1830_圓形振動篩的設(shè)計

1830_圓形振動篩的設(shè)計,圓形,振動篩,設(shè)計 南昌航空大學科技學院學士學位論文畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 圓形振動篩的設(shè)計系 別 航空工程系 專業(yè)名稱 機械設(shè)計制造及其自動化班級學號 088105404學生姓名 陳 少 海指導教師 劉 文 光二 O 一二 年 五 月 南昌航空大學科技學院學士學位論文學士學位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立完成的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學位申請的論文或成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期：學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學科技學院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。作者簽名： 日期：導師簽名： 日期：南昌航空大學科技學院學士學位論文圓形振動篩的設(shè)計學生姓名：陳少海 班級：0881054指導老師：劉文光 摘要：本設(shè)計主要介紹了圓振動篩的國內(nèi)外現(xiàn)狀及其分類和特點，通過對振動篩工作原理的分析及工藝參數(shù)的選擇與確定完成圓振動篩的總體設(shè)計。并在確定了設(shè)計方案的基礎(chǔ)上對電動機的選擇、主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計等做了進一步的研究。振動篩分機械是近 20 年來得到迅速發(fā)展的一種新型機器，目前已廣泛應用于采礦、冶金、水利電力、石油化工、煤炭、交通運輸、建筑和鐵道等工業(yè)部門中，用于完成各種不同的工藝過程。最近幾年，各國對振動篩分技術(shù)的研究很重視，如強化振動參數(shù)，設(shè)備大型化，篩機零部件的三化，自同部技術(shù)的推廣應用，新篩機的出現(xiàn)等都是圍繞著振動篩發(fā)展起來的。設(shè)計首先分析論述了設(shè)計方案，包括振動篩的分類與特點和設(shè)計方案的確定；篩面物料的運動理論分析；其次進行了對振動篩的動力學分析及動力學參數(shù)的計算；合理設(shè)計振動篩的結(jié)構(gòu)尺寸；進行了激振器的偏心塊等設(shè)計與計算，包括原始的設(shè)計參數(shù)，電動機的設(shè)計；最后進行了主要零部件的設(shè)計與計算，包括軸承的選擇與計算，皮帶的設(shè)計計算與校核，軸的強度計算和校核，彈簧的設(shè)計計算。關(guān)鍵詞： 振動篩 結(jié)構(gòu) 篩分機械 激振器 指導老師簽名：南昌航空大學科技學院學士學位論文Design of circular vibrating screenStudent name : Chen ShaoHai Class : 0881054Supervisor : Liu WenguangAbstract: This design is mainly introduced the situation at home and abroad and the circle vibrating screen classification and characteristics, and through the analysis of the operation of vibrating screen and the process parameters of the selection and be sure to complete circle vibrating screen of the overall design. In the design plan and determined on the basis of the choice of motor, main parts of the structure design, further research. Vibration screening machines the past 20 years the rapid development of a new machine, has been widely used in industrial sectors of mining, metallurgy, water conservancy, electric power, petrochemical, coal, transport, construction and railway used to complete a variety of different process. In recent years, countries right vibration screening technology very seriously, such as the strengthening of vibration parameters, equipment, sieve machine parts, to promote the use of the same technology, the new screen, and so on are around the shaker development.At the first ,the design analysis expositions design program , including vibrating screen of classification and features and determine of design program; the movement theory analysis of sieve surface material ;at the second, the design analysis dynamics of vibrating screen and the calculation of dynamics parameter; reasonable design vibrating screen of structure size; conduct the design and