振動(dòng)篩設(shè)計(jì)實(shí)例.doc

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 k 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 39 3 振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析 4949 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 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 它們在礦山和 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)備中占有絕對優(yōu)勢 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 隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 產(chǎn)品精度的提高 對各種粉狀物料的細(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 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)對于 細(xì)和超細(xì)物料的分級 含水量 7 13 黏性物料的分級還存在問題 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 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 2 15m 2 30m 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 1 WK 1 PWK 1 PWK 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 2 CO 丸預(yù)處理 按國標(biāo) 部標(biāo)對重要零部件和整機(jī)進(jìn)行檢測和試驗(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) 對篩機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行檢測 全面推廣使 用新材料 新技術(shù) 新工藝 對篩分機(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)對于細(xì)和超 細(xì)物料的分級 含水分 7 13 粘性物料的分級還存在問題 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 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 不堵孔的要求 篩機(jī)為坐式安裝 帶有車輪 對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)為簡諧激 勵(lì) 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的微分方程為 2 1 0sin M x cx kxt F 式中 x x 軸的加速度 速度和位移 x x 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 0 F 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 x t Xcos t 式中 X 真的哦那個(gè)響應(yīng)的相位角 設(shè) 2 0 n kC MC 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 0 C 0 C n 則式 2 2 可以寫成 2 3 2 0 2sin nn xxxt M F 把式 2 2 代入式 2 3 得 2 0 0 2 222 32 1 2 nn F k X kMC F 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 0 F k 0 F st X st X 0 F k 在范圍內(nèi) 可以又正切函數(shù)確定 0 2 2 2 2 arctanarctan 1 n n C km 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 2 1 2 n 6 時(shí) X 達(dá)到最大值 max X max 2 21 st X X 對常見的小阻尼系統(tǒng) 式 2 6 可以近似的表示為 0 05 2 7 max 2 st X X 當(dāng)是最大值時(shí) 一般稱振動(dòng)系統(tǒng)處于共振狀態(tài) max X 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47 n 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 3 m 3 m 對于直線振動(dòng)篩 物料平均運(yùn)動(dòng)速度 可以按下式計(jì)算 2 0 cos d f D f a 9 式中 與拋擲指數(shù) D 有關(guān)的系數(shù) 取 0 95 f D f D 與工作面傾角有關(guān)的系數(shù) 計(jì)算公式為 0 f a 2 10 00 1tantanf aa 角速度 rad s 100 5 rad s 振幅 0 004m 振動(dòng)方向角 0 62 0 0 95 2 086 100 5 0 004 cos62 d 0 374m s 2 ahmwd C C C 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 85 h C h C 物料形狀影響系數(shù) 對快狀物料取 0 8 0 9 這里取 0 85 m C 滑行運(yùn)動(dòng)影響系數(shù) 見表 2 4 0 95 w C w C 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 037m 3600 Q h B 150 3600 1 3 0 54 1 6 由表 2 3 其厚度為中料層厚度 返回檢驗(yàn)的取值合適 h C 物料在槽體中的體積 V BLh 1 3 3 0 037 0 