圆振动筛分机设计可移动小车的结构设计说明

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1、. . 圆振动筛分机设计可移动小车的结构设计最近几年,节能、环保、减耗成了国家可持续发展的主要方向。我国既是生产大国又是能源消耗大国。如何高效的利用资源已成为重要的国家发展战略。中央的发展规划给振动筛分机械行业带来了重大的发展机会。中央政府在国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要已明确指出要研制有重大影响的重大技术装备,其中包括大型冶金设备、大型筛分洗选设备等。振动机械主要运用于钢铁、电力等能源行业以及交通道路行业。随着国民经济的发展,技术的进步,筛分机械广泛应用于矿山、冶金、化工建材工业、筑路行业及环卫行业中。无论是露天开采或者是经过破碎的物料,或是其它某些工业产品所用的天然原料、人工原料,

2、在未处理前常常是以大小不同的颗粒混合在一起的形式存在,有些物料甚至含有许多水分或其它有用或无用的介质。为了正确合理的使用物料和满足产品的质量要求。所以要对物料的筛分、分级、洗涤、脱介、脱水之用。筛分设备技术水平的高低和质量的优劣,关系到工艺效果的好环,生产效率的高低和能源节省的程度,从而直接影响企业的经济效益 。基于振动筛的不同的运动轨迹、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

3、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XX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筛分机在工业上正式应用,有上百年的历史,大体上可以分为三个阶段： 仿制阶段： 上世纪50 年代,我国的筛分设备极为落后,生产上使用

4、的都是从前苏联引进的TY11型圆振动筛；波兰的Wp1 型和Wp2型吊式直线振动筛。为适应生产的发展,当时以XX矿山机器厂,XX矿山机械厂和XX冶金矿山机械厂为主的几个制造单位,通过对以上几种进口筛机进行测绘仿制,形成了国产型号为SZZ系列的自定中心筛、SZ系列的惯性筛和SSZ系列的直线筛等,初步奠定了我国筛分机械的基础。 自行研制阶段： 通过对用户的走访和调研,1967年由XX矿山机械研究所、XX矿山机械厂、煤矿XX、XX煤矿XX、XX选煤设计研究院组成了联合设计组,制定了我国第一个煤用单、双轴振动筛系列型谱,并进行了ZDM系列单轴振动筛和ZSM系列双轴振动筛的产品设计工作。1974 年,两个

5、系列设计工作完成,并投入生产制造,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,由洛矿所、鞍矿厂、XX煤矿XX、东北大学等9个单位又组成了矿用基型振动筛设计组。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,进行了2ZKB2163 直线振动筛,YK1545 和2YK2145 圆振动筛、YH1836 重型振动筛、FQ1244 复合振动筛等4种基型新系列振动筛设计工作。1980 年,鞍矿厂完成了这四种基型筛的制造,并通过了技术鉴定,在工业上得到了广泛的应用,这标志着我国筛分机械走上了自行研制发展的道路。 引进提高阶段： 上世纪80年代以来,冶金和煤炭系统不断从国外引进先

6、进的振动筛产品。在冶金行业：XX宝钢引进了日本神户制钢所和川崎重工株式会社制造的用于原料分级、焦炭筛分、电厂煤用分级的振动筛和烧结矿用的冷矿筛 ；鞍钢、唐钢从德民申克公司引进了热矿筛。在煤炭行业：XX兖州矿务局兴隆庄选煤厂引进了美国RS公司的TI 倾斜筛和TH水平筛；XX开滦矿务局范各庄选煤厂引进了德国KHD 公司制造的USK 圆振动筛、USL直线振动筛；钱家营矿选煤厂引进了波兰米克乌夫采矿机械厂制造的PWK 圆振动筛、PWP 直线振动筛；XX西山矿务局西曲选煤厂和XX矿务局临涣选煤厂从日本神户制钢所引进的HLW型直线振动筛等。这些筛机技术参数先进、结构合理、工作平稳、可靠耐用,基本上代表了2

7、0 世纪70 年代国际振动筛的技术水平。在引进筛机产品的同时,国内生产振动筛的专业厂鞍矿厂先后派谴专业技术人员去美国和德国进行技术考察,并进行技术引进。1980 年鞍矿厂从美国RS公司引进TI和TH 型振动筛制造技术,转化为国内型号定为YA 系列圆振动筛和ZKX 系列直线振动筛,在国内得到广泛应用。1996年鞍矿厂又引进了德国KHD公司USK系列圆振动筛和USL 系列直线振动筛制造技术,这是KHD公司20世纪80年代的改进型产品,其中USL直线筛宽达4.5m,这表明我国中、大型振动筛制造水平向前迈进了一大步。此外,1986年洛矿厂也从日本神户制钢所引进了HLW 型振动筛制造技术,转化后国内型号

8、定为ZK系列振动筛,该筛结构紧凑、重量轻,最大规格的筛分面积达27,是当时国内最大的直线振动筛。国外振动筛产品和制造技术的引进,拓宽了我国筛分机械设计制造人员视野,他们从中了解和学习到了先进国家设计制造振动筛的理论、方法、设计技术、制造工艺,生产管理,业务水平也大大提高。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 向标准化、系列化、通用化发展：这是便于设计、组织专业化生产、保证质量和降低成本的途径 振

