szz1540自定心振動篩

1、題 目SZZ1540自定心振動篩設計學生姓名 學 號院（系）機電工程學院專 業(yè)機械設計制造及其自動化指導教師時 間2015 年 7 月 30日摘要隨著篩分技術的發(fā)展，各行部門對篩分要求也有所不同，于是振動篩分機械也應運而生。本文主要介紹振動篩在礦山中的意義以及振動篩的發(fā)展現(xiàn)狀，并通過本次SZZ1540型自定中心振動篩設計，確定振動篩分原理，振動篩的分類與特點和設計方案的確定；及對物料的運動分析，對振動篩的動力學分析及動力學參數(shù)的計算，并進行合理設計振動篩的結構尺寸；激振器的偏心塊的結構等設計與計算，包括原始的設計參數(shù)，電動機的設計與校核；進行了主要零部件的設計與計算，皮帶帶輪的設計計算與校核，

2、彈簧的設計計算及結構形式確定，軸的強度計算軸段設計，軸承的壽命設計計算及選型等，同時學會機械產(chǎn)品的標準化、系列化、通用化設計。各式各類的振動篩與自定中心振動篩相比，一般振動篩由于皮帶輪隨著篩箱一起振動,因此,皮帶及電動機因此疲勞，容易損壞,而自定中心振動篩在工作時，皮帶輪不隨篩箱振動，能自定中心旋轉(zhuǎn)，便能很好的解決這個問題。所以基于自定中心振動篩此原理與優(yōu)點，對其的進行設計。設計過程中運用理論與實際結合的分析方法，并通過標準的限制進行獨立設計，最終通過UG軟件輔助設計，實現(xiàn)概念化向可視化的設計，從而設計出單軸SZZ自定中心振動篩。關鍵詞：自定中心，偏心軸，偏心輪，激振器，單軸式目 錄1.緒論1

3、2.自定心振動篩的原理1篩分的概念12.2 篩分作業(yè)的分類23.設計依據(jù)23.1 自定中心振動篩的用途與原理23.2 物料特性：44.自定中心振動篩的參數(shù)計算44.1 主要技術參數(shù)44.2 工藝參數(shù)處理量的校核54.3 運動學參數(shù)64.4 動力學參數(shù)64.5 電動機的選擇85.主要零件的設計與計算95.1 偏心輪的設計95.2 軸承的選擇105.3 帶傳動的設計計算115.4 軸承端蓋的設計計算135.5 聯(lián)軸器的選擇145.6 軸的設計計算14軸承座的設計計算145.8 鍵的選擇155.9 彈簧的設計計算155.10 篩框的設計計算176.心得體會19參考文獻20致謝21如今，振動篩分機械已

4、廣泛應用于冶金、礦山、煤炭、化工、建筑、糧食等部門，可有效地對松散物料進行篩分、脫水、脫介等處理。與此同時，振動篩分機械也樣式百出，綜合來看，大致可分為圓振動篩（YA型、YKR型）、直線振動篩（ZKX型）、自定中心振動篩（SZZ型）、橢圓振動篩等種類。早期，振動篩出現(xiàn)在西方發(fā)達國家，時代漸進，國內(nèi)振動篩可謂經(jīng)歷了從無到有，從小到大、從落后到先進的轉(zhuǎn)變，同時完成了從仿制階段、自行研制階段、提高階段的過渡。如今振動篩系列產(chǎn)品也正朝著實現(xiàn)標準化、系列化和通用化的方向發(fā)展，同時三化程度也不斷提高。歷史見證，我國振動篩分機械的發(fā)展是迅速的，并為我國經(jīng)濟發(fā)展、生產(chǎn)建設做出很大貢獻，毋庸置疑，后期振動篩分機

5、械的發(fā)展前景必然更加廣闊。振動篩分機械是礦山用的最多的設備之一，主要用于煤、礦石的準備篩分、檢查篩分以及最終篩分等用，但是振動篩又是維修量比較大的設備。隨著設計的逐漸完善，自定中心振動篩能夠很好的解決這一問題。因為輸入軸在穩(wěn)定工作時，輸入端可以自定中心的轉(zhuǎn)動。廣義的篩分是指將粒子群按粒子的大小、比重、帶電性以及磁性等粉體學性質(zhì)進行分離的方法。一般講，篩分是利用篩子把粒度范圍較寬的物料按粒度分為若干個級別的作業(yè)。具有圓形軌跡的慣性振動篩為圓振動篩，簡稱圓振篩。這種慣性振動篩又稱單軸振動篩，其支承方式有懸掛支承與座式支承兩種，懸掛支承，篩面固定于篩箱上，篩箱由彈簧懸掛或支承，主軸的軸承安裝在篩箱上

