2TYSA1237直線振動篩設計【含13張CAD圖紙】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 摘要 振動篩是選煤廠用的最多的設備之一，主要用于煤的準備篩分以及最終篩分用，但是振動篩又是維修量比較大的設備。隨著設計的逐漸完善，直線振動篩能夠很好的解決這一問題。 本文主要介紹振動篩在選煤廠中的意義以及振動篩的發(fā)展現(xiàn)狀，描述了本次設計2TYSA1237直線振動篩設計的計算方法依據(jù)和步驟.包括振動篩的分類與特點和設計方案的確定；對物料的運動分析，對振動篩的動力學分析及動力學參數(shù)的計算，合理設計振動篩的結構尺寸；進行了激振器的偏心軸等設計與計算，包括原始的設計參數(shù)，電動機的設計與校核；進行了主要零部件的設計與計算，彈簧的設計計算，軸的強度計算，軸承的選擇與計算，然后進行了設備維修、安裝、潤滑及密封的設計。 關鍵詞：2TYSA1237橢圓振動篩 Abstract Vibration sieve is one of the most widely used devices in Coal Preparation Plant. Mainly used in coal preparation and the final screening with screening, But the vibrating screen is larger than the maintenance of equipment. With the gradual improvement of the design vibration sieve of auto center could well solve this problem. This article mainly introduced that vibration sieve in Coal Preparation Plant significance as well as vibration sieve development present situation, described this time has designed 2TYSA1237 vibration sieve of auto center design computational method basis and the step, as well as the main vibration sieve part's choice and the comparison, and showed this design characteristic. Including the classification and characteristics of vibrating screen and determination of design; on the movement of materials analysis, Dynamic analysis of vibration sieve and kinetic parameters calculated, rational design of the structure vibrating screen size; carried out such eccentric shaft plunger design and calculation, including the original design parameters, motor design and verification; were the main components of the design and calculation, spring design calculation, shaft strength calculation, bearing selection and calculation , then the equipment maintenance, installation, lubrication and seal design. Key Words：2TYSA1237，vibration sieve 第 40 頁 目錄 摘要 1 1緒論 1 1. 1 篩分的概念 1 1. 2 篩分設備的作用 1 1. 3 篩分作業(yè)的分類 2 1. 4振動篩在國內(nèi)外發(fā)展的回顧 2 1. 4. 1 國內(nèi)的發(fā)展回顧 2 1. 4. 2 國外的發(fā)展回顧 3 1. 5 振動篩的發(fā)展方向 4 2橢圓振動篩的總體設計 6 2. 1 2TYSA1237直線振動篩的規(guī)格及主要技術參數(shù) 6 2. 2 設計的依據(jù)及參考資料 6 2. 3 振動篩的工作原理及結構特點 6 2. 4 結構設計 7 2. 4. 1 篩框的結構 7 2. 4. 2 支撐方式與隔振裝置 8 2. 4. 3 篩箱的設計 8 2.4.4電動機機架的設計 9 2. 5 2TYSA1237 振動篩的設計步驟 9 3振動篩參數(shù)的計算 11 3. 1工藝參數(shù) 11 3. 2 運動學參數(shù)的確定 11 3. 2. 1 安裝傾角的選取 11 3. 2. 2 振動方向角的選取 12 3. 3.1 拋射強度的選取與振動次數(shù)ｎ的計算 12 3. 3.2 參振質(zhì)量 13 3. 3. 3 彈簧剛度K的計算 13 3. 3. 4 偏心軸質(zhì)量和回轉(zhuǎn)半徑的計算 14 （1）偏心軸質(zhì)量 14 3. 