承的选用及校核268.1振动筛轴承的选择268.2轴承的校核268.2.1寿命校核278.2.3结论289 总结29参考文献30致谢31毕业设计（论文）知识产权声明32毕业设计（论文）独创性声明33设计图纸和说明书联系QQ25766365383 振动筛工艺参数的计算 3.1 生产率的计算振动筛的生产率一般均按入筛原料量计算。生产率的计算方法一般由流量法和平均法。在这里选用平均法。由于建

9、材石料属于矿用振动筛的计算公式可知： （3.1）式中 F筛子的工作面积，平方米； 单位筛面面积生产率； 物料的松散密度；校正系数。以上的系数见参考资料可得： 由于上下层的物料的松散密度不一样，。则代入上式可知： （3.2） （3.2）3.2 筛面的长和宽的确定 根据给定的生产率、要求的筛分效率和物料的筛分特性,按照公式计算所需要的筛分面积。对于双层筛,按照单层逐层进行计算,算出每层相应的生产能力所需要的筛面面积,对于双层筛，应该按单层筛逐层进行计算，算出每层相应的生产能力所需的筛面面积，然后取中间最大值。计算出筛面面积后，可计算出筛面的宽度。通常，式中物料层的厚度，a为筛孔的尺寸。一般说来，当

10、给料端物料层的厚度给定以后，筛面的宽度直接影响筛子的生产率，而筛子的长度，直接影响筛分效率。通常，矿用振动筛的筛面长度一般为4m左右，长度比约为2。用于最终分级、脱水和脱介的煤用振动筛筛面长度为6m左右，长度比约为1.52.5。筛面宽度受结构限制，不宜太宽。筛面宽度以1.25m最小。矿用振动筛按0.3m 的间隔增加成为筛面的宽度系列。所以根据参考资料公式得： （3.2）由上述可知：，把上面的数据代入上式： 得 由于上下层的筛面面积和筛面宽应该相等，上面所算的数据基本相同，根据0.3m一个间隔增加成为一个系列，所以圆正为1.5m。则筛面为。3.3 筛面设计筛面是筛分机用以完成筛分过程的重要工作部

11、件。每台筛分机都要选择一种符合它的工作要求的筛面。一般按照被筛物料的性质和粒度来及筛分工艺的要求来选用 不同的筛面由于建材用的石料大多都用的是石灰石由文献表19及表21可知此矿物料属于中等硬物料由文献2表21知：此类振动筛的筛粉效率约为85%。对于双筛面在这里选用上层为圆孔筛面，下层为长方孔由文献2公式（21）可知：不同形状的筛孔尺寸和筛下产品的最大粒度之间关系，由下式算：ka （3.3）式中： 筛下产品的最大粒度 筛孔尺寸（mm） k系数。有参考资料5可以表如下所示：表3.1 系数k的值长方形筛孔方筛孔圆筛孔1.21.70.90.7上层筛孔的尺寸为20mm；下层为6mm则：200.7=14m

12、m=61.2=7.2mm上层筛面根据筛分的石料及颗粒的大小，确定选用板状筛面.由于板状筛面比较牢固,刚度较大,使用寿命长等特点.板状筛面一般是由58mm的钢板制成,在这里由于石料的密度大撞击力大所以选用8mm的钢板,板上的孔选用圆孔,这样可以严格的饿对上层的石子进行筛选.对于下层的仍然选用板状筛面,对于下层而言由于上层筛分之后其筛面承受的力变小,所以选用6mm的钢板,原材料一般选用Q235A。3.4 筛面开孔率的计算圆孔： （3.4）对于下层方孔： （3.5）通过以上计算可以知道使用钢板筛面的开孔率较低，但是寿命长，选材容易。3.5 筛分效率在生产作业中，筛分效率是衡量筛分过程的质量指标。筛分

13、效率是指筛下产物重量与原料中筛下级别（筛下级别是指原料中所含粒度小于筛孔尺寸的物料）重量的比值。筛分效率一般 按下式计算： （3.6）式中-原料中筛下产物含量的百分数； -筛上产物中筛下级别含量的百分数；由于所掌握的资料有限设：=15%，=20%则代入可知： 在现实生产中将原料精确的筛分，根据筛分结果可算出筛下级别含量。筛分所用筛面的尺寸和形状，应与测分所用的筛子相同。但是在这里条件的限制只作理论分析。4 动力学分析及参数计算4.1 振动筛的动力学分析惯性振动筛的振动系统是由振动质量（筛箱和振动器的质量）、弹簧和激振力（由回转的偏心块产生）构成。为了保证筛子的稳定工作，必须对振动筛振动系统进行