6、，主軸由帶輪帶動而高速旋轉(zhuǎn)。由于主軸是偏心軸，產(chǎn)生離心慣性力，使可以自由振動的篩箱產(chǎn)生振動。篩分作業(yè)是分類加工的重要環(huán)節(jié)，它廣泛地應用于篩選長和選煤廠，對煤炭進行粒度分級、脫水、脫泥、脫介。就煤炭加工而言，篩分技術和分選技術處于同等重要的地位。篩分可以為其他選煤方法創(chuàng)造條件。2.2篩分作業(yè)的分類篩分作業(yè)一般分以下幾類（1）獨立分篩其目的是得到適合于用戶要求的最終產(chǎn)品。例如，在黑色冶金工業(yè)中，常把含鐵較高的富鐵礦篩分成不同的粒級，合格的大塊鐵礦石進入高爐冶煉，粉礦則經(jīng)團礦或燒結制塊入爐。（2）輔助篩分這種篩分主要用在選礦廠的破碎作業(yè)中，對破碎作業(yè)起輔助作用。一般又有預先篩分和檢查篩分之別。預先篩

7、分是指礦石進入破碎機前進行的篩分，用篩子從礦石中分出對于該破碎機而言已經(jīng)是合格的部分。檢查篩分是指礦石經(jīng)過破碎之后進行的篩分，其目的是保證最終的碎礦產(chǎn)品符合磨礦作業(yè)的粒度要求，使不合格的碎礦產(chǎn)品返回破碎作業(yè)中，如中、細碎破碎機前的篩分，既起到預先篩分，又起到檢查篩分的作用。所以檢查篩分可以改善破碎設備的利用情況，相似于分級機和磨礦機構成閉路循環(huán)工作，以提高磨礦效率。（3）準備篩分其目的是為下一作業(yè)做準備。如重選廠在跳汰前要把物料進行篩分分級，把粗、中、細不同的產(chǎn)物進行分級跳汰。（4）選擇篩分如果物料中有用成分在各個粒級的分布差別很大，則可以篩分分級得到質(zhì)量不同的粒級，把低質(zhì)量的粒級篩除，從而相

8、應提高了物料的品位，有時又把這種篩分叫篩選。（5）脫水、脫介篩分篩分的目的是脫除物料的水分，一般在洗煤廠比較常見。此外，物料含水泥較高時，也用篩分進行脫泥。3.設計依據(jù)3.1 自定中心振動篩的用途與原理設計此自定中心振動篩針對經(jīng)過顎式破碎機后的礦石進行的檢查篩分，所以礦石的粒徑相對均勻，篩分工況相對理想。然后根據(jù)設計任務書，進行設計計算，及自己需要使用振動篩的作用場合。自定中心振動篩振動原理如圖：圖3-1 自定心振動篩工作原理示意圖作平面運動的平面圖形上存在瞬時速度中心。皮帶輪和偏心塊通過鍵與振軸聯(lián)成一個整體部件,現(xiàn)以這個部件作為研究對象.在這個部件上的任一垂直于軸線的截面或平面都隨篩箱作平動

9、運動牽連運動),同時還以角速度繞偏心軸線作旅轉(zhuǎn)運動(相對運動)。因此這些平面的運動與篩箱不同,是作平面運動。根據(jù)平面運動的性質(zhì),作平面運動的圖形上,每一瞬時都存在唯一的瞬時速度中心,即瞬心。在瞬心位置,絕對速度為零，此時平面圖形內(nèi)所有點的絕對速度就等于繞瞬心旋轉(zhuǎn)的圓周速度,如同剛體繞定軸(此軸通過瞬心,并垂直該平面)轉(zhuǎn)動的情形相同，如果此作平面運動的平面圖形的瞬心位置始終保持不變, 那么將振動篩的傳動膠帶輪的幾何中心安裝于瞬心位置.則膠帶輪只繞其中心軸作定軸轉(zhuǎn)動,不隨篩箱振動,傳動膠帶就能穩(wěn)定工作, 不會出現(xiàn)反復伸縮現(xiàn)象。顯然,為使膠帶輪只作定軸轉(zhuǎn)動,不隨篩箱振動,必須求出位置始終不變的瞬心。

