振动筛设计完整

筛面的设计和固定，激振器的形状，支撑方案等等，还包括轴、偏心块等零件的设计。采用双电机带动使得两个轴上的偏心块同步，另一方面采用了座式结构，淘汰了以往悬挂式的方式，使得结构更加安全，占地面积更小。本产品为生产能力为85.5t/h的中型振动筛，对于筛框的材料有比较高的要求，现采用高强度和高冲击韧性的钢材，不仅仅提高了筛框的耐用度，还减轻了整个结构的重量，对弹簧的选则等许多方面也带来了很多的方便。设计中还包括对连接和固定件的选用，采用十字轴联轴器和轮胎联轴器。并用螺栓连接代替焊接，减小了焊接时应力对它的影响。关键词：振动筛；激振器；偏心块；横梁Thisarticleiscarriedoutmainlyaccordingtothedesignofthetwoaxlevibratingseparatorsofstraightline,fromoveralllayoutgotoindividualelementchoosetogoonimproving,includesiftingthedesignofcaseandcompassscreensurfaceandtheregularshapeofvibrator,supportthedesignofschemeandsoon,stillincludethedesignoftheelementssuchasaxleandpartialpiece.Drivewithdoublegenerator,positivedrivemakestwopartialpiecessynchronous,hasadoptedontheotherhandtousetypestructure,havesupersededthewayofformeroverheadsuspension,makestructuremoresafe,itislesstocoveranareaofThisdesignproducthashigherrequirement,forthematerialofscreenframeforproductivityisthelargescalevibratingseparatorof80t/h,hasnownotonlyraisedthedurabilityofscreenframewiththehigh-strengthandhighsteelmaterialofimpacttenacity,havestillalleviatedtheweightofentirestructure,forspringchoosetohavealsobroughtmanyIndesignstillincludeforconnectionandregularchoosing,withthedurableshaftcouplingofcrossaxle,replaceweldingwithboltconnection,itislittletoreduceweldingstressforit'sinfluence.Keyword:Vibrating partial 目录摘 第1章绪 课题研究背景及意 振动筛在国内外的发展现 振动筛的工作原理、分类及特 振动筛的工作原 直线振动筛的工作原 第2章总体方案的设 振动筛方案的列 方案分 方案确 振动筛各部分实现形 筛 筛 激振 支撑形式与隔振装 第3章双轴直线振动筛的参数计 振动筛上物料的运动分析和工艺参数的选 直线振动面上的物料运动分 工艺参数的选 总体设计计算步 计算振动筛筛面面 振动次数的计 物料运动速度的计 验算生产 估算振动筛的重 激振器偏心块的质量及其偏心距的确 隔振弹簧刚度的确 电动机的选 橡胶弹簧的设 第4章激振器的设 轴的计算与设 初步估算轴的最小直 轴的各段长度的直径设 对轴的强度校 轴承的计算与选 密封件的设计计 偏心块的设计与计 联轴器的设 联轴器的类型选 规格的选择与计 键的选 轴与偏心块连接处键的选择与校 轴与联轴器的连接处键的选择与校 第5章筛箱的结构设 筛箱的结 螺栓的强度校 筛框横梁校 横梁受力分 横梁强度计 横梁固有频率的验 结 致 参考文 Chapter Backgroundandsignificanceofthe Shakercurrentdevelopmentathomeand Shakerworks,classificationand Shaker Theworkingprincipleoflinearvibrating Chapter Theoverallprogram Shakerprogram Project Programto Realizationofthevariouspartsof Screen Supportformandisolation Chapter Dual-axislinearvibratingscreenparameter