新型慣性振動(dòng)篩總體設(shè)計(jì) 目錄 1 緒論 1 1 1 引言 1 1 2 振動(dòng)篩的用途和組成 1 1 3 國內(nèi)外篩分機(jī)械的發(fā)展概況 2 1 3 1 國外發(fā)展概況 2 1 3 2 國內(nèi)發(fā)展概況 2 1 4 篩分機(jī)械發(fā)展方向 3 1 4 1 深入研究新的篩分理論和技術(shù) 3 1 4 2 引入現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)手段 采用新材料 新技術(shù) 新工藝 4 1 4 3 研制和推廣振動(dòng)機(jī)械專用軸承 4 1 4 4 向標(biāo)準(zhǔn)化 系列化 通用化發(fā)展 4 1 4 5 強(qiáng)化篩機(jī)技術(shù)參數(shù) 5 1 4 6 不斷擴(kuò)大篩機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域 5 2 總體設(shè)計(jì) 5 2 1 設(shè)計(jì)總則 5 2 2 總體方案的確定 5 2 2 1 運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5 2 2 2 動(dòng)力學(xué)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 6 2 2 3 電機(jī)的選擇與計(jì)算 6 2 2 4 對(duì)主要零件設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 6 2 3 基本結(jié)構(gòu)及工作原理 6 2 3 1 基本結(jié)構(gòu) 6 2 3 2 工作原理 6 2 3 3 直線振動(dòng)篩的動(dòng)力學(xué)分析 7 2 4 篩面規(guī)格的確定和處理量的計(jì)算 10 2 4 1 篩面規(guī)格的確定 10 2 4 2 處理量的分析 10 3 運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 13 3 1 運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的確定 13 3 1 1 篩箱振幅 13 3 1 2 振動(dòng)頻率 13 3 1 3 振動(dòng)強(qiáng)度 k 14 3 1 4 拋射強(qiáng)度 v 14 3 1 5 篩箱傾角 14 3 1 6 振動(dòng)方向角 14 4 動(dòng)力學(xué)參數(shù) 14 4 1 參振質(zhì)量的計(jì)算 14 4 2 彈簧剛度的計(jì)算 15 5 主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 16 5 1 彈簧的尺寸設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核 16 5 1 1 圓柱型橡膠彈簧的計(jì)算 16 5 1 2 彈簧強(qiáng)度校核 19 5 2 偏心塊的設(shè)計(jì) 19 5 2 1 軸頸的估算 19 5 2 2 偏心塊的設(shè)計(jì) 20 5 3 篩箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 5 3 1 篩面規(guī)格的確定及固定方式 22 5 3 2 側(cè)板的設(shè)計(jì) 23 5 3 3 篩框橫梁的設(shè)計(jì)與校核 25 5 3 4 篩箱橫撐的設(shè)計(jì) 27 5 4 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選擇 28 5 4 1 電機(jī)的選擇 28 5 4 2 電動(dòng)機(jī)功率 N 的計(jì)算 28 5 4 3 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的校核 29 5 5 軸承的選擇 30 5 5 1 軸承的受力分析 30 5 5 2 軸承的計(jì)算與選擇 31 5 5 3 軸承壽命的校核 32 5 6 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度驗(yàn)算 33 5 6 1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 33 5 6 2 軸的強(qiáng)度校核 34 5 7 聯(lián)軸器型號(hào)的計(jì)算選擇 37 5 8 鍵的選擇與校核 37 5 8 1 鍵的選擇 37 5 8 2 鍵的校核 38 6 篩箱重心計(jì)算 39 6 1 坐標(biāo)系的建立 39 6 2 重心計(jì)算 公式 39 7 篩分機(jī)工作效率的影響因素 41 7 1 影響因素 42 7 1 1 物料的性質(zhì) 42 7 1 2 篩面的運(yùn)動(dòng)特性和篩面結(jié)構(gòu) 43 7 1 3 操作管理 45 8 振動(dòng)篩的使用與維護(hù) 45 8 1 振動(dòng)篩的安裝 調(diào)整與試運(yùn)轉(zhuǎn) 45 8 2 振動(dòng)篩的操作 維護(hù)與檢修 46 8 2 1 操作 46 8 2 2 維護(hù) 46 8 2 3 檢修 47 8 3 振動(dòng)篩的安全技術(shù) 47 9 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在振動(dòng)篩設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 47 9 1 概述 48 9 2 振動(dòng)篩篩箱質(zhì)心的計(jì)算 49 9 3 振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析 49 參考文獻(xiàn) 51 1 緒論 1 1 引言 在很多情況下 振動(dòng)是一種有害的現(xiàn)象 但在某些場(chǎng)合 振動(dòng)卻是有 利用價(jià)值的 例如 利用振動(dòng)可以有效的完成許多工藝過程 或用來提高 某些機(jī)械的工作效率 最近二十多年來 利用振動(dòng)原理而工作的機(jī)械 簡(jiǎn) 稱振動(dòng)機(jī)械 得到了很快發(fā)展 其中篩分機(jī)械更是得到全面而迅速的發(fā)展 它們?cè)诘V山和 冶金工廠 選煤工廠 化工廠 發(fā)電廠 鑄造廠 建筑工 地 水泥廠以及食品加工廠中得到了廣泛的應(yīng)用 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) 目前已 經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的篩分機(jī)有數(shù)十種之多 例如 圓振動(dòng)篩 橢圓振動(dòng) 篩 直線振動(dòng)篩 高頻振動(dòng)篩 弧形篩 等厚篩 概率篩 冷礦篩 熱 礦篩和節(jié)肢篩等 而振動(dòng)篩以它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 處理能力大 工作可靠 維修 方便等優(yōu)點(diǎn)在所有篩分設(shè)備中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì) 其占有量約為 95 這些振 動(dòng)機(jī)械在工業(yè)的各個(gè)部門中已經(jīng)發(fā)揮了重要的作用 人類在進(jìn)步 社會(huì)在發(fā)展 科技也在不斷進(jìn)步 隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 產(chǎn)品精度的提高 對(duì)各種粉狀物料的細(xì)度 精度要求越來越高 各種新型 的篩分理論及技術(shù)在不斷的出現(xiàn) 勢(shì)必在不久的將來 篩分行業(yè)出現(xiàn)百花 齊放的繁榮景象 本設(shè)計(jì)是對(duì)傳統(tǒng)直線振動(dòng)篩的改進(jìn)設(shè)計(jì) 并在原有基礎(chǔ)上做一些簡(jiǎn)單 而大膽的創(chuàng)新嘗試 其設(shè)計(jì)過程將在設(shè)計(jì)說明書中詳細(xì)的介紹 設(shè)計(jì)內(nèi)容 包括 激振器軸系的設(shè)計(jì) 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 激振器在箱體上的布置 傳 動(dòng)裝置的選取 電動(dòng)機(jī)的選擇 軸承的選擇與校核 彈簧的設(shè)計(jì) 橫梁的 設(shè)計(jì)計(jì)算及校核等諸多方面 1 2 振動(dòng)篩的用途和組成 建國近 60 年來 我國的篩分設(shè)備走過了一個(gè)從無到有 從小到大 從落后到先進(jìn)的發(fā)展過程 前后經(jīng)歷了測(cè)繪仿制 