10、根據(jù)理論研究結果可得：=A； （3-1）由此可知：偏心軸的偏心距等于振幅的大小，由此可以設計偏心軸端對的偏心距，為軸端的設計提供了理論依據(jù)，并以此設計軸端。與此同時，根據(jù)理論研究結果：（3-2）；這個公式為偏心塊設計計算提供了理論依據(jù)，是偏心塊設計計算的方法。依此確定偏心輪的外形尺寸。3.2 物料特性：根據(jù)資料，查得礦石物料特性的情況表3-1 物料特性表名稱散重比（）顆粒組成粒度組成礦石破碎石塊20-804.自定中心振動篩的參數(shù)計算4.1 主要技術參數(shù)表4-1 主要技術參數(shù)表型號篩面規(guī)格(mm2)篩面傾角生產(chǎn)能力(m3/h)振幅(mm)工作轉(zhuǎn)速(RPM)電機功率SZZ15401500×

11、;400070-2278810根據(jù)振動篩的主要技術參數(shù)及物料特性可選定篩孔尺寸為：40mm4.2 工藝參數(shù)處理量的校核礦石的篩分 （4-1）式中：-篩面有效面積，-單位篩分面積的平均容積處理量，-材料的松散密度， - 修正系數(shù)計算及查表得：，根據(jù)篩面尺寸為40mm查表選定，即選定給料中粒度小于篩孔尺寸一半的顆粒含量占20%，即選定給料中最過大顆粒（大于篩孔）含量占40%，篩分效率為80%，即為破碎干料代入數(shù)據(jù)得：即處理量校核滿足要求。4.3 運動學參數(shù)振動強度 （4-2）預選的振動強度,一般在的范圍內(nèi)，選擇=6。實際振動強度的校核符合條件（的范圍為，取值為=6）4.3.2 拋射強度預選拋射強度

12、與振動篩的用途有關，此振動篩一般取4.3.3 篩面傾角：4.3.4 篩箱振幅：4.4 動力學參數(shù)4.4.1 參振質(zhì)量 （4-3）式中：另外：。，設計此機為坐式取4.4.2 彈簧剛度 （4-4）4.4.3 塊偏心振動器的偏心塊質(zhì)量和回轉(zhuǎn)半徑關系 （4-5）可得：4.5 電動機的選擇已知工作轉(zhuǎn)速選定型號：表4-2 電機信息表型號額定功率/轉(zhuǎn)速/()重量/144068起動轉(zhuǎn)矩的校核： （4-6）式中:5.主要零件的設計與計算5.1 偏心輪的設計根據(jù)設計計算，由振動篩設計任務的影響，所以設計四個偏心塊，以平衡需要的激振力，設計結果為半圓扇形的偏心塊，相較于圓形偏心塊可產(chǎn)生更強的偏心能力，并且偏心塊位于

13、篩框兩側。有助于減緩中間長段軸的受彎矩力情況，結構如圖所示，大半徑為200mm，小半徑80mm孔直徑60mm，輪厚度74.5mm。材料為鑄鐵，密度-參振質(zhì)量，kg-振幅，m-單個偏心塊的質(zhì)量，kg偏心塊的回轉(zhuǎn)半徑，m代入數(shù)據(jù)，得5.2 軸承的選擇初步設計軸為三段軸，偏心塊處于箱體內(nèi)外兩側防止，故軸承只受徑向載荷，且兩段軸受力幾乎相同，輸入端的僅受到很小的不平衡力。所以計算設計輸入端的軸承，對稱布置即可。根據(jù)材料力學作圖方法，受力、彎矩、扭矩圖如下。軸承的額定動載荷為： （5-1）式中：C-軸承額定動載荷，NP-當量動載荷P=R,N-在軸承手冊的有關表中選取，= 2.46 = 1.8 = 1 4

14、=1代入數(shù)據(jù)得：根據(jù)振動器的工作特點，選取調(diào)心滾子軸承22316CC.5.3 帶傳動的設計計算根據(jù)已選擇電動機型號：，可查得其額定轉(zhuǎn)速為：1440r/min。功率：P=7.5KW。通過查表計算可得： （5-2）查機械設計手冊，取最小帶輪直徑：則大帶輪直徑： （5-3）采用普通v帶傳動，傳動效率1）確定計算功率查表，結合工作情況取工況系數(shù)：，則： （5-4）2）選擇普通v型帶，查設計手冊選用A型帶3）驗算帶速 （5-5）因為，故帶速合適。4）確定窄V帶中心距a與基準帶長a.根據(jù)式8-20初定中心距：；（5-6）查表8-2標準帶長L=1250mmc.按照（8-23）計算實際中心距： （5-7）4)

