ZSG重型振動(dòng)篩分機(jī)設(shè)計(jì).doc

河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文論文題目：ZSG重型振動(dòng)篩分機(jī)設(shè)計(jì) （振動(dòng)篩整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)）系 部 機(jī)電工程系 專 業(yè) 機(jī)械電子工程專業(yè) 班 級(jí) 機(jī)電xxx班 學(xué)生姓名 xxx 學(xué) 號(hào) 0321326 指導(dǎo)教師 xxx 2006年 5 月 21 日第 37 頁目 錄緒論11 ZSG重型振動(dòng)篩分機(jī)原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)31.1篩體尺寸31.2工作原理及特點(diǎn)31.2.1、工作原理31.2.2、特點(diǎn)32 國內(nèi)外振動(dòng)輸送機(jī)的發(fā)展趨勢與現(xiàn)狀43 結(jié)構(gòu)方案的擬訂53.1慣性振動(dòng)篩的構(gòu)造53.2振動(dòng)器的結(jié)構(gòu)63.3篩箱73.4 支承方式與隔振裝置83.5 傳動(dòng)裝置8 3.6消振裝置84橫梁的強(qiáng)度及剛度的校核104.1橫梁強(qiáng)度的校核104.2橫梁的剛度校核115 機(jī)械的選擇及尺寸的確定136 振動(dòng)篩動(dòng)力學(xué)參數(shù)的選擇和工藝參數(shù)的計(jì)算156.1 振動(dòng)篩運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的選擇156.1.1篩面傾角156.1.2振幅A156.1.3振動(dòng)次數(shù)n156.1.4物料的運(yùn)動(dòng)速度166.2振動(dòng)篩工藝參數(shù)的計(jì)算166.2.1篩面的長度和寬度的設(shè)定166.2.2生產(chǎn)率的計(jì)算166.3篩分效率187 振動(dòng)篩篩上物料的運(yùn)動(dòng)分析197.1振動(dòng)篩的運(yùn)動(dòng)參數(shù)197.1.1物料顆粒出現(xiàn)跳動(dòng)的臨界條件197.1.2跳動(dòng)終止角及跳動(dòng)角207.1.3物料跳動(dòng)時(shí)的平均速度218運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的選擇238.1慣性振動(dòng)篩的動(dòng)力學(xué)分析238.2預(yù)估參振質(zhì)量248.3電動(dòng)機(jī)的選擇248.3.1選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)考慮的問題248.3.2電動(dòng)機(jī)類型的選擇258.4誘導(dǎo)質(zhì)量268.5相位差角268.6相對振幅268.7偏心質(zhì)量矩278.8激振力振幅278.9電動(dòng)機(jī)功率279彈簧的選擇及設(shè)計(jì)299.1彈簧的選擇299.1.1彈簧材料及許用應(yīng)力299.1.2橡膠彈簧的特點(diǎn)與應(yīng)用299.1.3橡膠彈簧的材料309.1.4橡膠的剪切特性319.1.5 橡膠材料的拉壓特性319.1.6橡膠材料的剪切彈性模量G及彈性模量E329.1.7橡膠彈簧的表現(xiàn)彈性模量Ea329.2彈簧的設(shè)計(jì)329.2.1隔振彈簧剛度329.2.2主振彈簧的剛度3310安裝使用及維護(hù)3410.1安裝與調(diào)試3410.2使用與維護(hù)3411樣機(jī)的試驗(yàn)和試制總結(jié)35致 謝36參考文獻(xiàn)37緒論篩分機(jī)是近20年來得到迅猛發(fā)展的一種新興機(jī)械，它廣泛應(yīng)用于冶金、建材、化工、糧食、礦山等各行各業(yè)中，尤其是礦山和冶金企業(yè)。在冶金行業(yè)篩分機(jī)可以用來選礦；例如對礦石焦碳進(jìn)行篩分作業(yè)；在煤炭行業(yè)可以用來對煤碳進(jìn)行分級(jí).脫水.除泥等工藝處理；在建筑.建材.水電交通等行業(yè)可對石料進(jìn)行分選；在輕工業(yè)和化工部門可用以對化工原料及產(chǎn)品進(jìn)行分選。 從井下或露天采礦場開采出來的或經(jīng)過破碎的物料，隨以各種大小不同的顆?；旌显谝黄鸬?。在選礦廠、選煤廠和其它工業(yè)部門中。物料在使用或進(jìn)一步處理前，常常需要分成粒度近似的幾種級(jí)別。物料通過篩面的過孔分級(jí)稱為篩分。篩分所用的機(jī)械稱為篩分機(jī)械（或簡稱篩子）在選礦工藝流程或有用礦物加工前的準(zhǔn)備過程中，篩分作業(yè)可以分為以下幾種：1. 獨(dú)立篩分：篩分后所得到的產(chǎn)物即位成品時(shí)，這種篩分就稱為獨(dú)立篩分。例如在選煤廠種，將原煤分成幾種不同級(jí)別而直接供銷費(fèi)使用的產(chǎn)品，就所采用獨(dú)立篩分。2. 預(yù)備篩分：為下一步加工而進(jìn)行的篩分作業(yè)稱為預(yù)備篩分。在選礦廠種如采用重力選礦、電磁選礦等方法時(shí)，則要求礦石有一定的粒度范圍，因而在選別作業(yè)以前，須將礦石分成若干級(jí)別，以利選別作業(yè)的順利進(jìn)行。