9、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、如冠宇机械厂XX生产的高频振动筛所采用的振为2940转/分 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、压网螺栓每层就有48支、换一个网时间最少要4个钟、且高目数的粉体容易从螺栓处泄漏出去。基于以上发展状况,以及现在企业的需求,大家都知道XX周围的企业生产振动筛分机械的厂家在国内占据了几乎一半的市场,所以得自于优厚的环境和条件, 在以前的振动筛的设计和研发的基础上参考了大量的文献资料,振动筛YA型运动轨迹为圆,利用激振器中偏心轴旋转产生激振力迫使筛箱产生振

10、动,使加到筛面上的物料产生抛掷运动,从而使小于筛孔尺寸的物料透过筛孔,实现筛分操作,广泛适用于冶金、矿山等部门,进行各种物料的分级。目前YA型振动筛都是定式的,振动筛固定在一个地方工作,由于振动筛重量大,尤其在野外,吊运更不方便,为了解决这一问题,在对提高2YA1530型振动筛的设计过程中,在振动筛的下部设计了行走装置,振动筛拖在动力头的后边,能容易地从一个工作场地移动到另一个场地,同时迫切需要一些效率高、移动方便、噪声小环保性能好且不受工作场地的限制的振动筛。就目前市场的现状我们设计了一种移动方便且不受场地和环境限制的振动筛。2 运动学参数的选择振动筛的适用范围很广泛,几乎生活中的方方面面在

11、加工和制造时都需要用到各种类型的振动筛！振动筛主要用于对石料分级,同时筛分的矿料的处理量不大,体积较小,所以采用单轴振动筛。振动筛与共振筛的运动学参数有筛面倾角、振动方向角对于直线振动筛、振幅、振动次数及物料的运动速度等。为了选用这些参数,须先确定这些物料的运动状态。为了防止筛孔堵塞,并能获得较高的筛分效率和生产率,目前,在振动筛中多采用物料的跳动状态。下图表示筛面振动运动和物料抛掷运动之间的关系。从图中可以看出,当Kv=3.3时,筛面的一个振动周期正好等于物料的一个跳动周期,这时物料与筛面接触的时间最短,故对减少筛面的磨损是有利的。为了获得较高的筛分效率,最好使物料的每一个振动周期能接触筛孔

12、,故在一般情况下Kv3.3。目前,单轴振动筛取Kv=33.5；双轴振动筛取Kv=2.23；共振筛通常取Kv=2.23。由于圆振动筛是单轴振动筛选取为Kv=3.2。图21 筛上物料的跳动状态2.1 筛面的倾角筛面与水平面之间的夹角称为筛面倾角。筛面倾角与筛分处理量及筛分效率密切相关。随着筛面倾角的加大,物料在筛面上的运动速度加快,筛分机的处理量也随之加大。但是物料在筛面上的停留时间缩短,筛分效率降低。如果筛面倾角减小,则筛分机降低筛分效率增加。筛面倾角的大小决定了要求的生产率和筛分效率。所以产品质量要求一定时,就应该有一个合理的倾角。根据实践经验,筛面倾角推荐使用以下数据：单轴振动筛用于预先分级

13、：a=15单轴振动筛用于最终分级：a=12.5双轴振动筛用于预先分级：a=0 双轴振动筛或共振筛用于脱水、脱介：a=-5本振动筛的筛面倾角选用。2.2 振动方向角振动方向线与上层筛面之间夹角称为振动方向角,圆振动筛一般认为=。取值大,物料每次抛射移动距离较短,物料的运动速度较慢,物料得到充分的筛分。由于筛分的物质为石料,属于难筛物质取值小,表明物料每次抛射以及前进的距离较远,物料,通过筛面的时间较快,因此这种情况适应于易筛物料的筛分。 2.3 振幅振幅是根据被筛物料的粒度及性质来选用的。对于粒度较大的选用较大的振幅,粒度较小的选用较小的振幅。振动筛的振幅通常按照下列数据选取：单轴振动筛用于预先

14、分级： A=2.53mm；单轴振动筛用于最终分级： A=34mm； 双轴振动筛： A=3.55.5mm；共振筛： A=615mm；所以这里选用振幅为4mm。2.4 振动次数n 振动强度可在选定抛射强度Kv和振幅A后按下式计算。对于单轴振动筛：转/分则代如计算如下:为了方便后面的计算,在这里圆正到820转/分。式中振幅为毫米。目前单轴振动筛的振动次数一般为8001200次/分;双轴振动筛一般为700900次/分;共振筛为400800次/分。所以此处选用820转/分,适合上面所述的范围。2.5 物料的运送速度 单轴振动筛的物料运送速度可以按照下面的经验公式计算:式中 修正系数,其值按表可查取;N

