毕业设计(论文)振动筛设计(全套图纸).doc

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摘要

振动筛的研究不断地向着标准化、系列化、通用化发展，并引入现代化设计手段，采用新材料、新技术、新工艺，其目的在于不断扩大筛机应用领域，满足国民经济建设发展的需要，并担当对外出口的任务。

本文所设计的振动筛的筛分物料为球磨机产品。

该产品的大小不是很平均，为了做出更符合要求的物料就需要用振动筛来将球磨机产品进一步细分，将不符合要求的物料重新用球磨机磨小。

经过这样的反复处理最终将物料全部做成符合要求的产品。

本课题的振动筛为自同步双振动电机驱动的，其特点是结构简单、安装方便、成本低、容易操作及维护等。

其筛箱为板梁铆焊组合结构，由主副侧板、管梁、入料挡板、出料板、筛板等组成，侧板选用低合金压力容器钢板，强度高、可焊性好，周边折弯，并在振动方向及沿纵向连接多根角钢，使侧板刚度大大增强，有利于强度的提高和噪音的降低。

管梁由法兰盘、无缝钢管、加强槽钢等组成，重量轻、强度大，便于制造安装，具有互换性。

加强槽钢上有T形孔，使用T形螺栓，便于筛板的安装维护，消除U形螺栓对管梁的磨损。

工作原理：

两台振动电机的型号相同，可以产生一种组合的直线振动。

这种振动可以使输送槽体中的物料运动，并与筛面发生碰撞，使小于筛孔的物料透过，从而实现物料的几何分级，实现筛分。

总体方案为：

采用普通筛分法，振动形式为共振，运动轨迹为直线运动，激振方式为惯性式，隔振方式为一级隔振，隔振弹簧为金属螺旋式隔振弹簧。

关键词：

振动筛;筛箱;振动电机

全套CAD图纸，联系695132052

Abstract

Theshakerresearchunceasinglytothestandardization,theseriation,theuniversalizeddevelopment,andtheintroductionmodernizationdesignmethod,usesthenewmaterial,thenewtechnology,thenewcraft,itsgoalliesinunceasinglyexpandsthesievemachineapplicationdomain,satisfiesnationaleconomyconstructiontheneedtodevelop,andtakesontheforeignexportationtheduty.

Finallycompletelymakesaftersuchrepeatedlyprocessingthematerialltalliestherequestproduct.Thistopicshakerforself-synchronizingpairvibrationmotor-driven,Itscharacteristicisthestructuresimple,theinstallsconvenient,thecostlow,iseasytooperateandthemaintenanceandsoon.Itsievestheboxisboardcrossbeamrivetinghitchweldsbuilt-upsection,Byhostvice-sidebar,Hollowbeam,Entersthematerialbackplate,Leavesmaterialboard,Sievesboardandsooncomposition,Thesidebarselectsthelow-alloypressurevesselsteelplate,Theintensityishigh,Theweldabilityisgood,Peripheralkneebend,Andinthevibrationdirectionandalonglongitudinalconnectsthemulti-rootsanglesteel,Causesthesidebarrigiditybigenhancement,Isadvantageoustotheintensityenhancementandnoisereducing.Hollowbeambyflangeplate,Seamlesssteelpipe,Strengthenscompositionandsoonchannelsteel,Theweightlight,theintensityisbig,isadvantageousforthemanufactureinstallment,Hastheinterchangeability.StrengthensinthechannelsteeltohavetheTshapehole,UsestheTshapebolt,Isadvantageousforscreenboardinstallsthemaintenance,EliminatestheUshapebolttothehollowbeamattrition.Principleofwork:

Twovibratetheelectricalmachinerythemodeltobesame,Mayhaveonekindofcombinationstraight-lineoscillation.Thiskindofvibrationmaycauseinthetransportationtroughbodythematerialmovement,Andhasthecollisionwiththescreeningsurface,Andhasthecollisionwiththescreeningsurface,Thusrealizationmaterialgeometrygraduation,Realizationscreening.Theoverallplanis:

Usestheordinaryscreeninglaw,Thevibrationformforresonates,Thepathisthetranslation,Stirsupthestrengthvibrationthewayistheinertiatype,Thevibrationisolationwayislevelofvibrationisolations,Thevibrationisolationspringisthemetalscrewtypevibrationisolationspring。

