低噪聲高頻振動篩結(jié)構(gòu)設(shè)計【含CAD圖紙、說明書】

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本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告 論 文 題 目： 低噪聲高頻振動篩結(jié)構(gòu)設(shè)計 學(xué) 院： 機械工程學(xué)院 專 業(yè) 、班 級： 學(xué) 生 姓 名教師（職稱）： 1、選題依據(jù) 1.1 論文（設(shè)計）題目 低噪聲高頻振動篩結(jié)構(gòu)設(shè)計 1.2 研究領(lǐng)域 振動篩分機器 1.3 論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值 高頻振動篩簡稱高頻篩，高頻振動篩(高頻篩)由激振器、礦漿分配器、篩框、機架、懸掛彈簧和篩網(wǎng)等部件組成。 高頻振動篩(高頻篩)效率高、振幅小、篩分頻率高。與普通篩分設(shè)備的原理不同， 由于高頻振動篩(高頻篩)采用了高頻率，一方面破壞了礦漿表面的張力和細(xì)粒物料在篩面上的高速振蕩，加速了大密度有用礦物和析離作用，增加了小于分離粒度物料與篩孔接觸的概率。從而造成了較好的分離條件，使小于分離粒度的物料，特別是比重大的物粒和礦漿一起透過篩孔成為篩下產(chǎn)物。 高頻振動篩采用筒體式偏心軸激振器及偏塊調(diào)節(jié)振幅，物料篩淌線長，篩分規(guī)格多，具有結(jié)構(gòu)可靠、激振力強、篩分效率高、振動噪音小、堅固耐用、維修方便、使用安全等特點，高頻振動篩廣泛應(yīng)用于礦山、建材、交通、能源、化工等行業(yè)的產(chǎn)品分級。 高頻振動篩結(jié)構(gòu)：主要由篩箱、激振器、懸掛（或支承）裝置及電動機等組成。電動機經(jīng)三角皮帶，帶動激振器主軸回轉(zhuǎn)，由于激振器上不平衡重物的離心慣性力作用，使篩箱獲振動。改變激振器偏心重，可獲得不同振幅。高頻振動篩具有以下特點： 1、無轉(zhuǎn)動零件，無需加潤滑油； 2、結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，經(jīng)久耐用，故障率低； 3、振動器運用了共振原理，雙質(zhì)體臨界共振狀態(tài)工作，所需驅(qū)動功率小，在啟動時無大的啟動電流，噪聲低； 4、振動器啟動后，振幅瞬時即可達(dá)到工作穩(wěn)定值。停車時，它的振幅瞬時即可消失，平且允許在額定電壓、電流和振幅下直接啟動和停車。 5、篩體的激振或振幅可調(diào)，可以通過改變篩體的激振力(調(diào)節(jié)激振)來控制篩下產(chǎn)品粒度,對于保證不同結(jié)晶粒度礦石的精礦品味是非常有益的； 6、在篩體振動的同時，篩片的篩條之間也產(chǎn)生相對的顫動，篩片縫隙不易堵。鑒于以上特點，高頻振動篩在實際生產(chǎn)中有著較大的應(yīng)用。 1.4 目前研究的概況和發(fā)展趨勢 早在 20 世紀(jì) 50 年代初期 , 國外就已研發(fā)出高頻振動篩。在冶金行業(yè)中 , 用作選礦廠細(xì)粒鐵礦石分級;在煤炭加工中, 用于煤泥脫水、脫介和分級等 。目前, 國外擁有該項技術(shù)的國家有美國 、澳大利亞 、德國、法國和芬蘭等。其產(chǎn)品也呈現(xiàn)出多樣化 ,如德瑞克公司生產(chǎn)的德瑞克高頻振動篩、林納特克斯公司生產(chǎn)的維爾科脫水篩 、康威德公司生產(chǎn)的 SD 型高頻振動篩 、約翰芬雷公司研制的 VSW 型高頻振動脫水篩 、申克公司生產(chǎn)的 SLV 型高頻振動脫水篩 、諾德伯格公司生產(chǎn)的 HF 型高頻振 動篩等 。目前,從所查閱的文獻(xiàn)來看 ,國外設(shè)計的高頻振動篩的振動參數(shù)彼此相差很大 ,綜合起來 ,振動頻率 24 ～ 60 Hz, 振動強度 5 ～ 11 gn。國外生產(chǎn)的高頻振動篩具有處理量大、效率高、性能穩(wěn)定、壽命較長等優(yōu)點 ,但缺點主要是價格昂貴 、處理量小 、性價比不高等 ,目前 ,其跨度最大只有 1.8 m。 在我國 ,對高頻振動篩的技術(shù)的開發(fā)進展比較晚, 直到 20 世紀(jì) 70 年代末期, 也僅在冶金系統(tǒng)內(nèi)開始少量引進高頻振動篩 。我國研制 、試驗高頻振動篩是從 20 世紀(jì) 80 年代初開始的 ,其比較典型的研究如下。(1)冶金部長沙礦冶研究院在 1982 年試制的 GPS-900 -3 型高頻振動細(xì)篩 ,在有色金屬礦進行了試驗, 取得了比較理想的效果, 又于 1986 年 9 月開始在密云鐵礦進行了工業(yè)性試驗 , 與原有的弧形篩相比,其篩分與分級效率提高 1 倍以上。后來又于 20 世紀(jì) 90 年代初采用 GPS-1400 -3 型高頻振動篩在馬鋼南山鐵礦凹山選礦廠進行工業(yè)試驗, 并利用計算機建立高頻振動篩工藝參數(shù)之間的數(shù)學(xué)模型, 為高頻振動篩的最優(yōu)化控制提供了依據(jù) 。(2)為了適應(yīng)煤泥回收和細(xì)粒脫水分級的需要, 煤炭科學(xué)研究總院唐山研究院負(fù)責(zé)研究設(shè)計的GPS-1025 高頻振動脫水篩 ,通過在 1990 年在遼寧阜新海州礦選煤廠的工業(yè)性試驗表明 :該篩機達(dá)到國內(nèi)同類篩機的先進水平。又于 2004 年研制成功了 QZK-1833 和QZK-2041 曲面篩 ,現(xiàn)場取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。(3)在原煤炭部“七五 ”科技項目中 , 由原平頂山選煤設(shè)計研究院在 1989 年 3 月研究設(shè)計出第 1 臺具有可調(diào)幅頻特性的 GZ-631 型高頻試驗篩, 在 1990 年 5 月在林西礦選煤廠完成了振動參數(shù)試驗和研究,研究了其振動參數(shù)與篩分工藝指標(biāo)之間的關(guān)系 。目前 , 高頻振動篩在我國選煤行業(yè)中應(yīng)用比較廣泛 。從市場反映的情況來看 , 每年需求約有 100 臺高頻振動脫水篩 , 其經(jīng)濟和社會效益十分顯著。因此 ,國內(nèi)的許多大型的振動篩制造廠商也緊跟市場的需求 ,研制出了許多類型的高頻振動脫水篩。如北京華宇工程有限公司(原平頂山選煤設(shè)計院 )·106·總第 401 期 金 屬 礦 山 2009 年第 11 期研制的 GZ系列濾層脫水式高頻篩;煤炭科學(xué)研究總院唐山研究院研制的 QZK 系列曲面篩、GPS 系列高頻篩和 DZSM系列電磁振動高頻篩 ;唐山匯力振動機械公司生產(chǎn)的 JKS 系列階梯式高頻振動篩 ;唐山陸凱科技有限公司研制的 MVS 系列電磁振動高頻振網(wǎng)篩;河南太行振動機械股份有限公司生產(chǎn)的 TSS 系列脫水篩;江蘇博后選煤機械有限公司生產(chǎn)的 GBHS 型高頻篩和 BHKS 系列高頻煤泥脫水篩 ;山西賽德篩分技術(shù)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的 GPS系列高頻振動脫水篩和 GZ 系列高頻篩等, 從而使國內(nèi)高頻振動篩市場競爭更加的激烈。 2.1 重點解決的問題 低噪聲高頻振動篩結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.2 擬開展研究的幾個主要方 2.2.1 振動篩的概述 [1] 振動篩在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 [2] 振動篩的工作原理、分類及特點 [3] 高頻振動篩的工作原理 2.2.2 總體方案的確定 [1] 篩機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 [2] 篩面的設(shè)計 [3] 激振器的設(shè)計 [4] 支撐形式與隔振裝置 2.2.3 振動篩的設(shè)計 [1] 振動篩上物料的運動分析和工藝參數(shù)的選擇 [2] 總體設(shè)計計算 [3] 電動機的選擇 [4] 齒輪傳動的設(shè)計 [5] 激振器的設(shè)計 [6] 帶輪傳動設(shè)計計算 [7] 軸承的設(shè)計計算 [8] 密封件的設(shè)計計算 [9] 工作參數(shù)的選擇 2.2.4 日常維護保養(yǎng)以及故障排除 [1] 日常維護保養(yǎng) [2] 潤滑 [3] 檢修周期以及大小修 [4] 故障分析以及排除 2.3 本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果 開題報告、設(shè)計論文、結(jié)構(gòu)參數(shù)等等。 