3467 雙驅(qū)動同步振動篩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3467 雙驅(qū)動同步振動篩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),驅(qū)動,同步,振動篩,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)雙驅(qū)動同步振動篩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系部名稱： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)班級： 機(jī)械 08-3 班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 二○一二年六月The Graduation Design for Bachelor's DegreeThe Structural Design of Dual-drive Synchronous ShakerCandidate： Specialty：Construction MachineryClass： Supervisor： 20012-06 I摘 要選煤廠的篩分機(jī)數(shù)量很多，所以對篩分機(jī)的要求也越來越高。不但要求它具有較高的生產(chǎn)率、較好的篩分效率或脫水效果、較低的動力消耗；而且還要具備結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、安裝維修方便等機(jī)械性能。由于滾軸篩、圓筒篩上述性能較差，在使用上受到了限制，逐漸被工藝效果好、構(gòu)造簡單、維修方便的振動篩所代替。自同步振動篩是一種廣泛用于散體物料分級的設(shè)備。在選煤等工業(yè)領(lǐng)域，用于分級、脫水、脫泥和脫介。其篩分性能尤其重要。本文系統(tǒng)地闡述了雙電機(jī)自同步振動篩的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，論述了設(shè)計(jì)高效雙電機(jī)自同步振動篩的必要性；同時(shí)對雙電機(jī)自同步振動篩的原理進(jìn)行了分析，計(jì)算了振動篩的動力學(xué)參數(shù)、運(yùn)動學(xué)參數(shù)，設(shè)計(jì)計(jì)算了激振器的軸、偏振塊的參數(shù)和結(jié)構(gòu)，減震裝置，篩框的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行聯(lián)軸器的選型等。關(guān)鍵詞:雙電機(jī)；自同步振動篩；激振器 IIAbstractThe number of Washery screening machine is very large . So the demands on the screening machine also getting higher and higher. It is not only demand its higher productivity, better screening efficiency or effectiveness dehydration and low power consumption, but also with mechanical properties of simple structure, easy to manufacture, convenient to installation and maintenance and so on .As such properties of the roller sieve and sieve cylinder is very poor, it has became the restrictions of the fields of use. And it has been gradually replaced by the shaker because of its good process effect, simple structure and easy to maintenance .Synchronization shaker is a widely used equipment in the classification of bulk materials. In the fileds of industrial such as coal chosen ,it has been used for grading, dewatering, desliming and sculping. Its properties of screening is particularly important. In this paper, systematically expounded the application status and the trends of the design of the the two-synchronous motor,discussing the necessity of the two-synchronous motor. While analysising the principles of the two-synchronous motor, Calculating the kinetic parameters of the shaker,the parameters of kinematics, designing and calculating the structure and parameters of the shaft and the polarization block of the exciter, finishing the design of shock absorber and screen frame and also finishing selection of the coupling .Key words:double motor； self-synchronous motor；shaker vibrator目 錄摘要 ..........................................................................................................................................IAbstract..................................................................................................................................II第 1 章 緒論 .........................................................................................................................11.1 課題研究的目的及意義 ............................................................................................11.1.1 