可变轨迹振动筛分试验台设计与分析毕业论文

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1、北华航天工业学院毕业论文毕业设计报告(论文)报告(论文)题目： 可变轨迹振动筛分 试验台设计与分析 作者所在系部： 机电工程学院 作者所在专业： 机械设计制造及其自动化 摘 要振动筛分试验台通常由激振器、工作机体或平衡机体、弹性元件组成，激振器产生周期变化的激振力，使工作机体产生持续的振动；工作机体则是筛箱、台面和平衡架体等；弹性元件包括主振弹簧、隔振弹簧和连杆弹簧等。激振器通常由偏心块、主轴、轴承和轴承座组成。我国的大多数振动筛只能实现一种筛分轨迹，至多可以实现两种，这次我的设计是为了配合可调轨迹激振器设计了一个可调轨迹的振动筛分试验台，不同的振动轨迹则应有不同的筛面倾角，所以此次设计中的筛

2、面倾角是可调的能在025调节，试验在同一物料、同一激振力、同一筛面倾角和不同运动轨迹的情况下对物料筛分效率有何影响。或者试验同一物料、同一激振力、同一运动轨迹和不同筛面倾角情况下物料筛分效率有何影响。关键词：振动筛 运动轨迹 可调支撑 筛分效率AbstractVibrating screen test bench is usually composed of the exciter, the working body or the balance body, the elastic element, the exciter produces the periodic change excita

3、tion force, causes the working body to produce the continuous vibration; The working body is the sieve box, the table and the balance Such as the main vibration spring, vibration isolation spring and connecting rod spring. The exciter is usually composed of eccentric blocks, spindles, bearings and h

4、ousings.Most of Chinas vibrating screen can only achieve a screening trajectory, can achieve up to two, this time my design is to match the adjustable trajectory exciter design of a tunable vibratory screening test stand, different Vibration trajectory should have different sieve angle, so the desig

5、n of the sieve angle is adjustable in the 0 25 adjustment, the test in the same material, the same exciting force, the same sieve angle and different trajectories In the case of material screening efficiency. Or test the same material, the same exciting force, the same movement trajectory and differ

6、ent sieve angle of the case of material screening efficiency of the impact.Key words: Vibrating screen Movement trajectory Adjustable support Screening efficiency目 录摘 要IAbstractII第1章绪论11.1课题背景11.1.1课题应用情况11.1.2课题意义11.2振动筛分试验台的组成11.3国内外研究现状21.3.1国内研究现状21.3.2国外研究现状31.4本文的研究内容3第2章设计总体方案52.1设计任务分析52.2机架

7、支撑方案设计52.3设计内容分析62.4总体结构简图7第3章振动筛筛面物料运动理论83.1物料在筛面上的运动分析83.2物料滑行运动的理论103.3物料抛掷运动的理论103.3.1椭圆运动轨迹的抛掷指数103.3.2椭圆运动轨迹的抛离角与抛离系数113.3.3物料抛掷运动的理论平均速度12第4章振动筛分试验台参数计算134.1运动学参数的确定134.2振动筛分试验台工艺参数的确定14第5章主要零部件的设计和计算155.1筛面的设计和选择155.1.1筛面的功用及结构特点155.1.2筛面的分类及加工要求155.1.3筛面的设计及安装175.2筛箱的设计185.2.1筛箱的功用及结构185.2.

8、2筛箱的设计尺寸195.3可调支撑的设计195.4振动机械的隔振理论及弹簧的设计205.4.1振动机械的隔振理论205.4.2弹簧的设计20第6章主要零部件的校核236.1横梁的校核236.2弹簧的校核25致谢27参考文献28第1章绪论1.1课题背景随着我国社会主义建设事业的发展，筛分机械的需求量日益增长，对产品的质量的要求也越来越高。在这种市场需求的促使下，针对筛分机械及筛分技术有大量的研究工作正在进行着。1.1.1课题应用情况基于振动筛的三种不同的运动轨迹、采用不同的筛分方法、并针对国民经济中各行业的特殊要求、形成了各种形式的振动筛分设备、并使其在工业门得到广泛应用、在治金工业部门、选矿厂

9、普遍采用振动筛对矿石进行预先筛分和检查筛分、用振动筛对磨矿机的产品进行分级以提高精矿品位、在煤炭工业部门、用振动筛作为精煤和末煤的脱水、脱介、针对6mm以下含水7%14%的潮湿细煤粒的分级采用了高频细筛来解决脱水问题、在水利电力部门、火电厂对煤预先筛分是通过高频振动筛来实现的、在水电站的建设工作中如三峡工程需要各种振动筛对沙石进行分级、在交通部门针对铁路石渣的清沙和初泥进行筛选、及对沥青混泥土的石头进行筛选、其在高速工路建设中起着重要的作用、在化工部门、对于化工原料和产品的筛分、化肥和复合肥的分级、都离不开振动筛、此外、针对环保部门的垃圾处理及水煤浆在电厂的应用、振动筛均成为关健筛分设备。1.