calculation of stress vibration device of eccentric block, , including original design parameter, motor design; at last, conduct main parts design and calculation, including select and calculation of bearing , design calculation and check of belt , strength calculation and check of axis , design calculation of mechanical spring .Key words: Vibrator Construction Screening machine Shaker Signnature of Supervison:南昌航空大學科技學院學士學位論文目錄1 緒論 .....................................................................................................................................................11.1 引言 ............................................................................................................................................11.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀 .............................................................................................................................21.2.1 振動篩國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ..................................................................................................21.2.2 振動篩國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ..........................................................................................31.3 本文的主要內(nèi)容 .....................................................................................................................41.3.1 前期準備 ......................................................................................................................41.3.2 閱讀振動篩設(shè)計的相關(guān)理論及方法 ....................................................................41.3.3 完成圓振動篩的設(shè)計 ...............................................................................................62 振動篩的總體設(shè)計 ...................................................................................................................72.1 引言 ..........................................................................................................................................72.2 總體設(shè)計方案的初步擬定 ..................................................................................................72.2.1 振動篩的基本結(jié)構(gòu) ....................................................................................................72.2.2 工藝參數(shù)的選擇與確定 ..........................................................................................82.2.3 振動篩篩面物料運動理論 ......................................................................................92.3 設(shè)計方案 ...............................................................................................................................142.3.1 運動學參數(shù)的確定 ..................................................................................................142.3.2 振動篩工藝參數(shù)的確定 ........................................................................................162.3.3 