課題研究的目的 .............................................................................................11.1.2 課題的意義 .....................................................................................................11.2 國內(nèi)外振動篩分機(jī)械的發(fā)展 ....................................................................................31.3 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容 ........................................................................................................4第 2 章 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ......................................................................................................62.1 傳動方式的選擇 ........................................................................................................62.2 設(shè)計(jì)方案介紹與選擇 .................................................................................................72.3 減振裝置的確定 ........................................................................................................82.4 激振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................................................................92.4.1 激振器結(jié)構(gòu)類型的選擇 .................................................................................92.4.2 工作原理分析 .................................................................................................92.5 本章小結(jié) ..................................................................................................................11第 3 章 雙電機(jī)自同步振動篩參數(shù)確定 ...................................................................123.1 自同步篩的工藝參數(shù)的確定 ..................................................................................123.2 振動篩動力參數(shù)計(jì)算 ..............................................................................................133.2.1 慣性振動篩參振質(zhì)量的計(jì)算 .......................................................................133.2.2 計(jì)算隔振彈簧剛度 .......................................................................................143.2.3 所需激振力力幅及質(zhì)量矩的計(jì)算 ...............................................................143.2.4 振動篩傳給地基的負(fù)荷 ...............................................................................153.3 電動機(jī)功率的計(jì)算與電機(jī)選擇 ..............................................................................153.4 本章小結(jié) ..................................................................................................................17第 4 章 激振器的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...........................................................................................184.1 偏心塊的設(shè)計(jì) ..........................................................................................................184.2 激振器傳動軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ..................................................................................224.3 鍵的強(qiáng)度校核 .........................................................................................................254.4 軸承的校核 ..............................................................................................................254.5 軸承的潤滑 .............................................................................................................264.6 本章小結(jié) .................................................................................................................26第 5 章 篩箱的設(shè)計(jì)分析與計(jì)算 .................................................................................275.1 篩面選擇 .................................................................................................................275.2 篩面固定方法的確定 .............................................................................................295.3 篩框的設(shè)計(jì) ..............................................................................................................315.4 本章小結(jié) ..................................................................................................................31結(jié)論 .......................................................................................................................................32參考文獻(xiàn) ..............................................................................................................................33致謝 .......................................................................................................................................341第 1 章 緒 論1.1 課題研究的目的及意義 1.1.1 課題研究的目的篩分技術(shù)廣泛應(yīng)用于煤炭、冶金、化工、醫(yī)藥、輕工、環(huán)保等領(lǐng)域。在我國煤炭是主要的能源。其篩分性能尤其重要。據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)和美國能源部能源消息局最近預(yù)測：世界煤炭消費(fèi)量將由 2000 年的 42.98 億噸增長到 2020 年的 58 億噸。久已來我國便是以煤炭為主要能源的國家，煤炭在一次能源的生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)中約占 3/4。國家《煤炭洗選加工業(yè)“十五”計(jì)劃和 2015 年發(fā)展規(guī)劃》要求，到 2005 年，全國原煤入洗率由 2000 年的 25.7%提高至 35%～40%；全國商品煤灰分由現(xiàn)在的 20.5%降到19.5%；含矸率達(dá)到 0.5%；調(diào)整煤炭產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，洗選、篩選產(chǎn)品和直銷原煤的比例由2000 年的 34∶55∶11，調(diào)整至 45∶50∶5。 目前我國的選煤廠，特別是大型選煤廠多采用跳汰工藝，由于跳汰機(jī)分選精度低，即便處理易選煤，矸石中精煤損失也高于 2%(全國平均約 5%)，損失于中煤中的精煤則更高( 全國平均約 30%)。精煤質(zhì)優(yōu)、價(jià)廉、競爭力強(qiáng)與采用最先進(jìn)的選煤技術(shù)密切相關(guān)。因此，研制高質(zhì)、高效的振動篩刻不容緩。1.1.2 課題的意義70 年代以前，國內(nèi)振動篩主要依靠進(jìn)口；70 年代以后，國內(nèi)研制出一系列振動篩，例如 ZK，ZS，DS 等系列自同步振動篩以及仿國外的產(chǎn)品，ZK 系列振動篩為自同步振動篩，主要建立在消化吸收德國 KHD 公司的 USL。USK 系列振動篩結(jié)構(gòu)形式、工作原理、參數(shù)的合理選擇，在此基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際使用情況和我國國情特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出新型的 ZK 系列自同步振動篩。目前我國各種選煤廠使用的設(shè)備中，振動篩是問題較多、維修量較大的設(shè)備之一。這些問題突出表現(xiàn)在篩箱斷梁、裂幫，稀油潤滑的箱式振動器漏油、齒輪打齒、軸承溫升過高、噪聲大等問題，同時(shí)伴有傳動帶跳帶斷帶等故障。這類問題直接影響了振動篩的使用壽命，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)。為此我研制了一種雙電機(jī)自同步振動篩，由于其優(yōu)良的工作特點(diǎn)：振動強(qiáng)度大，分選效果好，簡化了激振器的結(jié)構(gòu)，噪音較低，機(jī)器潤滑和檢修等日常維護(hù)工作減少，設(shè)備的故障率降低。但是國外生產(chǎn)的代表世界先進(jìn)水平的自同步振動篩系列產(chǎn)品，從噪音、工作穩(wěn)定性，壽命及工藝性能參數(shù)，都是國產(chǎn)設(shè)備無法比擬的。但進(jìn)口設(shè)備普遍價(jià)格較高，因此在現(xiàn)有自同步振動篩的基礎(chǔ)上，提高我國自同步振動篩的設(shè)計(jì)方法，改進(jìn)、完善自2同步振動篩的結(jié)構(gòu)，具有重要的社會和經(jīng)濟(jì)意義。振動篩國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀：振動機(jī)械與其它類型的機(jī)械相比，優(yōu)點(diǎn)；結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，重量較輕，金屬消耗量少、成本低、安裝方便、維修容易等。缺點(diǎn)；振幅不夠穩(wěn)定，調(diào)整復(fù)雜，傳給地基的振動較大，零部件工作壽命較短、噪聲大等缺點(diǎn)。振動篩分機(jī)械是最近發(fā)展起來的一種新型機(jī)器，目前廣泛用于選礦、冶金、石油化工、水利電力、輕工、建筑、交通運(yùn)輸?shù)裙I(yè)部門，用來完成各種不同的工藝過程。