3、論文（設(shè)計）工作安排 3.1 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）； 本課題主要是查閱有關(guān)資料，根據(jù)相關(guān)要求，對偏心軸振動篩的生產(chǎn)加工的過程進行分析以后，對偏心軸式振動篩從整體布局到個別零件的選用都進行設(shè)計。 3.1.1 總體方案的確定 [1] 篩機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 [2] 篩面的設(shè)計 [3] 激振器的設(shè)計 [4] 支撐形式與隔振裝置 3.1.2 振動篩的設(shè)計計算 [1] 振動篩上物料的運動分析和工藝參數(shù)的選擇 [2] 總體設(shè)計計算 [3] 電動機的選擇 [4] 齒輪的設(shè)計 [5] 帶輪的設(shè)計計算 [6] 軸承的設(shè)計計算 [7] 密封件的設(shè)計計算 [8] 鍵的選擇 3.2 論文（設(shè)計）進度計劃 第 1---3 周 查找收集資料，完成開題報告 第 4---6 周 方案設(shè)計，包括傳動設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計 第 7---11 周 繪制轉(zhuǎn)配圖、主要零件圖 第 11---12 周 撰寫說明書 第 13---14 周 翻譯外文資料 第 15 周 修改整理論文，再由指導(dǎo)老師審核，指導(dǎo)老師對論文提出最后修改意見 第 16 周 準(zhǔn)備答辯 4、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1] 肖輝呂.高頻振動篩. 煤田地質(zhì)與勘探，1983 年 8 月 [2] 趙環(huán)帥.大型高頻振動篩動態(tài)特性及內(nèi)部應(yīng)力分布特點分析 .礦業(yè)研究與開發(fā)， 2013 年 10 月 [3] 白學(xué)勇，孫偉.大型同步高頻振動篩故障分析及改進.現(xiàn)代礦業(yè)，2014 年 4 月 [4] 付萬金.GPS1025 高頻振動篩與選煤廠洗水閉路循環(huán) .選煤技術(shù)，1993 年 8 月 [5] 馬思宇.GPS2445 型高頻振動篩的優(yōu)化設(shè)計與力學(xué)分析 .安徽理工大學(xué)， 2015 年6 月 [6] 趙環(huán)帥.高頻振動篩主要技術(shù)參數(shù)的數(shù)值模擬分析. 煤炭科學(xué)技術(shù)，2012 年 10 月 [7] 濮貴良，紀(jì)名剛.機械設(shè)計.高等教育出版社，2006 年 5 月第 8 版 [8] 趙環(huán)帥，王振年.國內(nèi)外高頻振動篩的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 .金屬礦山，2009 年 11 月 [9] 張卡德，黃致建，郝艷華.振動篩機架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計.華僑大學(xué)學(xué)報，2010 年 7 月 [10] 孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理第七版.高等教育出版社，2006 年 5 月第 7 版 [11] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué).北京：高等教育出版社，2002 年 8 月 [12] 王正浩，范改燕.振動篩結(jié)構(gòu)強度研究的現(xiàn)狀 沈陽建筑工程學(xué)院學(xué)報，1997 年7 月 [13] Boitumelo Ramatsetse; Khumbulani Mpofu; Olasumbo Makinde;Failure and sensitivity analysis of a reconfigurable vibrating screen using finite element analysis.2017 [14] Yong Jun Hou; Pan Fang; Lian Zeng;Finite Element Analysis of Dual-Frequency Vibrating Screen. 2012 [15] Song Yan; Jiang Xiao-hong; Song Juan; Zhang Jian-xun;Dynamic analysis of a chaotic vibrating screen.2009 5、文獻(xiàn)綜述 5.1 選題背景及研究意義 近年來，我國振動篩行業(yè)發(fā)展迅速，在礦山、煤炭、化工、冶煉、建材、食品加工等行業(yè)被得到了廣泛的應(yīng)用，用于物料的篩分、選別、脫水、脫介、冷卻等各種工藝生產(chǎn)過程。振動篩分設(shè)備有不同的類型，運用于不同場合不同行業(yè)振動篩的類型也不同，這些振動篩有著不同的運行軌跡、不同的工作方式、不同的結(jié)構(gòu)特點，總之， 振動篩已經(jīng)被廣泛運用于國民經(jīng)濟的各個行業(yè)。煤炭行業(yè)中使用的振動篩分機械主要有等厚篩、直線振動篩、圓形振動篩、概率篩等類型，其主要用于對采掘的精煤、粗煤和末煤等進行脫水、脫介和分級等工作。在冶金行業(yè)部門，使用直線振動篩和圓形振動篩，主要對各種礦石進行檢查篩分和預(yù)先的篩分，例如采用火法冶金工藝過程的產(chǎn)物在冷卻后，還需要對產(chǎn)物進行雜質(zhì)的篩選，這樣所需要的有用金屬才能被提煉， 雜質(zhì)的篩選就少不了這種特制的冶金振動篩。在建筑行業(yè)，振動篩主要用于砂石的篩分，例如在沙石廠對沙石進行破碎后的分級，河砂幵采后的清沙和除泥等。除此之外， 在化工行業(yè)對化工原料和產(chǎn)品進行分級和篩分，垃圾處理站對垃圾盡心篩分分類等。由此可見，振動篩在經(jīng)濟發(fā)展的各行各此都有廣泛的運用，伴隨著工業(yè)的發(fā)展振動篩的運用領(lǐng)域也越來越廣。振動篩，特別是高頻振動篩工作時振動頻率比較高，其承受的動載荷也較大。在工作過程中，主要組成部件的篩箱會受到篩分物料的重力和物料振動產(chǎn)生的慣性力作用，尤其在高頻振動下慣性力會成倍增加，所以振動篩的篩箱在實際工作中受力狀況非常惡劣，因疲勞強度低、可靠強度不夠造成的篩箱側(cè)板裂開、振動器粱斷裂、底梁彎曲等問題頻頻出現(xiàn)，這些問題嚴(yán)重影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)。在振動篩的設(shè)計上，傳統(tǒng)的設(shè)計方法已經(jīng)不能滿足時代的要求，在設(shè)計的初期不能很好地發(fā)現(xiàn)潛在的質(zhì)量缺陷?；谏鲜龀霈F(xiàn)的問題，采用先進的設(shè)計方法和分析手段，對振動篩進行預(yù)先的仿真模擬，這對提高振動篩的質(zhì)量和穩(wěn)定性尤為重要?；幢笨圃吹V山機器有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)制造振動機械設(shè)備的企業(yè)，在振動篩的設(shè)計上可以借鑒該公司多年來振動篩的設(shè)計經(jīng)驗，同時在新的設(shè)計方法和分析方法運用上將會給振動篩的設(shè)計開辟一個高效的路徑，尤其在振動仿真分析和有限元分上的運用，對預(yù)先發(fā)現(xiàn)振動篩的設(shè)計缺陷，校核零部件的安全強度有很重要的作用。 本課題來源于該公司 GPS2445 高頻振動篩研發(fā)項目，通過在該企業(yè)近一年的實習(xí)和工作，參與該機型振動篩的設(shè)計與制造過程，最后成功生產(chǎn)出 GPS2445 振動篩，照 片如圖 1 所示（底座未安裝）。 圖 1 GPS2445 振動篩實物照片 5.2 振動篩的分類及工作原理 5.2.1 振動篩的分類 （1） 振動篩分設(shè)備根據(jù)其重量和使用場合不同可以分為：實驗型振動篩、礦用振動篩，精細(xì)輕型振動篩。 （2） 按照物料在振動篩內(nèi)的運動軌跡可以分為：物料直線運動的直線振動篩 和物料橢圓運動的棉圓振篩。直線振動篩在物料篩分過程中，篩面上的物料在篩面上向前做直線運動；橢圓振動篩，物料在篩分過程中，篩面上的物料在振動篩箱內(nèi)做橢圓型運動。其中，橢圓振動篩應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛。 （3） 振動篩分設(shè)備按照根據(jù)激振器的型式來分為：單軸驅(qū)動的單軸慣性振動篩、雙軸驅(qū)動的雙軸慣性振動篩，以及由多個激振軸驅(qū)動的多軸慣性振動篩。