15、驗算帶輪包角5).計算帶數(shù)目由=112mm，查表得：=3.74kw，查表得：； （5-7） （5-8）故取3根帶/m （5-9）查機械設計手冊，確定帶輪寬度B=78mm，采用孔板式結構。6)計算壓軸力 （5-10）故帶輪的設計結果為：5.4 軸承端蓋的設計計算端蓋的設計計算，可完全參看標準。不得隨以設計，同時得根據(jù)配合關系，得出各處的計算值，即為最后設計值。這里不再贅述5.5 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 （5-11）式中代入數(shù)據(jù)得，由機械設計手冊初步選取UL型輪胎式聯(lián)軸器UL5和WSD型十字萬向聯(lián)軸器WSD6。當偏心塊的質(zhì)心處于正上方與軸垂直時，此時最大，即為向心力和重力之和。彎矩：電動機傳

16、動的扭矩為：查表選擇聯(lián)軸器即可。5.6 軸的設計計算最小軸端的計算，屬于傳統(tǒng)方式，并且真實值遠遠大于其值，故不贅述。5.7軸承座的設計計算軸承座的設計計算過程并無標準要求，滿足設計需要即可，可根據(jù)軸承端蓋及側板厚度確定即可。5.8 鍵的選擇表5-1 鍵選規(guī)格表名稱類型blth偏心塊鍵A1856711聯(lián)軸器鍵A104058帶輪鍵A125058軸上各鍵傳遞的力矩為：T=9550校核公式： （5-12）鍵的實際工作長度帶入?yún)?shù)對帶輪：L=50-12=38mm=（5-13）同理偏心輪鍵：聯(lián)軸器輪鍵：綜上所述，所有鍵強度滿足要求。5.9 彈簧的設計計算選用圓柱形橡膠彈簧式中-頻率比，小型篩取小值，大型篩

17、取大值，故取 式中-單個彈簧的剛度，；-彈簧的總剛度，；-支撐彈簧的個數(shù)。-彈簧的最大變形量，m;取式中-彈簧的自由高度，m;D-彈簧的外徑，m;根據(jù)上式，取，取D=0.15m; 式中-受壓面積與自由面積之比；d-彈簧的內(nèi)孔直徑，m；取d=50mm;代入數(shù)據(jù)得（）式中-外形系數(shù)；-動彈性模量，；-靜彈性模量，。靜彈性模量與邵氏硬度的關系式為：式中-橡膠彈簧的邵氏硬度，通常取45°50°；故取48°式中F-彈簧的受壓面積，.強度應滿足：式中-橡膠的壓縮應力，;-橡膠的許用壓縮應力，=980。0 篩框的設計計算橫梁與其附件構成一體，按頻率f和振幅A振動，因此其受力由動

18、載和靜載組成。為計算方便，將附件重量均勻地分配給各梁，然后將動載的最大值和靜載合成作為外載均布在橫梁上，即將橫梁簡化為受均布荷載的簡支梁，作靜態(tài)計算，其幾何分布及彎矩圖如下；均布荷載：式中：q-梁的均布載荷，-梁及其附件的重力，N;-梁的最大慣性力，N；=A，l-梁的長度，m.取=90kg，代入數(shù)據(jù)得結論：橫梁截面尺寸為：D=80mm，d=70mm6.心得體會綜合能力訓練已經(jīng)接近尾聲，三周的學習，我學習了很多，自己知識的存在很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗的不足，理論聯(lián)系實際的能力還需要提高。這次課程設計任務下來以后，我一直冥思苦想，我知道最主要的是要先找出一個方案，然后理清思緒，知道總的方向才

19、會得心應手。我們以前從沒有搞過這樣的課程設計，我也知道這次的課程設計真的很難的，但到今天終于還是完成了。在課程設計中，我遇到了很多問題，有些呢在老師后來的輔導課中得到了解決，有的就自己查閱的相關資料、書籍。整個過程，標準的選用是相當?shù)闹匾?，所以為我日后的學習提供了指導。這次學習與動手設計，讓我認識到學海無涯，自己的知識還需要自己努力去補充，機械方面的專業(yè)知識也需要自己在以后的學習實踐中不斷扎實填充。我會一直努力，讓自己在機械方面更加得心應手，運用自如。參考文獻1 吳宗梅.機械設計實用手冊第二版.化學工業(yè)出版社2 聞邦椿,劉樹英.現(xiàn)代振動篩分技術及設備設計.北京:冶金工業(yè)出版社.20133 濮良貴，陳國定，吳立言.現(xiàn)代設計第九版.北京:高等教育出版社.20134 聞邦椿,劉樹英.振動機械的理論與動態(tài)設計方法M.北京:機械工業(yè)出版社,20015 機械設計手冊第二卷.第四版.化學工業(yè)出版社.20026JB/T 90222012,振動篩設計規(guī)范S.北京:國家機械工業(yè)局, 201