例如在選煤廠，普遍采用圓振動篩、概率篩、等厚篩和自同步振動篩對粗煤、精煤和末煤的分級脫水和脫介等工藝；在建筑工程中需要各種大型篩機(jī)對沙石進(jìn)行分級；在焦化廠采用自同步振動篩對焦碳篩分；在環(huán)衛(wèi)部門的垃圾處理中，出現(xiàn)了馳張篩。綜合國內(nèi)外的篩分機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀，篩分機(jī)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展。(1)大型化：近年來隨著煤礦開采能力和入洗原煤量的提高，作為物料分級篩選的主要設(shè)備—振動篩也不斷向大型化發(fā)展。德國 KHD 公司生產(chǎn)的 USK 型篩機(jī)尺寸4500㎜×6000㎜ 。篩面的面積達(dá) 27㎡，德國的另一個(gè)篩分公司生產(chǎn)的 5500㎜×11000㎜篩機(jī)，工作面積己達(dá) 60. 5㎡。(2)大型化和超重型化：大的礦業(yè)工程需要處理大塊物料，法國素梅斯塔公司生產(chǎn)的振動棒可以處理直徑 lm 以上的大塊的物料。(3)軌跡的理想化：為了提高各區(qū)段的篩分效率和整個(gè)篩機(jī)生產(chǎn)率為目標(biāo)，研發(fā)一種以理想的軌跡運(yùn)動為基礎(chǔ)的新型篩分機(jī)。在垂直方向，入料端的振幅大于出料端的振幅；沿篩面的方向，從入料端到出料端，物料的速度遞減，在這樣的工況下，該篩分機(jī)的篩分效果優(yōu)于一般的篩分機(jī)械。(4)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化：國的 KHD 公司生產(chǎn)的 USL。 USK 篩機(jī)的側(cè)板、橫梁、傳動軸，同屬德國的申克公司生產(chǎn)的系列篩，均已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。(5)采用自同步技術(shù)：用雙電機(jī)自同步技術(shù)替代齒輪同步，可簡化結(jié)構(gòu)，降低噪音，從而減少了機(jī)器潤滑和檢修等日常維護(hù)工作，減少設(shè)備的故障率。(6)振動強(qiáng)度增大：機(jī)的振動過程逐漸強(qiáng)化，以取得較大的速度和加速度，提高生產(chǎn)能力和篩分效果。(7)空間化發(fā)展：物料，先后出現(xiàn)了旋流振動篩、錐型振動篩、旋轉(zhuǎn)概率篩等，既減少占地面積，又提高生產(chǎn)能力和篩分效率。由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和慣性激振器的固有特點(diǎn)，人們開始積極探索新的激振方式，德國寶馬公司研制了一種新型的液壓激振裝置，其主要技術(shù)特點(diǎn)是采用換向閥3控制油缸往復(fù)運(yùn)動，由于換向閥必須高頻換向，必須使換向閥壽命受到影響，所以該項(xiàng)裝置尚未得到推廣使用。1.2 國內(nèi)外振動篩分機(jī)械的發(fā)展1.2.1 國內(nèi)振動篩概況我國煤炭資源豐富，儲量多，品種齊全。煤炭占我國能源的 75%以上，是當(dāng)今和未來幾十年內(nèi)我國最主要的能源。隨著我國煤礦采掘機(jī)械化程度的不斷提高，泥煤含量加大，原煤水分增高，所生產(chǎn)的煤炭質(zhì)量不斷惡化。在我國提出的潔凈煤炭戰(zhàn)略，煤炭洗選是龍頭，因而發(fā)展煤炭的洗選加工業(yè)是目前提高煤炭質(zhì)量的重要措施。我國的篩分機(jī)械是在引進(jìn)國外技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。近 20 年來，我國對振動篩的研究取得了一些可喜的成果。篩子大型化已取得一些成就。在常規(guī)脫水、脫介篩方面，開發(fā)了新的干法篩分設(shè)備。在煤泥分級脫水方面，開發(fā)了曲面篩、高頻振動篩和電磁振動細(xì)篩等產(chǎn)品；在篩面方面也取得了可喜成就，開發(fā)了聚氨酷，超高分子聚乙烯等非金屬篩面和多層篩網(wǎng)。由于我國的工業(yè)發(fā)展緩慢，基礎(chǔ)工業(yè)比理論水平和技術(shù)水平落后，我國的篩分機(jī)械的發(fā)展只有近 60 年的歷史，可分為三個(gè)階段。（1）仿制階段：這期間，仿制了前蘇年的系列圓振動篩、MZ 型搖動篩；波蘭的 WK-15 圓振動篩，WP1 。 WP2 型吊式自同步振動篩。這些篩分機(jī)仿制有 15OO㎜×3000㎜重型振動篩系列成功，為我國篩分機(jī)械的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)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 年至 1980 年研制了一批性能優(yōu)良的新型振動篩分設(shè)備。5㎡。 30㎡共振篩系列，煤用單軸、雙軸振動篩系列，自同步自同步振動篩系列，等厚概率篩系列，冷熱礦篩系列。這些設(shè)備雖然存在著故障較多，壽命較短的問題。但是他們的研制成功基本上滿足了國內(nèi)的需要，同時(shí)也標(biāo)志著我國的篩分機(jī)走上了獨(dú)立發(fā)展的道路。（3）提高階段：在 80 年代，我國的篩分機(jī)走上了一個(gè)新的發(fā)展里程碑。成功研制了振動概率篩系列，旋轉(zhuǎn)概率篩系列，完成了箱式激振器等系列，自同步等系列，例如馳張篩，螺旋三段篩，物料自同步振動篩，琴弦振動篩，立式圓筒篩的研制取得了一定的成功。1.2.2 國外振動篩概況國外從 16 世紀(jì)開始篩分機(jī)械的研究與生產(chǎn)，到了 18 世紀(jì)歐洲工業(yè)革命時(shí)期，篩分機(jī)械得到了迅速的發(fā)展，使篩分機(jī)械發(fā)展到較高的水平。圓筒篩、等厚篩，搖動篩4和概率篩等各種類型的機(jī)械振動篩為了適應(yīng)各種工業(yè)的需要而先后問世。德國的申克公司能提供 260 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 多種規(guī)格篩分設(shè)備，通用化程度較高，KUP 公司和海因曼公司都研制了雙傾角的篩分設(shè)備。美國 RNO 公司新研制了 DF11 型雙頻率振篩，采用不同的速度激振器。DRK 公司研制成三路分配給料，一臺高速電機(jī)驅(qū)動。英國為解決從濕原煤中篩出細(xì)粒末煤，研制成功了旋流概率篩。前蘇聯(lián)也研制了一種多用處兼有自同步振動篩優(yōu)點(diǎn)的自同步自同步振動篩。國外振動篩發(fā)展趨于大型化，國外生產(chǎn)大型等厚篩有德國篩子技術(shù)公司的2.2m×10.45m。篩面為不同傾角的 3 段。申克公司的 3.1m . ×9.1m。 篩面也為不同傾角 3 段。澳大利亞 Honert 公司已售出 70 多臺等厚篩，最大為 2.4m×6.1m。篩面已發(fā)展成為不同傾角的 5 段。以上等厚篩都采用箱式激振器。