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1、精选优质文档-倾情为你奉上新型惯性振动筛总体设计目录1专心-专注-专业 1 绪论1.1 引言在很多情况下，振动是一种有害的现象。但在某些场合，振动却是有利用价值的。例如，利用振动可以有效的完成许多工艺过程，或用来提高某些机械的工作效率。最近二十多年来，利用振动原理而工作的机械（简称振动机械）得到了很快发展，其中筛分机械更是得到全面而迅速的发展，它们在矿山和 冶金工厂，选煤工厂，化工厂，发电厂，铸造厂，建筑工地，水泥厂以及食品加工厂中得到了广泛的应用。据不完全统计，目前已经应用于工业生产中的筛分机有数十种之多，例如，圆振动筛，椭圆振动筛，直线振动筛，高频振动筛 ，弧形筛 ，等厚筛，概率筛，冷矿筛
2、，热矿筛和节肢筛等，而振动筛以它结构简单，处理能力大，工作可靠，维修方便等优点在所有筛分设备中占有绝对优势，其占有量约为95%。这些振动机械在工业的各个部门中已经发挥了重要的作用。人类在进步，社会在发展，科技也在不断进步。随着市场经济的发展，产品精度的提高；对各种粉状物料的细度、精度要求越来越高。各种新型的筛分理论及技术在不断的出现，势必在不久的将来，筛分行业出现百花齐放的繁荣景象。本设计是对传统直线振动筛的改进设计，并在原有基础上做一些简单而大胆的创新尝试，其设计过程将在设计说明书中详细的介绍。设计内容包括：激振器轴系的设计，箱体结构的设计，激振器在箱体上的布置，传动装置的选取，电动机的选择
3、，轴承的选择与校核，弹簧的设计，横梁的设计计算及校核等诸多方面。1.2振动筛的用途和组成 建国近60年来，我国的筛分设备走过了一个从无到有，从小到大，从落后到先进的发展过程，前后经历了测绘仿制，自行研制和引进提高3个阶段。目前国内筛机种类繁多，品种齐全。旋转筛和各类振动给料机械多达50个系列近100中规格。广泛用于矿山，冶金，化工，建材工厂，筑路行业及环卫行业中。其物料的筛分，分级，洗涤，脱介，脱水之用。随着科技水平的提高和人类实践能力的进步，筛机的应用领域正得到不断的扩大。根据不同用途，研制出各种不同形式的产品。不过目前国内对于细和超细物料的分级，含水量 7%13%黏性物料的分级还存在问题
4、，重机网曾联系国内外需要100目以下，生产能力为15t/h的细筛，国内就没有厂家能接，我们应该发展特殊用途的筛分设备，满足国民经济建设的需要，并担当对外出口的任务。1.3 国内外筛分机械的发展概况1.3.1 国外发展概况 国外振动筛发展很快其结构有如下特点：（1） 轴承外圈旋转（除此之外都是内圈旋转），外圈旋转集中离心力作用面积比内圈旋转大，内圈旋转离心力作用面积处（内圈1/3处）一般极易发生微粒剥落疲劳破坏，而外圈旋转离心力作用面积大，轴承寿命长；（2） 中间传动轴小，如Cedarapids 公司2.1m6.0m椭圆筛中间轴只有70mm，为什么这么小，因为它不受离心力，只传递电机过来的扭矩给
5、对面偏心块（3） 侧板上开孔小（不像日本神户制钢所筛机侧板开这么大口），这样对筛机强度和刚度影响小。轴承在侧板外侧受力，中间轴罩体既能受上层物料的冲击，又能加强筛机刚度；（4） 采用流行的胀套（皮带轮）和锥套（轴套）联接，维修大大方便；（5） 皮带轮用可调直径带轮，方便改变激振频率。筛分效率高，可水平安装，适用于移动式破碎筛分机组。1.3.2 国内发展概况自建国以来，我国筛分机械的发展经历了几个阶段。五十年代初至六十年代中期，主要是从前苏联和波兰引进，并部分防制了偏心式和单惯性式圆振动筛。如苏制陀旋筛，万能吊筛；波制WK型纯振动筛等。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