3. 輔助篩分：這種篩分作業(yè)所和破碎作業(yè)配合使用的。在破碎機(jī)前分出粒度已符合要求的合格產(chǎn)品，這種篩分方式通常成為預(yù)先篩分；在破碎機(jī)后用以檢查破碎產(chǎn)品粒度的篩分作業(yè)通常稱為檢查篩分篩分機(jī)械除了用于物料分級(jí)外，還用于脫水、脫泥和脫介（在重介質(zhì)選礦中，須將礦粒中間的重介質(zhì)洗下，以便回收并重新利用）等工作。在選礦廠和選煤廠中應(yīng)用的篩分機(jī)械有很多種結(jié)構(gòu)型式，如固定格篩、弧形篩、旋流篩、滾軸篩、搖動(dòng)篩、慣性振動(dòng)篩和共振篩等。目前，由于慣性振動(dòng)篩具有結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)能力大，篩分效率高等優(yōu)點(diǎn)，因而在選礦廠，選煤廠及其它工業(yè)部門中已被廣泛用于分級(jí)、脫水、脫介和脫泥作業(yè)。共振篩在生產(chǎn)實(shí)踐中也取得較好的效果，但因具有較大的沖擊載荷，故其機(jī)件（如橫梁于測扳）容易損壞，必須進(jìn)一步研究和改進(jìn)。無論是地下還是露天采礦廠開采出來的或是經(jīng)過破碎處理的物料或是其他那些工業(yè)產(chǎn)品所需的天然料，在位處理前常常是以各種大小不同的顆?；旌显谝黄鸬男问酱嬖?，有些物料甚至含有很多水分或泥土等有用及無用的介質(zhì)，為了正確合理使用物料和滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求，物料在使用或進(jìn)一步處理前常常需要分成粒度相近的幾種級(jí)別或進(jìn)行脫介處理。無論是分級(jí)還是脫介總存在著物料通過篩面的過孔問題，而物料通過的篩面的過孔稱為篩分。篩分所用的機(jī)械稱為篩分機(jī)。本次設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)ZSG重型振動(dòng)篩分機(jī)，該機(jī)采用節(jié)能振動(dòng)電機(jī)或激振器作振動(dòng)源，橡膠彈簧支撐并隔振，具有處理量，篩分率高，篩網(wǎng)更換方便，安裝及修理簡單等優(yōu)。1 ZSG重型振動(dòng)篩分機(jī)原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.1 篩體尺寸 要求篩體尺寸為2400mm 1200mm圖1-11.2 工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.2.1工作原理ZSG系列高效重型篩是利用振動(dòng)電機(jī)或普通電機(jī)外拖動(dòng)或自振源驅(qū)動(dòng)使篩體沿激振力方向作周期性往復(fù)振動(dòng)，物料在篩面上沿著直線方向作拋物線運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到篩分的目的。1.2.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)ZSG系列高效重型篩由振動(dòng)源.篩體.篩網(wǎng).減振裝置和底托組成，篩機(jī)側(cè)板采用優(yōu)質(zhì)鋼板制作而成側(cè)板與橫梁激振器底座采用高強(qiáng)度螺栓連接，結(jié)構(gòu)合理，堅(jiān)固耐用。 2 國內(nèi)外振動(dòng)篩分機(jī)的發(fā)展趨勢與現(xiàn)狀由于振動(dòng)理論的日趨成熟及振動(dòng)電機(jī)在振動(dòng)機(jī)械上的應(yīng)用，使得世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家近年來在輸送機(jī)方面的開發(fā)與研制發(fā)展異常迅速?，F(xiàn)已廣泛用于礦山、冶金、建材、化工等各個(gè)領(lǐng)域。其發(fā)展趨勢大致有以下幾個(gè)方面：1 標(biāo)含數(shù)優(yōu)化：重量最輕，造價(jià)最低、能耗最少；噪聲最小，效率最高，篩分量最大；2 磨損輕，潤滑點(diǎn)少，磨損環(huán)節(jié)少，零部件壽命長，維修量小，維修費(fèi)用低；3 篩分材料多：如煤，礦，和其它很多材料都可以進(jìn)行篩分；4 承載構(gòu)件做成密封結(jié)構(gòu)，便于封閉輸送粉塵性大、有毒、有揮發(fā)性異味、危害人體健康和環(huán)境衛(wèi)生的物料；5 篩分過程中，可同時(shí)完成其他工藝作業(yè)，如混合、烘干和加熱、冷卻、清洗等，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用；6 可水平或傾斜安裝，一般向上、向下傾角分別不超過1215；近年來，國內(nèi)在振動(dòng)篩分機(jī)方面也得到迅速發(fā)展和應(yīng)用。不少研制單位、高校及廠家對 振動(dòng)篩分機(jī)進(jìn)行了廣泛的研究，但就其效率、功能、規(guī)格、壽命等諸方面與發(fā)達(dá)國家相比，還有較大的差距。國內(nèi)較為成功的結(jié)構(gòu)形式主要有：單管、雙管輸送機(jī)、平衡式、不平衡式輸送機(jī)，單質(zhì)體、雙質(zhì)體輸送機(jī)，偏心連桿式、慣性激振式、電磁激振式輸送機(jī)。