表 1.1 國外篩機(jī)大型化情況國家（或公司） 寬（米） 長（米） 篩分面積（平方米）德國篩子技術(shù)公司 5.5 10 50德國申克公司 4 8.5 34德國洪堡特和韋達(dá)克公司 4.5 6.75 30日本神戶制鋼所 4.8 7.1 34.08美國 3.7 7.3 27日本川崎重工 4 12 481.3 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容本次設(shè)計(jì)內(nèi)容包括篩框的設(shè)計(jì)；篩面的選擇及其與篩框的連接與固定；激振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其軸、鍵的校核；減震裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；振動篩的動力參數(shù)與工藝參數(shù)的計(jì)算。本次設(shè)計(jì)的振動篩主要用于煤泥脫水，要求入料粒度小于 150mm，振幅在3.5~4mm，振動頻率為 800~1000 次/分，生產(chǎn)率不得低于 85t/h。由于篩子在高頻振動下工作，篩框不僅承受篩分物料的重量，而且還要承受很大的振動力。因此，篩框的結(jié)構(gòu)要牢固，不僅要有足夠的強(qiáng)度，還要有足夠的整體剛度，使篩框不致因發(fā)生變形而損壞。減震裝置也保證一定的剛度，要求彈性模量小，減震效果好，制造方便、安裝容5易、使用壽命長，噪音小等優(yōu)點(diǎn)。激振器要滿足結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，便于潤滑和檢修，噪音低等要求。6第 2 章 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 傳動方式的選擇2.1.1 非直接傳動非直接傳動又分為撓性連軸器和非撓性連軸器。采用非撓性連軸器：電動機(jī)通過三角膠帶減速后。直接驅(qū)動激振器工作。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單?？梢匀我膺x擇激振器的轉(zhuǎn)速。缺點(diǎn)是三角膠帶拉力作用于傳動軸的一端。使篩箱容易產(chǎn)生橫向擺動。電機(jī)軸本身受彎距大；篩分機(jī)啟動或停車過程中。經(jīng)過共振區(qū)時(shí)。振幅跳動大。 膠帶易松弛。產(chǎn)生吊帶和打滑；膠帶過緊。電動機(jī)軸的彎矩過大。易毀電機(jī)。采用撓性連軸器的非直線傳動：電動機(jī)經(jīng)三角膠帶減速后。在通過輪胎連軸器把動力傳遞給激振器。由于撓性連軸器的吸振。從而可以克服有三角帶直接驅(qū)動激振器帶來的一系列問題。2.2.2 直接傳動直接傳動是電動機(jī)通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動激振器。他克服了三角帶傳動的缺點(diǎn)。德國 USB 型圓振動篩就是采用了直接傳動的簡單慣性振動篩。振動篩傳動中。采用的聯(lián)軸器有三種形式：萬向聯(lián)軸器。輪胎聯(lián)軸器和橡膠聯(lián)軸器。萬向聯(lián)軸器在篩分機(jī)傳動中。多用于電機(jī)與激振器和兩個(gè)激振器之間的連接。輪胎聯(lián)軸器常用于電機(jī)與激振器之間的連接。輪胎聯(lián)軸器由橡膠帶制作的撓性膠帶片和兩個(gè)半聯(lián)軸器節(jié)組成。橡膠聯(lián)軸器，又稱三抓撓性聯(lián)軸器。由法蘭，圓形平膠帶，壓板和螺栓等組成。該聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，但軸向尺寸比較大，常用于兩個(gè)激振器見的連接?？紤]實(shí)際情況，采用輪胎聯(lián)軸器和橡膠聯(lián)軸器連接的直接傳動。72.2 設(shè)計(jì)方案介紹與選擇圖 2.1 方案一結(jié)構(gòu)簡圖齒輪強(qiáng)迫傳動振動器的主要的優(yōu)點(diǎn)。能保證兩偏心軸的振動相位角一致。物料能按一定的拋擲角運(yùn)動進(jìn)行篩分。組裝精度要求一般.這種篩子的最大不足。就是噪音大。軸襯易發(fā)熱。漏油也較嚴(yán)重。齒輪使用壽命短等。圖 2.2 方案二結(jié)構(gòu)簡圖雙不平衡激振器由兩臺電機(jī)拖動。主要取消了一對齒輪。代之以兩臺電動機(jī)直接帶動軸轉(zhuǎn)動.采用這種傳動方式的振動器。其優(yōu)點(diǎn)是可以簡化了激振器的結(jié)構(gòu)。使振動篩的潤滑。維護(hù)和檢修大為簡化；篩子噪音。消除漏油和降低費(fèi)用等。圖 2.3 方案三結(jié)構(gòu)簡圖8采用這種傳動方式的振動器。其優(yōu)點(diǎn)可以降低篩子噪音。消除漏油。減少備件消耗和降低費(fèi)用等.但振動器兩軸同心度。及其裝備精度要求較高.通過三角帶傳動的振動器。如兩電機(jī)膠帶輪的三角膠帶松緊不一致時(shí)。均會引起由于兩軸摩擦傳動阻力的差異而導(dǎo)致兩偏心相位角的不一致。從而造成物料在篩面上不規(guī)則運(yùn)動。影響篩分效率。綜合方案一。二和方案三的優(yōu)，缺點(diǎn)。最后，確定方案二是較優(yōu)方案。2.3 減振裝置的確定 振動篩的支撐方式分為吊式和座式兩種。吊式采用的吊掛裝置包括螺旋形壓縮彈簧，鋼絲繩，防擺錘，吊環(huán)，剛繩卡等零部件。篩面通過四組吊掛裝置吊掛在上層樓板上。改變鋼絲繩的長度可以調(diào)整曬面傾角。防擺錘安裝在鋼絲繩的上方，其作用是防止篩箱產(chǎn)生橫向擺動。篩子工作時(shí)，產(chǎn)生橫向擺動是難免的，這是因?yàn)殇摻z繩有其自振頻率、當(dāng)篩子工作頻率等于鋼絲繩的自振頻率時(shí)，就會發(fā)生共振，此時(shí)的鋼絲繩就會產(chǎn)生強(qiáng)烈的偏擺，篩箱發(fā)生不穩(wěn)定的振動。為了避免此現(xiàn)象，可以變化防擺配重在繩上的位置，來改變鋼絲繩的自振頻率，防止共振現(xiàn)象的產(chǎn)生，達(dá)到防擺的目的。如果剛繩長度比較短，即在 1250mm 以內(nèi)時(shí)，就可不設(shè)防擺錘。座式支撐裝置有彈簧，彈簧的上，下支座，定位塊，篩箱耳軸和摩擦阻尼器等組成。彈簧上支座與篩箱耳軸連接。采用金屬螺旋彈簧減振時(shí)，其支座下放設(shè)有減振摩擦阻尼器。阻尼器：阻尼器有螺栓，彈簧，橡膠塊和橡膠座等組成。調(diào)節(jié)螺栓可以改變彈簧對橡膠塊的壓力，橡膠塊壓緊在篩箱的側(cè)板上。當(dāng)篩分機(jī)停車經(jīng)過篩分機(jī)的共振區(qū)時(shí)，側(cè)板和橡膠塊產(chǎn)生的摩擦力迫使篩箱很快的通過共振區(qū)而停車。阻尼器的調(diào)整是通過調(diào)節(jié)螺栓，是彈簧有自由高度 170mm 壓縮到 30mm 左右。觀察篩分機(jī)過共振區(qū)的情況，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到過共振區(qū)振幅比較小和篩子停車較平穩(wěn)為止。減振彈簧：在慣性振動篩中，減振彈簧既是主振彈簧，又是隔振彈簧。它的作用有：（1）固有頻率為彈簧剛度和參振質(zhì)量的函數(shù)，當(dāng)篩子質(zhì)量確定后，振動頻率就取決于彈簧剛度。因此，彈簧剛度決定著系統(tǒng)的工作狀態(tài)和篩分機(jī)的工作穩(wěn)定性。