3. 5 篩箱重心的計算及激振器位置的選擇 15 3. 4 電動機的計算選擇 15 4. 1 軸承的選擇和軸的校核 18 4. 1. 1 軸承的選擇 18 4.1.2軸的強度校核 19 4. 2 彈簧的設計與選用 21 4. 3 篩框側板的厚度 24 4. 4 篩框橫梁 25 4. 5 緊固件 27 4. 6 鍵聯(lián)接 29 4. 6.1 鍵的選擇 29 4. 6.2 鍵聯(lián)接的強度計算 29 4.7 聯(lián)軸器的選擇 30 4. 8 進料斗和出料斗 30 4. 8. 1進料斗 30 4. 8. 2 出料斗 31 4. 9 篩網(wǎng)的選擇與處理量的校核 32 4. 9. 1 篩網(wǎng)的選擇 32 4. 10 篩面張緊裝置 32 4. 11彈簧支座和底架 33 4.11.1 彈簧上支座 33 4.11.2 彈簧下支座 34 5. 1 振動篩軸承的安裝 35 5.1.2 軸承的安裝方法 35 5.2振動篩軸承的潤滑 35 5.3 維護與保養(yǎng) 36 5.3.1 橢圓振動篩的維護 36 5.3.2 振動篩日常保養(yǎng)： 36 5.3.3 振動篩的使用注意事項 37 結束語 38 參考文獻 39 1緒論 1. 1 篩分的概念 廣義的篩分是指將粒子群按粒子的大小、比重、帶電性以及磁性等分體學性質(zhì)進行分離的方法。一般來講，篩分是利用篩子把粒度范圍較寬的物料按粒度分為若干個級別的作業(yè)。具有直線軌跡的慣性振動篩為直線振動篩。其支承方式有懸掛支撐和座式支承兩種，懸掛支承，篩面固定在篩箱上，篩箱由彈簧懸掛或支承，主軸的軸承安裝在篩箱上，主軸帶輪帶動而高速旋轉(zhuǎn)。由于主軸是偏心軸，產(chǎn)生離心慣性力，使可以自由振動的篩箱產(chǎn)生直線軌跡的振動。 1. 2 篩分設備的作用 篩分作業(yè)是煤炭加工的重要環(huán)節(jié)，它廣泛地應用于篩選廠和選煤廠，對煤炭進行粒度分級、脫水、脫泥、脫介。就煤炭加工而言，篩分技術和分選技術處于同等重要的地位。我國生產(chǎn)的原煤一半以上是動力用煤，不同的用戶對動力用煤的粒度要求是不一樣的，尤其是化工，發(fā)電等部門，對煤碳粒度要求很嚴格，如果超過規(guī)定限度，不但影響這些部門的正常生產(chǎn)，還會造成不小的浪費。例如在煤炭氣化的過程中，若使用粉煤含量過高的塊煤，不僅影響爐內(nèi)氣流暢通，降低造氣量，嚴重時還導致氣化爐填塞；機車和船舶由于鍋爐通風強，煙筒短，如燃用含有較多粉煤的塊煤時，粉煤不僅燃燒不完全而且還隨著煙氣飛走，造成浪費和環(huán)境污染；大型火力發(fā)電廠，絕大部分使用粉煤鍋爐，若供應原煤和塊煤，顯然是不經(jīng)濟的?？傊瑢⒃汉Y選成多種粒度的產(chǎn)品，對路供應給各類客戶，對合理利用煤炭資源是十分必要的。 篩分可以為其他選煤創(chuàng)造條件。目前的各種選煤方法和分選設備往往都受到粒度的限制。不同的選煤方法都有一定的入料限度，過粗的大塊不能分選，而粒度過細也很難回收。在選煤廠主要是將原煤分成塊煤和末煤兩種粒級，分別進行跳汰選煤和重介選煤。重介選煤對入料中的煤泥含量很敏感，它直接影響到介質(zhì)系統(tǒng)的正常工作和重介分選的效果。通過分選去除細泥，減少煤泥對介質(zhì)系統(tǒng)的污染，以及髙灰細泥對精煤產(chǎn)品的污染；也可使跳汰機洗水粘度降低，有利于細粒煤的分選，從而提高分選效果。 在動力煤選煤廠中，通常將小于6ｍｍ的干粒粉煤供給發(fā)電廠或者其他用戶，而大于6ｍｍ的煤送入跳汰機餓、分選，這也是依靠篩分作用來完成的。 總之，在煤炭加工過程中，篩分作業(yè)不僅關系著動力煤產(chǎn)品對路供應，關系著動力煤和煉焦煤洗選產(chǎn)品質(zhì)量的提高，也關系到煤炭資源的合理利用，環(huán)境保護和生產(chǎn)部門的經(jīng)濟效益。 1. 3 篩分作業(yè)的分類 （1）獨立篩分 其目的是得到適合于用戶要求的最終產(chǎn)品。例如，在黑色冶金工業(yè)中，常把含鐵較高的富鐵礦篩分成不同的粒級，合格的大塊鐵礦石進入高爐冶煉，粉礦則經(jīng)團礦或燒結制塊入爐。 （2）輔助篩分 這種篩分主要用在選礦廠的破碎作業(yè)中，對破碎作業(yè)起輔助作用。一般又有預先篩分和檢查篩分之別。預先篩分是指礦石進入破碎機前進行的篩分，用篩子從礦石中分出對于該破碎機而言已經(jīng)是合格的部分，如粗碎機前安裝的格條篩、篩分，其篩下產(chǎn)品。這樣就可以減少進入破碎機的礦石量，可提高破碎機的產(chǎn)量。 檢查篩分是指礦石經(jīng)過破碎之后進行的篩分，其目的是保證最終的碎礦產(chǎn)品符合磨礦作業(yè)的粒度要求，使不合格的碎礦產(chǎn)品返回破碎作業(yè)中，如中、細碎破碎機前的篩分，既起到預先篩分，又起到檢查篩分的作用。所以檢查篩分可以改善破碎設備的利用情況，相似于分級機和磨礦機構成閉路循環(huán)工作，以提高磨礦效率。 （3）準備篩分 其目的是為下一作業(yè)做準備。如重選廠在跳汰前要把物料進行篩分分級，把粗、中、細不同的產(chǎn)物進行分級跳汰。 （4）選擇篩分 如果物料中有用成分在各個粒級的分布差別很大，則可以篩分分級得到質(zhì)量不同的粒級，把低質(zhì)量的粒級篩除，從而相應提高了物料的品位，有時又把這種篩分叫篩選。 （5）脫水、脫介篩分 篩分的目的是脫除物料的水分，一般在洗煤廠比較常見。此外，物料含水泥較高時，也用篩分進行脫泥。 1. 