10、1.2课题意义在我国现有的振动筛中大多数都只能实现一种运动轨迹，而我们此次的设计的振动筛是可以实现三种运动轨迹，不同的运动轨迹有不同大小的激振力，筛面的倾斜角度也是可调的，是为了配合不同的运动轨迹做筛分试验，寻找同样的运动轨迹、激振力大小也一致的情况下，不同的筛面倾角有着不同的筛分效率，寻找最高的筛分效率。1.2振动筛分试验台的组成振动筛分试验台主要有筛箱、筛网、振动器、减振弹簧装置、底架、底板等组成。采用筒体式偏心轴激振器及偏块调节振幅，振动器安装在底板上，并由电动机通过三角皮带带动旋转，产生惯性激振力，迫使筛箱振动。筛机侧板采用优质钢板制作而成，侧板与横梁采用焊接连接。振动筛分试验台采用座

11、式安装。筛面倾角的调整可通过改变筛箱右侧可调支撑高度来实现。筛网是主要易损件。根据物料品种和用户要求，可采用高锰钢编织筛网、冲孔筛板和橡胶筛板，筛面有单层和双层两种，各类筛网均能满足筛分效率高、寿命长、不堵孔的要求。筛网的安装也是此次设计的重要环节，如何安装才能使筛网使用寿命更长，如何安装能使筛网的筛分效率提高。查阅资料，结合实际，便成了此次设计中采用的筛网固定方式，采用特制压板将筛网横向拉紧，中间在横梁上固定一个特制垫块，将筛网安装成拱形。有利于筛网的使用寿命和筛分效率。1.3国内外研究现状1.3.1国内研究现状由于工业基础差。研究能力和制造水平落后，在近50年，我国筛分机械走过从无到有，从

12、小到大。从落后到先进的发展过程。总体上可分为四个阶段。1）：进口设备阶段解放以前，我国在选煤、采矿行业主要依靠人力来完成相应的工作。在少数一些选煤厂和选矿厂主要采用一些固定筛和摇动筛。这些设备完全依靠进口。解放后，随着新中国经济的发展的推动，开始在相关行业推广应用筛分机械。并在大部分洗煤厂、采矿厂和采石场使用一些慢速的摇动筛和老式的振动筛，并开始使用小型的直线振动筛。2）：仿制阶段从50年代到60年代，我国开始从前苏联和波兰等欧洲一些国家进口各种筛分机械。这期间，组织全国相关单位，测绘仿制了前苏联的ryn系列圆振动筛、BKT系列摇动筛。波兰的wk-15圆振动筛、CJM-2l型摇动筛和WPl、W

13、P2型吊式直线振动筛阿。研制出国产szz系列的自定中心筛、Sz系列的惯性筛和SSz系列的直线筛。这些筛分机械仿制成功以后的发展初步奠定了基础，并培养了我国第一批技术人员。3） ：引进提高阶段60年代初开始采用一些前苏联和波兰引进的快速的摇动筛、脱水筛和振动筛技术。从70年代到80年代，我国从美国引进R.s公司的TABOR振动筛技术。从日本神户制钢所引进HLW型振动筛技术，从德国KHD公司引进USK和usL型振动筛。进入改革开放的快速发展的时期我国筛分机的发展也进入了一个新的阶段。在吸收成功研制了YA系列圆振动筛、ZKX系列直线振动筛、ZK系列振动筛。完成振动概率筛系列、旋转概率筛系列，完成了箱

14、式激振器等厚筛系列、重型冷热矿筛系列、驰张筛，粉料直线振动筛、琴弦筛、旋流振动筛、立式圆筒筛的研制也取得成功。国外振动筛产品和制造技术的引进提高了我国筛分机械设计制造人员技术水平，使他们从中学习到先进国家设计制造振动筛的理论、方法、设计技术和制造工艺。4）：自行研制阶段我国制定了第一个煤用单、双轴振动筛系列型谱，自主进行了ZDM(DDM)系列单轴振动筛和ZSMO)SM)系列双轴振动筛的产品设计工作。并投人生产制造。基本上满足了当时国内中、小型选煤厂建设的需要。在此基础上，通过采用自同步理论、块偏心振动器、复合弹簧、环槽铆钉等先进技术，相继开发了2ZKB2163直线振动筛，YKL545和2YK2