14、计算，以便找出振动质量、弹簧刚性、偏心块的的质量矩和振幅的关系，合理的选择弹簧的刚性和确定偏心块的质量矩。图4.1 单轴振动筛的振动系统上图表示了单轴振动筛的振动系统。为了简化计算，假定振动器转子的回转中心和机体（筛箱的）重心重合，激振力和弹性力通过机体重心。此时，筛子只做平面平移运动。今取机体静止平衡时（即机体的质量为弹簧的反作用力所平衡的位置）的重心所在点o作为固定坐标系统（xoy）的原点，而以振动器转子的旋转中心作为坐标系的原点。偏心块质量M的重心不仅随机体一起做平移运动（牵连运动），而且还绕振动器的回转中心做回转运动（相对运动），则其重心的绝对位移为： （4.1） （4.2）式中 r偏

15、心质量的重心至回转轴线的距离； 轴之回转角度，为轴之回转角速度，t为时间。偏心块m运动产生的离心力为： （4.3） （4.4）式中为偏心质量m在x和y方向之相对运动离心力或激振力。在单轴振动筛的振动系统中，作用在机体质量M除了外还有机体惯性力（其方向与机体加速度方向相反）、弹簧的作用力及阻尼力（c称为粘滞阻力系数，阻尼力的方向与机体运动速度相反）。当振动器做等速圆周运动时，将作用在振动机体M上的个力，按理论力学的动静法建立的运动微分方程式为： （4.5） （4.6）式中M为振动为机体的计算质量，其式可按下式确定： （4.7）式中振动机体质量； 筛子上的物料重量； 物料结合系数，一般取0.150

16、.3；估计振动筛的重量：中小型单轴振动筛：；中小型双轴振动筛：；大型单轴振动筛： ；大型双轴振动筛： ；则振动筛体质量为：由公式： （4.8） L筛面长度； 在这里取0.15，则代入得： =2545根据单轴振动筛运动微分方程式的全解可知，机体在x和y轴方向的运动是自由振动和强迫振动两个谐振动相加而成。事实上，由于有阻尼力存在的缘故，自由振动在机器工作开始后会逐渐消失，因此，机体振动只剩下强迫振动这部分了。所以，只须讨论公式的特解，其解为： （4.9）式中 （4.10） （4.11）式中为x和y方向机体的振幅；为x方向和y方向的激振力对位移之相位差角。由于在惯性振动筛中，阻尼力不大，通常为170

17、。所以，这时将上式平方后相加后得： （4.12）上式为标准椭圆方程，即机体的运动为椭圆。当，时，即当弹簧刚性很小时，机体做圆周运动，其运动方程为： （4.13）从振幅的计算式可知，当时，即自振频率（4.14）与强迫振动频率相等时，则机体将出现共振，这时弹簧就有因过载而被破坏的危险。共振时的转数可由下式求得：=126r/min通过前面的计算可以知：n=820r/min126r/min是可以的，在此范围内。4.2单轴振动筛的工作状态(1)低共振状态 低共振状态，即。若取，则机体的振幅。在这种情况下，可以避免筛子起动和停车时通过共振区，从而能提高弹簧的工作的耐久性，同时能减小轴承的压力，延长轴承寿命

18、，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，弹簧刚度要求很大。因此必然会在地基及机体机架上出现很大的动力，以至引起建筑物的振动。所以必须设法消振，但目前还没有妥善和简单的消振方法。 图4.1 振幅和转子角速度的关系图(2)共振状态 共振状态，即。振幅A将无限大。但是由于阻力的存在，振幅是一个有限的数值。当阻力及给料量改变的时，将会引起振幅较大的变化。由于振幅不稳定，这种状态没有得到应用。(3)超共振状态 超共振状态，这种状态又分为两种情况：（1）n稍大于，即稍小。若取，则得。因为，所以筛子起动与停车时通过共振区。这种状态的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，。从上图可以明显的看出：转速愈高，机体的A振幅欲平稳，即振动筛的工作状态愈稳定。这种工作状态下，弹簧的刚度较小，传给地基和机架的动力也就很小，因此不会引起建筑物的振动。同时，因为不需要很多弹簧，筛子的构造也比较简单。目前设计和应用的振动筛，通常都是采用这种工作状态。为了减少振动筛对地基的动负荷，根据振动隔离理论，只要使强迫振动频率大于自振频率的五倍即可得到良好的效果。但是这种工作状态下的筛子必须消除起动和停车时，所以必须加消振装置。图4.2 筛箱的运动轨迹以上分析了激振力和弹性力通过机体重心的机体振