Shakeronthemovementofmaterialsandprocess Linearvibrationanalysisofthe SelectionProcess Designcalculation Calculationofshakerscreensurface Calculationofvibration Calculationofmaterial Checking Estimatingtheweightof Exciterandeccentricblockthe Springstiffnessof Motor Thedesignofrubber Chapter Design CalculationandDesignof Preliminaryestimatesoftheminimumdiameterof Dual-axislengthofthediameterofeach StressAnalysisonthe Calculationandselectionof Designandcalculationof Thedesignandcalculation Designof Selectthetypeof Selectionandcalculation Key Shaftandeccentricchoiceofkey Shaftandthecouplingselectionkey Chapter Designsieve Thestructureofsieve Boltstrength Checkofscreenbox BeamStress Calculationofbeam Checkingthenaturalfrequencyof 1随着工业的发展，筛分在国民经济中应用越来越广泛，在煤炭、冶金、化工、医药、轻工、环保等许多部门，筛分作业是重要的生产环节之一。对于矿物加工行业，如选矿场就煤炭加工而言，筛分技术也显得尤为重要。筛分机械不仅用于生产粒度水分和灰分等指达标到用户要求的煤炭产品而且在实现煤炭资源的合理利用和保护环境及为煤炭企业创造经济效益等方面，都发挥着重要的作用。本次设计的矿用同步直线振动筛,由于其优良的工作特点——振动强度大,分选效果好,结构简化,噪音较低,机器润滑和检修等日常维护工作减少,设备的故障率降低，创造了可观的经济效益。因此进行同步直线振动筛的设计具有重大的现实与经济意义。同时通过毕业设计让我学道了很多知识，不但锻炼了独立思考的能力，而且提高了自我的设计理念[1]。用筛分机把碎散物料筛分成不同的颗粒，已经有悠久的历史。从英国煤炭工业的文献1589年提到煤的筛分。为了向市场提供各种颗粒的商品煤，广泛的对煤进行筛19固定筛是古老的筛分机。当时，有的固定筛用若干木条构成，也叫棒筛，后来出现了有传动机构的棒条筛。这就是沿用至今的辊轴筛。为满足工业生产的需要，圆筒筛，摇动筛和振动筛也先后问世[7]。与固定筛相比，虽然辊轴筛，圆筒筛和摇动筛的工作效率有较大的改善，而且仍不失为结构简单和工作可靠，但是却步能满足生产发展的需要。因此，早在60年代，这些筛子在我国就开始被逐渐淘汰。固定筛不消耗动力和非常简单可靠的结构，仍具有很强的生命力，目前仍大量用于初步筛分。振动筛采用抛射式筛分，筛子每振动一次，物料便被抛射一次，相对筛面冲击一次，被筛分物料的折中特点使得振动筛的筛分效率高，生产能力大，因此被广泛使用。50代初，它是以单个颗粒为研究对象而发展起来的，一般称为单颗粒运动理论。该理论系统的描述了振动筛对物料进行抛射式筛分时，单个颗粒的运动情况，进而提出了筛分机特性K，和筛分特性值，即抛射强度KV。经过长期实践，人们发觉按照上述筛分理论设计的振动筛，对细物料进行筛分时的生产能力太小，遂意识到以单个颗粒物料的运动状态代表成群的物料运动状态具有交大的片面性。随着研究工作的深入，自1965年开始逐步建立起颗粒在筛面上的运动理论。该理论以力群为研究对象，根据物体在碰撞时传递能量的原理，提出了筛面上整个料层中不同位置颗粒的速度变化规律，突破了单颗料理论关于振动强度小于3.3的临界值。在此基础上，建立了薄层筛分法和变倾角筛分法，研制出等厚振动筛。用统计学方法研究碎散物料在筛面上透筛概率，称为概率筛分理论。该理论是由瑞典1951年最先提出的，故在该理论指导下设计的振动筛称为摩根森概率筛[8]。K4.46.7KV3.5K5.5～7，弛张筛K值甚至达到30。这些参数强化的振动筛适应了近代筛分作业的特点——细粒物703.6m以上的已不罕见。如日本身刚所生产的振动筛达4.8x7.2m2K.H.D5.5m50m2。振动筛大型化标零部件标准化，通用化和产品系列化，生产专业化，是近代机械工业的重要标志，筛K.H.DUSKUSL直线振动筛，其激振器可以通用，同一个筛框既可以装分级筛面，也可装脱水筛面。又如美国振动筛，其基形已经稳定，主要力量放在改进结构，简化制造和应用新技术的方面。有的筛子除激振器外，筛框也作成单体结构，可以在现场组装，极大地方便了制造，运输和维修。