單軸慣性振動篩由單串激振器驅(qū)動篩箱。如圖所示，激振器產(chǎn)生的激振力沿圓周方向變化，帶動振動篩運轉(zhuǎn)進行篩分物料。偏心軸兩端偏心塊的安裝相位角可以進行調(diào)節(jié)，當(dāng)兩者不同的相位角時，可以產(chǎn)生沿圓周方向的激振力偶。 雙軸慣性振動篩由雙軸慣性激振器進行驅(qū)動，可以調(diào)整偏心軸兩側(cè)偏心塊的安裝 相位角，當(dāng)兩個相位角不同時，可以產(chǎn)生定向周期變化的激振力偶。當(dāng)兩個激振器的轉(zhuǎn)動速度和方向相同時，激振力的方向與參振質(zhì)量的質(zhì)心重合，物料在振動篩內(nèi)實現(xiàn)橢圓軌跡運動。雙軸圓振動篩的激振力相比同類型的單軸圓振動篩激振力較大。在振動篩的質(zhì)心與力心重合時，振動篩篩箱即可實現(xiàn)橢圓軌跡運動。對于不同的工作情況， 可以在不引進新的振動篩的情況下，通過調(diào)整偏心軸兩端偏心塊安裝的相位角來實現(xiàn)其工作性能的改變。多軸慣性振動篩由多軸慣性激振器進行驅(qū)動篩分。 (4)振動篩按照動力學(xué)特性分為：線性非共振類振動篩、線性近共振類振動篩、非線性振動篩。 線性非共振類振動篩減震彈簧的剛度一般為常數(shù)，此類減震的彈簧剛度一般較 小，固定裝置由振動篩獲得的動載荷較小，因此此類型振動篩的隔振性能較為優(yōu)越。線性非共振類振動篩在正常工作狀態(tài)下共振頻率與工作頻率相差很大，定義工作頻率與固有頻率 w。之比為 z。，則 z。=2-10 的范圍。沖擊式振動機作為非線性振動機的一個特例，它包括常用的振動錘鍛機、振動鉆探機等工程設(shè)備。 線性近共振類振動篩的使用的彈性元件剛度通常為不變的常數(shù)，振動在接近共振狀態(tài)下工作。需要注意的是，振動篩的振動傳遞會影響其他相關(guān)設(shè)備的振動情況，經(jīng)常會使其他設(shè)備發(fā)生共振，所以振動篩隔振系統(tǒng)頻率比。的選取要大于其共振頻率狀態(tài)的頻率比，取值范圍 z。=2-10。 非線性振動篩的彈性減震元件特性是非線性的，減震元件的剛度不是常數(shù)，非線性振動機可以提供比較大的振動加速度。 5.2.2 振動篩的工作原理 在正常工作時，驅(qū)動振動篩的兩電機反向同步轉(zhuǎn)動使激振器產(chǎn)生兩個方向相反的激振力，篩網(wǎng)在振動篩篩箱的帶動下做縱向運動，篩面上的物料在激振力的作用下沿拋射角做周期性的拋射運動，物料被松散分離，粒度小的篩分完成作業(yè)。振動篩主要用于砂石廠的篩分、選煤廠、建材行業(yè)、化工以及電力行業(yè)物料的篩分、脫水、脫介等工作。本文主要對兩種常用的振動篩，即直線型振動篩和圓形振動篩的工作原理進行介紹： (1) 直線型振動篩的工作原理簡介： 直線振動篩由兩臺同型號的電機驅(qū)動，當(dāng)兩臺振動電機做反向、同步轉(zhuǎn)動時，偏心塊所產(chǎn)生的偏心力在兩個電機軸線連線方向相互抵消，在垂直于電機軸的方向相互 疊加，因此振動篩振動合力方向始終垂直于電機軸的連線。在激振器的作用下，物料在振動篩篩面上做近似直線的拋射運動，振動篩從而實現(xiàn)對物料的篩分和分級等功能。 直線振動篩 ZKB 型直線振動篩是采用雙電機拖動的工作原理，兩串偏心質(zhì)量塊作相對的反向旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生激振力的合力，從而帶動篩箱做劇烈運動，當(dāng)兩串質(zhì)量塊存在相位角不同時，可依靠自身產(chǎn)生的不平衡力和力矩使篩箱產(chǎn)生附加的移動和擺動，并導(dǎo)致兩個偏心質(zhì)量塊互相追逐，使相位角差值減小并趨向零。其他類型的直線振動篩的工作原理與前描述的直線振動締的工作原理基本相同。 (2) 圓型振動篩的工作原理 圓型振動篩的激振器安裝的位置在篩箱側(cè)板上，由液壓或者電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心慣性力驅(qū)動篩箱振動，振動篩工作的過程中，篩箱上任意點的運動形狀都是近似的圓形。激振器所產(chǎn)生的激振力可以分解在兩個方向上，篩箱的運動軌跡符合下面的公式： 式中，x、y 分別表示振動篩在 x、y 兩個方向上的位移；Ax 和 Ay 分別表示振動篩在 x、y 兩個方向上的位移幅值。 在 Ax≠Ay 的情況下，篩箱上的任意一點都做平面的橢圓運動，稱為補圓型振動篩。如圖 4 所示為圓型振動篩的工作原理圖。 5.3 論文研究的主要內(nèi)容和研究方法 本文結(jié)合國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，分析振動篩的設(shè)計要點，對淮北科源礦山機器有限公司的 GPS2445 型號高頻振動篩進行設(shè)計和分析，其主要內(nèi)容和方法如下： 1. 分析確定高頻振動篩的主要工作參數(shù)，采用三維設(shè)計軟件軟件對振動篩進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，得到整機的裝配模型。 2. 根據(jù)建立的振動篩三維模型，采用有限元分析軟件，對振動篩關(guān)鍵部件進行靜力學(xué)分析，校核各個零部件的強度和安全性。 3. 采用有限元分析軟件，對振動篩進行動力學(xué)研究，從模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析兩方面研究其動力學(xué)特性，從而獲得振動篩的動態(tài)特性，為結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化提供依據(jù)。 指導(dǎo)教師評閱意見（對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進行評閱） 核 意 簽字： 年 月 日 見 教研室主任意見 簽字： 年 月 日 學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會意見 簽字： 年 月 日公章： 壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 摘 要 現(xiàn)在中國在各種選煤廠運用的所有機器設(shè)備里,振動篩是出現(xiàn)麻煩次數(shù)比較多、維護工作量較大的機器之一。很多問題著重體現(xiàn)為篩箱出現(xiàn)斷梁、開裂現(xiàn)象,采用稀油進行潤滑的箱式振動器漏油、齒輪打齒、軸承溫升過高、異常聲響大等,還伴隨傳動帶跳帶斷裂等問題。這類故障直接導(dǎo)致振動篩的工作壽命,極大影響了生產(chǎn)運作。而本次設(shè)計的振動篩為GPS1025型高頻振動篩，該系列振動篩主要用于煤炭行業(yè)中物料分級、脫水、脫泥、脫介等作業(yè)。其工作可靠，篩分效率高，但設(shè)備自身較重。設(shè)計分析論述了設(shè)計方案，包括振動篩的分類與特點和設(shè)計方案的確定；對煤泥進行運動學(xué)上的研究，對振動篩的動力學(xué)參數(shù)進行考慮和計算，合理設(shè)計振動篩的構(gòu)造大小；電動機的應(yīng)用與檢查；進行了主要構(gòu)件的設(shè)計與計算。繪制了GPS1025高頻振動篩的總裝配圖及主要零件圖；然后對于機器維護、應(yīng)用、潤滑、密封還有噪聲方面的降低等情況，進行了大概的介紹，最后對于振動篩環(huán)保性能還有實際應(yīng)用的經(jīng)濟效益進行講述。 