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2ZS1530直线振动筛设计(全套图纸)

时间 2020-07-04 09:09

  2ZS1530直线振动筛设计(全套图纸)_幼儿读物_幼儿教育_教育专区。2ZS1530

  原创通过答辩毕业设计说明书论文 摘要 振动筛是近几十年来得到迅速发展的一种新型机械,已广泛应用于采矿、 冶金、石化、建筑等工业部门。直线振动筛具有脱水、脱介、脱泥和筛分效果 好等优点,是应用最为广泛的筛分产品。随着采煤机械化程度的提高,对振动 筛机的容量要求越来越大,因此,研究、设计、制造大型直线振动筛就成为一 项十分重要的研究课题。 本文主要是针对 2ZS1530 直线振动筛的设计进行的,从整体布局到个别零 件的选用都进行了改良。描述了本次设计 2ZS1530 直线振动筛设计的计算方法 依据和步骤.包括振动筛的分类与特点和设计方案的确定;对物料的运动分析, 对振动筛的动力学分析及动力学参数的计算,合理设计振动筛的结构尺寸;进 行了弹簧等设计与计算,包括原始的设计参数,振动电动机的选用与校核;进 行了主要零部件的设计与计算,弹簧的设计计算,然后进行了设备维修、安装、 润滑及密封的设计。 关键词:2ZS1530,振动筛,振动电机 第 0 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 第 1 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 Abstract Vibrating screen is in recent decades of rapid development of a new type of machinery, has been widely used in mining, metallurgy, petrochemical, construction and other industries.Linear vibration screener is the most widely used screening products, with advantages of dehydration, sculting, desliming and effective screening.With the improvement of mining mechanization degree, the capacity of the requirements of vibrating machine is more and more big, therefore, research, design, manufacture large linear vibrating screen will become a very important research subject. This paper is mainly aimed at 2ZS1530 linear sieve of the design, from the overall layout to the individual parts of all choose has improved.Describes the design 2ZS1530 straight line design calculation method of the sieve basis and the steps. Including the vibrating screen classification and characteristics and the design scheme of the sure; The movement of material analysis of the vibration sieve dynamics analysis and kinetics parameters calculation and rational design of vibrating structure size; The spring design and computation, including the original design parameters, and the selection of vibration motor and checking; The main parts of the design and calculation, the design and calculation of the spring, and then make the equipment maintenance, installation, lubrication and seal design. Key Words: 2ZS1530,vibration sieve,Vibration motor 第 2 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 目 录 1. 绪论 ............................................................................................................................................ 1 1.1. 本课题的提出和研究意义 ............................................................................................. 1 1.1.1. 本课题的提出 ...................................................................................................... 1 1.1.2. 本课题的研究意义 .............................................................................................. 2 1.2. 振动筛在国内外发展的回顾 ......................................................................................... 3 1.2.1. 国内的发展回顾 .................................................................................................. 3 1.2.2. 国外的发展回顾 .................................................................................................. 4 1.3. 振动筛的发展方向 ......................................................................................................... 5 1.4. 筛分 ................................................................................................................................. 6 1.4.1. 筛分的概念 .......................................................................................................... 6 1.4.2. 筛分设备的作用 .................................................................................................. 7 1.4.3. 筛分作业的分类 .................................................................................................. 7 2. 直线振动筛的总体设计 ............................................................................................................ 9 2.1. 2ZS1530 直线振动筛的规格及主要参数 ....................................................................... 9 2.2. 