15、常数,N=0.18毫米/秒;n 振动次数,次/分;A振幅,米;g重力加速度,g=9.81米/;筛面倾角。查参考资料4表6-4可知：=0.8把上面的数据代入上面的公式可得： =0.41m/s以上把振动筛的所有参数已经选定,为后面的设计做好了基础。3 振动筛工艺参数的计算振动筛的参数包括筛面的长度和宽度、筛子的生产率和筛分效率。 3.1 生产率的计算振动筛的生产率均按入筛原料量计算。生产率的计算方法一般由流量法和平均法。在这里选用平均法。由于建材石料属于矿用振动筛的计算公式由参考资料4公式6-58可知：。式中 F筛子的工作面积,平方米；单位筛面面积生产率；物料的松散密度；校正系数。以上的系数见参考

16、资料4表6-6,6-7可得：由于上下层的物料的松散密度不一样,。则代入上式可知：3.2 筛面的长和宽的确定 根据给定的生产率、要求的筛分效率和物料的筛分特性,按照公式计算所需要的筛分面积。对于双层筛,按照单层逐层进行计算,算出每层相应的生产能力所需要的筛面面积,对于双层筛,应该按单层筛逐层进行计算,算出每层相应的生产能力所需的筛面面积,然后取中间最大值。计算出筛面面积后,可按照参考资料4公式6-56计算出筛面的宽度。通常,式中物料层的厚度,a为筛孔的尺寸。一般说来,当给料端物料层的厚度给定以后,筛面的宽度直接影响筛子的生产率,而筛子的长度,直接影响筛分效率。通常,矿用振动筛的筛面长度一般为4m

17、左右,长度比约为2。用于最终分级、脱水和脱介的煤用振动筛筛面长度为6m左右,长度比约为1.52.5。筛面宽度受结构限制,不宜太宽。筛面宽度以1.25m最小。矿用振动筛按0.3m 的间隔增加成为筛面的宽度系列。所以根据参考资料46-56公式得：由上述可知：,把上面的数据代入上式： 得 由于上下层的筛面面积和筛面宽应该相等,上面所算的数据基本相同,根据0.3m一个间隔增加成为一个系列,所以圆正为1.5m。则筛面的长度为。下面对其型号作以说明： 2 Y A 15 30筛面长度为30dm筛面宽度为15dm轴偏心振动器圆振动筛筛面层数为2层3.3 筛面设计筛面是筛分机用以完成筛分过程的重要工作部件。每台

18、筛分机都要选择一种符合它的工作要求的筛面。一般按照被筛物料的性质和粒度来及筛分工艺的要求来选用 不同的筛面由于建材用的石料大多都用的是石灰石由文献表19及表21可知此矿物料属于中等硬物料由文献2表21知：此类振动筛的筛粉效率约为85%。对于双筛面在这里选用上层为圆孔筛面,下层为长方孔由文献2公式21可知：不同形状的筛孔尺寸和筛下产品的最大粒度之间关系,由下式计算： ka式中： 筛下产品的最大粒度筛孔尺寸mmk系数。有参考资料5可以表如下所示：表31 系数k的值长方形筛孔方筛孔圆筛孔1.21.70.90.7 上层筛孔的尺寸为20mm；下层为6mm则：200.7=14mm=61.2=7.2mm上层

19、筛面根据筛分的石料及颗粒的大小,确定选用板状筛面.由于板状筛面比较牢固,刚度较大,使用寿命长等特点.板状筛面一般是由58mm的钢板制成,在这里由于石料的密度大撞击力大所以选用8mm的钢板,板上的孔选用圆孔,这样可以严格的饿对上层的石子进行筛选.对于下层的仍然选用板状筛面,对于下层而言由于上层筛分之后其筛面承受的力变小,所以选用6mm的钢板,原材料一般选用Q235A。3.4 筛面开孔率的计算圆孔：对于下层方孔： 通过以上计算可以知道使用钢板筛面的开孔率较低,但是寿命长,选材容易。3.5 筛分效率在生产作业中,筛分效率是衡量筛分过程的质量指标。筛分效率是指筛下产物重量与原料中筛下级别筛下级别是指原

20、料中所含粒度小于筛孔尺寸的物料重量的比值。筛分效率一般 按下式计算：式中 -原料中筛下产物含量的百分数；-筛上产物中筛下级别含量的百分数；由于所掌握的资料有限设：=15%,=20%则代入可知：在现实生产中将原料精确的筛分,根据筛分结果可算出筛下级别含量。筛分所用筛面的尺寸和形状,应与测分所用的筛子相同。但是在这里条件的限制只作理论分析。4 动力学分析及参数计算4.1 振动筛的动力学分析惯性振动筛的振动系统是由振动质量筛箱和振动器的质量、弹簧和激振力由回转的偏心块产生构成。为了保证筛子的稳定工作,必须对振动筛振动系统进行计算,以便找出振动质量、弹簧刚性、偏心块的的质量矩和振幅的关系,合理的选择弹

21、簧的刚性和确定偏心块的质量矩。图41 单轴振动筛的振动系统上图表示了单轴振动筛的振动系统。为了简化计算,假定振动器转子的回转中心和机体筛箱的重心重合,激振力和弹性力通过机体重心。此时,筛子只做平面平移运动。今取机体静止平衡时即机体的质量为弹簧的反作用力所平衡的位置的重心所在点o作为固定坐标系统xoy的原点,而以振动器转子的旋转中心作为坐标系的原点。偏心块质量M的重心不仅随机体一起做平移运动牵连运动,而且还绕振动器的回转中心做回转运动相对运动,则其重心的绝对位移为：式中 r偏心质量的重心至回转轴线的距离；轴之回转角度,为轴之回转角速度,t为时间。偏心块m运动产生的离心力为：式中为偏心质量m在x和

