彈簧搖床設(shè)計(jì)VIP

1、1緒 論1.1課題的背景及目的選礦搖床通常是由床面、機(jī)架和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。除此之外還有沖水槽，給礦槽，機(jī)座等，整個(gè)床面由機(jī)架支撐或吊起，機(jī)架上裝有調(diào)坡裝置。選礦搖床可以使礦粒按其密度和粒度不同而沿不同方向運(yùn)動(dòng)，并從給礦槽開(kāi)始沿對(duì)角線呈扇形展開(kāi)，依次沿床面的邊沿排出，排礦線很長(zhǎng)，能精確地產(chǎn)出多種質(zhì)量不同的產(chǎn)物，如精礦、次精礦、中精礦和尾礦等。選礦搖床被作為重選設(shè)備，曾廣泛用于砂金等礦物的分選，主要用于選金或選煤等。選礦搖床的分類(lèi)大致有礦砂選礦搖床，礦泥選礦搖床，玻璃鋼選礦搖床,6-S選礦搖床,LS選礦搖床等。那么，什么是彈簧搖床？這種搖床以軟，硬彈簧作為差動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，與其它搖床相比別具一格

2、。床頭包括傳動(dòng)裝置和差動(dòng)裝置兩部分。傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)，偏心輪(或飛輪)和搖桿構(gòu)成。彈簧搖床的主要缺點(diǎn)是沖程會(huì)隨給礦量而變化，當(dāng)負(fù)荷過(guò)重時(shí)甚至?xí)孕型＼?chē)，但在正常給礦條件下，看管工作量不大。1.2搖床的發(fā)展搖床屬于重力選礦機(jī)械， 重力選礦是按礦物密度差分選礦石的方法，在當(dāng)代選礦方法中占有重要地位。它的發(fā)展歷史悠久，從古代人類(lèi)開(kāi)始知道利用金屬材料的時(shí)候，就使用獸皮在河溪中淘洗自然金屬或天然礦物。以后又用木制的溜槽進(jìn)行分選。大約在400余年前出現(xiàn)了原始型式的跳汰機(jī)，但那時(shí)的生產(chǎn)還是作坊式的。18世紀(jì)60年代西方發(fā)生了產(chǎn)業(yè)革命，對(duì)金屬原l料的需求量日漸增加。同時(shí)蒸氣機(jī)的出現(xiàn)又為機(jī)械化生產(chǎn)提供了動(dòng)力，于

3、是重選作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)部門(mén)而出現(xiàn)。1830-1840年在德國(guó)哈茲(Harz)礦區(qū)出現(xiàn)的早期活塞跳汰機(jī)繼續(xù)得到改進(jìn)而被推廣應(yīng)用。1892年又發(fā)明了大型的風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的選煤用鮑姆跳汰機(jī)。 搖床的應(yīng)用已有近百年歷史，最初的搖床是利用撞擊造成床面不對(duì)稱(chēng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，1890年美國(guó)制造了第一臺(tái)選煤用打擊式搖床用于選煤。1896-1898年A·威爾弗利(Wilfley)發(fā)明了現(xiàn)代型式的搖床。盡管當(dāng)時(shí)搖床還被視作溜槽的一種，稱(chēng)作淘汰盤(pán)，但以后則以其獨(dú)特的分選方式而自成體系。隨著搖床的出現(xiàn)，選別前的分級(jí)，脫泥等準(zhǔn)備作業(yè)也廣為應(yīng)用。1918年普蘭特一奧(PlatO)又以凸輪杠桿制成另一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。這兩種6-S搖床

