常德松垛机设计【带PROE三维】【7张CAD图纸+毕业论文】

常德松垛机设计35页 9800字数+论文说明书+任务书+7张CAD图纸【详情如下】PROE三维图.rar任务书.doc偏心辊子.DWG减速机.DWG常德松垛机总装配图.DWG常德松垛机设计说明书.doc拨料辊子.DWG滚筒.DWG装配图.DWG链轮.DWG零件图.rar常德松垛机设计摘要 2004年1月8日联合国粮食及农业组织发表了2010年全球烟草生产、消费和贸易预测报告指出，从现在到2010年底前，全球对烟草的需求量将持续增长，其中，发达国家吸烟人数将减少，而发展中国家对烟草的消费将增加。       报告指出，发展中国家人口不断增长、收入不断增加，导致对烟草的需求量上升、生产量增加，目前，发展中国家的烟草生产量已超过发达国家，未来还将进一步增长，在我国烟草的需求量将越来越大。烟草生产中，烟叶要进过真空回潮，真空回潮后的叶片，由于叶片的水份为151%，湿度较大，时间一长很容易出现结团、结块现象，影响下一道工序的进行。针对这一问题我们设计了松垛机来松散物料。本课题将重点介绍松垛机的结构设计，及原理。关键词：松垛机；结构设计；AbstractJanuary 8, 2004, the UN food and agriculture organization of the publication of the 2010 global tobacco production, consumption and trade forecast report points out, from now until the end of 2010, the global demand for tobacco will continue to rise, among which developed countries would reduce smoking in developing countries, and for the tobacco consumption will increase. Report says, the population in developing countries is growing, income increases unceasingly, lead to rising demand for tobacco production increase, at present, and the tobacco production in developing countries already more than developed countries, the future will also further growth in China, demand for tobacco will become greater and greater. Tobacco production, tobacco should go through a vacuum, vacuum regain. the early90s, due to the leaf blade for 15 + 1% moisture, humidity is bigger, a long time, the very prone to "Tours, agglomerate phenomenon, influence the next procedure. According to this problem, we designed a loose COINS machine to loose materials. This topic will be introduced the structure of pine heaps machine design, and principle. Key words: Loose COINS machine ；Structure design目录摘要 IAbstract II1 绪论 11.1前言 12松垛机筛面物料运动理论 22.1筛上物料的运动分析 22.2正向滑动 32.3反向滑动 42.4跳动条件的确定 42.5烟叶跳动平均运动速度 53.松垛机的工作原理及结构组成 73.1松垛机的工作原理 73.2松垛机基本结构 83.2.1偏心辊装置 83.2.2拨料辊子 83.2.3传动装置 84.松垛机动力学基本理论 105.松垛机参数计算 145.1运动学参数的确定 145.2松垛机工艺参数的确定 155.3动力学参数 165.4电动机的选择 165.4.1电动机功率计算 165.4.2 选择电机 175.4.3电机的启动条件的校核 176主要零件的设计与计算 196.1轴承的选择与计算 196.1.1轴承的选择 196.1.2轴承的寿命计算 196.2皮带的设计 206.2.1选取皮带的型号 206.2.2传动比 206.2.3带轮的基准直径 206.2.4带速 206.2.5确定中心距和带的基准长度 206.3偏心辊的设计 226.3.1偏心辊的设计特点 226.3.2偏心辊的常用材料 226.3.3偏心辊的强度验算 236.4支承弹簧设计验算 251、弹簧刚度计算 25结束语 29致谢 30参考文献 311 绪论1.1前言烟草生产中，烟叶要进过真空回潮，真空回潮后的叶片，由于叶片的水份为151%，湿度较大，时间一长很容易出现结团、结块现象，影响下一道工序的进行。松垛机的出现很好的解决了这部分问题，在生产中，经过真空回潮后的叶片，通过翻箱机构进入到松垛机的偏心辊振动区，使仍然存在的结团、结块烟片通过振动松散，然后通过皮带输送，再通过拨料辊再一次将剩余的结团、结块叶片打散，进入到下一工序；松垛机的作用是通过偏心辊振动、拨料辊打散，起到叶片进入松散回潮机前预松散的作用，并且使叶片流量趋于更加稳定，减轻后续回潮机的工作强度，使烟片松散回潮得更加彻底、水分更加均匀。2松垛机筛面物料运动理论2.1筛上物料的运动分析由文献1可知关于筛上物料的分析，如图2.1所示：结束语   本次设计的常德烟叶松垛机是在消化吸收国外先进技术基础上，自行设计的大型松垛机。本次设计主要对烟叶松垛机整机机构进行设计；对松垛机的动力学分析及动力学参数的计算；对电机的选择及校核；对主要零件进行设计，通过校核均满足使用要求；对设备的环保及经济评价进行分析计算。通过本次设计，对松垛机的知识有了深刻的认识，学会了如何大学期间所学到的知识应用到实践当中，对今后的工作和学习有非常大的帮助。同时通过本次设计了解到，我国的筛分技术在近几年有了长足的发展,很多单位已经掌握了筛分机械的设计理论和方法 ,进行了很有成效的研制工作 ,解决了很多实际问题。可以说 ,我国的筛分技术目前已接近世界先进水平 ,但仍有差距 ,还要努力。在今后 ,要做好以下几点工作:1.研究先进筛分理论 ,发展新型筛分机械。2.发展大、重、超重型筛分设备。3.研究难筛分物料的筛分机械。4.提高“三化”程度。5.加强筛分设备关键技术的研究。6.搞好引进与吸收工作。致谢在XXX老师的精心指导和严格要求下，本次设计才得以完成，在整个毕业设计期间，从选题、设计到最后的图纸和说明书的完成都倾注了指导老师的大量心血，老师以他渊博的知识和严谨的治学作风，指导我如何更好地做好设计工作。