4振動篩在國內(nèi)外發(fā)展的回顧 1. 4. 1 國內(nèi)的發(fā)展回顧 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，是當今和未來幾十年內(nèi)我國最主要的能源。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對能源需求的不斷增大以及煤礦采掘機械化程度的不斷提高，對于振動篩分機械的工作效率的要求越來越高，因而研制大容量的大型振動篩的重要性越顯突出。我國對篩分機械的研制主要經(jīng)歷了三個階段：仿制階段、自行研制階段、提高階段。 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，并部分仿制了偏心式和單慣性式圓振動篩。如前蘇聯(lián)的系列圓振動篩、MZ型搖動篩；波蘭的WK-15振動篩，WPI,WPZ型吊式直線振動篩。這些篩分機械的仿制成功，為我國篩分機械的發(fā)展奠定了堅實的基礎，并培養(yǎng)了一批技術人員。 從60年代中期我國開始獨立研制，主要成果有DD系列、ZD系列單軸振動篩和ZS系列、DS系列雙軸振動篩。這些設備雖然存在一定的故障，壽命較短等問題，但是它們的研制成功基本上滿足了國內(nèi)的需求，同時也標志著我國的篩分機械走上了獨立發(fā)展的道路。 在80年代，我國的篩分機械邁進了一個新的發(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，例如螺旋三段篩，物料直線振動篩，琴弦振動篩，立式圓筒篩的研制取得了一定的成功。于此同時，我國篩分機械的制造水平也有了很大的提高。我國生產(chǎn)使用的篩分設備有200多個品種，其中絕大部分為振動篩。 我國目前使用的圓振動篩有：吸收國外先進技術的基礎上研制的YK系列圓振動篩；引進美國TaborTI型振動篩技術制造的YA系列篩；在YA型圓振動篩基礎上設計的YAC系列篩；在消化吸收YA型圓振動篩基礎上研制的DYS大型圓振動篩；具有概率篩和圓振動篩綜合篩分效果的YFS型圓振動分級篩；采用高振幅、高頻率圓形軌跡振動特性的GDS型概率圓振動篩；主要為瀝青混凝土拌和設備配套以及用于不高于200℃的散狀物料分級的YAR系列熱石篩。 我國目前使用的直線振動篩豐要有：可用于脫介、脫水、脫泥和分級的ZSM、 DSM型雙軸振動篩；適用于各種煤炭的脫水、脫介、脫泥及濕式分級的ZKB、ZKBX型自同步直線振動篩；廣泛用于各種物料分級、脫水、脫介的zK系列直線振動篩；引進美國TaborTH型振動篩技術制造的ZKX系列直線振動篩；消化吸收ZKX基礎上研制成功的DZS大型直線振動篩；適用于溫度在150℃以下的冷燒結礦整粒工序進行分級的LZS和SLZS型冷礦振動篩；專為冶金部門溫度在800℃"850℃的中小粒度燒結礦進行分級的SZR型熱礦振動篩。 同樣還有其他類型的篩分機械：GS型、ZBG型、QGS型、XGS型概率篩分機；ZD型、ZDS型等厚篩；GXS型、SQDI型琴弦式篩分機；GPS型高頻振動細篩；C型、M型電磁振動旋流篩；SL型螺旋篩分機；QZK曲面振動篩；LYS型立式圓筒篩等。 1. 4. 2 國外的發(fā)展回顧 國外從16世紀開始篩分機械的研究與生產(chǎn)，到了18世紀歐洲工業(yè)革命時期，篩分機械得到了迅速的發(fā)展，使篩分機械發(fā)展到較高的水平。比如，德國的申克公司能提供260種篩分設備，STK公司生產(chǎn)的篩分設備系列品種較全，技術水平較高，KHD公司生產(chǎn)200多種規(guī)格篩分設備，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備。美國NRO公司研制出了DFN型雙頻率振動篩，采用不同的速度激振器，DKR公司研制成三路分配給料，一臺高速電機驅(qū)動的振動篩。英國為解決從濕原煤中篩出細粒末煤，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直線振動篩優(yōu)點的自同步直線振動篩。 這些國外知名企業(yè)采用先進的設計技術及制造技術，不但生產(chǎn)出適用于各種場合的不同類型的振動篩，而且生產(chǎn)出了性能優(yōu)良的大型振動篩，受到用戶的歡迎，幾乎壟斷了國內(nèi)大型振動篩市場。如德國的篩子技術公司和申克公司分別制造出了50㎡和34㎡的大型直線振動篩，日本的神戶制鋼所和川崎重工也制造出了34㎡和48㎡的產(chǎn)品，美國的CONN WELD公司制造出了27㎡的產(chǎn)品。在對全國幾家使用大型振動篩的廠家的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，全套進口的德國篩子技術公司和日本神戶制鋼所的27㎡直線振動篩均可正常使用3～5年。 1. 5 振動篩的發(fā)展方向 直線振動篩，作為對物料進行分級、脫水、脫泥、脫介的有效設備，已廣泛用于煤炭、礦山、化工、醫(yī)藥等行業(yè)。由于目前有些用戶不僅對設備質(zhì)量有要求，對工期也要求很高。所以，高速高效的設計、生產(chǎn)已很必要。 振動篩采用拋射式篩分，篩子每振動一次，物料便被拋射一次，相對篩面沖擊一次，被篩分物料的這種特點使得振動篩的篩分效率高，生產(chǎn)能力大，因此被廣泛使用。振動篩是通過激振設備對篩體的激振而是物料得以分離，從而達到生產(chǎn)要求的一種設備。在給定的振動強度下振動，使篩面的物料獲得一定的動能，使動能小的細粒到達篩面附件從而得到分離。