4、頭結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)改進(jìn)至今仍在使用。第二次世界大戰(zhàn)后德國(guó)制成了偏心輪傳動(dòng)的快速6-S搖床。我國(guó)于1964年研制成功慣性彈簧式6-S搖床，已在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。搖床是結(jié)合了國(guó)內(nèi)搖床和重力選礦技術(shù)，具有富集比高、選別效率好、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，且一次得出最終精礦和最終尾礦。與傳統(tǒng)工藝相比具有不用藥劑、耗能低、便于管理等優(yōu)點(diǎn)，具有較高的性能價(jià)格比。1.3搖床的類(lèi)型及搖床在選礦中的應(yīng)用 （1）6S搖床 這種搖床基本上是沿襲了早期威爾弗利搖床的結(jié)構(gòu)形式。也稱(chēng)為衡陽(yáng)式搖床.這種搖床主要適合選別礦砂,但亦可用為處理礦泥。橫向坡度的調(diào)節(jié)范圍較大(0°10°),調(diào)節(jié)沖程容易,在改變橫向坡度和沖程時(shí),仍可保

5、持床面運(yùn)行平穩(wěn)。彈簧放置在機(jī)箱內(nèi),結(jié)構(gòu)緊湊,這些都是6-S搖床的優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是安裝的精度要求較高,床頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜,易磨損件多,在操作中不當(dāng)時(shí)還容易發(fā)生折斷拉桿事故,改進(jìn)后的搖床在箱體外面偏心軸末端安有小齒軸油泵,進(jìn)行集中潤(rùn)滑,箱內(nèi)只有少量機(jī)油,減免了漏油事故。 （2）云錫式搖床 這種搖床也稱(chēng)為貴陽(yáng)式搖床，在結(jié)構(gòu)上這又與國(guó)外的普拉特-奧(PlatO)型搖床類(lèi)似。云錫式床頭運(yùn)動(dòng)的不對(duì)稱(chēng)性較大，且有較寬的差動(dòng)性調(diào)節(jié)范圍以適應(yīng)于不同的給料粒度和選別要求。床頭機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，易磨損的零件少，且不漏洞。缺點(diǎn)是彈簧安裝在床面底下，檢修和調(diào)節(jié)沖程均不方便(調(diào)沖程時(shí)需先放松彈簧)；床面的橫向坡度可調(diào)匯范圍小(0

6、76;5°)；當(dāng)橫坡及沖程調(diào)節(jié)過(guò)大時(shí)，將由于床頭拉桿的軸線與床面重心的軸線過(guò)分分離而引起床面振動(dòng)，故這種搖床適合于在橫向坡度較小時(shí)處理細(xì)粒級(jí)，特別是礦泥時(shí)使用。 （3）彈簧搖床 這種搖床以軟，硬彈簧作為差動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，與前述搖床相比別具一格。床頭包括傳動(dòng)裝置和差動(dòng)裝置兩部分。傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)，偏心輪(或偏重輪)搖桿構(gòu)成。彈簧搖床的主要缺點(diǎn)是沖程會(huì)隨給礦量而變化，當(dāng)負(fù)荷過(guò)重時(shí)甚至?xí)孕型＼?chē)，但在正常給礦條件下，看管工作量不大。 （4）多層化搖床 搖床的單機(jī)處理量小，點(diǎn)地面積大是妨礙它大量應(yīng)用的重要缺點(diǎn)。為解決此項(xiàng)問(wèn)題，選礦搖床已向多層化發(fā)展。懸掛式搖床不難提高了單位地面的處理能力，而且省

7、去了笨重的基礎(chǔ)，不再對(duì)建筑物有沖擊振動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小，維護(hù)簡(jiǎn)單，在基建投資和操作管理上都是有利的。 （5）6-S雙層搖床 傳統(tǒng)的6-S搖床占地面積大、處理量低、客戶(hù)資金投入較大，要使用6-S單層搖床的客戶(hù)很是煩惱，但又沒(méi)有更好的設(shè)備及方法能夠解決這些問(wèn)題。6-S雙層搖床的推出解決了6-S單層搖床使用過(guò)程中的諸多問(wèn)題。6-S雙層搖床占地面積小、處理量大、省電節(jié)能、設(shè)備成本相對(duì)低廉，具有富礦比高，選別效率高，看管容易，便于調(diào)節(jié)沖程、沖次等優(yōu)點(diǎn)。在改變橫向坡度和沖程時(shí)仍可保持床面運(yùn)行平衡，彈簧放置于在箱體內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，并且能一次得出最終精礦和最終尾礦。2 機(jī)械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)現(xiàn)代機(jī)器通常由動(dòng)力機(jī)、傳