设计总则 ......................................................................................................................... 9 2.3. 设计依据 ......................................................................................................................... 9 2.4. 2ZS1530 直线振动筛的工作原理及结构特点 ............................................................. 10 2.5. 结构设计 ....................................................................................................................... 10 2.5.1. 总体设计方案 .................................................................................................... 10 2.5.2. 筛网 .................................................................................................................... 11 2.5.3. 筛箱 .................................................................................................................... 12 2.5.4. 如何选择振动筛的振动电机 ............................................................................ 13 2.5.5. 支撑装置 ............................................................................................................ 13 2.6. 2ZS1530 直线振动筛的设计步骤 ................................................................................. 14 3. 振动筛参数的设计及计算 ...................................................................................................... 16 3.1. 工艺参数 ....................................................................................................................... 16 3.1.1. 处理量的校核 .................................................................................................... 16 3.1.2. 物料运动平均速度 ............................................................................................ 16 3.2. 运动学参数 ................................................................................................................... 17 3.2.1. 振动强度 K ........................................................................................................ 17 第 3 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 3.2.2. 抛射强度 K v ................................................................................................... 17 3.2.3. 筛面倾角 ? .................................................................................................... 17 3.2.4. 振动方向角 ? ................................................................................................. 18 3.2.5. 振动筛振动频率 f ......................................................................................... 18 3.2.6. 实际振动强度 K s ........................................................................................... 18 3.3. 动力学参数 ................................................................................................................... 19 3.3.1. 振动筛参振质量初步确定 ................................................................................ 19 3.3.2. 弹簧刚度 K ........................................................................................................ 19 3.3.3. 块偏心振动器的偏心块质量和回转半径关系................................................. 20 3.3.4. 激振力 ................................................................................................................ 21 3.3.5. 筛箱重心及振动电机位置的选择 .................................................................... 21 3.4. 电动机的计算选择 ....................................................................................................... 23 4. 主要零件的设计计算 .............................................................................................................. 25 4.1. 弹簧的设计和选用 ....................................................................................................... 25 4.2. 筛框 ............................................................................................................................... 28 4.2.1. 筛框侧板及后挡板的厚度 ................................................................................ 28 4.2.2. 筛框横梁 ............................................................................................................ 