前苏联早在60年代中期就组织了筛分机产品整顿，统一基型，减少杂乱型号，在此基础上提高产品的系列化程度。国外许多筛分机械公司都是科研，设计，制造和销售的联合建国50多年来，我国的筛分设备走过了一个从无到有，从小到大，从落后到先进的发展过程，前后经历了测绘仿制，自行研制和引进提高3个阶段。仿制阶段，上世纪50年代，我国的筛分设备极为落后，生产上使用的都是从前苏联引进的TYII型圆振动筛；波兰的Wp1型和Wp2型吊式直线振动筛。为适应生产的发展，国内各个制造单位，通过对以上几种进口筛机进行测绘仿制，形成了国产型号为SZZ系列的自定中心筛、SZ系列的惯性筛和SSZ1967沈阳煤矿设计院、平顶山选煤设计研究院组成了联合设计组，制定了我国第一个煤用单、双轴振动筛系列型谱，并进行了ZDM(DDM)系列单轴振动筛和ZSM(DSM)系列双轴振动筛的产品设计工作。1980年，鞍矿厂完成了这四种基型筛的制造，并通过了技术鉴定，在工业上得到了广泛的应用，这标志着我国筛分机械走上了自行研制发展的道路。引进提高阶段，上世纪80年代以来，冶金和煤炭系统不断从国外引进先进的振动筛产品。在煤炭行业：山东兖州矿务局兴隆庄选煤厂引进了美国RS公司的TI倾斜筛和TH水平筛；河北开滦矿务局各庄选煤厂引进了德国KHD公司制造的USK圆振动筛、USL直线振动筛；山西矿务局选煤厂和淮北矿务局临涣选煤厂从日本神户制钢所引进的HLW型直线振动筛等。这些筛机技术参数先进、结构合理、工作平稳、可靠耐用，基本上代表了20世纪70年代国际振动筛的技术水平。在引进筛机产品的同时，国内生产振动筛的专业厂——鞍矿厂先后派谴专业技术人员去美国和德国进行技术考察，并进行技术引进。1980年鞍矿厂从美国RS公司引进TI和TH型振动筛制造技术，转化为国内型号定为YA系列圆振动筛和ZKX系列直线振动筛，在国内得到广泛应用。此外，1986年洛矿厂也从日本神户制钢所引进了HLW型振动筛制造技术，转化后国内型号定为ZK系列振动筛，该筛结构紧凑、重量轻，最大规格的筛分面积达27m2，是当时国内最大的直线振动筛。国外振动筛产品和制造技术的引进，拓宽了我国筛分机械设计制造人员视野，他们从中了解和学习到了先进国家设计制造振动筛的理论、方法、设计技术、制造工艺，生产管理，业务水平也大大提高。普通振动筛是采用中等料层厚度筛分法进行筛分，然而，随着筛分技术的发展，新的筛分理论不断出现，相应生产出新的筛分设备。于此同时，我国筛分机械的制造水平也有了很大的提高。对以往工程中常用的振动筛,大都采用单质体集中质量力学模型,对有二次隔振功能的振动筛和弹性连杆式振动筛,通常采用双质体集中质量力学模型，目前一般采用刚性平板力学模型进行解析求解,研究振动筛结构强度、刚度和各阶固有模态时,也采用连续体力学模型。对于大型振动筛结构的弹性体力学模型,目前大都采用离散化数值方法,例如有限元模态分析法。从发展的趋势看,振动筛的减振是利用继电器控制和单板计算机控制共振振幅,用继电器控制虽然减振效果好,但线路复杂,调试困难,线圈容易出现故障,所以目前应用受到制如果用单板计算机控制,实验表明;可以限制共振振幅为正常工作时振幅的115倍以内。国内外一般采用激振电机,但由于激振电机与筛箱一起振动,所以要求电机具有较高的耐振性能。30200品种，年累计产量2000将颗粒大小不同的碎散物料群，多次通过均匀布孔的单层或多层筛面，分成若干不同级别的过程成为筛分。理论上大于筛孔的颗粒留在筛面上，称为该筛面的筛上物，小于筛孔的颗粒透过筛孔，称为该筛面的筛下物。碎散物料的筛分过程,可以看作由两个阶段组成:一是小于筛孔尺寸的细颗粒通过粗颗粒所组成的物料层到达筛面；二是细颗粒透过筛孔。要想完成上述两个过程，必须具备最一方面使筛面上的物料层成为松散状态；另一方面，使堵在筛孔上的粗颗粒闪开，保持细颗粒透筛之路畅通。实际的筛分过程是:大量粒度大小不同,粗细混杂的碎散物料进入筛面后,只有一部分颗粒与筛面接触,而在接触筛面的这部分物料中,不全是小于筛孔的细粒,大部分小于筛孔尺寸的颗粒,分布在整个料层的各处。由于筛箱的振动,筛上物料层被松散,使大颗粒本来就存在的间隙被进一步扩大,小颗粒乘机穿过间隙,转移到下层或运输机上。由于小颗粒间隙小，大颗粒并不能穿过，因此，大颗粒在运动中，位置不断升高。于是原来杂乱无章排列的颗粒群发生了分离，即按颗粒大小进行了分层，形成了小颗粒在下，粗颗粒居上的排然而，充分的分离是没有的，在筛分时，一般都有一部分筛下物留在筛上物中。细粒透筛时，虽然颗粒都小于筛孔，但它们透筛的难易程度不同，和筛孔相比，颗粒越易，和筛孔尺寸相近的颗粒，透筛就较难，透过筛面下层的颗粒间隙就更难。直线振动筛是采用惯性激振器来产生振动的，其振源有电动机带动激振器，激振器有两个轴，每个轴有一个偏心重，而且以相反的方向旋转，又称双轴振动筛。当两个偏心重Fxy轴的分量相加，yy轴方向上产生往复的直线轨迹振动，1-1。0yPmrω20y00P