22、y方向之相对运动离心力或激振力。在单轴振动筛的振动系统中,作用在机体质量M除了外还有机体惯性力其方向与机体加速度方向相反、弹簧的作用力及阻尼力c称为粘滞阻力系数,阻尼力的方向与机体运动速度相反。当振动器做等速圆周运动时,将作用在振动机体M上的个力,按理论力学的动静法建立的运动微分方程式为：式中M为振动为机体的计算质量,其式可按下式确定：式中 振动机体质量；筛子上的物料重量；物料结合系数,一般取0.150.3；估计振动筛的重量：中小型单轴振动筛：；中小型双轴振动筛：；大型单轴振动筛： ；大型双轴振动筛： ；则振动筛体质量为：由参考资料5公式17-6-15：L筛面长度；在这里取0.15,则代入得：

23、=2545根据单轴振动筛运动微分方程式的全解可知,机体在x和y轴方向的运动是自由振动和强迫振动两个谐振动相加而成。事实上,由于有阻尼力存在的缘故,自由振动在机器工作开始后会逐渐消失,因此,机体振动只剩下强迫振动这部分了。所以,只须讨论公式的特解,其解为：式中 式中为x和y方向机体的振幅；为x方向和y方向的激振力对位移之相位差角。由于在惯性振动筛中,阻尼力不大,通常为170。所以,这时将上式平方后相加后得：上式为标准椭圆方程,即机体的运动为椭圆。当,时,即当弹簧刚性很小时,机体做圆周运动,其运动方程为：从振幅的计算式可知,当时,即自振频率与强迫振动频率相等时,则机体将出现共振,这时弹簧就有因过载

24、而被破坏的危险。共振时的转数可由下式求得：=126r/min通过前面的计算可以知：n=820r/min126r/min是可以的,在此范围内。4.2单轴振动筛的工作状态1低共振状态 低共振状态,即。若取,则机体的振幅。在这种情况下,可以避免筛子起动和停车时通过共振区,从而能提高弹簧的工作的耐久性,同时能减小轴承的压力,延长轴承寿命,并能减少筛子的能量消耗。但是在这种工作状态下工作的筛子,弹簧刚度要求很大。因此必然会在地基及机体机架上出现很大的动力,以至引起建筑物的振动。所以必须设法消振,但目前还没有妥善和简单的消振方法。图41 振幅和转子角速度的关系图2共振状态 共振状态,即。振幅A将无限大。但

25、是由于阻力的存在,振幅是一个有限的数值。当阻力及给料量改变的时,将会引起振幅较大的变化。由于振幅不稳定,这种状态没有得到应用。3超共振状态 超共振状态,这种状态又分为两种情况：1n稍大于,即稍小。若取,则得。因为,所以筛子起动与停车时通过共振区。这种状态的优缺点与低共振状态相同。2,即为远离共振区的超共振状态。此时,。从上图可以明显的看出：转速愈高,机体的A振幅欲平稳,即振动筛的工作状态愈稳定。这种工作状态下,弹簧的刚度较小,传给地基和机架的动力也就很小,因此不会引起建筑物的振动。同时,因为不需要很多弹簧,筛子的构造也比较简单。目前设计和应用的振动筛,通常都是采用这种工作状态。为了减少振动筛对

26、地基的动负荷,根据振动隔离理论,只要使强迫振动频率大于自振频率的五倍即可得到良好的效果。但是这种工作状态下的筛子必须消除起动和停车时,所以必须加消振装置。图42 筛箱的运动轨迹以上分析了激振力和弹性力通过机体重心的机体振动特性。若由于结构的限制,振动器旋转轴的中心在y轴上,在这种情况下,激振力和弹性力并不通过机体重心,这时,振动机体将绕其重心作不同程度的摇摆运动。单轴振动筛的惯性振动器安装于筛箱的上部或下部时,筛箱的前后端运动轨迹如上图所示。当振动器布置在机体重心上部时,两端椭圆形长轴延长线在筛面以上相交。由于给料端长轴向前,有利于给入筛子的物料迅速散开。排料端长轴向后,起减低物料运动速度的作

27、用,有利于难筛颗粒的筛选。震动器在机体重心下部时,两端椭圆长轴在筛面以下相交。由于给料长轴向后,阻碍给入筛子的物料散开。排料端长轴向前,使物料加速通过筛面,不利于难筛颗粒的筛选。这种振动器的布置方式国内外很少采用。4.3 隔振弹簧的确定支撑弹簧是惯性振动筛的重要弹性元件,既是主振弹簧,又是隔振弹簧,其性能好坏直接影响振动筛的筛分效果。与金属弹簧相比,橡胶弹簧具有结构紧凑、安装拆卸方便、吸振限幅性能好以及可同时承受压缩与剪切变形的显著特点。因此,它广泛应用在振动筛上。目前,人们都是凭经验设计、选择减振弹簧,使得振动筛的抛掷指数以及振动轨迹达不到要求。弹簧总刚度确定之后,每个弹簧的刚度为。然后可用