振動篩分機械主要由以下三部分組成：激振器、篩體、彈性元件等。 在振動篩產(chǎn)生以后，人們開始重視建立和發(fā)展篩分理論。早期的篩分理論形成于50年代初，它是以單個顆粒為研究對象而發(fā)展起來的，一般稱為單顆粒運動理論。該理論系統(tǒng)的描述了振動篩對物料進行拋射式篩分時，單個顆粒的運動情況，進而提出了篩分機特性值。振動篩是我國20年來迅速發(fā)展的新型機械?；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)濟中各行業(yè)的特殊需求，產(chǎn)生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。振動篩分機械在工程中廣泛應用，對國家的經(jīng)濟起著重要作用。從目前國外的研究動向看，一方面致力于現(xiàn)存篩分機械的運動分析和結構調(diào)整；另一方面瞄準新穎的設計目標。探求合理的結構形式、動力配置和動力學參數(shù)，以便進一步推動振動篩的應用。 綜合國內(nèi)外篩分機械狀況，篩分機械應向以下幾個方向發(fā)展。 1）篩分機械大型化 篩分機械大型化是提高處理量的方法之一。近十年來，許多國家都在設計大型振動篩，其中其中以西德最為突出。1976年德國已能制造單機處理量為1000噸／時的預先篩分振動機。西德篩子技術公司制造的50m2振動篩，寬5.5m，為了加大激振力，將四個激振器并聯(lián)安裝，篩體用耐疲勞、耐腐蝕能力強的材料制成。兩年多生產(chǎn)實踐證明，其使用效果良好。 2）應用等厚篩分法 等厚篩分法也叫大厚度篩分法，60年代首先出現(xiàn)于法國，70年代初期國外廣泛應用這一種新篩分法。該法的特點是：不管入料中小于篩孔的顆粒所占的百分比如何，在篩分過程中篩上物料層的厚度保持不變或遞增，而采用普通篩分法時，篩上物料厚度都是遞減的。等厚篩分法目前在我國某些大型選煤廠中使用，其產(chǎn)量約較普通篩分法提高兩倍以上。 3）應用概率篩分法 概率篩方法是瑞典人摩根森首先提出的。這種方法有效地按照概率理論去完成物料篩分的整個過程，它有以下一些特點：由于采用了大篩孔、大傾角和多層篩面，物料入篩后能迅速透篩，同時也克服了普通篩分法中容易堵塞篩孔的缺點，減小了篩面的磨損，提高了單位面積的處理量。適合于篩分水分大和難篩分的細粒級物料。 4)慣性振動篩的迅速發(fā)展 60年代，共振篩曾受到各國重視，發(fā)展很快。但生產(chǎn)實踐證明，它具有結構復雜、機重大、難調(diào)整和故障多等缺點?，F(xiàn)在德國、日本等已停止制造。與此相反，近幾年來，慣性振動篩，尤其是直線慣性振動篩，由于其性能較好，結構和維護工作都較簡單，故目前得到迅速發(fā)展。 2橢圓振動篩的總體設計 2. 1 2TYSA1237直線振動篩的規(guī)格及主要技術參數(shù) 1．篩面規(guī)格 2．最大進料粒度 200mm 3．處理能力 15～160t/h 4．功率 11KW 5．設備重量 4.5t 2. 2 設計的依據(jù)及參考資料 依據(jù)“振動篩設計規(guī)范”的要求，包括振動篩的用途、物料的特性、工作制度、處理能力（處理量）、規(guī)定的粒度、篩分效率（一般在90%以上）、安裝方式、篩面的種類、工作條件（尺寸限制，環(huán)境限制）、振動篩種類。 參考資料包括振動篩設計規(guī)范、篩分設備圖冊、振動篩設計的系列參考圖紙、機械零件設計手冊及其他參考資料。 2. 3 振動篩的工作原理及結構特點 本設備為一臺直線振動篩。振動方向角40°。 篩體上裝有兩組振動器，每組振動器上有一個偏心軸，兩組振動器上相應軸上的一個偏心軸通過中間軸及傳動軸分別與左右兩側的電動機連接起來。工作時，兩根傳動軸上的偏心軸做高速反向旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生定向慣性力作用于篩體上，使篩體產(chǎn)生具有一定振幅的往復直線運動將篩面上的物料沿作用力方向拋出，從而完成篩分輸料作業(yè)。 該設備的主要部件有： （1）振動器及傳動裝置是產(chǎn)生激振力及動力的傳遞部件。本部分是采用雙電機傳動兩偏心軸自行同步這一傳動方式。 ①振動器由偏心軸、軸承、殼體、密封裝置等組成。為了降低軸承溫升，采用大游隙球面滾子軸承。軸承用潤滑脂潤滑。軸承密封用J型橡膠密封圈及迷宮密封組合結構。在殼體及端蓋的徑向均設有潤滑脂注油咀。 ②傳動部分包括連接電機與振動器的傳動軸及連接兩振動器的聯(lián)結軸。傳動電機采用兩個Y160L1-4電動機。 （1）篩體：它是由篩框、篩板、篩板緊固裝置，護梁板、側向及進口擋料板等組成。 ①篩框是承力物件。由橫梁、撐梁、大橫梁，與側板、側加強板，加強T型鋼等用高強螺栓連接組成，形成一個堅固的框架結構。 ②篩板：由于篩上物料中有部分大塊礦、內(nèi)部尚未完全冷卻，有較高溫度，篩板采用鉻錳氮特殊耐熱耐磨鑄鋼制成。篩板的四角部有固定用孔。 ③篩板緊固裝置：由聯(lián)結螺栓、螺母，橡膠彈簧組成，將篩板與橫梁直接連接起來。 ④護梁板：通篩板緊固裝置固定在篩板與衡梁之間，即防止物料對衡梁的沖刷，又起增加橫梁強度的作用。 ⑤側向及進口端護板是防止物料對篩體側板及進口擋料板的沖刷作用。在側向擋料板的下沿，堆焊有碳化鎢合金層，增強耐磨性，延長側向擋料板壽命。 ⑥大橫梁：由鑄鋼制成的兩個端部聯(lián)結座及中間聯(lián)結筒體組成。兩個激振器是安裝在大橫梁兩端的端部聯(lián)結座上。 2. 