（2）彈簧剛度大，傳給基礎(chǔ)動載荷幾大，因此，適當(dāng)選擇彈簧的剛度，可以減小傳給基礎(chǔ)的動負(fù)荷。9隔哲裝置中的彈性元件有金屬螺旋彈簧，橡膠彈簧，復(fù)合彈簧和沖氣彈簧等多種形式。本裝置選用橡膠彈簧。橡膠大部分是由橡膠和鋼制附件組合而成。這種組合的彈簧，不僅能夠避免橡膠元件與機(jī)器運(yùn)動部分直接產(chǎn)生摩擦，造成橡膠損壞，同時(shí)，也便于橡膠元件的互相聯(lián)接。因此，它比單純使用橡膠的彈簧更方便，工作更可靠。但是，必須使橡膠和鋼制附件牢固粘合起來。橡膠和鋼制附件的粘合多采用硫化方法。這種方法是將橡膠和金屬附件一起在壓模中進(jìn)行加溫加壓，在硫化作用下，香蕉和剛制附件表面產(chǎn)生連接的混合物，從而使橡膠與金屬表面而牢固粘結(jié)。2.4 激振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.4.1 激振器結(jié)構(gòu)類型的選擇激振器是振動篩的心臟，其工作頻率高，工作時(shí)間長，潤滑效果差，振動沖擊力大，故障多，因而選用合適的激振器是篩機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的保證。我國現(xiàn)用激振器的結(jié)構(gòu)形式有三種：箱式、筒式和塊偏心式。1 箱式激振器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：電機(jī)通過皮帶輪和傳動裝置驅(qū)動激振器，主、從動軸通過齒輪強(qiáng)迫同步。優(yōu)點(diǎn)是：軸承采用稀油潤滑，極限轉(zhuǎn)速高，工作條件好；激振器可成組使用，拆卸方便，檢修較容易；振動篩工作頻率不受電機(jī)轉(zhuǎn)速限制，通過皮帶輪可調(diào)整振動篩的工作頻率，從而對篩子的動性能及工藝效果進(jìn)行優(yōu)化。缺點(diǎn)是：需齒輪傳動，噪聲高；需大型橫梁傳遞擾力，整機(jī)高度大，制造成本高。一般非自同步型振動篩普遍采用箱式激振器。2 筒式激振器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：它是由兩橫貫篩箱的長軸構(gòu)成，偏心質(zhì)量分布在長軸上。與箱式激振器相比，筒式激振器直接安裝在篩箱側(cè)幫上，安裝高度低，不需要大型工字梁支承，激振力沿篩箱寬度為均布載荷，安裝精度易保證。缺點(diǎn)是：加工長軸需要大型設(shè)備；不便于與其它篩子通用；皮帶輪和齒輪都在篩箱外側(cè)，致使篩箱寬度大，篩箱一側(cè)須留較大的檢修空間。3 塊偏心激振器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：電機(jī)直接帶動激振器。優(yōu)點(diǎn)是:沒有齒輪，能有效地降低篩子噪聲，結(jié)構(gòu)簡單；三化程度最高；質(zhì)量輕；采用干油潤滑，使漏油現(xiàn)象大為減少；激振器直接安裝在篩幫上，擾力直接作用于側(cè)壁，受力狀況良好。缺點(diǎn)是：對傳動系統(tǒng)阻尼不均衡較敏感，容易造成拋擲角不穩(wěn)定，調(diào)整不好，往往影響使用；篩子工作頻率受電機(jī)轉(zhuǎn)速限制，從而使篩子的工作頻率往往不能在理想的工作頻率范圍內(nèi)。由于本次設(shè)計(jì)采用雙電機(jī)自同步直線振動篩，固要選擇塊偏心激振器。102.4.2 工作原理分析振動器的工作原理主要由電機(jī)通過三角膠帶或萬向聯(lián)軸器帶動偏心軸做同步反向回轉(zhuǎn)運(yùn)動。偏心塊產(chǎn)生的離心慣性力及合力，沿 X-X 方向的分力是互相抵消，而沿Y—Y 方向的分力總是相互迭加。因此，形成單一的沿 Y—Y 方向的合力。這種力就是振動力。他驅(qū)使篩箱沿 Y—Y 方向做往復(fù)直線震動。物料在篩面上便沿著這個(gè)方向成一定角度的拋掙和篩分。圖 2.4 工作原理示意圖XYXY(1)(2)3(4)圖 2.5 工作原理圖任意時(shí)刻 t。雙不平衡塊所處的位置如圖 2-3 所示:11圖 2.6 激振力的計(jì)算由此可以求出雙不平衡重產(chǎn)生的激振力隨時(shí)間變化的關(guān)系式：（2.1）20sinyPmrt???20iiy Pt?式中： ——不平衡重的質(zhì)量和；m0——不平衡重所產(chǎn)生的激振力幅值(kN)；p——轉(zhuǎn)動時(shí)間(s)；t——不平衡重質(zhì)心的回轉(zhuǎn)半徑(m) ；r——不平衡重回轉(zhuǎn)角速度(rad/s)；?——在振動方向上的激振力(kN)；yP——每個(gè)偏心塊的質(zhì)量(t)；0m由上式可見。雙軸慣性激振器。當(dāng)作同步反向回轉(zhuǎn)的時(shí)候。產(chǎn)生定向的簡諧力。此力通過篩箱的質(zhì)心。使篩箱作定向往復(fù)直線運(yùn)動。2.5 本章小結(jié)分析了直接傳動方式與非直接傳動方式的優(yōu)缺點(diǎn)，最終考慮實(shí)際情況，采用輪胎聯(lián)軸器和橡膠聯(lián)軸器連接的直接傳動。對比了 3 種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)選擇出了能使篩子噪音低。消除漏油。減少備件消耗和降低費(fèi)用的設(shè)計(jì)方案。確定了減震裝置。也確定了激振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分析了激振器的原理。12第 3 章 雙電機(jī)自同步振動篩參數(shù)確定3.1 自同步篩的工藝參數(shù)的確定自同步振動篩的運(yùn)動參數(shù)包括篩面傾角，振動方向角，篩面振幅，篩面振動頻率，篩面強(qiáng)度，物料運(yùn)動速度，生產(chǎn)率，篩孔尺寸，篩面長度和寬度等。這些參數(shù)是通過實(shí)驗(yàn)來選取最佳的，物料不同，參數(shù)也不同。為了簡化篩子的規(guī)格種類，這些參數(shù)只能選取在一定范圍內(nèi)。1 篩面傾角 ?對于自同步振動篩篩面傾角一般為-5°～10°。一般來說，篩分 50㎜以上物料，為 5°～10°；40㎜以下物料為 0°；如用于脫水、脫介、脫泥等為-5°～0°。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，用于脫水脫泥作業(yè)，所以取 =0°。?2 振動方向角 ?篩面的振動方向角，也就是物料的拋射角，是直線振動篩的重要參數(shù)之一。直線振動篩的拋射角一般為 35°～65°，30°～40°適用于易篩物料，60°左右用于難篩物料，我國用的拋射角 β 一般取 45°。3 篩面振幅 A對于圓振篩，A 取 2.5~3.5 mm。 自同步直線振動篩的振幅一般為 3.5～5.5㎜（單振幅） ，取 。m4?4 篩面的振動頻率90cos792/mininvkA????次 (3.1)式中： ； ；5.2?vkA4sradgkv/26.78cos?064./min23.1n????故選 730r/min 的電動機(jī)。 sradn/.760?135 振動強(qiáng)度校正(3.2) 224.[]90AnKKg?????振動篩的許用強(qiáng)度值[K] 。