Keywords:

thevibrationscreen;theboxscreen;thevibrationelectricmachinery

目录

摘要 I

Abstract II

第1章概述 1

1.1国内外现状 1

1.2振动机械的用途和分类 1

1.2.1振动机械的组成 2

1.2.2振动机械的特点 2

1.2.4振动机械的分类 3

第2章主要问题及解决方案 5

2.1振动筛降噪措施 5

2.2常见故障及处理措施 5

2.2.1筛分时筛子不下料或下料不畅 5

2.2.2筛框断裂根 5

2.2.3轴承过热 5

2.2.4筛分的分级（根据筛分的目的） 6

第3章直线振动细筛的结构、工作原理及总体方案的比较确定 7

3.1结构及工作原理 7

3.2直线型振动细筛的特点 7

3.3各类筛分方法的比较确定 8

3.3.1普通筛分方法 8

3.3.2概率筛分方法 9

3.3.3等厚筛分法 9

3.3.4概率等厚筛分法 10

3.3.5筛分方法的确定 10

3.4振动形式的确定 10

3.4.1非共振筛 10

3.4.2共振筛 10

3.5运动轨迹的确定 10

3.5.1圆运动轨迹 10

3.5.2直线运动轨迹 11

3.6激振方式的比较 11

3.6.1弹性连杆式 11

3.6.2电磁式 11

3.6.3惯性式 12

3.6.4激振方式的确定 12

第4章其它零部件的选择 13

4.1隔振系统的选择 13

4.2筛箱及筛面 13

4.2.1筛箱 13

4.2.2筛面的比较选择 14

4.2.3筛面的压紧装置 15

4.3支撑装置的选择 15

第5章各部分设计计算 17

5.1运动学参数的选择计算 17

5.1.1物料运动状态的选择 17

5.1.2安装倾角的选择 17

5.1.3振动方向角的选择 17

5.1.4物料的平均速度 18

5.2工艺参数的确定 18

5.3动力学参数的选择计算 18

5.3.1工作机体的质量 18

5.3.2物料的结合质量 19

5.3.3隔振系统的频率比及隔振弹簧刚度 19

第6章结论 20

参考文献 21

致谢 23

第1章概述

1.1国内外现状

目前国内筛机产品种类有圆振动筛、直线振动筛、椭圆振动筛、高频振动筛、弧形筛、等厚筛、概率筛、冷矿筛、热矿筛、节肢筛等，产品已在冶金、矿山、煤炭、轻工等许多行业得到广泛的应用，基本上满足了国内国民经济建设的需要。

据2002年行业调查了解，全国筛分机械制造企业已多达300余家，从所有制来看，除国营、集体、股份制外，还有外资和合资企业，特别是股份制、民营企业发展很快。

全国筛分机械市场年产值约为5亿元左右，今年又有大的增长，年产值超过1500万元以上的企业有10余家。

由于我国东部经济发展较快，筛分机械制造企业也主要分布在东北、华北、华东和中南地区，尤其是鞍山新乡地区，这两个地区的筛分机械产值约占全国总产值的50％左右，可是在西部地区，还没有一家像样的筛分设备制造企业。

我国筛分设备制造企业虽然很多，但是真正具备实力的很少。

目前全国具有独立研究开发新产品能力的企业不多，大约有3～4家，每年能创新开发几个新产品，而大多数企业仍是生产常规较为陈旧的产品。

在产品设计和制造水平上，全国大约只有4～5家企业的机械装备和工艺水平真正具备制造较大筛分机械的能力。

德国申克和KHD公司是国际著名的筛分机械制造企业，他们的新产品开发是和工程设计同时进行的：

首先要对被筛物料的物理、化学性质以及在工艺流程中所需达到的要求进行分析，选择合理的技术参数、进行模拟样机试制、进行必要的设计计算、工作图设计、产品试制、检验、服务、工艺试验、跟踪服务、产品改进设计、定型等一系列程序，最后实现交钥匙工程[1]。

1.2振动机械的用途和分类

在很多情况下不可避免地会遇到各种各样的振动现象。

许多振动现象是不必要和有害的，会产生噪音污染、降低机器寿命而造成损失，强烈的振动还可能造成人员和建筑物的伤害，应尽量避免。

但是在某些场合振动是有益的，比如利用振动可提高某些机器的工作效率、完成许多工艺的过程。

近年来应用振动原理的机械（简称振动机械）得到了迅速的发展。

它们在矿山、冶金、化工厂、农业生产和加工厂中得到了广泛的应用[2]。

二十几年来，经过国内外科技工作者孜孜不倦的探索和坚持不懈的努力，振动理论日趋完善，振动规律逐渐为人们掌握，振动也逐渐被应用到许多工业部门用来完成某些工艺过程来提高生产率。