8、動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。機(jī)械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)是彈簧搖床設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。總體方案設(shè)計(jì)要遵循機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。2.1機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則由于設(shè)計(jì)的多解性和復(fù)雜性，滿(mǎn)足某種功能要求的機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案可能會(huì)有很多種，因此，在考慮機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案時(shí)，除滿(mǎn)足基本的功能要求外，還應(yīng)遵循以下原則：(1) 機(jī)械系統(tǒng)盡可能簡(jiǎn)單。(2)盡量縮小機(jī)構(gòu)尺寸。(3)機(jī)構(gòu)應(yīng)具有較好的動(dòng)力特性。(4)機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)具有良好的人機(jī)性能2。2.2機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案的確定本次設(shè)計(jì)為一臺(tái)水平單向搖床，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，搖動(dòng)行程為200300mm，床身為1200×1500mm，載荷超過(guò)1000kg。傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖如圖2.1所示：圖2.1 彈簧

9、搖床傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 經(jīng)研究，該傳動(dòng)裝置滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，適應(yīng)工作條件，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠。3 導(dǎo)軌副系統(tǒng)的設(shè)計(jì)導(dǎo)軌副是20世紀(jì)70年代末發(fā)展起來(lái)的一種具有獨(dú)特機(jī)械性能的新型滾動(dòng)支承，它適應(yīng)了精密機(jī)械的高精度、高速度、節(jié)能環(huán)保以及縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期等要求，因此得到了廣泛的應(yīng)用。目前已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床、精密電子機(jī)械、工業(yè)機(jī)器人、測(cè)量?jī)x器中不可缺少的一種重要功能部件。它是在導(dǎo)軌工作面之間安排滾珠、滾柱或滾針等滾動(dòng)體，使兩導(dǎo)軌面之間形成滾動(dòng)摩擦，摩擦系數(shù)很?。?.00250.005），動(dòng)靜摩擦系數(shù)相差很小，運(yùn)動(dòng)輕便、靈活，所需功率小，精度好，無(wú)爬行。與現(xiàn)有的滑動(dòng)導(dǎo)軌相比，具有以下優(yōu)良特性：運(yùn)動(dòng)靈敏度高；定位精度高

10、；牽引力小、移動(dòng)輕便；磨損小、精度保持性好；潤(rùn)滑系統(tǒng)簡(jiǎn)單、維修方便。3.1滾動(dòng)導(dǎo)軌的選擇滾動(dòng)導(dǎo)軌根據(jù)滾動(dòng)體形式不同，可分為滾珠導(dǎo)軌、滾柱（或滾針）導(dǎo)軌等。（1） 滾珠導(dǎo)軌（如圖3.1） 這種導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為滾珠與與導(dǎo)軌之間點(diǎn)接觸，摩擦阻力小，承載能力較差，剛度低，其結(jié)構(gòu)緊湊，制造容易，成本較低。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)滾道圓弧可大幅度降低接觸應(yīng)力，提高承載能力。滾珠導(dǎo)軌一般適用于切削力矩和顛覆力矩都比較小的機(jī)床。圖3.1 滾珠導(dǎo)軌（2） 滾柱導(dǎo)軌（如圖3.2） 這種導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為滾珠與與導(dǎo)軌之間線接觸，承載能力較同規(guī)格滾珠導(dǎo)軌高一個(gè)數(shù)量級(jí)，剛度高。滾柱導(dǎo)軌對(duì)導(dǎo)軌面的平面度敏感，制造精度要求比滾珠導(dǎo)軌高