慣性式振動(dòng)篩分機(jī)是近年來開始研制的，其長度多在7m以下，個(gè)別樣機(jī)可達(dá)12m。目前，國內(nèi)同類產(chǎn)品存在主要問題如下：1. 動(dòng)裝置多采用偏心連桿機(jī)構(gòu)，偏心連桿負(fù)荷大，應(yīng)力高，槽體的彎曲應(yīng)力大，槽體的橫向剛度要求高，由此整機(jī)重量也成正比增加；2. 結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工件多，安裝、調(diào)試、維修工作量大，機(jī)體重量大，功耗大，效率低；3. 當(dāng)設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試不當(dāng)時(shí)，常產(chǎn)生較大噪聲和振動(dòng)，彈簧易損壞，維修量過大，影響機(jī)器的正常工作；4. 激震源效率低，壽命短，易出現(xiàn)故障，導(dǎo)致維護(hù)工作量大，成本提高，以至整機(jī)壽命大大縮短；彈性或剛性連桿驅(qū)動(dòng)集中作用于輸送機(jī)槽體和底架上，使該處極易損壞或斷裂。在本次設(shè)計(jì)中我們主要設(shè)計(jì)的是直線式重型振動(dòng)篩分機(jī)。3.機(jī)構(gòu)方案的擬3.1慣性振動(dòng)篩的構(gòu)造慣性振動(dòng)篩是靠固定在其中部的帶偏心塊的慣性振動(dòng)器驅(qū)動(dòng)而使篩箱產(chǎn)生振動(dòng)的 慣性振動(dòng)篩按振動(dòng)器的形式可分為單軸振動(dòng)和雙軸振動(dòng)篩 單軸振動(dòng)篩是由單軸振動(dòng)器回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的慣性力迫使篩箱振動(dòng)。篩箱的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓形或橢圓形。單軸振動(dòng)篩一般用于物料的分級(jí)單軸振動(dòng)篩可分為純振動(dòng)篩和自定中心振動(dòng)篩。這兩種振動(dòng)篩只是振動(dòng)器的結(jié)構(gòu)略有不同。純振動(dòng)篩的軸承中心與皮帶輪中心位于同一直線上。當(dāng)篩子工作時(shí)皮帶就隨篩箱一起振動(dòng)。這樣就必然引起三角皮帶的反復(fù)伸縮，從而使皮帶很容易損壞，因此純振動(dòng)篩的振幅較小，一般均不小于3毫米。自定中心振動(dòng)篩的皮帶輪中心位于軸承中心與偏心塊的重心之間，并使皮帶輪的中心線位于偏心塊與振動(dòng)機(jī)體合成的質(zhì)心上，即使其保持下列關(guān)系 MA=mr 式中 M=振動(dòng)機(jī)體的質(zhì)量 A=篩箱的振幅 m=偏心塊的質(zhì)量 r=偏心塊的重心至回轉(zhuǎn)中心的距離這樣當(dāng)兩種篩子工作時(shí)皮帶掄的中心線就不隨篩箱一起振動(dòng)，而只做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即皮帶輪的中心在空間的位置幾乎保持不變。由于自定中心振動(dòng)篩能克服帶輪的振動(dòng)現(xiàn)象，因而可以增大篩的振幅。近年來，自定中心振動(dòng)篩獲得了廣泛的使用。在選礦中，為了篩分粗粒度大比重的物料，通常是采用自定中心坐式振動(dòng)篩。坐式重型振動(dòng)篩的振動(dòng)器也是采用皮帶輪偏心式。振動(dòng)器采用自移式偏心重的消振裝置，因此防止了啟動(dòng)和停車時(shí)經(jīng)過共振區(qū)振幅急劇增大的現(xiàn)象。篩箱是用鋼板與型鋼焊接成的箱形結(jié)構(gòu)，篩面采用鑄鋼條，因而結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。雙軸振動(dòng)篩所一種直線振動(dòng)篩。篩箱的振動(dòng)是由雙軸振動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)的。振動(dòng)器有兩根主軸，兩軸上都裝有相同偏心矩的偏心質(zhì)量。兩軸之間用一對速比為1的齒輪連接。因兩軸的回轉(zhuǎn)方向相反，速度相等，所以兩偏心重量所產(chǎn)生的離心慣性力在已個(gè)方向上互相抵消，因而于此垂直的方向上的離心慣性力的合力使箱體沿直線方向振動(dòng)。由于振動(dòng)方向線與水平以一定的傾角，因而篩箱一般是安裝成水平或傾斜的。雙軸振動(dòng)篩在選煤廠常用于分級(jí)，脫水，脫介，脫泥等作業(yè)，在選礦廠中應(yīng)用較少?；趩屋S和雙軸的比較，在本次設(shè)計(jì)中應(yīng)選用單軸，但單軸主要用于圓形和橢圓形振動(dòng)篩，而在這次設(shè)計(jì)是要求設(shè)計(jì)直線振動(dòng)篩，因此單軸不適宜用在此設(shè)計(jì)中，故在本此設(shè)計(jì)中選用雙軸直線振動(dòng)篩分機(jī)，礦用雙軸振動(dòng)篩的基本參數(shù)如下表。