6、单轴振动筛和、ZS、DS系列双轴振动筛、和共振动筛。至此我国初步掌握研究、设计和制造复杂结构的中型、大型振动筛技术。80年代初期以后，我国全面的走上了开放的道路，先后引进了范各庄、兴隆庄、钱家营、西曲、晋阳、安太堡等选煤厂的全套工艺设备其中筛分机械有：VSK型、VSL型振动筛，型筛分机，等厚机，系列脱水筛，DSM型弧形筛OSO型旋流筛等，这些外来产品极大的丰富了我国筛分机械种类。促进了我国筛分机械种类的进一步发展。非金属筛网，块偏心激振器，虎克铆钉连接技术等新材料、新技术、新工艺，在我国得到了广泛应用。在引进和吸收外来技术的基础上，我国生产了新型圆振动筛（如YK和YR系列）和新型直线振动筛（Z
7、K和ZKX系列）。为了解决潮湿细粒物料在干法筛分作业中效率低的问题，开发研制了许多新型筛分机，如概率筛、等厚筛、琴弦筛、离心筛、弦张筛和强化筛等。湿法细筛的研制技术也取得了长足的进展，新型高效的振动有电磁振动旋流筛，可翻转弧形筛，高频振动筛。于此同时，我国筛分机械的制造水平也有了很大的提高。目前一些国有大中型制造厂设有研究所、对制造工艺、材料和零部件进行专门研究，在新产品开发方面也具有较强的能力，生产中广泛采用先进设备和工艺，如精密镗床，数控车床和数控切割机；气体保护焊、自动埋弧焊和喷丸预处理；按国标、部标对重要零部件和整机进行检测和试验，等等。目前我国筛分机械的生产已形成较大规模，主要生产厂
8、家有30多个，可供应200多个品种，年累计产量2000台左右，产值近亿元，基本上满足了各部门对筛分机械的要求。1.4 筛分机械发展方向1.4.1 深入研究新的筛分理论和技术应用自同步理论，利用概率、等厚高效筛分方法，研制成功了概率筛、等厚筛和概率等厚筛等。2002年，中国矿大机械厂为解决大型振动筛强度问题，提出了超静定网梁结构理论并使用成功，获得国家专利。最近，新乡威猛集团将12台2m3m的节肢筛组合在一起，形成了目前国内最大的72m振动筛，用于选煤系统的分级和脱水、脱介，效果很好。同样，中国科技大学为铁法矿务局晓青矿研制了筛框不动、筛网振动的大型振动筛。今后，我们还要继续深入研究新的筛分理论
9、和技术，研制高效筛分机械。我们要组织筛分机械设计研究专业队伍，通过试验、研究，发现和发现和发展新的筛分方法和技术，寻求合理的结构形式，动力配置和动力学参数，研制适用于各种条件的筛分机械。1.4.2 引入现代化的设计手段，采用新材料、新技术、新工艺对现有的筛分机械进行运动分析和结构改进，引入现代化设计手段，采用优化设计，计算机辅助设计，用计算机对筛分结构强度进行计算，提高设计的可靠性；建立振动筛试验台，对筛机产品进行检测。全面推广使用新材料、新技术、新工艺。对筛分机械用的钢材、轴承、弹簧、筛网进行专门研究，筛面应从金属筛网想非金属筛网发展，应用橡胶筛板、聚氨酯筛板、弹性杆筛面；支撑元件应采用橡胶
10、弹簧和复合弹簧；推广环槽铆钉和高强度螺栓联接。规范筛分机械制造行业管理，严格执行工艺制度，加强质量管理，提高筛分机械制造水平。1.4.3研制和推广振动机械专用轴承振动器是振动机械的心脏，而轴承是振动器的关键件，目前，国外大都采用瑞典SKF、德国FAG和日本NSK的振动机械专用轴承，因采用振动机械轴承后，轴承承载能力比普通标准轴承提高25%以上，在计算轴承寿命时，负荷系数可以从1.82.1降低到1.21.5，这样，选择的轴承可比标准轴承降低两个型号，轴承型号小了，振动器减小了，筛分机械重量减轻了，生产成本也降低了。1.4.4向标准化、系列化、通用化发展提高三化水平，这是便于设计、组织专业化生产和