28、机械设计手册中弹簧刚度的计算公式算出弹簧的丝d.振动筛所用弹簧的弹簧指数C 一般取8,有效工作圈数为5,总圈数为7.弹簧材料60,热处理硬度为HRCHRC50。振动筛除用钢制弹簧外还用橡胶弹簧和复合弹簧.钢制弹簧制造容易,使用寿命长,应用普遍,但是它在工作中产生的噪声大,一旦失效断裂造成设备跌落或伤及人员,橡胶弹簧的弹性变形较大,有很好的刚度;而且工作中不会突然断裂,产生的噪声较小,在筛子启动和停止过程中越过共振区时的共振振幅也比钢弹簧小.复合弹簧是在钢制弹簧的外面包一层橡胶,具有钢弹簧和橡胶弹簧共有的优点,寿命长、噪声小、对环境的污染小、安全可靠。选取弹簧刚度时,不仅要考虑使弹簧传给基础的动

29、负荷不使建筑物产生有还振动,而且还要考虑弹簧应有足够的支承能力。弹簧的刚度一般是通过强迫振动频率和自激振动频率的比值来控制。通常对于吊式振动筛取频率比为；对座式振动筛频率比取。由此,弹簧的刚度计算公式为：对于单轴振动筛：在这里选用z=5,则若一台筛子由i个支承,每个弹簧的刚度振动筛传给地基的动负荷可按照下式计算：4.4 激振器偏心质量偏心距振动筛在超共振状态下工作时,由于弹簧的刚度很小,故在振幅计算式中的K值可以忽略,则可得：对于单轴： 由参考资料1可知：r=0.25mm代入可知：m=66.66kg.激振力幅为：参考东旭振动机械厂的激振器可知选用JZ1006型号。式中负号表示机体振动质量M和偏

30、心块m的重心在振动中心的两个不同方向,计算时取绝对值。5 电动机的选择惯性振动筛的功率消耗主要是由振动器为克服筛子运动阻力而消耗的功率和克服轴在轴承中的摩擦力而消耗的功率来确定。单轴振动筛的振动器为克服筛子运动的阻力而消耗的功率可按作用在筛子上的激振力所作的功率来计算。 作用在筛子上的激振力为：激振器所做之单元功按下式计算：根据上式可以求得筛子的运动速度：若取机体振幅,振幅周期,则振动器振动一次所作之功：振动器为克服运动阻力的功率消耗为：式中当筛子在状态下工作时,则式中K值可以忽略不计。代入上式中,则得：式中 ,计算时可取c=0.20.3。轴承上的压力将决定于质量m在绝对运动时产生的离心惯性力

31、。既可以大于相对运动的离心惯性力,也可能比这个小。因此,在轴承上的压力不是固定不变的。通常计算时都把它看作不变的。=常数。因此,消耗于轴承中的摩擦功率为：式中 d轴颈的直径f滚动轴承的摩擦系数, f=0.0010.01。当润滑油粘度小时取较小值,反之取较大值。单轴振动筛的电动机功率为：式中 传动效率,0.95式中其它符号表示意义同前。长度单位取米,重量单位取公斤。由前面的激振器型号可知d=54mm,c=0.2可得：根据参考资料6表201则电动机选用Y160L4型普通电机。电动机的转速式中 电动机的转速；传动比,在这里我们取；激振器转速。于是表51 Y160L4型电机的主要参数电动机型号额定功率

32、满载转速r/min额定转距最大转距质量kg同步转速1500 r/min 4级Y160L41114602.22.31146 筛箱的设计筛箱是筛子的承载部分和参振部件,由筛箱及固定在它上面的筛面组成。它由侧板、后档板、下横梁和上横梁组成。侧板是由钢板制成利用横梁将两侧傍连接起来,使筛箱成为整体结构,为了加强侧板的刚度,在适当的位置铆接角钢以补强。下横梁采用无缝钢管或槽钢,上横梁采用无缝钢管,由于筛子是在高频振动下工作,筛框不仅承受筛子物料的重量,而且还要承受很大的振动力。因此筛框的接都要牢固,不但有足够的整体刚度；使筛箱不致因发生变形而损坏。对于这样大的振动筛面犹为重要。下面对各部分分别选取：6.

33、1侧板和横梁侧板和横梁是主要受力构件,由于筛箱是借助于侧板支撑在机架上,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,侧板一般选用616mm的钢板或角钢组成,这里选用8mm的钢板。横梁承受筛板和物料的重量及它在工作中的惯性力,横梁可以采用工子钢、槽钢、无缝钢管、箱形梁、重压梁等在这里选用10mm厚的槽钢。6.2筛箱结构的焊接筛箱的刚度是指其抵抗变形的能力。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重要问题,在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弯