自行研制和引進(jìn)提高 3 個(gè)階段 目前國內(nèi)篩機(jī)種類繁多 品種齊全 旋轉(zhuǎn)篩和各類振動(dòng)給料機(jī)械 多達(dá) 50 個(gè)系列近 100 中規(guī)格 廣泛用于礦山 冶金 化工 建材工廠 筑路行業(yè)及環(huán)衛(wèi)行業(yè)中 其物料的篩分 分級(jí) 洗滌 脫介 脫水之用 隨著科技水平的提高和人類實(shí)踐能力的進(jìn)步 篩機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域正得到不斷 的擴(kuò)大 根據(jù)不同用途 研制出各種不同形式的產(chǎn)品 不過目前國內(nèi)對(duì)于 細(xì)和超細(xì)物料的分級(jí) 含水量 7 13 黏性物料的分級(jí)還存在問題 重 機(jī)網(wǎng)曾聯(lián)系國內(nèi)外需要 100 目以下 生產(chǎn)能力為 15t h 的細(xì)篩 國內(nèi)就沒 有廠家能接 我們應(yīng)該發(fā)展特殊用途的篩分設(shè)備 滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需 要 并擔(dān)當(dāng)對(duì)外出口的任務(wù) 1 3 國內(nèi)外篩分機(jī)械的發(fā)展概況 1 3 1 國外發(fā)展概況 國外振動(dòng)篩發(fā)展很快其結(jié)構(gòu)有如下特點(diǎn) 1 軸承外圈旋轉(zhuǎn) 除此之外都是內(nèi)圈旋轉(zhuǎn) 外圈旋轉(zhuǎn)集中離心力 作用面積比內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)大 內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)離心力作用面積處 內(nèi)圈 1 3 處 一般 極易發(fā)生微粒剝落疲勞破壞 而外圈旋轉(zhuǎn)離心力作用面積大 軸承壽命長(zhǎng) 2 中間傳動(dòng)軸小 如 Cedarapids 公司 2 1m 6 0m 橢圓篩中間軸 只有 70mm 為什么這么小 因?yàn)樗皇茈x心力 只傳遞電機(jī)過來的扭矩給 對(duì)面偏心塊 3 側(cè)板上開孔小 不像日本神戶制鋼所篩機(jī)側(cè)板開這么大口 這 樣對(duì)篩機(jī)強(qiáng)度和剛度影響小 軸承在側(cè)板外側(cè)受力 中間軸罩體既能受上 層物料的沖擊 又能加強(qiáng)篩機(jī)剛度 4 采用流行的脹套 皮帶輪 和錐套 軸套 聯(lián)接 維修大大方 便 5 皮帶輪用可調(diào)直徑帶輪 方便改變激振頻率 篩分效率高 可 水平安裝 適用于移動(dòng)式破碎篩分機(jī)組 1 3 2 國內(nèi)發(fā)展概況 自建國以來 我國篩分機(jī)械的發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)階段 五十年代初至六 十年代中期 主要是從前蘇聯(lián)和波蘭引進(jìn) 并部分防制了偏心式和單慣性 式圓振動(dòng)篩 如蘇制陀旋篩 萬能吊篩 波制 WK 型純振動(dòng)篩等 從 60 年代中期我國開始獨(dú)立研制 主要成果有 DD 系列 ZD 系列單軸 振動(dòng)篩和 ZS DS 系列雙軸振動(dòng)篩 和 共振動(dòng)篩 至此我國初215m230 步掌握研究 設(shè)計(jì)和制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)的中型 大型振動(dòng)篩技術(shù) 80 年代初期以后 我國全面的走上了開放的道路 先后引進(jìn)了范各莊 興隆莊 錢家營 西曲 晉陽 安太堡等選煤廠的全套工藝設(shè)備其中篩分 機(jī)械有 VSK 型 VSL 型振動(dòng)篩 型篩分機(jī) 等厚機(jī) 系1WK1PK1PW 列脫水篩 DSM 型弧形篩 OSO 型旋流篩等 這些外來產(chǎn)品極大的豐富了我 國篩分機(jī)械種類 促進(jìn)了我國篩分機(jī)械種類的進(jìn)一步發(fā)展 非金屬篩網(wǎng) 塊偏心激振器 虎克鉚釘連接技術(shù)等新材料 新技術(shù) 新工藝 在我國得 到了廣泛應(yīng)用 在引進(jìn)和吸收外來技術(shù)的基礎(chǔ)上 我國生產(chǎn)了新型圓振動(dòng)篩 如 YK 和 YR 系列 和新型直線振動(dòng)篩 ZK 和 ZKX 系列 為了解決潮濕細(xì)粒物料 在干法篩分作業(yè)中效率低的問題 開發(fā)研制了許多新型篩分機(jī) 如概率篩 等厚篩 琴弦篩 離心篩 弦張篩和強(qiáng)化篩等 濕法細(xì)篩的研制技術(shù)也取 得了長(zhǎng)足的進(jìn)展 新型高效的振動(dòng)有電磁振動(dòng)旋流篩 可翻轉(zhuǎn)弧形篩 高 頻振動(dòng)篩 于此同時(shí) 我國篩分機(jī)械的制造水平也有了很大的提高 目前一些國 有大中型制造廠設(shè)有研究所 對(duì)制造工藝 材料和零部件進(jìn)行專門研究 在新產(chǎn)品開發(fā)方面也具有較強(qiáng)的能力 生產(chǎn)中廣泛采用先進(jìn)設(shè)備和工藝 如精密鏜床 數(shù)控車床和數(shù)控切割機(jī) 氣體保護(hù)焊 自動(dòng)埋弧焊和噴2CO 丸預(yù)處理 按國標(biāo) 部標(biāo)對(duì)重要零部件和整機(jī)進(jìn)行檢測(cè)和試驗(yàn) 等等 目前我國篩分機(jī)械的生產(chǎn)已形成較大規(guī)模 主要生產(chǎn)廠家有 30 多個(gè) 可供應(yīng) 200 多個(gè)品種 年累計(jì)產(chǎn)量 2000 臺(tái)左右 產(chǎn)值近億元 基本上滿 足了各部門對(duì)篩分機(jī)械的要求 1 4 篩分機(jī)械發(fā)展方向 1 4 1 深入研究新的篩分理論和技術(shù) 應(yīng)用自同步理論 利用概率 等厚高效篩分方法 研制成功了概率篩 等厚篩和概率等厚篩等 2002 年 中國礦大機(jī)械廠為解決大型振動(dòng)篩強(qiáng)度 問題 提出了超靜定網(wǎng)梁結(jié)構(gòu)理論并使用成功 獲得國家專利 最近 新 鄉(xiāng)威猛集團(tuán)將 12 臺(tái) 2m 3m 的節(jié)肢篩組合在一起 形成了目前國內(nèi)最大 的 72m 振動(dòng)篩 用于選煤系統(tǒng)的分級(jí)和脫水 脫介 效果很好 同樣 中 國科技大學(xué)為鐵法礦務(wù)局曉青礦研制了篩框不動(dòng) 篩網(wǎng)振動(dòng)的大型振動(dòng)篩 今后 我們還要繼續(xù)深入研究新的篩分理論和技術(shù) 研制高效篩分機(jī)械 我們要組織篩分機(jī)械設(shè)計(jì)研究專業(yè)隊(duì)伍 通過試驗(yàn) 研究 發(fā)現(xiàn)和發(fā)現(xiàn)和 發(fā)展新的篩分方法和技術(shù) 尋求合理的結(jié)構(gòu)形式 動(dòng)力配置和動(dòng)力學(xué)參數(shù) 研制適用于各種條件的篩分機(jī)械 1 4 2 引入現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)手段 采用新材料 新技術(shù) 新工藝 對(duì)現(xiàn)有的篩分機(jī)械進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和結(jié)構(gòu)改進(jìn) 引入現(xiàn)代化設(shè)計(jì)手段 采用優(yōu)化設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 用計(jì)算機(jī)對(duì)篩分結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算 提 高設(shè)計(jì)的可靠性 建立振動(dòng)篩試驗(yàn)臺(tái) 對(duì)篩機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè) 全面推廣使 用新材料 新技術(shù) 新工藝 對(duì)篩分機(jī)械用的鋼材 軸承 彈簧 篩網(wǎng)進(jìn) 行專門研究 篩面應(yīng)從金屬篩網(wǎng)想非金屬篩網(wǎng)發(fā)展 應(yīng)用橡膠篩板 聚氨 酯篩板 彈性桿篩面 支撐元件應(yīng)采用橡膠彈簧和復(fù)合彈簧 推廣環(huán)槽鉚 釘和高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接 規(guī)范篩分機(jī)械制造行業(yè)管理 嚴(yán)格執(zhí)行工藝制度 加強(qiáng)質(zhì)量管理 提高篩分機(jī)械制造水平 1 4 3 研制和推廣振動(dòng)機(jī)械專用軸承 振動(dòng)器是振動(dòng)機(jī)械的心臟 而軸承是振動(dòng)器的關(guān)鍵件 目前 國外大 