型號(hào)篩面尺寸寬X長毫米面積層數(shù)安裝形式入料粒度篩孔尺寸DD918 2DD91890018001.61/2吊式601.2.3.6.8.10.13.16 20.25ZD1224 2ZD1224122424002.91/2坐式1006.8.10.13.16.30.40ZD1530 2ZD1530154030004.51/2坐式1006.8.10.13.16.30.40.50ZD1540 2ZD15401540400061/2坐式1006.8.10.13.16.30.40.50ZD1836 2ZD1836180036006.51/2坐式1506.8.10.13.16.30.40.50ZD1845 2ZD18451800 45008.11/2坐式1506.8.10.13.16.30.40.50ZD2150 2ZD21502100 500010.51/2坐式15010.13.16.20.30.40.50ZD2160 2ZD21601800360012.51/2坐式15010.13.16.20.30.40.50表3-1根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇：ZD12242ZD122412224002.91/2坐式1006.8.10.13.16.20.2530.403.2振動(dòng)器的結(jié)構(gòu)雙軸振動(dòng)篩的振動(dòng)器有純振動(dòng)式振動(dòng)器，軸承偏心式自定中心振動(dòng)器和皮帶輪偏心式自定中心振動(dòng)器。目前多采用皮帶輪偏心式自定中心振動(dòng)器，振動(dòng)器偏心重量的配置方式及有優(yōu)缺點(diǎn)見下表偏心重量的裝配方式彎距圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)偏心重量全布置在軸和側(cè)壁以外的圓盤上偏心重量全布置在兩側(cè)壁以外的圓盤上偏心重量分別布置在傳動(dòng)側(cè)壁之間的傳動(dòng)軸上優(yōu)點(diǎn)1. 傳動(dòng)軸各部無偏心， 加工簡便2. 中點(diǎn)彎距較小3. 偏心重量可調(diào)，篩子振幅可調(diào)1. 無圓盤結(jié)構(gòu)簡單2. 篩箱寬度以外僅有皮帶輪，寬度尺寸最小3. 偏心重全在軸上充分利用空間，結(jié)構(gòu)緊湊1.傳動(dòng)軸中心彎距最大2.偏心重量可調(diào)振幅可調(diào)3.圓盤直徑較小4.結(jié)構(gòu)緊湊缺點(diǎn)1.寬度尺寸大2.圓盤直徑較大，結(jié)構(gòu)不緊湊3.零件多結(jié)構(gòu)較復(fù)雜1.傳動(dòng)軸中點(diǎn)彎距較大2偏心重不可變，振幅不可調(diào)1. 軸和皮帶輪多有偏心重制造較復(fù)雜2. 寬度尺寸大3. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜表3-2根據(jù)上表的分析比較偏心重量的配比方式以第三種方案較好，可在大型篩子中采用3.3篩箱篩箱由篩框.篩面及其壓緊裝置組成，篩框是由側(cè)板和橫梁構(gòu)成。側(cè)板采用厚度為616毫米的A 或20號(hào)鋼板制成。橫梁常用圓形鋼管，槽鋼，方形鋼管或工字鋼制造。篩框必須要有足夠的剛性。篩框各部件的連接方式有焊接和高強(qiáng)度螺栓連接。焊接結(jié)構(gòu)施工方便，但焊縫復(fù)雜，內(nèi)應(yīng)力較大，在強(qiáng)烈的振動(dòng)負(fù)荷作用下，往往發(fā)生焊縫開裂，甚至造成斷裂。為了消除焊接結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力，可采用回火處理。焊接結(jié)構(gòu)適用于中小型振動(dòng)篩。高強(qiáng)度聯(lián)結(jié)螺栓連接可靠，可以使篩框在現(xiàn)場裝配，特別適用于大型振動(dòng)篩。在本次設(shè)計(jì)中選擇高強(qiáng)度聯(lián)結(jié)螺栓聯(lián)結(jié)。3.4 支承方式與隔振裝置振動(dòng)篩的支承方式有吊式和坐式兩種振動(dòng)篩的隔振裝置常用的有螺旋彈簧板和橡膠彈簧，其優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)見下表種類螺旋彈簧板彈簧橡膠彈簧優(yōu)點(diǎn)1. 剛度可以設(shè)計(jì)很小消振性好2. 結(jié)構(gòu)緊湊外形尺寸較小3. 不需要緊固件4. 工作可靠橫向剛度大，可消除橫振1外形尺寸小2剛度較大隔振性能好缺點(diǎn)橫向剛度小，篩子易發(fā)生橫振1. 外形尺寸大2. 安裝較困難3. 折斷事故較多1. 不適合于大振幅2. 動(dòng)負(fù)荷大表3-3根據(jù)振動(dòng)篩振幅較大的特點(diǎn)，隔振裝置宜采用圓柱螺旋彈簧。 3.5 傳動(dòng)裝置振動(dòng)篩通常采用三角皮帶傳動(dòng)裝置，它的結(jié)構(gòu)簡單，可以任意選擇振動(dòng)器的轉(zhuǎn)數(shù)，但運(yùn)動(dòng)時(shí)皮帶容易打滑，可能導(dǎo)致篩孔堵塞。近年來振動(dòng)篩也有才用聯(lián)軸節(jié)直接驅(qū)動(dòng)的。聯(lián)軸節(jié)可以保持振動(dòng)器的穩(wěn)定轉(zhuǎn)數(shù)，而且使用壽命很長，但振動(dòng)器的轉(zhuǎn)數(shù)是不可調(diào)的。3.6消振裝置雙軸振動(dòng)篩起動(dòng)與停止時(shí)由于通過共振區(qū)，機(jī)體的振幅會(huì)急劇地增大，從而引起彈簧的嚴(yán)重過載，使壽命降低，皮帶也易損壞，同時(shí)還危及廠房建筑物。