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南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士論文
一、 選題依據(jù)
YAH-2460圓振動(dòng)篩是用來(lái)對(duì)礦石進(jìn)行篩分的設(shè)備，它可以減輕體力勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率或在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行某些特殊的工藝操作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和現(xiàn)代化。
對(duì)我們學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，大學(xué)所學(xué)的課程非常的廣泛，這個(gè)設(shè)計(jì)的課題“YAH-2460圓振動(dòng)篩設(shè)計(jì)”需要用到我們所學(xué)的大部分知識(shí)，還有我們沒(méi)學(xué)過(guò)的，要求我們對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)能夠非常熟練的掌握，并且會(huì)應(yīng)用到實(shí)際中去，對(duì)我們的實(shí)際運(yùn)用能力是一個(gè)很好的鍛煉。
二、 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)
1. 國(guó)外研究現(xiàn)狀
國(guó)外從16 世紀(jì)開(kāi)始篩分機(jī)械的研究與生產(chǎn)，在18 世紀(jì)歐洲工業(yè)革命時(shí)期，篩分機(jī)械得到迅速發(fā)展，到本世紀(jì)，篩分機(jī)械發(fā)展到一個(gè)較高水平。德國(guó)申克公司可提供260 多種篩分設(shè)備，STK 公司生產(chǎn)的篩分設(shè)備系列品種
較全，技術(shù)水平較高，KHD公司生產(chǎn)200多種篩分設(shè)備，通用化程度較高，KUP 公司和海因勒曼公司都研制了雙傾角的篩分設(shè)備。美國(guó)RNO公司新研制DF11 型雙頻率篩，采用了不同速度的激振器。DRK公司研制成三路分配器給料，一臺(tái)高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)。日本東海株式會(huì)社和RXR 公司等合作研制了垂直料流篩，把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和旋回運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來(lái)，對(duì)細(xì)料一次分級(jí)特別有效。英國(guó)為解決從濕原煤中篩出細(xì)粒末煤，研制成功旋流概率篩。前蘇聯(lián)研制了一種多用途兼有共振篩和直線振動(dòng)篩優(yōu)點(diǎn)的自同步直線振動(dòng)篩。
篩分設(shè)備在國(guó)外的發(fā)展已有300多年的歷史，在此之前，物料的篩分主要采用人力篩分，動(dòng)力篩分最早也是搖動(dòng)篩。大約100多年前就出現(xiàn)了慣性篩，最早的慣性篩是采用柴油機(jī)帶動(dòng)的，主要用于物料的分級(jí)作業(yè)。
比較完善的振動(dòng)慣性篩出現(xiàn)在19世紀(jì)初，主要是用于分級(jí)的圓振動(dòng)篩（單軸振動(dòng)篩），隨著選煤、選礦業(yè)的發(fā)展用于脫水的直線振動(dòng)篩（雙軸振動(dòng)篩）逐漸發(fā)展起來(lái)。
單軸振動(dòng)篩的發(fā)展經(jīng)歷了簡(jiǎn)單慣性式向自定中心式的發(fā)展過(guò)程。直線振動(dòng)篩經(jīng)歷了箱式振動(dòng)器到雙電機(jī)拖動(dòng)的筒式振動(dòng)器（自同步技術(shù)），目前為箱式振動(dòng)器與側(cè)幫式偏心塊單元體振動(dòng)器（自同步技術(shù)）的并存時(shí)代。