都采用瑞典 SKF 德國 FAG 和日本 NSK 的振動(dòng)機(jī)械專用軸承 因采用振 動(dòng)機(jī)械軸承后 軸承承載能力比普通標(biāo)準(zhǔn)軸承提高 25 以上 在計(jì)算軸承 壽命時(shí) 負(fù)荷系數(shù)可以從 1 8 2 1 降低到 1 2 1 5 這樣 選擇的軸承可 比標(biāo)準(zhǔn)軸承降低兩個(gè)型號(hào) 軸承型號(hào)小了 振動(dòng)器減小了 篩分機(jī)械重量 減輕了 生產(chǎn)成本也降低了 1 4 4 向標(biāo)準(zhǔn)化 系列化 通用化發(fā)展 提高三化水平 這是便于設(shè)計(jì) 組織專業(yè)化生產(chǎn)和保證質(zhì)量的途徑 有些零部件如標(biāo)準(zhǔn)化 通用化了 組織專業(yè)化生產(chǎn) 可大大降低成本 提 高企業(yè)效益 1 4 5 強(qiáng)化篩機(jī)技術(shù)參數(shù) 根據(jù)不同用途研制新篩機(jī) 發(fā)展大型 重型 超重型篩分設(shè)備 篩機(jī) 振動(dòng)強(qiáng)度可達(dá) 5 4 以上 篩分面積向 27M 以上發(fā)展 德國篩子技術(shù)公司曾 生產(chǎn) 5m 12m 篩分面積達(dá) 55m 的篩機(jī) 提高篩機(jī)的處理能力和承載能 力 1 4 6 不斷擴(kuò)大篩機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域 根據(jù)不同用途 研制出各種不同型式的篩機(jī) 目前 國內(nèi)對(duì)于細(xì)和超 細(xì)物料的分級(jí) 含水分 7 13 粘性物料的分級(jí)還存在問題 重機(jī)網(wǎng)曾聯(lián) 系國內(nèi)外 需要 100 目以下 生產(chǎn)能力為 15t h 的細(xì)篩 國內(nèi)就沒廠家能 接 我們應(yīng)發(fā)展特殊用途篩分設(shè)備 滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要 并承擔(dān)對(duì) 外出口的任務(wù) 展望未來 我們充滿信心 通過全行業(yè)人員的努力 我國 篩分機(jī)械工業(yè)將在 21 世紀(jì)再創(chuàng)輝煌 2 總體設(shè)計(jì) 2 1 設(shè)計(jì)總則 1 振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)應(yīng)符合機(jī)械制圖 公差與配合及形位公差等基礎(chǔ)標(biāo) 準(zhǔn)的規(guī)定 2 振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)應(yīng)按其用途 要求和物料等條件進(jìn)行 其參數(shù) 結(jié) 構(gòu)一貫滿足先進(jìn)性 可靠性以及經(jīng)濟(jì)合理性要求 3 振動(dòng)篩各構(gòu)件的選材應(yīng)力求合理 注意減少制造和安裝工作量 注意抗蝕 抗磨要求 重要構(gòu)件拼接時(shí) 應(yīng)在圖樣中注明部位 接法和要 求 4 易損件 備用件 通用件和外構(gòu)件等 在同一品種規(guī)格中 應(yīng)能 互換并符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或圖樣規(guī)定 2 2 總體方案的確定 2 2 1 運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 包括選取振動(dòng)頻率 振幅 篩面傾角 計(jì)算直線振動(dòng)篩的振動(dòng)強(qiáng)度的 并校核 2 2 2 動(dòng)力學(xué)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 包括參振質(zhì)量的計(jì)算 彈簧剛度的計(jì)算和箱體重心的計(jì)算 2 2 3 電機(jī)的選擇與計(jì)算 主要包括確定激振器的安裝方式 選擇振動(dòng)電機(jī)的型號(hào) 2 2 4 對(duì)主要零件設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容 1 箱體的設(shè)計(jì)與校核 2 彈簧的設(shè)計(jì)與校核 3 偏心塊的設(shè)計(jì)計(jì)算 4 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 5 橫梁的設(shè)計(jì)及校核 2 3 基本結(jié)構(gòu)及工作原理 2 3 1 基本結(jié)構(gòu) 該振動(dòng)篩主要有篩箱 篩面 振動(dòng)器 彈簧 支座等組成 篩面是主 要易損件 根據(jù)物料品種和用戶要求 本次設(shè)計(jì)考慮了兩種篩面的的結(jié)構(gòu) 形式 在應(yīng)用中可根據(jù)實(shí)際情況由用戶選用 該設(shè)計(jì)均為懸臂棒條篩面 滿足篩分效率高 壽命長(zhǎng) 不堵孔的要求 篩機(jī)為坐式安裝 帶有車輪 對(duì)于維修提高了很大的效率 2 3 2 工作原理 當(dāng)安裝在篩座上的兩臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 其帶動(dòng)偏心塊做反向 轉(zhuǎn)動(dòng) 這時(shí)偏心塊便產(chǎn)生一定的激振力 由于其反向轉(zhuǎn)動(dòng) 故在沿振動(dòng)方 向角所在直線上其激振力疊加 同時(shí)在垂直方向上其激振力抵消 激振力 通過橫梁傳遞給整個(gè)篩箱 從而使物料近似做直線振動(dòng) 篩面上的物料受 激振力便在篩面上向出料口方向做拋射運(yùn)動(dòng) 小于篩孔的物料通過篩孔而落 下 大于篩孔的物料經(jīng)過多次拋射運(yùn)動(dòng) 經(jīng)出料口流出 2 3 3 直線振動(dòng)篩的動(dòng)力學(xué)分析 直線振動(dòng)篩可以簡(jiǎn)化為兩種振動(dòng)系統(tǒng)模型 單自由度和兩自由度 在 振動(dòng)實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算中 為了簡(jiǎn)化起見 只計(jì)算其一個(gè)主要的振動(dòng) 按單自 由度振動(dòng)系統(tǒng)分析 但是在某些情況下 必須按兩自由度振動(dòng)系統(tǒng)來分析 以下是簡(jiǎn)化為單自由度振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析 圖 2 1 所示是直線振動(dòng)篩的振動(dòng)系統(tǒng) 可以作為單自由度振動(dòng)系統(tǒng)來 分析 圖 2 1 直線振動(dòng)篩系統(tǒng) 振動(dòng)篩的振動(dòng)系統(tǒng)為有阻尼的強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng) 振動(dòng)器的激勵(lì)為簡(jiǎn)諧激 勵(lì) 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的微分方程為 2 1 0sinMxcktF 式中 x x 軸的加速度 速度和位移 M 振動(dòng)篩的參振質(zhì)量 C 振動(dòng)系統(tǒng)的阻尼系數(shù) k 振動(dòng)系統(tǒng)的彈簧剛度 t 振動(dòng)時(shí)間 激振力幅值 0F 激振角頻率 式 2 1 的解包括通解和特解 通解一般為瞬態(tài)解 它表示振動(dòng)系統(tǒng) 的自由振動(dòng) 由于振動(dòng)篩的振動(dòng)系統(tǒng)中 有各種阻尼的存在 自由振動(dòng)會(huì) 逐漸消失 因此 研究振動(dòng)系統(tǒng)只考慮其特解 特解一般為穩(wěn)態(tài)解 因?yàn)?