2yta1842橢圓振動篩的設計說明書

1、<p>　　2YTA1842橢圓振動篩的設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　目前我國各種篩選的設備中，振動篩是問題較多、維修量較大的設備之一，這些問題突出表現(xiàn)在篩箱斷裂、齒輪打齒、軸承溫度過高、噪聲大的問題，同時伴有傳動帶跳帶、斷帶等故障。這類問題直接影響了振動篩的使用壽命，嚴重影響了生產(chǎn)。此次設計的2TYA1842橢圓振

2、動篩可以很好地解決此類問題，該系列振動篩主要用于煤炭行業(yè)中的物料分級、脫水、脫泥、脫介等作業(yè)。其工作可靠，篩分效率高，但設備自身較重，設計分析論述了設計方案，包括振動篩的特點、分類和方案的確定，對振動篩的動力學分析以及動力學參數(shù)的計算，合理地設計振動篩的尺寸大小，對激振器偏心塊等設計計算；電動機的選擇與校核；進行對振動篩主要零部件的設計與計算；皮帶的設計計算與校核，彈簧的設計；軸的設計與校核；軸承的選擇與計算，然后進行振動篩的環(huán)保與經(jīng)濟

3、性的分析。</p><p>　　關鍵詞：橢圓振動篩；激振器；彈簧</p><p>　　The design of the 2 yta1842 elliptical vibrating screen</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　At present our country al

4、l kinds of equipment used in coal preparation plant, vibrating screen is one of the issues is more, a large quantity of maintenance equipment, these problems highlighted in the screen box fracture, crack help, the gear t

5、eeth, bearing high temperature, noise, headlight problem, at the same time accompanied by jump belt with lamp break fault belt. This kind of problem directly affects the service life of the vibrating screen, seriously af

6、fected the production. The design o</p><p><b>　　screen. </b></p><p>　　Key words: vibrating screen; Vibrator; The elliptical vibrating screen .</p><p><b>　　目 錄</

7、b></p><p>　　概要....................................................................................................................Ⅰ</p><p>　　Abstract..........................................

8、............................................................Ⅱ</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1課題的選擇及其背景1</p><p>　　1.2國內(nèi)篩分機械研發(fā)展狀況1</p><p>　　1.3篩分機械的發(fā)展趨勢

9、1</p><p>　　2 橢圓振動篩的設計3</p><p>　　2.1振動篩基本概念3</p><p>　　2.1.1振動篩分類3</p><p>　　2.1.2篩分工藝原理3</p><p>　　2.1.3振動篩的基本結(jié)構(gòu)4</p><p>　　2.3慣性振動篩力學基本理論

10、14</p><p>　　2.3.1振動篩運動方程14</p><p>　　2.4橢圓振動篩參數(shù)計算19</p><p>　　2.4.1確定篩面尺寸和面積19</p><p>　　2.4.2 橢圓振動篩參數(shù)的選擇和計算19</p><p>　　2.4.3 偏心質(zhì)量的配置及慣性力的計算21</p&g

11、t;<p>　　2.4.4電動機的選擇計算23</p><p>　　2.4.5彈簧設計25</p><p>　　2.5 主要零件設計與校核28</p><p>　　2.5.1傳動帶的設計28</p><p>　　2.5.2 軸的強度校核31</p><p>　　2.5.3 軸承的選擇與計

12、算34</p><p>　　2.5.4齒輪的設計及校核36</p><p>　　2.6 橢圓振動篩的安裝及調(diào)試37</p><p>　　2.6.1 安裝前的準備38</p><p>　　2.6.2 安裝38</p><p>　　2.6.3 試運轉(zhuǎn)38</p><p>　　3 隔振

13、技術(shù)及應用39</p><p>　　4 橢圓振動篩的環(huán)保和經(jīng)濟性分析40</p><p>　　4.1 設備的環(huán)保40</p><p>　　4.2 設備的經(jīng)濟性分析40</p><p>　　4.2.1 投資回收期41</p><p><b>　　結(jié)束語42</b></p>

14、;<p><b>　　致謝43</b></p><p><b>　　參考文獻44</b></p><p><b>　　1. 緒論</b></p><p>　　1課題的選擇及其背景</p><p>　　就振動篩的篩面運動軌跡而言，有兩種基本形式：一種是圓，一種

15、是直線。</p><p>　　物料在篩面上的運動狀態(tài)應符合篩分工藝的要求，使物料能從篩面上產(chǎn)生拋擲和向前運動。拋擲運動的目的，除了避免物料產(chǎn)生滑動、減小對篩面的磨損外，主要是時物料層間產(chǎn)生一定的松散作用，促使粒徑不同的物料重新排列，并與篩孔不斷進行比較，增加透篩幾率，向前運動速度的大小，將直接影響生產(chǎn)能力。</p><p>　　園振動篩物料在篩面上的拋擲運動，拋擲方向不是單向的，而是連續(xù)全

16、圓周方向多項拋擲，旋轉(zhuǎn)加速度主矢量將沿整圓方向不斷往復循環(huán)運動（所謂松散度叫完全）。這樣不但對物料松散分層十分有利，而且防止物料堵塞篩孔。但是，圓振動篩也從在不足之處。</p><p>　　1.2國內(nèi)篩分機械研發(fā)展狀況</p><p>　　由于工業(yè)發(fā)展緩慢，基礎比較薄弱，理論研究和技術(shù)水平落后，我國篩分機械的發(fā)展是本世紀近50年的事情，大體上可分為三個階段。</p><

17、p>　　(1)仿制階段：這期間，仿制了前蘇聯(lián)的ГУП系列圓振動篩、BKT-11、BKT-OMZ型搖動篩；波蘭的WK-15圓振動篩、CJM-21型搖動篩和WP1、WP2型吊式直線振動篩。這些篩分機仿制成功，為我國篩分機械的發(fā)展奠定了堅實的基礎，并培養(yǎng)了一批技術(shù)人員。</p><p>　　(2)自行研制階段：從1966年到1980年研制了一批性能優(yōu)良的新型篩分設備，1500毫米×3000毫米重型振動篩