29 4.2.3. 紧固件 ................................................................................................................ 32 4.3. 进料斗和出料斗 ........................................................................................................... 34 4.3.1. 进料斗 ................................................................................................................ 34 4.3.2. 出料斗 ................................................................................................................ 35 4.4. 筛网的选择 ................................................................................................................... 35 4.5. 侧板 ............................................................................................................................... 35 4.6. 筛面张紧装置 ............................................................................................................... 36 4.7. 弹簧支座 ....................................................................................................................... 36 4.7.1. 弹簧上支座 ........................................................................................................ 37 4.7.2. 弹簧下支座 ........................................................................................................ 37 4.8. 机架 ............................................................................................................................... 38 5. 安装维护及润滑 ...................................................................................................................... 39 5.1. 振动电机 ....................................................................................................................... 39 5.1.1. 振动电机使用中有那些注意事项 .................................................................... 39 第 4 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 5.1.2. 振动电机要做那些方面的检修 ........................................................................ 39 5.1.3. 振动电机的使用维护及预防措施 .................................................................... 40 5.2. 直线振动筛 ................................................................................................................... 42 5.2.1. 直线振动筛的维护 ............................................................................................ 42 5.2.2. 直线振动筛日常保养 ........................................................................................ 42 5.2.3. 振动筛的使用注意事项 .................................................................................... 42 6. 结论 .......................................................................................................................................... 44 参考文献 ....................................................................................................................................... 45 附 录 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。 致 谢 ............................................................................................................................................. 46 第 5 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 1. 绪论 1.1. 本课题的提出和研究意义 1.1.1. 本课题的提出 随着我国采矿、冶金、石化、建筑等工业部门的迅速发展,振动筛分设备 在工程中广泛应用,对整个国民经济的发展起着至关重要的作用。因此,针对 振动筛分机械进行的研究具有重大的现实意。从目前国内外的研究动向看,一 方面致力于现存筛分机械的运动分析和结构调整;另一方面瞄准新颖的设计目 标,探求合理的结构形式,动力配置和动力学参数,以便进一步推进筛分机的 应用。随着科技水平的提高,人们对各种商品的需求也越来越精细,质量越来 越高,振动筛的技术在制造也上也有更高的要求。 国内振动筛特别是旋转筛系列产品,还停留在 80 年代的水平,很多厂家还 是处于仿造阶段。国外的振动筛技术早已更新换代,包括美国、日本、德国等 老牌工业国家,他们开发出很多能满足不同需求的振动筛产品,而我国依然还 是统一的采用那种老式振动筛,许多客户不得不去进口德国或者美国的产品。 最主要的还是技术打不到国外的水平。 振动筛分机在一定的筛分效率下要得到较高的单位表面处理能力,在很大 的程度上取决于筛网的运动轨迹。不同的运动轨迹会对物料的输送产生不同的 影响。通常,振动筛工作过程的运动轨迹包括:直线、圆、和椭圆。圆运动筛 工作时,会产生一个旋转着的加速度矢量,使筛面上的物料极易分散,堵塞筛 孔的可能性小。 但圆运动轨迹的抛郑角陡峭,物料输送速度较低,因而在相同条件 下处理量不如直线振动筛 .而直线振动筛在筛面上只是做单调的直线抛郑运动 , 物料运动速度均匀,因此没有堆积现象,更不用人工清砂,所以筛网寿命长。 圆振动 筛是一种做圆形振动、多层数、高效新型振动筛。圆振动筛采用筒体式偏心轴 激振器及偏块调节振幅,筛分规格多,具有结构可靠、激振力强、筛分效率高、 振动噪音小、坚固耐用、维修方便、使用安全等特点,该振动筛广泛应用于矿 山、建材、交通、能源、化工等行业的产品分级。由于国内大型化的振动筛技 术还不是很成熟,生产的小型振动筛质量可靠,大型振动筛暴露的问题很多, 需要认真对待和解决。