振動(dòng)篩的激振力是簡(jiǎn)諧的 所以其特解 即振動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)也是簡(jiǎn)諧 的 并具有相同的角頻率 因此 式 2 1 的特解具有下列形式 2 2 xt Xcos t 式中 X 真的哦那個(gè)響應(yīng)的相位角 設(shè) 20 n kCM 式中 振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率 n 振動(dòng)系統(tǒng)的阻尼比 C 阻尼系數(shù) 臨界阻尼系數(shù) 2M 00Cn 則式 2 2 可以寫成 2 3 20sinxxtMF 把式 2 2 代入式 2 3 得 2 002232 1 nnFkXkMCF 2 4 式中 表示在靜力 作用下 彈簧產(chǎn)生的靜變形 用 表示 即 0Fk0 stX stX0Fk 在 范圍內(nèi) 可以又正切函數(shù)確定 0 2 22arctnarctn 1 nCkm 5 由 2 4 式知 當(dāng)激振力頻率 時(shí) X 值將顯著增大 當(dāng)n 2 21n 6 時(shí) X 達(dá)到最大值 maxX ax21st 對(duì)常見的小阻尼系統(tǒng) 式 2 6 可以近似的表示為 0 5 2 7 maxstX 當(dāng) 是最大值時(shí) 一般稱振動(dòng)系統(tǒng)處于共振狀態(tài) maxX 根據(jù)振動(dòng)篩多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)表明 時(shí) 振動(dòng)篩工作較為理47n 想 阻尼系數(shù) C 或阻尼比 的值 影響因素較多 在近似計(jì)算中 往往 忽略阻尼 按無阻尼系統(tǒng)來分析計(jì)算 2 4 篩面規(guī)格的確定和處理量的計(jì)算 2 4 1 篩面規(guī)格的確定 篩面規(guī)格的的長(zhǎng)度參考仿真分析結(jié)果 在本設(shè)計(jì)中篩面規(guī)格選定為 1300mm 3000mm 處理量約為 150 噸 小時(shí) 篩面選用懸臂棒條篩面 此種篩面篩分效率高 篩孔不易堵塞 更 換方便 2 4 2 處理量的分析 本振動(dòng)篩用于燒結(jié)礦的篩分 其處理量的校核方法 流量法 如下 Q 3600Bh t h 2 8 式中 B 篩面寬度 m h 篩面上物料層的厚度 見表 2 1 m 物料運(yùn)動(dòng)的平均速度 m s 物料的松散密度 t 查表取 1 6 t 33 對(duì)于直線振動(dòng)篩 物料平均運(yùn)動(dòng)速度 可以按下式計(jì)算 2 0 cosdfDa 9 式中 與拋擲指數(shù) D 有關(guān)的系數(shù) 取 0 95 f fD 與工作面傾角有關(guān)的系數(shù) 計(jì)算公式為 0 fa 2 10 00 1tantf 角速度 rad s 100 5 rad s 振幅 0 004m 振動(dòng)方向角 062 00 95 81 504cos62d 0 374m s 2 ahmwdC 11 傾角修正系數(shù) 見表 2 2 2 物料厚度影響系數(shù) 見表 2 3 0 85h hC 物料形狀影響系數(shù) 對(duì)快狀物料取 0 8 0 9 這里取 0 85 mC 滑行運(yùn)動(dòng)影響系數(shù) 見表 2 4 0 95w w 所以 2 0 85 0 85 1 0 374 0 54 根據(jù)處理量 Q 150 噸 時(shí) 驗(yàn)算料層厚度 0 037m360QhB 150 34 6 由表 2 3 其厚度為中料層厚度 返回檢驗(yàn) 的取值合適 hC 物料在槽體中的體積 V BLh 1 3 3 0 037 0 144m 槽體中物料的重量 0 144 1 6mGV 0 23 噸 物料的參振質(zhì)量 0 2 0 230 2mM 物 0 046 噸 46kg 表 2 1 各工況料層厚度 序號(hào) 作業(yè)名稱 振動(dòng)篩種類 給料端料層最大厚度 mm 1 分級(jí) 圓振動(dòng)篩 4a a 為篩孔尺寸 2 塊煤 100 3 脫介 末煤 50 4 末煤 50 5 脫水 煤泥 直線振動(dòng)篩 20 表 2 2 與傾角關(guān)系a 傾角 0a0015 010015 a 1 1 2 1 3 1 25 1 6 表 2 3 與料層厚度關(guān)系hC 薄料層 中厚料層 厚料層物料層厚度 a 為篩孔尺 寸 1 2 a 3 5 a 10 20 a 物料層厚度 影響系數(shù) hC0 9 1 0 0 8 0 9 0 7 0 8 表 2 4 與 關(guān)系表wCk 拋擲 強(qiáng)度 k 1 00 1 25 1 5 1 75 2 00 2 50 3 0 滑行 運(yùn)動(dòng) 影響 系數(shù) wC 1 11 75 1 051 1 1 01 05 1 3 運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3 1 運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的確定 3 1 1 篩箱振幅 篩箱振幅是設(shè)計(jì)振動(dòng)篩的重要參數(shù)之一 其值必須適宜 以保證物料 充分分層 減少堵塞 以利透篩 所以本設(shè)計(jì)參照原有理論 采用中頻中幅設(shè)計(jì) 取振幅為 4mm 3 1 2 振動(dòng)頻率 本設(shè)計(jì)振動(dòng)頻率選為 16Hz 3 1 3 振動(dòng)強(qiáng)度 k 5 6 k 22 10 5 4 12 98Kg 3 1 4 拋射強(qiáng)度 vk 4 2vk22 sin 16 0 4sin62co9 8co3fAga 3 1 5 篩箱傾角 篩面與水平面之間的夾角 稱為篩面傾角 篩面傾角與振動(dòng)篩的處 理量和篩分效率密切相關(guān) 隨著篩面傾角的增大 物料在篩面上的運(yùn)動(dòng)速 度加快 振動(dòng)篩的處理量隨之加大 但是物料在篩面上的停留時(shí)間縮短 從而導(dǎo)致篩分效率降低 如果篩面傾角減小 則篩機(jī)的處理量降低 篩分 效率增加 直線振動(dòng)篩的篩面傾角推薦值為 本設(shè)計(jì)中參考已10 有仿真分析選取 為 30 3 1 6 振動(dòng)方向角 振動(dòng)方向線與上層篩面之間的夾角 稱為振動(dòng)方向角 在次設(shè)計(jì)中 即指振動(dòng)方向和篩面的夾角 直線振動(dòng)篩的振動(dòng)方向角的取值范圍為 本設(shè)計(jì)取 為306 62 4 動(dòng)力學(xué)參數(shù) 4 1 參振質(zhì)量的計(jì)算 總參振質(zhì)量 4 1 M 總 物 篩 箱 式中 總參振質(zhì)量 總 篩箱中物料參振質(zhì)量 前面已算為 46kg 物 篩箱參振質(zhì)量 篩 箱 0 25 6130 25 篩 箱 0 51 S 2 59t 46 2590 2636kgM總 此公式為估算公式 4 2 彈簧剛度的計(jì)算 對(duì)單質(zhì)量系統(tǒng) 4 2gKM 2 式中 K 系統(tǒng)中彈簧的總剛度 N m 系統(tǒng)的固有頻率 rad s g 1 3 1 7 j 振動(dòng)的圓頻率 rad sj j0n 篩箱振動(dòng)次數(shù) r min n 所以 3 14 960 30 100 5rad sj 1 3 1 7 100 5 14 35 33 5rad sg M 參振質(zhì)量 kg 故彈簧剛度 K 980 553 43 3013 公斤 cm 2263 14 53 取 K 為 1084 7 公斤 cm 因選用 8 個(gè)彈簧 故每個(gè)彈簧剛度不應(yīng)小于 K 8 135 59 公斤 cm 1 33 N md 510 5 主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 5 1 彈簧的尺寸設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核 根據(jù) JB T3687 1 振動(dòng)篩安裝方式為座式 每臺(tái)振動(dòng)篩有四組彈簧支 撐 每組彈簧視振動(dòng)篩的規(guī)格不同 可有一個(gè)至三個(gè)彈簧組成 支撐彈簧 可用橡膠彈簧或螺旋彈簧 亦可用復(fù)合彈簧 一般在支撐裝置中還設(shè)計(jì)有 摩擦阻尼器 鑒于橡膠彈簧和復(fù)合彈簧的橡膠內(nèi)阻較大 對(duì)過共振區(qū)時(shí)的 振幅有一定限制作用 故亦可不設(shè)計(jì)阻尼器和其它的限制裝置 為了設(shè)計(jì)和制造的方便 本設(shè)計(jì)采用圓柱型橡膠彈簧 每個(gè)彈簧座安 裝兩個(gè)彈簧 彈簧的機(jī)構(gòu)如圖 5 1 5 1 1 圓柱型橡膠彈簧的計(jì)算 圓柱形橡膠彈簧幾何尺寸見圖 圖 5 1 5 1 0g37 jZ 式中 頻率比 小型篩取小值 大型篩取大值 0g 5 2 dtKn 式中 單個(gè)彈簧的剛度 N m d 彈簧的總剛度 N m K 支撐彈簧的個(gè)數(shù) tn 對(duì)小型篩 5 3 46hA 0 14hm 式中 彈簧的最大變形量 m 由于 故取A5 2h 取 0 16 5 4 0 15 20hH 取 6 0 13Hm 式中 彈簧的自由高度 0 取0 51DH 0 65 13 0 1D D 彈簧的外徑 m 取彈簧的孔直徑 30d 則受壓面積與自由面積之比 5 0130 54DdH 5 式中 受壓面積與自由面積之比 d 彈簧內(nèi)孔直徑 mm 則彈簧的受壓面積 220 7154DdFm 外形系數(shù) xK 5 6 21 65203 3 1jE 式中 外形系數(shù) xK 動(dòng)彈性模量 dE2 Nm 靜彈性模量 j 靜彈性模量與邵氏硬度的關(guān)系式為 5 50 3 71j sEeH 7 式中 橡膠彈簧的邵氏硬度 sH 由于取 1250 型號(hào)橡膠彈簧 506sH 取邵氏硬度 60s 則 50 3662 712 810 jEeNm 2 9 d 5 1 2 