15、145圆振动筛、YHL836重型振动筛、RQL224复合振动筛等4种基型新系列振动筛。又相继开发YK和ZKB自同步直线振动筛系列、香蕉筛系列、重型冷热矿筛系列、博厚筛、高频振动筛系列。这些设备成功研制，标志着我国筛分机械走上了独立发展的道路。1.3.2国外研究现状在16世纪，英国首先开始了筛分机械的研究，并诞生世界第一台用于煤炭工业的固定筛。到了18世纪欧洲工业革命时期，筛分机械发展迅速。在19世纪初，一些矿山企业开始使用圆筒筛、摇动筛，有的地方出现一些简单的振动筛分机械11J。近些年来，社会对能源和矿产急剧需求，从而使筛分机械迅速发展。目前，国外知名企业利用计算机辅助设计技术，先进的制造工艺

16、。不但生产出适用于多种行业、多种规格的振动筛。而且生产出了可靠性高，性能好的大型和特大型振动筛。这些振动设备具有世界领先的技术。代表目前行业的发展趋势。Sandwich夹层金属筛网由三层筛网组成，上两层筛网起筛分作用，最下层筛网起支撑作用。多层结构提高了筛网的强度，延长了筛网的寿命，防止了筛孔堵塞。日本的神户制钢所制造的大型振动筛，该设备重27吨，其筛面面积为27ln2，单层筛ZK3675分级能力为500t/h。国外振动机械企业注重产品的大型化、高效性、可靠性、专业性的研发方向。并根据不同的行业特点，提供不同的解决方案。提供全面系统的服务。但不得不看到是，进口设备价格较高，一般的设备价格是国产

17、设备的3倍以上。在大型设备上通常是国产同等型号的810倍。1.4本文的研究内容本课题毕业设计的主要内容为设计一个振动筛分试验台配合一个可变轨迹的激振器实现一个振动筛分试验台可实现三种运动轨迹，研究提供不同的激振力，在同一种物料下，不同运动轨迹，不同的筛面倾角带来的不同的筛分效率。或者试验同一物料、同一激振力、同一运动轨迹和不同筛面倾角情况下物料筛分效率有何影响。是为了以后在矿物选分中提供最优方案。第2章设计总体方案2.1设计任务分析该课题要求我们设计一款配合可变轨迹激振器使用的振动筛分试验台，该机主要用于试验同种物料在同一频率下，运动轨迹和筛面倾角不同带来的什么样不同的筛分效率，该机的自动化程

18、度较高，效率高、结构简单；该机价格便宜、经济实惠，而且占地面积小。综上所述，该设计题目的完成需要解决以下几个主要的问题：1) 确定何种总体结构方案，以达到结构简单轻巧、满足加工条件而效率高的目的。2) 如何设计底座及机身部分，使它们能承受必要的重量，工作时能保持整个机器的平衡,使振动筛能平稳的工作。3) 如何设计改变筛面倾角，且满足刚度和振动要求。4) 弹簧的设计与校核。5) 横梁的设计与校核。2.2机架支撑方案设计振动筛分试验台是利用振动的多孔工作面，将颗粒大小不同的混合物料粒度进行分级的机械。振动筛也常用于物料的脱水，脱介及清洗物料表面的污泥。此次设计的筛分试验台是结构简单，造价低，维修工

19、作量少。从一般的结构可以用不同的固定的方式将筛框进行固定。现在总体布置设计如下两种方案：方案一：吊式振动筛，将振动筛用钢丝绳固定在空中，弹簧与筛箱联接在一起，利用激振器的振动使振动筛筛选。其方案图如图2.1所示。图2.1 吊式振动筛简图1方案二：座式振动筛，利用机架支撑筛箱，并将机架用地脚螺钉固定在地基中，其方案如图2.2所示。图2.3 座式振动筛简图3分析：方案一采用钢丝绳将振动筛固定在空中，其振动弹簧放在筛体两钢板外侧的钢板盒内，其中方案一的钢板盒与吊挂钢丝绳下端与吊挂钢丝绳下端直接固定，方案一主要存在的问题有：筛体由4根钢丝绳固定在大仓顶板上，钢丝绳下端与筛体两侧钢板盒内的弹簧联接在一起

20、。首先，安装、维修等不方便，这两种方案只是适用在特定的场合；其次，振动筛在工作过程中，由于吊挂钢丝绳下端摆幅大于上端，因而下端穿过钢板盒处容易摩擦而被割断，所以大约每月就得跟换一次吊挂钢丝，同时钢板盒内的尼龙垫磨损也相当的快。采用方案二的固结方式能够克服方案一中的产生的根本问题，采用地脚螺钉固定，其比较简单实用，适用的场合较广，且耐用。综上所分析比较，选用方案二的总体支撑方案。2.3设计内容分析通过对总体结构方案的对比之后，总体结构的支撑方案决定采用方案二，即采用座式振动筛分试验台。通过上面的分析可以看出，该振动筛分试验台的设计主要分为以下几个部分的设计：（1）筛箱的设计。它要实现的主要功能是

