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机械毕业设计(论文)-3175直线振动筛的设计(全

时间 2020-07-25 18:42

  本次设计振动筛,在冶金和煤矿有广泛的应用。本文主要介绍振动筛的应用及其发展状况,本次设计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;合理设计振动筛的结构尺寸;对 激振器进行偏心块的设计和计算,和齿轮的校核;包括原始的设计参数;电动机的 设计与校核;进行了主要零部件的设计与计算;弹簧的设计与计算;轴的强度设计; 轴承的选择和计算;然后设备的维修、安装等。 关键词:振动筛;弹簧;激振器 全套图纸,加153893706 辽宁科技大学本科生毕业设计 II 3175linear vibrating screen ABSTRACT vibratingscreen, have significant applications coalmines. papermainly introduces application vibratingscreen itsdevelopment condition, designcontain vibrationscreen designscheme; Analyzing dynamicsanalysis kineticparameters vibratingscreen; reasonabledesign structuresize vibratingscreen; Vibrator eccentricblock, gearcheck; Including originaldesign parameters; maincomponents; Spring design shaftdesign; Selection KEYWORDS:screening ,spring ,vibrator 辽宁科技大学本科生毕业设计 III 目录 振动筛的基本概念------------------------------------------------------------------------4 热矿振动筛的安装与维护-------------------------------------------------------------------35辽宁科技大学本科生毕业设计 IV 热矿振动筛的经济分析--------------------------------------------------------------------38结论------------------------------------------------------------------------------------------------------39 致谢------------------------------------------------------------------------------------------------------40 参考文献-----------------------------------------------------------------------------------------------41 辽宁科技大学本科生毕业设计 筛分技术的现状振动筛分机在工程中应用广泛。从国内的研究方向来看,一方面致力于当前筛分机 械的运动分析和结构调整;另一方面瞄准新颖的设计目标、探求合理的结构方式,以便 进一步推动筛分机械的应用。 20世纪40年代,振动筛的出现,标志着现代筛分技术进入了一个新的发展阶段。 随着煤炭加工业的不断发展,筛分作业日益成为其不可缺少的一部分。在现代煤炭工业 中,筛分作业的作用绝不仅仅体现在为其他选煤方法创造条件,它还直接关系到煤炭产 品的对路供应和生产部门的经济效益。