考虑到筛分机械的这种发展趋势,本课题主要是对圆振 第 1 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 动筛的整体进行设计。 1.1.2. 本课题的研究意义 在工业部门中,筛机的种类很多,例如固定筛、滚动筛、筒筛、摇动筛和 振动筛等,其中以振动筛(包括普通振动筛、共振筛、概率筛和等厚筛)应用 最为普遍。振动筛是利用振动的多孔工作面将颗粒大小不同的混合物料按粒度 进行分级的机械,这种分级作业叫做筛分。筛分工作一般适用于尺寸为 1-300 毫米或更细物料(大 0.05 毫米,甚至更小)的分级。当用于分级时,一层筛面 可获得两种产品;用 n 层筛面分级,可得到 n+1 中产品。 振动筛除了用于分级外,还常用于物料的脱水,即除去物料中的水分;脱 介,即在筛分机中用水清洗并回收重介微粒(在重介质选煤工作中,选别后的 精煤矸石常常粘附着重介质,通常用水清洗并回收) ;振动筛也常用于清洗物料 表面的污泥。 振动筛是我国 20 年来迅速发展的新型机械。 基于振动筛的三种不同的运动 轨迹(圆、直线、椭圆) ,采用不同的筛分方法,并针对国民经济中的个行各业 的特殊需要,形成了各种形式的筛分机械,并在各个工业部门得到广泛的应用。 在冶金工业部门,选矿厂普遍采用圆振动筛对矿石进行预先筛分和检查筛 分;用振动细筛对磨矿机的产品进行分级以提高精矿品位;针对烧结厂热烧结 矿和冷烧结矿分级的要求,采用直线运动轨迹和二次隔振原理,形成了热矿筛 和冷矿筛;另外采用直线筛对焦炭进行筛分,取代了原始的滚轴筛。 在煤炭工业部门,煤的分级在不同的场合分别采用圆振动筛,利用概率筛 分法的概率筛和等厚筛分法的等厚筛;用直线振动筛作为精煤和末煤的脱水脱 介;针对 6mm 以下含水 7%-14%的潮湿细微粒煤的分级先后出现了琴弦筛、旋 转概率筛、滚动筛以解决堵孔问题和提高筛分效率;另外将弧形筛和直线筛结 合在一起,形成弧形高频细筛来解决脱水问题。 在水利电力部门,火电厂对煤的预先筛分是通过圆振动筛或等厚筛来实现 的;利用直线筛解决煤炭的处理,在水电站的建设工作中,如三峡工程需要个 中大型筛机对砂石进行分级。 在交通部门,针对铁路石渣的清沙和除泥,采用概率等厚原理的概率等厚 筛效果很好;用热石筛可对沥青混凝土的石头分级,在高速公路建设中起着重 要作用。 在化工部门,对于化工原料和产品的筛分,化肥和复合肥分级,振网筛和 化肥筛是关键设备。 随着“十五”规划建设投资的加大,冶金、能源、交通、水电等部门的新 第 2 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 建项目和技术改造项目不断增加,大大的推动了机械工业的发展,全国筛分机 械制造业成发展趋势。据了解,全国筛分制造企业已达 450 余家,筛分机械年 产值 1000 万以上的有 10 余家。由于我国东部经济发展较快,筛分机械制造企 业也主要分布在东北、华北、华东和中南地区,尤其是鞍山,新乡地区,在鞍 山机械矿机和河南太行振机企业的影响下,已发展成筛分机械制造基地,这俩 个地区的筛分机械产值约占全国总产值的 50%左右,特别是股份制、民营企业 发展很快。可是在西部地区,基本上没有一家像样的筛分设备制造企业,目前 西部开发用的筛分装备均是从东部采购的,这与当前西部开发的形式是不相称 的。我国筛分设备企业虽然很多,但是真正具备实力的很少,首先,从产品水 平上,全国只有鞍矿和洛矿先后从美国 R.S 公司、德国 KHD 公司和日本神户制 钢所引进过世界先进的筛分设备制造技术,而洛矿的引进,由于多方面的原因, 未能达到预期效果。 对于筛分机械首先要满足工艺过程和工作过程等振动的需要,其次,还应 满足工作寿命长、环保、可靠性高等基本要求。由于筛分机械工况往往比较恶 劣,且在激振力和筛上物料的作用下长期承受交变载荷,所以极易产生疲劳失 效及腐蚀。目前,振动筛的振动普遍存在强度低、适用寿命短、噪声大、共振 幅度大、工作动负荷大、轴承温度升大等问题,并且没有得到很好的解决。本 文通过对圆振动筛的总体设计,使筛体的结构能够尽量合理,从而满足静载荷 和动载荷的要求,提高其使用寿命和可靠性。 1.2. 振动筛在国内外发展的回顾 1.2.1. 国内的发展回顾 我国煤炭资源丰富,储量多,品种齐全。煤炭占我国能源的 75%以上,是 当今和未来几十年内我国最主要的能源。随着我国经济的高速发展,对能源需 求的不断增大以及煤矿采掘机械化程度的不断提高,对于振动筛分机械的工作 效率的要求越来越高,因而研制大容量的大型振动筛的重要性越显突出。我国 对筛分机械的研制主要经历了三个阶段:仿制阶段、自行研制阶段、提高阶段。 五十年代初至六十年代中期,主要是从前苏联和波兰引进,并部分仿制了 偏心式和单惯性式圆振动筛。如前苏联的系列圆振动筛、MZ 型摇动筛;波兰的 WK-15 振动筛,WPI,WPZ 型吊式直线振动筛。这些筛分机械的仿制成功,为我 国筛分机械的发展奠定了坚实的基础,并培养了一批技术人员。 从 60 年代中期我国开始独立研制,主要成果有 DD 系列、ZD 系列单轴振 第 3 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 动筛和 ZS 系列、DS 系列双轴振动筛。这些设备虽然存在一定的故障,寿命较 短等问题,但是它们的研制成功基本上满足了国内的需求,同时也标志着我国 的筛分机械走上了独立发展的道路。 在 80 年代,我国的筛分机械迈进了一个新的发展里程碑。成功研制了振动 概率筛系列,旋转概率筛系列,完成了箱式激振器等系列,自同步等系列,例 如螺旋三段筛,物料直线振动筛,琴弦振动筛,立式圆筒筛的研制取得了一定 的成功。于此同时,我国筛分机械的制造水平也有了很大的提高。我国生产使 用的筛分设备有 200 多个品种,其中绝大部分为振动筛。 我国目前使用的圆振动筛有:吸收国外先进技术的基础上研制的 YK 系列 圆振动筛;引进美国 TaborTI 型振动筛技术制造的 YA 系列筛;在 YA 型圆振动 筛基础上设计的 YAC 系列筛;在消化吸收 YA 型圆振动筛基础上研制的 DYS 大型圆振动筛;具有概率筛和圆振动筛综合筛分效果的 YFS 型圆振动分级筛; 采用高振幅、高频率圆形轨迹振动特性的 GDS 型概率圆振动筛;主要为沥青混 凝土拌和设备配套以及用于不高于 200℃的散状物料分级的 YAR 系列热石筛。 我国目前使用的直线振动筛丰要有: 可用于脱介、 脱水、 脱泥和分级的 ZSM、 DSM 型双轴振动筛;适用于各种煤炭的脱水、脱介、脱泥及湿式分级的 ZKB、 ZKBX 型自同步直线振动筛;广泛用于各种物料分级、脱水、脱介的 zK 系列直 线振动筛; 引进美国 TaborTH 型振动筛技术制造的 ZKX 系列直线振动筛; 消化 吸收 ZKX 基础上研制成功的 DZS 大型直线振动筛; 适用于温度在 150℃以下的 冷烧结矿整粒工序进行分级的 LZS 和 SLZS 型冷矿振动筛;专为冶金部门温度 在 800℃850℃的中小粒度烧结矿进行分级的 SZR 型热矿振动筛。 同样还有其他类型的筛分机械:GS 型、ZBG 型、QGS 型、XGS 型概率筛 分机;ZD 型、ZDS 型等厚筛;GXS 型、SQDI 型琴弦式筛分机;GPS 型高频振 动细筛;C 型、M 型电磁振动旋流筛;SL 型螺旋筛分机;QZK 曲面振动筛; LYS 型立式圆筒筛等。 1.2.2. 国外的发展回顾 国外从 16 世纪开始筛分机械的研究与生产,到了 18 世纪欧洲工业革命时 期,筛分机械得到了迅速的发展,使筛分机械发展到较高的水平。比如,德国 的申克公司能提供 260 种筛分设备,STK 公司生产的筛分设备系列品种较全, 技术水平较高,KHD 公司生产 200 多种规格筛分设备,通用化程度较高,KUP 公司和海因曼公司都研制了双倾角的筛分设备。美国 NRO 公司研制出了 DFN 型双频率振动筛,采用不同的速度激振器,DKR 公司研制成三路分配给料,一 台高速电机驱动的振动筛。英国为解决从湿原煤中筛出细粒末煤,研制成功了 第 4 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 旋流概率筛。前苏联也研制了一种多用处兼有直线振动筛优点的自同步直线振 动筛。 这些国外知名企业采用先进的设计技术及制造技术,不但生产出适用于各 种场合的不同类型的振动筛,而且生产出了性能优良的大型振动筛,受到用户 的欢迎,几乎垄断了国内大型振动筛市场。如德国的筛子技术公司和申克公司 分别制造出了 50 ㎡和 34 ㎡的大型直线振动筛,日本的神户制钢所和川崎重工 也制造出了 34 ㎡和 48 ㎡的产品,美国的 CONN WELD 公司制造出了 27 ㎡的 产品。在对全国几家使用大型振动筛的厂家的调研发现,全套进口的德国筛子 技术公司和日本神户制钢所的 27 ㎡直线. 振动筛的发展方向 直线振动筛,作为对物料进行分级、脱水、脱泥、脱介的有效设备,已广 泛用于煤炭、矿山、化工、医药等行业。由于目前有些用户不仅对设备质量有 要求,对工期也要求很高。所以,高速高效的设计、生产已很必要。 