144 3 m 槽體中物料的重量 0 144 1 6 m GV 0 23 噸 物料的參振質(zhì)量 0 2 0 230 2 m MG 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 0 a 00 155 0 10 0 10 0 15 a 1 1 2 1 31 25 1 6 表 2 3 與料層厚度關(guān)系 h C 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) h C 0 9 1 00 8 0 90 7 0 8 表 2 4 與關(guān)系表 w Ck 拋擲 強(qiáng)度 k 1 001 251 51 752 002 503 0 滑行 運(yùn)動(dòng) 影響 系數(shù) w C 1 11 751 051 11 01 051 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 22 100 5 0 004 4 12 9 8 K g 3 1 4 拋射強(qiáng)度 v k 4 2 v k 2222 2 sin 2 16 0 004sin62 cos9 8 cos30 fA ga 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1010 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3060 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 MMM 總物篩箱 式中 總參振質(zhì)量 M總 篩箱中物料參振質(zhì)量 前面已算為 46kg M物 篩箱參振質(zhì)量 M篩箱 0 250 6 1 3 30 25M 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 對單質(zhì)量系統(tǒng) 4 2 g KM 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 g j 振動(dòng)的圓頻率 rad s j j 30 n 篩箱振動(dòng)次數(shù) r min n 所以 3 14 960 30 100 5rad s j 1 3 1 7 100 5 14 35 33 5rad s g M 參振質(zhì)量 kg 故彈簧剛度 K 980 553 43 3013 公斤 cm 22 2636 14 3533 5 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 33N m d K 5 10 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 0g 37 j g Z 式中 頻率比 小型篩取小值 大型篩取大值 0g Z 5 2 d t K K n 式中 單個(gè)彈簧的剛度 N m d K 彈簧的總剛度 N m K 支撐彈簧的個(gè)數(shù) t n 對小型篩 5 3 46hA 0 014hm 式中 彈簧的最大變形量 m h 由于 故取4Amm 5 0 0040 02hm 取 0 16 5 4 0 0 150 20 h H 取 0 0 02 0 125 0 16 H 0 0 13Hm 式中 彈簧的自由高度 0 H 取 0 0 51 D H 0 0650 13D 0 1Dm D 彈簧的外徑 m 取彈簧的孔直徑30dmm 則受壓面積與自由面積之比 5 0 10030 0 135 44 130 Dd H 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 22 2 0 00715 4 Dd Fm 外形系數(shù) x K 5 6 2 2 1 2 1 1 65 1 2 1 1 65 0 135 1 236 x K 1 2 j EE 式中 外形系數(shù) x K 動(dòng)彈性模量 d E 2 N m 靜彈性模量 j E 2 N m 靜彈性模量與邵氏硬度的關(guān)系式為 5 50 033 3 57 10 js EeH 7 式中 橡膠彈簧的邵氏硬度 s H 由于取 1250 型號(hào)橡膠彈簧 5065 s H 取邵氏硬度60 s H 則 50 033 6062 3 57 102 586 10 j EeN m 52 1 2 15 76 1018 9 d EN m 5 1 2 彈簧強(qiáng)度校核 剛度 0 6 55 3 103 101 236 0 00715 0 130 02 2 49 10 1 33 10 dx d E K F K Hh N mN m 滿足要求 強(qiáng)度應(yīng)滿足 5 8 d jj hK F 式中 橡膠的壓縮應(yīng)力 j a p 橡膠的許用壓縮應(yīng)力 取 j a p980 ja kp 5 0 02 2 49 10 0 00715 697980 d j aja hK F kpkp 滿足要求 5 2 偏心塊的設(shè)計(jì) 5 2 1 軸頸的估算 對于實(shí)心軸的計(jì)算公式 5 9 3 3 5 p Mp ddA n 或 式中 軸的直徑 mm d M 軸傳遞的額定轉(zhuǎn)矩 N m 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 A MP 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 115126103A 5 4Pkw 960 minnr 3 min 5 4 11520 45 960 dmm 由于存在一個(gè)鍵槽 故而將計(jì)算的軸徑增加 5 所以 20 4520 45 5 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 偏心塊簡圖 200Rmm 60rmm 陰影部分的面積 5 22222 260 2006038118 360180 ARrmm 10 其形心坐標(biāo) 5 33 5 2 6 6 sin 15 1366 117 9 DD c D R r ydyd rrdrd y AAd Rr r drd AA mm 11 又由偏心塊的偏心距 5 00c MG y 12 0 0 10 52 89 23 0 1179 c M Gkg y 所以 每個(gè)偏心塊的質(zhì)量為 1 89 2322 3 4 Gkg 偏心塊的厚度 由 5 36 0 7 8 1038118 10GVABB 13 0 0 7575Bmmm 所以把偏心塊的厚度為 0 