彈簧強(qiáng)度校核 剛度 06553 1 230 712 49 dxEKFHhNm 滿足要求 強(qiáng)度應(yīng)滿足 5 8 dj jhKF 式中 橡膠的壓縮應(yīng)力 j ap 橡膠的許用壓縮應(yīng)力 取 j ap980jakp 50 24910768djajahKFkpkp 滿足要求 5 2 偏心塊的設(shè)計(jì) 5 2 1 軸頸的估算 對(duì)于實(shí)心軸的計(jì)算公式 5 9 33 5pMpddAn 或 式中 軸的直徑 mm M 軸傳遞的額定轉(zhuǎn)矩 Nm P 軸傳遞的額定功率 kw 軸的轉(zhuǎn)速 r min n 許用切應(yīng)力 p AMP A 按 定的因數(shù)p 現(xiàn)用第二個(gè)公式計(jì)算 選用 45 鋼 故 取 11512603 5 4Pkw 960 minr 3min 152 45d 由于存在一個(gè)鍵槽 故而將計(jì)算的軸徑增加 5 所以 20 45 21 47d 從軸的結(jié)構(gòu)上考慮 由于軸承可能很大 所以最小直徑取 38mm 而安裝 偏心塊的軸頸確定為 80mm 如此便可以取 a 80mm 這樣可進(jìn)一步計(jì)算 偏心塊的參數(shù) 5 2 2 偏心塊的設(shè)計(jì) 偏心塊的結(jié)構(gòu)如圖 5 2 所示 圖 5 2 偏心塊簡(jiǎn)圖 20Rm 60rm 陰影部分的面積 5 2226038136018ARr m 10 其形心坐標(biāo) 5 3526sin15167 9DcRrydrdARrdm 11 又由偏心塊的偏心距 5 0cMGy 12 01 5289 37ckgy 所以 每個(gè)偏心塊的質(zhì)量為 4G 偏心塊的厚度 由 5 3607 810GVABB 13 0 5m 所以把偏心塊的厚度為 07B 5 3 篩箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 篩箱由側(cè)板 后擋板 橫梁 進(jìn)料口 出料板等組成 篩箱所用橫梁 一般用兩端帶法蘭的封閉型材構(gòu)成 目前多為圓形和矩形 本次設(shè)計(jì)考慮 選材的統(tǒng)一 以及結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的方便性 橫梁采用槽鋼 由法蘭鉚接在側(cè)板 上 5 3 1 篩面規(guī)格的確定及固定方式 篩面規(guī)格為 3000 1300mm 結(jié)構(gòu)形式為新型懸臂棒條篩面 其為獨(dú)立 結(jié)構(gòu) 由螺栓將其固定在篩箱側(cè)板上 在維修更換時(shí)可大大節(jié)約時(shí)間 結(jié) 構(gòu)如下圖 圖 5 3 篩面 圖 5 4 篩面 2 5 3 2 側(cè)板的設(shè)計(jì) 側(cè)板是整個(gè)箱體的聯(lián)接平臺(tái) 激振器通過軸承安裝在橫梁上 并通過 側(cè)板將激振力傳遞給篩面和物料 所以側(cè)邊的受力狀況比較惡劣 為此必 須在側(cè)板上加加強(qiáng)筋和加強(qiáng)板 通過在側(cè)板上打鉚釘孔 使用鉚釘聯(lián)結(jié)將 橫梁 橫撐 進(jìn) 排料嘴聯(lián)成一個(gè)整體構(gòu)成振動(dòng)質(zhì)體 其中橫梁與側(cè)板的 聯(lián)結(jié)方式如下圖所示 側(cè)板結(jié)構(gòu)見圖 篩箱側(cè)板的厚度按篩面寬度選取 查表 表 5 1 鋼板厚度與篩寬關(guān)系 篩寬 mm 鋼板厚度 mm 600 900 6 1200 1500 8 1800 2400 10 3000 12 3600 4200 16 本設(shè)計(jì)的篩面寬度為 1300 毫米 故選取側(cè)板厚度為 8mm 圖 5 5 側(cè)板結(jié)構(gòu) 圖 5 6 橫梁聯(lián)結(jié) 5 3 3 篩框橫梁的設(shè)計(jì)與校核 1 篩框橫梁的選擇 參考 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 的機(jī)械工程材料部分 選取橫梁為 20 號(hào)槽鋼 橫撐選用無縫鋼管 橫梁通過方形法蘭用環(huán)槽鉚釘將其聯(lián)接到側(cè)板上 橫 撐用圓法蘭聯(lián)接到側(cè)板上 2 橫梁受力分析 橫梁作為激振器的支架 受力很大 為計(jì)算方便 將橫梁受力的極 限情況進(jìn)行分析 由于橫梁自重與激振力相比很小故在計(jì)算時(shí)將其忽略 橫梁所受集中力 5 201 49 8FmAM 總 14 式中 一個(gè)偏心塊的質(zhì)量 01 A 振幅 mm 振動(dòng)圓頻率 rad s 激振器總成的質(zhì)量 M總 F 22 3 0 004 195 4 9 8210 5 1378 69N 圖 5 7 橫梁受力圖 3 橫梁強(qiáng)度計(jì)算 M F l 1378 69 0 14 5 15 193Nm wwMZ 由設(shè)計(jì)規(guī)范查得 24 5MPa 式中 Z 型材截面系數(shù) 為 25 9 610 3m M 橫梁所受彎矩 計(jì)算得 193 25 9 7 45MPa 24 5MPa w 610 w 滿足要求 5 3 4 篩箱橫撐的設(shè)計(jì) 橫撐在結(jié)構(gòu)中主要起加固的作用 承受的載荷較小 所以在設(shè)計(jì)中不 做強(qiáng)度校核 選用熱軋無縫鋼管 采用法蘭與側(cè)板鉚接 其結(jié)構(gòu)如圖 所示 1 橫撐的選擇 橫撐選用熱軋無縫鋼管 其外徑 D 60 3mm 壁厚為 h 8mm 長(zhǎng)度 l 1278mm 2 法蘭的設(shè)計(jì) 法蘭選用 Q235 鋼 鋼板厚度 h 16mm 結(jié)構(gòu)尺寸如下圖 圖 5 8 圓法蘭 圖 5 9 方法蘭 5 4 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選擇 5 4 1 電機(jī)的選擇 根據(jù)振動(dòng)篩啟動(dòng)力矩較大的特點(diǎn) 采用 Y 系列電動(dòng)機(jī) 計(jì)算中需進(jìn)行 靜轉(zhuǎn)矩校核 5 4 2 電動(dòng)機(jī)功率 N 的計(jì)算 kW 5 12 16 式中 傳動(dòng)效率 取 0 95 振動(dòng)消耗的功率 1N kW 5 17 2317408CMAn C 阻尼系數(shù) 推薦 取 0 25 0 23C 振動(dòng)次數(shù) n96 minr 總參振質(zhì)量 M23Mkg 310 56 04965 78NkW 摩擦消耗的功率 2 kW 5 3217408mfMAndN 18 摩擦系數(shù) 取 0 005mf 振動(dòng)器軸的直徑 d0 1dm 320 563 496 2878Nkw 所以 125 40n 單個(gè)電動(dòng)機(jī)的功率為 4 23kw 選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 功率 4 23kw 轉(zhuǎn)速 960r min 5 4 3 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的校核 所選電動(dòng)機(jī)靜啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足 5 qjM 19 式中 靜轉(zhuǎn)矩 jM 9 8 215 7 0 193 68jzknWr Nm 單個(gè)電動(dòng)機(jī)靜轉(zhuǎn)矩為 0368 4j Nm 電動(dòng)機(jī)的靜啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng) qM 查手冊(cè)得 14 89N 選擇電動(dòng)機(jī)為 功率為 5 5kw 轉(zhuǎn)速為 960r min236Y qm38D 0E 5 5 軸承的選擇 5 5 1 軸承的受力分析 圓振動(dòng)篩和直線振動(dòng)篩所用的偏心塊振動(dòng)器 有一個(gè)通軸 其上裝有 兩組偏心塊 偏心塊的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)大的激振力 激發(fā)振動(dòng)篩也使自身振動(dòng) 因此該州承受著偏心塊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力 及偏心塊產(chǎn)生的慣性力 軸1FgF 及偏心塊的自重 及 支撐反力 靜轉(zhuǎn)矩 當(dāng) zWKARBjW1z 方向一致時(shí) 軸承受力最大 受力狀態(tài)如下圖所示 K 圖 5 10 軸承受力圖 5 5 2 軸承的計(jì)算與選擇 圖 6 9 中 力 及 與 相比很小 為簡(jiǎn)化計(jì)算略去不計(jì) 力zWK1F 與 方向相反 略去 使之偏于安全 這樣軸承上的軸向力為零 徑gF1g 向力為 N 5 21ABKjRr 20 式中 振動(dòng)的圓頻率j 偏心距 mr 偏心質(zhì)量 kgKW 1 