4 結構設計 2. 4. 1 篩框的結構 篩框是篩子的主要部件，它支承激振器，傳動擾力，承受物料沖擊，長期在交變載荷作用下連續(xù)工作。負荷特性要求篩框具有足夠的強度和剛度，并具有良好的動態(tài)性能；構件間聯(lián)接可靠，作為振動部件，還要求它重量輕，制造和維護方便。 篩框為鉚焊結構，主要由側板、主橫梁、加強梁、篩網(wǎng)等組成。側板為整塊鋼板，并用角鋼加強。篩框的基本材質(zhì)是16Mn鋼材，板材允許用20g鍋爐鋼板代用，從而提高了篩子的可靠性。橫梁為無縫鋼管，各焊件與側板的聯(lián)接均采用了扭剪型高強度螺栓與高強度自鎖尼龍螺母。大橫梁是篩框中聯(lián)結動力源，振動器及篩體的重要結構件，因此承受動力最大，對其強度和剛度要求極高。兩端部聯(lián)結座是鑄鋼件，內(nèi)部不得有裂紋、夾砂、縮孔等影響強度的缺陷存在。 大橫梁中間的筒體及內(nèi)部襯套，均由16Mn鋼板卷制而成。側加強板、加強T型鋼，加強角鋼均應保證型材的平面性和平制度。必要時進行整形。 圖2-1 篩框 2. 4. 2 支撐方式與隔振裝置 振動篩的支承方式有吊式和座式兩種，2TYSA1237振動篩采用座式。振動篩的隔振裝置常用的有螺旋彈簧、板彈簧和橡膠彈簧，根據(jù)振動篩振幅較大的特點，隔振裝置采用橡膠彈簧。振動篩隔振彈簧的主要作用是支撐振動篩機體,使機體實現(xiàn)所需要的振動,并減小傳給基礎或結構架的動載荷。在振動篩工作時,隔振彈簧的剛度、重量、自由高度和自振頻率等參數(shù)均會影響振動篩篩箱的振幅及振動軌跡,從而影響篩分效果。 2. 4. 3 篩箱的設計 篩箱是篩子的承載部件，由篩框及固定在它上面的篩面組成。它是由側板，橫撐，加強板和橫梁組合而成。側板是用鋼板制成，利用橫梁將兩塊連接起來，使篩框成整體結構，側板用以傳遞激振力，激振器用螺栓連接在側板上。為了加強側板的剛度，并在適當部位鉚接角鋼補強。橫梁和橫撐都采用無縫鋼管給料溜槽和排料溜槽用螺栓固定在篩幫上。螺栓聯(lián)接可以克服采用焊接法引起篩箱易破裂的缺點。在需要時，溜槽可用耐磨鋼板制成，或表面襯以橡膠。 篩箱部件的連接，如給料和排料溜槽、橫梁和橫撐原來是焊接在篩幫上的。但是，這種焊接結構易產(chǎn)生局部應力集中，在工作一定時間后，常常導致破裂。近年來，為提高承載能力都改用鉚釘或螺栓連接。 圖2-2 篩箱 2.4.4電動機機架的設計 圖2-3 電動機機架 電動機機架用45鋼材料，分為三段便于安裝于拆卸 2. 5 2TYSA1237 振動篩的設計步驟 在設計本振動篩時，根據(jù)資料知物料的處理量為不小于15~160噸/時，物料的物理性質(zhì)和粒度組成，篩分的方式為（脫水、脫介、分級）和分級的粒度，其它特殊要求(準許占地面積、準許安裝高度、準許動負荷等)。然后確定按以下步驟設計： （1）根據(jù)機器的用途選定采用單軸振動篩或雙軸振動篩。分級一般用單軸振動篩，脫水、脫介一般用雙軸振動篩。 （2）根據(jù)給定的生產(chǎn)率，要求的篩分效率和物料的篩分特性，計算出需要的篩面面積， 取篩孔尺寸為25mm，根據(jù)公式計算出振動篩的處理能力。 （3）按物料的跳動狀態(tài)選定拋射強度值，然后選擇設計振動次數(shù)n、篩面傾角α、振動方向角β和物料運動速度等工藝參數(shù)。 （4）根據(jù)技術先進性、經(jīng)濟合理性和使用可靠性的要求，選擇篩框、篩面、振動器、傳動裝置的結構。初算軸承、軸及傳動裝置的零件強度和電動機功率，畫出部件裝配圖和零件圖。精確設計篩箱、振動器的重量和重心。精確校核振動器的偏心重量。精確設計軸承、軸及傳動裝置的零件強度和電動機功率。 （5）計算隔振彈簧的剛度，然后按最惡劣的工作條件選擇彈簧的許用應力來設計橡膠彈簧。 （6）布置篩箱、振動器和隔振彈簧的相互位置。雙軸振動篩振動器的安裝位置應使激振力的作用線通過篩箱和振動器的總重心。隔振彈簧應等距離布置在總重心兩邊，但不可太靠近兩端，以減小側板壓力。 3振動篩參數(shù)的計算 3. 1工藝參數(shù) 物料運動的平均速度和物料層厚度的計算 對于直線振動篩，物料運動的平均速度可按下式計算： （3-1） 式中：——角速度 ，； ——傾角對平均速度的影響系數(shù)； ——物料厚度影響系數(shù)； ——物料形狀影響系數(shù)； ——滑行運動影響系數(shù)； ——振動方向角 （）。 取1.0，查表16得取0.9，查表17得取1.0. 代入上式得： 根據(jù)表13查得振動篩的的物料層厚度，。 3. 2 運動學參數(shù)的確定 3. 2. 1 安裝傾角的選取 篩面傾角的大小決定于要求的生產(chǎn)率和篩分效率。當篩子的其它參數(shù)確定后，篩面傾角大，則生產(chǎn)率高而篩分效率低；篩面傾角小，則生產(chǎn)率低而篩分效率高。所以當產(chǎn)品質(zhì)量要求一定時，就應有一個合理的傾角。根據(jù)實踐經(jīng)驗，橢圓振動篩的篩面傾斜角一般取5°。 采用偏心軸直線振動篩的篩面傾斜角取為5°。 本次設計中，安裝傾角選取為5°。 3. 2. 2 振動方向角的選取 雙軸振動篩和共振篩一般接近水平安裝，為了保證物料的移動，必須有振動方向角。振動方向角一般在30～65°范圍內(nèi)選取。值大，物料拋擲高，篩分效率高，適用于難篩物料。值小，物料運動速度快，生產(chǎn)率高，適用于易篩物料。為了適應各種篩分的需要，目前，雙軸振動篩多采用40°的振動方向角。 本次設計中，振動方向角的選取為40°。 3. 3工藝學參數(shù) 3. 