21、能承受较大的激振力，尽量减少其重量，加工此筛箱时仿形头能把样板的形状勾画出来，从而让割枪切割出与样板形状一致的零件。（2）支撑部件的设计。它的主要功能是支撑振动筛分试验台，保证整个机器工作时的平衡性和稳定性。（4）底座部分的设计。它的主要功能是支撑和固定立柱，保证整个机器工作时的平衡性和稳定性。（5）其它主要零件的设计及计算。2.4总体结构简图可调轨迹振动筛分试验台的总装配结构简图如图2-4所示，详图见附图。它主要由底座、底板，筛箱、激振器、支撑部件、筛网这几个零部件组成。底座用地脚螺栓固定；支撑部件用于支撑筛箱；支撑弹簧用于振幅的产生，激振器为振动筛分试验台上较为重要的部件，为振动筛分试验台

22、的动力来源，使振动筛分试验台达到所要求的振动振幅。其他的辅助零件底板等也是振动的重要组成部件。1：底架 2：弹簧 3：底板 4：可调支撑5：筛箱 6：入料口 7：出料口 8：固定支撑图2-4 振动筛分试验台结构示意图第3章振动筛筛面物料运动理论3.1物料在筛面上的运动分析振动筛运动学参数（振幅、振次、筛面倾角和振动方向角）通常根据所选择的物料运动状态选取。筛上物料运动状态直接影响振动筛的筛分效率和生产率，所以为合理地选择筛子的运动参数，必须分析筛上的物料的运动特性。筛面上的碎散物料是由大小不同的颗粒组成，在这些物料中，只有最下层的物料与筛面直接接触，受筛面运动的直接影响，其他部分只是间接的受筛

23、面运动的影响。由于颗粒之间的杂乱无章的堆叠，使它们的运动互相干扰，因此，物料在筛面的运动情况较复杂。为了找出筛子工作参数与物料运动状态的一些关系，不得不做一些简化，研究单个颗粒在筛面上的运动，这种理想化的分析方法只能提供一些近似的结果。此次设计的振动筛分试验台有三种运动轨迹：圆，椭圆和直线。由图3.1分析筛面的位移方程式可用下式来表示： （3-1） （3-2）其中:式中：y方向和x方向的振幅； y方向和x方向的初相角； 角速度 时间。图3.1椭圆振动机工作面的位移曲线a) 工作面运动轨迹 b）y方向与x方向的位移曲线求上式中的x和y对时间t的一次导数与二次导数，即得筛面沿x和y方向上的速度和加

24、速度： （3-3） （3-4） （3-5） （3-6）这些一般表达式能对椭圆运动过程进行分析，由上式可以看出圆运动轨迹和直线运动轨迹是椭圆运动轨迹的一种特殊情况。因此，只要对椭圆运动轨迹振动机物料运动的过程进行分析研究，所得结果也适用于圆运动轨迹和直线运动轨迹的振动筛分。由运动特征，来研究筛子上物料的运动学。物料在筛面上可能出现三种运动状态：正向滑动、反向滑动和跳动。3.2物料滑行运动的理论椭圆运动轨迹的正向滑动和反向滑动，在椭圆运动轨迹中，由受力分析可知：惯性力和重力分力的合力与极限摩擦力相等，便得： （3-7）化简得：名义正向滑始角和名义反向滑始角 （3-8）由上式可知，若正向滑行指数时，

25、物料不能出现正向滑动。当时，则有解，物料可以出现正向滑动。同理，当反向滑行指数时，物料不能出现反向滑动。当时，则有解，物料可以出现反向滑动。物料可能出现正向滑动的区间为，可能出现的反向滑动区间为当的时候，可以求得使物料颗粒沿着筛面产生正向滑动时最小转数应该为： （3-9） （3-10）为了使物料颗粒沿着筛面产生正（反）向滑动，必须取筛子转数。3.3物料抛掷运动的理论3.3.1椭圆运动轨迹的抛掷指数物料颗粒产生跳动的条件是颗粒对筛面法向压力。即， （3-11）式中名义抛始角；抛始角。由此可以得到： （3-12）式中：D抛掷指数。当抛掷指数D1时,无解，物料不能出现抛掷运动。当时，物料可以出现抛掷

26、运动。则可求得物料开始跳动时的最小转数为： （3-13）为了使物料产生跳动，必须取筛子的转数。3.3.2椭圆运动轨迹的抛离角与抛离系数由于目前使用的振动筛采用抛掷状态，因此要讨论抛掷终止角，抛掷角及运动速度。相对加速度对时间进行二次积分，即得相对位移为： （3-14）当（为物料的抛止角）时，抛掷运动即告终止，由上式可化简为： （3-15） （3-16）式中：抛离角。转化公式（3-16）为抛掷指数D与抛离系数的关系式，即： （3-17）按照式（3-15），（3-16），（3-17）可作出与及D与的关系曲线，则有名义抛始角已知时，可查出抛离角。3.3.3物料抛掷运动的理论平均速度椭圆振动轨迹物料沿