18、及系列，15m2、30m2共振篩及系列，煤用單軸、雙軸振動篩系列，YK和ZKB自同步直線振動篩系列，等厚、概率篩系列，冷熱礦篩系列。這些設備雖然存在著故障較多、壽命較短的問題，但是它們的研制成功基本上滿足了國內(nèi)需要，標志著我國篩分機走上了獨立發(fā)展的道路。</p><p>　　(3)提高階段：進入改革開放的80年代，我國篩分機也進入了一個新的發(fā)展階段。成功研制了振動概率篩系列、旋轉(zhuǎn)概率篩系列，完成了箱式激振器等厚篩

19、系列、自同步重型等厚篩系列、重型冷熱礦篩系列、弛張篩、螺旋三段篩的研制，粉料直線振動篩、琴弦振動篩、旋流振動篩立式圓筒篩的研制也取得成功。</p><p>　　1.3篩分機械的發(fā)展趨勢</p><p>　　振動篩分機在工程中應用廣泛，對國民經(jīng)濟起著重要作用。從國內(nèi)為的研究方向來看，一方面致力于當前篩分機械的運動分析和結(jié)構(gòu)調(diào)整；另一方面瞄準新穎的設計目標、探求合理的結(jié)構(gòu)方式，以便進一步推動篩

20、分機械的應用。</p><p>　?。?）國外技術(shù)發(fā)展趨勢</p><p>　　國外篩分機械 仍以發(fā)展振動篩為主，振動篩向標準化、通用化和系列化方向發(fā)展；向大型化方向發(fā)展。就是增大篩面傾角，提高篩分效率；發(fā)展細粒篩分設備，篩孔尺寸小到0.1~0.3mm毫米；旋流篩使用逐漸增多；共振篩發(fā)展停滯。</p><p>　　（2）國內(nèi)技術(shù)發(fā)展趨勢</p><

21、;p>　　積極開展篩分技術(shù)研究，提高原煤干式深度篩分技術(shù) ，降低篩分下限和增加煤炭品種。著重解決粒度細、水分高 和粘度大的難篩物料的技術(shù)；為滿足大露天礦選用，研究重型分級篩，適用于500mm以下物料篩分；為提高篩板的壽命和效果，著重發(fā)展焊接篩網(wǎng)，非金屬篩網(wǎng)；共振篩又被淘汰之勢，應大力發(fā)展偏心圓振動篩和直線振動篩。</p><p>　　2.橢圓振動篩的設計</p><p>　　2.1振

22、動篩基本概念</p><p>　　振動篩是一種廣泛用于散性物料分級的設備。物料通過曬面的篩孔可根據(jù)需要按粒度要求分成幾種級別，這項工作簡稱為篩分。而煉鐵廠所用的篩分機械，通常為振動篩。</p><p>　　2.1.1振動篩分類</p><p>　　1.現(xiàn)有的振動篩種類繁多，慣用的分類方法，通常以激振器驅(qū)動軸的根數(shù)來分，可分為單軸與雙軸兩種：</p>&

23、lt;p>　　1）單軸式：圓振動篩</p><p>　　2）雙軸式：直線振動篩</p><p><b>　　橢圓振動篩</b></p><p><b>　　概率篩</b></p><p><b>　　雙幅異頻振動篩</b></p><p>　　2.

24、按震動的頻率比來分，可分為近共振點工作和遠離共振點工作的振動篩，即：</p><p>　　頻率比（Z):近共振點工作 (Z=0.8~0.9) 一共振篩</p><p>　　遠離共振點工作 (Z=4~6) 一慣性篩</p><p>　　目前大部分振動篩均屬慣性篩，因為它有較為穩(wěn)定的工作振幅，不受其他因素的影響。缺點是激振器 尺寸比較大，消耗的功率也較大。&

25、lt;/p><p>　　2.1.2篩分工藝原理</p><p>　　在篩分的過程中，粒度小于篩孔的散性物料將通過篩孔，并從給料中分離出來。篩機的振動將使被篩物料相對于篩面的一定角度獲得加速度，在一個短時間的自由飛躍之后落回到篩面上。這時將開始一個顆粒和篩孔尺寸的較量，便產(chǎn)生顆粒通過篩孔的概率。隨著這種次數(shù)的增加，透篩的概率也增加。由于各種振動篩的構(gòu)造和運動方式的不同，因此其性能也有差異。<

26、;/p><p><b>　　1.圓振動篩 </b></p><p>　　圓振動篩以一個旋轉(zhuǎn)加速度矢量運轉(zhuǎn)，松散被篩物料的效應相當強烈。圓振動篩有一個相當陡峭的拋射角，可使被卡在篩孔的顆粒重新跳出，對防止篩孔堵塞十分有利。</p><p><b>　　2.直線振動篩</b></p><p>　　篩面成水

27、平的直線振動篩，有較高的物料輸送速度，然而它的加速度矢量只能作用在一個方向上，被篩物料不能得到充分的松散和重新排列的機會。因此，小顆粒物料不能很快穿過層接觸篩網(wǎng)。由于直線的加速度矢量使塞在篩孔內(nèi)的顆粒很難從篩孔中跳出，具有較大的堵孔機會，不利于篩分進程。</p><p><b>　　3.橢圓振動篩</b></p><p>　　橢圓振動篩結(jié)合了圓運動和直線運動兩種篩分機

28、的優(yōu)點。具體地說，橢圓的長軸是強化物料運輸?shù)姆至?，而短軸是促使物料松散的分量。所以，橢圓振動篩具有以下的優(yōu)點：</p><p>　　1）物料向前輸送速度較高，使物料層薄; </p><p>　　2）水平安裝，機器總高度低；</p><p>　　3）被篩物料有強烈地松散和在排列效應，因此有較高的生產(chǎn)效率；</p><p>　　4)篩孔不易

29、被物料堵塞，有較高的篩分質(zhì)量。</p><p><b>　　4.概率篩</b></p><p>　　概率篩雖然是也是一種振動篩，但它的工作原理與慣用的振動篩完全不同，它利用大篩孔、多層篩面、大傾角的原理進行篩分，具有許多突出的優(yōu)點。最上面的篩孔尺寸最大，往下篩孔尺寸依次減小；每一層篩面的篩孔尺寸都遠遠大于被分級粒度；由于篩面傾角大，致使有效篩孔尺寸小于實際篩孔尺寸；粗