振动筛采用抛射式筛分,筛子每振动一次,物料便被抛射一次,相对筛面 冲击一次,被筛分物料的这种特点使得振动筛的筛分效率高,生产能力大,因 此被广泛使用。振动筛是通过激振设备对筛体的激振而是物料得以分离,从而 达到生产要求的一种设备。在给定的振动强度下振动,使筛面的物料获得一定 的动能,使动能小的细粒到达筛面附件从而得到分离。振动筛分机械主要由以 下三部分组成:激振器、筛体、弹性元件等。 在振动筛产生以后,人们开始重视建立和发展筛分理论。早期的筛分理论 形成于 50 年代初,它是以单个颗粒为研究对象而发展起来的,一般称为单颗粒 运动理论。该理论系统的描述了振动筛对物料进行抛射式筛分时,单个颗粒的 运动情况,进而提出了筛分机特性值。振动筛是我国 20 年来迅速发展的新型机 械。基于振动筛的三种不同的运动轨迹(圆、直线、椭圆) ,采用不同的筛分方 法,并针对国民经济中各行业的特殊需求,产生了各种形式的筛分机械,并在 各个工业部门得到广泛的应用。振动筛分机械在工程中广泛应用,对国家的经 济起着重要作用。从目前国外的研究动向看,一方面致力于现存筛分机械的运 动分析和结构调整;另一方面瞄准新颖的设计目标。探求合理的结构形式、动 力配置和动力学参数,以便进一步推动振动筛的应用。 综合国内外筛分机械状况,筛分机械应向以下几个方向发展。 a. 筛分机械大型化 筛分机械大型化是提高处理量的方法之一。近十年来,许多国家都在设计 第 5 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 大型振动筛, 其中其中以西德最为突出。 1976 年德国已能制造单机处理量为 1000 吨/时的预先筛分振动机。西德筛子技术公司制造的 50m2 振动筛,宽 5.5m, 为了加大激振力,将四个激振器并联安装,筛体用耐疲劳、耐腐蚀能力强的材 料制成。两年多生产实践证明,其使用效果良好。 b. 应用等厚筛分法 等厚筛分法也叫大厚度筛分法,60 年代首先出现于法国,70 年代初期国外 广泛应用这一种新筛分法。该法的特点是:不管入料中小于筛孔的颗粒所占的 百分比如何,在筛分过程中筛上物料层的厚度保持不变或递增,而采用普通筛 分法时,筛上物料厚度都是递减的。等厚筛分法目前在我国某些大型选煤厂中 使用,其产量约较普通筛分法提高两倍以上。 c. 应用概率筛分法 概率筛方法是瑞典人摩根森首先提出的。这种方法有效地按照概率理论去 完成物料筛分的整个过程,它有以下一些特点:由于采用了大筛孔、大倾角和 多层筛面,物料入筛后能迅速透筛,同时也克服了普通筛分法中容易堵塞筛孔 的缺点,减小了筛面的磨损,提高了单位面积的处理量。适合于筛分水分大和 难筛分的细粒级物料。 d. 惯性振动筛的迅速发展 60 年代,共振筛曾受到各国重视,发展很快。但生产实践证明,它具有结 构复杂、机重大、难调整和故障多等缺点。现在德国、日本等已停止制造。与 此相反,近几年来,惯性振动筛,尤其是直线惯性振动筛,由于其性能较好, 结构和维护工作都较简单,故目前得到迅速发展。 1.4. 筛分 1.4.1. 筛分的概念 广义的筛分是指将粒子群按粒子的大小、比重、带电性以及磁性等分体学 性质进行分离的方法。一般来讲,筛分是利用筛子把粒度范围较宽的物料按粒 度分为若干个级别的作业。具有直线轨迹的惯性振动筛为直线振动筛。其支承 方式有悬挂支撑和座式支承两种,悬挂支承,筛面固定在筛箱上,筛箱由弹簧 悬挂或支承,主轴的轴承安装在筛箱上,主轴带轮带动而高速旋转。由于主轴 是偏心轴,产生离心惯性力,使可以自由振动的筛箱产生直线 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 1.4.2. 筛分设备的作用 筛分作业是煤炭加工的重要环节,它广泛地应用于筛选厂和选煤厂, 对煤炭进行粒度分级、脱水、脱泥、脱介。就煤炭加工而言,筛分技术和分选 技术处于同等重要的地位。我国生产的原煤一半以上是动力用煤,不同的用户 对动力用煤的粒度要求是不一样的,尤其是化工,发电等部门,对煤碳粒度要 求很严格,如果超过规定限度,不但影响这些部门的正常生产,还会造成不小 的浪费。例如在煤炭气化的过程中,若使用粉煤含量过高的块煤,不仅影响炉 内气流畅通,降低造气量,严重时还导致气化炉填塞;机车和船舶由于锅炉通 风强,烟筒短,如燃用含有较多粉煤的块煤时,粉煤不仅燃烧不完全而且还随 着烟气飞走,造成浪费和环境污染;大型火力发电厂,绝大部分使用粉煤锅炉, 若供应原煤和块煤,显然是不经济的。总之,将原煤筛选成多种粒度的产品, 对路供应给各类客户,对合理利用煤炭资源是十分必要的。 筛分可以为其他选煤创造条件。目前的各种选煤方法和分选设备往往都受 到粒度的限制。不同的选煤方法都有一定的入料限度,过粗的大块不能分选, 而粒度过细也很难回收。在选煤厂主要是将原煤分成块煤和末煤两种粒级,分 别进行跳汰选煤和重介选煤。重介选煤对入料中的煤泥含量很敏感,它直接影 响到介质系统的正常工作和重介分选的效果。通过分选去除细泥,减少煤泥对 介质系统的污染,以及髙灰细泥对精煤产品的污染;也可使跳汰机洗水粘度降 低,有利于细粒煤的分选,从而提高分选效果。 在动力煤选煤厂中,通常将小于 6mm的干粒粉煤供给发电厂或者其他用 户,而大于 6mm的煤送入跳汰机饿、分选,这也是依靠筛分作用来完成的。 总之,在煤炭加工过程中,筛分作业不仅关系着动力煤产品对路供应,关 系着动力煤和炼焦煤洗选产品质量的提高,也关系到煤炭资源的合理利用,环 境保护和生产部门的经济效益。 1.4.3. 筛分作业的分类 (1)独立筛分 其目的是得到适合于用户要求的最终产品。例如,在黑色 冶金工业中,常把含铁较高的富铁矿筛分成不同的粒级,合格的大块铁矿石进 入高炉冶炼,粉矿则经团矿或烧结制块入炉。 (2)辅助筛分 这种筛分主要用在选矿厂的破碎作业中,对破碎作业起辅 助作用。一般又有预先筛分和检查筛分之别。预先筛分是指矿石进入破碎机前 进行的筛分,用筛子从矿石中分出对于该破碎机而言已经是合格的部分,如粗 碎机前安装的格条筛、筛分,其筛下产品。这样就可以减少进入破碎机的矿石 第 7 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 量,可提高破碎机的产量。 检查筛分是指矿石经过破碎之后进行的筛分,其目的是保证最终的碎矿产 品符合磨矿作业的粒度要求,使不合格的碎矿产品返回破碎作业中,如中、细 碎破碎机前的筛分,既起到预先筛分,又起到检查筛分的作用。所以检查筛分 可以改善破碎设备的利用情况,相似于分级机和磨矿机构成闭路循环工作,以 提高磨矿效率。 (3)准备筛分 其目的是为下一作业做准备。如重选厂在跳汰前要把物料 进行筛分分级,把粗、中、细不同的产物进行分级跳汰。 (4)选择筛分 如果物料中有用成分在各个粒级的分布差别很大,则可以 筛分分级得到质量不同的粒级,把低质量的粒级筛除,从而相应提高了物料的 品位,有时又把这种筛分叫筛选。 脱水、脱介筛分 筛分的目的是脱除物料的水分,一般在洗煤厂比较常见。 此外,物料含水泥较高时,也用筛分进行脱泥。 第 8 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 2. 直线 直线振动筛的规格及主要参数 1) 筛面规格 2) 最大进料粒度 3) 处理能力 4) 5) 6) 功率 设备重量 振幅 3000mm×1500mm 60mm ≤28t/h 4KW 2.8t 4mm 2.2. 设计总则 1) 振动筛的设计应符合机械制图、公差与配合及形位公差等基础标准的规定。 2) 振动筛的设计应按其用途、要求和物料特性等实际条件进行,其参数、结 构应满足先进性、可靠性以及经济合理的要求。 3) 振动筛各构件的选材应力求合理,注意减少制造和安装工作量,注意抗蚀、 抗磨要求。重要构件拼接时,应在图样中表明部位、接法和要求。 4) 易损件、备用件、通用件和外购件等,在同一品种规格中,应能互换并符 合相应标准或图样的规格。 5) 振动筛设计除符合本标准规定外,还应符合现行的有关专业技术规范和规 程的要求。 2.3. 设计依据 1) 振动筛的用途 2) 物料特性:名称,散比重,硬度,水分,颗粒形状,粒度组成,最大给料 粒度,物料粘度 3) 工作制度 4) 处理量 5) 规定粒度及相应的筛分效率 6) 安装方式 第 9 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 7) 希望使用的筛面种类 8) 工作条件(如尺寸限制、环境温度、防尘装置等) 2.4. 2ZS1530 直线振动筛的工作原理及结构特点 结构特点: (1)、体积小,重量轻,结构简单,安装方便,维修容易。 (2)、 噪声小,耗能少,效率高,造价低。 (3)、筛分精度高,无粉尘污染,有利于环 境保护。 (4)、可更换多种筛网,使用寿命长。 工作原理: 当纵向安装在筛体上的两台振动电机相对转动时,两台振动电 机两端的偏心块便产生额定激振动力,其产 生在横向的激振力而想互抵消,其 纵向的激振力通过传振体传递到整个筛面上, 从而使筛面上的物料受激 振力而 在筛网面上向出料口方向跳跃运动,小于筛孔的物料通过筛孔落到下层,经连 续跳跃后经出料口流 出,由于筛分过程合理,便可将物料经振动筛分级后,取 得几种不同程度的物料,完成物料的分级作业。 