通过筛分分级,可以提高煤炭产品质量、增加品 种。这对于减少环境污染、提高煤炭利用效率和社会经济效益都有着重要的意义。可以 认为,就煤炭加工而言,筛分作业和分选作业处于同等重要的地位。美国某学者甚至认 为,筛分作业是选煤厂中最重要的工艺环节,对能否有效地选煤、回收商品煤、产品脱 水干燥等都具有深远的影响,一言以蔽之:筛分是选煤加工厂的“灵魂”。尤其值得一 提的是:同煤炭的分选作业相比,筛分作业还具有简单易行、投资少、见效快、便于管 理的特点。类似于煤炭工业,筛分作业在其他工业部门中也有着广泛的应用,并占有举 足轻重的地位。例如,在三峡和小浪底等水利工程工地,就有众多的各种类型的筛分机 械对砂石物料进行筛分处理;此外,在制盐、粮食加工等领域也广泛地采用筛分机械对 物料进行净化处理。筛分虽然是一种古老的分类方法。它可以处理从 0.1~300mm 甚至 更大力度的各种各样的物料。伴随粉体颗粒技术、机械工程技术等相关领域的科技进步, 众多的新思想、新技术和新材料被引入到筛分技术中来,筛分设备的处理能力和筛分效 率也有了长足的进步,设备的可靠性不断提高,同时很多新型的筛分设备不断问世。例 如,近年来英国的某公司成功地将超声渡技术应用到超细粒级的筛分作业中,有效地解 决了筛孔堵塞的问题,使得筛分技术得以取代以往某些只能采用风力分级来解决的细粒 物料的分级作业,进一步拓展了筛分作业的应用范围。 20世纪40年代,振动筛的出现,标志着现代筛分技术进入了一个新的发展阶段。 随着煤炭加工业的不断发展,筛分作业日益成为其不可缺少的一部分。在现代煤炭工业 中,筛分作业的作用绝不仅仅体现在为其他选煤方法创造条件,它还直接关系到煤炭产 品的对路供应和生产部门的经济效益。通过筛分分级,可以提高煤炭产品质量、增加品 辽宁科技大学本科生毕业设计 种。这对于减少环境污染、提高煤炭利用效率和社会经济效益都有着重要的意义。可以认为,就煤炭加工而言,筛分作业和分选作业处于同等重要的地位。美国某学者甚至认 为,筛分作业是选煤厂中最重要的工艺环节,对能否有效地选煤、回收商品煤、产品脱 水干燥等都具有深远的影响,一言以蔽之:筛分是选煤加工厂的“灵魂”。尤其值得一 提的是:同煤炭的分选作业相比,筛分作业还具有简单易行、投资少、见效快、便于管 理的特点。类似于煤炭工业,筛分作业在其他工业部门中也有着广泛的应用,并占有举 足轻重的地位。例如,在三峡和小浪底等水利工程工地,就有众多的各种类型的筛分机 械对砂石物料进行筛分处理;此外,在制盐、粮食加工等领域也广泛地采用筛分机械对 物料进行净化处理。筛分虽然是一种古老的分类方法。它可以处理从0.1~300mm 甚至更 大力度的各种各样的物料。伴随粉体颗粒技术、机械工程技术等相关领域的科技进步, 众多的新思想、新技术和新材料被引入到筛分技术中来,筛分设备的处理能力和筛分效 率也有了长足的进步,设备的可靠性不断提高,同时很多新型的筛分设备不断问世。例 如,超声渡技术应用到超细粒级的筛分作业中,有效地解决了筛孔堵塞的问题,使得筛 分技术得以取代以往某些只能采用风力分级来解决的细粒物料的分级作业,进一步拓展 了筛分作业的应用范围。 我国筛分机械发展概况1).仿制阶段:这期间,仿制了前苏联的系列圆振动筛、BKT-11、BKT-OM 型摇动筛;波兰的WK-15圆振动筛、CJM -21型摇动筛和W P1、W P2型吊式直线振动 筛。这些筛分机仿制成功,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。 2).自行研制阶段:从 1966 1980年研制了一批性能优良的新型筛分设备, 1500mm3000mm 重型振动筛及系列,15 共振筛及系列,煤用单轴、双轴振动筛系列,YK 和ZKB 自同步直线振动筛系列,等厚、概率筛系列,冷热矿筛系列。 这些设备虽然存在着故障较多、寿命较短的问题,但是它们的研制成功基本上满足了国 内需要,标志着我国筛分机走上了独立发展的道路。 