3.1 拋射強度的選取與振動次數(shù)ｎ的計算 根據(jù)振動篩的用途選取，直線振動篩宜選取=2.5~4.0，難篩物料時取大值，易篩物料取小值；;篩孔小時取大值，篩孔大時取小值。在本設計中取=3.0。 已知振動篩的振幅A=4ｍｍ。 直線振動篩的振動頻率ｆ，按下式計算： （3-2） 式中 ——振動頻率 ，HZ； ——拋射強度 ——篩面傾角 ——振動方向角 代入數(shù)據(jù)得：=16 Hz 由振動頻率計算振動篩的振動次數(shù)： 次/分 3. 3.2 參振質(zhì)量 （3-3） 式中：——篩箱質(zhì)量，； ——振動器質(zhì)量，； ——支撐裝置上的彈簧座總質(zhì)量，； ——聯(lián)軸器及其罩的質(zhì)量，； ——物料質(zhì)量，； ——物料結合系數(shù) 取0.2 ——篩面的長度，； ——各層篩面上料層平均厚度的總和，； ——其它參振質(zhì)量，。 經(jīng)計算 =2000 =600 =50 =50 =1000 3. 3. 3 彈簧剛度K的計算 彈簧剛度K的選擇應遵循的原則是：使振動篩系統(tǒng)的工作過程中傳給基礎的動負荷盡可能的小。 一般地，座式振動篩只要使， 取=5。 對單質(zhì)量系統(tǒng)： （3-4） 式中： ——系統(tǒng)中彈簧的總剛度，N/m； ——系統(tǒng)的固有頻率，rad/s； =（1/3～1/7）； ——振動的圓頻率，rad/s ——篩箱振動次數(shù)，r/min； ——參振質(zhì)量，kg。 所以彈簧的總剛度為： 3. 3. 4 偏心軸質(zhì)量和回轉(zhuǎn)半徑的計算 圖3-1 軸于偏心軸 （1）偏心軸質(zhì)量 偏心軸質(zhì)量和回轉(zhuǎn)半徑的關系為： （3-6） ——偏心軸的個數(shù) ——每個偏心軸的質(zhì)量，； ——偏心軸的回轉(zhuǎn)半徑，。 代入數(shù)據(jù)得 取。 3. 3. 5 篩箱重心的計算及激振器位置的選擇 a） 鑒于振動篩篩箱的對稱性，重心可在垂直于篩面的縱平面內(nèi)進行計算，篩寬方面的重心即在篩箱寬度的中間； b）平面坐標系原點的選取盡量與設計基準一致，一般選在篩箱側板左下角，垂直方向為Y 軸，水平方向為X 軸。 圖 3—1 零件重心坐標圖 C） 重心計算 （mm） (3-7) （mm） (3-8) 式中： —第個構件的質(zhì)量，(㎏)； ∑—個構件的質(zhì)量總和，(㎏)； —第個構件的重心坐標，(mm)。 3. 4 電動機的計算選擇 （1）篩分機在負荷狀態(tài)下工作所需功率的計算 振動篩振動消耗的功率 （3-9） 式中： C——阻尼系數(shù)，取0.2； A——最大振幅，mm； N——振動次數(shù)，r/min； 振動篩摩擦消耗的功率 （3-10） 式中：——軸承摩擦系數(shù) 取0.005 d ——軸頸直徑 取0.1m 振動篩在工作狀態(tài)下消耗的功率N （3-11） 式中，——傳動效率 取0.95 （2）電動機的選擇 為了滿足功率查表取Y160L-4兩臺 （3） 電動機起動轉(zhuǎn)矩校核 慣性振動篩主要特點是啟動力矩大，故需要校核篩子啟動力矩。所選電動機靜啟動轉(zhuǎn)矩應滿足： 式中 ——電動機的靜啟動轉(zhuǎn)矩， ； ——靜轉(zhuǎn)矩； （3-12） 其中 為偏心軸的個數(shù)； 為每個偏心軸的質(zhì)量，kg； 為偏心軸的回轉(zhuǎn)半徑，。 （3-13） 電動機的額定轉(zhuǎn)矩： （3-14） 由上式證明 ： 所以，篩機啟動沒有問題。 4.主要零件的設計及計算 4. 1 軸承的選擇和軸的校核 4. 1. 1 軸承的選擇 （1）軸承的受力分析 直線振動篩所用的偏心軸振動器，有一根通軸，其上裝有一個偏心軸，偏心軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強大的激振力，激發(fā)振動篩也使自身振動，因此該軸承受著偏心軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力及偏心軸產(chǎn)生的慣性力，軸及偏心軸的自重及，支撐反力和，靜轉(zhuǎn)矩。當、、方向一致時，軸受力最大。 （2）軸承的受力計算 力及與相比很小，為簡化計算略去不計；力與力方向相反，略去使之偏于安全。這樣軸承上軸向力為零，徑向力為： （4-1） 式中 ——振動的圓頻率，。 （3）軸承的選型計算和壽命校核。 由于激振器結構確定單個激振器采用2個軸承，故每個軸承所承受的當量動負荷為： （4-2） 計算軸承的額定動負荷: （4-3） 式中：為壽命系數(shù)，軸承壽命系數(shù)按一年計算,一年按300天，一天20小時，共6000小時， =2.11；為沖擊負荷, =2；為速度系數(shù)，轉(zhuǎn)速為1200r/min時，=0.40；為溫度系數(shù)，溫度小于100時，=1，則 由《機械設計手冊》—單行本—軸承查得，選擇圓錐滾子軸承型，其額定動負荷為，大于上述值，滿足設計要求。 軸承的壽命校核： （4-4） 壽命大于10000小時，所以符合要求。 4.1.2軸的強度校核 軸是組成機械的一個重要零件。它支承著其他轉(zhuǎn)動件回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩，同時它又通過軸承和機架聯(lián)接。所有軸上零件都圍繞軸心線作回轉(zhuǎn)運動。所以，在軸的設計中，不能只考慮軸本身，還必須和軸系零部件的整個結構密切聯(lián)系起來。 