本筛机主要由筛箱、筛框、筛网、振动电机‘电机台座、减震弹簧、支架 组成。 1) 筛箱:由数张厚度不同的钢板焊制而成,具有一定的强度和刚度,是筛机 的主要组成部分。 2) 筛架:可选多种形式,如木网架、铁架网、不锈钢网架等,主要用来保持 3) 4) 5) 6) 7) 筛网平整,达到正常筛分。 筛网:有低碳钢、黄铜、青铜、不锈钢等多种筛网。 电机台座:下振式,电机安装在筛箱下方,使用前螺钉必须拧紧,特别是 新筛机试用前三天必须反复紧固,以免松动造成事故。 减震弹簧:阻止振动传给地面同时支持筛箱的全部重量,安装时,弹簧必 须垂直于地面。 支架:由四个支柱和两个槽钢组成,支撑筛箱。安装时支柱垂直于地面, 支柱下面的地钢应相互平行。 振动电机:产生激振力,使筛面上物料受振。 2.5. 结构设计 2.5.1. 总体设计方案 根据我们在建大本部参观实习、老师讲解、图书馆及网上收集资料、我们 第 10 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 小组相互间讨论。我设计了如下总体设计方案,图 2-1 所示: 图 2-1 总图设计方案图 2.5.2. 筛网 聚氨酯分级筛网、筛板广泛使用于冶金、矿山、煤炭、建材、水利、筑路 等行业的筛分机上,是钢板冲孔筛网、钢丝编织网、不锈钢筛板及橡胶筛板的 换代产品,具有重量轻、筛分效率高、不堵孔、抗摩擦、抗冲击、抗撕裂、寿 命长(是不锈钢筛板的 2-3 倍) 、噪声低、安装方便、综合效益高等优点。 本次设计的 2ZS1530 直线振动筛具有两层筛网,见下图图 2-2。 第 11 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 图 2-2 筛网 2.5.3. 筛箱 筛框由侧板、后挡板、横梁、承料板和排料嘴等组成,如图图 2-3 所示。 筛框所用横梁一般用两端带法兰的封闭型材构成。目前多为圆形和矩形。 当无合适的规格所选用时,矩形梁亦可压制对焊,其成型方式冷热均可,但在 长度方向同一形态只能一次成型。焊接必须焊透,并进行退火处理,焊缝位置 对直线振动筛宜布置在振动方向的垂线上。 筛框侧板和后挡板、进料嘴及横梁宜采用高强度螺栓或环槽铆钉联接,受 力较小部分可采用普通螺栓加锁紧螺母联接。 图 2-3 筛箱 第 12 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 2.5.4. 如何选择振动筛的振动电机 振动电机的原理是动力源与振动源结合为一体的激振源,振动电机是在转 子轴两端各安装一组可调偏心块,利用轴及偏心块高速旋转产生的离心力得到 激振力。振动电机的激振力利用率高、能耗小、噪音低、寿命长。振动电机的 激振力可以无级调节,使用方便。 选用合适的振动电机对于直线振动筛很重要,这不仅会影响到筛分质量, 筛分效率,而重要的是影响到筛机的使用寿命。直线振动筛的筛箱依靠两台相 同的卧式振动电机做相反方向同步旋转,使支撑在减振器上的整个筛机做直线 运动,物料从入料端落入筛箱后,迅速前进、松散透筛,完成筛分作业。 在振动筛行业里,直线振动筛上配套使用最多的电机是:JZO 振动电机和 YZS 振动电机。 为什么有的时候两种型号的振动电机都可以选用呢?原因在于客户筛分物 料的产量以及筛子需要配用的振动电机功率等多种因素来决定的;另外就是 JZO 振动电机和 YZS 振动电机系列振动电机有很多型号是一样的,而同一种型 号的两种电机的激振力是一样的。一般来说,同种型号的两种振动电机相比, JZO 振动电机的功率要稍大于 YZS 系列振动电机, 所以当客户的筛选物料比重, 产量等等比较大时就要选用功率大一点的 JZO 振动电机,相反则选用 YZS 的。 此外 JZO 振动电机要比 YZS 振动电机运行稳定一些。就是同种型号的 YZS 振 动电机要比 JZO 的重量轻、价格便宜一些。所以如果筛分物料比重大,筛分精 度高,筛分产量大,筛机需要运行时间长的话,最好选用 JZO 振动电机;相反 可以选择用 YZS 振动电机,这样即实惠又可以达到筛分目的。 振动电机的特点有: 1、全封闭结构、可在任何无防爆要求的粉尘条件下工作; 2、体积小,重量轻,激振力大并可无级调节,使用和维修方便; 3、可以改变安装方式、改变激振力的方向等,采用强烈型振动、具有稳定 的振幅等。 2.5.5. 支撑装置 根据 JB/T 3687.1,振动筛安装方式为座式。每台振动筛由四组弹簧支撑,每 组弹簧视振动筛的规格不同,可由一个至三个弹簧组成。 支撑弹簧可用橡胶弹簧或,亦可用复合弹簧,一般在支撑装置中还设计有 摩擦阻尼器,其结构见图 2-4 所示.鉴于橡胶弹簧和复合弹簧的橡胶内阻较大, 对过共振区时的振幅有一定限制作用,故亦不设计阻尼器和其它的限制装置。 第 13 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 图 2-4 支撑装置 2.6. 2ZS1530 直线振动筛的设计步骤 在设计本振动筛时,根据资料知物料的处理量为不小于 28 吨/时,物料的物 理性质和粒度组成,筛分的方式为(脱水、脱介、分级)和分级的粒度,其它 特殊要求(准许占地面积、准许安装高度、准许动负荷等)。然后确定按以下步骤 设计: 1) 根据机器的用途选定采用单轴振动筛或双轴振动筛。分级一般用单轴振动 筛,脱水、脱介一般用双轴振动筛。 2) 根据给定的生产率,要求的筛分效率和物料的筛分特性,计算出需要的筛 面面积, 取筛孔尺寸上层为 25mm、下层为 13mm,根据公式 Q=Fq 计算出 振动筛的处理能力。 第 14 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 3) 按物料的跳动状态选定抛射强度 Kv 值,然后选择设计振动次数 n、筛面倾 角α 、振动方向角β 和物料运动速度等工艺参数。 4) 根据技术先进性、经济合理性和使用可靠性的要求,选择筛框、筛面、振 动电机。初算电动机功率,画出部件装配图和零件图。精确设计筛箱的重 量和重心。确定振动电机的各项参数。 5) 计算隔振弹簧的刚度,然后按最恶劣的工作条件选择弹簧的许用应力来设 计橡胶弹簧。 6) 布置筛箱、振动器和隔振弹簧的相互位置。双轴振动筛振动器的安装位置 应使激振力的作用线通过筛箱和振动器的总重心。隔振弹簧应等距离布置 在总重心两边,但不可太靠近两端,以减小侧板压力。 第 15 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 3. 振动筛参数的设计及计算 3.1. 工艺参数 3.1.1. 处理量的校核 煤炭筛分 Q : Q ? Fq (3-1) 式中:F—筛面有效面积,错误!未找到引用源。 q—单位处理量, (见表 4) , t (h ? m 2 ) 错误!未找到引用源。 根据表 4,取单位处理量为 10t (h ? m2 ) 则可得 Q ? Fq ? 3.0 ?1.5 ?10 ? 45t h ? m2 ? ? 3.1.2. 物料运动平均速度 物料运动的平均速度和物料层厚度的计算 对于直线振动筛,物料运动的平均速度 v 可按下式计算: v ? 0.9?CaChCmCw 式中: ? ——角速度 , rad s ; Ca ——倾角对平均速度的影响系数; Ch ——物料厚度影响系数; C m ——物料形状影响系数; C w ——滑行运动影响系数; (3-2) 。 ? ——振动方向角 ( 0 ) 由《振动筛设计规范》书可得,查表 15 Ca 取 1.0,查表 16 得 Ch 取 0.9,查 第 16 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 表 17 得 Cw 取 1.0. 代入上式得: v ? 0.9 ? 4 ?10 ?3 ? 1020? ?1.0 ? 0.9 ?1.0 ? cos 40 ? ? 0.265 m s 30 Q ? 3 6 0B 0h v r 根据流量法 (3-3) 其中: B --晒面宽度, m : h --筛面上物料层的厚度, m : v —物料运动的平均速度, m s : 错误!未找到引用源。—物料的松散密度, t m 3 。 物料的松散密度错误!未找到引用源。取 1.2, 则筛面上物料层的厚度 h? 45 ? 0.026 m ? 26 mm 。 3600 ?1.5 ? 0.265 ?1.2 3.2. 运动学参数 3.2.1. 振动强度 K 根据目前的机械水平,K 值一般在 3~8 的范围内。在此 K 取 6。 3.2.2. 抛射强度 K v 抛 射 强 度 Kv , 根 据 振 动 筛 的 用 途 选 取 , 直 线 振 动 筛 宜 取 kv ? 2.5 ~ 4.0 。难筛物料取大值,易筛物料去小值;筛孔小时取大 值,筛孔大时取小值。在此 k v 取值为 2.7。 3.2.3. 筛面倾角 ? 对于直线 ,为适应不同需要可在 ? 100 内选取。在此 ? 取值 为错误!未找到引用源。 。 