75Bmm 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 9006 1200 15008 1800 240010 300012 3600 420016 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 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 2 01 4 9 8FmAM 總 14 式中 一個(gè)偏心塊的質(zhì)量 01 m 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 8 2 100 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 ww M Z 由設(shè)計(jì)規(guī)范查得 24 5MPa w 式中 Z 型材截面系數(shù) 為 25 9 6 10 3 m M 橫梁所受彎矩 計(jì)算得 193 25 9 7 45MPa 24 5MPa w 6 10 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 45 4 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選擇電動(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 1 NNN 16 式中 傳動(dòng)效率 取 0 95 振動(dòng)消耗的功率 1 N kW 5 17 23 1 1740480 CMA n N C 阻尼系數(shù) 推薦 取 0 25 0 20 3C 振動(dòng)次數(shù) n960 minnr 總參振質(zhì)量 M2636Mkg 23 1 0 25 2636 0 004960 5 36 1740480 NkW 摩擦消耗的功率 2 N kW 5 3 2 1740480 m f MAn d N 18 摩擦系數(shù) 取 0 005 m f 振動(dòng)器軸的直徑 d0 1dm 3 2 0 005 2636 0 004 9600 1 2 68 1740480 Nkw 所以 12 11 5 362 688 46 0 95 NNNkw n 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 qj MM 19 式中 靜轉(zhuǎn)矩 j M 9 89 8 2115 7 20 1179133 68 jzk Mn W rN m 單個(gè)電動(dòng)機(jī)靜轉(zhuǎn)矩為 0 133 68 66 84 2 j MN m 電動(dòng)機(jī)的靜啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng) q MN m 查手冊得 114 8994 q MN m 選擇電動(dòng)機(jī)為 功率為 5 5kw 轉(zhuǎn)速為 960r min2 13226YM 114 8994 q MN m 38Dmm 80E 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 1 F g F 及偏心塊的自重及 支撐反力 靜轉(zhuǎn)矩 當(dāng) z W K W A R B R j W 1 F z W 方向一致時(shí) 軸承受力最大 受力狀態(tài)如下圖所示 K W 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 為簡化計(jì)算略去不計(jì) 力 z W K W 1 F 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 g F 1 F g F 向力為 N 5 2 1ABKj RRRFW r 20 式中 振動(dòng)的圓頻率 j 偏心距 mr 偏心質(zhì)量 kg K W 1 主激振器軸承的計(jì)算選擇 2 22 3 0 1179 100 526 56RkN 軸承的額定動(dòng)負(fù)荷為 5 hmp tn f f f CP f f 21 式中 軸承額定動(dòng)負(fù)荷 N C 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 N PPR 壽命因數(shù) h f 速度因數(shù) n f 沖擊載荷因數(shù) p f 溫度因數(shù) t f 力矩載荷因數(shù) m f 在軸承手冊的有關(guān)表中選取 其中額定壽命為 p f n f t f 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 46 h f 0 366 n f 1 0 t f 2 5 d f 1 5 m f 故 2 46 1 5 2 5 26 56669 3 0 366 1 0 CkN 根據(jù)的條件選擇合格的軸承 r CC 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695 r CkN 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 所以必須對其進(jìn)行壽命的校核 校核公式如下 5 22 3 6 10 60 C T nP 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 對激振器軸承的校核 將以上計(jì)算結(jié)果代入其中 3 6 5 10695 3 11 1010000 60 960 26 56 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 3 p dA n 式中 軸的直徑 mm d M 軸傳遞的額定轉(zhuǎn)矩 N m 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 A MP A 按定的因數(shù) p 選用 45 鋼 故 取 115126103A 4 23Pkw 960 minnr 3 min 4 23 11518 85 960 dmm 由于存在一個(gè)鍵槽 故而將計(jì)算的軸徑增加 5 所以 mm18 85 18 85 5 19 79d 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 t M 5 24 22 t MMaT 式中 M 彎矩 N m M 1 Fl 離心力 N 1 F 