34、钢等都是提高刚度的有效措施。筛框结构常用的连接方式有铆接和焊接两种.铆接结构尺寸准确而且无内应力.对振动有较好的适应能力,但制造工艺繁杂,焊接结构施工简便。焊接结构施工简便,但由于焊缝复杂,内应力大.在强烈的振动负荷下往往产生焊缝开裂甚至构件断裂,为了清除焊接结构的内应力,采用回火处理。由于此振动筛采用建材石料筛分,属于中小型振动筛,在考虑经济性的情况下益选用焊接件.6.3筛面的固定方法筛面的张紧程度对筛面的使用寿命影响极大,不同种类的筛面,固定方法也不同。归纳起来有4类:木楔压紧、拉钩张紧、螺栓固定和斜板压定。在此选定木楔压紧。冲孔筛板和条缝筛面可选用木楔将其固定在在筛框上,在筛箱两侧上壁对

35、称的焊接两段长三角钢并与长三角钢各面倾斜,筛面支撑在两角钢之间。用木楔和木条压紧。木楔遇水后可将筛面压的更紧。筛面的中间用方头螺钉压紧。此法简单可靠更换方便。7 V型带的设计上述设计把传动和筛体的参数已经确定,但是激振器与电机之间的距离较远没有确定,所以在此选用V带传动,由上面设计的内容知：电动机的型号为Y160M-4型普通电机,额定功率为11KW,转速为1460r/min,而激振器的转速为820r/min,轴间的距离大约为700mm,每天工作为16h。下面对带轮进行设计。1、 设计功率:由表510查得工况系数=1.2=1.2x11=13.2KW.2、 选择带型：根据=13.2KW和=1460

36、r/min由图510选C型V带3、 带轮基准直径：由上述激振器的选择知：带轮直径则：由表54去取4、 验算传动比误差： 传动比 原传动比则传动比误差：5、验算带速： 在525m/s范围内带速合适。6、确定中心距a及带的基准度1处定中心距由前面可知：=700mm2初算步长：1确定基准长度： 由表52知取=250mm2确定中心距a： 安装时所需最小中心距：张紧或补偿所需最大中心距：7、计算带轮包角：包角合适。8、单根V带额定功率：根据,表57查得C型带=9.06KW9、额定功率增量：由表58查得：10、V带根数Z：由表59查得=0.96由表59查得=1.0312、单根V带初拉力： 由表51查C型带

37、q=0.19kg/m13、轴压力：由上面的计算可以得出带的根数为2根,电动机的带轮直径为257mm,轴压力为1571 N。8 激振器轴承的选用及校核8.1 振动筛轴承的选择振动筛的激振器和筛子一起运动,振动频率高750r/min1400r/min,连续工作,负载大,故容易发热。如下图所示：图81 振动筛激振器机构图1、偏心轴 2、可体 3、侧板 4、轴承套 5、注油孔 6、中间套7、偏心块 8、轴套 9、迷宫盖 10、迷宫套 11、轴承 12、垫环振动筛轴承有很大的径向力,国外厂家都选用受纯径向力的圆柱滚子轴承2000型或主要承受径向力的调心滚子轴承3000型。由于激振器的偏心质量产生的径向力

38、相对轴承内圈是静止的,内圈沿轴向又被相关零件轴向定位,故内圈与轴的配合较松,一般可采用间隙配合g6、f6配合,我们采用js6配合。轴承外圈相对于负荷方向旋转,为防止外圈相对座孔滑动而导致轴承温度急剧升高,确保内圈和轴一起旋转时滚动体在保持架中可灵活自转,外圈与座孔的配合要采用较紧的过渡配合或过盈配合N6、P6,我们采用K6配合。一般规定振动筛轴承工作寿命不小于10000h。轴承润滑材料宜选用锂基润滑脂。这种润滑脂耐水、耐高温。每24h给轴承注油一次。注油量不可过多,每个轴承注100g200g即可,过多也会引起轴承发热。8.2轴承的校核由于前面把激振器的型号选定以及轴承的工作环境和工作时应该注意

39、的事项,下面对其寿命和强度进行校核。这里只队轴承的静强度进行校核,由前面分析可知,轴承在工作的时候既受到径向和轴向力的作用,所以在此选用调心滚子轴承2011型,由前面的设计可知：轴的转速为820r/min,下面对其进行校核：8.2.1寿命校核1 确定： 查手册可以知：基本额定动载荷,基本额定静载荷2 计算值并确定e的值：由表89根据=0.0285,e=0.24；3 计算当量动载荷P： 由表查得：x=0.65,y=0；4 计算轴承的寿命：由表87查得=1常温；由表88查得=1.83.0,取=2,为调心滚子轴承的寿命指数=10/3；则一般振动筛和矿山破碎设备的轴承寿命为30000-50000小时,

40、在这里计算的数据大于此范围。所以选用合适。8.2.2静强度校核1计算当量静载荷 由表811得由分析知道轴承1的当量载荷比轴承2大： 取大值,则轴承1危险,故取2按表812表取安全系数3计算工作额定静载荷5 结论静强度校核合格。上面的计算得出了选用的滚动调心轴承2000型是和是的,无论从寿命和静强度都达到了要求。9移动小车的设计目前YA型圆振动筛都是固定式的,振动筛固定在一个地方工作,由于振动筛重量大,尤其在野外,吊运更不方便,为了解决这一问题,在2YA1530型振动筛的设计过程中,在振动筛的下部设计了行走装置,振动筛拖在动力头的后边,能容易地从一个工作场地移动到另一个场地。9.1 实现功能振动