動力學參數(shù) ...............................................................................................................182.4 本章 小結(jié) ................................................................................................................................203 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .....................................................................................................213.1 引言 ..........................................................................................................................................213.2 電動機的選擇 .......................................................................................................................213.3 軸承的選擇與計算 ..............................................................................................................223.3.1 軸承的選擇 ...............................................................................................................223.3.2 軸承的壽命計算 ......................................................................................................233.4 皮帶的設(shè)計 ............................................................................................................................243.4.1 選取皮帶的型號 ......................................................................................................243.4.2 傳動比 ........................................................................................................................243.4.3 帶輪的基準直徑 ......................................................................................................243.4.4 帶速 .............................................................................................................................243.4.5 確定中心距和帶的基準長度 ...............................................................................253.4.6 小帶輪包角 ...............................................................................................................253.4.7 單根帶的基本額定功率 ........................................................................................263.4.8 帶的根數(shù) ....................................................................................................................263.4.9 單根帶的預緊力 ......................................................................................................263.4.10 單根帶的軸壓力 ....................................................................................................263.5 軸的設(shè)計 ................................................................................................................................27南昌航空大學科技學院學士學位論文3.5.1 軸的設(shè)計特點 ...........................................................................................................273.5.2 軸的常用材料 ...........................................................................................................273.5.3 軸的強度驗算 ...........................................................................................................273.6 支承彈簧設(shè)計驗算 ..............................................................................................................303.6.1 彈簧剛度計算 ...........................................................................................................303.6.2 計算彈簧鋼絲直徑 ..................................................................................................303.6.3 計算彈簧中徑 ...........................................................................................................313.6.4 計算彈簧圈數(shù)和節(jié)距 .............................................................................................313.6.5 求解彈簧的間距和螺旋角 ....................................................................................313.6.6 彈簧驗算 ....................................................................................................................323.7 篩箱的設(shè)計 ............................................................................................................................333.7.1 側(cè)板和橫梁 ...............................................................................................................333.7.2 篩箱結(jié)構(gòu)的焊接 ......................................................................................................333.7.3 篩面的固定方法 ......................................................................................................343.8 本章小結(jié) ................................................................................................................................344 結(jié)論與展望 ..................................................................................................................................354.1 全文工作總結(jié) .......................................................................................................................354.2 進一步工作的展望 ..............................................................................................................35參考文獻 ............................................................................................................................................37致謝 .......................................................................................................................................................38南昌航空大學科技學院學士學位論文11 緒論1.1 引言振動篩分機械是近 20 年來得到迅速發(fā)展的一種新型機器，目前已廣泛應用于采礦、冶金、水利電力、石油化工、煤炭、交通運輸、建筑和鐵道等工業(yè)部門中，用于完成各種不同的工藝過程?；谡駝雍Y的三種不同的運動軌跡（圓、直線、橢圓） ，采用不同的篩分方法，并針對國民經(jīng)濟中各行各業(yè)的特殊需要，形成了各種形式的篩分機械，并在各個工業(yè)部門得到廣泛的應用。