11、，適用于載荷較大的機(jī)床。圖3.2 滾柱導(dǎo)軌綜上所述，由于彈簧搖床的載重要求超過(guò)1000kg，屬于載荷較大的機(jī)床，所以選擇滾柱導(dǎo)軌，即圓柱滾子直線導(dǎo)軌。與鋼球相比，圓柱滾子具有受載彈性變形量小的特性。圓柱滾子直線導(dǎo)軌在滑塊有限的空間中裝入多數(shù)的圓柱滾子（如圖3.3），實(shí)現(xiàn)了高剛性。圖3.3 圓柱滾子的平行并列配置查表3.1可得，選用公稱(chēng)型號(hào)為L(zhǎng)RX 55的導(dǎo)軌，標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度選用1920（16）mm。LRX 55屬于法蘭型圓柱滾子直線導(dǎo)軌。其截面如圖3.4所示。 圖3.4 LRX 55圓柱滾子直線導(dǎo)軌圖3.5 碳鋼滑軌示意圖表3.1 碳鋼滑軌的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度和最大長(zhǎng)度3.2導(dǎo)軌壽命的計(jì)算對(duì)于使用圓柱滾子的直

12、線滾動(dòng)導(dǎo)軌，額定壽命為： (3.1) 式中：額定壽命，； ：基本額定動(dòng)載荷，LRX 55型的額定動(dòng)載荷為14.8； ：當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷，??； ：硬度系數(shù)，通常取； ：溫度系數(shù)，查表49.3-45，； ：接觸系數(shù)，查表49.3-46，； ：負(fù)荷系數(shù)，查表49.3-48，。將以上數(shù)據(jù)帶入公式 （3.1）得：工作壽命時(shí)間 （3.2） ：工作壽命時(shí)間； ：行程長(zhǎng)度，； ：每分鐘往返次數(shù)，。將以上數(shù)據(jù)帶入公式（3.2）得： 按年工作日360天，兩班制，每班8小時(shí)，開(kāi)機(jī)率為90%，預(yù)計(jì)壽命年限為 綜上所述：理論計(jì)算壽命符合要求3.3導(dǎo)軌副的選擇 LRX 55導(dǎo)軌副各部分尺寸如圖3.5所示。圖3.6 LRX 55

13、導(dǎo)軌副 LRX 55導(dǎo)軌副零件尺寸可參照表3.2所示，導(dǎo)軌尺寸可參照表3.1。表3.2 LRX 55導(dǎo)軌副零件尺寸表 4 電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算4.1選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型按照彈簧搖床設(shè)計(jì)要求，選用Y系列（IP44）三相異步電動(dòng)機(jī)。4.2選擇電動(dòng)機(jī)的功率所需電動(dòng)機(jī)功率為 （4.1）式中：為工作機(jī)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率，； 為工作機(jī)需要的輸入功率，； 為電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率；已知滾動(dòng)導(dǎo)軌的摩擦因數(shù)；彈簧搖床載重1000kg；行程200300mm，取200mm；按搖床床面每分鐘150次往返運(yùn)動(dòng)計(jì)算。工作機(jī)的阻力為 （4.2） 工作機(jī)的線速度為 （4.3）則工作機(jī)需要的輸入功率為 （

14、4.4）查表21.7得： V帶傳動(dòng)；滾動(dòng)軸承；銷(xiāo)釘處的摩擦傳動(dòng)則總效率為 （4.5）將數(shù)值帶入式（4.1）得 根據(jù)選取電動(dòng)機(jī)的額定功率 （4.6）查表212.1得電動(dòng)機(jī)的額定功率為4.3選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)床面每分鐘150次往返運(yùn)動(dòng)計(jì)算，飛輪每轉(zhuǎn)動(dòng)150圈，則飛輪的轉(zhuǎn)速為查表213.2得：V帶傳動(dòng)的常用傳動(dòng)比為，最高傳動(dòng)比可達(dá)到7，所以電動(dòng)機(jī)的可選范圍為： （4.7）在這個(gè)范圍內(nèi)綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的情況來(lái)確定最后的轉(zhuǎn)速，可選擇同步轉(zhuǎn)速為，根據(jù)表212.1確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132S-8，其滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為，此外，電動(dòng)機(jī)的中心高，外型尺寸，軸伸出尺寸等查表212.3可得。4.4計(jì)算總傳動(dòng)比及分配