30、顆粒物料同振動的篩網(wǎng)絲撞機的概率細顆粒物料大，因而通過篩孔形成的透篩的概率較小。該篩具有篩孔尺寸大不易堵塞，處理量大和絲網(wǎng)直徑大耐磨性好等優(yōu)點。</p><p><b>　　5.雙幅異頻振動篩</b></p><p>　　雙幅異頻振動篩的篩箱兩端各裝有振動頻率不同的箱式激振器，使進料端產(chǎn)生大振幅低頻率，排料端產(chǎn)生小振幅高頻率的振動，故稱為雙幅異頻振動篩。該篩機的的最大

31、特點是物料在篩面上呈變速運動，入料端快、排料端慢。當物料運動到下半段時，物料透篩難度 增加，但運動速度變慢，延長在篩面上的停留時間，同時又增加了振動的頻率，致使難透篩的物料有較多的透篩機會，故該篩有較高的篩分效率。</p><p>　　2.1.3振動篩的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　橢圓振動篩主要由篩箱、激振器、傳動裝置以及附屬部件組成。</p><p><b

32、>　　1.篩箱</b></p><p>　　振動篩的篩箱由側(cè)壁鋼板及橫向構(gòu)件焊接或鉚接而成。側(cè)壁版常用厚度為6-16mm的低碳鋼板制成，橫向構(gòu)件一般多用鋼管、槽鋼和工字鋼制成。篩箱要求有良好的剛性，以此承受振動。焊接結(jié)構(gòu)在焊縫處容易產(chǎn)生應力集中，當承受真振動時可能發(fā)生焊縫開裂或折斷，為了消除焊接結(jié)構(gòu)的內(nèi)應力，須用環(huán)槽鉚釘聯(lián)接，不管篩箱如何振動，不產(chǎn)生任何回松現(xiàn)象，并兼有高強度螺栓的特點。<

33、/p><p>　　圖2-1 2YTA1842橢圓振動篩篩體</p><p><b>　　2.激振器</b></p><p>　　激振器是振動篩的主要部件之一，常用的激振器有單軸式與雙軸式之分。單軸式主要作為圓振動篩的激振器，雙軸式激振器主要用于直線振動篩，橢圓振動篩以及概率振動篩等篩分機械上。從減小設備重量，減小中心軸彎矩，偏心質(zhì)量可調(diào)等觀點出發(fā)，

34、當前多采用偏心軸和偏心質(zhì)量兼有的組合形式。</p><p>　　激振器的潤滑和發(fā)熱問題十分突出，因為驅(qū)動電機有一半左右的功率將消耗在軸承處。由于激振器不宜采用稀油潤滑，是改善散熱條件受到限制，因此出現(xiàn)了箱型激振器。由于箱型全封閉，可以采用稀油飛濺潤滑，不但有良好的潤滑條件，而且可將軸承出的熱量帶走。同時，箱型激振器有利于標準化，而且檢驗更換十分方便。</p><p>　　圖2-2 雙軸激振

35、器</p><p><b>　　3.阻尼器</b></p><p>　　慣性振動篩，無論啟動還是停止，都得經(jīng)過共振區(qū)。特別是停機工況，當激振轉(zhuǎn)數(shù)等于系統(tǒng)固有頻率是，其振動十分強烈，造成工作彈簧有離位趨勢。為改善此種工況，常用摩擦式阻尼器。</p><p>　　2.2振動篩篩面物料的運動理論</p><p>　　振動篩的運

36、動參數(shù)（振幅、振動次數(shù)、篩面傾角和振動方位角）通常是根據(jù)所選定的物料運動參數(shù)狀態(tài)來選取的。篩上物料的運動狀態(tài)直接影響振動篩的篩分效率和生產(chǎn)率，所以，為了合理選擇篩子的運動學參數(shù)，必須分析篩上物料的運動特性。以下就分析篩面作圓或近似圓運動的振動篩。</p><p>　　圖2.3 振動篩上的物料運動</p><p>　　篩面的位移可用下式表示：</p><p><

37、;b>　　（2.1）</b></p><p><b>　　其中 ：</b></p><p><b>　　A——振幅;</b></p><p><b>　　——軸之回轉(zhuǎn)相角，</b></p><p>　　——軸的回轉(zhuǎn)角速度；</p><p&g

38、t;<b>　　t——時間。</b></p><p>　　求上式中x和y對時間t的一次導數(shù)與二次導數(shù)，即得篩面沿x和y方向上的速度和加速度：</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　根據(jù)篩子的運動特性（位移、速度、加速度）即可研究篩上物料的運動學。</p><p>　　物

39、料在篩面上可能出現(xiàn)三種運動狀態(tài)：正向滑動（沿排料方向——即沿x方向滑動）、反向滑動（逆排料方向滑動）和跳動。這些運動狀態(tài)只有在一定條件下（如一定的振動次數(shù)和振幅）才能出現(xiàn)。下面就分析出現(xiàn)正向滑動、反向滑動和跳動的條件。</p><p>　　物料顆粒出現(xiàn)正向滑動的條件</p><p>　　當物料顆粒與篩面一起運動時，其位移，速度、加速度即等于篩面的位移、速度和加速度。</p>

40、<p>　　現(xiàn)在先研究一下位于篩面上質(zhì)量為m的物料顆粒的動力平衡條件。</p><p>　　作用于質(zhì)量為m的物料顆粒上的力有：</p><p><b>　　物料的重力為：</b></p><p>　　2）篩面對物料顆粒的反作用力為：</p><p><b>　　或 </b></p

41、><p><b>　　式中篩面傾角。</b></p><p>　　篩面對物料顆粒的極限摩擦力為：</p><p><b>　　（2.3）</b></p><p>　　式中f物料顆粒對篩面的靜摩擦系數(shù)。</p><p>　　物料沿顆粒沿篩面開始正向滑動時的臨界條件：</p&g

42、t;<p><b>　　或 ：</b></p><p>　　因為，μ為靜滑動摩擦角。將上式化簡后得：</p><p>　?。?.4) 令式中為正向滑動初始角。</p><p>　　則: </p><p><b>　?。?.5）</b></p>