例如在冶金工業(yè)部門，選礦廠普遍采用圓振動篩對礦石進行預先篩分和檢查篩分，并用振動細分篩對磨礦機的產(chǎn)品進行分級從而達到提高精礦品位的目的；在煤炭工業(yè)部門常用振動篩作為精煤和尾煤的脫水、脫介作業(yè)，特別是針對 6mm 以下水分含量在 7%-14%的潮濕細煤粒的分級，采用了高頻篩來解決脫水問題，篩面的孔細度越小效果越好；在水利電力部門、火電廠等煤炭的預先篩分是通過高頻振動篩來實現(xiàn)的；在大型水電站的壩基建設(shè)工程中，如三峽水利工程需要各種型號的振動篩對不等粒級需要的沙石進行分級；在交通建設(shè)中針對鐵路石渣的清沙和初泥進行篩選，及對用于瀝青混泥土的砂石進行篩選，振動篩分機在高速公路建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用；在化工部門對于化工原料和產(chǎn)品的篩分，振動篩也用于化肥和復合肥的分級作業(yè)。此外，針對環(huán)保部門的垃圾處理，電廠水煤漿的經(jīng)篩分后應用，振動篩均成為關(guān)健篩分設(shè)備。選礦作為采礦和冶煉的一個中間環(huán)節(jié)，它在提高礦石品位使之符合冶煉要求以及合理利用國家資源方面，成為國家發(fā)展經(jīng)濟中一個不可缺少的組成部分。在選礦廠，生產(chǎn)過程的主要作業(yè)都是借助于選礦機械（破碎機、篩分機、磨礦機、分級機，選別機械和脫水機械）來完成。這類機械設(shè)備依靠皮帶輸送機、給料機、沙泵以及輔助設(shè)備聯(lián)系起來，使選礦的生產(chǎn)過程實現(xiàn)綜合機械化。在選礦廠中，其中任一機器停止運轉(zhuǎn)，都將引起選礦廠的生產(chǎn)停頓。所以，正確設(shè)計和選擇選礦機械，加強機械設(shè)備的保養(yǎng)和維護工作，保證每臺設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，對提高選礦過程的技術(shù)經(jīng)濟指標有著很大的意義。南昌航空大學科技學院學士學位論文21．2 國內(nèi)外現(xiàn)狀1.2.1 振動篩國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1） 、國外研究現(xiàn)狀國外從 16 世紀開始篩分機的研究與生產(chǎn)，在 18 世紀歐洲工業(yè)革命時期，篩分機械得到迅速發(fā)展，到本世紀，篩分機械發(fā)展到一個較高水平。德國申克公司可提供 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 公司和游因勒曼都研制了雙傾角的篩分設(shè)備，美國 RNO 公司新研制的 DF11 型雙頻率篩采用了不同頻率的敲振器 DRK 公司研制成三路分配給料，一臺高速電機驅(qū)動日本東海株式會社和 RXR 公司研制了垂直料流篩把旋轉(zhuǎn)運動和旋回運動結(jié)合起來，對細料一次分級特別有效，美國為解決從濕煤中篩出細粒末煤，研制成功旋流概率篩，前蘇聯(lián)研制了一種多用途兼共振篩和直線振動篩有點的自同步直線振動篩。2） 、國內(nèi)研究現(xiàn)狀由于工業(yè)發(fā)展緩慢，基礎(chǔ)比較薄弱，理論研究和技術(shù)水平落后，我國篩分機械的發(fā)展是本世紀近 50 年得事情，大體上可分為三個階段。(1)仿制階段：這期間仿制了前蘇聯(lián)的 TyⅡ系列圓振動篩，BKT--Ⅱ，BKT—OMZ型振動篩，波蘭的 WK—15 型圓振動篩，這些篩分機仿制成功為我國篩分機械的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)，并培養(yǎng)了一批技術(shù)人員。(2)自行研制階段：從 1966 年到 1980 年研制了一批性能優(yōu)良的篩分設(shè)備，1500毫米 x3000 毫米的中性振動篩系列，15 平方米，30 平方米共振曬幾系列，煤用單軸雙軸振動篩系列，YK 和 ZKB 自同步直線振動篩系列，等厚，概率篩系列，這些設(shè)備雖然存在著故障較多壽命較短的問題，但是它們的研制成功基本上滿足了國內(nèi)的需求標志著我國篩分機走上了獨立發(fā)展的道路。(3)提高階段：進入改革開放的 80 年代，我國的篩分機進入了一個新的發(fā)展階段，成功研制了概率振動篩系列，旋轉(zhuǎn)概率篩系列，自同步重型等厚系列，馳張篩，螺旋二段篩的研制給料直線振動篩，琴弦振動篩，旋流振動篩。立式圓筒篩的研制也取得了成功。圓振動篩是利用不平衡重激振器使篩箱振動的篩子，其運動軌跡一般為圓形，它普遍應用于煤炭，礦山廠的預先篩分，準備篩分以及脫水作用中，由于其篩箱的南昌航空大學科技學院學士學位論文3圓形運動軌跡，使篩面上的物料不斷的翻轉(zhuǎn)和松散，因而圓振動篩具有以下優(yōu)點：細粒就有機會向料層下部移動，并經(jīng)過篩孔排出，卡在篩孔中的物料可以跳出，防止篩孔賭賽，篩分效率較高，可以變換篩面傾角，從而改變物料沿篩面運動速度，提高篩子處理量，對于難篩物料可以使主軸反翻，從而使振動方向和物料運動方向相反，物料和篩面運動速度降低，一提高篩分效率。國外又將圓運動振動篩分為單軸慣性振動篩和自定中心振動篩兩種，單軸慣性振動篩的特點是激振器的軸和皮帶參與振動，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，缺點是由于皮帶輪與篩箱一起振動，無論電動機在任何角度安裝都不能避免皮帶傳動中心距的不斷變化，從引起三角皮帶的反復伸縮，大大影響其使用壽命。振動篩分機在工程中有著廣泛的應用，對國民經(jīng)濟起著重要作用，從國外的研究方向來看，一方面致力于當前篩分機得運動分析和結(jié)構(gòu)調(diào)整，另一方面瞄準新穎的設(shè)計目標，探求合理的結(jié)構(gòu)形式，以便進一步推動篩分技術(shù)的應用。1.2.2 振動篩國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀由于篩分機械具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、成本低廉、安裝方便、容易維護等優(yōu)點，被廣泛用于選礦、冶金、石油化工、建筑、糧食生產(chǎn)等多個工業(yè)部門。振動篩作為成套生產(chǎn)設(shè)備中重要的組成部分，其篩分效果對后續(xù)作業(yè)的效率有著極其重要影響。隨著篩分行業(yè)盛行和篩分機械的廣泛應用，對篩分設(shè)備的要求愈來愈高，要求設(shè)計出具有更大生產(chǎn)能力、更高篩分效率和篩分效果以及更低能量消耗的振動篩來滿足生產(chǎn)要求。