3).提高阶段:进入改革开放的80年代,我国筛分机也进入了一个新的发展阶段。 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厚筛系列、自同步 重型等厚筛系列、重型冷热矿筛系列、弛张筛、螺旋三段筛的研制,粉料直线振动筛、 辽宁科技大学本科生毕业设计 国内外筛分机械的发展方向工业的发展对振动筛的品种和质量要求愈来愈高、从而使振动筛的发展提高到了一 个新的阶段、综合国内外筛分机的状况、筛分机向以下几个方向发展: 向高效率高产量化发展:工业的现代化进程促使企业规模增大、生产能力大大提高、需要高效高产能筛分机与之配套。 振动强度的增大:筛机的振动过程逐渐强化、即提高筛机的振动参数、以取得较大的速度和加速度,从而提高生产能力和筛分效率。 向轻型、环保、结构简化方向发展:80年代的老式振动筛,换网特别不方便, 换一个网时间最少要4个钟头, 且高目数的粉体容易从螺栓泄出 课题提出意义和设计的内容机械设计主要是培养机械设计能力, 对本科所学知识的一次全面应用,并且是和以后 的工作的一个连接,主要培养学生的动手能力和整体思维能力。本次设计描述3 线振动筛的设计方法依据和步骤,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; 对激振器进行偏心块的设计和计算,和齿轮的校核;包括原始的设计参数;电动机的设 计与校核;进行了主要零部件的设计与计算;弹簧的设计与计算;轴的强度设计;轴承 的选着和计算;然后设备的维修、安装等。 辽宁科技大学本科生毕业设计 振动筛的分类振动筛分类方式较多,常按激振器驱动轴的根数多少来分类,可以将振动筛分为单 双频异频振动筛概率筛 椭圆振动筛 直线振动筛 振动筛按照其工作原理、结构、用途,可将直线振动筛大体分为: 振动筛的分类类型 振动运动轨迹 最大给料粒度v /mm 筛孔尺寸 /mm 用途 固定格筛 静止 1000 25~300 预先筛分 圆筒筛 按一定方向旋 3005~60 脱泥矿石分级 滚轴筛 向旋转210 26~50 大块矿物筛分 脱介、预先分级 摇动筛 近似直线 分级、脱水、脱 圆振动筛圆、椭圆 400 6~100 分级 直线 分级、脱水、脱 共振筛直线 分级、脱介、脱 概率筛椭圆、直线 矿物分级 直线 矿物分级 辽宁科技大学本科生毕业设计 远离共振点工作的振动可分为近共振点工作和 按振动的频率比来分, 远离共振点工作(共振筛 通常情况下筛子多数采用惯性振动筛,它的主要优点是振幅稳定,受其他干扰因素小,缺点是激振器有较大的尺寸和高消耗的特点。 振动筛的基本原理振动筛就是对散性物料几何尺寸的筛分,比较其散性物料粒度的大小与筛孔的大 小,如果小于,物料将从筛孔中通过从而达到筛分的目的。筛子振动时单个物料在筛 面上产生一定的加速度使其离开筛面,当通过最高点时物料重新落到筛面上进行筛分。 如果改变筛面的振幅需要改变偏心块上下的激振力大小。通过改变其上、下偏心块空间 上的相位角,可改变筛面的运动轨迹的曲线形状并且还可以改变振动筛筛面物料的运 动轨迹形式。 )圆振动筛其运动轨迹形式为圆或椭圆,它是以一个旋转加速度矢量运转而形成 的运行轨迹,因为圆振动筛的松散被筛物料的能力非常强,故其常常倾斜安装则会使卡 在筛孔中的颗粒重新跳出,有利于提高筛分效率,运转平稳工作可靠。其可有轻型、重 )直线振动筛由于筛子在振动过程中有振的不平稳性,所以筛子以直线或近似直 线为运行轨迹,为了提高效率筛面通常水平安装或稍微倾斜安装;振动方向角为 ;物料的输送和筛分,就在筛面上进行。这类筛子结构紧凑,振动参数合理,运动平稳,有较高的筛分和脱水效率。 振动筛的基本结构振动筛分为共振筛、圆振动筛和直线振动筛等等,其中圆振动筛和直线振动筛往往 统称为惯性振动筛,尽管在工作原理和结构上有区别,但它们的主要组成部件都是一样 的,其组成部件主要有振动器、筛箱、传动装置和隔振装置。 )振动器振动筛使用的振动器通常有两种:单轴式和双轴式。