第 17 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 3.2.4. 振动方向角 ? 对于直线振动筛一般取 ? ? 300 ~ 60? 。难筛物料取大值,易筛物料去小值, 我国目前多用 400 ~ 450 。在此 ? 取值为 40°。 3.2.5. 振动筛振动频率 f 已知振动筛的振幅 A=4mm。 直线振动筛的振动频率 f ,按下式计算: f ?1 2 gK v Cosa ? 2 ASin ? (3-4) 式中: f ——振动频率 ,HZ; K v ——抛射强度 a ——筛面倾角 ? ——振动方向角 1 9.8 ? 2.7 ? cos5? 代入数据得: f ? ? ? 16Hz 2 ? 2 ? 0.004? sin 40? 由振动频率 f 计算振动筛的振动次数: n ? 60 f ? 60?16 ? 960次 min 。 3.2.6. 实际振动强度 K s 实际振动强度 K s 。按下式校核: Ks ? A? 2 g 2 (3-5) ?? ? 1020 0.004? ? ? 2 A? 30 ? ? Ks ? ? ? 4.7 g 9 . 8 带入数据得: 式中:K—预选的振动强度 第 18 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 经计算得出: K s ? 4.7 ? 6 ? k 故符合要求给定。 3.3. 动力学参数 3.3.1. 振动筛参振质量初步确定 M ? M1 ? M 2 ? M 3 ? M 4 ? M 5 式中: M 1 ——筛箱质量,kg; M 2 ——振动电机质量,kg; 3-6) M 3 ——支撑装置的上弹簧座总质量,kg; M 4 ——物料质量,kg; M 5 ——其它参振质量,kg; 其中 M 4 ? f w BL? ? H i (3-7) 式中: f w ——物料结合系数,取 0.2; L ——筛面的长度,m; ? ——物料松散密度, t / m 3 ; ?H i ——各层筛面上料层平均厚度的总和,m。 经计算: M1 ? 900Kg M 3 ? 30Kg M 2 ? 400Kg M 5 ? 650Kg M 4? 0.2 ?1.5 ? 3.0 ?1.2 ?103 ? 2 ? 0.026 ? 56kg M ? 900? 400? 30 ? 56 ? 650 ? 2036Kg 3.3.2. 弹簧刚度 K 弹簧刚度 K 的选择应遵循的原则是:使振动筛系统的工作过程中传给基础 第 19 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 的动负荷尽可能的小。 一般地,座式振动筛只要使 Z 0 ? 对单质量系统: 2 K ? ?g M ?j ? 3 ~ 7 , 取 Z0 =5。 ?g (3-8) 式中: K ——系统中弹簧的总刚度,N/m; ?g ——系统的固有频率, rad s ; ?g =(1/3~1/7) ? j ,取 ?g =1/5 ? j ; ? j ——振动的圆频率, rad s . ?j ? 2?n 60 (3-9) n ——筛箱振动次数,r/min; M ——参振质量,kg。 2 ? 960? ? 100 .5 r a d s 则 ?j ? 60 ? ?n 1 ? 2 所以弹簧的总刚度为: K ? ? g M ? ? ? ? ? M ? 30 5 ? 则 ? 1? ? 960 K ?? ? ? ? 2036? 822237N m ? 30 5 ? 2 3.3.3. 块偏心振动器的偏心块质量和回转半径关系 (3-10) 式中: 源。 ; 错误!未找到引用源。——偏心块的组数; 错误!未找到引用源。——每组偏心块的质量,错误!未 找到引用源。 ; 错误!未找到引用源。——偏心块的回转半径,m。 第 20 页 错误!未找到引用源。——参振质量,错误!未找到引用 原创通过答辩毕业设计说明书论文 则: m0 r ? MA 2036? 0.004 ? ? 1.0kg ? m nz 8 3.3.4. 激振力 P ? nz m0 r? j 2 (3-11) 2 ?? ? 960 则代入数据得: P ? 8 ?1.0 ? ? N ? 80.3KN ? ? 80282 ? 30 ? 3.3.5. 筛箱重心及振动电机位置的选择 筛子可分成两大部件,即振动电机和筛箱。如图所示建立坐标系。 图 3-1 筛箱重心计算及激振器位置的选取 1)筛箱重心的确定 Xx ? ?mx x r i Mx i r (3-12) Yx ? ?mx y Mx (3-13) 式中 X x ——筛箱的横坐标; m xi ——筛箱每个零件的质量; xr ——筛箱每个零件的横坐标; y r ——筛箱每个零件的纵坐标; 第 21 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 M x ——筛箱的质量 激振器重心的确定 Xj ? ?m x j i Mj j (3-14) Yj ? ?m yi Mj (3-15) 式中 X j ——振动电机的横坐标; m j ——振动电机每个零件的质量; x i ——振动电机每个零件的横坐标; y i ——振动电机每个零件的纵坐标; M j ——振动电机的质量 实际上, 振动电机为对称结构, 其重心就在其形心上。 振动电机的纵坐标 Y j 通过入料等工艺参数决定, 其重心坐标就在 A( X j , H 0 ) 点, 需要确定的参数只有 X j 了。 设振动电机中垂线直线方程为: y ? ?kx ? b 式中 (3-16) k ——振动方向角的正切; b ——中间参数 ( x j , h0 ) 为其线 ? ?kx j ? b 筛子重心坐标为: 第 22 页 (3-17) 原创通过答辩毕业设计说明书论文 X0 ? M j ? X j ? Mx ? Xx M , Y0 ? M j ? h0 ? M x ? Yx M ,M ? M j ? Mx 点 ( X 0 , Y0 ) 也为直线) 、 (22)得: X j ? X0 ? X j 即为所求振动电机的位置。 Y0 ? h0 k 振动电机的位置确定以后,筛箱侧板的结构形状可以做更合理的调整。调 整后会影响筛箱重心,可以如上所述重新计算。一般影响不大,不再调整也可。 3.4. 电动机的计算选择 (1)筛分机在负荷状态下工作所需功率的计算 振动筛振动消耗的功率 N1 2 3 CMA n 1740480 式中: C——阻尼系数,取 0.2; A——最大振幅,mm; n——振动次数,r/min; N1 ? (3-19) 0.2 ? 2036? 0.0042 ? 9603 N1 ? ? 3.31KW 1740480 振动筛摩擦消耗的功率 N 2 N2 ? f m MAn3d 1740480 (3-20) 式中: f m ——轴承摩擦系数 取 0.005 d ——轴颈直径 取 0.08m 第 23 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 0.005? 2036? 0.004? 9603 ? 0.08 N2 ? ? 1.66KW 1740480 振动筛在工作状态下消耗的功率 N 1 N ? ? N1 ? N 2 ? ? (3-21) 式中,? ——传动效率 则 (2)电动机的选择 N? 取 0.95 3.31 ? 1.66 ? 5.23 KW 0.95 选用两台振动电机以自同步形式作为激振器, 根据激振力、 激振频率、 功率要求选用如下电机,满足设计要求。 振动电机的型号 YZO-50-6 两台 电动机的转速 n=1000 r/min 电动机的额定功率 3.70 KW 电动机的激动力 50KN 电动机的额定电流 7.4A 第 24 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 4. 主要零件的设计计算 4.1. 弹簧的设计和选用 我们本次设计弹簧使用圆柱形橡胶弹簧,圆柱形橡胶弹簧集合尺寸见下图 图 4-1。 图 4-1 弹簧 前面我们已经计算出弹簧的总刚度, K ? 822237N m K Kd ? 单个弹簧的刚度: nt 式中: n t ——支撑弹簧的个数 初选 nt ? 4 则: K d ? 822237 ? 102780 N m 8 ?h ? (4 ~ 6) A (4-1) (4-2) 式中: 选 ?h ——弹簧的最大变形量,m; ?h ? 5 ? 4 ?10?3 ? 0.02m ?h ? 0.15 ~ 0.20 H0 (4-3) (4-4) D ? 0.5 ~ 1.0 H0 式中: H 0 ——弹簧的自由高度,m; D——弹簧的外径,m。 根据公式算出 H0 ? ?h 0.02 ? ? 0.1 ~ 0.133 m 0.15 ~ 0.2 0.15 ? 0.2 第 25 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 在此取H0 ? 125mm 根据公式算出 D ? (0.5 ~ 1) ? H0 ? (0.5 ~ 1) ? 0.130 ? 0.065 ~ 0.130m 在此取D ? 100m m ?? 