振动机械的广泛应用奠定了机械振动学的基础，同时也决定了机械振动学的地位。

现在，机械振动学这门有前途的学科已逐步完善起来了。

据不完全统计，目前已用于生产中的振动机有几十种之多，有不少在工业中各部门发挥着重要的作用[3]。

1.2.1振动机械的组成

振动机械通常由三部分组成

（1）激振器

用以生产周期变化的激振力，使工作机体产生持续的振动，常用的激振器有惯性式激振器、弹性连杆式激振器、电磁式激振器，液压式和气动式激振器以及凸轮式激振器等。

（2）工作机体或平衡机体

工作机体完成工艺过程、平衡架、平衡惯性力，起保护作用。

如：

输送槽、箱体、台面、平衡架体等，为完成各种工艺过程，它们通常做周期性运动。

（3）弹性元件（弹簧）

弹性元件包括隔振弹簧（其作用是支撑振动质体，使机体实现所需要的振动，并减小传给地基或结构架的动载荷）、主振弹簧（即共振弹簧或称蓄能弹簧）和连杆弹簧（传递激振力等）。

1.2.2振动机械的特点

振动机械同其它类型机械相比：

优点是结构简单、制造容易、重量较轻、成本较低、能耗少、安装方便、维修容易等。

缺点是传给地基的振动较大，零部件工作寿命短、噪音较大，并且有些振动机械还存在着振幅不够稳定、调整复杂等。

1.2.3振动机械的用途

物料的输送，物料的筛分、选别、脱水、冷却和干燥，物料的粉磨、物件的清理，松散物料的成型或紧实，仪器、机器及其它零部件的测试等等[4]。

1.2.4振动机械的分类

（1）惯性式振动机

如图1-1所示，惯性式振动机是由惯性激振器驱动，惯性激振器通常是由偏心块、主轴、轴承和轴承座等组成（如图1-2所示）。

图1-1惯性振机简图图1-2惯性激振器

1—激振器2—工作机体3—弹性元件

4—偏心块5—主轴6—轴承和轴承座

（2）弹性连杆式振动机

弹性连杆式振动机是由弹性连杆式激振器驱动的（如图1-3所示），弹性连杆式激振器由偏心轴、连杆及连杆端部的弹簧所组成，工作机体借弹性连杆激起振动。

图1-3弹性连杆式振动机工作原理简图

1—工作机体2—连杆弹簧3—弹性元件4—连杆5—偏心轴

（3）电磁式振动机

电磁式振动机是由电磁激振器驱动的一种振动机。

（4）其它振动机

它们是由风动式激振器、液压式激振器和凸轮式激振器驱动的振动机[5]。

第2章主要问题及解决方案

2.1振动筛降噪措施

紧固振动筛上的所有部件，特别是需要经常更换的筛板，避免由于个别部件的松动而产生的额外振动；将冲孔钢筛板更换为弹性模量小、冲击噪声低的聚氨酯筛板或者橡胶筛板；在筛箱的侧板、入料给料口、排料口和接料底盘内加贴橡胶板，这样可以有效地抑制侧板的高频振动，减少辐射噪声；采用柔性辐板齿轮来代替钢齿轮，即在齿轮的辐板上利用橡胶弹性体传递扭矩，吸收齿轮啮入、啮出所造成的振动；用橡胶弹簧替代钢制弹簧，以减少冲击；在激振器的体外加装软式隔声罩；对轴承的内外套之间加以阻尼处理，轴承的滚动体可以制作成空心滚动体或者在空心滚动体的内部加入阻尼材料，这样能够减小轴承的振动和降低轴承的噪声[6]。

2.2常见故障及处理措施

2.2.1筛分时筛子不下料或下料不畅

一是给煤溜槽与筛面之间有落差太小，应是其落差在400~500mm之间。

二是新更换或新安装的振动筛实际处理量达不到理论设计时的处理量，即无法满足生产要求，这时应提高筛子角度、加大激振力，如果还无法满足要求，就需要对筛面进行改造：

将入料端的筛孔加大。

还要注意的一点是给料槽宽度要适中，如果过窄，物料则不能均匀地分布于筛面的宽度方向上，筛子的筛分面积也不能合理有效利用，筛分效果将会受到影响[7]。

2.2.2筛框断裂根

据断裂力学的原理，筛框颤抖容易发生断裂，所以解决该问题的最佳办法就是加厚侧板，或者对激振器附近的侧板局部增加附板以增强整个筛体的刚性，这样筛框就不容易发颤和断裂了。