因此，必須設(shè)法消除篩子在起動(dòng)和停車時(shí)產(chǎn)生的共振現(xiàn)象。目前采用的消振方法要有以下三種：1自移式偏心重2電機(jī)反制動(dòng)3彈簧限位根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用自移式偏心重。4橫梁的強(qiáng)度及剛度的校核4.1橫梁強(qiáng)度的校核根據(jù)設(shè)計(jì)的要求選用的橫梁為45矩形鋼，受力情況下圖所示。式校核橫梁的強(qiáng)度。其許用應(yīng)力為100MPa圖4-1解1求支座反力，設(shè)支反力RA、RB如圖所示，由平衡條件mB=0、FY=0 可得 RA=RB=ql/22列剪力方程和彎矩方程 距梁左端A為x的任意橫梁截面上的剪力和彎矩為 Q（x）=RA-qx=ql/2-qx M(x)=RAx-qx2/2=qlx/2-qx2/2 3畫剪力圖和彎矩圖由式可知剪力圖是一條斜直線，如上圖所示，由式知，彎矩圖是二次拋物線，要多確定曲線上幾點(diǎn)，才能畫出這條曲線。橫梁的計(jì)算簡圖表示為圖。由圖可以看出此橫梁受到的是均部載荷，其跨度l=2.4m從圖中可以看出截面上彎矩最大為： q=8001.2=960KN/m Mmax=9602.42/8 =691.2KN所以此截面可能是危險(xiǎn)截面。因此就對此截面進(jìn)行校核。=Mmax/Wz 因?yàn)槭蔷匦武撍訵z為： Wz=bh2 /6 =1.2(0.01)2/6 =210-5691.2/210-5 =34.56MPa因?yàn)?4.56100所以橫梁是安全的，具有較強(qiáng)的承載能力。4.2橫梁的剛度校核橫梁的剛度計(jì)算是一項(xiàng)正要的工作，計(jì)算橫梁的剛度實(shí)際上是計(jì)算橫梁的橫向振動(dòng)的固有頻率，橫梁橫向振動(dòng)的固有頻率與工作頻率一致時(shí)就會(huì)使橫梁的彎曲振動(dòng)顯著增大嚴(yán)重的是，當(dāng)出現(xiàn)較大彎曲振動(dòng)時(shí)，會(huì)使它的振幅和振動(dòng)方向發(fā)生明顯變化，在橫梁不同位置上物料平均篩分速度有著顯著的差異。某些部位物料急劇跳動(dòng)，物料快速向前運(yùn)動(dòng)另一些部位，物料僅輕微滑動(dòng)，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)反方向的運(yùn)動(dòng)，使機(jī)械難以正常工作。因此在設(shè)計(jì)與調(diào)試時(shí)，必須避免橫梁的彎曲振動(dòng)固有頻率與工作頻率相接進(jìn)。橫梁的固有頻率的計(jì)算按下面公式計(jì)算：式中 E為彈性模量，根據(jù)查表得E=2.06105 Ja=bh3/12=1.2(0.01)3/12=0.0000001=110-7 0.009124=9.12410-3100.48所以該橫梁的剛度符合要求5 機(jī)械的選擇及尺寸的確定篩面是篩分機(jī)械是基本工作部分，其上有許多尺寸和形狀一定的孔眼，這些孔眼稱為篩孔。在一個(gè)篩面上篩分物料時(shí)，可獲得兩種產(chǎn)品，透過篩孔的物料稱為篩下產(chǎn)品，在篩面上的物料稱為篩上產(chǎn)品。篩分機(jī)械上所用的篩面一般按被篩物料的粒度和篩分作業(yè)的工藝要求可以采用棒條篩面.編織篩面.波浪形篩面.條逢篩面和非金屬面等。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求選用板狀篩面。 板狀篩面通常由厚度為58毫米的鋼板或鋼板的厚度一般不超過12毫米。 篩子的形狀有圓形.方形和長方形，長方形篩孔的篩面與圓形篩孔的篩面比較它的優(yōu)點(diǎn)較大，篩面重量輕.生產(chǎn)能力大，處理含水較多的物料時(shí)能減少篩面堵塞現(xiàn)象。但是長方形篩孔的篩面只能在對篩分產(chǎn)物粒度的要求并不特別嚴(yán)格的情況下使用。板狀篩面上的篩孔的排列方法如圖5-1。圓形篩孔一般不止在等邊三角形的頂點(diǎn)。方形篩孔可按直角等腰三角形斜面排列。長方形篩孔通常與篩面的縱橫排成一定角度。篩孔的距離應(yīng)考慮篩面的強(qiáng)度和開孔率（篩面的有效面積）的大小，根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇圓形篩孔。 圖5-1孔距一般按經(jīng)驗(yàn)公式確定：當(dāng)篩孔a=10100毫米時(shí)，則孔距t=1.25aa選擇值=20板狀篩面的開孔率按下式計(jì)算：fo= 90.7a2 /t2 =58%板狀篩面的優(yōu)點(diǎn)是比較牢固，剛度較大，使用壽命教長；缺點(diǎn)是開孔率小，約為40%60%，板狀篩面一般用于中等粒級(jí)的物料的篩分，篩孔尺寸通常為1250毫米根據(jù)設(shè)計(jì)要求和場地的條件限制篩分機(jī)為坐式安裝篩體尺寸為2400mm 1200mm6 振動(dòng)篩動(dòng)力學(xué)參數(shù)的選擇和工藝參數(shù)的計(jì)算6.1 振動(dòng)篩運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的選擇振動(dòng)篩的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)有篩面傾角，振動(dòng)方向（對于直線振動(dòng)篩）振幅，振動(dòng)次數(shù)及篩上物料的運(yùn)動(dòng)速度等。