圆振动筛采用单 轴式主要的振动源,拥有双轴式振动器的振动筛主要有直线和椭圆的振动形式。 辽宁科技大学本科生毕业设计 直线振动筛有筒式振动器、ag棋牌,箱式振动器、振动电动机振动器和偏心式振动器,无论使用哪种振动它的基本原理都相同。振动器有两个旋转方向相反但速度相同的偏心质 量,而偏心质量因旋转所产生的离心力在振动方向上的分力相互抵消,从而形成直线运 行轨迹。当其振动方向上的合力通过振动筛筛箱重心时,振动筛运动轨迹为直线。在实 际生产中,往往合力作用线不一定完全通过重心,有时会偏离一个小小的距离。会使运 动轨迹成近似于直线的扁椭圆。两个偏心质量可以通过一对齿轮来实现等速同步运行。 筛箱可以分为筛框、筛面和紧固装置。而箱框是由侧板和横梁构成,侧板是用15mm 厚的钢板制成,横梁通常用槽钢或工字钢制成;一般采用焊接、高强度螺 栓或柳接三种方式将其联结起来。工程上常采用铆接方式这样能够有效地防止回松虽 然有复杂的制造工艺,但它的振动负荷适应能力相对较好,使 紧凑有利于使振动筛能可靠运行。焊接内应力较大,焊缝复杂,在强烈振动作用时焊缝易开裂直至断 裂,但其结构工艺简单,一般可采用回火处理以消除内应力。 )传动装置振动筛带传动装置,它的主要特点是减震缓冲,传动较平稳结构相 对简单,因此振动器的转速可任意选择,其运转时如果转速过快皮带会容易出现打滑磨 损而造成筛孔的堵塞。为避免出现上述现象,常用传动装置用联轴器可直接驱动振动筛, 可使振动器转速平稳也可以延长使用寿命,但振动器的转速不能调节。目前为止传动装 置通常采用高性能齿轮传动系统比较广泛。 )隔振装置振动筛常用的隔振装置是由支撑元件隔振器组成,其本质是一个具 有恢复力的弹性支撑和能量损耗装置。通常,隔振器都是专门设计并制造型号使用时可 作为机械零件来装配安装的器件。根据制造材料和形式的不同可将隔振器分为金属丝网 隔振器、金属螺旋弹簧隔振器、橡胶隔振器、钢丝绳弹簧隔振器等,螺旋弹簧的外形尺 寸较小、结构紧凑,而所得刚度很小,消振性能好,不需要紧固件且工作可靠。由于振 动筛的振幅较大,一般采用圆柱螺旋弹簧作隔振装置。 热矿振动筛筛面物料的运动分析振幅和频率决定了物料在筛面上的运动,为了取得较高生产率和生产效率,筛子 多采用颗粒的跳动状态。根据物料在筛面上的运动情况,选择合适的频率和振幅,由此 计算单个颗粒在筛面上的运动受力分析如下。 辽宁科技大学本科生毕业设计 筛上物料受力分析颗粒出现跳动状态的临界条件:物料颗粒出现跳动的临界条件是颗粒对筛面的法X 向压力N=0,即 cossin coscos sin (2.2)跳动起始角 时,颗粒仅仅在筛体表面上的跳动。 根据现有经验: 利于颗粒透筛 3.0时,有利于颗粒透筛 筛上物料跳动状态辽宁科技大学本科生毕业设计 热矿振动筛的动力学分析惯性振动 块产生 激振力(由回转的偏心 筛的振动系统由弹簧和 的)、振动质量(筛 箱和振动器的 保筛子能够高效 质量)的组成。为了确 稳定的工作,需要对惯性振动筛 的振动系统进行分析计算,进而找出其 动质量、弹簧刚 偏心重块的质量矩、振 性、振幅 之间的关系,要求选择的弹簧刚性和偏心重块的质量矩必须合理。 动力学 双轴直线运动振动筛的 双轴直线 所示。按单轴振动筛 动力学的分析方法引出运动微分方程式: wt mrw 双轴直线运动振动筛动力学分析惯性式振动筛的最大特点是激振的频率大于系统的固有频率。常以频率比 系统固有圆频率强迫激振圆频率 频率比 (2.4)辽宁科技大学本科生毕业设计 Mw代表筛箱振体产生单位振幅时的惯性力,而K则为振动系统的刚性系数, 亦即系统产生单位变形时所需的弹性力。可见,惯性式振动筛系统的弹性力远小于筛箱 振体的惯性力,在进行动力学分析时,它对筛箱振体的运动影响不大,一般不超过 。阻尼力对系统的影响也是如此,在近似计算时,可略去不计。这就是惯性式振动筛的基本特点。