主激振器軸承的計(jì)算選擇 22 30179 56 RkN 軸承的額定動(dòng)負(fù)荷為 5 hmptnfCP 21 式中 軸承額定動(dòng)負(fù)荷 N 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 N PPR 壽命因數(shù) hf 速度因數(shù) nf 沖擊載荷因數(shù) pf 溫度因數(shù) tf 力矩載荷因數(shù) mf 在軸承手冊(cè)的有關(guān)表中選取 其中額定壽命為pfntf 10000h 根據(jù)振動(dòng)器的工作特點(diǎn) 選用大游隙 3G 軸承 查表得 2 46hf 0 36nf 1 0t 2 5d1 5mf 故 246 6 9 33CkN 根據(jù) 的條件選擇合格的軸承r 由于沖擊 選擇調(diào)心滾子軸承 選取型號(hào)為 22322CCK W33 其基本額定負(fù)荷 695rCkN 5 5 3 軸承壽命的校核 軸承是激振器的關(guān)鍵件 它必須在正常的工況下保證一定的使用年限 所以必須對(duì)其進(jìn)行壽命的校核 校核公式如下 5 22 3610CTnP 式中 C 軸承額定負(fù)荷 N P 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 N N 軸承轉(zhuǎn)速 r min 對(duì)激振器軸承的校核 將以上計(jì)算結(jié)果代入其中 36 51095 102 Th 滿足要求 5 6 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度驗(yàn)算 5 6 1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用實(shí)心軸 其最小直徑的估算公式為 5 23 3pdAn 式中 軸的直徑 mm M 軸傳遞的額定轉(zhuǎn)矩 Nm P 軸傳遞的額定功率 kw 軸的轉(zhuǎn)速 r min n 許用切應(yīng)力 p AMP A 按 定的因數(shù)p 選用 45 鋼 故 取 11512603 4 Pkw 9 minr 3min 2158 560d 由于存在一個(gè)鍵槽 故而將計(jì)算的軸徑增加 5 所以 mm18 5 19 7d 根據(jù)振動(dòng)器的結(jié)構(gòu)要求 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為圖 5 10 所示 圖 5 10 軸的結(jié)構(gòu) 5 6 2 軸的強(qiáng)度校核 根據(jù)振動(dòng)器的結(jié)構(gòu)要求 軸的形狀 在和分布及彎矩 扭矩圖見圖 5 11 選取軸的材料為 45 鋼 按 類載荷計(jì)算 其許用彎曲應(yīng)力為 93 1MPa w 圖 5 11 軸的受力圖 由軸的結(jié)構(gòu)圖可知 需校核兩截面的強(qiáng)度 危險(xiǎn)斷面的當(dāng)量彎矩 為 tM 5 24 22 taT 式中 M 彎矩 N m M 1Fl 離心力 N 5 21mr 25 式中 m 偏心質(zhì)量 kg r 偏心距 m 旋轉(zhuǎn)角速度 rad s 將 m 22 3 r 0 1179 100 5 代入 KN21F 2 30791 56 l 危險(xiǎn)斷面到 點(diǎn)的距離 m 由圖 計(jì)算得 l 0 0375m1F126 5037 96Ml kN 根據(jù)扭矩性質(zhì)而定的折合系數(shù) 對(duì)不變扭矩取 0 3 T 扭矩 N m 950n N 輸入的功率 kw n 軸的轉(zhuǎn)速 r min 由于 N 4 23kw n 960r min 故 4 23950 76TNm 996 27 N m 2222 9 0 3547 tM 危險(xiǎn)斷面的應(yīng)力應(yīng)滿足 5 26 twwZ 式中 彎曲應(yīng)力 Pa Z 截面模數(shù) 3m 由于 3353 14089 102dZm 65 96 7 9 101w wPaMPa 同理 截面的校核同上 138 45MFlNm 3838 48 N m 2222 38 45 0 34 7 t T 3 5 140 9 1dZ 658 39 7 3 910w wPaMPa 滿足要求 5 7 聯(lián)軸器型號(hào)的計(jì)算選擇 聯(lián)軸器計(jì)算公式為 5 cwztnTKT 27 式中 T 理論轉(zhuǎn)矩 Nm 為了使所選聯(lián)軸器孔直徑與軸直徑相適應(yīng) 故 4 23950 0896pTNmn 動(dòng)力機(jī)系數(shù) wK 工況系數(shù) 啟動(dòng)系數(shù) zK 溫度系數(shù) t 查手冊(cè)得 1 0w 1 5K z 0t 所以 42 815 01 63 2cwztT Nm 故選萬向聯(lián)軸器型號(hào)為 公稱轉(zhuǎn)矩 為 150 SWCB nT D 為 58mm 為 47mm 1 5 8 鍵的選擇與校核 由于偏心塊處的軸頸比電機(jī)處的軸頸粗 故此處鍵的受力比電機(jī)處的 小 因此鍵的選擇以電機(jī)軸處的受力為基準(zhǔn) 其他鍵與此處統(tǒng)一 故驗(yàn)算 也僅僅此一處 5 8 1 鍵的選擇 選用普通平鍵 鍵 10 45 5 8 2 鍵的校核 1 鍵聯(lián)接工作面擠壓應(yīng)力的校核 公式 5 20ccpMdkl 28 式中 M 傳遞的轉(zhuǎn)矩 Nm d 軸的直徑 mm l 鍵的工作長(zhǎng)度 mm k 鍵與輪轂的接觸高度 mm k h t h 鍵的高度 mm t 軸上的鍵槽深 mm 鍵的許用擠壓應(yīng)力 MPacp 而 M 42 08 前面已求 Nm l L b 45 10 35mm k h t 8 5 3mm 204 821 09335c cpMPa 滿足強(qiáng)度要求 1 剪切應(yīng)力的校核 公式 5 20pMdbl 29 式中 b 鍵寬 mm 鍵的許用剪切應(yīng)力 MPap 204 86 35315pMPa 滿足要求 6 篩箱重心計(jì)算 6 1 坐標(biāo)系的建立 圖 6 1 側(cè)板坐標(biāo) 6 2 重心計(jì)算公式 mm iiWxx mm Iiiyy 式中 第 i 個(gè)構(gòu)件的質(zhì)量 kg iW i 個(gè)構(gòu)件質(zhì)量的總和 kg i 第 i 個(gè)構(gòu)件的重心坐標(biāo) ixy 其主要零件及重心位置如下 零件名 質(zhì)量 質(zhì)心坐標(biāo) 質(zhì)心坐標(biāo) 質(zhì)量 x 質(zhì)量 y x y 側(cè)板 539 7 2587 0123 1712 1144 4429261 924028 1 擋板上 80 44 1667 3349 1867 0358 3112973 9 150184 4 邊條 21 5 1698 1776 3015648 38184 后槽鋼 139 6 3459 1733 5 5996176 5 241996 6 下槽鋼 121 4 1394 805 1122170 97727 上三角剛 26 156 1703 1757 7 2993363 1 45974 4 篩面 287 97 1926 1805 57 3477527 8 519950 下料斜 58 8 3446 056 2872 2405 9897901 6 168887 7 下料平 65 6 4088 4766 3108 6286 12709555 203926 支撐角鋼 14 7 3426 056 2852 245 9771951 1 41928 平 9 8 4098 7 3083 6 12638751 30219 28 入料斜 18 6 3411 2378 2987 156 10189899 55561 1 如料口 27 34 4087 44 3257 69 13315612 89065 24 料口托架角 鋼 6 4098 7 3083 6 12638751 18501 6 斜 5 2 3426 056 2852 245 9771951 1 14831 67 立角鋼 2 11 4462 44 3253 69 14519396 6865 286 后立板 22 86 4483 3253 69 14586292 74379 35 角鋼 14 7 4503 3253 69 14651366 47829 24 支撐槽鋼 167 55 3459 1733 48 5996107 3 290444 6 支撐圓鋼 76 95 1393 6 805 1 1121987 4 61952 45 后擋板 223 69 3879 2100 45 8147645 6 469849 7 槽鋼立 46 045 418 77 836 87 350456 05 38533 68 槽鋼立 23 3 4387 44 2887 75 12669830 67284 58 總和 2000 011 187124575 3698104 由電子表格輔助計(jì)算得質(zhì)心為 x 93561 77 y 1849 此坐標(biāo)數(shù)值為 CAD 中的坐標(biāo)值 若要得出質(zhì)心在上面坐標(biāo)中的坐標(biāo) 值 