為了選擇這些運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，必須先確定物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。為了防止篩孔的堵塞，并能獲得較高的篩分效率和生產(chǎn)效率和生產(chǎn)率，目前 在振動(dòng)篩中多采用物料的跳動(dòng)狀態(tài)圖6-1如圖（6-1）表示篩面振動(dòng)運(yùn)動(dòng)和物料拋擲運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。從圖中可以看住當(dāng)Kv=3.3時(shí)，篩面的一個(gè)振動(dòng)周期正好等于物料的一個(gè)跳動(dòng)周期，這時(shí)物料與篩面接觸的時(shí)間最短，故對減少篩面的磨損是有利的。為了了獲得較高的篩分效率，最好使物料顆粒在篩子的每一個(gè)振動(dòng)周期能接觸篩孔，故在一般情況下，Kv3.5目前雙軸振動(dòng)篩取Kv =33.3本次設(shè)計(jì)Kv取3.36.1.1篩面傾角及運(yùn)動(dòng)方向角篩面傾角的大小決定于要求的生產(chǎn)率和篩分效率。當(dāng)篩子的其他參數(shù)確定后，篩面傾角大則生產(chǎn)率大，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(dāng)產(chǎn)品質(zhì)量要求一定時(shí)，就應(yīng)有一個(gè)合理的傾角。 本次設(shè)計(jì)選用雙軸振動(dòng)篩用于預(yù)先分級(jí)，選擇角度為=15，=456.1.2振幅A根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)本次設(shè)計(jì)選用雙軸振動(dòng)篩作預(yù)先篩分A=3mm 6.1.3振動(dòng)次數(shù)n振動(dòng)次數(shù)可在選定拋射強(qiáng)度Kv和振幅A后按下列公式計(jì)算 對于雙軸振動(dòng)篩6.1.4物料的運(yùn)動(dòng)速度雙軸振動(dòng)篩的物料運(yùn)動(dòng)速度可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算但因?yàn)槭侵本€振動(dòng)篩的物料運(yùn)動(dòng)速度按下列公式計(jì)算 v=30gnp2cos/n 通常在0.60.8之間，在這里取0.7 np=1，則 v= 0.7309.81cos450/960=0.214米/秒6.2振動(dòng)篩工藝參數(shù)的計(jì)算6.2.1篩面的長度和寬度的設(shè)定篩面的長度和寬度根據(jù)給定的生產(chǎn)率要求的篩分效率和物料的篩分特性，可以計(jì)算出需要的篩面面積。計(jì)算出篩面面積后可計(jì)算篩面的寬度。通常，式中物料層的厚度h1或K1則 無解，物料不能出現(xiàn)跳動(dòng)。當(dāng)b =1或K=1時(shí)，則可求得物料開始跳動(dòng)時(shí)的最小轉(zhuǎn)數(shù)為：為了使物料產(chǎn)生跳動(dòng)，必須取篩子的轉(zhuǎn)數(shù)n35.87.1.2跳動(dòng)終止角及跳動(dòng)角物料顆粒離開篩面以后沿篩面法線方向的運(yùn)動(dòng)方程為：Mdu/dt=-mgcos 將式積分，物料顆粒從開始，跳動(dòng)的時(shí)間td到時(shí)間t的速度為：u=ud-cos(t-t) 若忽略物料顆粒對篩面沖擊的影響，則可取物料顆粒開始跳動(dòng)時(shí)的初速度u等于篩面的速度，即：u=v=Asincos 將上式帶入中則 物料顆粒跳動(dòng)后，按拋物線軌跡下落與篩面相遇時(shí)的法向位移為 yd=yb+dtudt 式中yb =Asinsinb yd=Asinsinb 并將公式代入中積分后簡化得：sin(d)=sindcosd-1/22sind將上式簡化得當(dāng)已知跳動(dòng)起始角d時(shí)，則可查表得書跳動(dòng)角，從而可從算出跳動(dòng)終止角b=d+由查表得=900代入上面式中d=300則跳動(dòng)終止角b=900+300 =12007.1.3物料跳動(dòng)時(shí)的平均速度物料顆粒從振動(dòng)相角起跳，到振動(dòng)相角跳動(dòng)終止時(shí)沿x方向位移為 s=vdt+1/2gsint2 =Acoscosd+gsin2/22=3cos45cosd+gsin2/22式中vd為物料顆粒起跳時(shí)沿x 方向的運(yùn)動(dòng)速度，vd=vx=Acoscosd在同一時(shí)間t內(nèi)，篩面的位移為: sc=AcoscosbAcoscosd因此，物料在每個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中對篩面的位移為：s=ssc=Acoscosd+gsin2/22-Acos(cosb-cosd)= Acos（cosd+gsin2/2A2cos- cosb-cosd)根據(jù)上面所提到的公式可簡化為s=/2g/cos()/sin若令np表示物料跳動(dòng)一次的時(shí)間與振動(dòng)以個(gè)周期的時(shí)間之間，即np=/2.