直线振动筛的近视解与圆运动筛相似,当忽略阻尼力及弹性力后,加 速度用 Aw代入得 激振器的偏心质量筛箱振体的惯性质量 (2.6)其相位角α (2.7)系统的固有频率 (2.8)辽宁科技大学本科生毕业设计 热矿振动筛的工作原理工作原理与结构特点直线振动筛均为座式安装。采用双轴激振器(电机不参振), 由两台电机外拖作反向自同步旋转,使筛体沿直线方向作周期性往复运动,从而达到筛 分的目的。 振动筛实图辽宁科技大学本科生毕业设计 参数的设计与选择筛子面积 筛面的主要作用是用来完成筛分过程的,按被筛物料的性质、粒度及筛分工艺的要求,选择合适的筛面。筛面应具有足够的强度,较高的开孔率和不易堵孔等性能。 公式 处理量350 立方米1.6 平方米毫米,为16.6 考虑粒度不大于筛孔尺寸一半的颗粒多少,但对筛分质量的影响系数,每一的地方的粒度并不完全一致。取平均值 0.3 考虑粒度大于筛孔尺寸的颗粒多少,而对筛分质量的影响系数。在此情况下,取其平均值76% ,L=1.76。 参考筛分效率的影响系数筛分机效率的要求,在此要求下1.15 考虑物料形状的影响;水的含量对物料的影响和筛分方法的影响。在此条件下上述各数值都取1。 将各值代入得 烧结机的台车规格宽为2.5米,应为要留空隙。筛面取3.1m,长为7.5m,是为3175型。 奥列夫斯基公式λ=0.15a+1(筛孔尺寸 a)得到的结果显然其结果与事实不 符。因而,依据已有的经验,筛孔尺寸在 mm 33 左右的振动筛,选振幅为5.5是可行辽宁科技大学本科生毕业设计 的,由于现在设计中利用原来的设备基础来选择,所以选振幅为4.5mm 振动频率为 n=735r/min. 筛子的倾斜角度筛面与水平面之间的夹角称为筛面倾角α。筛面倾角与筛分机之处理量及筛分效率 密切相关。随着筛面倾角的加大,筛分机的处理量随着物料在筛面上的运动速度加快 而加大;但物料在筛面上停留时间缩短从而使得筛子的效率随之降低,筛面的倾角减 小会使筛分机的处理量降低筛分效果增加,常选倾角为α=-10~10,则选取倾角α=5 是可以的。 物料的抛射角当机械指数已定时,抛射角度愈大,则输送速度也就愈小,机械指数选取最佳的抛 射角度β=40。 抛料指数754 40sin 73 =0.92(对比重较大的散粒η=0.85~1.0) 7760 735 查的n=0.68辽宁科技大学本科生毕业设计 3525 1268 40sin cos9810 sincos 54 (3.5)现在选取n=735r/min,较临界转速稍低是合理的。 筛箱的尺寸筛箱几何尺寸的确定是筛分机械的重要的工艺参数,尺寸除了考虑结构外观外, 其轮廓尺寸必须以抛射角凑合而成,使其激振力线能够通过筛箱的重心。用力矩法求 其重心。 振动筛示意图由于筛箱是左右对称,所以取筛箱的一半求重心即可。表中各部件重量是半值。 3352 80958 27137984 86680958 70101389 两次减振底架的质量确筛体振动时,为了减小激振力对地基的压力过大,筛子应该有减振底架。它的质量 大小应该遵循:不仅能使起到减振的效果而且又不能使质量太重而显得太过笨重。 之比值,即 与筛体质量 kg7435 16522 45 。由上述计算的全部物料重量的 大小为工作时,筛面上 20% 速度v、面积可算出 最大处理量Q和筛面的 =2.73x(161916+5116)=456KN 取激振力为480KN 振幅精确计算筛子及二次减振底架的 二质量振动系统的简化,如下图3.2所示为。 辽宁科技大学本科生毕业设计 振动筛系统计算简化图可通过运动方程式求它的最大振幅,设在垂直方向 的最大振幅为02 01 则位移幅:wt sin01 sin02 假设不考虑阻尼,则运动方程式:sinwt 35 sin 35sin 35sin 支承弹簧总刚度。计算弹簧时,因为静压缩量为30mm 左右,选每个弹簧刚 度为494N/mm,共12只,则 N/mm5928 减振弹簧总刚度,同理。并选与支承弹簧同刚度的弹簧,共14

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