5 2 1 Fmr 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 KN 2 1 F 22 3 0 1179 100 526 56 l 危險(xiǎn)斷面到 點(diǎn)的距離 m 由圖 計(jì)算得 l 0 0375m 1 F 1 26 56 0 03750 996MFlkN 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 m 9550 N T n 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 23 955054 7 960 TN m 996 27 N m 2222 966 0 3 54 7 t MMT 危險(xiǎn)斷面的應(yīng)力應(yīng)滿足 5 26 t ww M Z 式中 彎曲應(yīng)力 Pa w Z 截面模數(shù) 3 m 由于 33 53 3 14 0 08 9 8 10 3232 d Zm 6 5 996 27 19 8 10 93 1 5 026 10 ww PaMPa 同理 截面的校核同上 1 3838 45MFlN m 3838 48 N m 2222 3838 45 0 3 54 7 t MMT 33 5 3 14 0 1 9 8 10 3232 d Z 6 5 3838 48 39 17 10 93 1 9 8 10 ww PaMPa 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 cwztn TTK KK KT 27 式中 T 理論轉(zhuǎn)矩 N m 為了使所選聯(lián)軸器孔直徑與軸直徑相適應(yīng) 故 4 23 9550955042 08 960 p TN m n 動(dòng)力機(jī)系數(shù) w K 工況系數(shù) K 啟動(dòng)系數(shù) z K 溫度系數(shù) t K 查手冊得 1 0 w K 1 5K 1 0 z K 1 0 t K 所以 42 08 1 5 1 0 1 0 1 063 12 cwzt TTK KK K N m 故選萬向聯(lián)軸器型號(hào)為 公稱轉(zhuǎn)矩為 150 58 225SWCB n TN m D 為 58mm 為 47mm 1 D 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 2000 ccp M dkl 28 式中 M 傳遞的轉(zhuǎn)矩N m d 軸的直徑 mm l 鍵的工作長度 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 MPa cp 而 M 42 08 前面已求 N m l L b 45 10 35mm k h t 8 5 3mm 2000 42 08 21 0930 38 3 35 ccp MPa 滿足強(qiáng)度要求 1 剪切應(yīng)力的校核 公式 5 2000 p M dbl 29 式中 b 鍵寬 mm 鍵的許用剪切應(yīng)力 MPa p 2000 42 08 6 3365 38 10 35 p MPa 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 ii i W x x W mm Ii i W y y W 式中 第 i 個(gè)構(gòu)件的質(zhì)量 kg i W i 個(gè)構(gòu)件質(zhì)量的總和 kg i W 第 i 個(gè)構(gòu)件的重心坐標(biāo) ii xy 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 72587 01231712 11444429261924028 1 擋板上 80 441667 33491867 03583112973 9150184 4 邊條 21 516981776301564838184 后槽鋼 139 634591733 55996176 5241996 6 下槽鋼 121 41394805112217097727 上三角剛 2672993363 145974 4 篩面 287 9719261805 573477527 8519950 下料斜 58 83446 0562872 24059897901 6168887 7 下料平 65 64088 47663108 628612709555203926 支撐角鋼 14 73426 0562852 2459771951 141928 平 9 84098 73083 61263875130219 28 入料斜 18 63411 23782987 1561018989955561 1 如料口 27 344087 443257 691331561289065 24 料口托架角 鋼 64098 73083 61263875118501 6 斜 5 23426 0562852 2459771951 114831 67 立角鋼 2 114462 443253 69145193966865 286 后立板 22 8644833253 691458629274379 35 角鋼 14 745033253 691465136647829 24 支撐槽鋼 167 5534591733 485996107 3290444 6 支撐圓鋼 76 951393 6805 11121987 461952 45 后擋板 223 6938792100 458147645 6469849 7 槽鋼立 46 045418 77836 87350456 0538533 68 槽鋼立 23 34387 442887 751266983067284 58 總和 2000 0111871245753698104 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)備工藝性能評定方法 規(guī) 定 評定指標(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 65 7 1212 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 長方形的顆粒難以透過方孔和 圓孔 但可以透過長方形篩孔 所以 球形 立方體 多角形顆粒的篩分 效果相對條狀 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 606070 8090 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 對粗