41、筛下部的行走装置采用四轮结构,四轮机构放在导轨既能直线行走,又能转向,不需要拆装整机,只要装上行走轮,拖在牵引动力头的后边,即能从一个地方移动到另一个地方。振动筛行走轮应带制动装置和固定装置,能安全可靠的工作,工作状态下的四轮是不可移动的。9.2 结构设计和轮子设计总体结构:筛箱安装在支架1和8上,由弹簧固定在支架上。电机座2上装电机。需行走时,松动轮系5的4个轮子旁边的卡规器。这样轮子就可以沿着导轨移动。需要振动筛工作的时候,把筛子移动到需要工作的位置。把四轮卡规器卡紧,卡规器的两边各有两个双螺母螺栓卡导轨不能产生松动,这样振动筛就可以安全可靠的工作。卡轨器如图92：由于小车在导轨上运行,所

42、以要对其位置进行定位,由图上所示可知：主要由u行钢板,在上面加工一个1/4大小的圆,圆的大小和轮子接触导轨的直径相同。当小车需要固定的时候,把卡规器卡在导轨上,用双螺栓固定两侧,使其在导轨的两个方向都不能移动。图91 YA型行走振动筛结构示意图1、低支架 2、电机座 3、落料斗 4、底托5、轮系 6、高支架 图92 卡规器的结构图轮子在振动筛的底部,不但能运动而且还要在振动筛工作中起支撑作用,受力较大,而且与导轨的摩擦严重。所以要对其个部分做以详细的设计和说明。 走轮不但要承受振动的作用,而且摩擦严重,需要原则合适的材料来保证其主要性能来满足工作要求,所以选用灰铸铁HT200,来作为走轮。其它

43、个部分对轮子起支撑和增强刚度作用,选用较强刚度的Q235钢板。保证轮系的刚度。图93 轮系1、盖板 2、立板3、走轮4、轴、5、劲板6、垫片7、销钉9.3设计中的注意事项振动筛的行走机构设计过程中,重点考虑了以下几点:振动筛底座的刚度底座主要由槽钢、钢管连接件、电机座组成,标准振动筛的机架通常由三根圆钢连接两边的槽钢,刚性差。在设计此底架时,底座的两端采用两根槽钢与原底架两边的槽钢连接,使整个底座形成一封闭框架,并在底座中部增加了一只连接钢管,电机座与机架的一槽钢焊在一起,与机架形成一个整体。各连接件间加高强度螺栓联接,保证架的刚度,防止振动筛行走时底座出现变形。前、后支承轮的强度和位置设计时

44、根据振动筛的整体重量,按轮子所能承受的载荷。设计时,前、后行走轮尽可能地靠近底座的前端和后端,让振动筛的重心落在四轮子的中心位置处,并保证行走稳定和转弯方便。3由于轮子在导轨上运动,所以要保证小车移动的时候不能出现因导轨器或者其它附件的损坏而影响工作。10振动筛安装与维护振动筛品种较多,结构也各有不同,因此,用户要针对不同的筛分机进行合理的安装、使用与维护。10.1安装及调试1安装前的准备新设备在安装前,应该进行认真检查。由于制造的成品库存堆放时间较长,如轴承生锈、密封件老化或者搬运过程中损坏等,遇到这些问题时需要更换新零件。还有,如激振器,出厂前为防锈,注入了防锈汕,正式投入运行前应更换成润

45、滑油。安装前应该认真阅读说明书,做好充分准备。2安装1安装支承或吊挂装置。安装时,要将基础找平,然后按照支承或吊挂装置的部件图和筛子的安装图,顺序装设各部件。弹簧装入前,应按端面标记的实际刚度值进行先配。2将筛箱连接在支承或吊挂装置上。装好后,应按规定倾角进行调整。对于吊挂式的筛子,应当同时调整筛箱倾角和筛箱主轴的水平。一般先进行横向水平度的调整,以消除筛箱的偏斜。水平校正后,再调整筛箱纵向倾角。隔振弹簧的受力应该均匀,其受力情况可通过测量弹簧的压缩进行判断。一般,给料端两组弹簧的压缩量必须一样,排料端两组弹簧也应如此。排料端和给料端的弹簧压缩量可以有所差别。3安装电动机及三角胶带。安装时,电

46、动机的基础应该找平,电动机的水平需要校正,两胶带轮对应槽沟的中心线应当重合,三角胶带的拉力要求合适。4按要求安装并固定筛面。5检查筛子各连接部件筛板、激振器等的固定情况,筛网应均匀张紧,以防止产生局部振动。检查传动部分的润滑情况,电动机及控制箱的接线是否正确,并用手转动传动部分,查看运转是否正常。6检查筛子的入料、出料溜槽及筛下漏斗在工作时有无碰撞现象。3试运转筛分机安装完毕,应该进行空车试运转,初步检查安装质量,并进行必要的调整。1筛子空车试运转时间不得小于8h。在此时间内,观察筛子是否启动平稳迅速,振动和运行是否稳定,无特殊噪音,通过振幅观察其振幅是否符合要求。2筛子运转时,筛箱振动不应产