(1-式中m——mm0kgP——不平衡重块所产生的激振力，单位为T——r——不平衡重质心回转半径,yyx图1- 振动筛原理ω——rad/s；Py——在振动方向上的激振力,单位为N；m0——kg。由上式可见，双轴惯性激振器，当作同步反向回转的时候，产生定向的简谐力，此力通过筛箱的质心，使筛箱作定向往复直线振动。100450振器的作用下作直线往复运动。颗粒在筛面的振动下产生抛射与回落，从而使物料在筛面的振动过程中不断向前运动，物料的抛射与下落都对筛面有冲击，致使小于筛孔的颗粒被筛选分离。筛子的筛分效率及生产能力同筛面的倾角，筛面的振动角度，物料的抛射系数有关。为了保证筛分效率高，筛子的生产能力大，必须选择合适的Ky值。2本次设计的直线振动筛用于煤的初步筛分，振动频率为800~1000Hz、筛孔尺寸为50mm50T/h。受振动筛工作条件的要求，确定两种设计方案。方案一：ZKX2-1图2- ZKX型直线振动方案二：ZKB2-2ZKB型直线振动筛是采用双电机驱动，同步传动，主振动弹簧为橡胶弹簧，电机经轮胎式联轴器从筛箱侧直接带动两主轴转动。传动结构简单，维修方便运转中不产生较强的噪声和振动，故障相对少些，维修量小。ZKX型直线振动筛主振弹簧为圆柱形螺旋弹簧，采用箱式激振器单电机齿轮强迫传动，运图2- ZKB型直线振动声和振动同时由于激振箱内使用稀油润滑回转轴的密封要求比较高。安装技术要求也较高，维修质量难以保证。ZKBZKX主振弹簧折断运转时还会出现跑料现象。综合上述两种方案,ZKB型振动筛是采用双电机驱动,簧，选用块偏心式激振器、万向传动轴等先进高可靠性部件,筛箱结构设计合理,具有整体ZKB型直线振动筛。筛箱是筛子的承载部件，由筛框及固定在它上面的筛面组成。它是由侧板，横撑，加侧板用以传递激振力，激振器用螺栓连接在测板上。为了加强侧板的刚度，在测板两侧采用厚的钢板。图2- 振动筛简侧板和横梁是筛框主要的受力部件，由于筛箱是借助侧板支承，所以侧板承受着物料和筛箱的重量，并将激振力传递到筛框的各部分。横梁承受筛板和物料的重量及它在工作中的惯性力。横梁可以采用、工字钢、无缝钢管、箱型梁和压型梁等几种。采用槽钢作横梁，由于梁的弯矩和长度平方成正比，所以从强度观点来看，筛箱的宽度不宜过大，目前一般的筛箱很少大于2.5m。1筛箱部件的连接筛箱的部件，给料槽、横梁和横撑原来是焊接在筛帮上的。但是，这种焊接结构易产生局部应力集中，在工作一定时间后，常常导致破裂。近年来，为提高承载能力都改用铆钉或螺栓连接。2筛箱的支撑筛子安装方式取决于现场的条件，或是架在机座上，或是悬吊在承重结构上。目前座式筛子占多数，因为这种支撑方式比较简单，对厂房的高度要求较低，对筛子也没有特殊的安全要求，但是要传给地基一定的水平力和垂直力。3筛框的材质我国目前一般采用A3此最好采用A5普通碳素钢。对于大型筛子，应该采用高强度和高冲击韧性的钢材，其常用的材料是16Mn或锅炉钢板。采用优质钢材可以提高材料的强度，而且还能减轻筛框的筛面是筛子的主要工作部件。其性能的好坏不但影响生产率和筛分效率，而且对延长筛分机的使用寿命，提高作业率和降低生产成本有重大意义。筛分机对筛面的基本要求是：有足够的强度，最大的有效面积(筛孔总面积与整个面面积之比)机会较多。前一种要求影响工作的可靠性和使用寿命，后面三种要求关系到筛子的工作效果。筛面的开孔率为筛孔总面积与筛面面积的比值，用百分比来表示。开孔率越大，颗粒在每次与筛面接触时，透过筛孔的机会就越多，从而可以提高单位面积的生产率和筛分效率。开孔率与筛孔的形状，筛丝的直径有关，筛丝直径小，开孔率增大，但筛丝太小，强度不够，影响筛面的使用寿命。筛面的材质要具有耐磨损，耐疲劳和耐腐蚀的性质。用作大快分级筛面时，采用高碳钢。强烈冲击的筛面，可选用高锰钢制作。应用这些材质制作筛面时必须淬火处理，以提高硬度和耐磨效果。用于脱介，脱水，脱泥等湿式筛分作业时，通常采用不锈钢筛面较适宜。近年来，随着科学技术的发展，聚氨酯橡胶筛面现实了他的优越性，使用寿命长，不易堵筛筛孔，噪音小，但是价值昂贵。常用的筛面有筛板、筛网、条缝筛和网状丝布四种，前两种主要用在煤炭的分级筛分上；后两种用在洗煤厂的脱水、脱泥和脱介质中。正确地选用和筛面，就能提高筛分效果和工作的可靠性，从而发挥筛子的应有能力。25mm以上的大块分级，应当采用筛板，这样筛面的寿命较长，对筛分效率都影响不大。筛板的开孔率一般为40%左右。70%。但是与筛板比较，使用寿命较30mm的煤炭分级。筛网一般利用筛框两边的特制夹板从横向拉紧。筛网拉紧可提高其使用寿命，所以工作中应经常注意它的张紧程度。和不锈钢(1Cr8Ni9)2~3倍，但是它的强度大、耐磨损，2~3倍，脱水和脱介的效果也较好。所以从减轻检修工作量、提高筛筛条和穿条松动，在工作中产生冲击，使穿条断裂，最后导致筛板损坏。为了避免穿条的断裂，可以提高穿条的材质，采用能承受一定反复载荷的弹簧丝(60Si2Mn钢丝或中碳钢丝)钢；将穿条两头铆死或焊死；在穿条圆圈处将筛条焊在一起等。这些都能有效地增加筛板的使用寿命。网状丝布一般用于煤泥脱水，它类似编织粗布，开孔率可达40～50%。网状丝布的种类很多，常用的材质有不锈钢、紫铜、磷铜、黄铜和尼龙等。丝布的材质对其使用寿命影响很大，当用作煤泥或末精煤脱水时，铜丝布大约只能使用两个月，而不锈钢和尼龙丝布的强度较大、耐磨，使用的寿命比铜丝布高约三倍。尼龙丝布遇水有微小的膨胀，伸长性较大当松弛而出现小窝，同时亲水性也比不锈钢丝布大些，所以泄水效率低，在使用尼龙丝布时，最好选用稍大一些的筛孔。冲孔钢板固定就是把丝布直接固定在冲孔钢板上，为了防止螺栓把丝布磨损，在丝布上可垫以薄橡皮。为了保证筛面工作的可靠性，筛面固定的方法，也有很大的影响能力，这对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弛，筛子振动时，筛网就要产生局部振动，使筛子产生局部的挠曲，严重时要导致筛丝的断裂。通常钢丝只能承受1～2百万次的反复弯曲，假设由于筛网固定松弛而使钢丝弯曲变形的频率等于筛箱的振动频率(1000次/分)，则钢丝只要工作2000min(33h)，就可达到疲劳极限。可见正确的筛面的固定方法，使筛面工作中不会松动同样具有重要的意义。归纳起来筛面的固定方法有以下几种：木楔压紧，钩拉张紧，螺栓固定和斜板压紧。冲孔筛板和条缝筛面可用木楔将筛面固定在筛帮上。在筛箱两侧壁上，对称的焊接两更换筛面方便。对编制筛网或厚度小于6mm的筛板，可以将筛板或筛网末端弯成钩形；如果筛丝直直接用螺栓将筛面压紧在筛框上的连接方式适用于筛丝较粗大的编制筛网，以及厚度8mm的筛板，棒条筛面，橡胶筛面和其他筛面的中部固定。螺栓的形式以前常用UJU形螺栓使用方便。本设计采用的螺栓压紧方式见2-3图。