15、各級(jí)傳動(dòng)比傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為 （4.8）式中，為電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速，； 為執(zhí)行機(jī)構(gòu)（飛輪）轉(zhuǎn)速，；帶入式（4.7）得由于此彈簧搖床傳動(dòng)方案中只有帶傳動(dòng)這一級(jí)傳動(dòng)比，所以帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為4.5計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸 軸 各軸功率電動(dòng)機(jī)軸 軸 各軸轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸 （4.9）軸 （4.10）將計(jì)算結(jié)果填入表4.1中：表4.1 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)項(xiàng)目轉(zhuǎn)速（r/min）功率（kw）轉(zhuǎn)矩（Nm）傳動(dòng)比效率電動(dòng)機(jī)軸7102.229.594.70.96軸 1502.112134.475 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 已知電動(dòng)機(jī)功率，小帶輪轉(zhuǎn)速，大帶輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比，按年工作日360天，兩班制，每班8小

16、時(shí)計(jì)算。5.1確定計(jì)算功率查表18.7得工作情況系數(shù)，故 （5.1）5.2選擇V帶的帶型根據(jù)，查圖18.11選用A型。5.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑驗(yàn)算帶速5.3.1初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 查表18.6和表18.8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑。5.3.2驗(yàn)算帶速查式18.13得 （5.2） 因?yàn)?,故帶速合適。5.3.3計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑查式18.15a，計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。 （5.3） 根據(jù)表18.8，圓整為。5.4確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度5.4.1初定中心距根據(jù)式18.20，即式（5.4）如下所示 （5.4） 初定中心距為。5.4.2選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由式18.22計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 （5.5） 由

17、表18.2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度。5.4.3計(jì)算實(shí)際中心距a （5.6） 中心距的變化范圍為5.5驗(yàn)算小帶輪上的包角 （5.7） 5.6計(jì)算帶的根數(shù)z5.6.1計(jì)算單根V帶的額定功率 由和，查表18.4a得。根據(jù)，和A型帶，查表18.4b得。查表18.5得，表18.2得，所以 （5.8）5.6.2計(jì)算V帶的根數(shù)z （5.9）取3根。5.7計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值由表18.3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，所以應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。5.8計(jì)算壓軸力壓軸力的最小值為5.9 V帶輪的設(shè)計(jì)已知小帶輪的基準(zhǔn)直徑，大帶輪的基準(zhǔn)直徑。查圖18.14得，小帶輪選用腹板式（圖5.1），大帶輪選用輪輻式（圖5.2）。帶輪的輪槽

18、截面尺寸參照表18.10，如圖5.3所示。 圖5.1 腹板式帶輪 圖5.2 輪輻式帶輪圖5.3 輪轂截面尺寸小帶輪和大帶輪的各部分尺寸可按照表18.10、圖18.14進(jìn)行選取，具體參數(shù)詳見(jiàn)表5.1所示。表5.1 帶輪尺寸參數(shù) (mm)項(xiàng)目槽型小帶輪A1159151038º38705050140150大帶輪A1159151038º48905454710720常用帶輪的材料為HT150或HT200，轉(zhuǎn)速較高時(shí)可以采用鑄鋼或鋼板沖壓后焊接而成，小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。本設(shè)計(jì)中的帶輪材料選用HT150或HT200即可。6 飛輪的設(shè)計(jì)6.1飛輪的材料選擇飛輪的材質(zhì)一般使用鑄鐵，HT2