關(guān)鍵詞：振動篩；激振器；高頻振動篩；低噪聲 V ABSTRACT Now, in all the machinery and equipment that China USES in various coal preparation plants, vibrating screen is one of the machines that have more trouble and maintain a larger workload. Appear many problems mainly embodied in screen box beam, cracking phenomenon, the thin oil lubrication for box type vibrator oil leakage, gear cutting, large bearing high temperature, abnormal sound, etc., also with jump problems such as fracture belt. This kind of fault leads directly to the working life of the vibrating screen, which greatly affects the production operation. The vibrating screen of this design is the GPS1025 high frequency vibrating screen, which is mainly used in the coal industry for material classification, dehydration, desilting, desiccation and so on. The work is reliable, the screening efficiency is high, but the equipment itself is heavier. The design analysis discusses the design scheme, including the classification and characteristics of the vibrating screen and the determination of the design scheme; The kinematics of coal slime is studied, the dynamic parameters of vibrating screen are considered and calculated, and the structure size of the vibrating screen is reasonably designed. Application and inspection of motor; The design and calculation of main components are carried out. The general assembly drawing and main parts drawing of the GPS1025 high frequency vibrating screen are drawn. Then, the paper introduces the maintenance, application, lubrication and sealing of the machine, and finally explains the environmental performance of the vibrating screen and the economic benefits of practical application. Key words: shaker; Vibrator; high frequency vibrating screen 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 1 緒論 1 1.1前言 1 1.2背景 1 1.3振動篩的分類 3 1.4篩分機械發(fā)展方向 4 2振動篩篩面物料運動理論 6 2.1滑行運動所需條件和參數(shù)的選取 6 3.工作原理和結(jié)構(gòu)組成 12 3.1圓振動篩的工作原理 12 3.2振動篩基本結(jié)構(gòu) 13 4.振動篩動力學(xué)基本理論 15 5.振動篩參數(shù)計算 20 5.1運動學(xué)參數(shù)的確定 20 5.2振動篩工藝參數(shù)的確定 21 5.3動力學(xué)參數(shù) 23 5.4電動機的選擇 23 6.主要零件的設(shè)計與計算 27 6.1軸承的選擇與計算 27 6.2激振器的設(shè)計 28 7振動篩的安裝維護及潤滑 30 7.1振動篩的安裝及調(diào)試 31 7.2維護與檢修 33 7.3振動篩的軸承潤滑的改進 33 8振動篩的降噪處理 35 8.1振動篩降噪措施 35 結(jié) 束 語 37 參 考 文 獻(xiàn) 38 致謝 40 附錄1：外文翻譯 41 附錄2：外文原文 50 低噪聲高頻振動篩設(shè)計 1 緒論 1.1前言 在選礦廠、選煤廠等等的工業(yè)設(shè)施里，煤泥進行使用和進一步加工之前，通常得分為粒度近似的幾個等級。煤泥經(jīng)由篩子表面的過孔分級稱為篩分。進行該工作的設(shè)備稱為篩分機械。 在工業(yè)設(shè)施中選擇的篩分機械形式有很多種結(jié)構(gòu)，如固定格篩、弧形篩、旋流篩，滾軸篩，簡篩、搖動篩，慣性振動篩和共振篩等。當(dāng)前，因為慣性振動篩的結(jié)構(gòu)不繁雜、工作效率高，生產(chǎn)力大等優(yōu)點，所以在選礦廠、選煤廠及其它工業(yè)設(shè)施里被廣泛用于分級，脫水，脫介和脫泥工作。還有共振篩在工作應(yīng)用中也有非常不錯的表現(xiàn)，只是因為沖擊裁荷比較大，所以它的構(gòu)件(如橫梁與側(cè)板)很容易受損壞。需要更深入的分析和改善。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。 1.2背景 1.2.1振動篩的發(fā)展概況 篩分機器在國外已經(jīng)有了三百多年的發(fā)展歷史，振動篩出現(xiàn)前，篩分煤泥主要依靠人工來進行篩分。慣性篩出現(xiàn)在大概在一百年前，最早的慣性篩是依靠柴油機來提供動力的，職責(zé)用于對煤泥的分級工作。 在19世紀(jì)初，功能比較初具雛形的振動篩已經(jīng)出現(xiàn)，主要是用于分級的圓振動篩（單軸振動篩），隨著選煤、選礦業(yè)的發(fā)展用于脫水的直線振動篩（雙軸振動篩）逐漸發(fā)展起來。 圓振動篩（單軸振動篩）的發(fā)展經(jīng)歷了簡單慣性式向自定中心式的發(fā)展過程。直線振動篩經(jīng)歷了箱式振動器到雙電機拖動的筒式振動器（自同步技術(shù)），目前為箱式振動器與側(cè)邦式塊偏心單元體振動器（自同步技術(shù)）的并存時代。 當(dāng)前的振動篩軸承大都使用振動設(shè)備的專用軸承，篩框的主要聯(lián)接件采用了虎克鉚釘或高強螺栓，篩面采用了不銹鋼篩面、聚鞍脂篩面等。使得結(jié)構(gòu)漸漸的比較合理，篩框受作用力設(shè)計上也是漸漸由靜態(tài)動力設(shè)計向以模態(tài)分析為基礎(chǔ)的現(xiàn)代動態(tài)設(shè)計階段發(fā)展。在振動篩的制造方面，主要焊接結(jié)構(gòu)件均采用了去應(yīng)力和噴丸處理，對篩框的形狀誤差、主要構(gòu)件的形位公差、粗糙度控制等方面的要求越來越嚴(yán)。 雖然篩分機的結(jié)構(gòu)形式在發(fā)展過程中出現(xiàn)了許多種新型結(jié)構(gòu)及篩分方法，但通過實踐證明，許多看似理想的結(jié)構(gòu)型式被無情淘汰。因此，國際上一些篩分機制造廠家生產(chǎn)的振動篩結(jié)構(gòu)型式逐漸趨于近似，機型趨于穩(wěn)定，大家都不去研究結(jié)構(gòu)特別新奇，而是著重于把機器的安全性能，穩(wěn)定工作放在首要位置，正因如此才使得篩分機工作壽命大量增加，正常工作的機器壽命基本處于五年以上。 振動篩噪聲指標(biāo)是影響工人身體健康的一個主要指標(biāo)。過去箱式振動器由于采用齒輪傳動，噪聲通常達(dá)到90分貝以上，后來逐漸采用了自同步技術(shù)，噪聲由原來的90多分貝下降到85分貝左右。但自同步技術(shù)存在拋射角不穩(wěn)定，工作頻率不能有效調(diào)整等因素，使得箱式振動器的振動篩不但沒有被淘汰，甚至通過不斷改進結(jié)構(gòu)形式，提高齒輪加工精度，改善齒面嚙合狀態(tài)等方法，而重新發(fā)展起來，噪聲也從過去的90多分貝下降至85分貝左右。 1.2.2我國振動篩的發(fā)展概況 國內(nèi)振動篩的發(fā)展經(jīng)歷了五個階段： （1）引進設(shè)備階段：20世紀(jì)50年代左右，國內(nèi)振動篩主要靠引進原蘇聯(lián)、波蘭等國的設(shè)備，面積一般在10平方米以下，如BHN、TYN-IIL、SXG-1（WK型）等。 （2）初步開發(fā)階段：從20世紀(jì)60年代，我國技術(shù)人員在引進國外振動篩的基礎(chǔ)上，研究開發(fā)了類似50年代進口的產(chǎn)品，如SZZ、SSZ圓、直線振動篩（單、雙軸振動篩）系列。 （3）研究設(shè)計階段：20世紀(jì)70年代，我國技術(shù)人員對選煤廠仍在使用的進口設(shè)備進行了系統(tǒng)的調(diào)查研究，分析論證，并獨立研制出了單軸，雙軸系列振動篩，如DD、ZD、DS、ZS系列圓、直線振動篩（單、雙軸振動篩），并在選煤廠廣泛使用，最大規(guī)格12。 （4）新產(chǎn)品開發(fā)與引進技術(shù)階段：20世紀(jì)80年代，我國振動篩發(fā)展進入了一個全新時期，相繼開發(fā)的新型振動篩有ZD型等厚篩、旋轉(zhuǎn)概率篩和概率篩等新品種。