图2- 螺栓固定筛面结构简该方法是通过筛框两侧帮上的螺栓、斜板等将筛面两边固定在筛框上通常用于中等粒级筛分的薄钢板冲孔筛面、橡胶和聚安脂筛板的固定。筛面铺设在框架上，框架可以用角钢或扁钢制成。在框架上可以铺设具有一定刚性的筛面，例如冲孔筛板、条缝筛板、压焊的格条筛板、钢丝编织筛网以及各种形式的塑料筛面等。钢制筛面则与框架铸在一起。筛面的长度是3000mm1200mm。筛板用螺栓固定在横梁上，在螺栓之间上有橡胶垫。与其它固定筛板的方法相比，这种筛板与横梁的连接方式具有下列优点：激振器是一个长轴和偏心块的组合体，两个激振器分别由各自的电机带动，每跟轴上安装有两个偏心块，见2-4图。偏心块由两部分组成：主偏心块固定在轴上；可调偏心块用螺栓固定在主偏心块上。改变可调偏心块的位置，可使惯性力的调整范围为最大惯性力的15~100%。这就可根据实际生产需要，把筛子调整到适当的工作条件，而不必改变筛子的转数。产生惯性力的不平衡重块装在一个刚性极大的轴上，因此可采用承载能力极大的圆锥滚子轴承。采用圆锥滚子轴承不仅可以承受径向力，而且可以承受一定的轴向力。由于圆锥滚子轴承外径不大，从而减轻了整个激振器的重量。由于激振器不大，重量一般，只需要安装在筛箱的两个侧壁上，这样才会使其受力状况良好。当轴承损坏时，也便于拆卸。箱体作成整体式，没有剖分面，承受较大的激振力时比较合理，制造简单，但轴承拆装比较困难。图2- 激振器结构简振动筛的支撑方式有吊式和座式两种。吊式采用的吊挂装置包括螺旋形压缩弹簧，钢丝绳，防摆锤，吊环，钢绳卡等零部件。筛面倾角。防百锤安装在钢丝绳的上方，起作用是防止筛箱产生横向摆动。筛子工作时产生横向摆动是难免的，这是因为钢丝绳有其自振频率，当筛子工作频率等于钢丝绳的自振频率时，就要发生共振，此时钢丝绳就会产生强烈的偏摆，筛箱发生不稳定的共振。为了避免此现象，可以改变防摆配重在绳上的位置，来改变钢丝绳的自振频率，防止共振现象1250mm以内时，也可不设防摆锤。系统的固有频率为弹簧刚度与参振质量的函数，当筛子质量确定后，振动的固有频率就取决与弹簧的刚度。因此弹簧的刚度决定着弹性系统的工作状态和筛分机工作的稳定性。图3- 弹簧的固定形33.1振动筛上物料的运动分析和工艺参数的选择振动筛的工艺参数是指振幅、频率、振动方向角、筛面倾角、筛面长度、宽度和生产能力等。这些参数通常是根据物料的运动状态来选取。物料的运动状态决定了筛分机的筛分效果和生产能力。在振动筛面上聚集的颗粒大小不同，形状各异的碎散物料群，只有下层物料与筛面接触，其余的只是间接的受到振动筛的影响，他们既各自独立运动，又相互干扰。因此，物1950年克洛克豪斯博士提出了单个颗粒在振动筛面上的运动理论。这种纯理论性的分析方法，可以提供定性的结果，在实际应用中，在考虑一些实际影响因素后，有些结论还是有价值的，并为振动筛设计所应用。3.1.1直线振动面上的物料运动分析1筛面的运动方程式中S——筛面移动的位移；A——筛面的振幅；