則上式可寫成：物料跳動(dòng)的平均速度為：直線振動(dòng)曬面一般接近水平安裝，即a0。考慮物料性質(zhì)及其它因素的因素的影響，理論計(jì)算公式應(yīng)乘以速度修正系數(shù)。一般0.60.8。因此，物料的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度可按下式確定： v=30gnp2cos/n通常在0.60.8之間，在這里取0.7 np=1，則 v= 0.7309.81cos450/960=0.214米/秒 圖7-18運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的選擇8.1慣性振動(dòng)篩的動(dòng)力學(xué)分析慣性振動(dòng)篩的振動(dòng)系統(tǒng)所由振動(dòng)質(zhì)量（篩箱和振動(dòng)器的質(zhì)量），彈簧和激振力（由回轉(zhuǎn)的偏心重塊產(chǎn)生的）構(gòu)成。為了保證篩子穩(wěn)定地工作，必須對慣性振動(dòng)篩的振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，以使找出振動(dòng)質(zhì)量.彈簧剛性，偏心重塊的質(zhì)量矩圖61如圖（）表示雙軸振動(dòng)篩的振動(dòng)系統(tǒng)。為了簡化計(jì)算，假定振動(dòng)器轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)中心和機(jī)體（篩箱）的重心重合，激振力和彈性力通過機(jī)體重心。此時(shí)，篩子只作平面平移運(yùn)動(dòng)。今取機(jī)體靜止平衡時(shí)（即機(jī)體的質(zhì)量為彈簧的彈性反作用力所平衡時(shí)的位置）的重心所在o作為固定坐標(biāo)系統(tǒng)（x.o.y）的原點(diǎn)，而以振動(dòng)器轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心o，作為動(dòng)坐標(biāo)系統(tǒng)（x.o.y）的原點(diǎn)。偏心重塊質(zhì)量m的重心不僅隨機(jī)體一起作平移運(yùn)動(dòng)（牽連運(yùn)動(dòng)）而且還繞振動(dòng)器的回轉(zhuǎn)中心線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（相對運(yùn)動(dòng)），則其重心的絕對位移為xm=xx1=xrcos=xrcostym=yy1=yrsin=yrsint式中 r偏心質(zhì)量的重心至回轉(zhuǎn)軸線的距離軸之回轉(zhuǎn)角度，t ，為軸回轉(zhuǎn)之角速度，t為時(shí)間偏轉(zhuǎn)質(zhì)量m運(yùn)動(dòng)時(shí)生產(chǎn)的離心力 Fx=-md2xm/dt2=-m(x-r2cost) Fy=-md2ym/dt2=-m(y-r2sint)式中mr2cost和mr2sint為偏心質(zhì)量m在x，y方向之相對運(yùn)動(dòng)離心力稱為激振力。在雙軸振動(dòng)篩的振動(dòng)系統(tǒng)中，作用在機(jī)體質(zhì)量M上的力除了Fx和Fy外還有機(jī)體慣性力Mx和My（其方向與機(jī)體加速度相反）。彈簧的作用力Kx和Ky(Kx和Ky表示彈簧在x和y方向上的剛度，彈簧作用力的方向永遠(yuǎn)是和機(jī)體重心的位移方向相反)，及阻尼力-Cx和-Cy（C稱為粘滯阻力系數(shù)阻尼力的方向與機(jī)體運(yùn)動(dòng)速度方向相反）。8.2預(yù)估參振質(zhì)量 振動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)中的主要困難就所未知量太多，首先遇到的問題所參振質(zhì)量，甚至M，m全未知，mm可以在運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)設(shè)計(jì)中確定，m可根據(jù)機(jī)體尺寸，振動(dòng)參數(shù)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度預(yù)估根據(jù)上面所計(jì)算出來的篩面面積可根據(jù)下面方法預(yù)估:中小型單軸振動(dòng)篩：0.5噸/米2篩面中小型雙軸振動(dòng)篩：0.6噸/米2篩面大型單軸振動(dòng)篩：0.6噸/米2篩面大型雙軸振動(dòng)篩：0.7噸/米2篩面現(xiàn)在所設(shè)計(jì)的所大型雙軸振動(dòng)篩所以選擇0.6噸/米2篩面8.3電動(dòng)機(jī)的選擇8.3.1選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)考慮的問題（1） 根據(jù)機(jī)械的負(fù)載性能和生產(chǎn)工藝對電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、反 轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求，選擇電動(dòng)機(jī)的類型。