在這種強烈的市場需要下，經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，篩分機械已經(jīng)逐漸形成了一套完備的設(shè)計理論和制造技術(shù)。目前，篩分機正朝著大型化、超重化，標準化、系列化、通用化和空間化方向發(fā)展。1）國內(nèi)技術(shù)發(fā)展趨勢積極開展篩分技術(shù)研究，提高原煤干式深度篩分技術(shù)，降低分級下限和增加煤炭品種，著重解決粒度細、水分高和黏度大的難篩物料的分級技術(shù) ；為滿足大露天礦選用，研制重型分級篩，適用于 500 毫米以下物料篩分 ；為提高篩板的壽命和效果，著重發(fā)展焊接篩網(wǎng)，非金屬篩面 ；共振篩有被淘汰之勢，應大力發(fā)展塊偏心圓振動篩和直線振動篩。工業(yè)的發(fā)展對振動篩的品種和質(zhì)量要求愈來愈高，從而使振動篩分機械的發(fā)展提高到了一個新的階段。目前國內(nèi)外振動篩產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能落后的篩分機仍占一半以上。因此，今后應當優(yōu)先發(fā)展量大面廣的優(yōu)良機型 ；探索新的篩分理論，發(fā)展新型南昌航空大學科技學院學士學位論文4篩分機 ；發(fā)展大型、重型、特重型篩分設(shè)備，限制生產(chǎn)并逐步淘汰生產(chǎn)效率低，設(shè)計陳舊的老產(chǎn)品。2）國外技術(shù)發(fā)展趨勢國外篩分設(shè)備仍以發(fā)展振動篩為主，振動篩向標準化、通用化和系列化方向發(fā)展 ；向大型化方向發(fā)展，但最大到 55m 2，已夠用了 ；增大篩面傾角，提高篩分效率 ；發(fā)展細粒篩分設(shè)備，篩孔尺寸小到 0.1 ～ 0.3 毫米 ；旋流篩使用逐漸增多 ；共振篩發(fā)展停滯。1.3 本文的主要內(nèi)容1.3.1 前期準備做畢業(yè)設(shè)計是一個長期的過程，之前的任何一次“作業(yè)”可能都沒花過這么長的時間，那么做好充分的前期準備工作就顯得很有必要！首先，根據(jù)課題我們應該查閱相關(guān)資料，充分利用網(wǎng)絡(luò)和學校圖書館這些資源查找我們需要的一切資料；其次，根據(jù)課題需要查找一篇有關(guān)機械方面的英文論文并進行翻譯，關(guān)于這一方面我畢設(shè)老師已為我們選好英文論文只需將其翻譯成英文便可；再次，開始課題之前我們還需要寫一份開題報告，闡明選擇這一課題的依據(jù)和意義等。這些都是開始畢設(shè)之前需要做的前期準備也是畢設(shè)任務書要求我們做的，所以必須做而且要做好！1.3.2 閱讀振動篩設(shè)計的相關(guān)理論及方法閱讀前期準備的資料尤其是關(guān)于振動篩設(shè)計的理論及方法，只有充分了解和掌握了振動篩設(shè)計的相關(guān)理論及方法才能設(shè)計出一個好的方案。振動篩工作原理振動篩工作時，兩電機同步反向旋轉(zhuǎn)使激振器產(chǎn)生反向激振力，迫使篩箱振動篩體帶動篩網(wǎng)做縱向運動，使其上的物料受激振力而周期性向前拋出一個射程，從而完成物料篩分作業(yè)。適宜采石場篩分砂石料，也可供選煤、選礦、建材、電力及化工等行業(yè)作產(chǎn)品分級用。振動篩工作部分固定不動，靠物料沿工作面滑動而使物料得到篩分。固定格篩南昌航空大學科技學院學士學位論文5是在選礦廠應用較多的一種，一般用于粗碎或中碎之前的預先篩分。它結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。不耗動力、可以直接把礦石卸到篩面上。主要缺點是生產(chǎn)率低、篩分效率低，一般只有 50—60%。振動篩工作面是由橫向排列的一根根滾動軸構(gòu)成的，軸上有盤子，細粒物料就從滾軸或盤子間的縫隙通過。大塊物料由滾軸帶動向一端移動并從末端排出。選礦廠一般很少用這種篩子。振動篩工作部分為圓筒形，整個篩子繞筒體軸線回轉(zhuǎn)，軸線在一般情況下裝成不大的傾角。物料從圓筒的一端給入，細級別物料從筒形工作表面的篩孔通過，粗粒物料從圓筒的另一端排出。圓筒篩的轉(zhuǎn)速很低、工作平穩(wěn)、動力平衡好。但是其篩孔易堵塞、篩分效率低，工作面積小，生產(chǎn)率低。選礦廠很少用它來作篩分設(shè)備。振動篩機體是一個平面內(nèi)擺動或振動。按其平面運動軌跡又分為直線運動、圓周運動、橢圓運動和復雜運動。搖動篩和振動篩屬于這一類。振動篩工作時，兩電機同步反向放置使激振器產(chǎn)生反向激振力，迫使篩體帶動篩網(wǎng)做縱向運動，使其上的物料受激振力而周期性向前拋出一個射程，從而完成物料篩分作業(yè)。搖動篩是以曲柄連桿機構(gòu)作為傳動部件。電動機通過皮帶和皮帶輪帶動偏心軸回轉(zhuǎn)，借連桿使機體沿著一定方向作往復運動。振動篩動力學基本理論慣性振動篩的振動系統(tǒng)是由振動質(zhì)量（篩箱和振動器的質(zhì)量） 、彈簧和激振力（由回轉(zhuǎn)的偏心塊產(chǎn)生的）構(gòu)成。為了保證篩子的穩(wěn)定工作，必須對慣性振動篩的的振動系統(tǒng)進行計算，以便找出振動質(zhì)量、彈簧剛性、偏心塊的質(zhì)量矩與振幅的關(guān)系，合理地選擇彈簧的剛性和確定偏心塊的質(zhì)量矩。振動篩設(shè)計方法要設(shè)計一臺機器肯定需要確定諾干參數(shù)，圓振動篩的設(shè)計也是如此。設(shè)計圓形振動篩需要確定振動篩運動學參數(shù)、工藝參數(shù)、動力學參數(shù)等。運動學參數(shù)：參數(shù)振動機械的工作平面通常完成以下各種振動：簡諧直線振動、非簡諧直線振動、圓周振動和橢圓振動等。依賴上述各種振動，使物料沿工作面移動。當振動機械采用不同的運動學參數(shù)（振幅、頻率、振動角和傾角）時，便可使物料在工作面上出現(xiàn)下列不同形式的運動：相對運動、正向滑動、反向滑動和拋擲運動。工藝參數(shù)：振動篩的工藝參數(shù)包括篩面的長度和寬度、篩分效率。動力學參數(shù)：振動器偏心質(zhì)量及偏心距的確定。本設(shè)計采用的設(shè)計方法便是通過確定以上這些參數(shù)來設(shè)計振動篩的。南昌航空大學科技學院學士學位論文61.3.3 完成圓振動篩的設(shè)計1）圓形振動篩是用來對礦石進行篩分的設(shè)備，它可以減輕體力勞動、提高勞動生產(chǎn)率或在生產(chǎn)過程中進行某些特殊的工藝操作，實現(xiàn)機械化和現(xiàn)代化。