27、工作面方向的相对加速度可由此表示： （3-18）对进行二次积分，便可求得每次抛掷运动的相对位移为： （3-19）可得物料的理论平均速度： （3-20）第4章振动筛分试验台参数计算4.1运动学参数的确定振动机械的工作平面通常完成以下各种振动：简谐直线振动、非简谐直线振动、圆周振动和椭圆振动等。依赖上述各种振动，使物料沿工作面移动。当振动机械采用不同的运动学参数（振幅、频率、振动角和倾角）时，便可使物料在工作面上出现下列不同形式的运动：相对运动、正向滑动、反向滑动和抛掷运动。1.抛掷指数在一般的情况下 ，根据筛子的用途选取，圆振动筛一般取=35，直线振动筛宜取=2.54；。难筛物料取大值，易筛物料

28、取小值。筛孔小时取大值，筛孔大是取小值。本次设计振动筛分试验台，选取。2.振动强度K 振动强度K的选择。主要受材料强度及其构件刚度等的限制，目前的机械水平K值一般在38的范围内，振动筛则多取36。本次设计选择K=4。3.筛面倾角对于单轴振动筛的倾角为：作预先分级用 作最终分级用 对于圆振动筛一般取，振幅大时取小值，振幅小时取大值。对于本次设计中筛面倾角是可调节的，范围为4.筛箱的振幅筛箱振幅；是设计筛子的重要参数，其值必须适宜，以保证物料充分分层，减少堵塞，以利透筛。通常取=36mm，其中筛孔大者取大值，筛孔小者取小值。本次设计选取=3mm。4.2振动筛分试验台工艺参数的确定选取设计振动筛工艺

29、参数：振动筛的工艺参数包括筛面的长度和宽度，此次设计的筛面的长度和宽度根据激振器的合适安装为准，设计筛面长2m宽1m。筛面倾角在可调。第5章主要零部件的设计和计算5.1筛面的设计和选择5.1.1筛面的功用及结构特点筛面是筛子的主要工作部件。对筛面的基本要求是：有足够的强度，最大的有效面积（筛孔总面积与整个筛面面积之比），筛孔不易堵塞，在物料运动是与筛孔相遇的机会较多。常用的筛面有筛板、筛网、条缝筛板和网状丝布四种，前两种主要用在煤炭的分级处理上，后两种用在洗煤厂的脱水、脱泥和脱介质中，正确地选用筛面，就能提高筛分的效果和工作的可靠性，从而发挥筛子应有的能力。为了保证筛面的工作可靠性，筛面固定的

30、方法，也有很大的影响，这对金属丝或金属条所以制成的筛面表现的尤为突出。因为如果筛网的固定比较松弛，筛子振动时，筛网就要产生局部的抖动，使筛丝产生局部的绕曲，严重时要导致筛丝的断裂。通常钢丝只能承受12百万次的反复弯曲。5.1.2筛面的分类及加工要求筛面按材料及加工方法不同可以分为：筛板、筛网、条缝筛板、网状丝布。（1）筛板筛板是最牢固的一种筛面，主要用在大块物料的筛分上。根据一般选煤厂使用的经验，筛孔在25毫米以上的大块分级，应当采用筛板，这样筛面的寿命较长，对筛分效率都影响不大。筛板的开孔率一般为40%左右。煤用筛筛板的材料一般采用和16Mn、16 MnCr等钢板，钢板厚度常用6毫米，根据工

31、作条件的不同可以适当增厚或减薄，筛板的加工可以用钻孔或冲孔等方法。常用的筛孔形状是圆形，个别情况下也采用长方形。应用长方形筛孔时，其长边应与物料运动方向一致，而且只能用冲孔的加工方法加工方法。为了避免筛孔堵塞、可以将筛孔造成底部扩大的圆锥形，这样，筛孔由颗粒的入口到出口逐渐扩大，有利于物料的透筛。对冲孔的筛板来说，这种扩大在冲制过程中可以自然形成。在一般情况下，冲孔比钻孔简便，所以在有条件是，应采用冲孔方法。为了使筛板有足够的强度而且开孔率尽可能大，圆形筛孔几乎总是作菱形的排列。这样排列的筛板，其开孔率可以用下列计算： （5-1）（3-1）式中，开孔率，%；D筛孔直径，mm；S筛孔间的最短距离