（2） 根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，速度變化范圍和啟動(dòng)頻繁程度等要求，考慮電動(dòng)機(jī)的溫升限制，過載能力和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，選擇電動(dòng)機(jī)功率，并確定冷卻通風(fēng)方式，所選電動(dòng)機(jī)功率留有余量，符合率一般取0.80.9。過大的備用功率會(huì)使電動(dòng)機(jī)效率降低，對于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其功率因數(shù)將變壞，并使按電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，效驗(yàn)強(qiáng)度的生產(chǎn)機(jī)械造價(jià)提高。（3） 根據(jù)使用場面的環(huán)境條件，如溫應(yīng)，溫度，灰塵，雨水，瓦斯以及腐蝕和 易燃易爆氣體等，考慮必要的保護(hù)方式，選擇電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式。（4） 根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)，電壓標(biāo)準(zhǔn)和對動(dòng)因數(shù)的要求確定電動(dòng)機(jī)的電壓登記和類型。（5） 根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速對電力轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程性能的要求，以及機(jī)械機(jī)構(gòu)系統(tǒng)復(fù)雜程度，選擇電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。除此之外，選擇電動(dòng)機(jī)還必須符合節(jié)能要求，考慮運(yùn)行可靠性，設(shè)備的供貨情況，各品備件的通用性，安裝檢修的難易，以及產(chǎn)品價(jià)格，建設(shè)費(fèi)用，運(yùn)行和維修費(fèi)用，生產(chǎn)過程中前后期電動(dòng)機(jī)功率變化關(guān)系等因素。8.3.2電動(dòng)機(jī)類型的選擇電動(dòng)機(jī)類型根據(jù)負(fù)載情況下看，本次設(shè)計(jì)速在恒功率下進(jìn)行工作的，因此選擇類型為調(diào)勵(lì)磁的變速直流電動(dòng)機(jī)式帶在機(jī)械變速的交流異步電動(dòng)機(jī)。由于本次設(shè)計(jì)有很多因素影響，因此在電動(dòng)機(jī)類型選擇方面要考慮到很多因素，特別是環(huán)境條件，環(huán)境條件的選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)如表（）。環(huán)境條件要求的防護(hù)形狀可選擇的電動(dòng)機(jī)類型舉例正常條件一般防護(hù)型各類普通型電動(dòng)機(jī)濕熱帶或潮濕場所溫?zé)釒?濕熱帶型電動(dòng)機(jī)2普通型電動(dòng)機(jī)防潮處理干熱帶或高溫車間干熱帶型粉塵較多的場所封閉型管道通風(fēng)型戶外露天場所氣候防護(hù)型外殼防護(hù)等級(jí)不低于IP23，接線應(yīng)為IP54封閉型電動(dòng)機(jī)外殼防護(hù)等級(jí)IP54戶外有腐蝕性及爆炸性氣體戶外防腐，防爆型防護(hù)等級(jí)不低于IP54YBDF-WF表電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速速根據(jù)機(jī)械的要求選定的。在確定電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，必須考慮機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比值，兩者互相配合，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)全面比較才能確定。通常電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不低于500r/min，因?yàn)楫?dāng)功率一定時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速愈低，則其尺寸愈大，價(jià)格愈貴，而且效率也較低，如選用高速電動(dòng)機(jī)，勢必加大機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比，致使機(jī)械傳動(dòng)部分復(fù)雜起來。本次設(shè)計(jì)的額定轉(zhuǎn)速為960 r/min，則電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算如下：根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和給頂?shù)臄?shù)據(jù)選定M0.62.91.74噸1740kg，m受到主振彈簧允許變形量的限制，預(yù)估m(xù)/M=0.7則m=0.7M=0.71740=1218kg8.4誘導(dǎo)質(zhì)量由于