設(shè)計要求如下：1. 物料名稱：礦石 2. 入料粒度：≤400 mm 3．有效篩面：7.2 m2 4. 篩面傾角：20 0 5. 篩孔尺寸： 30 mm 6. 處理量: 400 t/h。2）在完成設(shè)計的基礎(chǔ)上完成總裝備圖的設(shè)計以及各零件圖紙設(shè)計。南昌航空大學科技學院學士學位論文72 振動篩的總體設(shè)計2．1 引言近年來，節(jié)能環(huán)保減耗成了國家可持續(xù)發(fā)展的主要方向，資源的高效利用已成為國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略， 《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》已明確指出要研制有重大影響的技術(shù)裝備，其中包括大型冶金設(shè)備、大型篩分洗選設(shè)備等，對振動機械行業(yè)帶來了重大的發(fā)展機會，其市場前景十分廣闊。但是，隨著我國各行業(yè)工藝水平的提高和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，迫切需要處理能力大，篩分效率高，運行可靠的篩分設(shè)備，尤其是對難篩分物料的大處理量，高效篩分作業(yè)更是如此。因此，振動篩分機械的自動化、大型化和高效節(jié)能化已經(jīng)成為振動機械行業(yè)今后研究的重點課題。2．2 總體設(shè)計方案的初步擬定2.2.1 振動篩的基本結(jié)構(gòu)本次設(shè)計圓振動篩是由激振器、篩箱、隔振裝置、傳動裝置等部分組成，如圖2—1。南昌航空大學科技學院學士學位論文8圖 2—1 圓形振動篩成形圖激振器圓振動篩采用單軸振動器，由純振動式振動器、軸偏心式振動器和皮帶輪偏心式自定中心振動器。篩箱篩箱由篩框、篩面及其壓緊裝置組成。1)篩面：為適應大塊大密度的物料的篩分與煤矸石脫介的需要，振動篩的篩面需要有較大的承載能力，耐磨和耐沖擊性能。為減少噪聲，提高耐磨性設(shè)計中采用成型橡膠條，用螺栓固定在篩面拖架上。上層篩面采用帶筐架的不銹鋼篩面，下層篩面采用編織篩網(wǎng)。其緊固方式是沿篩箱兩側(cè)板處采用壓木、木契壓緊。中間各塊篩板之間則用螺栓經(jīng)壓板壓緊。2)篩框：篩框由側(cè)板、橫梁等部分組成。側(cè)板采用厚度為 6—16mm 的 A5 或 20號鋼板制成。衡量常用圓形鋼管、槽鋼、方形鋼管或工字鋼制造。篩框必須要由足夠的剛性。篩框各部件的聯(lián)接方式有鉚接、焊接和高強度螺栓聯(lián)接三種。支承裝置和隔振裝置支承裝置主要是支承篩箱的彈性元件，有吊式和座式兩種。振動篩的隔振裝置常用的有螺旋彈簧、板彈簧和橡膠彈簧。傳動裝置振動篩通常采用三角皮帶傳動裝置，它機構(gòu)簡單，可以任意選擇振動器的轉(zhuǎn)數(shù)2.2.2 工藝參數(shù)的選擇與確定篩面長度及寬度的確定一般的講，篩面長度作為質(zhì)量指標，直接影響篩分效率，篩面的寬度直接影響振動篩的處理能力（生產(chǎn)率） 。經(jīng)驗表明，作為預先篩分用的振動篩的長度一般為 4m 左右，最終篩分用的振動篩長度一般為 6m 左右，這樣的長度可保證振動篩有較高（ 90%以上）的篩分效率。篩面的寬度以 1.25m 為最小，按 0.25m 的間隔增加系列。生產(chǎn)率的確定生產(chǎn)率是指單位時間內(nèi)的處理物料的重量。目前常用的公式為： q??FQ其中：Q-生產(chǎn)率 t/hF-篩面有效面積 2mq-單位面積的生產(chǎn)率 t/( ·h)振動強度 K 振動強度 K 的選擇。主要受材料強度及其構(gòu)件剛度等的限制，目前的機械水平 K 值南昌航空大學科技學院學士學位論文9一般在 3～8 的范圍內(nèi)，振動篩則多取 3～6。本次設(shè)計選擇 K=4運動學參數(shù)的確定參數(shù)振動機械的工作平面通常完成以下各種振動：簡諧直線振動、非簡諧直線振動、圓周振動和橢圓振動等。依賴上述各種振動，使物料沿工作面移動。當振動機械采用不同的運動學參數(shù)（振幅、頻率、振動角和傾角）時，便可使物料在工作面上出現(xiàn)下列不同形式的運動：相對運動、正向滑動、反向滑動和拋擲運動。振動篩振動特性參數(shù)振動特性參數(shù)包括振動頻率、振幅、振動方向角和篩面傾角。2.2.3 振動篩篩面物料運動理論篩上物料的運動分析由文獻 [1]可知關(guān)于篩上物料的分析，如圖 1 所示：振動篩運動學參數(shù)（振幅、振次、篩面傾角和振動方向角）通常根據(jù)所選擇的物料運動狀態(tài)選取。篩上物料運動狀態(tài)直接影響振動篩的篩分效率和生產(chǎn)率，所以為合理地選擇篩子的運動參數(shù)，必須分析篩上的物料的運動特性。 αψ圖 2—2 圓振動篩上物料運動圓振動篩的篩面做圓運動或近似于圓運動的振動篩，篩面的位移方程式可用下式來表示：南昌航空大學科技學院學士學位論文10t （2—1）??coss)180cos(AAx?????t （2—2）iniiny式中：A——振幅；——軸之回轉(zhuǎn)相角， = t；??——軸之回轉(zhuǎn)角速度；?——時間。t求上式中的 x 和 y 對時間 t 的一次導數(shù)與二次導數(shù)，即得篩面沿 x 和 y方向上的速度和加速度：t （2—3）?sinAvX?t （2— 4）coyt （2 —5）?cos2AaX?t （2 —6）iny?由運動特征，來研究篩子上物料的運動學。物料在篩面上可能出現(xiàn)三種運動狀態(tài)：正向滑動、反向滑動和跳動。正向滑動當物料顆粒與篩面一起運動時，其位移、速度和加速度與篩面的相等。篩面上質(zhì)量為 的物料顆粒動力平衡條件：m對質(zhì)量為 的顆粒受力分析（如圖 1）：1）物料顆粒重力：（2—7 ）Gmg?2）篩面對顆粒的反作用力，由 2cossinyNamAt?????可以得到：（2—8）2ssingt?式中 為篩面傾角。?3）篩面對物料顆粒的極限摩擦力為：（2—9）2(cossin)FfNmgAt????南昌航空大學科技學院學士學位論文11式中 為顆粒對篩面的靜摩擦系數(shù)。f顆粒沿著篩面開始正向滑動時臨界條件：（2—10）cosxmgFa???將 ， 用已知式子（9）與（5）替代，且 （ 為滑動摩擦角） ，F(xiàn)xa ftg??簡化整理得：（2—11）2cos()sin()kgA???????式中， 為正向滑始角。