2.2.3轴承过热

第一种最常见的原因是由于轴承径向游隙太小。

由于振动筛上的轴承承载的负荷较大，频率较高，且载荷一直是变动的，所以轴承必须采用大游隙。

如果使用的是普通游隙的轴承，就必须将轴承外圈再次磨削，使之成为大游隙。

再者就是轴承压盖顶得太紧，也会造成这种现象。

压盖与轴承外围之间必须有一定间隙，以保证轴承正常的散热和一定的轴向串动。

该间隙可以通过端盖和轴承座之间的密封垫来进行调整。

正常情况下，空车试车4h，轴承温度应保持不变[8]。

2.2.4筛分的分级（根据筛分的目的）

（1）独立筛分

其目的是得到适合于用户要求的最终产品。

例如，在黑色冶金工业中，常把含铁较高的富铁矿筛分成不同的粒级，合格的大块铁矿石进入高炉冶炼，粉矿则经团矿或烧结制块入炉。

（2）辅助筛分

这种筛分主要用在选矿厂的破碎作业中，对破碎作业起辅助作用。

一般又有预先筛分和检查筛分之别。

预先筛分是指矿石进入破碎机前进行的筛分，用筛子从矿石中分出对于该破碎机而言已经是合格的部分，如粗碎机前安装的格条筛，筛分其筛下产品。

这样就可以减少进入破碎机的矿石量，可提高破碎机的产量。

（3）准备筛分

其目的是为下一作业做准备。

如重选厂在跳汰前要把物料进行筛分分级，把粗、中、细不同的产物进行分级跳汰。

（4）选择筛分

如果物料中有用成分在各个粒级的分布差别很大，则可以经筛分分级得到质量不同的粒级，把低质量的粒级筛除，从而相应提高了物料的品位，有时又把这种筛分叫筛选。

（5）脱水筛分

筛分的目的是脱除物料的水分，一般在洗煤厂比较常见。

此外，物料含水含泥较高时，也用筛分进行脱泥[9]。

第3章直线振动细筛的结构、工作原理及总体方案的比较确定

3.1结构及工作原理

图3-1振动筛结构简图

1—振动电机2—法兰盘3—箱体4—压块5—筛面6—隔振弹簧

由图3-1可知该振动筛的结构由振动电机、电机回转底盘、隔振弹簧、箱体、筛面、筛网以及压紧装置等部分组成。

工作原理：

两台振动电机的型号相同，可以产生一种组合的直线振动。

这种振动可以使输送槽体中的物料运动，并与筛面发生碰撞，使小于筛孔的物料透过，从而实现物料的几何分级，实现筛分[10]。

3.2直线型振动细筛的特点

双电机驱动的自同步振动机，是新近发展起来的先进技术。

它的特点如下：

（1）利用自同步原理代替了强制同步式振动机中的齿轮传动，使传动部分结构相当简单。

（2）由于取消了齿轮传动，而使机器饿润滑、维护和检修的经常性工作大为简化。

（3）采用激振电机直接驱动是其结构相当简单。

（4）自同步振动电机激振器的主轴可在较大距离下进行安装。

（5）该振动电机便于实现通用化、系列化、标准化。

由于本课题所设计的这种振动筛正是双振动电机驱动的自同步直线振动筛，所以其具有以上特点[11]。

3.3各类筛分方法的比较确定

为满足直线振动细筛的要求和工作特点，我们将振动筛分机所采用的各类筛分方法加以比较，从而确定最佳方案，以达到设计要求。

首先，对物料的筛分采用的方法大致有以下几种：

普通筛分法、概率筛分法、等厚筛分法、概率等厚筛分法等。

下面具体说明每一种筛分方法及其特点。

3.3.1普通筛分方法

普通筛分方法在工业部门中的应用已有几十年的历史，已得到了比较完善的发展。

应用这种方法的筛机，筛上物料层的厚度总是递减的。

在这种筛机上上料层厚度为h≥（2~3）a（a为筛孔尺寸），分离粒度和筛孔尺寸相近。

在筛分过程中，不同粒度的物料首先分层，小粒度的物料向筛面接近，大粒度的物料浮在上面。

大于筛孔尺寸的物料不断被抛掷或滑行，直到离开整个筛面，而小于筛孔尺寸的物料则透过筛面分离出来[12]。

料层厚度与筛长有关（如图3-1所示），筛面越长物料厚度越薄，而且筛分效率也与筛长有关，筛面越长，则物料的筛分效率越高。