同時，原鞍山礦山機械廠引進了美國RS公司的圓振動與直線振動篩系列產(chǎn)品，最大面積14.4m2,基本滿足了中小型選煤廠的生產(chǎn)需要，并在國內(nèi)大量推廣應(yīng)用，唐山煤科院參考德國KHD公司技術(shù)，研制開發(fā)了ZK、YK系列振動篩。85年左右，洛陽礦山機械廠也引進了日本神戶制鋼的技術(shù)開始生產(chǎn)大型篩。 （5）大型振動篩開發(fā)研制階段：20世紀(jì)90年代，隨著大型選煤廠生產(chǎn)需要，原來的中小規(guī)格振動篩已滿足不了生產(chǎn)需要，雖然洛礦引進了日本神戶制鋼大型篩技術(shù)，但并沒有成功推廣應(yīng)用，許多研究單位與制造單位也相繼開發(fā)超過3米寬的大型振動篩，但事故率高，不能被用戶認(rèn)可。說明大型篩的研制存在一定難度。為此，原煤炭部把“大型直線振動篩的可靠性研究”列入國家“九五”科研攻關(guān)項目。原平頂山選煤設(shè)計院承擔(dān)了該項目，并首次研究成功2ZKP3660型大型直線振動篩，并于2000年投入使用，可靠性指標(biāo)達(dá)到了引進產(chǎn)品的水平。目前該系列產(chǎn)品已在國內(nèi)大量推廣，將逐步替代進口產(chǎn)品。 2000年，平頂山選煤設(shè)計院研制出的自同步型2ZKZ3660大型直線振動篩也成功應(yīng)用于兗礦集團東灘煤礦選煤廠；2002年，山西賽德篩選技術(shù)設(shè)備有限公司研制開發(fā)了JR3072香蕉篩，并形成了系列，投入實際運用，為取代大量進口的香蕉篩產(chǎn)品奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。 我國的振動篩技術(shù)從無到有，從小到大。目前品種型號繁多，絕大部分中小型產(chǎn)品基本能滿足了用戶要求，大型產(chǎn)品技術(shù)已趨于成熟，尚需在振動篩制造方面更進一步提高。相信在不遠(yuǎn)的將來，振動篩大量進口的局面將結(jié)束。 1.3振動篩的分類 （1）按振動篩振動頻率是否接近或遠(yuǎn)離共振頻率分為共振篩和慣性振動篩。共振篩曾一度崛起，受到各國普遍重視，發(fā)展很快；但在生產(chǎn)實踐中，暴露出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整困難、故障較多等缺點。而慣性振動篩由于激振器的結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，便于維修，從而得到了廣泛的使用。慣性振動篩是靠固定在其中部的帶偏心塊的慣性振動器驅(qū)動而使篩箱產(chǎn)生振動。慣性振動篩按振動器的形式可分為單軸振動篩和雙軸振動篩。 （2）按振動篩按篩面工作時運動軌跡的特點，分為圓運動振動篩（簡稱圓振動篩）和直線運動振動篩（簡稱直線振動篩）兩大類。圓振動篩由于振動器安裝的位置偏差，實際篩箱運動軌跡一般為橢圓。即使直線振動篩，由于制造與設(shè)計偏差，通常篩箱的運動軌跡也不完全是直線，只是接近直線振動。圓振動篩因為一根軸就是激振器，所以又稱為單軸振動篩，直線振動篩的則是由兩根軸組成激振器，所以也稱雙軸振動篩。 （3）當(dāng)然振動篩還有其它許多分類方法，例如，按照支撐彈簧的結(jié)構(gòu)不同，又有線形彈簧振動篩和非線形彈簧振動篩。按支承裝置安裝位置不同，可分為座式振動篩和吊式振動篩，按篩箱與水平面是否成一定角度安裝，可分為水平篩和傾斜篩。按工作頻率的高低，可分為高頻振動篩和低頻振動篩等等。 1.4篩分機械發(fā)展方向 綜合國內(nèi)外篩分機械發(fā)展現(xiàn)狀 ,篩分機械將向以下幾個方向發(fā)展。 （1）向大型化發(fā)展?，F(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展會讓公司規(guī)模擴張 ,生產(chǎn)工作極大提升。 （2）向重型超重型篩發(fā)展。大的工業(yè)項目需要處理外形很大的煤泥等 ,國外一家公司生產(chǎn)的產(chǎn)品可處理直徑達(dá)一米以上外形大的煤泥等。 （3）向理想工作軌跡振動篩發(fā)展。以提高各區(qū)段的工作能力和整個設(shè)備生產(chǎn)率為目標(biāo) ,尋找一種以理想狀態(tài)工作方式為基礎(chǔ)的新型篩分機成為篩分設(shè)備生產(chǎn)進步的一個目標(biāo)。 （4）向反共振振動篩發(fā)展。以減輕整體設(shè)備重量、減少生產(chǎn)成本、提高使用壽命和穩(wěn)定為方向 ,提出全新的反共振振動篩機。 （5）向嚴(yán)格化、系列化、普遍化發(fā)展。這是便于設(shè)計、生產(chǎn)和減少生產(chǎn)成本的根本方法 ,德國公司生產(chǎn)的USL 和USK篩機的側(cè)板、篩板、橫梁、傳動軸均已實現(xiàn)嚴(yán)格化、普遍化 ,振動器也只有三種 ,同屬德國的一家公司生產(chǎn)的結(jié)礦篩和等厚篩也只達(dá)到了其中兩種標(biāo)準(zhǔn)，可見三化程度要求有多高。 （6）應(yīng)用自同步技術(shù)。采用兩臺電機自同步技術(shù)以代替齒輪強迫同步 ,可使結(jié)構(gòu)變的簡單 ,減少異響 ,從而簡化了機器潤滑、維修和檢查等時效性的工作 ,減少機器出現(xiàn)問題。 （7）振動強度增大。設(shè)備的工作過程逐漸強化 ,以取得較大的速度和加速度 ,從而使工作效率得到提升。 （8）向空間發(fā)展。對于小型的煤泥等 ,不斷出現(xiàn)了旋流振動篩、錐型振動篩、蝶型振動篩、旋轉(zhuǎn)概率篩等 ,既縮小設(shè)備的體形 ,又使得工作效率得到大幅度的提升。 （9）向難篩分物料篩機發(fā)展。 （10）共振篩系列進步逐漸消失,慣性振動篩系列飛速發(fā)展。 2 振動篩篩面物料運動理論 2.1滑行運動所需條件和參數(shù)的選取 設(shè)備上顆粒的運動分析，如圖2-1所示： 圖2-1 設(shè)備上的動力學(xué)各個參數(shù)比如傾斜角度方向角度等等基本依靠所選取的煤泥等運動時候的狀態(tài)選取。設(shè)備上顆粒沿著工作軌跡運行時候的情況就作用到設(shè)備上的工作效率，因此為了有用的選擇設(shè)備篩的動力學(xué)依據(jù)，就一定要分析設(shè)備上的煤泥等的參數(shù)。 需要煤泥等在設(shè)備的槽體中不會出現(xiàn)被跑出去的情況，關(guān)鍵的地方應(yīng)該讓物流和設(shè)備基座處于相互觸碰的狀態(tài)，這樣的原理就是能讓那些細(xì)小的顆粒垂直于基座的重力方向的力比因為設(shè)備搖晃而觸發(fā)的細(xì)小顆粒慣性力在垂直于基座方向的力大或者一樣。 又有上圖里可以看出，想要達(dá)到以上的要求的標(biāo)準(zhǔn)情況就是： （2-1） 式中： G——物料的重量； m——物料的質(zhì)量； ——振動篩槽體安裝傾角； ——槽體振動的圓頻率； ——設(shè)備振動幅度； ——振動方向角。 把式子G=mg帶到（2-1）式里，簡化后得： （2-2） 設(shè) D= （2-3） 式中： D——拋擲指數(shù)，即垂直于槽底方向的振動加速度分量與重力加速度分量之比； g——重力加速度，g=9.8m/ 。 當(dāng)D比一小或者等于一時，式（2-2）成立，煤泥一定不會被拋出，這個時候煤泥與槽底之間不再保持相互接觸的狀態(tài)。 2.2正向滑動與反向滑行 從上圖得到，能夠讓物料的細(xì)小顆粒往X方向做出滑行運動的作用力是物料平行于槽底方向的慣性力分力與重力分力的和，以P表示，即： （2-4） 式中：——振動相位角。 而極限摩擦力 是正壓力N與靜摩擦力系數(shù)的乘積，即 （2-5） 上面公式里：——細(xì)小顆粒和設(shè)備之間的靜摩擦力系數(shù)； N——正壓力，按下式計算 （2-6） 式（2-5）中的“”就是摩擦力的方向。當(dāng)計算爭相滑行運動時就是負(fù)號，計算反向滑行運動時就是正號。正方向滑行運動就是指顆粒向出料端方向進行運動，反方向滑行運動就是于正方向相反的方向進行運動。 若需要讓煤泥等物質(zhì)做出正方向的運動，就得讓慣性力分力與重力分力的和比最大F0還要大，也就是 P> （2-7） 從（2-4）式子可以得到，當(dāng)=1時，慣性力分力與重力分力的和達(dá)最大，而F0又是最小，這個時候（2-7）式就能簡化： （2-8） 式中：——物料對槽底的靜摩擦力。 設(shè) （2-9） （2-10） 上式里： ——振動強度；（或稱機械指數(shù)），系振動加速度幅值與重力加速度之比； n——設(shè)備每60s振動的次數(shù)；——正方向運動指數(shù)。 由上式看出，當(dāng)正向滑行指數(shù)大于1時，物料可以出現(xiàn)正向滑行。 