19、00 HT250；球鐵，QT450-10、QT600-3、QT500-7等，國(guó)外也有用45號(hào)鋼制作的飛輪。在本設(shè)計(jì)中采用鑄鐵，HT200 HT250來(lái)制作飛輪。6.2飛輪的作用飛輪是安裝在機(jī)器回轉(zhuǎn)軸上的具有較大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的輪狀蓄能器。當(dāng)機(jī)器轉(zhuǎn)速增高時(shí)，飛輪的動(dòng)能增加，把能量貯蓄起來(lái)；當(dāng)機(jī)器轉(zhuǎn)速降低時(shí)，飛輪動(dòng)能減少，把能量釋放出來(lái)。 根據(jù)彈簧搖床傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖可知，飛輪是通過(guò)搖桿驅(qū)動(dòng)箱體進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)的，運(yùn)動(dòng)的行程為200mm300mm，按照200mm進(jìn)行計(jì)算。6.3飛輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)飛輪可通過(guò)鍵與軸端擋圈與軸與軸進(jìn)行聯(lián)接，此聯(lián)接須達(dá)到緊密配合，無(wú)任何軸向或徑向的轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)。與軸的-段（圖6.1）聯(lián)接，其

20、尺寸結(jié)合軸綜合確定，與軸中相同。尺寸參照-段右側(cè)軸端擋圈的外徑選取，比軸端擋圈的外徑大2mm即可。與軸的-段聯(lián)接，考慮整體結(jié)構(gòu)，其尺寸可暫為。其結(jié)構(gòu)如圖6.1所示，詳細(xì)尺寸可參照飛輪零件圖所示。 圖6.1 飛輪結(jié)構(gòu)圖 7 軸的設(shè)計(jì)7.1軸的設(shè)計(jì)已知軸的數(shù)據(jù)如表7.1所示表7.1 軸項(xiàng)目轉(zhuǎn)速（r/min）功率（kw）轉(zhuǎn)矩（Nm）軸7.1.1初步確定軸的最小直徑查式115.2初步確定軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。查表115.3，取，則 （7.1）軸的最小直徑顯然是與大帶輪配合處的直徑，為了使所選的軸直徑與大帶輪的孔相適應(yīng)，故取。7.1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸的基本結(jié)構(gòu)（圖7.

21、1） 圖7.1 軸的基本結(jié)構(gòu) （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度a）為了保證軸端擋圈只壓在帶輪上，而不壓在軸的端面上，故-段的長(zhǎng)度應(yīng)比大帶輪的厚度稍微短一點(diǎn)，現(xiàn)取。查表25.3，選取擋圈GB/T 892 60。b）為了滿(mǎn)足帶輪的軸向定位要求，-段右端需要制出一軸肩，又因-段軸上需要安裝軸承套，根據(jù)查表26.1，選取6311型深溝球軸承，其尺寸為，故取-段直徑，長(zhǎng)度。為了便于軸承的安裝，可取-段的直徑為。c）根據(jù)6311型深溝球軸承查表26.15，選取SN311滾動(dòng)軸承座，根據(jù)滾動(dòng)軸承座的結(jié)構(gòu)尺寸，可取-段長(zhǎng)度，可得-段的長(zhǎng)度，-段直徑。d）由于軸上所裝兩個(gè)軸承及軸承座取同一型號(hào)，即

22、6311型深溝球軸承及SN311滾動(dòng)軸承座，故-段長(zhǎng)度可與-段相同，即，,可得-段的長(zhǎng)度，-段直徑與-段直徑相同，取。為了便于軸承的安裝，可取-段的直徑為。e）由于-段軸上需安裝飛輪，為了保證軸端擋圈只壓在飛輪上，而不壓在軸的端面上，根據(jù)飛輪的零件圖，可確定，。查表25.3，選取擋圈GB/T 892 60。f）考慮到整個(gè)裝置的緊湊性問(wèn)題，以及各零件之間不干擾等因素，可暫取-段長(zhǎng)度為。綜上所述，軸的各部分尺寸見(jiàn)表7.2所示。表7.2 軸尺寸表項(xiàng)目-段-段-段-段-段-段-段 直徑48mm54mm55mm65mm55mm54mm48mm長(zhǎng)度52mm53mm27mm300mm27mm53mm45mm