43、<p>　　式中稱為正向滑動系數(shù)。由式2-7可知，物料顆粒出現(xiàn)正向滑動的條件是。當式則可求得使物料 顆粒沿篩面產(chǎn)生正向滑動的最小轉(zhuǎn)數(shù)為：</p><p>　　為了使物料顆粒沿篩面產(chǎn)生正向滑動，必須取篩子的轉(zhuǎn)數(shù)。 </p><p>　　物料顆粒出現(xiàn)反向滑動的條件</p><p>　　物料顆粒沿篩面開始反向滑動時的臨界條件是：</p>&l

44、t;p><b>　　將上式簡化得：</b></p><p><b>　　(2.6)</b></p><p>　　式中 ——反向滑動初始角 </p><p><b>　　——反向滑動系數(shù)。</b></p><p><b>　　則 ： </

45、b></p><p><b>　?。?.7）</b></p><p>　　由2-12可知，物料顆粒出現(xiàn)反向滑動的條件是<1,當=1時，則可求得使物料顆粒產(chǎn)生反向滑動的最小轉(zhuǎn)數(shù)為：</p><p><b>　?。?.8）</b></p><p>　　為了使物料顆粒產(chǎn)生反向滑動，必須取篩子的

46、的轉(zhuǎn)數(shù)。</p><p>　　3.物料粒出現(xiàn)跳動的條件</p><p>　　物料顆粒出現(xiàn)跳動的條件是顆粒對篩面的法向壓力N=0</p><p>　　即： </p><p>　　或 </p><

47、;p><b>　　由此式得：</b></p><p><b>　　(2.9)</b></p><p>　　式中 ——物料跳動系數(shù)；</p><p><b>　　——跳動起始角；</b></p><p><b>　　K——振動強度，；</b><

48、;/p><p>　　——拋射角度，它表明物料在篩面上跳動程度。</p><p>　　式2.9可以寫成下列形式：</p><p><b>　?。?.10）</b></p><p>　　當<1或>1時，則物料顆粒能出現(xiàn)跳動。當=1或=1時，則可求得物料顆粒開始跳動時的最小轉(zhuǎn)數(shù)為：</p><p&g

49、t;<b>　?。?.11）</b></p><p>　　為了使物料顆粒產(chǎn)生跳動，必須取篩子的轉(zhuǎn)數(shù)。</p><p>　　以上分析了物料顆粒出現(xiàn)正向滑動、反向滑動以及跳動的條件，導出了出現(xiàn)這些運動狀態(tài)的最小參數(shù)。關于物料顆粒的滑止角、滑動角及運動速度，也可以導出計算公式。由于在目前使用的振動篩多數(shù)采用跳動的狀態(tài)，因此，下面僅討論跳動終止角跳動角及運動速度。</p

50、><p>　　3.跳動終止角及跳動角</p><p>　　物料顆粒離開篩面后，顆粒沿篩面法線方向的運動方程式為：</p><p><b>　?。?.12）</b></p><p>　　將式2-18積分，得物料顆粒開始跳動的時間到時間t速度：</p><p>　　上式中的為物料顆粒跳動開始的初速度。若忽

51、略物料顆粒對篩面沖擊的影響，則可認為等于篩面的速度，即：</p><p>　　由此式2.12則變?yōu)椋?lt;/p><p><b>　　（2.13）</b></p><p>　　物料顆粒跳動后，按拋射線軌跡下落與篩面相遇時的法線位移

52、 </p><p>　　式中為物料顆粒開始跳動時的縱坐標，即，將式代入式2.13，并積分后得：</p><p><b>　　(2.14)</b></p><p>　　為跳動一次后，物料顆粒落到篩面上的縱坐標，即。為物料顆粒跳動一次后又落到篩面時的軸之相位角。

53、 </p><p>　　，將以上關系代入式2.14中，化簡得：</p><p><b>　　根據(jù)式2.8知：</b></p><p><b>　?。?.15） </b></p><p>　　當，則由式2.14和和2.15可得：</p><p><b>　　將 &

54、lt;/b></p><p>　　代入式2.13中，得物料顆粒跳動的第一臨界，轉(zhuǎn)數(shù)：</p><p><b>　?。?.16)</b></p><p>　　當時，則有式2-23和2-24可得：</p><p>　　將代入式2.13中，得物料顆粒跳動的第二臨界轉(zhuǎn)數(shù)：</p><p><b

55、>　　（2.16）</b></p><p>　　5.物料顆粒跳動的平均速度</p><p>　　當篩子的轉(zhuǎn)數(shù)時，即物料顆粒的跳動角，在這種情況下，雖然在一次循環(huán)中應出現(xiàn)物料顆粒的滑動狀態(tài)，但由于前一循環(huán)中顆粒對篩面的多次沖擊，使滑動狀態(tài)不能形成，故滑動角接近于零。</p><p>　　物料顆粒從d點起跳，到b點跳動終止時沿x方向的位移為：</

56、p><p><b>　　（2.17）</b></p><p>　　式中為物料顆粒起跳時沿x方向的運動速度，。</p><p><b>　　由此，則</b></p><p>　　在同一時間t內(nèi)，篩面的位移為：</p><p>　　因此，在一次循環(huán)中，物料顆粒對篩面的位移為：<

57、/p><p>　　(2.18) </p><p>　　當篩子在近于第一臨界轉(zhuǎn)數(shù)下工作時，即，則上式括號內(nèi)的數(shù)值接近于零。</p><p>　　物料跳動的平均速度為：</p><p>　?。?.19） </p>&

58、lt;p><b>　　當時，則</b></p><p>　　由此，2.17可簡化為：</p><p>　　根據(jù): </p><p>　　式2-15則可將式2-32簡化為一下形式：</p><p><b>　　（2.20）</b></p>&

59、lt;p>　　按上式計算所得的結(jié)果與實際情況相比，計算值較大。這是由于未考慮到物料的特性、摩擦、沖擊等因素的影響。為此，上式須乘以修正系數(shù)K。初步計算時可取。</p><p><b>　　（2.21）</b></p><p>　　2.3慣性振動篩力學基本理論</p><p>　　2.3.1振動篩運動方程</p><p&