SAsinϑAsint

(3-ω——t——筛面运动时的唯一，速度和加速度分别等于在平行于筛面的x方向和垂直于筛面的2物料的运动分析筛面以不同的振次和振幅作连续振动时，筛面上的颗粒可能出项正向滑动，反向滑动3—1所示，筛面倾斜安装，与水平面夹角为αS方向振动，当筛分机工作时，作用在颗粒上里的平衡方程式可表示为：

(3-

(3-式中N——筛面对物料的法向反力F——颗粒抛掷运动的条件：颗粒给筛面的正压力d所 dm

Aϖ2sinβg

1KV3抛掷指数Kv

g

(3-物料开始与筛面一起运动，当相位角φφdyFxGcos¦yFxGcos¦GN着物料按抛物线运动轨迹向前运动，直至φφz(其中φz为跳动终止角)时，物料落回到筛面上，又与筛面一起运动或相对滑动。经过一个周期后即相位角φ2πφd时，物料又被抛起，进行下一个循环。为了选取合理的抛掷指数Kv，必须先分析物料每次抛掷的时间对iDKviD和跳动终止角φzmd2ydt

mg

(3-将公式(3-5)yydgcos(ttd

(3-式 yd—颗粒抛离筛面时初速度v在y轴方向的分速度

(3-由于φωt，以tφ，并将上式一并带入式(3-6)ω

(3- tyydtt

(3-dyd是颗粒开始起跳时的纵坐标，即

Asinφd，将式(3-8)代入公式(3-9)

gyAsinφ φφd ( dAsinφAcosφ(φφ)

(3- 式中φz——d的新相位(dδ——yz——yzyAsinφ，φδφmgcosαmAω2sinφ等代入公式(3-10)