再由式（2-4）看出，當(dāng)=1時，力P達(dá)到最小值，使物料出現(xiàn)反向滑行的條件是 P< （2-11） 也就是 （2-12） 若 （2-13） 式中： ——反向滑行指數(shù)。 當(dāng)反向滑行指數(shù)>1時，物料可以出現(xiàn)反向滑行。 綜上所述，根據(jù)拋擲指數(shù)D，正向滑行指數(shù)以及反向滑行指數(shù)的大小，可以得到以下兩種滑行運動狀態(tài)： (1)當(dāng)D<1、>1、<1時，只出現(xiàn)正向滑行的運動狀態(tài)； (2)當(dāng)D<1、>1、>1時，在振動篩槽體的一個振動周期內(nèi)，將會出現(xiàn)正向滑行和反向滑行兩種運動狀態(tài)。 2.3物料顆?；衅骄\動速度 正向滑行的相對速度對時間進行定積分，就可以得到每一次運動時間內(nèi)移動的距離，然后再除以其振動周期，就是物料正向滑動的平均速度， 即 = （2-14） 又有 = 設(shè) =，=，=，帶到上式里面，就能得出： （2-15） = 若 = （2-16） 式中： ——正向滑行的速度系數(shù)。 這時上面的公式就可以進行改寫為： （2-17） 當(dāng)==時，速度系數(shù)為 = （2-18） 再運用類似的方法就能得到顆粒反方向運動的平速： =- （2-19） 式中之=，=，=，若設(shè) = （2-20） 與此同時，該運動的速度就可以這樣表達(dá) 式中： ——反向滑行的速度系數(shù)。 （2-21） 當(dāng)==時，速度系數(shù)為 = （2-22） 顆粒的兩個方向運動的總平均速度，就和兩個方向平均速度一樣，也就是 = （2-23） 得到理論上顆粒的平均速度之后，就能夠帶入（2-23）式子里算出顆粒運動的實際上的平均速度： （2-24） 式中： ——料層厚度對物料平均速度的影響系數(shù)，其值一般為0.7~1。 3.工作原理和結(jié)構(gòu)組成 3.1圓振動篩的工作原理 機器設(shè)備篩子的表面開機啟動后的工作通道是圓形，那么該振動篩就稱為圓振動篩。圓振動篩主要由篩箱、激振器、篩網(wǎng)、振動器、減振彈簧等組成。這個篩分機器設(shè)備采用自同步工作原理以便于之后使用其它機械隊物料顆粒等做一系列的加工處理。 該振動篩和另外一種振動篩也就是直線型的相比其優(yōu)勢體現(xiàn)在： （1）篩子表面的運動軌跡是圓形，煤泥在篩子的表面上工作軌跡比較不錯，所以有較高的工作效率； （2）篩子的表面能夠在同一平面上安裝，所以減少了設(shè)備的高度； （3）因為設(shè)備箱體晃動的加速度比較大，且常安裝成水平，因此經(jīng)常拿來用于物料的水泥介質(zhì)等脫離，也可用于煤泥的分級。 圖3-1激振器（圓振動篩）工作原理 該機器設(shè)備工作時候的原理如上圖所示。在各剎時位置中，兩個偏心塊離心力順著K方向的分力一直會出現(xiàn)疊加，而離心力于K方向相互垂直方向，分離一直會互相抵消。 由上圖看出，第一個和第三個的離心力因為疊加，使得激振力最大，第二個和第四個離心力則相互消除，所以激振力就沒有。 因為設(shè)備與篩子的表面為四十五度，因此篩子的表面振動角也是45度。煤泥被拋起后，在與篩面碰到相撞時小于篩孔的煤泥顆粒及水分篩透，從而可以完成水泥介質(zhì)的脫離分散與分級等各種工作。 本次設(shè)計的振動篩設(shè)備就與大部分圓振動篩結(jié)構(gòu)很接近。振動器的潤滑劑用的吸油，使的是軸承之間的距離間隙很大。設(shè)備晃動上的振動器為往返迂回運動，之后再由電動機被很多帶輪帶動，然后又經(jīng)過V帶傳送回去。 3.2振動篩基本結(jié)構(gòu) 圖3-2 GPS1025型圓振動篩 本次設(shè)計GPS1025振動篩（圖3-2）是高頻圓振動篩。該振動篩有兩種形式，分別為單雙層式的振動篩。設(shè)備箱體被下面的裝置支撐著，而支撐箱體的支承裝置又劃分為四組，就有壓板，座耳，彈簧和彈簧座。座耳為鉸鏈?zhǔn)?，便于調(diào)整篩箱的角度。更換彈簧座可以把篩箱傾角調(diào)整成20°， 25°的位置。 3.2.1篩箱 篩箱是篩機的承載部件，由篩框、篩面及鏈接零件等組成。 (1)篩面：為適應(yīng)大塊大密度的物料的篩分需要，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、 3.2.2支承裝置和隔振裝置 支承裝置是一種彈性元件為了支撐設(shè)備的箱體，有吊、座兩種形式。 支承式是該機器設(shè)備所運用的方式，設(shè)備被彈簧固定在相應(yīng)的一個底座上。使用這種方式的優(yōu)勢就在于其底座并不高，僅僅只用在設(shè)備箱體兩邊弄出可以放上彈簧的底座就可以了，這一整個過程也非常的容易，這樣也使得曬機緊密。 隔振裝置中的彈簧采用合金材質(zhì)螺旋式的彈簧，這樣的好處就是生產(chǎn)很快而且簡單，并且還能有效減少碰撞降低噪聲；能用的時間較長。缺點是體積較大；容易出現(xiàn)噪聲；調(diào)節(jié)剛度不方便；水平方向的剛度小，容易使機體產(chǎn)生水平方向的晃動。 3.2.3 傳動裝置 該設(shè)備所使用的傳動裝置為三角式皮帶，三角式皮帶的優(yōu)勢在于其不復(fù)雜的機構(gòu)還有振動器工作時候的速度也能通過它來調(diào)節(jié)。 4.振動篩運動學(xué)分析 圖4-1 圓振動系統(tǒng)力學(xué)模型圖 在圓振動篩中，因為選用柔性材料的彈簧，而設(shè)備篩分機器又處于超共振動的情況下進行運轉(zhuǎn)，所以彈簧的剛度對振動幅度帶來的消耗是可以無視的。而實際上還有許許多多圓振動篩進行運轉(zhuǎn)的時候晃動也是可以無視的，大約估算時能夠不予考慮。這個時候，在設(shè)備篩箱上的作用力只是設(shè)備工作時的力和偏心塊進行往復(fù)運動時的慣性力2，兩者之間需要彼此平衡（圖4-1）即 （4-1） 式中： ——篩箱（包括偏心塊）的計算質(zhì)量； ——篩箱沿振動方向的振幅 r——偏心塊質(zhì)心至回轉(zhuǎn)軸線的距離。 當(dāng)上式的幾個參數(shù)能夠得知的時候，振動幅度的大概范圍就有： （4-2） 若所需的單振幅及及振動質(zhì)體質(zhì)量已知時，則所需的偏心塊質(zhì)量矩可按下式計算： 但是由于存在一些部件會對設(shè)備運轉(zhuǎn)帶來一定的消耗，就要按照上圖建立相應(yīng)的方程進行分析： = = （4-4） 、式中： ——合成慣性力作用線與水平面的夾角； m——篩箱的計算質(zhì)量， k——隔振彈簧在垂直方向的合成剛度， （4-5） （4-6） 方程（4-4）有以下形式的特解： 而 = = = = ， 因為y、x這倆方向上的彈簧的剛度皆不相同，所以振動的方向和激振力的方向合成出來后也皆不相同，其合成后的振幅和實際振動角就使用下式進行得出： = （4-7） 其中彈簧在y方向有著一定的彈簧剛度，可是在另一個方向上卻等于沒有，因此設(shè)備在x方向上的質(zhì)量比在y方向上的稍微少一點，不過實際振動角比激振力的振動角稍大。不過如果出現(xiàn)的情況，那么兩個方向上設(shè)備的質(zhì)量大約一樣，，因此以上需要大約的計算數(shù)據(jù)： （4-8） 經(jīng)由上式得出的情況就和之前的分析結(jié)論完全符合。 設(shè)想激振力的作用力不經(jīng)由篩箱重心，篩箱將出現(xiàn)來回晃動。參照圖4-2，可創(chuàng)建篩箱重心沿x方向的振動方程及篩箱對其重心搖擺振動的運動微分方程，為了減少不必要的計算量，就忽略不計對設(shè)備工作運轉(zhuǎn)沒什么影響的摩擦力。 （4-9） 而 ， 式中：——兩激振偏心塊對篩箱重心的轉(zhuǎn)動慣量之和； ——彈簧1和彈簧2的中心線與篩箱重心之矩； ——激振力作用線與x軸交點之坐標(biāo)。 上述方程的特解： （4-10） 振幅和擺動幅角分別為 （4-11） 而 （4-12） 式中： ——該振動系統(tǒng)的兩個固有頻率。 當(dāng)工作頻率遠(yuǎn)大于以上兩個固有頻率時，即，及，時，振幅的近似值為 （4-13） 為了使設(shè)備達(dá)到所需要的工作要求，那么就得=0，從上方式子得到，需要達(dá)到這些要求： （1）=0，換算過來后就是l0為零，工作上的作用力應(yīng)通過質(zhì)體重心。 （2）=0，也就是=0,而=的情況下，就得使=。 如果這些要求無法達(dá)到的時候，就需要校準(zhǔn)振動幅角對篩箱各部位振幅的影響，振動幅角對于設(shè)備的影響處于百分之六到十一之間，那就是沒有任何關(guān)系的。 但是，有那么一小部分的設(shè)備，在振幅這一塊就得入料口要比出料口的大，所以這就需要設(shè)備上的激振力只有經(jīng)過設(shè)備箱體焦點的上方。所以在這個時候，進料端物料顆粒的速度就要提升，而排料端物料顆粒的速度就要下降。 5.振動篩參數(shù)計算 5.1動力學(xué)參數(shù)的選擇 振動方面的設(shè)備日常生產(chǎn)力需要進行這些運動工作：簡、非簡諧直線振動、圓周振動和橢圓振動等。