60、gt;　　橢圓振動篩具有圓運動和直線運動兩個基本特點，其運動軌跡為一橢圓形。描述橢圓形狀用長軸和短軸，其長軸其物料輸送作用，與直線振動篩相似；短軸起物料松散作用，與圓運動篩相似。橢圓振動篩所以能夠形成橢圓運動軌跡。</p><p>　　圖2-3 振動系統(tǒng)力學模型</p><p>　　因此，起運動微分方程式為：</p><p><b>　　(2.22）&l

61、t;/b></p><p><b>　　式中:</b></p><p><b>　??；</b></p><p>　　——兩軸運動的偏心質(zhì)量；</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　——兩個偏心質(zhì)量的偏心距。</p>

62、<p><b>　　質(zhì)心條件</b></p><p>　　橢圓振動篩的質(zhì)心條件與圓和直線振動篩像比較復雜，其原因是主副偏心軸各自所產(chǎn)生的激振力不等，而且均不通過質(zhì)心。所以，橢圓振動篩設計時，除滿足其他要求外，必須滿足質(zhì)心條件才可消除篩箱搖擺，篩箱任一點才按橢圓運動軌跡做平動。現(xiàn)將兩偏心軸產(chǎn)生的激振力，分別沿ox和oy軸分解為兩個分力，因兩者同步回轉(zhuǎn)w相等。</p>

63、<p><b>　　主偏心軸：</b></p><p>　　Ox方向 </p><p>　　Oy方向 </p><p><b>　　副偏心軸：</b></p><p>　　Ox方向

64、 </p><p>　　Oy方向 （2.23)</p><p>　　橢圓振動篩的質(zhì)心條件為: </p><p>　　即： </p><p>　　所以： </p><p><b

65、>　　(2.24)</b></p><p>　　上式為消除搖擺的理論依據(jù)，也是設計橢圓振動篩的質(zhì)心條件，也稱“三心”條件，即一個質(zhì)心、兩個偏心軸回轉(zhuǎn)中心。</p><p>　　如將質(zhì)心條件代入質(zhì)心振動篩?？傻玫街本€振動篩的條件。</p><p><b>　　動力學分析</b></p><p>　　橢圓振

66、動篩在工作過程中是以篩箱平動而產(chǎn)生橢圓運動軌跡。很顯然。篩箱為參振質(zhì)量，支撐彈簧為彈性件，在激振力作用下構(gòu)成強迫振動系統(tǒng)，為簡化分析不計阻尼影響。</p><p>　　為分析起見，首先建立一個固定坐標系和兩個動坐標系，今以橢圓運動軌跡中心點O為固定坐標的原點，以兩個偏心質(zhì)量回轉(zhuǎn)中心為原點，分別建立兩個動坐標系即：。并設篩箱質(zhì)心距點坐標分量為。距點為。由于偏心質(zhì)量不僅隨篩箱一起運動，而且相對篩箱又有一個相對運動，故

67、偏心質(zhì)量的位移方程為：</p><p><b>　　X方向：</b></p><p><b>　?。?.25)</b></p><p><b>　　Y方向：</b></p><p><b>　　（2.26）</b></p><p>

68、　　因此，偏心質(zhì)量絕對運動的慣性力為：</p><p><b>　　X方向：</b></p><p><b>　　(2.27)</b></p><p><b>　　Y方向：</b></p><p><b>　　(2.28)</b></p>&

69、lt;p><b>　　3.振動的穩(wěn)態(tài)響應</b></p><p>　　當系統(tǒng)不考慮阻尼影響時，除偏心質(zhì)量的慣性力外，尚有篩箱的慣性力外，尚有篩箱的慣性力（M為箱機的振動質(zhì)量）以及彈簧的恢復力。</p><p><b>　　故其運動方程為：</b></p><p><b>　?。?.29） </b>

70、;</p><p>　　式（2.27）和（2.28）兩式的解應是自由振動與強迫振動的疊加，但由于啟動瞬間自由振動在阻尼的作用下很快消失。因此，篩機正常工作時只有穩(wěn)態(tài)強迫振動，所以上式兩式的穩(wěn)態(tài)解為：</p><p><b>　?。?.30）</b></p><p>　　4.慣性振動篩運動方程的近似解</p><p>　　

71、（1）由于橢圓振動篩是慣性篩，頻率比為5 ，在振動過程中，激振力主要是克服參振質(zhì)量的慣性力，即慣性力起主導作用，彈簧恢復力起主導作用，彈簧恢復力可以忽略不計。</p><p><b>　　令：</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　?。?.31）

72、 </p><p>　　從上面兩式可以直接得出:</p><p>　　長軸振幅 </p><p>　　短軸振幅 （2.32）</p><p>　?。?)橢圓的振動軌跡</p>&

73、lt;p><b>　　（2.33）</b></p><p><b>　　整理后得：</b></p><p><b>　?。?.34）</b></p><p><b>　　橢圓振動篩的振幅</b></p><p>　?。?.32）兩式為X，Y方向的振幅

74、。</p><p><b>　　系統(tǒng)的自振頻率為：</b></p><p><b>　?。?.35）</b></p><p>　　2.4橢圓振動篩參數(shù)計算</p><p>　　2.4.1確定篩面尺寸和面積</p><p>　　參考“選礦機械”所給公式：</p>

75、<p><b>　?。?.36） </b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q——要求的處理量 400噸/小時；</p><p>　　——篩分對象的假比重 1.6噸/立方米；</p><p>　　g——每平方米平均生產(chǎn)率。當篩孔為8mm時，

76、為16.6噸/ 平方米·小時；</p><p>　　K——考慮粒度小于篩孔尺寸一半的顆粒多少，而對篩分質(zhì)量的影響系數(shù)，各地粒度不一，取平均值5%，K=0.3；</p><p>　　L——考慮粒度大于篩孔尺寸的顆粒多少，而對篩分質(zhì)量的影響系數(shù)，取平均值為75%，L =1.75；</p><p>　　M ——考慮篩分效率的影響系數(shù)，當篩分效率要求為85%，M=

77、1.15；</p><p>　　N，O，Q——分別為考慮物料形狀的影響，無聊中汗水量的影響和篩分方法的影響。取均值為1。 </p><p><b>　　將各值代入公式得：</b></p><p>　　因此，取篩面的寬為1.8米，長為4.2米。</p><p>　　2.4.2 橢圓振動篩參數(shù)的選擇和計算</p