11、保证质量的途径。有些零部件如标准化、通用化了，组织专业化生产，可大大降低成本，提高企业效益。1.4.5强化筛机技术参数根据不同用途研制新筛机。发展大型、重型、超重型筛分设备，筛机振动强度可达5.4以上，筛分面积向27M以上发展（德国筛子技术公司曾生产5m12m、筛分面积达55m的筛机），提高筛机的处理能力和承载能力。1.4.6 不断扩大筛机应用领域根据不同用途，研制出各种不同型式的筛机，目前，国内对于细和超细物料的分级，含水分7%13%粘性物料的分级还存在问题。重机网曾联系国内外，需要100目以下，生产能力为15t/h的细筛，国内就没厂家能接，我们应发展特殊用途筛分设备，满足国民经济建设的需要
12、，并承担对外出口的任务。展望未来，我们充满信心，通过全行业人员的努力，我国筛分机械工业将在21世纪再创辉煌。2 总体设计2.1 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、要求和物料等条件进行，其参数、结构一贯满足先进性、可靠性以及经济合理性要求。 （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，应在图样中注明部位，接法和要求。 （4）易损件、备用件、通用件和外构件等，在同一品种规格中，应能互换并符合相应的标准或图样规定。2.2 总体方案的确定2.2.1 运动学参数的设计与计算
13、包括选取振动频率、振幅、筛面倾角、计算直线振动筛的振动强度的并校核。2.2.2 动力学参数的设计计算 包括参振质量的计算，弹簧刚度的计算和箱体重心的计算。 2.2.3 电机的选择与计算 主要包括确定激振器的安装方式，选择振动电机的型号。 2.2.4 对主要零件设计和强度校核 包括以下几个方面的内容：（1）箱体的设计与校核（2）弹簧的设计与校核（3）偏心块的设计计算（4）轴的设计计算与校核（5）横梁的设计及校核2.3 基本结构及工作原理2.3.1 基本结构 该振动筛主要有筛箱，筛面，振动器，弹簧，支座等组成，筛面是主要易损件。根据物料品种和用户要求，本次设计考虑了两种筛面的的结构形式，在应用中可
14、根据实际情况由用户选用。该设计均为悬臂棒条筛面，满足筛分效率高，寿命长，不堵孔的要求。筛机为坐式安装，带有车轮，对于维修提高了很大的效率。2.3.2 工作原理 当安装在筛座上的两台异步电动机反向转动时，其带动偏心块做反向转动，这时偏心块便产生一定的激振力，由于其反向转动，故在沿振动方向角所在直线上其激振力叠加，同时在垂直方向上其激振力抵消。激振力通过横梁传递给整个筛箱，从而使物料近似做直线振动。筛面上的物料受激振力便在筛面上向出料口方向做抛射运动,小于筛孔的物料通过筛孔而落下,大于筛孔的物料经过多次抛射运动,经出料口流出.2.3.3 直线振动筛的动力学分析直线振动筛可以简化为两种振动系统模型：单自由度和两自由度。在振动实际设计计算中，为了简化起见，只计算其一个主要的振动，按单自由度振动系统分析。但是在某些情况下，必须按两自由度振动系统来分析。以下是简化为单自由度振动系统的动力学分析。图2.1所示是直线振动筛的振动系统，可以作为单自由度振动系统来分析。 图2.1 直线振动筛系统振动筛的振动系统为有阻尼的强迫振动系统，振动器的激励为简谐激励。系统运动的微分方程为： （2-1）式中：、xx轴的加速度、速度和位移; M振动筛的参振质量； C振动系统的阻尼系数；