(3-2上式反映了颗粒跳动起始角φd与跳动角δsinφKdKv11K11Kvtgφ

(3-V K2V又因跳跃指数iD与跳动角δiD

(3- }2 }2KV 1

(3-由公式(3-14)KV与iD

0，δ0，此时抛掷指数

＝1，脱离角

90，颗粒在筛面上已近似为ωA的切线速度向前滑动。当跳跃指数iD1KV＝3.3，此时跳动角δ脱离角

1740'物料就有一次透筛的机会，所以一般振动机械常取n1

＝1～3.3。因此将

1740'n1

gcosαπ2An1当跳跃指数

2

＝6.36，此时跳动角δ4π，脱离角

92'个脱离角抛射时，颗粒腾空的时间，恰恰是筛面振动两次次的时间。因此将

92'n2n2

gcosαπ2An2KV值越大，φd3.1.2工艺参数的选择1处理量要求生产条件 2KVKV值时，要根据物料的性质(如易碎性、粒度、湿度、密度等)般振动筛选用中速抛掷运动状态(KV=2.5～5)。在这种运动状态下，振动筛有较高的产量和筛分效率，对机件的强度和刚度要求不高，对泥质较多或难筛物料，可采用高速抛掷KV2.5～4.0KV3～5KV取大值，易筛物料取小值；筛孔小时取小值，反之取大值。由于所设计是双轴振动筛，所筛物料属于易筛物料，选取KV3A振幅和频率是筛分机重要参数。惯性振动筛振幅值必须足够大，以便将接近筛孔尺寸的颗粒抛离筛面，减少堵孔。但振幅又不宜过大，否则，牵制频率，甚至因其过大会提高振动强度，降低构件使用寿命。通常直线振动筛A=4～6mmA=3～4mm。对于振动筛，筛孔打者AA取小值。由于本次设计的是直线振动筛，所以选取4筛面倾角筛面倾角的大小决定于要求的生产率和筛分效率。当筛子的其他参数确定后，筛面倾角大，则生产效率高而筛分效率低；筛面倾角小，则生产效率低而筛分效率高。所以当产品质量要求一定时，就应有一个合理的倾角。对于直线振动筛α一般取010内选取，所以选取α=05振动方向角4545方向。即振动方向角选取β45；6筛下物最大颗粒dmaxK

(3-式中dmax——L——K——系数，圆形孔：K=0.7；方形孔K=0.9；长方形孔K=1.2～1.7；选取由公式(3-15)dmax1.5507物料层厚度物料层厚度为100～200mm，本次设计选取的是8筛分方式用于准备筛分，煤炭颗粒的尺寸为1～100mm3.2总体设计计算步骤3.2.1计算振动筛筛面面积QF由《筛分机械》表5-7得，单位筛面面积的生产率为q35～40吨米2·=35t/h·m2,Q代入数据 F=100/35=2.86ZKB1230型取实际的F=3.6m23.2.2振动次数的计算

n

9Kvcosαπ2Asinβ

次/3.1424sin

≈970次/K3～8范围内；KS； π2n2 3.14297024校 KS

900

4.23.2.3物料运动速度的计算由《筛分机械设计手册》知，双轴振动筛的物料运动速度，可按如下经验公式计算v0.9ωACaCnCmCω

v0.92nπ410310.90.851

22

3.2.4验算生产率

Q＝3600Bγ式中B―—Q=3600Bhvr=36001.21000.19813.2.5估算振动筛的重量

=振动筛单位面积的重量(550～600kg/m2筛面面积(m2式中kS——kS=1kS=1.2

M5803.6120003.2.6激振器偏心块的质量及其偏心距的确定由现场经验，要满足已知工作条件，应取偏心距为60mmrMAn式中M——振动筛的参振重量,kg；m——单个偏心块的重量,kg；A——振幅,m；n——r——偏心距

20004m 8

16.73.2.7隔振弹簧刚度的确定

ZωZKMω z其中双轴圆振动筛的角速度:ω=2πn=2π970 弧度／秒

K2000(101.527)2 5每台筛子由4K3.2.8电动机的选择

K824.6= 11式中η—

N

N2

(3-N1 式中C—C0.2~0.3n—

N1

0.252000(4103)2

NfN 式 fm——轴承的摩擦系数，fmd——激振器轴的直径，md=0.05

N2

0.005200041039703N1N2代入公式(3-15)

N

N

)1 η

Mq﹥M式中Mj——Mj9.8nzmrMq——22-1-28，选取电动机型号为：Y160M—67.5kw，同步转速1000r/min，满载转速970r/min，最大转矩2.0kN·m，质量120kg。单电机拖动的振动筛激振器，2组偏心块产生反向同步回转是靠齿轮强迫联系达到的。TRIZ402组偏心块,两者之间并无任何强迫联系，它之所以能够产生反向同步回转,完全是靠23.3橡胶弹簧的设计圆柱形橡胶弹簧几何尺寸如图3-dD3-2dDh(4~6)式中h——

h5A0.02h0.15~HD0.5~H

(3-(3-式中H0——D——根据公式(3-16)(3-17)H00.12mD0.154H

(3-式中ϕ——d——弹簧的内孔直径,m由公式(3-18)

ϕ0.150.0254X XEd1.2E式中KX——Ed——jE——N/m2jjE3.57105j

N/m式中HS——橡胶弹簧的邵氏硬度，度(°)HS45~50

d EdKXd

4.47

N/mH0式中F——弹簧的受压面积，m2σhKd

j式中σj——j

kPa 4选取轴的材料为45钢，调质处理。根据《机械设计手册3》一书查表19.3-2，取A=110,dA3n取联轴器的传动效率η0.9 P=ηP0=0.97.56.75 d