78、><p><b>　　1.篩面的傾角</b></p><p>　　篩面與水平之間的夾角稱為篩面傾角 。篩面傾角與篩分處理量及篩分效率密切相關。隨著篩面傾角的加大，物料在篩面上的運動速度加快，篩分機的處理量野隨之加大。篩面傾角的大小決定了要求的生產(chǎn)率和篩分效率。所以產(chǎn)品質(zhì)量要求一定時，就應該有一個合理的傾角。根據(jù)實踐經(jīng)驗，篩面傾角使用下面數(shù)據(jù):</p>&l

79、t;p>　　單軸振動篩用于預先分級：</p><p>　　單軸振動篩用于最終分級：</p><p>　　雙軸振動篩用于預先分級：</p><p>　　雙軸振動篩或共振篩用于脫水、脫介</p><p>　　所以，此振動篩的篩面傾角選用。</p><p><b>　　2.拋射指數(shù)</b><

80、/p><p>　　在一般的情況下，根據(jù)篩子的用途選擇，圓振動篩一般取=3-5，直線振動篩取=2.5-4；難篩物料取大值，易篩物料取小值。篩孔小時取大值，篩孔大時取小值，此次振動篩設計，選取=4。</p><p><b>　　3.振幅</b></p><p>　　振幅A是根據(jù)被篩物料的粒度以及性質(zhì)來選用的，對于粒度小的選用小的振幅，粒度大的選用大的振

81、幅。振動篩的振幅一般按照下列的數(shù)據(jù)選用：</p><p>　　單軸振動篩用于預先分級：A=2.5-3mm</p><p>　　單軸振動篩用于最終分級：A=3-4mm</p><p>　　雙軸振動篩：A=3.5-5.5mm</p><p>　　共振篩：A=6-15mm</p><p>　　這里，選振動篩振幅為5mm。&l

82、t;/p><p><b>　　4.振動次數(shù)n</b></p><p>　　振動強度可在選定拋射強度和振幅A后按下式計算：</p><p><b>　　=847.5轉(zhuǎn)/分</b></p><p>　　為了計算方便，取845轉(zhuǎn)/分。式中振幅單位為毫米。</p><p><b&g

83、t;　　5.物料的運送速度</b></p><p>　　振動篩的物料運送速度可以按照下面的經(jīng)驗公式計算：</p><p><b>　?。?.37）</b></p><p><b>　　其中:</b></p><p>　　——修正系數(shù)，其值可按表查取。</p><p&g

84、t;　　N——常數(shù)，N=0.18毫米/秒</p><p>　　n——振動次數(shù)，次/分</p><p><b>　　A——振幅，米</b></p><p>　　g——重力加速度，g=9.81米/秒²</p><p>　　查參考資料[6.5-11]：=0.8，把上面的數(shù)據(jù)代入公式可得：</p><

85、;p><b>　　= 0.35m/s</b></p><p>　　2.4.3 偏心質(zhì)量的配置及慣性力的計算</p><p><b>　　1.偏心質(zhì)量的計算</b></p><p>　　慣性振動篩的振動系統(tǒng)是由振動質(zhì)量（篩箱和振動器的質(zhì)量）、彈簧和激振力（由回轉(zhuǎn)的偏心塊產(chǎn)生）構(gòu)成。為了保證篩子的穩(wěn)定工作，必須對振動篩

86、振動系統(tǒng)進行計算，以便找出振動質(zhì)量、彈簧剛性、偏心塊的質(zhì)量距和振幅的關系，合理的選擇彈簧的剛性和確定偏心塊的質(zhì)量距。</p><p>　　當振動器做等速圓周運動時，將作用在振動機體M上的力，按理論力學的動靜法建立的運動微分方程：</p><p><b>　　（2.38)</b></p><p>　　式中M為振動機體的計算質(zhì)量，可按下式確定：&l

87、t;/p><p><b>　?。?.39）</b></p><p>　　式中： ——振動機體質(zhì)量；</p><p>　　——物料結(jié)合系數(shù)，一般取0.15-0.3；</p><p>　　——篩子上的物料質(zhì)量。</p><p>　　估計振動篩的重量，取0.6噸/米篩面</p><p

88、>　　則振動篩質(zhì)量為：=4.5×0.6=2.7噸</p><p>　　由參考資料公式： </p><p>　　=150×3/3600×0.35</p><p><b>　　=357kg</b></p><p>　　振動篩在超共振狀態(tài)下工作時，由于彈簧的剛度很小，故在振幅計

89、算式中的K可以忽略，則可得;</p><p>　　對于單軸： （2.40）</p><p>　　式中M——振動機體質(zhì)量，M=883.48kg；</p><p><b>　　m——偏心塊質(zhì)量；</b></p><p>　　r——偏心距，r=3

90、6mm。</p><p>　　負號表示M與m中心在振動中心的兩個不同方向上，可取絕對值。</p><p>　　于是 </p><p><b>　　代入數(shù)值得：</b></p><p><b>　　慣性力的計算</b></p><p>　　由偏心塊的幾何尺

91、寸，求得偏心塊面積</p><p><b>　　總重：</b></p><p><b>　　重心： </b></p><p>　　一塊偏心塊的慣性力：</p><p>　　2.4.4電動機的選擇計算</p><p>　　慣性振動篩的功率消耗主要是由振動器為克服篩子運動阻力而消

92、耗的功率和克服在軸承中的摩擦力而消耗的功率來確定。</p><p>　　單軸振動篩的振動器為克服篩子運動的阻力而消耗的功率可按作用在篩子的激振力所做的功率來計算。</p><p>　　作用在篩子上的激振力為： （2.41）</p><p>　　激振器所做之單元功按下式計算

93、：</p><p>　　若取機體振幅A，振幅周期T=2π/w，則振動器振動一次所做之功：</p><p>　　激振器為克服運動阻力的功率消耗為：</p><p><b>　?。?.42）</b></p><p><b>　　式中: </b></p><p><

94、b>　　,</b></p><p><b>　　(2.43)</b></p><p>　　式中c=sinα,計算時可取c=02.-0.3。</p><p>　　軸承上的壓力將決定質(zhì)量m在絕對運動時產(chǎn)生的 離心慣性力。既可以大于相對運動的離心慣性力，也可以比這個小。因此，在軸承上的壓力不是固定不變的，通常計算時都把它看做是不變的