在许多设计工作中给了我细致无微的指导。此外老师细心的指导和平易近人的作风让我最感动，让我收获最大的是他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的保证。同时在设计中得到了多位老师和同学的帮助，还有图书馆资料室、学院机房的老师也给了我很大帮助。最后，衷心地感谢X老师以及评阅设计和参加答辩的各位专家、教授。参考文献1周恩浦. 矿山机械（选矿机械部分）M. 北京：冶金工业出版社，1978.102孙时元. 中国选矿设备手册（上册）M. 北京：科学出版社，2006.83蔡春源. 机械零件设计手册（第三版）下M. 北京：冶金工业出版社,19964巩云鹏、田万禄、张祖立、黄秋波. 机械设计课程设计M.沈阳：东北大学出版社，2002.125严允进. 炼铁机械（第二版）M. 北京：冶金工业出版社，1990，50506濮良贵、纪名刚. 机械设计（第七版）M. 北京：高等教育出版社，2001，7选矿手册编辑委员会. 选矿手册第二卷（第一分册）M.北京：冶金工业出版社，1999.78、王峰，王皓主编.筛分机械  .北京：机械工业出版社，1998，145-1759、闻邦椿主编.振动机械的理论及应用  .机械工业出版社,198010、马富强主编.松垛机动态特性浅析  .矿山机械.1996.6.311、屈维德主编.机械振动手册  .北京：机械工业出版社，199812、周恩浦主编.矿山机械  .冶金工业出版社，197913、于立君主编.工程经济学  .北京：冶金工业出版社，2005.814、刘鸿文主编.材料力学  .北京：高等教育出版社，197915、孙桓主编，陈作模.机械原理(第六版)  .高等教育出版社200116、徐灏主编.机械设计手册第3卷  .北京：机械工业出版社，199117、徐灏主编.机械设计手册第4卷  .北京：机械工业出版社，199118、徐灏主编.机械设计手册第5卷  .北京：机械工业出版社，199119、徐灏主编.机械设计手册第1卷  .北京：机械工业出版社，199220、编辑委员会主编.机械工程手册第11卷  .北京：机械工业出版社，198221、刘奎胜，谭兆衡主编.筛分机械的应用和发展  .矿山机械，1998，第7期22、Da-YinLiao?Chia-NanWang.Screening vibrating screens  .http/search.ebscoh-st.com/login.aspxddirect=true&db=buh&AN=9510062437&&site=ehost-live,1995-09-08. 毕业设计 (论文 )任务书 毕业设计题目 常德烟厂松垛机的 设计 学生姓名 孙东旭 专业班级 芙蓉 学 号 7100318 指导教师 覃虹桥 教 研 室 机械设计教研室 起止时间 2009 年 9 月 1 日 至 2010 年 5 月 24 日 毕 业设计的任务、目的与要求 1 毕业设计的任务 常德卷烟厂生产车间真空回潮后的烟叶片，由于叶片的水份为 15 1%，湿度较大，时间一长很容易出现结团、结块现象，影响下一道工序的进行。经过真空回潮后的叶片，通过翻箱机构进入到松垛机的偏心辊振动区，使 仍然存在的结团、结块烟片通过振动松散，然后通过皮带输送，再通过拨料辊再一次将剩余的结团、结块叶片打散，进入到下一工序；松垛机的作用是通过偏心辊振动、拨料辊打散，起到叶片进入松散回潮机前预松散的作用，并且使叶片流量趋于更加稳定，减轻后续回潮机的工作强度，使烟片松散回潮得更加彻底、水分更加均匀。 该设计要求 烟叶 加工的 生产的 工艺条件，整机工作可靠，造型美观匀称，采用电机直连，速度调节采用可控硅电子调节，设计能调节带锯条松紧的新颖调节装置。 该设计要求按给定的生产工艺和生产车间的布局，完成松垛机 的布置，用 软 件对松垛机 建模， 自动生成三维图和二维图，编写设计说明书， 设计全部零件图， 进行 强度计算 ，完成设计其它任务。 2 毕业设计的目的 综合已学知识，提高学生外语水平、专业水平、计算机水平、综合能力、创新开发研究能力以及与严谨的工作作风。 3 毕业设计的要求 （ 4） 查阅资料，撰写开题报告，掌握机械产品的基本步骤，将参考文献 1 译成中文； （ 5） 分析松垛机的原理性能； （ 6） 运用 软件对整机中传动 机构建模， 并用 行仿真； （ 7） 设计 松垛机的张紧结构 ，要求有所创新，设计传动 机构 ， 用 对典型零件进行建模，并用 制零 件图和装配图（打印装配图与主要零件图，折合 按学院规定的格式撰写并打印设计说明书，字数不少于 （ 8） 除给定参考文献外查机械传动、机械设计等专业期刊，参考文献不小于12 篇（至少英文二篇）。 主要参考文献与资料： 1 000 2 辛一行主编 1 卷） M械工业出版社， 1996 3 张展主 M 北京：科学出版社， 1994 4 徐灏主编 M械工业出版社， 1991 5 联合编写组 M. 上海：上海科学技术出版社， 1981 丁茹、 曲 6 卷烟卷接设备编写组 北京 :北京出版社 ,1996 7 中国轻工总会 第一卷 )北京机械工业出版 社 ,1995 毕业设计 (论文 )进度安排： （ 1）毕业设计任务书下达时间， 2010 年 10 月 31 日前。 （ 2）毕业实习与毕业设计（论文）课题调研阶段： 2011 年 1 月 18 日 2 月 25日，收集毕业设计（论文）资料。写出调研报告。 （ 3）毕业设计（论文）开题报告阶段： 2010 年 11 月 30 日前。 （ 4）毕业设计（论文）主要工作阶段： 2011 年第 1 周至第 12 周 学习软件基本知识与课题有关专题部分三周 ,五周用于设计 ,一周总结。 （ 5）毕业设计结题、资格审查： 2011 年上学期第 11 周 2011 年 5 月 2 日 至 6 日 （ 5）毕业设计（论文）答辩阶段： 2011 年上学期第 12 周， 2011 年 5 月 14 日至 5 月22 日 课 题 申 报 与 审 查 指导教师（签名）： 年 月 日 教研室主任（签名）： 年 月 日 院教学院长（签名）： 年 月 日 常德松垛机设计 摘要 2004 年 1 月 8 日联合国粮食及农业组织发表了 2010 年全球烟草生产、消费和贸易预测报告指出，从现在到 2010 年底前，全球对烟草的需求量将持续增长，其中，发达国家吸烟人数将减少，而发展中国家对烟草的消费将增加。 报告指出，发展中国家人口不断增长、收入不断增加，导致对烟草的需求量上升、生产量增加，目前，发展中国家的烟草生产量已超过发达国家，未来还将进一步增长 ，在我国烟草的需求量将越来越大。 烟草生产中，烟叶要进过真空回潮， 真空回潮后的叶片，由于叶片的水份为15 1%，湿 度较大，时间一长很容易出现结团、结块现象，影响下一道工序的进行。针对这一问题我 们 设计了松垛机来松散物料。 本课题将重点介绍松垛机的结构设计，及原理。 关键词： 松垛机 ； 结构设计； , 2004, N of of 010 010, to in in is to at in go a to 5 + 1% is a to we a to be of 目录 摘要 . I . 绪论 . 1 言 . 1 2 松垛机筛面物料运动理论 . 