47、生横摆,其原因可能是两侧弹簧高差过大、吊挂钢绳的拉力不均、转动轴不水平或三角胶带过紧,应进行相应的调整。3开车4h内,轴承温度渐增,然后保持稳定。最高温度不超过75C,温升不能超过40C。4如果开车后有异常噪音或轴承温度急剧升高,应立即停机,检查轴是否转动灵活及润滑是否良好等,等排除故障后再启动。5开车2-4h后停机检查各连接部件有否松动,如果有松动,等紧固后再开车。6试车8h后如无故障,才可对安装工程验收。10.2 操作要点1操作人员在工作前应阅读值班记录,并进行设备的总检查。检查感触带的张紧程度、振动器中的油位情况,检查筛面张紧情况、各部螺栓紧固情况和筛面破损情况。2筛子启动应遵循工艺系统

48、顺序。3在筛子工作运转时,要用视、听觉检查激振器和筛箱工作情况。停车后应用手触摸轴承盖附近,检查轴承温升。4筛子停车应符合工艺系统顺序。除特殊要求外,严禁带料停车后继续向筛子给料。5交接班时应把当班筛子技术状况和发现的故障记入值班记录。记录中应注明零部件的损伤类别及激振器加、换油日期。6筛子是高速运动的设备,筛子运转时操作巡视人员要保持一定的距离,以防发生人身事故。10.3 维护与检修筛子维护和检修的目的是了解筛子的全面状况,并以修理和更换损坏、磨损的零部件的方法恢复筛子的工作能力。其内容包括日常维护、定期检查和修理。1日常维护日常维护内容包括筛子表面,特别是筛面坚固情况,松动时应及时紧固。定

49、期清洗筛子表面,对于漆皮脱落部位应及时修理、除锈并涂漆,对于裸露的加工表面应涂以工业凡士林以防生锈。2定期检查定期检查包括周检和月检。1周检：检查激振器、筛面、支承装置等部螺栓紧固情况,当有松动时应及时加以紧因。检查传动装置的使用状况和锁紧情况,检查三角带张紧程度,必要时适当张紧。检查筛子时,须特别注意查看在飞轮上的不平衡重块固定得是否可靠,如固定不牢,筛子运转时,不平衡重块就可能脱离飞轮,导致安全事故。2月检：检查筛面磨损情况,如发现明显的局部磨损应采取必要的措施如调换位置等,并重新紧固筛面。检查整个筛框,主要检查主梁和全部横梁焊缝情况,并仔细检查是否有局部裂纹。检查筛箱侧板全部螺栓情况,当

50、发现螺栓与侧板有间隙或松动时,应更换新的螺栓。3修理对筛子进行定期检查时所发与的问题,应进行修理。修理内容包括及时调整三角带拉力,更换新带,更换磨损的筛面以及纵向垫条,更换减振弹簧,更换滚动轴承、传动齿轮和密封,更换损坏的螺栓,修理筛框构件的破损等。筛框侧板及梁避免发生应力集中,因此不允许在这些构件上施以焊接。对于下横梁开裂应及时更换,侧板发现裂纹损伤时,应在裂纹尽头及时钻5mm孔,然后在开裂部位加补强板。激振器的拆卸、修理和装配应由专职人员在洁净场所进行。拆卸后检查滚动轴承磨损情况,检查齿轮齿面,检查各部件联接情况,清洗箱体中的润滑回路使之畅通,清除各结合面上的附着物,更换全部密封件及其他损

51、坏零件。维修时应特别注意：1激振器及传动装置拆卸应由有经验的技术工人进行,严禁野蛮操作,防止损坏设备。装配前应保持零件洁净。2更换后的新筛网应每隔4-8h重新张紧一次,直到完全张紧为止。结 论振动筛在各行各业发挥着不可替代的重要作用,目前振动筛正朝着超大处理量、超细粒度筛分的方向发展。随着工业化的进程,随着对产品要求的不断提高,随着人们对高质量生活的不断追求,各行各业对振动筛的需求越来越大,相信在科技人员和广大职工的不懈努力下,一定会有更多更好的振动筛产品问世。在设计过程中,我们查看了许多同种类型振动筛的设计,并进行了一些改进,以使这次设计的起筛分机在技术上能有所创新。进一步加强了自己的团队能

52、力,另外进一步综合了自己所学的知识,在设计过程中大家一起讨论,在增强感情的同时也使自己学到了很多的知识,简短的设计过程中,自己学到了很多的东西。在对2YA1530振动筛的实际生产过成中,效率较低、噪声大、移动不方便等问题,解决了以下三个方面问题：1、此类振动筛解决了矿山筛分机械的筛分效率低、移动困难、噪声大,环境恶劣的情况。使振动筛可以随运输和工作车辆方便的移动。2、解决了工作中的筛粉效果和抗振性能差,V带传动使电动机不宜过载损坏,及激振器的轴承寿命短,减振弹簧易断裂的问题。3、移动小车不但方便移动和运输,实现了多地工作的可能,减少了设备的重复。而且具有离合和制动的功能,拆卸方便。44 / 44