95、。消耗與軸承中的摩擦功率為： </p><p><b>　　(2.44） </b></p><p>　　所以電動機的功率為：</p><p><b>　?。?.45）</b></p><p>　　式中：d——軸頸的直徑</p><p>　　f——滾動軸承間的摩擦系數(shù),f=

96、0.001-0.01，當潤滑油粘度小時取較小值，反之取較大值。</p><p>　　—— 傳動效率，取0.95</p><p>　　d——軸頸的直徑，d=0.15m</p><p>　　n——轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)數(shù)，n=845轉(zhuǎn)/分</p><p>　　c——阻力系數(shù)，一般c=0.2-0.3，拋擲指數(shù)較小時，取c=0.2</p><p

97、>　　由參考資料[機械手冊第3冊表22-6]選擇電動機傳動型號為Y225M—6型，其額定功率為30kW，轉(zhuǎn)數(shù)n=980rmp。</p><p>　　表2-1 電動機性能</p><p><b>　　2.4.5彈簧設計</b></p><p><b>　　1.彈簧剛度</b></p><p>

98、　　在選取彈簧剛度時，不僅要考慮使彈簧傳動基礎的動負荷不使建筑物產(chǎn)生有害振動，而且還要必須考慮彈簧應有足夠的支撐能力，彈簧剛度一般是通過強迫振動頻率ω與自振頻率的比值來控制通常吊式振動篩取頻率比的5-6，對于座式取4-5，因此，對于振動彈簧剛度計算公式：</p><p><b>　?。?.46）</b></p><p><b>　　其中：</b>

99、</p><p>　　G——對于65Mn及60si2Mn,取ＭPa；</p><p>　　d——彈簧鋼絲線徑；</p><p><b>　　D——彈簧中徑</b></p><p><b>　　n——彈簧有效匝數(shù)</b></p><p>　　初步取彈簧鋼絲線徑為20mm，有效匝

100、數(shù)取6，彈簧中徑為200mm</p><p>　　則單個彈簧的剛度為：</p><p>　　2.計算彈簧鋼絲直徑</p><p>　　根據(jù)彈簧所受載荷特性要求，選取60siMn鋼絲，許用應力選取，查得應變模量，由文獻[7表5-12]查得；初步選取纏繞比c=8;</p><p>　　曲度系數(shù) ： </p><p>

101、;　　根據(jù)文獻[7表5-14]，選取d=20mm。</p><p><b>　　計算彈簧中徑</b></p><p><b>　　初步選取纏繞比為8</b></p><p>　　D=c×d=20×8=160mm</p><p>　　由機械手冊，取D=160mm.。</p&g

102、t;<p>　　4.計算彈簧圈數(shù)和節(jié)距</p><p><b>　　根據(jù)文獻，有公式：</b></p><p><b>　?。?.47）</b></p><p>　　根據(jù)機械手冊，取n=5圈，得彈簧的總?cè)?shù)為：</p><p><b>　　則彈簧的節(jié)距為：</b>

103、</p><p>　　求彈簧的間距和螺旋角</p><p>　　由文獻[7,5-16]彈簧的間距為：</p><p><b>　　彈簧的螺旋角為：</b></p><p><b>　　彈簧驗算</b></p><p>　?。?）彈簧疲勞強度驗算</p><

104、p><b>　　根據(jù)文獻，選取 </b></p><p><b>　　所以有：</b></p><p><b>　?。?.48）</b></p><p>　　由彈簧材料內(nèi)部產(chǎn)生的最大最小的切應力為：</p><p><b>　?。?.49）</b>&

105、lt;/p><p><b>　　可得：</b></p><p>　　彈簧疲勞強度安全系數(shù)及強度條件可按下式計算：</p><p><b>　　（2.50）</b></p><p>　　式中：——彈簧材料的脈動循環(huán)剪切疲勞極限</p><p>　　——彈簧疲勞強度的設計安全系數(shù)，取

106、=1.3-1.7</p><p><b>　　按上式可得：</b></p><p>　　所以彈簧滿足疲勞強度的要求。</p><p>　　（2）彈簧靜應力的強度驗算</p><p>　　靜應力強度安全系數(shù)計算值及強度條件為 ：

107、 （2.50）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——彈簧材料的剪切屈服極限 </p><p

108、>　　——靜應力強度的設計安全系數(shù)，</p><p><b>　　所以得：</b></p><p>　　所以彈簧滿足靜應力強度。</p><p>　　所以此彈簧滿足要求。</p><p>　　2.5 主要零件設計與校核</p><p>　　2.5.1傳動帶的設計</p>&l

109、t;p>　　圖2-4 帶工作時的受力圖</p><p><b>　　1.帶的設計功率 </b></p><p><b>　　（2.51）</b></p><p>　　式中 ——工況系數(shù)，查表得=1.3</p><p>　　P——傳遞的額定功率，P=30kW</p><p&

110、gt;　　根據(jù)=39kW，小齒輪數(shù)n=1500rmp,查文獻[3.22.1-1，]選D型皮帶</p><p><b>　　2.傳動比</b></p><p><b>　　（2.52）</b></p><p><b>　　3.帶輪的基準直徑</b></p><p>　　（1）選擇

111、小帶輪的基準直徑：查文獻選取400mm</p><p>　?。?）選擇大輪的基準直徑：</p><p>　　經(jīng)查表選取大輪基準直徑為460mm。</p><p><b>　　4.帶速</b></p><p>　　帶速常在Ｖ＝5～25ｍ／ｓ之間選取</p><p>　　確定中心距和帶的基準長度<

112、;/p><p>　　(1)初定中心距按：</p><p><b>　?。?.53）</b></p><p><b>　　因此有</b></p><p><b>　　(2)帶的基準長度</b></p><p><b>　　所需基準長度</b&g

113、t;</p><p><b>　?。?.54）</b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)得，查文獻[3，22-6]選取基準長度</p><p><b>　　(3)實際中心距a</b></p><p><b>　?。?.55）</b></p><p>　　安裝