2 上物料的运动分析 . 2 向滑动 . 3 向滑动 . 4 动条件的确定 . 4 叶跳动平均运动速度 . 5 . 7 垛机的工作原理 . 7 垛机基本结构 . 8 心辊装置 . 8 料辊子 . 8 动装置 . 8 . 10 . 14 动学参数的确定 . 14 垛机工艺参数的确定 . 15 力学参数 . 16 动机的选择 . 16 动机功率计算 . 16 择电机 . 17 机的启动条件的校核 . 17 6 主要零件的设计与计算 . 19 承的选择与计算 . 19 承的选择 . 19 承的寿命计算 . 19 带的设计 . 20 取皮带的型号 . 20 动比 . 20 轮的基准直径 . 20 速 . 20 定中心距和带的基准长度 . 20 心辊的设计 . 22 心辊的设计特点 . 22 心辊的常用材料 . 22 心辊的强度验算 . 23 承弹簧设计验算 . 25 1、弹簧刚度计算 . 25 结束语 . 29 致谢 . 30 参考文献 . 31 第 1 页 1 绪论 烟草生产中，烟叶要进过真空回潮， 真空回潮后的叶片，由于叶片的水份为 15 1%，湿度较大，时间一长很容易出现结团、结块现象，影响下一道工序的进行。 松垛机的出现很好的解决了这部分问题，在生产中，经过真空 回潮后的叶片，通过翻箱机构进入到松垛机的偏心辊振动区，使仍然存在的结团、结块烟片通过振动松散，然后通过皮带输送，再通过拨料辊再一次将剩余的结团、结块叶片打散，进入到下一工序；松垛机的作用是通过偏心辊振动、拨料辊打散，起到叶片进入松散回潮机前预松散的作用，并且使叶片流量趋于更加稳定，减轻后续回潮机的工作强度，使烟片松散回潮得更加彻底、水分更加均匀。 第 2 页 2松垛机 筛面物料运动理论 由文献 1可知 关于筛上物料的分析，如图 示： 图 机 上物料运动 松垛机 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 松垛机 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。 松垛机 的筛面通过偏心辊上下震动 松垛机 ，筛面的位移方程式可用下式来表示： c o sc o s)180c o s ( t （ 2 s 80s t （ 2 式中 : A 振幅 ; 偏心辊 之回转相角， = t; 偏心辊 之回转角速度； t 时间。 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 方向上的速度和加速度： t （ 2 y t （ 2 第 3 页 t （ 2 y t （ 2 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。 当 烟叶 与 筛面一起运动时，其位移、速度和加速度与筛面的相等。筛面上质量为 叶 动力平衡条件： 对质量为 m 的颗粒受力分析（如图 2 1、 烟叶 重力： G （ 2 2、 筛面对颗粒的反作用力，由 2c o s s i m g m a m A t 可以得到： 2c o s s i nN m g m A t （ 2 式中 为筛面倾角 3、 筛面对 烟叶 的极限摩擦力为： 2( c o s s i n )F f N f m g m A t （ 2 式中 f 为颗粒对筛面的静摩擦系数。 颗粒沿着筛面开始正向滑动时临界 条件： c o g F m a （ 2 将 F ， 2与 （ 2替代，且 f （ 为滑动摩擦角 ） ， 简化整理得： 2c o s ( ) s i n ( ) （ 2 式中，k为正向滑始角。 令 c o s ( ) ，则： 23 0 s i n ( ) （ 2 式中由上式得知，正向滑动系数 1 第 4 页 当 1的时候，可以求得使 烟叶 沿着筛面产生正向滑动时最小转数应该为： m i n 2s i n ( )30 （ 2 为了使 烟叶 沿着筛面产生正向滑动，必须取筛子转数。 临界条件为： s i g F m a （ 2 将 F ， 2与 （ 2替代，并简化后： 2c o s ( ) s i n ( ) （ 2 式中：q 反向滑始角 反向滑动系数 则可以得到： 23 0 s i n ( ) （ 2 由上式可以知道，反向滑动条件 1 当 1时，可以求得使物料沿着筛面反向滑动的最小转数应该是： m i n 2s i n ( )30 （ 2 为了使 烟叶 沿着筛面产生正向滑动，必须使筛子转数。 颗粒产生跳动的条件是颗粒对筛面法向压力 0N 。 即 c o g m a ，或者是 2c o s s i 。 由此可以得到： 2c o s c o s 1s i k k （ 2 式中： 物料跳动系数 d 跳动起始角 第 5 页 k 振动强度， 2 抛射强度，它表明物料在筛面上跳动的剧烈程度。 上式可以写成： 0 223 0 c o s 3 0 c o ss i n d （ 2 当 1时或者 1，则颗粒出现跳动。 当 1可求得物料开始跳动时的最小转数为： s i nc o （ 2 为了使物料产生跳动，必须取筛子的转数 由于目前使用的 松垛机 采用跳动状态，因此要讨论跳动终止角，跳动角及运动速度。 动平均运动速度 烟叶 从振动相角d起跳，到振动相角b跳动终止时，沿 x 方向的位移为： 2s d = 22s gV d （ 2 式中叶 起跳时沿 x 方向的运动速度： s （ 2 由此，则： 2)(s i i n d （ 2 同 一时间内 ,筛面位移为： c o s) c o s (c o sc o s3 （ 2 烟叶 在每个循环中 ,对筛面的位移为： 43= 221 s i ns i n c o s ( ) c o s 2d d （ 2 第 6 页 当筛子在近似于第一临界转数下工作时 ,即 360 ，则上式中方括号内的数值接近于零。 故得到： 221 s i ns i n 2d （ 2 物料跳动平均速度： ).(s 0 2 d （ 2 当 360 时 ,则dd 0 , 0 , 因此 , 式（ 2以化简为： 2s dd 2 或者化简为： d （ 2 由式（ 2式（ 2,可以将式（ 2简为 : )1(30 v（ 2 按 照上式计算得的结果与实际相比 ,计算值较大 ,因为未考虑物料特点 ,摩擦和冲击等因素 上式应该乘以修正系数0k, k, 所以： )1(300 v（ 2 第 7 页 工作原理及结构组成 工作原理 如图 示 图 过翻箱喂料机的翻斗将物料全部翻送到偏心辊上，由于辊是偏心 的，旋转时第 1个辊转到直径最大点时，第 2 个辊转到直径最小点，第 3 个辊转到直径最大点，第 4 个辊转到直径最小点，第 5 个辊转到直径最大点，一高一低，象振筛一样将物料震散，同时将物料向前运送，达到预松散的目的。各辊之间的中心距不可调，辊之间的最小间隙、最大间隙均为固定值，保证最小的烟片不能从两辊之间掉到皮带面上，物料都是经过最后一个辊后才掉到皮带面上，这样可以防止皮带与辊之间由于间距小而堵料，也能保证物料都是经过震散后才落到皮带上。偏心辊减速机输出转速快，皮带减速机输出转速慢，减速机变频调速，这样能保证皮带上的物料 布满一定厚度。偏心辊内管为 ，外包不锈钢板制成截面为五角星状的偏心辊，不锈钢可以防止烟片的腐蚀，美观大方，有很强的实用价值。 