32、，mm，按经验，S的大小可以用公式确定。筛板一般是在筛面两侧用木楔压紧进行固定的。木楔遇水膨胀，可以把筛面压的很紧。这种方法简单可靠。为了防止中间部分发生松动，可用螺栓或V型螺栓压紧。（2）编织筛网筛网的优点是开孔率大，可达总筛面就的70%。但是与筛板比较，牢固性较差，使用寿命较短，所以一般只用在细粒度的分级上。在选煤厂往往用于筛孔小于13毫米的煤炭分级。筛网最常用的材质是低碳钢，它只适用于硬度较低的物料，我国许多矿用筛网采用钢，也有用铅丝筛网。如果物料硬度高，可采用高碳钢或合金钢。采用不锈钢和65Mn钢丝造成的筛网，使用寿命能够延长几倍，虽然价格较高，但总的看来在经济上是有利的。筛网的筛孔绝

33、大部分是方形，一般用编织而成。编织筛网的缺点是表面不可采用波纹状的筛丝。为了减少连接处的筛丝凸起，可以把此处筛丝压平，这样既可以减少物料沿筛面运动的阻力，也可以延长筛网的寿命，编织筛网的构造如图5.1所示。平纹编织筛网 斜纹编织筛网图5.1 编织筛网图（3）条缝筛板条缝筛板广泛地应用在煤炭的脱水、脱泥和脱介质中。我国选煤厂用条缝筛板的材质有铜和不锈钢两种。不锈钢筛板比铜筛板价格高23倍，但是它的强度大、耐磨，使用寿命比铜筛板高23倍，脱水和脱介质的效果也比较好。但是也要综合考虑成本和经济效率等综合因素的影响。（4）网状丝布网状丝布一般用于煤泥脱水，它类似编织的粗布，开孔率可达4050%。网状丝

34、布的种类很多，常用的材质有不锈钢、紫铜、黄铜和尼龙等。丝布的材质对其使用寿命影响很大，当用作煤泥或末精煤脱水时，铜丝布大约只能用两个月，而不锈钢和尼龙丝布的强度较大、耐磨，使用的寿命比铜丝丝布高约三倍。5.1.3筛面的设计及安装根据设计任务书，此次设计用平纹编织筛网，1mm低碳钢钢丝编织而成，筛孔大小。振动筛生产能力的计算虽然有不少试验公式，但由于筛分过程的影响因素很多，生产上还是以类似条件下的单位面积生产率来计算。根据筛子的单位面积生产率，可用下式计算筛子的生产能力7：（） （5-2）式中，Q振动筛的处理能力；筛面工作面积，即 (B为筛面的宽度，为筛面长度。一般筛面的长度是一定的，筛分机的处

35、理能力主要是由筛面宽度来调节)；.单位处理量。查表2-7得单位处理量为：12计算得：约为1筛面安装一般利用筛框两边的特制夹板从横向拉紧然后用螺栓固定在筛箱上如图5.2筛网安装方式。为了使筛分物料能够均匀的分布在筛面上，筛网往往安装成拱形，而且筛网拉紧可提高其使用寿命，在工作中应注意其张紧程度。5.2筛网安装方式5.2筛箱的设计5.2.1筛箱的功用及结构筛箱是筛子的承载部件和参振部件，由筛框及固定在它上面的筛面组成。典型的振动筛分试验台的筛框结构。它是由侧板、后挡板、横梁组合而成。侧板是用钢板制成，利用横梁将两块侧板联接起来，使筛框成整体结构。为了加强侧板的刚度，在适当部位铆接角钢以补强。横梁采

36、用无缝钢管。由于振动筛分试验台是在高频振动下工作，筛框不仅承受筛分物料的重量，而且还要承受很大的激振力。因此，筛框的结果要牢固，不但要有足够的强度，还要有足够的整体刚度，使筛框不致因发生变形而损坏。对于大面积的振动筛，这个问题尤为重要。侧板和横梁是筛框的主要受力构件。由于筛箱是借助侧板支承所以侧板承受物料和筛箱的重量，并将激振力传递到筛框的各个部分。侧板一般用616mm的钢板和角钢组合而成。横梁承受筛板和物料的重量级它在工作中的惯性力。横梁可以采用槽钢、工字钢、无缝钢管、箱形梁和压型梁等几种。采用钢管做横梁，由于他在各个方向的惯性矩相同，所以受力状态较好，它特别适用于做圆形运动的筛箱。但是，由

37、于钢管在与侧板铆接时比较困难，所以其使用受到了一定的限制。箱横梁一般是由两根槽钢对接而成，它有利于承受两个方向的力量，所以目前一些大面积的筛箱经常采用。压型梁永钢板热压而成，可以制成所要求的形状，在两的转角处要呈圆角，避免受力后产生的应力集中，它也用在受力较大的大面积筛箱上。应当注意，由于梁的弯矩个长度平方成正比，所以从强度观点来看，筛箱的宽度不宜过大，目前一般筛箱的宽度，很少大于2.5米。筛箱的刚度是指它抵抗变形的能力。在筛子工作时，筛框受振动产生的高频惯性力可使局部构件发生动力变形，这种变形往往是横梁或侧板断裂的一个重要原因。所以，加强筛框结构的刚度、特别是连接部件的刚度是个重要的问题。在