現(xiàn)在振動(dòng)篩軸承普遍采用了振動(dòng)設(shè)備專用軸承，篩框的主要聯(lián)接件采用了虎克鉚釘或高強(qiáng)螺栓，篩面采用了不銹鋼篩面、聚鞍脂篩面等。篩框結(jié)構(gòu)逐漸趨于合理，篩框受力設(shè)計(jì)上逐步由靜態(tài)動(dòng)力設(shè)計(jì)向以模態(tài)分析為基礎(chǔ)的現(xiàn)代動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)階段發(fā)展。
在振動(dòng)篩的制造方面，主要焊接結(jié)構(gòu)件均采用了去應(yīng)力和噴丸處理，對(duì)篩框的形狀誤差、主要構(gòu)件的形位公差、粗糙度控制等方面的要求越來(lái)越嚴(yán)。
雖然篩分機(jī)的結(jié)構(gòu)形式在發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)了許多種新型結(jié)構(gòu)及篩分方法，但通過(guò)實(shí)踐證明，許多看似理想的結(jié)構(gòu)型式被無(wú)情淘汰。因此，國(guó)際上一些篩分機(jī)制造廠家生產(chǎn)的振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)形式逐漸趨于近似，機(jī)型趨于穩(wěn)定，人們已不在追求新、奇結(jié)構(gòu)型式，而把追求篩分機(jī)的可靠性指標(biāo)放在首位，因此篩分機(jī)壽命普遍提高，正常使用壽命普遍達(dá)到5年以上。
振動(dòng)篩噪聲指標(biāo)是影響工人身體健康的一個(gè)主要指標(biāo)。過(guò)去箱式振動(dòng)器由于采用齒輪傳動(dòng)，噪聲通常達(dá)到90分貝以上，后來(lái)逐漸采用了自同步技術(shù)，噪聲由原來(lái)的90多分貝下降到85分貝左右。但自同步技術(shù)存在拋射角不穩(wěn)定，工作頻率不能有效調(diào)整等因素，使得箱式振動(dòng)器的振動(dòng)篩不但沒(méi)有被淘汰，甚至通過(guò)不斷改進(jìn)結(jié)構(gòu)形式，提高齒輪加工精度，改善齒面嚙合狀態(tài)等方法，而重新發(fā)展起來(lái)，噪聲也從過(guò)去的90多分貝下降至85分貝左右。
2.我國(guó)振動(dòng)篩的發(fā)展概況
國(guó)內(nèi)振動(dòng)篩的發(fā)展經(jīng)歷了五個(gè)階段：
1.引進(jìn)設(shè)備階段：20世紀(jì)50年代左右，國(guó)內(nèi)振動(dòng)篩主要靠引進(jìn)原蘇聯(lián)、波蘭等國(guó)的設(shè)備，面積一般在10平方米以下，如BHN、TYN-IIL、SXG-1（WK型）等。
2.初步開(kāi)發(fā)階段：從20世紀(jì)60年代，我國(guó)技術(shù)人員在引進(jìn)國(guó)外振動(dòng)篩的基礎(chǔ)上，研究開(kāi)發(fā)了類似50年代進(jìn)口的產(chǎn)品，如SZZ、SSZ圓、直線振動(dòng)篩（單、雙軸振動(dòng)篩）系列。
3.研究設(shè)計(jì)階段：20世紀(jì)70年代，我國(guó)技術(shù)人員對(duì)選煤廠仍在使用的進(jìn)口設(shè)備進(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)查研究，分析論證，并獨(dú)立研制出了單軸，雙軸系列振動(dòng)篩，如DD、ZD、DS、ZS系列圓、直線振動(dòng)篩（單、雙軸振動(dòng)篩），并在選煤廠廣泛使用，最大規(guī)格12。
4.新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與引進(jìn)技術(shù)階段：20世紀(jì)80年代，我國(guó)振動(dòng)篩發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新時(shí)期，相繼開(kāi)發(fā)的新型振動(dòng)篩有ZD型等厚篩、旋轉(zhuǎn)概率篩和概率篩等新品種。同時(shí)，原鞍山礦山機(jī)械廠引進(jìn)了美國(guó)RS公司的圓振動(dòng)與直線振動(dòng)篩系列產(chǎn)品，最大面積14.4m2,基本滿足了中小型選煤廠的生產(chǎn)需要，并在國(guó)內(nèi)大量推廣應(yīng)用，唐山煤科院參考德國(guó)KHD公司技術(shù)，研制開(kāi)發(fā)了ZK、YK系列振動(dòng)篩。85年左右，洛陽(yáng)礦山機(jī)械廠也引進(jìn)了日本神戶制鋼的技術(shù)開(kāi)始生產(chǎn)大型篩。