第 8 页 本结构 本次设计 的烟草 松垛机 是由 偏心辊装置 、 拨聊辊子 、传动装置等部分组成。 偏心辊装置如图 示 心辊装置图 第 1 辊作为主动 偏心辊 装有 偏心辊 装减速机，减速机的对侧装有单排链轮， 2、 3、 4辊装有双排链轮，第 5 辊装有单排链轮，第 1 辊带动第 2 辊，第 2 辊带动第 3 辊，第 3辊带动第 4 辊，第 4 辊带动第 5 辊，各辊之间通过链条链轮进行传动。 各辊的旋转方向相同，运行速度相同，能保证物料向前传递。 拨料辊子装置如何 示 料辊子装置 拨料辊子的作用是叶片在松垛机中打撒后进入皮带轮震动松散。 如图 示 第 9 页 图 动装置 传动装置的松垛机的动力装置，进料口， 拨料辊、传送带、偏心辊的运动都是由传动装置控制 第 10 页 力学基本理论 由文献 1可知： 惯性 松垛机 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的）构 成。为了保证筛子的稳定工作，必须对惯性 松垛机 的的振动系统进行计算，以便找出振动质量、弹簧刚性、偏心块的质量矩与振幅的关系，合理地选择弹簧的刚性和确定偏心块的质量矩。 图 动系统力学模型图 图 示 烟叶 松垛机 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，筛子只作平面平移运动。今取机体静止平衡时 (即机体的重量为弹簧的弹性反作用力所平衡时的位置 )的重心所在点 o 作为固 定坐标系统 (原点，而以振动器转子的旋转中心 1o 作为动坐标系统( 1x 1o 1y )的原点。 偏心重块质量 m 的重心不仅随机体一起作平移运动 (牵连运动 )， 而且还绕振动器的回转中心线作回转运动 (相对运动 )，则其重心的绝对位移为： x + 1x x + x +t y + 1y y + y+t 式中： r 偏心质量的重心至回转 偏心辊 线的距离。 第 11 页 偏心辊 之回转角度， t , 为 偏心辊 回转之角速度 ,t 为时间。 偏心质量 m 运动时产生的离心力为： )co s( 222 （ 4 )s 222 （ 4 式中 偏心质量 m 在 x 与 y 方向之相对运动离心力或称激振力。 在 烟叶 松垛机 的振动系统中，作用在机体质量 M 上的力除了还有机体惯性力 和 (其方向与机 体加速度方向相反 )、弹簧的作用力 和( x 和 y 方向的刚度，弹簧作用力的方向永远是和机体重心的位移方向相反 )及阻尼力 和 (c 称为粘滞阻力系数，阻尼力的方向与机体运动速度方向相反 )。 在单 偏心辊 振动系统中，作用在机体质量 M 上的力除了和之外，还有机体的惯性力和（其方向与机体的速度方向 相反）、弹簧的作用力，（表示弹簧在方向的刚度），及阻尼力（称为粘滞阻力系数，阻尼力的方向与机体的运动方向相反）。 当振动器在作等速 烟叶 周运动时，将作用在机体 M 上的各力，按照理论力学中的动静法建立的运动微分方程式为： x co （ 4 s 式中： M 机体的计算质量 （ 4 式中： 振动机体质量 。 筛子的物料重量 。 物料的结合系数 ， 5.0 根据单 偏心辊 松垛机 运动微分方程式的全解可知，机体在 x 和 y 偏心辊 方向的运动是自由振动和强迫振动两个简谐振动相加而成的，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就会逐渐消失，因此，机体的运动就只剩下强迫振动了。所 第 12 页 以，只需要讨论公式的特解： xx co s ； yy s （ 4 其特解为： 22x 21t a n （ 4 22 21t a n （ 4 式中： 角为机体的振幅和相位差和方向机体的振幅；和为和。 系统的自振频率为： （ 4 下面根据图 分析 烟叶 松垛机 的几种工作状态： 低共振状态 ： 即 2 若取 22 ，则机体的振幅 。在这种情况下，可以避免筛子的起动和停车时通过共振区，从而能提高弹簧的工作耐久性，同时能件小 偏心辊 承的压力，延长 偏心辊 承的寿命，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，弹簧的刚度要很大，因此，必然会在地基及机架上出现很大的动力，以致引起建筑物的震振动。所以，必须设法消 振，但目前尚无妥善和简单的消振方法。 幅和转子角速度的关系曲线 :共振状态 即 2 。振幅 A 将变为无限大。但由于阻力的存在，振幅是一个有限的数值。当阻力及给料量改变时，将会引起振幅的较大变化。由于振幅不 第 13 页 稳定，这种状态没有得到应用。 :超共振状态 ，这种状态又分为两种情况： （ 1） n 稍 大于 即 K 稍小于 。若取 2 ，则得 。因为 ，所以筛子起动与停车时要通过共振区。这种状态的其它优缺点与低振状态相同。 （ 2） ，即为远离共振区的超共振状态。此时， 2 。从图可以明显地看出：转速愈高，机体的振幅 A 就愈平稳，即 松垛机 的工作就愈稳定。这种工作状态的优点是：弹簧的刚度越小，传给地基及机架的动力就愈小，因而不会引起建筑物的振动。同时，因为不需要很多的弹簧，筛子的构造也简单。目前设计和应用的 松垛机 ，通常采用这种工作状态。为了减少筛子对地基的动负荷，根据振动隔离理论，只要使强迫振动频率 大于自振动频率 P 的五倍即可得到良好的效果，采用这种工作状态的筛子，必须设法消除筛子在起动时， 由于通过共振区而产生的共振现象。目前采用的消振方法如前所述。 第 14 页 数计算 由文献 1选取和计算 松垛机 运动学： 参数 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、烟叶 周振动和椭 烟叶 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。 ，根据筛子的用途选取， 烟叶 松垛机 一般取 5，直线 松垛机 宜取4；。难筛物料取大值，易筛物料取小值。筛孔小时取大值，筛孔大是取小值。本次设计 烟叶 松垛机 ， 选取 4 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 8 的范围内， 松垛机 则多取 3 6。本次设计选择 K=4。 对于单 偏心辊 松 垛机 的倾角为： 作预先分级用 00 2015 作最终分级用 00 对于 烟叶 松垛机 一般取 015 025 ，振幅大时取小值，振幅小时取大值。 本次设计采用的 烟叶 松垛机 取 020 。 筛箱振幅 A ；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 A =3 6中筛孔大者取大值，筛孔小者取小值。本次设计选取 A =5 动频率 n ： 按照9000002 和所确定的 A 值可以求解出频率值。 r 845520c 005900 000 0 （ 5 际振动强度 K 按照下式计算： 第 15 页 52109 （ 5 在本设计中 4 551095252 ，所以符合振动强度要求。 筛子的实际强度： K ； 即筛子的频率和振幅分别为： A=5 n=845 。 烟叶 松垛机 的物料运动速度计算： v /)t a 00 （ 5 式中：取修正系数0K V )20t a =s 艺参数的确定 由文献 2选取设计 松垛机 工艺参数： 1.