需進(jìn)行坐標(biāo)變換 上面坐標(biāo)零點(diǎn)在 CAD 坐標(biāo)中的值為 x1 2637 7 y1 1123 5 坐標(biāo)變換 X x x1 93561 8 90924 1 2637 7 Y y y1 1849 725 5 1123 5 此為上圖坐標(biāo)中的坐標(biāo)值 由坐標(biāo)值 x y 在 CAD 軟件中找出該點(diǎn) 激振器總成的質(zhì)量為 598Kg 其位置只能沿篩箱后板面移動(dòng) 為保證振動(dòng)方向角 篩箱和激振器總成的 質(zhì)心連線方向與 x 軸負(fù)向成 32 故這樣可確定激振器在篩箱上的位置 7 篩分機(jī)工作效率的影響因素 用篩分機(jī)篩分物料時(shí) 本來希望所有小于篩孔的顆粒全部篩下去 而 所有大于篩孔的顆粒全部留在篩面上 但在工業(yè)條件下的篩分很難達(dá)到這 個(gè)要求 實(shí)際上 總是有一部分小于篩孔的細(xì)顆粒物料留在篩上產(chǎn)物中 而篩下產(chǎn)物中也會(huì)有一些大于篩孔的粗粒物料 在篩分過程中 正確進(jìn)入 各產(chǎn)物中的物料越多 錯(cuò)誤進(jìn)入各產(chǎn)物中的物料越少 顯示篩分效果越好 我國國家標(biāo)準(zhǔn) GB T15716 1995 煤用篩分設(shè)備工藝性能評(píng)定方法 規(guī) 定 評(píng)定指標(biāo)共 3 項(xiàng) 篩分效率 平均分配誤差和總錯(cuò)配物含量 7 1 影響因素 7 1 1 物料的性質(zhì) 對(duì)篩分效果有影響的物料性質(zhì)主要包括物料度組成 濕度 含泥量和 形狀等 a 給料的粒度組成 給料中的粒度大小根據(jù)其透篩的難易和對(duì)透篩的影響可分為 4 種 易篩粒 小于 3 4 篩孔尺寸的顆粒 難篩粒 粒度小于篩孔尺寸 但大于 3 4 篩孔尺寸 阻礙粒 粒度為 1 1 5 倍篩孔尺寸 粗大粒 粒度大于 1 5 被篩孔尺寸 易篩粒易于篩分 難篩粒不易于透篩 阻礙粒易賭篩孔 且妨礙易篩粒透 篩 粗大粒在篩分過程中對(duì)易篩粒和阻礙粒妨礙不大 b 物料的濕度 物料的濕度是指物料的外在水分 當(dāng)篩孔尺寸一定時(shí) 濕度對(duì)篩分效率的 影響如圖 7 1 所示 在某一范圍內(nèi) 篩分效率隨物料水分的增加而急劇下 降 當(dāng)水分炒過著范圍后 水分將促進(jìn)物料的透篩 這是篩分效率隨著水 分的增加而增加 當(dāng)篩孔尺寸不同時(shí) 濕度的影響也不同 為了保證一定的篩分效率和 處理能力 不同篩孔尺寸對(duì)濕度又不同的要求 見表 表 7 1 濕度允許值 篩孔尺寸 mm 允許的濕度 0 5 3 1 0 4 5 3 6 5 7 12 12 30 一般水分無大影響 C 物料的含泥量 物料中如含有易于結(jié)團(tuán)的粘性物質(zhì) 如粘土等 則在水分很低的情 況下 也會(huì)粘結(jié)成團(tuán)并堵塞篩孔 使篩分無法進(jìn)行 對(duì)于含泥量過高的煤 進(jìn)行篩分時(shí) 必須采取特殊措施 例如用濕法篩分或者在篩分前進(jìn)行脫泥 等 d 物料的顆粒形狀 顆粒形狀對(duì)篩分過程的影響程度與篩孔形狀有很大關(guān)系 物料如果是 球形 則透過方孔和圓孔較容易 扁平型 長(zhǎng)方形的顆粒難以透過方孔和 圓孔 但可以透過長(zhǎng)方形篩孔 所以 球形 立方體 多角形顆粒的篩分 效果相對(duì)條狀 片狀和板狀物料的篩分效果要好一些 7 1 2 篩面的運(yùn)動(dòng)特性和篩面結(jié)構(gòu) a 篩面的運(yùn)動(dòng)方式 篩面固定不動(dòng)的篩子 篩分效率很低 當(dāng)篩面的運(yùn)動(dòng)方向與篩面接近 垂直或成較大角時(shí) 物料易松散分層 且可防止防止篩孔堵塞 篩分效率 較高 但處理能力低些 當(dāng)篩面的運(yùn)動(dòng)方向與篩面平行或成較小角度時(shí) 物料松散差 易堵塞篩孔 篩分效率也低 不同運(yùn)動(dòng)方式篩面的篩分效率 見表 表 7 2 各運(yùn)動(dòng)方式的篩分效率 b 振幅和頻率 振幅和頻率決定篩箱運(yùn)動(dòng)的速度和加速度 也決定篩面上物料相對(duì)運(yùn) 篩面運(yùn)動(dòng)方 式 固定不動(dòng) 筒形轉(zhuǎn)動(dòng) 搖動(dòng) 振動(dòng) 篩分效率 50 60 60 70 80 90 以上 動(dòng)速度和加速度 若篩面運(yùn)動(dòng)的速度和加速度過大 物料不易透篩 而且 設(shè)備強(qiáng)度受影響 反之 則物料達(dá)不到一定的松散程度 不利于分層 因 此 對(duì)粗粒物料的篩分應(yīng)采用大的振幅和小的頻率 對(duì)細(xì)粒物料的篩分可 用小的振幅和大的頻率 c 篩面的長(zhǎng)度和寬度 對(duì)一定的物料 一般可以說篩面寬度決定處理能力 篩面長(zhǎng)度決定篩 分效率 在給料量一定時(shí) 寬度小長(zhǎng)度大 則篩上料層較厚 篩分效率也 不高 如果寬度大長(zhǎng)度小 料層雖薄 但篩分時(shí)間短 篩分效率也不高 適宜的長(zhǎng)寬比為 2 3 篩面長(zhǎng)度愈大 物料在篩面上被篩分的時(shí)間愈長(zhǎng) 篩分效率也越高 但隨著篩分時(shí)間的增長(zhǎng) 篩面上的易篩顆粒越來越少 以至篩上只剩下難 篩粒 而難篩粒透過篩孔需較長(zhǎng)的時(shí)間 故篩分效率的增加也就變慢了 篩分效率與篩分時(shí)間 或篩面長(zhǎng)度 的關(guān)系如圖 所示 由圖可知 為 了提高篩分效率 采取任意加大篩子長(zhǎng)度以延長(zhǎng)篩分時(shí)間是不合理的 d 篩面的傾角 篩面與水平面的夾角叫篩面傾角 它與篩子的處理能力和篩分效率有 密且關(guān)系 傾角影響篩上物料移動(dòng)速度 傾角大移動(dòng)速度大 處理量大 但篩分效率低 反之 傾角小 則處理量小 但篩分效率可高些 對(duì)于一定的篩孔 當(dāng)傾角不同時(shí) 顆粒垂直下落透過篩孔的通道也不 同 傾角愈大 顆粒透篩時(shí)垂直下落的通道愈窄 所能通過的最大顆粒尺寸 將愈小 我國目前使用的振動(dòng)篩的篩面傾角 用于準(zhǔn)備篩分時(shí)為 15 20 用于 最終篩分時(shí)為 12 5 17 5 e 篩孔形狀 常用的篩孔有圓孔 正方孔和長(zhǎng)方孔 圓形篩孔與其他形狀的篩孔比 較在名義尺寸相同的情況下 透過這種篩孔的篩下產(chǎn)物的粒度較小 實(shí)際 透過圓形篩孔的顆粒的最大粒度平均只有透過同樣尺寸的正方形篩孔顆粒 的 80 85 長(zhǎng)方形篩孔的篩面有效面積較大 生產(chǎn)能力較高 在處理含水較多的 物料時(shí) 能減少篩面堵塞現(xiàn)象 但易使條狀和片狀物料通過 使篩下產(chǎn)物 粒度不均勻 因此 當(dāng)要求篩上物中不含細(xì)粉 篩下物中允許有條狀和片 狀顆粒 物料濕而粘 易堵篩孔以及希望篩下物含量高的情況下 可以采 用長(zhǎng)方形篩孔 7 1 3 操作管理 往篩分設(shè)備上給料要適量 不要過多 也不要過少 過多 雖然處理 能力大 但篩分效率低 只起個(gè)溜槽作用 過少 篩子處理能力小 沒有 充分利用篩子 給料要求連續(xù)均勻 要使物料沿整個(gè)篩面寬度布滿成一等 厚料層 此外 要及時(shí)清理和維修篩面 8 振動(dòng)篩的使用與維護(hù) 8 1 振動(dòng)篩的安裝 調(diào)整與試運(yùn)轉(zhuǎn) 振動(dòng)篩的安裝要按易一定順序進(jìn)行 一般說來有以下幾個(gè)步驟 1 安裝支承或吊掛裝置 安裝時(shí) 要將基礎(chǔ)找平 然后按照支承 或吊掛裝置的部件圖和篩子的安裝圖 順序裝設(shè)各部件 彈簧裝入前 應(yīng) 按端面標(biāo)記的實(shí)際剛度值進(jìn)行選配 2 將篩箱連接在支承或吊掛裝置上 裝上后 應(yīng)按規(guī)定傾角進(jìn)行 調(diào)整 對(duì)于吊掛式的篩子 應(yīng)當(dāng)同時(shí)調(diào)整篩箱傾角和篩箱主軸的水平 一 般先進(jìn)行橫向水平度的調(diào)整 以消除篩箱的偏斜 再調(diào)整篩箱的縱向傾角 隔振彈簧的受力應(yīng)該均勻 其受力情況可通過測(cè)量彈簧的壓縮量進(jìn)行判斷 一般給料端兩組彈簧的壓縮量必須一樣 排料端兩組彈簧也應(yīng)如此 但排 料端和給料端的彈簧壓縮量可以有差別 3 安裝電動(dòng)機(jī) 安裝時(shí) 電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)應(yīng)該找平 電動(dòng)機(jī)的水平 需要校正 4 檢查篩子各連接部件 如篩板 激振器等 的固定情況和傳動(dòng) 部分的潤(rùn)滑情況 篩網(wǎng)應(yīng)用螺栓擰緊 以防產(chǎn)生局部振動(dòng) 電動(dòng)機(jī)及控制 箱的接線是否正確 并以手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分 