5.大型振動(dòng)篩開(kāi)發(fā)研制階段：20世紀(jì)90年代，隨著大型選煤廠生產(chǎn)需要，原來(lái)的中小規(guī)格振動(dòng)篩已滿足不了生產(chǎn)需要，雖然洛礦引進(jìn)了日本神戶制鋼大型篩技術(shù)，但并沒(méi)有成功推廣應(yīng)用，許多研究單位與制造單位也相繼開(kāi)發(fā)超過(guò)3米寬的大型振動(dòng)篩，但事故率高，不能被用戶認(rèn)可。說(shuō)明大型篩的研制存在一定難度。為此，原煤炭部把“大型直線振動(dòng)篩的可靠性研究”列入國(guó)家“九五”科研攻關(guān)項(xiàng)目。原平頂山選煤設(shè)計(jì)院承擔(dān)了該項(xiàng)目，并首次研究成功2ZKP3660型大型直線振動(dòng)篩，并于2000年投入使用，可靠性指標(biāo)達(dá)到了引進(jìn)產(chǎn)品的水平。目前該系列產(chǎn)品已在國(guó)內(nèi)大量推廣，將逐步替代進(jìn)口產(chǎn)品。
2000年，平頂山選煤設(shè)計(jì)院研制出的自同步型2ZKZ3660大型直線振動(dòng)篩也成功應(yīng)用于兗礦集團(tuán)東灘煤礦選煤廠；2002年，山西賽德篩選技術(shù)設(shè)備有限公司研制開(kāi)發(fā)了JR3072香蕉篩，并形成了系列，投入實(shí)際運(yùn)用，為取代大量進(jìn)口的香蕉篩產(chǎn)品奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
我國(guó)的振動(dòng)篩技術(shù)從無(wú)到有、從小到大。目前品種型號(hào)繁多，絕大部分中小型產(chǎn)品基本能滿足了用戶要求，大型產(chǎn)品技術(shù)已趨于成熟，尚需在振動(dòng)篩制造方面更進(jìn)一步提高。相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，振動(dòng)篩大量進(jìn)口的局面將結(jié)束。
目前我國(guó)各種選煤廠使用的設(shè)備中,振動(dòng)篩是問(wèn)題較多、維修量較大的設(shè)備之一。這些問(wèn)題突出表現(xiàn)在篩箱斷梁、裂幫,稀油潤(rùn)滑的箱式振動(dòng)器漏油、齒輪打齒、軸承溫升過(guò)高、噪聲大等問(wèn)題,同時(shí)伴有傳動(dòng)帶跳帶斷帶等故障。這類問(wèn)題直接影響了振動(dòng)篩的使用壽命,嚴(yán)重影響了生產(chǎn)。
三、 研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案
1. 研究?jī)?nèi)容
主要的研究方面有以下內(nèi)容，振動(dòng)篩篩面物料運(yùn)動(dòng)理論；振動(dòng)篩的工作原理及結(jié)構(gòu)組成；振動(dòng)篩動(dòng)力學(xué)基本理論；振動(dòng)篩參數(shù)計(jì)算；主要零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算；振動(dòng)篩的安裝維護(hù)及潤(rùn)滑；設(shè)備的環(huán)保、可靠性和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等。
其中，振動(dòng)篩篩面物料運(yùn)動(dòng)理論包括：篩上物料的運(yùn)動(dòng)分析、正向滑動(dòng)、反向滑動(dòng)、跳動(dòng)條件的確定、物料顆粒跳動(dòng)平均運(yùn)動(dòng)速度；振動(dòng)篩的工作原理及結(jié)構(gòu)組成包括：圓振動(dòng)篩的工作原理、振動(dòng)篩基本結(jié)構(gòu)；振動(dòng)篩參數(shù)計(jì)算又包括以下內(nèi)容：運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的確定、振動(dòng)篩工藝參數(shù)的確定、動(dòng)力學(xué)參數(shù)、電動(dòng)機(jī)的選擇；主要零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