工艺参数包括筛面的长度和宽度 、 筛分效率 。 筛面的长度和宽度 由 公式： Q 中： Q 处理量 ， Q=375t/h F 筛面 的工作面积 q 单位时间处理量 ,q=50 2/ 可得出 F=m ,选取筛面长度 L=以 B=F/L=在筛分作业中，筛分效率是衡量 筛分过程的质量指标。筛什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。筛分效率一般以百分数表示。筛分效率可按下式计算： )100( )(100 a 式中 a 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； 第 16 页 将 原科和筛上产物进行精确的筛分，根据筛分结果即可算出筛下级别含量 a 及 。筛分所用筛面的筛孔尺寸和形状，应与测定筛分效率所用的筛子相同。 筛分机械的筛分效率与物料的粒度特性、物科的湿度、筛孔形状、筛面倾角、筛面长度、筛面的运动特性及生产率等因素有关。不同用途的筛分机械对筛分效率有不同的要求。 表 常德 型 烟叶 松垛机 的运动学参数和工艺参数 名称 数值 名称 数值 筛面长度 面宽度 动强度 4 抛射强度 4 筛面倾角 200 振动方向角 筛箱振幅 5子频率 845理量 50t/h 物料运动速度 振动器偏心质量及偏心距的确定： 由文献 3 工作时，弹簧刚度小，故振幅计算式中 K 值可以略。 对于单 偏心辊 松垛机 ： ()M m A m r （ 5 式中 M 振动机体质量， M=m 偏心块质量， A 筛箱振幅， A=5mm r 偏心距， r=24号表示 心在振动中心的两个不同方向上。 由式（ 3， m=r45 =91惯性 松垛机 的功率消耗主要是由振动器为克服筛子的运动阻力而消耗的功率 N 和克服 偏心辊 在 偏心辊 承中的摩擦力而消耗的功率 来确定。 电机的功率为： 第 17 页 1775003 千瓦 （ 5 式中： C ，阻力系数，一般 抛掷指数较小时， . 承内圈直径， rm 4 5转动轴转数， 传动效率， 。 滚动轴承的摩擦系数f ， 01.0f 。 这里对于滚子 偏心辊 承选取 002.0f 。 7 5 0 0 50 0 2 0 3 N =上式可求 N= 选择电机 由文献 17，选择传动电机型号为 型 4160 其额定功率为 n 惯性 松垛机 起动时，电动机需克服偏心质量的静力矩和摩擦力矩，起动后由于惯性作用，功率消耗较少，因而需选用高起动转矩的电动机。因此，按公式计算的功率，必须按起动条件校核： (5式中 : 电机的其动转矩； 电机的额定转矩； 0M 松垛机 偏心重量的静力矩与 偏心辊 承的摩擦静力矩之和 9550电9550 146015 =m (5 i (5式中： i 速比 起动力矩系数 取 =2.1 i =451460= (5 第 18 页 因此有 i = (50M= (5式中 0心辊 承的摩擦力矩之和 0M= 式中 心辊 承的摩擦力矩 91 2)30 m (5式中 20 (5将 m 91 m (5将 0M=m 将 00M=m 于以满足 ,电机起动校核合格。 表 动机性能 型 号 型 4200 转速 460 功率 第 19 页 6主要零件的设计与计算 的选择与计算 的选择 根据 松垛机 的工作特点，应选用大游隙单列向心 烟叶 柱滚子 偏心辊 承。 按照基本额定动载荷来选取 轴 承 (6式中： C 基本额定动载荷来 P 当量动载荷 2 =91 (608452 )2 = (6 寿命系数， 次设计选取 2.5 转速系数，103 = (6 将数据带入公式 (得 C = = 文献 17，选 84， 偏心辊 承型号 3径 110径 245 的寿命计算 偏心辊 承的寿命公式为： 10L=( (6式中 : 1006 r 为指数。对于球 偏心辊 承， =3；对于滚子 偏心辊 承， =10/3。 计算时，用小时数表示寿命比较方便。这时可将公式 (写。则以小时数表示的偏心辊 承 寿 命 为 ： hL= (6式中： C 基本额定动载荷 C = 第 20 页 n 轴 承转数 P 当量动负荷 选取额定寿命为 6000h。 将已知数据代入公式 (： 3/106 )4560 10 =15249h6000h 满足使用要求。 因此设计中选用 轴 承的使用寿命为 15249 小时。 带的设计功率 = 15 = (6式中 : 工况系数，查 11,22 9 得 P 传递的额定功率， P =15据轮转数 1n =1460 文献 16,22 1，选 B 型皮带。 i =451460= (61 选择小带轮的基准直径1 文献 16,22 14 和 22 1选取124. 选择大轮的基准直径2 2d=i 1224=388 查 11,22 14 取200带速 带速常在 V =5 25m/s 之间选取 V =100060 11 100060 =s (6心 距和带的基准长度 心 距 按 0 2(1 选取 ,因此有 0 1280,选 0=600 第 21 页 所需基准长度0d毕业设计 (论文 )任务书 毕业设计题目 常德烟厂松垛机的 设计 学生姓名 孙东旭 专业班级 芙蓉 学 号 7100318 指导教师 覃虹桥 教 研 室 机械设计教研室 起止时间 2009 年 9 月 1 日 至 2010 年 5 月 24 日 毕 业设计的任务、目的与要求 1 毕业设计的任务 常德卷烟厂生产车间真空回潮后的烟叶片，由于叶片的水份为 15 1%，湿度较大，时间一长很容易出现结团、结块现象，影响下一道工序的进行。经过真空回潮后的叶片，通过翻箱机构进入到松垛机的偏心辊振动区，使 仍然存在的结团、结块烟片通过振动松散，然后通过皮带输送，再通过拨料辊再一次将剩余的结团、结块叶片打散，进入到下一工序；松垛机的作用是通过偏心辊振动、拨料辊打散，起到叶片进入松散回潮机前预松散的作用，并且使叶片流量趋于更加稳定，减轻后续回潮机的工作强度，使烟片松散回潮得更加彻底、水分更加均匀。 该设计要求 烟叶 加工的 生产的 工艺条件，整机工作可靠，造型美观匀称，采用电机直连，速度调节采用可控硅电子调节，设计能调节带锯条松紧的新颖调节装置。 该设计要求按给定的生产工艺和生产车间的布局，完成松垛机 的布置，用 软 件对松垛机 建模， 自动生成三维图和二维图，编写设计说明书， 设计全部零件图， 进行 强度计算 ，完成设计其它任务。 2 毕业设计的目的 综合已学知识，提高学生外语水平、专业水平、计算机水平、综合能力、创新开发研究能力以及与严谨的工作作风。 3 毕业设计的要求 （ 4） 查阅资料，撰写开题报告，掌握机械产品的基本步骤，将参考文献 1 译成中文； （ 5） 分析松垛机的原理性能； （ 6） 运用 软件对整机中传动 机构建模， 并用 行仿真； （ 7） 设计 松垛机的张紧结构 ，要求有所创新，设计传动 机构 ， 用 对典型零件进行建模，并用 制零 件图和装配图（打印装配图与主要零件图，折合 按学院规定的格式撰写并打印设计说明书，字数不少于 （ 8） 除给定参考文献外查机械传动、机械设计等专业期刊，参考文献不小于12 篇（至少英文二篇）。 主要参考文献与资料： 1 000 2 辛一行主编 1 卷） M械工业出版社， 1996 3 张展主 M 北京：科学出版社， 1994 4 徐灏主编 M械工业出版社， 1991 5 联合编写组 M. 