式中: 2d 4H 0 (4-5) ? ——受压面积与自由面积之比; d ——弹簧内孔直径,m。 根据《机械原理及机械设计》查得, C? D ?1 d (4-6) 其 中 C ? 4 ~ 16 , 则 可 得 出 弹 簧 丝 直 径 d ? 7 ~ 33mm , 在 此 弹 簧 丝 直 径 d ? 20 mm 。 由公式算出 ?? 2d 2 ? 0.02 ? ? 0.08 4 H 0 4 ? 0.125 K x ? 1.2(1 ? 1.65? 2 ) Ed ? 1.2E j (4-8) 式中: (4-7) K x ——外形系数; Ed ——动弹性模量, N / m 2 ; E j ——静弹性模量, N / m 2 。 E j ? 3.57?105 ? e0.033Hs 式中: (4-9) H s ——橡胶弹簧的邵氏硬度; 根据静弹性模量与橡胶硬度关系曲线 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 E j ? 2.6 ?106 N m3 数据代入公式得 K x ? 1.2 ? (1 ?1.65? 0.082 ) ? 1.21 数据代入公式得 Ed ? 1.2E j ? 1.2 ? 2.6 ?106 ? 3.12?106 N m3 Kd ? 式中: 则, Ed K x F H 0 ? ?h 0 . 20) 6 2 ?0.00 m 5 (4-10) F——弹簧的受压面积, m 2 ; F? ? ( 0 .21 ? 4 ?h ? 0.15 ~ 0.20 数据代入公式得 H0 数据代入公式得 Ed K x F 3.12?106 ?1.21? 0.005 Kd ? ? ?1 7 9 7 N 71 m H 0 ? ?h 0.125? 0.02 ?j ? 式中: ?hKd ? [? j ] F (4-11) ? j ——橡胶的压缩应力, Pa ; [ ? j ]——橡胶的许用压缩应力, Pa ,取 [? j ] ? 980kPa 。 取 [ ? j ]= KPa 数据代入公式(25)得 ?j ? 所以: ?hK d 0.02 ?179771 ? ? 719084 Pa ? 719 KPa F 0.005 ? j ? ?? j ? 所 求 弹 簧 符 合 要 求 。 所 选 弹 簧 的 结 构 参 数 为 D ? 100mm, d ? 20mm, n ? 2 ? 4.5, H ? 125mm。 所选弹簧为圆柱螺旋压缩弹簧,端 第 27 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 部并紧磨平,支撑圈为 1 圈。 4.2. 筛框 筛框托架设计如下图所示图 4-2。 图 4-2 筛框托架 4.2.1. 筛框侧板及后挡板的厚度 筛框侧板及后挡板的厚度,用类比法确定。 根据下表的数据。 因为选用的筛宽为 1500mm 所以选用的钢板厚度为 8mm。 侧板的材料用 Q235 钢,俩块侧板中间用托架联接,连接方式为焊接。 表 4-1 筛宽和侧板厚度关系 筛 宽(mm) 600—900 1200—1500 1800—2400 3000 3600—4200 钢板厚度(mm) 6 8 10 12 16 第 28 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 4.2.2. 筛框横梁 a. 横梁受力分析 横梁的设计如下图图 4-3 所示。 图 4-3 横梁和法兰 材料:选用 445 钢 横梁与其附件(筛面托架、筛面、紧固件等)构成一体,按频率 f 和振幅 A 振动,因此其受力由动载(惯性力)和静载(自重力)组成。为计算方面,将 附件重量均匀地分配给各梁,然后将动载的最大值和静载合成作为外载军部在 横梁上,即将横梁简化为受均布载荷的简支梁,作静态计算,其载荷分布及弯矩 图见图 4-3 所示。 均布载荷: 9.8W1 ? S m a x l 式中:q— 梁的均布载荷, N m W1 — 梁及其附件的重力(包括物料的重力),N; q? (4-11) l — 梁的长度,m; Sm a — 梁的最大惯性力,N; x Smax ? W1AWj2 W1 ? m1 ? m2 ? m3 式中: m1 — 梁质量(Kg) ; m 2 — 物料质量(Kg) ; (4-12) (4-13) m 3 — 附件质量(Kg) ; 先估算梁的长度为 1500mm,梁的外径 140mm,梁的内径为 120mm。 第 29 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 则梁的质量: m1 ? ? ?0.142 ? 0.122 ? 4 物料质量 这里取 28Kg。 螺栓等附件质量估算为 50Kg。 带入相关数据得出: W1 ? 96 ? 56 ? 50 ? 202Kg 所以可以求出 Smax ? 202 ? 0.004 ? ( 代入数据得出: q ? ?1.5 ? 7.85?103 ? 2 ? 96Kg 960? 2 ) ? 8166 N 30 9.8 ? 202 ? 8166 ? 6764 N m 。 1.5 图 4-4 b. 图 4-3 横梁强度计算 受力分析图 ? W ? M Z ? [? W ] M ? qL 2 (4-14) (4-15) 8 式中: ? W — 梁的弯曲应力,Pa; M— 梁的弯矩,N·m; Z— 横梁载面的模数, m ; 第 30 页 3 原创通过答辩毕业设计说明书论文 [ ? W ]— 梁的许用弯曲应力,Pa,取[ ? W ]=24.5MPa; q— 均布载荷,N/m; L— 横梁长度,m。 Z? ?d 3 32 (1 ? ? 4 ) (4-15) 其中 d-梁的外直径 β -横梁的内直径比外直径 0.143 ? 120 4 [1 ? ( ) ] ? 3.95?10?5 m3 代入数据得出: Z ? 32 140 (6764/ 2) ?1.52 M? ? 951N ? m 8 951 ?W ? ? 2.41 ?10 7 Pa ? 24.1M P a? 24.5M P a? ?? w ? ?5 3.95 ?10 c. 故横梁强度符合要求。 横梁固有频率的验算 按简支梁计算,固有频率为: ?g ? 式中: 2 ?n l 2 EI ? 3? j m1 (4-16) ?g — 梁的固有频率,rad/s; ? n — 振型常数, a n ? n n? (4-17) 其中: n n =1,2,3,4……,这里取 n n =1; E— 材料的弹性模量,N/ m 2 ,取 209GPa; m1 — 单位长度上的质量,Kg/m; I—惯性矩, m 4 ; ? j — 振动圆频率,rad/s。 第 31 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 I? ?0.14 32 ? 4 ? 0.12 4 ? 1.7 ?10 ?5 m 4 ? m1 ? 126 ? 28 Kg 3 ? 1 .5 带入相关数据得出: 209?109 ?1.7 ?10?5 ? 1 5 6r2 a ds ? 3? j 1.52 28 所以所选用的横梁符合要求。 ?g ? ?2 4.2.3. 紧固件 振动筛的关键连接部位(例如:振动器体、横梁、后挡板、及排料斗与侧 板)应采用高强度螺栓或环槽铆钉联接。 螺栓与环槽铆钉的工作原理基本上是一致的。在联接中,构件间力的传递 是靠钢板间的摩擦力实现的,而摩擦力则是由紧固件给钢板的夹紧力产生的。 在装配时要求钢板表面进行喷砂或去油污、消除杂物等处理,以保证有足够的 接触面积和摩擦系数。 联接形式和受力分析如图 4-5 所示,其中高强度螺栓联接见图 4-5(a) 、环 槽铆钉联接见图 4-5(b) 。 图 4—5 螺栓连接 Sg ? Wj A? j 2 (4-18) 第 32 页 原创通过答辩毕业设计说明书论文 S g — 联接件的滑动力,即振动筛联接件的最大惯性力, (N) ; ? j — 振动圆周率; Wj — 被联接体的质量; 带入相关数据得出: Sg ? 2036? 0.004?100.52 ? 82256 N。 Fm ? n jn m Nz f m Fm — 摩擦力, (N) (4-19) n j — 紧固件的数量; n m — 摩擦面数; N z — 正压力; f m — 摩擦系数;钢板联接件经喷砂处理时。 f m =0.45; 此处螺栓采用 40 Cr ,直径为 12(mm)的螺栓,每个侧板 12 个、每层筛 网 6 个,一共用了 36 个螺栓。 P 80282 ? ? 2230N 又 Nz ? nj 36 则 Fm ? 36? 36? 2230? 0.45 ? 1300536 N ? Sg 所以此螺栓满足工作可靠性 由《机械设计手册》一书查得: 屈服强度 ? s ? 900MPa 螺栓材料的许用切应力为: [? ] ? ?s 3.5 ~ 5 ? 900 ? 180 ~ 257 MPa 3.5 ~ 5 (4-20) 螺栓杆的剪切条件为: ?? 4 Fs ? ?? ? ?d 02 m (4-21) 式中: Fs — 螺栓所受的工作剪。

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