4~66 物料的運(yùn)動速度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：(3.3)0.9cosahmwVAC???式中： A——振幅（m） ；——角速度； ?——傾角對平均速度的影響系數(shù)，因?yàn)?=0°，所以取 aC 1.?aC——物料厚度影響系數(shù)，取h 9.0?KC——物料形狀影響系數(shù)，對于塊狀料取m .m——滑行運(yùn)動影響系數(shù)，因?yàn)?；所以取w 5.2V1?W所以 0.16/vs?7 生產(chǎn)率根據(jù)流量法計(jì)算：(3.4)360152.47/0/QBhvtht???式中： ——篩面寬度（m）Bｈ——篩面上物料層的平均高度（m）ｖ——物料的運(yùn)動平均速度（m/s）——物料的松散密度（ ）?3/mt8 篩孔尺寸根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本振動篩為單層篩面，使用沖孔篩板。這種篩板是根據(jù)一定的布孔公式在厚為 4～12 mm 的鋼板上鉆孔而成。該篩板適用于分級粒度大于 25mm 情況 。其表面光滑 。大塊煤不易堵孔，篩孔尺寸為 50㎜。9 篩面長度和寬度的確定由于篩面的開孔率一般為 40％。∴取 mLB6.5;7.1?143.2 振動篩動力參數(shù)計(jì)算3.2.1 慣性振動篩參振質(zhì)量的計(jì)算(3.5)1()mMkg???式中： 1M?——參振的各部件質(zhì)量(kg) 140?m——參加振動的物料質(zhì)量(kg)；(3.6)miKBLH???式中： mK——物料結(jié)合系數(shù)。一般取 2.0B——篩面寬度(m) B=1750mm；L——包括給料箱。篩面和排料嘴在內(nèi)的總盛料長度(m) L=5600mm=5.6m；?——散密度 33/150/.mkgcg??iH?—— 各層篩面上料層平均厚度的總和(m) mHi05.??147miMKBLkg??12()m??3.2.2 計(jì)算隔振彈簧剛度隔振彈簧的剛度對彈簧在壓縮狀態(tài)下工作的篩分機(jī)械 。尚可用壓縮量法來計(jì)算K 值。支撐彈簧在篩箱的重力的作用下。產(chǎn)生一個(gè)靜壓縮量 ?。則彈簧的剛度為:(3.7)?WK?式中: ——篩分機(jī)參重質(zhì)量（ kg） ；W——預(yù)壓縮量(m)；?一般振動篩共振是。其振幅為正常工作振幅的 5～8 倍。為了使振動質(zhì)量過共振區(qū)是不跳出彈簧。應(yīng)取預(yù)壓縮量 >A。 =(6—20)A。大型振動篩取小值；反之取?小值。一般穩(wěn)態(tài)振動時(shí) A=0.3—0.5cm?？扇?=3—5cm.根據(jù) 。即可算出所需?WK?彈簧總剛度 K。其中 為篩分機(jī)參重質(zhì)量。W因?yàn)?A=0.4cm。所以取 ?=4cm=0.04m； mNMgK/1045?15mNKni /13064?3.2.3 所需激振力力幅及質(zhì)量矩的計(jì)算根據(jù)公式可計(jì)算激振力幅值：（3.8）210eM???式中： ——表示有效偏心質(zhì)量（kg） ；m——表示有效偏心質(zhì)量的回轉(zhuǎn)半徑（m） ；r因?yàn)橛缮鲜接?jì)算出質(zhì)量 (包括 )。和剛度 。振動和圓頻率 w 在運(yùn)動學(xué)參mK數(shù)中已確定。所以激振力幅即可由上式計(jì)算。從而可計(jì)算出偏心快質(zhì)量矩：(3.9) 2()16.7KMrAkg??????03.83.2.4 振動篩傳給地基的負(fù)荷1 靜負(fù)荷:振動篩一般有四個(gè)支點(diǎn)。每個(gè)支點(diǎn)所受的力為:（3.10）WTj25.0?式中: ——振動篩重力之總和（ ）.WN416j.2 動載荷除靜載荷外。振動篩振動是還要傳給基礎(chǔ)動載荷。正常工作時(shí)動載荷為:（3.11）dTKA??式中：K——彈簧總剛度；A——振幅（m）. Nd3.416最大動載荷最大動載荷是篩分機(jī)停車時(shí)。通過共振區(qū)是。振幅擴(kuò)大產(chǎn)生的。過共振區(qū)時(shí)的振幅通常是工作振幅的 5—8 倍。因此最大動載荷: TTdd )48.32960.281()(max ????3.3 電動機(jī)功率的計(jì)算與電機(jī)選擇所需電機(jī)功率16（3.12）?1)(21???N式中 1N——激振器為克服篩箱運(yùn)動阻力而消耗的功率； ?——傳動功率。一般取 ?=0.95?！S在軸承中摩擦消耗功率；23.3.1 振動阻尼消耗的功率 1振動阻尼消耗的功可用激振力所做的功來計(jì)算。激振力克服阻尼消耗的功率:（3.13）0162Nn??若以 cos()mrAM????代入上式則得： 204)(204sin2313ArN???式中 ——阻尼系數(shù)。 取 。?.??.kwm7)(231??3.3.2 軸在軸承中摩擦消耗功率 2N軸承上的壓力主要取決于激振力或篩箱運(yùn)動的慣性力。回轉(zhuǎn)運(yùn)動消耗的功率：（3.14）210eM???)(2Adfm?204)(3f??式中: ——扭矩；eM——軸承內(nèi)徑(m)；d——軸承摩擦系數(shù)，滾動軸承 =0.005。f fkw 12.06204)(32???dAmMN?173.3.3 振動篩的電機(jī)功率:=35.54kw?1)(21???N所以。選擇兩臺 Y150M-8 的電機(jī)。它的功率是 22kw，兩臺是 44kw>35.54kw。慣性振動篩啟動時(shí)。電機(jī)需克服偏心質(zhì)量的靜力距和摩擦力矩。啟動后。由于慣性作用。功率消耗較少。因而除了需選用高啟動轉(zhuǎn)距的電機(jī)外。計(jì)算的功率必須按啟動轉(zhuǎn)距校核。必須使： jqM?式中： ——偏心塊靜力矩(N·m)； JMrgmj??0——電動機(jī)啟動轉(zhuǎn)距(N·m)；q——電機(jī)額定轉(zhuǎn)距(N·m)；H 8.927160??rgmj N.2?953.nTm?MNjqst ????6.1257.42.1故所選的電動機(jī)滿足要求。3.4 本章小結(jié)確定了振動篩的工藝參數(shù)，包括篩面傾角；震動方向角；篩面振幅；篩面的震動頻率等。并且計(jì)算了振動篩的動力參數(shù)，如：慣性振動篩參振質(zhì)量；隔振彈簧剛度；激振力力幅及質(zhì)量矩等。最后計(jì)算了電動機(jī)的功率從而選擇電動機(jī)。18第 4 章 激振器的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 偏心塊的設(shè)計(jì)設(shè)偏心塊的形狀如圖所示。為了求出各尺寸故建立坐標(biāo)系圖 4.1 偏心塊設(shè)計(jì)圓 1 的方程可設(shè)為 221xyr??圓 2 的方程可設(shè)為 22角度 為 120 度。 角度 為 60 度。AoB1AoB所以可得關(guān)系式 21r??起偏心作用的面積為： 12ADCoBCSS??（4.1）21230.5Orr????22ADCS?19所以： 222132ADCOSrr??????21C?所以面積為: 223r??點(diǎn)的坐標(biāo)為：1A( , )23r?1點(diǎn)的坐標(biāo)為:1B( ,)2r2的斜率為：1A13AK??