上海：上海科学技术出版社， 1981 丁茹、 曲 6 卷烟卷接设备编写组 北京 :北京出版社 ,1996 7 中国轻工总会 第一卷 )北京机械工业出版 社 ,1995 毕业设计 (论文 )进度安排： （ 1）毕业设计任务书下达时间， 2010 年 10 月 31 日前。 （ 2）毕业实习与毕业设计（论文）课题调研阶段： 2011 年 1 月 18 日 2 月 25日，收集毕业设计（论文）资料。写出调研报告。 （ 3）毕业设计（论文）开题报告阶段： 2010 年 11 月 30 日前。 （ 4）毕业设计（论文）主要工作阶段： 2011 年第 1 周至第 12 周 学习软件基本知识与课题有关专题部分三周 ,五周用于设计 ,一周总结。 （ 5）毕业设计结题、资格审查： 2011 年上学期第 11 周 2011 年 5 月 2 日 至 6 日 （ 5）毕业设计（论文）答辩阶段： 2011 年上学期第 12 周， 2011 年 5 月 14 日至 5 月22 日 课 题 申 报 与 审 查 指导教师（签名）： 年 月 日 教研室主任（签名）： 年 月 日 院教学院长（签名）： 年 月 日 常德松垛机设计 摘要 2004 年 1 月 8 日联合国粮食及农业组织发表了 2010 年全球烟草生产、消费和贸易预测报告指出，从现在到 2010 年底前，全球对烟草的需求量将持续增长，其中，发达国家吸烟人数将减少，而发展中国家对烟草的消费将增加。 报告指出，发展中国家人口不断增长、收入不断增加，导致对烟草的需求量上升、生产量增加，目前，发展中国家的烟草生产量已超过发达国家，未来还将进一步增长 ，在我国烟草的需求量将越来越大。 烟草生产中，烟叶要进过真空回潮， 真空回潮后的叶片，由于叶片的水份为15 1%，湿 度较大，时间一长很容易出现结团、结块现象，影响下一道工序的进行。针对这一问题我 们 设计了松垛机来松散物料。 本课题将重点介绍松垛机的结构设计，及原理。 关键词： 松垛机 ； 结构设计； , 2004, N of of 010 010, to in in is to at in go a to 5 + 1% is a to we a to be of 目录 摘要 . I . 绪论 . 1 言 . 1 2 松垛机筛面物料运动理论 . 2 上物料的运动分析 . 2 向滑动 . 3 向滑动 . 4 动条件的确定 . 4 叶跳动平均运动速度 . 5 . 7 垛机的工作原理 . 7 垛机基本结构 . 8 心辊装置 . 8 料辊子 . 8 动装置 . 8 . 10 . 14 动学参数的确定 . 14 垛机工艺参数的确定 . 15 力学参数 . 16 动机的选择 . 16 动机功率计算 . 16 择电机 . 17 机的启动条件的校核 . 17 6 主要零件的设计与计算 . 19 承的选择与计算 . 19 承的选择 . 19 承的寿命计算 . 19 带的设计 . 20 取皮带的型号 . 20 动比 . 20 轮的基准直径 . 20 速 . 20 定中心距和带的基准长度 . 20 心辊的设计 . 22 心辊的设计特点 . 22 心辊的常用材料 . 22 心辊的强度验算 . 23 承弹簧设计验算 . 25 1、弹簧刚度计算 . 25 结束语 . 29 致谢 . 30 参考文献 . 31 第 1 页 1 绪论 烟草生产中，烟叶要进过真空回潮， 真空回潮后的叶片，由于叶片的水份为 15 1%，湿度较大，时间一长很容易出现结团、结块现象，影响下一道工序的进行。 松垛机的出现很好的解决了这部分问题，在生产中，经过真空 回潮后的叶片，通过翻箱机构进入到松垛机的偏心辊振动区，使仍然存在的结团、结块烟片通过振动松散，然后通过皮带输送，再通过拨料辊再一次将剩余的结团、结块叶片打散，进入到下一工序；松垛机的作用是通过偏心辊振动、拨料辊打散，起到叶片进入松散回潮机前预松散的作用，并且使叶片流量趋于更加稳定，减轻后续回潮机的工作强度，使烟片松散回潮得更加彻底、水分更加均匀。 第 2 页 2松垛机 筛面物料运动理论 由文献 1可知 关于筛上物料的分析，如图 示： 图 机 上物料运动 松垛机 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 松垛机 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。 松垛机 的筛面通过偏心辊上下震动 松垛机 ，筛面的位移方程式可用下式来表示： c o sc o s)180c o s ( t （ 2 s 80s t （ 2 式中 : A 振幅 ; 偏心辊 之回转相角， = t; 偏心辊 之回转角速度； t 时间。 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 方向上的速度和加速度： t （ 2 y t （ 2 第 3 页 t （ 2 y t （ 2 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。 当 烟叶 与 筛面一起运动时，其位移、速度和加速度与筛面的相等。筛面上质量为 叶 动力平衡条件： 对质量为 m 的颗粒受力分析（如图 2 1、 烟叶 重力： G （ 2 2、 筛面对颗粒的反作用力，由 2c o s s i m g m a m A t 可以得到： 2c o s s i nN m g m A t （ 2 式中 为筛面倾角 3、 筛面对 烟叶 的极限摩擦力为： 2( c o s s i n )F f N f m g m A t （ 2 式中 f 为颗粒对筛面的静摩擦系数。 颗粒沿着筛面开始正向滑动时临界 条件： c o g F m a （ 2 将 F ， 2与 （ 2替代，且 f （ 为滑动摩擦角 ） ， 简化整理得： 2c o s ( ) s i n ( ) （ 2 式中，k为正向滑始角。 令 c o s ( ) ，则： 23 0 s i n ( ) （ 2 式中由上式得知，正向滑动系数 1 第 4 页 当 1的时候，可以求得使 烟叶 沿着筛面产生正向滑动时最小转数应该为： m i n 2s i n ( )30 （ 2 为了使 烟叶 沿着筛面产生正向滑动，必须取筛子转数。 临界条件为： s i g F m a （ 2 将 F ， 2与 （ 2替代，并简化后： 2c o s ( ) s i n ( ) （ 2 式中：q 反向滑始角 反向滑动系数 则可以得到： 23 0 s i n ( ) （ 2 由上式可以知道，反向滑动条件 1 当 1时，可以求得使物料沿着筛面反向滑动的最小转数应该是： m i n 2s i n ( )30 （ 2 为了使 烟叶 沿着筛面产生正向滑动，必须使筛子转数。 颗粒产生跳动的条件是颗粒对筛面法向压力 0N 。 即 c o g m a ，或者是 2c o s s i 。 由此可以得到： 2c o s c o s 1s i k k （ 2 式中： 物料跳动系数 d 跳动起始角 第 5 页 k 振动强度， 2 抛射强度，它表明物料在筛面上跳动的剧烈程度。 上式可以写成： 0 223 0 c o s 3 0 c o ss i n d （ 2 当 1时或者 1，则颗粒出现跳动。 