軸設計的特點是：在軸系零部件的具體結構未確定之前，軸上力的作用和支點間的跨距無法精確確定，故彎矩大小和分布情況不能求出，因此在軸的設計中，必須把軸的強度計算和軸系零部件結構設計交錯進行，邊畫圖、邊計算、邊修改。 設計軸時應考慮多方面因素和要求，其中，主要問題是軸的選材、結構、強度和剛度。對于高速旋轉(zhuǎn)地軸還應考慮振動穩(wěn)定性問題。 軸的材料種類很多，設計時主要根據(jù)對軸的強度、剛度、耐磨性等要求，以及為實現(xiàn)這些要求而采用的熱處理方式，同時考慮制造工藝問題加以選用，力求經(jīng)濟合理。 軸的常用材料是35、45、50、優(yōu)質(zhì)碳素鋼，最常用的是45鋼。對于受載較小或不太重要的軸，也可用A 、A 等普通碳素鋼。對于受力較大，軸的尺寸和重量受的限制，以及有某些特殊要求的軸，可采用合金鋼。 本次設計選用45鋼。 根據(jù)振動器的結構，軸的彎矩，扭矩見圖4-1 圖4-1 彎矩，扭矩圖。 軸材料為45鋼，其許用彎曲應力為： []=95.3 （4-5） 危險斷面的當量彎矩為： （4-6） 式中： M——彎矩，N； F——離心力，N； L——危險截面到F的距離，m； ——根據(jù)扭矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)；對不變扭矩取=0.3； T——扭矩，N； N——輸入的功率，； ——軸的轉(zhuǎn)速，； 代入數(shù)值： 則 （4-7） 危險截面的應力應滿足: （4-8） 式中: ——彎曲應力，P； Z——截面模數(shù)，； Z= 則 所以滿足設計要求。 4. 2 彈簧的設計與選用 彈簧剛度K的選擇應遵循的原則是：使振動篩系統(tǒng)的工作過程中傳給基礎的動負荷盡可能的小。 一般地，座式振動篩只要使， 取=5。 對單質(zhì)量系統(tǒng)： 式中： ——系統(tǒng)中彈簧的總剛度，N/m； ——系統(tǒng)的固有頻率，rad/s； =（1/3～1/7）； ——振動的圓頻率，rad/s ——篩箱振動次數(shù)，r/min； ——參振質(zhì)量，kg。 所以彈簧的總剛度為： （4-9） 式中: ——單個彈簧的剛度，N/m； K——彈簧的總剛度，N/m； ——支撐彈簧的個數(shù)。 初選彈簧個數(shù) =8 則 （4-10） 式中： ——彈簧的最大變形量，m； 選 式中： ——彈簧的自由高度，m； D——彈簧外徑，m。 根據(jù)公式算出 根據(jù)公式算出 （4-11） 式中： ——受壓面積與自由面積之比； ——彈簧內(nèi)孔直徑，m。 根據(jù)《機械設計手冊》查得 =20 由公式算出 （4-12） 式中： ——外形系數(shù)； ——動彈性模量，； ——靜彈性模量，。 式中： ——橡膠彈簧的邵氏硬度； 根據(jù)靜彈性模量與橡膠硬度關系曲線得知 =2585659.22 數(shù)據(jù)代入公式得 數(shù)據(jù)代入公式得 （4-13） 式中： F——彈簧的受壓面積，； 數(shù)據(jù)代入公式得 數(shù)據(jù)代入公式得 （4-14） 式中： ——橡膠的壓縮應力，； []——橡膠的許用壓縮應力，。 取 []= 數(shù)據(jù)代入公式（25）得 所以 < [] 所求彈簧符合要求。 4. 3 篩框側板的厚度 篩框側板及后擋板的厚度，用類比法確定。 根據(jù)下表的數(shù)據(jù)。 因為選用的篩寬為1200mm所以選用的鋼板厚度為8mm。但為了滿足各項要求本次設計去10mm 側板的材料用Q235鋼，倆塊側板中間用托架聯(lián)接，連接方式為焊接。 篩 寬（mm） 鋼板厚度（mm） 600—900 6 1200—1500 8 1800—2400 10 3000 12 3600—4200 16 表 4-1 篩寬和側板厚度關系 4. 4 篩框橫梁 a） 橫梁受力分析 圖 4—4 橫梁 材料：選用45鋼。 （4-15） 式中：q— 梁的均布載荷 — 梁及其附件的重力，（包括物料的重力）（N）； L— 梁的長度； — 梁的最大慣性力，（N）； (4-16) 為篩箱質(zhì)量： (4-17) 本設計取梁的外徑D=0.08m，內(nèi)徑取d=0.06m，本次設計選3個橫梁 所以 b） 橫梁強度計算 (4-18) (4-19) 式中：— 梁的彎曲應力；（Pa） M— 梁的彎矩；N·m Z— 橫梁載面的模數(shù)；（） []— 梁的許用彎曲應力；（Pa）這里取[]=24.5（Pa） q— 均布載荷；（N/m） L— 橫梁長度；（m） 代入公式得 c） 橫梁固有頻率的驗算 (4-20) 式中： — 梁的固有頻率；（rad/s） — 振型常數(shù)； (4-21) 其中：=1,2,3,4……，這里取=1 E— 材料的彈性模量；（N/） — 單位長度上的質(zhì)量；（Kg/m） — 振動圓頻率；（rad/s） , 為單位長度上的質(zhì)量 又因為 帶入相關數(shù)據(jù)得出： 所以所選用的橫梁符合要求。 4. 5 緊固件 振動篩的關鍵連接部位（例如：振動器體、橫梁、后擋板、及排料斗與側板）應采用高強度螺栓或環(huán)槽鉚釘聯(lián)接。具體如圖4-5： 圖 4—5 螺栓連接 (4-22) — 聯(lián)接件的滑動力，即振動篩聯(lián)接件的最大慣性力，（N）； — 振動圓周率； 參振質(zhì)量； 帶入相關數(shù)據(jù)得出：。 (4-23) — 摩擦力，（N） — 緊固件的數(shù)量； — 摩擦面數(shù)； — 正壓力； — 摩擦系數(shù)；鋼板聯(lián)接件經(jīng)噴礦處理時。=0.45； 此處螺栓采用40，直徑為16（mm）的螺栓，一共用了32個螺栓。 由《機械設計手冊》一書查得： 螺栓材料的許用切應力為： []=0.34 (4-24) 查得=320～440。取=380。 所以[]=0.34=0.34×380=129.2 螺栓桿的剪切條件為： (4-25) 式中： F— 螺栓所受的工作剪力，（N）； — 螺栓剪切面的直徑（可取為螺栓孔的直徑），（mm）； []— 螺栓材料的許用切應力，（） 將F代入上式得每個螺栓所承受的剪切力為： =43.86（）＜[] (4-26) 帶入相關數(shù)據(jù)得出：F=282063.3（N）； 所以所用的螺栓滿足要求。 底座上支撐彈簧上的螺栓，螺栓直徑為12mm， 代入數(shù)據(jù)得出=56.44＜[] 所以也滿足要求。 4. 6 鍵聯(lián)接 4. 6.1 鍵的選擇 鍵是用來聯(lián)接軸與帶輪的零件的，主要用來實現(xiàn)周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩。其中有些是用來實現(xiàn)軸向固定以傳遞軸向力；有些還能實現(xiàn)軸向動聯(lián)接。 這個設計里選用普通平鍵A型。 這里選用的鍵的尺寸數(shù)據(jù)為： d=40；b=12；h=8；c=0.5；L=40 4. 6.2 鍵聯(lián)接的強度計算 靜聯(lián)接： (4-27) 式中：T— 轉(zhuǎn)矩，（N·mm）； d— 軸的直徑，（mm）； L— 鍵的工作長度，（mm）； k— 鍵與輪的接觸高度，（mm）； 平鍵k=h/2； — 鍵連接的擠壓應力，（MPa）； []— 鍵連接的許用擠壓應力，（MPa）； 帶入相關數(shù)據(jù)得出：=13.611（MPa） 查相關《機械手冊》可以得出[]=60～90（MPa） 所以可以得到＜[] 所以靜聯(lián)接滿足要求。 動聯(lián)接： (4-28) 式中：P— 鍵聯(lián)接的比壓，（MPa）； [P] — 鍵連接的許用比壓，（MPa）； 查相關《機械手冊》可以得出[P]=30（MPa）； 所以可以得到P＜[P] 所以動聯(lián)接滿足要求。 4.7 聯(lián)軸器的選擇 這里選用撓性聯(lián)軸器采用倆段連接軸和電動機的如圖4-6 圖4—6 聯(lián)軸器 其中和軸聯(lián)接的的聯(lián)軸器內(nèi)控直徑為100（mm），內(nèi)孔內(nèi)有一個可以安裝普通平鍵30×16×165的通槽。 其中和電動機的輸出軸聯(lián)接的聯(lián)軸器內(nèi)孔直徑為100（mm），同樣也有可以安裝普通平鍵30×16×165的通槽. 倆部分聯(lián)軸器中間用4根撓性體聯(lián)接，和聯(lián)軸器使用8個螺栓固定。 4. 8 進料斗和出料斗 4. 8. 1進料斗 進料斗采用Q235的鋼板4塊焊接在一起的，鋼板厚度為10mm. 焊接方式為三角焊，焊縫高度為5mm。 圖4-8 進料斗 其中在進料斗的右側有3個與下板間距40 mm，各之間相差50mm的直徑為16mm 的孔，這些孔就是和側板連接的孔，連接方式為螺栓連接。這里要注意的進料斗的下底板高度在篩網(wǎng)的上面，這樣可以使物料全部落到篩面上。 4. 8. 2 出料斗 出料斗也是采用Q235的鋼板3塊焊接在一起的，鋼板厚度也為10mm。 焊接方式為三角焊，焊縫高度為5mm。 圖 4-9 出料斗 其中在出料斗的左側有3個與下板40mm，各之間間距為50mm的直徑16mm的孔，這些孔就是和側板連接的孔，連接方式為螺栓連接，這里要注意的是出料斗的下底板低于篩網(wǎng)，這樣可以使篩面上的物料全部的落在出料斗上面 4. 9 篩網(wǎng)的選擇與處理量的校核 4. 9. 1 篩網(wǎng)的選擇 篩面的寬和長應符合JB/T 145的規(guī)定 。這里選用的長度和寬度是1400mm×3900mm，有效面積為1200mm×3700mm。篩孔尺寸選擇25mm。 4. 9. 2 處理量的校核 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： （4-29） 其中： Q-生產(chǎn)率 ，t/h； F-篩面有效面積，； q-單位面積的生產(chǎn)率 ，t/(·h)。 計算可得： 其篩孔尺寸為25ｍｍ 由下式校驗生產(chǎn)率： （4-30） 式中：——篩面的寬度，； ——篩面物料上層的厚度，； ——物料運動的平均速度，； ——物料的松散密度，。 經(jīng)查表得取1.4，代入上式得 滿足振動篩的處理量 4. 10 篩面張緊裝置 直線振動篩，可采用不銹鋼焊接篩板、沖孔篩板、聚氨酯篩板和橡膠篩板等。其緊固方式為中間用螺栓固定在梁上，。當篩寬小于900 mm時，中間可不固定；篩寬超過2100 mm者，中間應固定兩排螺栓，篩面兩側用張緊板壓緊。由于本設計篩寬為1200mm，所以使用張緊裝置材料為45鋼形狀如圖4-10 圖4—10 篩面張緊裝置 這里就是靠倆邊的螺栓用力使篩面處于張緊狀態(tài)。 4. 11彈簧支座和底架 本次設計中采用的是鋼彈簧，所以應該相應的設計支座。所以設計了上支座和下支座。 4.11.1 彈簧上支座 圖4-11 彈簧上支座 焊接方式為三角焊，焊縫高度為5mm。 4.11.2 彈簧下支座 圖4-12 彈簧下支座 焊接方式為三角焊，焊縫