k?令 ，則：cos()b????（2—12）230sin()kgnAb?????式中 稱為正向滑動系數(shù)。由上式得知，正向滑動系數(shù) 。db 1kb?當 的時候，可以求得使物料顆粒沿著篩面產(chǎn)生正向滑動時最小轉(zhuǎn)數(shù)應該為：1k?（2—13）min2si()30gNA??????為了使物料顆粒沿著篩面產(chǎn)生正向滑動，必須取篩子轉(zhuǎn)數(shù) 。min??反向滑動臨界條件為：（2—14）sinxmgFa???將 ， 用（ 9）與（5）替代，并簡化后：Fxa（2—15）2cos()si()q qbA?????式中： ——反向滑始角；q——反向滑動系數(shù)。b則可以得到：（2—16）230sin()qgnAb?????南昌航空大學科技學院學士學位論文12由上式可以知道，反向滑動條件 。1qb?當 時，可以求得使物料沿著篩面反向滑動的最小轉(zhuǎn)數(shù)應該是：1qb?（2—17）min2si()30gA??????為了使物料顆粒沿著篩面產(chǎn)生正向滑動，必須使篩子轉(zhuǎn)數(shù) 。min??跳動條件的確定顆粒產(chǎn)生跳動的條件是顆粒對篩面法向壓力 。0N?即 ，或者是 。cosymga??2cosindgA????由此可以得到：（2—18）2sco1siddvbk??式中： ——物料跳動系數(shù)；db——跳動起始角；?——振動強度， ；k2Akg??—— 拋射強度，它表明物料在篩面上跳動的劇烈程度。v上式可以寫成：（2—19）0223cos30cossinddggAAb??????當 時或者 ，則顆粒出現(xiàn)跳動。1db?1kv?當 或 時，則可求得物料開始跳動時的最小轉(zhuǎn)數(shù)為：?VK???sinco302minAg（2—20）i2in0?為了使物料產(chǎn)生跳動，必須取篩子的轉(zhuǎn)數(shù) 。min0?南昌航空大學科技學院學士學位論文13由于目前使用的振動篩采用跳動狀態(tài)，因此要討論跳動終止角，跳動角及運動速度。物料顆粒跳動平均運動速度物料顆粒從振動相角 起跳，到振動相角 跳動終止時，沿 方向的位移為：d?b?x2sin1tgtVS????= （2—21）2??d式中 為物料顆粒起跳時沿 方向的運動速度：dVx（2—22）dxdAV?sin?由此，則：（2—23）2)(si1si????gSd?同一時間內(nèi)，篩面位移為： （2—24）]cos)[cos(scos3 dddbc AA????????物料顆粒在每個循環(huán)中，對篩面的位移為： CSxS?43= （2—25）21sinsin[cos()cos]d ddgAA?????????當篩子在近似于第一臨界轉(zhuǎn)數(shù)下工作時，即 ，則上式中方括號內(nèi)的數(shù)值接??360近于零。故得到：（2—26）21sinsindgSA??????物料跳動平均速度：（2—27）]).(si2si[602?Vd當 時，則 ， ， ，??360?dtg??sin0n?0co1??因此：（2—28）?2sidt或為：南昌航空大學科技學院學士學位論文14（2—29）d??sin2?可以將式（27）化簡為:（2—30）)1(30?tgkAVv?按照上式計算得的結(jié)果與實際相比，計算值較大，因為未考慮物料特點，摩擦和沖擊等因素.為此，上式應該乘以修正系數(shù) ， 。0k15.03??所以：)1(30?tgkAnVv??2．3 設(shè)計方案2.3.1 運動學參數(shù)的確定由文獻 [1]選取和計算振動篩運動學：參數(shù)振動機械的工作平面通常完成以下各種振動：簡諧直線振動、非簡諧直線振動、圓周振動和橢圓振動等。依賴上述各種振動，使物料沿工作面移動。當振動機械采用不同的運動學參數(shù)（振幅、頻率、振動角和傾角）時，便可使物料在工作面上出現(xiàn)下列不同形式的運動：相對運動、正向滑動、反向滑動和拋擲運動。1）拋擲指數(shù) VK為了防止篩孔堵塞，并能獲得較高的篩分效率和生產(chǎn)率，目前，在振動篩中多采用物料的跳動狀態(tài)。下圖表示篩面振動運動和物料拋擲運動之間的關(guān)系。為了獲得較高的篩分效率，最好使物料的每一個振動周期能接觸篩孔，故在一般情況下Kv﹤3.3。目前，單軸振動篩取 Kv=3～3.5；雙軸振動篩取 Kv=2.2～3；共振篩通常取 Kv=2.2～3。由于圓振動篩是單軸振動篩選取為 Kv=3.2。南昌航空大學科技學院學士學位論文15W圖 2—3 篩上物料的跳動狀態(tài)2）振動強度 K 振動強度 K 的選擇。主要受材料強度及其構(gòu)件剛度等的限制，目前的機械水平K 值一般在 3～8 的范圍內(nèi)，振動篩則多取 3～6。本次設(shè)計選擇 K=4。3）篩面傾角對于單軸振動篩的傾角為： 作預先分級用 02~15??作最終分級用 .7.對于圓振動篩一般取 ～ ，振幅大時取小值，振幅小時取大值。0152本次設(shè)計采用的圓振動篩取 。??4）篩箱的振幅 A篩箱振幅 ：是設(shè)計篩子的重要參數(shù)，其值必須適宜，以保證物料充分分層，減少堵塞，以利透篩。通常取 =3～6mm，其中篩孔大者取大值，篩孔小者取小值。本次設(shè)計選取 =4mm。5）篩子的振動頻率 n 按照 和所確定的 A 值可以求解出頻率值。902Av???rpmCosnV 5.8240cos2.3904?????為方便后面計算將 圓整為 820rpm n目前單軸振動篩的振動次數(shù)一般為 800～1200 次/分;雙軸振動篩一般為 700～900 次/分;共振篩為 400～800 次/分。所以此處選用 820 轉(zhuǎn)/分，適合上面所述的范圍。南昌航空大學科技學院學士學位論文166）振動強度校核：實際振動強度 K 按照下式計算：（2—31）nAKS????52109在本設(shè)計中 ，所以符合振動強度要求。S ???98.204552篩子的實際強度： =2.98 ；( =4)SK?K即篩子的振幅、頻率分別為：A=4 、n=820 mrp7）物料的運動速度單軸振動篩的物料運送速度可以按照下面的經(jīng)驗公式計算: 230(1tan)(/18kNnAvmsg???式中 ——修正系數(shù),其值按表可查取;okN ——常數(shù),N=0.18 毫米/秒;n ——振動次數(shù),次/分;A ——振幅,米;g ——重力加速度,g=9.81 米/ ;2秒——