当 1可求得物料开始跳动时的最小转数为： s i nc o （ 2 为了使物料产生跳动，必须取筛子的转数 由于目前使用的 松垛机 采用跳动状态，因此要讨论跳动终止角，跳动角及运动速度。 动平均运动速度 烟叶 从振动相角d起跳，到振动相角b跳动终止时，沿 x 方向的位移为： 2s d = 22s gV d （ 2 式中叶 起跳时沿 x 方向的运动速度： s （ 2 由此，则： 2)(s i i n d （ 2 同 一时间内 ,筛面位移为： c o s) c o s (c o sc o s3 （ 2 烟叶 在每个循环中 ,对筛面的位移为： 43= 221 s i ns i n c o s ( ) c o s 2d d （ 2 第 6 页 当筛子在近似于第一临界转数下工作时 ,即 360 ，则上式中方括号内的数值接近于零。 故得到： 221 s i ns i n 2d （ 2 物料跳动平均速度： ).(s 0 2 d （ 2 当 360 时 ,则dd 0 , 0 , 因此 , 式（ 2以化简为： 2s dd 2 或者化简为： d （ 2 由式（ 2式（ 2,可以将式（ 2简为 : )1(30 v（ 2 按 照上式计算得的结果与实际相比 ,计算值较大 ,因为未考虑物料特点 ,摩擦和冲击等因素 上式应该乘以修正系数0k, k, 所以： )1(300 v（ 2 第 7 页 工作原理及结构组成 工作原理 如图 示 图 过翻箱喂料机的翻斗将物料全部翻送到偏心辊上，由于辊是偏心 的，旋转时第 1个辊转到直径最大点时，第 2 个辊转到直径最小点，第 3 个辊转到直径最大点，第 4 个辊转到直径最小点，第 5 个辊转到直径最大点，一高一低，象振筛一样将物料震散，同时将物料向前运送，达到预松散的目的。各辊之间的中心距不可调，辊之间的最小间隙、最大间隙均为固定值，保证最小的烟片不能从两辊之间掉到皮带面上，物料都是经过最后一个辊后才掉到皮带面上，这样可以防止皮带与辊之间由于间距小而堵料，也能保证物料都是经过震散后才落到皮带上。偏心辊减速机输出转速快，皮带减速机输出转速慢，减速机变频调速，这样能保证皮带上的物料 布满一定厚度。偏心辊内管为 ，外包不锈钢板制成截面为五角星状的偏心辊，不锈钢可以防止烟片的腐蚀，美观大方，有很强的实用价值。 第 8 页 本结构 本次设计 的烟草 松垛机 是由 偏心辊装置 、 拨聊辊子 、传动装置等部分组成。 偏心辊装置如图 示 心辊装置图 第 1 辊作为主动 偏心辊 装有 偏心辊 装减速机，减速机的对侧装有单排链轮， 2、 3、 4辊装有双排链轮，第 5 辊装有单排链轮，第 1 辊带动第 2 辊，第 2 辊带动第 3 辊，第 3辊带动第 4 辊，第 4 辊带动第 5 辊，各辊之间通过链条链轮进行传动。 各辊的旋转方向相同，运行速度相同，能保证物料向前传递。 拨料辊子装置如何 示 料辊子装置 拨料辊子的作用是叶片在松垛机中打撒后进入皮带轮震动松散。 如图 示 第 9 页 图 动装置 传动装置的松垛机的动力装置，进料口， 拨料辊、传送带、偏心辊的运动都是由传动装置控制 第 10 页 力学基本理论 由文献 1可知： 惯性 松垛机 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的）构 成。为了保证筛子的稳定工作，必须对惯性 松垛机 的的振动系统进行计算，以便找出振动质量、弹簧刚性、偏心块的质量矩与振幅的关系，合理地选择弹簧的刚性和确定偏心块的质量矩。 图 动系统力学模型图 图 示 烟叶 松垛机 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，筛子只作平面平移运动。今取机体静止平衡时 (即机体的重量为弹簧的弹性反作用力所平衡时的位置 )的重心所在点 o 作为固 定坐标系统 (原点，而以振动器转子的旋转中心 1o 作为动坐标系统( 1x 1o 1y )的原点。 偏心重块质量 m 的重心不仅随机体一起作平移运动 (牵连运动 )， 而且还绕振动器的回转中心线作回转运动 (相对运动 )，则其重心的绝对位移为： x + 1x x + x +t y + 1y y + y+t 式中： r 偏心质量的重心至回转 偏心辊 线的距离。 第 11 页 偏心辊 之回转角度， t , 为 偏心辊 回转之角速度 ,t 为时间。 偏心质量 m 运动时产生的离心力为： )co s( 222 （ 4 )s 222 （ 4 式中 偏心质量 m 在 x 与 y 方向之相对运动离心力或称激振力。 在 烟叶 松垛机 的振动系统中，作用在机体质量 M 上的力除了还有机体惯性力 和 (其方向与机 体加速度方向相反 )、弹簧的作用力 和( x 和 y 方向的刚度，弹簧作用力的方向永远是和机体重心的位移方向相反 )及阻尼力 和 (c 称为粘滞阻力系数，阻尼力的方向与机体运动速度方向相反 )。 在单 偏心辊 振动系统中，作用在机体质量 M 上的力除了和之外，还有机体的惯性力和（其方向与机体的速度方向 相反）、弹簧的作用力，（表示弹簧在方向的刚度），及阻尼力（称为粘滞阻力系数，阻尼力的方向与机体的运动方向相反）。 当振动器在作等速 烟叶 周运动时，将作用在机体 M 上的各力，按照理论力学中的动静法建立的运动微分方程式为： x co （ 4 s 式中： M 机体的计算质量 （ 4 式中： 振动机体质量 。 筛子的物料重量 。 物料的结合系数 ， 5.0 根据单 偏心辊 松垛机 运动微分方程式的全解可知，机体在 x 和 y 偏心辊 方向的运动是自由振动和强迫振动两个简谐振动相加而成的，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就会逐渐消失，因此，机体的运动就只剩下强迫振动了。所 第 12 页 以，只需要讨论公式的特解： xx co s ； yy s （ 4 其特解为： 22x 21t a n （ 4 22 21t a n （ 4 式中： 角为机体的振幅和相位差和方向机体的振幅；和为和。 系统的自振频率为： （ 4 下面根据图 分析 烟叶 松垛机 的几种工作状态： 低共振状态 ： 即 2 若取 22 ，则机体的振幅 。在这种情况下，可以避免筛子的起动和停车时通过共振区，从而能提高弹簧的工作耐久性，同时能件小 偏心辊 承的压力，延长 偏心辊 承的寿命，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，弹簧的刚度要很大，因此，必然会在地基及机架上出现很大的动力，以致引起建筑物的震振动。所以，必须设法消 振，但目前尚无妥善和简单的消振方法。 幅和转子角速度的关系曲线 :共振状态 即 2 。振幅 A 将变为无限大。但由于阻力的存在，振幅是一个有限的数值。当阻力及给料量改变时，将会引起振幅的较大变化。由于振幅不 第 13 页 稳定，这种状态没有得到应用。 :超共振状态 ，这种状态又分为两种情况： （ 1） n 稍 大于 即 K 稍小于 。若取 2 ，则得 。因为 ，所以筛子起动与停车时要通过共振区。这种状态的其它优缺点与低振状态相同。 （ 2） ，即为远离共振区的超共振状态。此时， 2 。从图可以明显地看出：转速愈高，机体的振幅 A 就愈平稳，即 松垛机 的工作就愈稳定。