114、時所需最小中心距：</p><p>　　張進或補償伸長時所需的最大中心距：</p><p>　?。?）單根帶的基本額定功率</p><p>　　根據(jù)，，由文獻[8.6-15]=7.47KW，考慮傳動比得影響，額定功率的增量由機械手冊[8.15-6]查得=1.14KW</p><p><b>　　（5）帶的根數(shù)Z</b>&

115、lt;/p><p><b>　　（2.56）</b></p><p><b>　　取3根。</b></p><p>　　式中——小帶輪包角修正系數(shù)，查表得取0.96</p><p>　　——帶長修正系數(shù)，由機械手冊第三卷取0.98</p><p>　　（6）單根帶的預緊力<

116、/p><p><b>　　（2.57）</b></p><p>　　式中m為帶每米的質(zhì)量，有文獻[8.6-17]資料查得m=0.17kg/m</p><p>　　表2-2 帶的設計參數(shù)</p><p>　　2.5.2 軸的強度校核</p><p>　　振動器中有主動、被動兩根軸，從偏心塊在軸向的

117、安裝位置可以知道，在發(fā)生危險斷面處，主動軸的彎矩大于被動軸的彎矩，故只須驗算主動軸的強度即可，載荷圖如下圖所示。</p><p>　　圖2-3 軸的載荷分析</p><p>　　1.軸的受力分析如下，分別計算其中各力的值；</p><p>　　軸上皮帶的壓軸力，兩輪中心連線與水平夾角為γ，其水平分力為：</p><p>　　在豎直的平面上的

118、分力為：</p><p><b>　　齒輪傳遞力矩T：</b></p><p><b>　?。?.59）</b></p><p>　　由力學平衡求得水平面內(nèi)的力</p><p>　　，力的方向如圖所示；</p><p>　　，力的方向如圖所示；</p><

119、p><b>　　同理得垂直面內(nèi)的力</b></p><p><b>　　，力的方向如圖；</b></p><p><b>　　，力的方向如圖。</b></p><p>　　正裝的向心推力球軸承有附加軸向力</p><p><b>　　所以軸承軸向力</b&

120、gt;</p><p>　　有計算求得：豎直方向上的彎矩，符號為負；</p><p>　　水平方向的彎矩為，符號為負；</p><p><b>　　總的彎矩: </b></p><p>　　圖2-4 軸的彎矩扭矩圖</p><p>　　其中（1）為水平面內(nèi)的彎矩圖，（2）為垂直面內(nèi)的彎矩圖，(3

121、)總彎矩圖，(4)為扭矩圖。</p><p>　　4.校核彎扭合成強度條件：</p><p><b>　　（2.60）</b></p><p><b>　　所以軸安全。</b></p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　W——抗彎截

122、面系數(shù)；</p><p>　　——許用彎曲系數(shù)調(diào)質(zhì)處理后，取60MPa;</p><p>　　α——折合系數(shù)，當扭轉(zhuǎn)切應力為脈動變應力時，取0.6.</p><p><b>　　校核軸的疲勞強度</b></p><p>　　由圖判斷危險截面是A點所在的截面，所以只需校核該點即可。</p><p>

123、<b>　　扭截面系數(shù)：</b></p><p><b>　　彎曲應力：</b></p><p><b>　　抗轉(zhuǎn)切應力：</b></p><p>　　已知軸調(diào)質(zhì)處理后各個力學性能為：抗拉強度極限；彎曲疲勞極限為275MPa;剪切疲勞極限為155MPa。</p><p><

124、;b>　　碳鋼特性系數(shù)：</b></p><p><b>　　，取為0.1,；</b></p><p><b>　　，取為0.05；</b></p><p>　　過盈配合處的可由文獻插入法求得分別為2.26、0.8、1.808.</p><p>　　軸承磨削加工的表面質(zhì)量系數(shù)為0.

125、92.</p><p><b>　　故，綜合系數(shù)：</b></p><p><b>　?。?.61）</b></p><p>　　求A點所對應截面右側(cè)的安全系數(shù)為：</p><p><b>　?。?.62）</b></p><p>　　所以危險截面強度足

126、夠，滿足設計要求。</p><p>　　2.5.3 軸承的選擇與計算</p><p><b>　　1.軸承的選擇</b></p><p>　　根據(jù)振動篩的工作特點，應選用大有隙單列向心圓柱滾子軸承。</p><p>　　按照基本額定動載荷來選取軸承：</p><p><b>　　(2

127、.63)</b></p><p>　　式中：C——基本額定動載荷</p><p><b>　　P——當量動載 </b></p><p>　　——壽命系數(shù)，=2.3-2.8，本次設計選取=2.5</p><p><b>　　——轉(zhuǎn)速系數(shù)，</b></p><p>&

128、lt;b>　　將數(shù)據(jù)代入公式得</b></p><p>　　查文獻，選ＧB886-64，軸承型號3Ｇ113628H，外徑255mm,內(nèi)徑115mm。</p><p><b>　　2.軸承的壽命計算</b></p><p><b>　?。?.64）</b></p><p><b

129、>　　其中 ：的單位為</b></p><p>　　——為指數(shù)，對于滾子軸承，=10/3.</p><p>　　計算時，用小時數(shù)表示壽命比較方便，這時可以將改寫成用小時數(shù)計算軸承壽命的公式：</p><p><b>　?。?.65）</b></p><p><b>　　式中： </b&g

130、t;</p><p>　　C——基本額定動載荷C=201.7KN</p><p><b>　　n ——軸承轉(zhuǎn)數(shù)</b></p><p><b>　　P——當量動負荷</b></p><p>　　選取額定壽命為6000h。</p><p>　　將已知數(shù)代入公式得：</p&

131、gt;<p>　　15249h>6000h,滿足使用要求。</p><p>　　因此設計中選用軸承的使用壽命為15249h。</p><p>　　2.5.4齒輪的設計及校核</p><p>　　材料選擇：考慮工作條件和可靠性，選擇40鉻，調(diào)制處理硬度達HB=250-280.</p><p>　　1.根據(jù)齒面接觸強度求最小中

132、心距</p><p><b>　?。?.66）</b></p><p>　　式中：　——許用接觸應力系數(shù)</p><p>　　參考機械零件設計手冊，求得：</p><p><b>　　所以：　</b></p><p><b>　?。?.67）</b>&l