23、7.2軸的設(shè)計(jì)（1）擬定軸的基本結(jié)構(gòu)（圖7.2）圖7.2 軸的基本結(jié)構(gòu)（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度a）為了保證軸端擋圈只壓在飛輪上，而不壓在軸的端面上，故-段的長(zhǎng)度應(yīng)比飛輪的厚度稍微短一點(diǎn)，現(xiàn)取。-段的直徑與飛輪上孔的直徑相同，即取。查表25.3，選取擋圈GB/T 892 40。b）為了滿(mǎn)足軸向定位要求，-段右端需要制出一軸肩，可取?？紤]整個(gè)結(jié)構(gòu)的緊湊性問(wèn)題，可選取。c）由于-所聯(lián)接的搖桿要在軸上進(jìn)行圓周方向的運(yùn)動(dòng)，則需要放置一軸承，查表26.1，選取6008型深溝球軸承，其尺寸為，故取-段直徑，。查表25.3，選取擋圈GB/T 892 40。綜上所述，軸的各部分尺寸見(jiàn)表7.

24、3所示。表7.3 軸尺寸表項(xiàng)目-段-段-段直徑40mm50mm40mm長(zhǎng)度49mm50mm14mm7.3軸承座的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中的軸位于大帶輪與飛輪之間，需用兩個(gè)軸承座固定在機(jī)床支撐架上，并且要求軸的中心線與軸承座軸承的中心在同一水平面內(nèi)。在軸的-段和-段位置安裝兩個(gè)型號(hào)相同的軸承座，查表26.15，選取SN311滾動(dòng)軸承座（圖7.3），詳細(xì)尺寸見(jiàn)表7.4所示。該軸承座與彈簧搖床支撐架采用六角螺栓聯(lián)接。表7.4 軸承座基本參數(shù) (mm)型號(hào)dd2DgAA1HH1LJS螺栓N1NSN311556512030120808030275230M161823圖7.3 SN211滾動(dòng)軸承座8 鍵的選擇及強(qiáng)度

25、校核8.1鍵的選擇（1） 電動(dòng)機(jī)軸，直徑為38mm，查表24.1，選GB/T 1096 鍵。（2） 軸的-段，直徑為48mm，長(zhǎng)度為52mm，查表24.1，選GB/T 1096 鍵。（3） 軸的-段，直徑為48mm，長(zhǎng)度為45mm，查表24.1，選GB/T 1096 鍵。（4） 軸的-段，直徑為40mm，長(zhǎng)度為49mm，查表24.1，選GB/T 1096 鍵。8.2鍵的強(qiáng)度校核鍵、軸的材料都是鋼，查表16.2得許用應(yīng)力，取其平均值，對(duì)前三個(gè)鍵進(jìn)行強(qiáng)度校核。鍵的工作長(zhǎng)度：鍵的接觸高度： 由式16-1可得 （8.1） （8.2） （8.3） 綜上所述，鍵的強(qiáng)度校核均符合要求，故所選鍵均合適。9 搖

26、桿的設(shè)計(jì)9.1搖桿的作用在彈簧搖床中，搖桿的作用是用于推動(dòng)箱體在導(dǎo)軌上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的，一端與軸通過(guò)滾動(dòng)軸承進(jìn)行連接，一端與箱體通過(guò)六角螺栓進(jìn)行連接。9.2搖桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)搖桿與軸連接的一端采用45鋼車(chē)削至所需尺寸，內(nèi)圈尺寸按6008型深溝球軸承的尺寸確定為68mm，外圈尺寸按軸承端蓋的尺寸確定為108mm。搖桿與箱體連接處可采用六角螺栓（圖9.1）進(jìn)行連接，查六角螺釘規(guī)格表可選取M36×120的螺栓。圖9.1 六角螺栓由于在螺栓連接處是滑動(dòng)連接，可在搖桿端內(nèi)圈中加一黃銅圈，并加以油嘴潤(rùn)滑，減少摩擦損壞。搖桿的中間部分可選用壁厚為4mm的的無(wú)縫方形鋼管（圖9.2）與兩端的45鋼進(jìn)行焊接，