这种工作状态的优点是：弹簧的刚度越小，传给地基及机架的动力就愈小，因而不会引起建筑物的振动。同时，因为不需要很多的弹簧，筛子的构造也简单。目前设计和应用的 松垛机 ，通常采用这种工作状态。为了减少筛子对地基的动负荷，根据振动隔离理论，只要使强迫振动频率 大于自振动频率 P 的五倍即可得到良好的效果，采用这种工作状态的筛子，必须设法消除筛子在起动时， 由于通过共振区而产生的共振现象。目前采用的消振方法如前所述。 第 14 页 数计算 由文献 1选取和计算 松垛机 运动学： 参数 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、烟叶 周振动和椭 烟叶 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。 ，根据筛子的用途选取， 烟叶 松垛机 一般取 5，直线 松垛机 宜取4；。难筛物料取大值，易筛物料取小值。筛孔小时取大值，筛孔大是取小值。本次设计 烟叶 松垛机 ， 选取 4 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 8 的范围内， 松垛机 则多取 3 6。本次设计选择 K=4。 对于单 偏心辊 松 垛机 的倾角为： 作预先分级用 00 2015 作最终分级用 00 对于 烟叶 松垛机 一般取 015 025 ，振幅大时取小值，振幅小时取大值。 本次设计采用的 烟叶 松垛机 取 020 。 筛箱振幅 A ；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 A =3 6中筛孔大者取大值，筛孔小者取小值。本次设计选取 A =5 动频率 n ： 按照9000002 和所确定的 A 值可以求解出频率值。 r 845520c 005900 000 0 （ 5 际振动强度 K 按照下式计算： 第 15 页 52109 （ 5 在本设计中 4 551095252 ，所以符合振动强度要求。 筛子的实际强度： K ； 即筛子的频率和振幅分别为： A=5 n=845 。 烟叶 松垛机 的物料运动速度计算： v /)t a 00 （ 5 式中：取修正系数0K V )20t a =s 艺参数的确定 由文献 2选取设计 松垛机 工艺参数： 1.工艺参数包括筛面的长度和宽度 、 筛分效率 。 筛面的长度和宽度 由 公式： Q 中： Q 处理量 ， Q=375t/h F 筛面 的工作面积 q 单位时间处理量 ,q=50 2/ 可得出 F=m ,选取筛面长度 L=以 B=F/L=在筛分作业中，筛分效率是衡量 筛分过程的质量指标。筛什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。筛分效率一般以百分数表示。筛分效率可按下式计算： )100( )(100 a 式中 a 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； 第 16 页 将 原科和筛上产物进行精确的筛分，根据筛分结果即可算出筛下级别含量 a 及 。筛分所用筛面的筛孔尺寸和形状，应与测定筛分效率所用的筛子相同。 筛分机械的筛分效率与物料的粒度特性、物科的湿度、筛孔形状、筛面倾角、筛面长度、筛面的运动特性及生产率等因素有关。不同用途的筛分机械对筛分效率有不同的要求。 表 常德 型 烟叶 松垛机 的运动学参数和工艺参数 名称 数值 名称 数值 筛面长度 面宽度 动强度 4 抛射强度 4 筛面倾角 200 振动方向角 筛箱振幅 5子频率 845理量 50t/h 物料运动速度 振动器偏心质量及偏心距的确定： 由文献 3 工作时，弹簧刚度小，故振幅计算式中 K 值可以略。 对于单 偏心辊 松垛机 ： ()M m A m r （ 5 式中 M 振动机体质量， M=m 偏心块质量， A 筛箱振幅， A=5mm r 偏心距， r=24号表示 心在振动中心的两个不同方向上。 由式（ 3， m=r45 =91惯性 松垛机 的功率消耗主要是由振动器为克服筛子的运动阻力而消耗的功率 N 和克服 偏心辊 在 偏心辊 承中的摩擦力而消耗的功率 来确定。 电机的功率为： 第 17 页 1775003 千瓦 （ 5 式中： C ，阻力系数，一般 抛掷指数较小时， . 承内圈直径， rm 4 5转动轴转数， 传动效率， 。 滚动轴承的摩擦系数f ， 01.0f 。 这里对于滚子 偏心辊 承选取 002.0f 。 7 5 0 0 50 0 2 0 3 N =上式可求 N= 选择电机 由文献 17，选择传动电机型号为 型 4160 其额定功率为 n 惯性 松垛机 起动时，电动机需克服偏心质量的静力矩和摩擦力矩，起动后由于惯性作用，功率消耗较少，因而需选用高起动转矩的电动机。因此，按公式计算的功率，必须按起动条件校核： (5式中 : 电机的其动转矩； 电机的额定转矩； 0M 松垛机 偏心重量的静力矩与 偏心辊 承的摩擦静力矩之和 9550电9550 146015 =m (5 i (5式中： i 速比 起动力矩系数 取 =2.1 i =451460= (5 第 18 页 因此有 i = (50M= (5式中 0心辊 承的摩擦力矩之和 0M= 式中 心辊 承的摩擦力矩 91 2)30 m (5式中 20 (5将 m 91 m (5将 0M=m 将 00M=m 于以满足 ,电机起动校核合格。 表 动机性能 型 号 型 4200 转速 460 功率 第 19 页 6主要零件的设计与计算 的选择与计算 的选择 根据 松垛机 的工作特点，应选用大游隙单列向心 烟叶 柱滚子 偏心辊 承。 按照基本额定动载荷来选取 轴 承 (6式中： C 基本额定动载荷来 P 当量动载荷 2 =91 (608452 )2 = (6 寿命系数， 次设计选取 2.5 转速系数，103 = (6 将数据带入公式 (得 C = = 文献 17，选 84， 偏心辊 承型号 3径 110径 245 的寿命计算 偏心辊 承的寿命公式为： 10L=( (6式中 : 1006 r 为指数。对于球 偏心辊 承， =3；对于滚子 偏心辊 承， =10/3。 计算时，用小时数表示寿命比较方便。这时可将公式 (写。则以小时数表示的偏心辊 承 寿 命 为 ： hL= (6式中： C 基本额定动载荷 C = 第 20 页 n 轴 承转数 P 当量动负荷 选取额定寿命为 6000h。 将已知数据代入公式 (： 3/106 )4560 10 =15249h6000h 满足使用要求。 因此设计中选用 轴 承的使用寿命为 15249 小时。 带的设计功率 = 15 = (6式中 : 工况系数，查 11,22 9 得 P 传递的额定功率， P =15据轮转数 1n =1460 文献 16,22 1，选 B 型皮带。 i =451460= (61 选择小带轮的基准直径1 文献 16,22 14 和 22 1选取124. 选择大轮的基准直径2 2d=i 1224=388 查 11,22 14 取200带速 带速常在 V =5 25m/s 之间选取 V =100060 11 100060 =s (6心 距和带的基准长度 心 距 按 0 2(1 选取 ,因此有 0 1280,选 0=600 第 21 页 所需基准长度0d