图3-1料层厚度与筛长关系图

采用这种筛分方法的筛机的特点为：

（1）物料厚度一般为活动料厚的2~3倍。

（2）结构简单。

（3）筛分精度高，可以用各种物料的精确筛分。

（4）用这种筛分方法的筛机调试方便。

（5）筛网的磨损较严重，由此造成维修量稍微大一些。

（6）单位面积上处理物料能力低，占地面积大。

（7）筛孔易堵，造成筛分效率下降。

（8）给料端厚排料端薄不易分层。

（9）噪音较大。

3.3.2概率筛分方法

概率筛是利用物料颗粒通过筛子的概率差来完成筛分过程的一种筛分机器。

和普通筛机在结构上的主要区别是采用了多层（3-6层）、大倾角（30°-60°）、大筛孔（筛孔尺寸为分离粒度的2-10倍）的筛面。

在工作原理上，它与普通筛机也有明显区别，概率筛能以很快的速度完成整个筛分过程，使其时间仅仅是普通筛机的1/3-1/10，而其单位面积产量较普通振动筛增大5-10倍。

多层筛分为快速筛分创造了条件，但又因为分层太多使机器构造复杂化。

概率筛特点：

（1）筛面倾角大、物料层薄、物料运动速度快。

（2）筛孔尺寸大，因此筛孔不容易堵塞、筛层多、筛分效率高。

（3）结构紧凑、重量小、占地面积少。

（4）筛分精度不够高、筛箱高度较大。

（5）降低了难分的临界颗粒问题。

3.3.3等厚筛分法

等厚筛分法是利用在入料端给予筛上物料一个比普通筛分法大的加速度，使其运动速度加快，料层迅速变薄并很快的分层。

对已分层料群再施加与普通筛相同的筛面加速度，使物料透筛。

经由这样的处理，小颗粒与筛面接触概率大大增加，平均单位筛面透筛能力约为实际的80%，因此等厚筛分可成倍的提高筛子的处理量。

这种方法的特点是不管入料中小于筛孔的颗粒所占百分比如何，在筛分过程中，筛上物料厚度保持不变或递增。

其特点：

（1）给料端薄排料端稍厚，有利于分层，可以进行细粒级筛分，减少堵孔。

（2）生产率可提高一倍以上。

（3）由于需要保持层厚度接近，这就要求筛面有合适的结构，多采用折线型，这样就使得制造困难

（4）体积大、重量大。

3.3.4概率等厚筛分法

它具有概率筛的特点，所以能够强制分层，每一层筛面具有等厚筛的特点，所以这种筛分方法处理量大、筛面大、机构庞大。

3.3.5筛分方法的确定

通过对以上各种筛分方法的分析我们知道，概率筛与等厚筛虽然都有很多优点，且便于密封，但是由于概率筛不可精确筛分，等厚筛机构复杂、调速困难，两者都难以选用。

普通筛分方法虽然存在很多缺点，但可通过解决筛板、筛面倾角、物料运动速度来解决。

所以次设计选用普通筛分法。

3.4振动形式的确定

目前，从振动机械动力学方面我们知道，工作频率和固有频率之比为Z，一般为2-10。

3.4.1非共振筛

该类振动筛的弹簧刚度为常数或接近常数（线性），机器在远离共振区的状态下工作。

弹簧刚度小，传给地基的动载荷也小，具有隔振性良好、结构简单的特点[13]。

3.4.2共振筛

此筛是一种在近共振状态下的振动机械，具有如下特点：

（1）产量大，效率高。

（2）弹簧刚度为常数或接近常数。

（3）所需激振力小、传动部件结构紧凑。

（4）振幅稳定性好、工作平稳、隔振性好。

3.5运动轨迹的确定

3.5.1圆运动轨迹

圆运动振动筛是利用单轴式不平衡激振器，使筛箱产生振动的筛子。

其运动轨迹一般为圆形（椭圆形）它主要用于物料的分级。

其与直线振动筛相比具有结构简单、造价低、维修容易等特点，因而目前普遍采用。

3.5.2直线运动轨迹

其靠两根不平衡重的轴作同步导向回转而产生振动，其筛面呈水平或倾斜安装。

它和圆运动相比具有如下优点：

（1）直线振动筛的动力平衡与物料在筛面上的运动情况较好。

（2）物料在筛面上的运动不是靠筛面的倾角，而是靠筛子的激振器产生的激振力。

（3）