有了上述的運動為基礎(chǔ)，才能讓顆粒按照工作軌跡運動。而振動設(shè)備選擇了不一樣的動力參數(shù)時，就能夠讓顆粒在工作軌跡里出現(xiàn)各種不一樣的運動狀況。 5.1.1.拋擲指數(shù) 通常情況都是根據(jù)設(shè)備工作時候的需求范圍來進行篩選，圓振動篩的數(shù)值適合在=2.5～4；不容易篩分的顆粒數(shù)值就選大的，反之亦然。篩分通過的孔是比較細(xì)時數(shù)值選大的，反之亦然。由設(shè)計條件，選取。 5.1.2.振動強度K 對此數(shù)值進行選取。就是根據(jù)材料的材質(zhì)還有零部件的剛度來選擇，而目前的技術(shù)參數(shù)考慮K值所選取的值在三到八之間，振動篩則是三到六之間?？紤]本次的要求，振動強度的值選4。 5.1.3.篩面傾角 本次設(shè)計采用的圓振動篩取～，再根據(jù)振動幅度的值進行考慮后。 篩面傾角選擇為。 5.1.4.篩箱的振幅 篩箱振幅；生產(chǎn)篩子的主要依據(jù)，因此選擇篩選振幅的時候一定要符合實際，這樣顆粒之間才能夠篩分，降低物料的擁擠，為了更方便的進行分離。篩箱振幅的范圍在3到6毫米之間，實際選擇的時候就要由篩孔來進行參考。篩箱的振幅選擇為A=5mm。 5.1.5.篩子的振動頻率 :經(jīng)由還有選擇出的篩箱振幅就能算出篩子的振動頻率。 （5-1） 5.1.6.振動強度校核 篩子的振動強度由式（5-2）得： （5-2） 又有要求，因此該數(shù)據(jù)可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。 算出后K的值：=3.97 ； 就得出了篩子的振幅為5，振動頻率為845和振動強度為4。 5.1.7.物料的運動速度 機器開機啟動之后進行篩分的煤泥的速度由下式： （5-3） 選取≈0.1。 V =7.92m/s 5.2振動篩工藝參數(shù)的確定 由文獻(xiàn)[2]選取設(shè)計振動篩工藝參數(shù)： 5.2.1振動篩的工藝參數(shù) 篩面的長度和寬度 計算的式子： Fq 式中：Q——處理量，Q=450t/h F——篩面的工作面積 q——單位時間處理量,q=50 就計算得出工作面積為9㎡,長度為8.4米，因此B=F/L=9/4.8=1.07m。 5.2.2.篩分效率 振動篩進行對顆粒的進程里，體現(xiàn)工作整個過程的指標(biāo)就是生產(chǎn)的能力。也就是泛指的篩分效率?？梢杂上旅娴氖阶舆M行算出： (5-4) 把顆粒還有設(shè)備上其他雜物完美的進行篩分，再由該過程的結(jié)果就能得出上面的兩個參數(shù)。所用篩分設(shè)備篩子表面的物理性質(zhì)，必須要與測試所使用的篩分設(shè)備一致。 篩分設(shè)備的生產(chǎn)能力與很多很多因素有著密不可分的聯(lián)系。根據(jù)所使用的具體效果不一樣對設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)也是不一樣的。 5.3動力學(xué)參數(shù) 振動器偏心質(zhì)量及偏心距的確定：由文獻(xiàn)[3] 設(shè)備開機工作進行運轉(zhuǎn)后，彈簧上的剛度會變小，因此下面式子里的K的數(shù)值能夠不計。 雙軸振動篩： （5-5） 式中：—篩箱（包括偏心塊）算出后的質(zhì)量，M=1080kg； —每根軸上的偏心塊質(zhì)量； —篩箱沿振動方向的振幅，=5mm； r —偏心距，r=30mm。 由式（3-13）得 ===87.5kg 大約得90KG 5.4設(shè)備電機的選擇 5.4.1設(shè)備電機功率計算 機器設(shè)備進行工作運轉(zhuǎn)的時候因為受到阻尼力的影響會損失一定的功率。 因此計算的公式為： （5-6） 式中：M——總質(zhì)量； —； ； ； ； ，。 由軸承的類型選取其值微0.002. =14.3KW 所有有N=14.3KW。 5.4.2 選擇電機 由文獻(xiàn)[17]，選擇傳動電機型號為，其額定功率為，n 5.4.3電機的啟動條件的校核 慣性振動篩啟動之后，電動機就要對摩擦力和偏心質(zhì)量帶來的作用力進行抵抗，開始運行又存在著慣性帶來的影響，這樣失去的功率就不多，所以就要選擇工作后轉(zhuǎn)矩很高的電機，所以，一定要按照標(biāo)準(zhǔn)進行檢驗： (5-7) 式中：——電機的其動轉(zhuǎn)矩； ——電機的額定轉(zhuǎn)矩； ——振動篩偏心重量的靜力矩與 =9550=9550=98.1 N·m (5-8) = (5-9) 上式中的λ的值取2.1. ===1.73 (5-10) 所以 ==1.732.1=3.63 = (5-11) 得到 = + (5-12) 總質(zhì)量為 =2M (5-13) ==0.002900.06=2.27N·m (5-14) 其中 將摩擦力矩的大小帶進式子(5.13)就有 =22.27=4.54 N·m 為靜力矩 =900.069.8=52.92 N·m (5-15) 將與值帶入公式(5.12)得=4.54+52.92=57.5 N·m 將值帶入公式(5.11)得==35N·m ==0.357 得到=3.63,因此達(dá)到 ,所以這一次的檢查是達(dá)標(biāo)的。 表5.2 電動機性能 型 號 轉(zhuǎn)速 功率 6.重要構(gòu)件的分析 6.1軸承的分析 6.1.1軸承的選擇 根據(jù)振動篩的工作特點，應(yīng)選用大游隙調(diào)心滾子軸承。 按照基本額定動載荷來選取軸承 (6-1) 式中：——基本額定動載荷； ——當(dāng)量動載荷； =900.06()=42.2KN (6-2) ——壽命系數(shù)，=2.3～2.8 本次設(shè)計選取=2.5 ——轉(zhuǎn)速系數(shù)，=（）=0.32 把計算得出的數(shù)據(jù)帶進式子中得 ==329.69KN 查閱資料有，選擇使用GB297—84，軸承型號3G3624，內(nèi)徑120mm，外徑260mm。 6.1.2使用壽命的計算 軸承的壽命公式為： =() (6-3) 式中：的單位為10r ——為指數(shù)。對于球軸承，=3；對于滾子軸承，=10/3。 運算的時候，壽命單位用h表示比較便利。就可以把式子4.1用另外方式表達(dá)。表達(dá)的公式為： =() (6-4) 式中：——基本額定動載荷=329.69KN ； ——軸承轉(zhuǎn)數(shù)； ——當(dāng)量動負(fù)荷； 選取額定壽命為6000h。 將已知數(shù)據(jù)代入公式(4.2)得： ==16889>8000 到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，為合格。 因此設(shè)計中選用軸承的使用壽命為17426小時。 6.2激振器的設(shè)計 激振器就是當(dāng)偏心塊進行運轉(zhuǎn)工作的時候為其提供所需要的動力。開機工作的時候只需把激振器加固在需求部件上，需求部件就可以得到相應(yīng)的動力。 如圖所示： 圖6.1 結(jié)構(gòu)圖 7振動篩的使用 7.1振動篩的安裝及調(diào)試 7.1.1使用前的措施 該設(shè)備在工作運轉(zhuǎn)之前，一定要嚴(yán)格把控質(zhì)量。因為制造出來之后存在存放時間過久就會出現(xiàn)很多問題，比如零部件出現(xiàn)銹跡、使用壽命有消耗或移動的時候磕絆到出現(xiàn)損失等，出現(xiàn)了以上的情況必須立馬進行維護。還有激振器，剛生產(chǎn)出來時不容易生銹，為其添加了防銹油，完全使用前要把防銹油換成潤滑油。使用前一定要仔細(xì)閱讀產(chǎn)品說明書，才能得心應(yīng)手使用。 7.1.2 安裝 1.篩機最好一整臺的從支撐點處將其吊起。 2．把篩機吊到之前已經(jīng)用金屬制造并安置好的機架上，用一定的設(shè)備對其進行輔正水平對齊，前后的高度也要對齊。 3.固定篩機的彈簧在拆卸前要對齊進行剛度上的檢查，就是拿剛度與其相仿的柔性材質(zhì)彈簧放于設(shè)備箱體兩側(cè)。 4.進行安裝的時候要把箱體其中一邊的彈簧用螺栓加固在機架上，然后才把另一邊的彈簧按照同樣的方式進行加固，結(jié)束之后，兩邊同時整理螺釘螺母緊固在一起。如果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)很大的差錯，就換上柔性材料的彈簧。 5.設(shè)備安裝時候其篩子表面上的傾斜角度，可以依據(jù)物料顆粒在篩子里散落的大概樣子，整改角度在20°或是25°。 6.篩機萬一需要幫忙的真空裝置。則在進料端連上可以使氣水漏斗分開的裝置，把真空弄到差不多的值。如果發(fā)現(xiàn)氣會跑、真空的值無法提高，要趕快找問題并處理。 7.