38、横梁间设置纵向小梁、横梁上铺设筛板、横梁与侧板相接处采用较大的弯钢以代替角钢等都是提高筛箱整体刚度的有效措施。筛框结构常用的连接方式有铆接和焊接两种。焊接结构施工简便，但是由于焊缝复杂、内应力开裂甚至造成构件的断裂 。实践表明，铆接结构的筛框，其损坏一般比焊接结构要少一些。根据两种连接方法的特点，对于振动强度较小的小型筛箱（长度小于4m），可以考虑焊接，大型筛箱最好采用铆接，或者采用铆焊联合联接，即重要的地方（如横梁与侧板的连接）用铆接，次要的地方采用焊接。5.2.2筛箱的设计尺寸对于此次设计的振动筛分试验台，其属于小型振动筛，振动的强度较小，所以采用焊接处理，其筛网的型号尺寸为：，筛面的面积

39、为2，均分为4小块（），用角钢焊接成框架并将筛网用特制压板从横向拉紧，然后用螺栓将压板固定在筛箱上，筛网安装成拱形，有利于物料的运动，提高筛分效率。其部件结构图如附图所示，其中侧板为Q235钢板，厚度为7mm。筛箱的底侧用六根直径45mm内径40mm的空心圆钢管焊接而成，满足设计强度要求。5.3可调支撑的设计为了满足此筛分试验台的应用，试验不同的筛面倾角有什么不同的筛分效率，从而在以后的物料筛分中选择最优的筛面倾角。调节方式：左侧支撑高度不变，调节右侧支撑的高度，改变筛面倾角。右侧可调支撑如图5.2所示。1：支撑下部 2：固定块 3：支撑上部图5.2可调支撑结构示意图5.4振动机械的隔振理论及

40、弹簧的设计5.4.1振动机械的隔振理论1）：振动机械按照频率比（即工作频率与固有频率之比）的大小可分为两类：1. 非共振振动机械，其频率比远大于1，即。2. 近共振振动机械，其主振系统的频率比，最常用的范围是。此次设计中采用的是非共振振动机械，其中。2）：非共振振动机械有两种常用的隔振方案大多数的振动机械，如果不对他们采取适当的隔振措施或平衡措施，就可能将很大的动载荷传递给基础，使地基和建筑物产生有害的振动，使机器难以投入使用。1. 一次隔振系统（图5.3a）。在振动体和基础或结构架之间加隔振弹簧。2. 二次隔振系统（图5.3b）。在一次隔振弹簧的外部，再增加一个隔振质量和二次隔振弹簧。a:一

41、次隔振系统 b：二次隔振系统图5.3最常用的两种隔振系统一次隔振系统较为简单，目前在工业部门得到了较为广泛的应用，当一次隔振系统的隔振效果不能满足要求时才采用二次隔振系统，不过采用多次隔振系统后，机器的构造也就越发复杂，它的重量也会随之增大，不利于振动筛分。此次设计中，由于振动机械较小，一次隔振系统便能满足使用要求。所以此次设计采用一次隔振系统。5.4.2弹簧的设计弹簧是一种弹性元件，它可以在载荷作用下产生较大的弹性变形。弹簧在各类机械中应用十分广泛，主要用于：1）控制机构的运动，如制动器、离合器中的控制弹簧，内燃机气缸的阀门弹簧等；2）减振和缓冲，如汽车、火车车厢下的减振弹簧，以及各种缓冲器

42、用的弹簧等；3）储存及输出能量，如钟表弹簧、枪闩弹簧；4）测量力的大小，如测力器和弹簧秤中的弹簧等。按照所承受的载荷不同，弹簧可以分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等四种。螺旋弹簧是用弹簧丝卷制成的，由于制造简便，所以应用最广。在一般机械中，最为常用的是圆柱螺旋弹簧。在此次毕业设计中我选用的是圆柱螺旋压缩弹簧。（1）弹簧所受作用力参振重量：，kg （5-3）式中，筛箱重量，kg； 激振器重量，kg； 隔震装置上底板和支撑装置重量，kg； 物料重量，kg； ； 物料结合系数，取0.2； 筛面的长度，m； 各层筛面上料层平均厚度的总和，m；经估算得：。参振质量； (5-4)重力加速度；计算