的斜率為：1B1B的直線方程為:1A23yxr??的直線方程為:1B2r偏心距：= ryd??= + +yd??1s2s3sy?為 ， 為 ， 為1SADC2S1B3S1ADC=?250 327inrdr????點(diǎn)的坐標(biāo)為：( ， )23r?120點(diǎn)的坐標(biāo)為：1C( ， )23r1的直線方程為：A3yx??的直線方程為：1BC點(diǎn)坐標(biāo)為：A( 。 )23r?點(diǎn)的坐標(biāo)為：B( 。 )2= ， -1CDAK??31CDK?3的直線方程為：CD2yxr?的直線方程為：1 23??點(diǎn)的坐標(biāo)為： ( 。0)2r點(diǎn)的坐標(biāo)為： 1D( 。0)23r+1syd???2233rxryd???22323 734rxrydr?????+ + ??1s2s?332.61s?所以偏心距為： 3224.61.7ydrr r?????21=2.67× × × ×1.72× ×7.8× =2.03mr2r910?B2r31035.82× × =2.03×326× =56.67×r3當(dāng) =50㎜時(shí)： =75㎜， =150㎜B2r1圖 4.2 偏心塊224.2 激振器傳動軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算確定輸入軸功率 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩1P1nT12Kwp?730r/min(4.2)5119.8.TN?初步確定軸的最小直徑：先初步估算軸的最小直徑。先取軸的材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表取 012A?(4.3)31min08pdAm?取軸頸為 48mm。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 4.2 軸由于軸承只受到徑向力，固選用圓柱滾子軸承。NU 系列。NU313E。B=33mm。d=65mm。以及偏心快寬度 B=50mm。 所以34562736182745dmLdLm??在軸段 12 和 78 段選擇平鍵 12×8，L=36mm 。按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度(1) 作出軸的計(jì)算簡圖進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，軸上各部分受力情23況如下圖所示：圖 4.3 軸受力圖(2) 作出彎矩圖彎矩圖如下圖所示。圖 4.4 力矩圖(3) 作出扭矩圖扭矩圖如下圖所示。圖 4.5 彎矩圖(4) 校核軸的強(qiáng)度軸上偏心塊產(chǎn)生的偏心力為：242Fmr??=2.03=76.4rad/s所以： 21849FrN?已知：= =11849N12由對軸的分析可列方程:1212yF??解得:= =11849N1y24.2.1 扭矩校核軸承的摩擦力矩為：（4.4）0.5fMdF???=65mm圓柱滾子軸承 =0.001-0.003，取 =0.002。?0.50.7fdNm?所以由摩擦力產(chǎn)生的扭矩過小。在機(jī)械運(yùn)行中，電機(jī)的輸出扭矩就很小。因此，軸肯定滿足要求。4.2.2 彎矩校核軸段 23 中點(diǎn)的彎矩為=11849×(36+45)/2×0.001=742.248 N·mM軸段 45 中點(diǎn)的彎矩為：M=18328×45/2×0.001+18328×(36/2+36+5)×0.001-18328×(36+5)×0.001=742.248軸段 56 中點(diǎn)的彎矩為：M=18328×(45+36+36+5)×0.001-18328×(36/2+36+5+45/2)×0.001-18328×(36+45)/2×0.001=0點(diǎn) 2 和軸段 23，45 的中點(diǎn)為可疑危險(xiǎn)點(diǎn)在軸段 34，56 的中點(diǎn)時(shí) 81.4360aMPaW???25在點(diǎn) 2: aMW??考慮到該軸段有鍵，所以查表可得=5.36 3cm所以 76.90aMpa????故滿足彎矩要求。4.3 鍵的強(qiáng)度校核鍵傳遞扭矩，軸段 12 和 78 上的鍵在運(yùn)動中所傳遞的扭矩為 0，故鍵的強(qiáng)度肯定滿足要求，校核與電機(jī)相連的聯(lián)軸器上的鍵。扭矩按電機(jī)功率傳遞的扭矩來計(jì)算為:=287.8 n·mT鍵的 =16mm， =50mm。bl查表的軸；鍵；偏心輪最弱材料的70Mpa[]p??（4.5）3210Tkld?式中： ——傳遞的轉(zhuǎn)矩，N·m；T——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度， =10mm， =0.5 ；k hh——軸的直徑，mm；d——鍵，軸，輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，Mpa。[]p?32105.870pTMpakld????故滿足要求。4.4 軸承的校核由軸的分析可知：軸承所受到的徑向力為 11849 N.實(shí)際計(jì)算中。軸承的當(dāng)量動載荷為：（4.6）prPfF??26查表得，圓拄滾子軸承的 =1.05pf所以： 3120prPfF??由查表可知 NU313E 的=170× NrC3（4.7）610()hLnP???式中： ——基本額定動載荷（N） ；C——軸承轉(zhuǎn)速（r/min） =730 r/min；n——指數(shù)，對于滾子軸承 = ；??103所以： 6()15680hCLnP???小 時(shí)滿足設(shè)計(jì)要求。4.5 軸承的潤滑=65×730=47450 mm·r/min<160000 mm·r/mind式中： ——軸承內(nèi)徑（mm） =65mm；d——軸承轉(zhuǎn)速（r/min） =730r/min；nn故采用脂潤滑。4.6 本章小結(jié)設(shè)計(jì)了偏振塊，還有激振器傳動軸的設(shè)計(jì)業(yè)計(jì)算，對激振器傳動軸進(jìn)行了扭矩和彎矩的校核。并且進(jìn)行了鍵的強(qiáng)度校核和軸的校核。27第 5 章 篩箱的設(shè)計(jì)分析與計(jì)算5.1 篩面選擇篩面是篩分機(jī)械直接一物料接觸的重要部件。其性能好壞不但影響生產(chǎn)率和篩分效率。而且對延長篩分機(jī)械的使用壽命。提高作業(yè)率 和降低成本有重大的意義。篩分機(jī)械對曬面的要求是:具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。耐腐蝕。耐磨損。有最大的開口率。篩口不易堵塞。物料運(yùn)動時(shí)與篩孔相遇機(jī)會較多等。篩孔的開孔率為篩孔的總面積與曬面面積之比。用百分?jǐn)?shù)表示。開孔率越大。顆粒在每次與曬面接觸時(shí)透過篩孔的機(jī)會就越大。從而提高單位面積的生產(chǎn)率和篩分效率。開孔率與篩孔的形狀。篩絲的直徑有關(guān)。篩絲的直徑小。開孔率就大。但篩絲太小。強(qiáng)度就