篩機每個零部件之間一定要緊固，每一個螺釘螺母不能有松動現(xiàn)象，整個機器里不能出現(xiàn)任何不正常的撞擊和聲音。篩機運動部分和周圍固定物之間最小間隙不得小于50毫米。 7.1.3 試運轉(zhuǎn) 篩分設(shè)備安裝全部完成之后,必須要進行一遍無物料的工作運轉(zhuǎn)，這樣才能看出這次安裝的效果是否合格,再對機器進行調(diào)節(jié)。空車試工作的時長不應(yīng)該低于九個小時。工作時間內(nèi)，觀察篩子發(fā)動時候有沒有異常聲響，工作起來設(shè)備性能等方面是不是平穩(wěn)，經(jīng)由其他設(shè)施觀察設(shè)備的振幅是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備工作時，設(shè)備振動不會出現(xiàn)搖晃現(xiàn)象。如果出現(xiàn)了該現(xiàn)象，問題應(yīng)該是兩邊彈簧高度相距比較大、懸掛繩的拉力不平衡、轉(zhuǎn)動軸不水平或三角帶過緊，必須要對其調(diào)整恢復(fù)。工作之后的四小時里，軸承上的溫度會急劇提升，之后不會發(fā)生太大變化。如果工作后有不正常聲響或溫度提升非?？欤仨毩ⅠR停止工作，檢查軸是不是工作靈敏還有潤滑是不是有效果等，必須處理完問題后才能繼續(xù)工作。工作一天后停止工作然后檢查各連接零件是不是緊固，如果不緊固，加固后才能工作。試工作八小時后沒問題，再進行對機器安裝工作的驗收。 7.2維護與檢修 對設(shè)備進行檢查等一系列保養(yǎng)工作目的是為了清楚篩子的一切狀況，而且要及時維護和更換破壞、生銹的構(gòu)件來使得篩子的作用效果體現(xiàn)不受破壞。 7.2.1 維護 （1）日常維護 日常維護就是包含篩面，特別是篩面是否有松動情況，出現(xiàn)該情況就要趕快加固。按時對表面進行清潔工作，發(fā)現(xiàn)漆皮掉落的位置要趕快維護、把生的銹去除并噴漆，而露出的加工表面要噴上防銹劑來遏制住起銹。 （2）按時檢查 周檢：對篩面、支撐裝置等等各重要的零部件螺釘螺母是否松動情況進行檢查，如果出現(xiàn)該情況要及時加固。檢查篩子時，應(yīng)該尤其觀察作用在飛輪上的不平衡重塊加固的是不是安全,如果不牢靠有松動,篩子工作時,不平衡重塊就會飛出飛輪，就有極大可能出現(xiàn)相當(dāng)危險的情況。 月檢:檢查篩子表面上工作消耗的情況，如果在某一部分發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)破損要立馬進行必須的處理(如更換地方并另外加固篩子的表面。觀察篩箱側(cè)板所有螺釘螺母狀態(tài)，如果出現(xiàn)與側(cè)扳加固的并不牢固時，立馬進行更換并加固。 修理 對篩子進行按時檢查時出現(xiàn)的狀況，要及時處理。維護內(nèi)容就有立馬調(diào)節(jié)三角帶張力，換上新的帶，激振器從出廠到安裝工作應(yīng)用必須有專人在干凈衛(wèi)生的地方進行。完全拆除后要仔細(xì)檢查其各個零部件磨損消耗的狀態(tài)，結(jié)晶箱體中的潤滑流過的通道使其沒有障礙干擾，洗干凈每個連接部位的干擾物，要對全部密封件進行更換還有其他不能用的零件。 維護設(shè)備時一定要著重考慮： (1)激振器從出廠到安裝應(yīng)用必須得讓專職人員進行，禁止不正規(guī)操作，有極大可能使得設(shè)備遭受在一定程度上的破壞。重新開機工作前要對其進行清潔。 (2)更換后的新設(shè)備要每過四到八小時還有繼續(xù)進行一次加固，一直到設(shè)備完全不會出現(xiàn)松動的情況。 7.2.2易見問題和處理 設(shè)備在工作時候遇到一些易見問題，產(chǎn)生的原因和處理的方法如表7-1：。 表7.1 易見問題 原因 處理方法 工作效果不佳 出現(xiàn)擁擠 停止工作并清洗 煤泥的含水量多 采取改變傾斜角度的方法 設(shè)備出料不平衡 入料口進行改善 篩子上煤泥太都 降低投入的物料 篩選的網(wǎng)有松動 進行加固 7.3振動篩的軸承潤滑的改進 機器設(shè)備運行時間長了之后就會發(fā)生很多異?，F(xiàn)象，極大威脅了設(shè)備的工作性能。追溯其原因，還是因為周圍工作時粉塵太多使密封板出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。所以由測試再結(jié)合圖紙規(guī)范另外生產(chǎn)出新的密封板。 7.3.1措施 有大部分計算得出使用猶豫潤滑是效果拔群的因為其性能不錯，只是在投入實際運用之后，因為工作環(huán)境不利，還有設(shè)備生產(chǎn)和安裝時候的技術(shù)不高，密封性差還有不容易修繕就成了非常嚴(yán)重的缺點。所以，設(shè)備上軸承就必須得研發(fā)出新的潤滑方法。 7.3.2結(jié)果 經(jīng)過一系列嚴(yán)格的對比分析，通過上述各個方面對設(shè)備進行改善后設(shè)備的性能等等出現(xiàn)明顯的提升。在日常正常運行生產(chǎn)的前提之下，還防止了備用部件出現(xiàn)浪費的情況。 8振動篩的降噪處理 8.1振動篩降噪措施 通常在機器設(shè)備工作的過程由于各種因素的影響，會出現(xiàn)許多噪聲雖然無可避免但是不進行減低處理的話會對操作人員帶來威脅，而對本次設(shè)計的振動篩降低噪聲的措施如下： （1）按時查看振動篩各個部件是否加緊牢靠 一開始應(yīng)該先檢查是不是設(shè)備里有部件不牢靠，所以要立馬把設(shè)備里的所有部件加固不能出現(xiàn)松動的情況，尤其常常需要更換的一些重要部件，防止局部的松動而影響了整體的工作晃動從而出現(xiàn)太大的噪聲。 （2）使用新型材料代替老材料篩板 由于新型材料——聚氨酯其各方面性能不僅能滿足老材料金屬篩板的工作所需求性能還能對降低噪聲出現(xiàn)相當(dāng)不錯的成果，所以使用新材料代替老材料也能有效降低噪聲。 （3）篩箱側(cè)板加約束阻尼層 因為設(shè)備箱體采用鉚接等工藝生產(chǎn)制造而成，這樣設(shè)備箱體的側(cè)板體積就很大，工作時候在各種作用力下就會出現(xiàn)很大的噪聲，又因為側(cè)板工作時候晃動的速度越小出現(xiàn)的噪聲也是越小，而在側(cè)板上加上約束阻尼層能有效的降低側(cè)板的晃動所以也能有效的降低噪聲。 （4）降低軸承內(nèi)外套之間的摩擦力 工作時候軸承內(nèi)外套之間摩擦力過大產(chǎn)生劇烈摩擦也會發(fā)出巨大的噪聲，降低措施就是其滾動體可以使用輕巧的材料或者內(nèi)部沒有材料使得重量大幅降低從而降低摩擦的強度減少噪聲。 （5）采取柔性輻板齒輪 設(shè)備進行工作的時候，因為內(nèi)部齒輪不停的相互嚙合，從中產(chǎn)生的噪聲也是要尤其重視的。很多機器設(shè)備采取的是常用的齒輪，自身就帶著大幅度的晃動效果，還有齒輪之間相互嚙合的程度更加的強烈，所發(fā)出的噪聲也是很強烈。 而使用柔性幅板齒輪，其特性以及各方面參數(shù)都能有效的使齒輪之間相互嚙合的時候降低碰撞程度，還能對其產(chǎn)生的能量進行消除，有效的降低產(chǎn)生的噪聲。 （6）更換柔性材料的彈簧 設(shè)備工作的時候，因為彈簧會和設(shè)備基座之間出現(xiàn)滑行運動。而該運動就會出現(xiàn)干摩擦，這樣使得產(chǎn)生的聲響相當(dāng)強烈，會讓這個部位的噪聲變得很大很大，不過更換了柔性材料的彈簧后就能很有效的降低了摩擦從而降低了噪聲。 （7）溜槽加橡膠襯板 設(shè)備上的直線篩進料的口和排料的口，其中的溜槽的材料用的是鋼材，煤泥在溜槽里運動的時候相互之間會發(fā)生碰撞就會產(chǎn)生強烈的噪聲，所以就可以在入料口和排料口的溜槽外表面弄上一層橡膠襯板，降低物料與溜槽之間的碰撞強度從而降低噪聲。 結(jié) 束 語 這一次設(shè)計的GPS1025型高頻振動篩是依據(jù)世界在篩分機器設(shè)備上先進的技術(shù)之上，再通過實踐等而設(shè)計的振動篩。主要內(nèi)容也是對該篩分設(shè)備許多重要的零部件參數(shù)，型號等方面進行了設(shè)計；通過一次次查閱資料，從網(wǎng)絡(luò)上，書籍里，各種報刊雜志中獲取選取依據(jù)。之后也通過知道老師的悉心指導(dǎo)才突破一個又一個難點而設(shè)計出該振動篩。從內(nèi)部軸承、激振器、電機等校核計算再到安裝維護性能分析等等。 經(jīng)過這一段時間的不斷學(xué)習(xí)，自己對之前聞所未聞的篩分設(shè)備有了一定的認(rèn)知，知道了不能只專注于理論上的知識，更主要的是為了生活實踐上的，要合理的把兩者結(jié)合起來，這對于以后自己各方面都有顯著的提高。與此同時自己也了解到了，我國最近一直在篩分機器這一方面大力發(fā)展、進步，也不斷出現(xiàn)了驚人的成果為生產(chǎn)制造解決了很多很多問題，不過距離世界上的頂尖水平仍然