算又要研究軸承的選擇與計(jì)算、皮帶的設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)、支承彈簧設(shè)計(jì)驗(yàn)算；振動(dòng)篩的安裝維護(hù)及潤(rùn)滑包括：振動(dòng)篩的安裝及調(diào)試、操作要點(diǎn)、維護(hù)與檢修、振動(dòng)篩的軸承潤(rùn)滑的改進(jìn)；設(shè)備的環(huán)保、可靠性和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)：設(shè)備的環(huán)保、設(shè)備的可靠性、設(shè)備的可靠性。
2. 實(shí)驗(yàn)方案
（1） 先查閱先查閱相關(guān)資料，掌握該機(jī)構(gòu)的大體機(jī)構(gòu)；
（2） 對(duì)其運(yùn)動(dòng)及受力參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算；
（3） 再進(jìn)行總裝圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，并繪制出圖紙；
（4） 用CAD畫(huà)出其零件圖及部件圖；
（5） 對(duì)其性能、可靠性及經(jīng)濟(jì)價(jià)格進(jìn)行評(píng)比。
四、 目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
1.目標(biāo)
在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成YAH—2460圓振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)，并達(dá)到答辯時(shí)所要的要求。
2.主要特色
? YA系列圓振動(dòng)篩篩箱運(yùn)動(dòng)軌跡為圓，適用于煤、石灰石、碎石、砂礫、金屬或非金屬礦石及其他物料的篩分。
從井下或露天采礦開(kāi)采出來(lái)的或經(jīng)過(guò)破碎的物料，是以各種大小不同的顆粒混合在一起的。在選礦廠、選煤廠和其它的工業(yè)部門中，物料在使用或進(jìn)一步處理前，常常需要分成粒度相近的幾種級(jí)別。物料通過(guò)篩面的過(guò)孔分級(jí)稱為篩分。篩分所用的機(jī)械稱為篩分機(jī)械。
在選礦廠和選煤廠中應(yīng)用的篩分機(jī)械有很多種結(jié)構(gòu)型式，如固定格篩、弧形篩、旋流篩，滾軸篩，簡(jiǎn)篩、搖動(dòng)篩，慣性振動(dòng)篩和共振篩等。目前，由于慣性振動(dòng)篩具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、生產(chǎn)能力大，篩分效率高等優(yōu)點(diǎn)，因而在選礦廠、選煤廠及其它工業(yè)部門中已被廣泛用于分級(jí)、脫水、脫介和脫泥作業(yè)。共振篩在生產(chǎn)實(shí)踐中也取得較好的效果，但因具有較大的沖擊裁荷，故其機(jī)件(如橫梁與側(cè)板)容易損壞，須進(jìn)一步研究和改進(jìn)。隨著煤礦開(kāi)采能力和入洗原煤量的提高,作為物料分級(jí)篩選的主要設(shè)備——振動(dòng)篩也不斷向大型化發(fā)展。
3. 工作進(jìn)度
1. 查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。 第1周—第2周
2．運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 第3周—第4周
3．總裝圖設(shè)計(jì) 第5周—第8周
4. 主要零、部件強(qiáng)度及選用計(jì)算 第9周—第11周
5．繪制零、部件圖 第12周—第16周
6. 整理畢業(yè)論文及答辯準(zhǔn)備 第17周
五、 參考文獻(xiàn)
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[2]、濮良貴等主編.機(jī)械設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社，2001
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