43、得。计算总弹簧刚度 (5-5)角速度；计算得在振动筛工作时，弹簧承受的最小作用力和最大作用力。 (5-6) (5-7)z弹簧个数；计算得：，。（2）弹簧丝直径弹簧的许用应力应根据工作条件来确定。因弹簧在一般的载荷条件下工作，可以按第类弹簧来考虑。现选用硅锰弹簧钢（），许用切应力。根据强度条件计算来确定弹簧丝的直径。现取旋绕比C=6得：改取标准值，中径，取标准值，计算得内径外径。（3）弹簧的圈数n根据刚度条件，来计算弹簧的圈数n。由文献14中表16-2 ，取，则弹簧的圈数为：压缩弹簧两端圈磨平取得圈第6章主要零部件的校核6.1横梁的校核横梁的校核是求在该横梁上最大的剪应力与正应力最大值是否小于此

44、横梁的许用应力值。查表可知 (6-1) (6-2) (6-3)圆环内外径之比；剪力，；梁的面积，；梁的最大弯矩，；横截面对中性轴的弯曲截面系数，。横梁材料为热轧无缝钢管，外径45mm内径40mm设计长度尺寸为1100mm。横梁焊接在筛框侧板上，所以横梁承受物料重量和及其自重及其激振器提供的激振力等作用力。筛上物料重量和横梁自重可以视为一个均布载荷作用在横梁上，激振力视为一个集中力作用在横梁上。横梁的受力分析如图6.1所示。图6.1 横梁的受力分析假设物料在整个筛面上重量所以在每根横梁上的物料重量横梁自重根据公式所以，激振力。由受力分析图作出以下剪力图（图6.2）和弯矩图（图6.3）图6.2 剪

45、力图 图6.3弯矩图由图可知：剪力最大，弯矩最大由公式5-1，5-2，5-3可算出由此可知此横梁满足要求。6.2弹簧的校核1）弹簧疲劳强度验算由弹簧材料内部产生的最大最小循环切应力： （6-4） （6-5）得：疲劳强度安全系数计算值及强度条件可按下式计算： （6-6）弹簧材料的脉动循环剪切疲劳极限弹簧疲劳强度的设计安全系数,取=1.31.7按上式可得：所以此弹簧满足疲劳强度的要求。2）弹簧静应力强度验算静应力强度安全系数计算值及强度条件为：式中弹簧材料的剪切屈服极限，静应力强度的设计安全系数，=1.3-1.7所以得：所以弹簧满足静应力强度。综上所述此弹簧满足使用要求。致谢大学中对我最后一次的考

46、验毕业设计已经接近尾声了，在这次毕业设计中我遇到了很多次磕绊，有好多细节和要求我都需要考虑，还要查找很多资料，所以图书馆成了我的常去之地。在我设计振动筛分试验台时，为了保证筛箱能够实现角度调节，我修改了多次，考虑了多种方案，最终从操作的合理性、经济性、实际性方面和支撑的刚性等问题的启发中，最终设计了此次可调支撑。虽然毕业设计很辛苦，需要我们拥有耐心和毅力，但在此次毕业设计过程中我能坚持寻找最合理的方案，我感到万分荣幸，在设计过程中段新豪教授给予了我很大的帮助和支持，并提供了很多设计灵感，在平时和同学和互相讨论，才使我能顺利完成这次毕业设计。在这次毕设中我接触了以前从未接受过的振动机械的学习，了

47、解了振动机械在工业中的诸多运用。感谢我的毕业设计指导老师的谆谆教诲，感谢您在忙碌的教学工作和生活中抽出时间来给我们解答各种问题，悉心指导，提出了许多宝贵意见。您严谨细致、一丝不苟的作风一直是我们工作、学习中的榜样，您循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。此外老师细心的指导和平易近人的作风让我最感动，让我收获最大的是她对学问的一丝不苟的态度和对知识精益求精的追求。每一个细微的知识都严格要求，使我能顺利完成设计任务。最后，衷心地感谢段老师以及评阅设计和参加答辩的各位专家、教授。在此，我向你们表示衷心的感谢！参考文献1 固体力学教研组 振动组. 机械振动. 北京: 民族印刷厂, 1980年

48、.1-842 中国矿业学院选煤教研室组编. 选煤技术. 北京: 煤炭工业出版社, 1985年3 闻邦椿. 刘凤翘. 振动机械的理论及应用. 北京: 机械工业出版社. 1982年.12654 机械设计手册编委会. 弹簧 摩擦轮及螺旋传动 轴. 机械设计手册单行本, 2007年, 1-165 王正浩, 王国业, 刘维伟. 振动筛的研究现状与发展趋势, 沈阳建筑工程学院学报. 1999年第15卷第1期6 闻邦椿. 刘树英, 何勍 振动机械的理论与动态设计方法, 机械工业出版社. 2001年, 1-1967 JB/T9022-1999. 振动筛设计规范. 北京:国家机械工业局. 1999年8 JB/T

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