轴上有键槽，A4%~5%A22因装置为振动装置为安全起见取轴的最小直径为d1轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d1,为了使所选的轴的直径d1与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。但由于联轴器在振动过程中容易被损坏，在本设计中连接部位用十字轴式万向联轴器。联轴器的计算转矩

=

=9550PK

式中K——KW——KWKZ——KZ=1Kt

T95507.51.7 3ULUL8，额定转矩Tn=400N·mWSD6额定转矩Tn=450N·mdIII=30mmdVIIVIII=28mm为了满足半联轴器的轴向定位要求，Ⅰ—左端需制出一轴肩，轴的Ⅱ—Ⅲ段要安装偏心块，需有键槽，故取Ⅱ—Ⅲ段的直径为d=50mm初步算得偏心块的厚度为73mmlⅡIII轴段上又有挡圈，据此可取lⅡIII段的长度为161mm安放轴承段处的直径为60mm，取其长度为48mm选择的轴承的型号为GB32312。采用轴肩定位，取其h=8.5mm，则轴肩的直径为77mm，为了方便设计以轴肩的中心为对称b×h×l=1496945钢键,键的尺寸为bhl14969b×h×l=10858；4-1。4-2FLFL4-14-2LFmrϖ2LRARB式中m——单个偏心块的重量FL——RARB——

FL RARB MmaxFLL17377.460.098

T9550P95506.75

n4-3

4-3按照弯扭第三强度理论校核轴，对不变扭矩的轴取

W

3.14

2.1195 2( 2(aT)2

1702.992(0.62.1195

RRARBCfhfdfmfn式中C——轴承额定动负载，N；P——fh

fd

fm

fn

ft——在轴承手册的有关表中选取，

fh=1.230

fd=2.2fm=1.5fn=0.363ft=110000h。C1.2302.21.583.26=197.58N0.3631根据振动器的工作特点，选用大游隙(3G)轴承，选取圆锥滚子轴承32312采用毡油式密封件，型号为m7.8103kg/m3π(r2r2)

(4-

m7.81033.14(0.120.0252)=16.7r16025151004-4所示

m图4- 偏心振动筛的载荷有变化,且转速较高,有强振动性,联轴器的计算转距TC=

=9550PK

式中K——工作情况系数，K=1.7；KW——KW=1；KZKZ=1Kt=1。

T95507.51.7 3ULUL8，额定转矩Tn=400N·mWSD6额定转矩Tn=450N·m与偏心块连接处轴的直径为50mm，查《机械设计手册》知，采用圆头普通平键，键的尺寸为bhl149722个。

σP

2T

216.79.8503.5

τ

216.79.80.11035014

与联轴器相连处轴段采用普通平键，此处平键的尺寸为bhl10870

σP

2T

2125.5303

τ

2125.51033010

5Q2358mm，采用座式结构。1-进料槽；2-横梁；3-加强板；4-横撑；5-侧板；6-图5- 筛箱的结构简侧板和横梁连接方式是焊接。侧板和横撑以及侧板和加强板的连接方式是螺栓连接。由于焊接时构件仅在局部地方受热，构件各部分温度变化不均匀，发生不同程度的膨焊接时金属受热不均匀是使构件产生内应力和变形的原因。由于这些内应力，就降低了构件承受动负荷的能力。在强烈的振动下，构件容易在内应力大的地方产生开裂。600～650C0振动筛的关键部位应采用高强度的螺栓或环槽铆钉联接。螺栓与环槽铆钉的工作原理是一致的。在连接中，构件间力的传递是靠钢板间的摩擦力实现的，而摩擦力则是由紧固件给钢板的压紧力产生的。在装配时要求钢板表面进行喷砂或去污等处理，以保证有足够的接触面积和摩擦系数。SWAϖ22004103(101.527)8246 式中SgWj——被连接件的重量，kg。WjFmnjnmNZfm式中Fmnjnjnmnmfm——摩擦系数，钢板联接件经喷砂处理时，fmNZ

F——紧固件的截面积，m2

1πd1d2)21.6104m2dj

Fm N>Sg

横梁与其附件(筛面托架、筛面、紧固件等)构成一体，按频率fA其受力由动载(惯性力)和静载(自重力)组成。为计算方便，将附件重量均匀地分配给各梁，然后将动载的最大值和静载合成作为外载均布在横梁上，即将横梁简化为均布载荷的简支梁，作静态计算，其载荷分布及弯矩图见图。qW1l式 q——梁的均布载荷W1——梁及其附件的重力（包括物料重力，N， Smax l

q815.36331.123

N/mσM[σ qlM8

式中σwMZ——横梁截面模数，m3Z7.8106m3；[σw]——梁的许用弯曲应力，Pa，取[σw=24.5MPa。σM22.05MPaσ] aωn l2

式中ωganannnπnn=1