查看運(yùn)動(dòng)是否正常 5 檢查篩子的入料 出料溜槽及漏斗在工作時(shí)有無碰撞現(xiàn)象 篩 分機(jī)安裝后 應(yīng)該進(jìn)行空車試運(yùn)轉(zhuǎn) 以初步檢查安裝質(zhì)量 并進(jìn)行必要的 調(diào)整 在空車運(yùn)轉(zhuǎn)后 再進(jìn)行負(fù)載試運(yùn)轉(zhuǎn) 以初步檢查安裝質(zhì)量 并進(jìn)行 必要的調(diào)整 在空車運(yùn)轉(zhuǎn)后 再進(jìn)行負(fù)載試運(yùn)轉(zhuǎn) 在試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中 應(yīng)檢 查傳動(dòng)部分運(yùn)轉(zhuǎn) 緊固件松緊及篩箱的振動(dòng) 物料的篩分效果等情況 8 2 振動(dòng)篩的操作 維護(hù)與檢修 8 2 1 操作 在篩子啟動(dòng)前 應(yīng)首先檢查螺栓等連接部件是否固定可靠 電氣元 件有無失效 激振器的主軸是否靈活 軸承潤(rùn)滑情況是否良好 篩子的啟動(dòng)次序是 如果有除塵裝置 應(yīng)先開動(dòng)除塵裝置 然后啟 動(dòng)篩子 待運(yùn)轉(zhuǎn)正常后 才允許向篩面均勻地給料 停車的順序與此相反 8 2 2 維護(hù) 在篩子正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 要密切注意軸承的溫度 一般不得超過 40 度 最高不得超過 60 度 運(yùn)轉(zhuǎn)過程中要注意篩分機(jī)有無強(qiáng)烈噪音 篩箱振動(dòng)應(yīng)該平穩(wěn) 不準(zhǔn)有 不正常的擺動(dòng)現(xiàn)象 若篩箱有搖晃現(xiàn)象時(shí) 應(yīng)檢查 8 根支撐彈簧的剛度是 否一致 有無損壞情況 篩分機(jī)的軸承部分必須設(shè)有良好的潤(rùn)滑 當(dāng)軸承安裝良好 無發(fā)熱 漏油時(shí) 可每隔一星期左右用油槍注入黃油一次 每隔兩個(gè)月左右 應(yīng)拆 開軸承殼 將軸承進(jìn)行清洗 重新注入潔凈的黃油 8 2 3 檢修 篩子零件的檢修期限隨其構(gòu)造與工作條件而有所區(qū)別 一般在兩年內(nèi) 不進(jìn)行大檢修 而只更換某些磨損零件 在所有零件中 篩面是嘴 最容 易磨損的部件 其次是彈簧及軸承 必須定期檢修更換 激振器和傳動(dòng)裝置拆卸時(shí)應(yīng)小心進(jìn)行 嚴(yán)禁用大錘敲打 防止部件損 壞 裝配前應(yīng)保持零件清潔 8 3 振動(dòng)篩的安全技術(shù) 使用篩子時(shí) 必須遵守安全技術(shù)的一般規(guī)程 例如 在篩子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 禁止進(jìn)行任何修理工作 已損壞的篩子禁止繼續(xù)使用 偏心塊轉(zhuǎn)動(dòng)位置應(yīng)安裝防護(hù)裝置 當(dāng)要詳細(xì)檢查或修理篩子時(shí) 可以 將其拆下 但在篩子開動(dòng)前必須重新安好 為創(chuàng)造正常的勞動(dòng)衛(wèi)生條件 在安裝篩子的廠房?jī)?nèi)應(yīng)保證必要的通風(fēng) 和除塵條件 當(dāng)被篩物料極易產(chǎn)生灰塵時(shí) 篩子應(yīng)密閉 軸承的潤(rùn)滑只有 在篩子完全停止運(yùn)行后方可進(jìn)行 同樣 也只有當(dāng)篩子完全停止運(yùn)轉(zhuǎn)后才 能清理篩網(wǎng) 當(dāng)篩子空載試車時(shí) 不許修理人員留在振動(dòng)的篩網(wǎng)上 維修人員在操作篩子前 必須學(xué)會(huì)一般的技術(shù)課程 掌握正確維修篩 子的技術(shù)規(guī)程及機(jī)械和電氣設(shè)備的安全規(guī)程 經(jīng)過考試合格后 才可進(jìn)行 操作 9 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在振動(dòng)篩設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 9 1 概述 篩分機(jī)的設(shè)計(jì) 在篩分技術(shù)發(fā)展過程中占有重要地位 只有不斷的提 高篩分機(jī)設(shè)計(jì)水平 才能使篩分機(jī)的產(chǎn)品獲得良好的質(zhì)量 目前 篩分機(jī)的設(shè)計(jì) 以常規(guī)的設(shè)計(jì)計(jì)算和類比設(shè)計(jì)方法為主 但是 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 開始逐步在篩分機(jī)設(shè)計(jì)中應(yīng)用 由于篩分機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要 求先進(jìn)合理 牢固可靠 參數(shù)設(shè)計(jì)要求優(yōu)化正確 使篩分機(jī)有較高的工作 效率和較長(zhǎng)的使用壽命 按常規(guī)的設(shè)計(jì)方法 設(shè)計(jì)和制造的篩分機(jī) 其結(jié)構(gòu)參數(shù)可能不完全合 理 在實(shí)際作業(yè)中 也可能收不到預(yù)期的效果 這已為以往的振動(dòng)篩實(shí)踐 所證明 設(shè)計(jì)過程和制造過程盡管都是十分重要 但設(shè)計(jì)先于制造 在更 大程度上決定 了篩分機(jī)的性能和使用壽命 因此在設(shè)計(jì)圖紙階段 就需 要對(duì)未來的振動(dòng)篩的性能 參數(shù) 結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度等作詳盡的分析 科技發(fā)達(dá) 的國家 已較普遍的把動(dòng)態(tài)分析引入到現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 其過程一般是 先依據(jù)經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶋H的要求等條件 作原始的初步設(shè)計(jì) 在此基礎(chǔ)上建立力 學(xué)模型 對(duì)力學(xué)模型作結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度分析和動(dòng)態(tài)特性分析 把分析結(jié)果和設(shè) 計(jì)的要求進(jìn)行對(duì)照 假如對(duì)設(shè)計(jì)并不感到滿意 就需要修改這個(gè)初步設(shè)計(jì) 對(duì)修改后的結(jié)構(gòu) 再做強(qiáng)度分析和動(dòng)態(tài)特性分析 再設(shè)計(jì) 再修改 再分 析 直到完全滿足設(shè)計(jì)要求為止 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD 是從 60 年代初產(chǎn)生和發(fā)展起來的 它的出現(xiàn)是 對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的很大改進(jìn) 并表現(xiàn)出巨大的生命力 為了滿足工程設(shè)計(jì)的 需要 一般 CAD 設(shè)計(jì)系統(tǒng) 包括圖形設(shè)計(jì) 工程分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)等技術(shù) 在我國 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)逐步在篩分機(jī)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用 已有 20 年的時(shí)間 除了利用圖形軟件繪制機(jī)械圖形外 在目前篩分機(jī)設(shè)計(jì)中 下列各分析方 法 已經(jīng)得到了廣泛的使用 它們是有限元分析方法 模態(tài)分析法 機(jī)械 設(shè)計(jì)優(yōu)化方法和結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的修改技術(shù)等 這些都是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的 重要組成部分 用最優(yōu)化方法設(shè)計(jì) 可以使振動(dòng)篩在滿足現(xiàn)場(chǎng)需要的情況下 使各參 數(shù)達(dá)到最優(yōu)配置 有限元分析 可以提供整體篩箱結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和應(yīng)變的合 理分布狀態(tài) 很多算例說明 以板梁組合結(jié)構(gòu)為主的振動(dòng)篩 有限元分析 可以在獲得