27、具體結(jié)構(gòu)及尺寸見(jiàn)搖桿的零件圖所示。圖9.2 無(wú)縫方形鋼管表9.1 無(wú)縫方形鋼管數(shù)據(jù)表10箱體的設(shè)計(jì)10.1箱體的作用彈簧搖床是生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的篩選設(shè)備，箱體主要是用于篩選不同尺寸的礦石（礦砂），使直徑較小的礦石通過(guò)箱體底部的空隙落下，與直徑較大的礦石分離開(kāi)來(lái)，所以，箱體底部空隙的大小與疏密程度取決于要篩選礦石的直徑大小。本設(shè)計(jì)以區(qū)分2mm上下的礦砂為例。10.2箱體的材料選擇鋼板是鋼材四大品種（板、管、型、絲）之一，在發(fā)達(dá)國(guó)家，鋼板產(chǎn)量占鋼材生產(chǎn)總量50以上，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼板生產(chǎn)量逐漸增長(zhǎng)。本設(shè)計(jì)中的箱體可選用8mm厚的低合金結(jié)構(gòu)鋼鋼板（GB3274-88）。 低合金結(jié)構(gòu)鋼板是由低

28、合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋制成。低合金鋼板都是鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼鋼板。其優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度較高、性能較越、能節(jié)省大量鋼材、減輕結(jié)構(gòu)重量等。低合金結(jié)構(gòu)鋼板越來(lái)越廣泛用于機(jī)械制造和金屬結(jié)構(gòu)件等。10.3箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求箱體尺寸為，可采用鋼板焊接成型，為防止在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中礦砂掉落，可將箱體加工為的盒狀，并在箱體一端焊接一方形鋼塊，用以與搖桿和彈簧箱聯(lián)接，如圖10.1所示。圖10.1 箱體結(jié)構(gòu)圖箱體的具體尺寸詳見(jiàn)箱體零件圖，與導(dǎo)軌的聯(lián)接形式詳見(jiàn)彈簧搖床裝配圖所示。10.4鐵篩網(wǎng)的選擇由于該彈簧搖床是用以區(qū)分2mm上下的礦砂，所以可在箱體的底部鋪上鐵篩網(wǎng)，壓上壓板后以螺栓固定。鐵篩網(wǎng)的規(guī)格、材質(zhì)等如下：材質(zhì)：黑鐵絲、低碳

29、鋼絲。編織：先軋后編、雙向隔波彎曲、緊鎖彎曲、平頂彎曲、雙向彎曲、單向隔波彎曲。特點(diǎn)：產(chǎn)品具有高耐磨性、高強(qiáng)度和穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)，網(wǎng)孔保持長(zhǎng)期均勻。規(guī)格：1、絲徑：1.2mm-16mm； 2、孔徑：1mm-40mm； 3、網(wǎng)目：0.5mm-30mm； 4、長(zhǎng)度：1300m； 5、重量：0.5kg-50kg/。用途：多用于礦山、煤廠、建筑等行業(yè)的篩選、隔離及防護(hù)。在本設(shè)計(jì)中，選取目數(shù)為10，孔徑為2mm的不銹鋼篩網(wǎng)即可，尺寸為1480×880mm，材質(zhì)為SUS201，如圖10.2所示。 圖10.2 不銹鋼篩網(wǎng)11彈簧箱的設(shè)計(jì)及彈簧的選擇11.1彈簧箱的作用在彈簧搖床中，彈簧箱由硬彈簧和軟彈簧

30、（橡膠彈簧）組合構(gòu)成，通過(guò)兩個(gè)彈簧的相互作用使箱體產(chǎn)生差動(dòng)運(yùn)動(dòng)，起到了類(lèi)似減震的作用，可適當(dāng)減少箱體在導(dǎo)軌上的沖擊力。11.2彈簧箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)彈簧箱的箱體可以選用8mm厚的低合金結(jié)構(gòu)鋼鋼板（GB3274-88）焊接構(gòu)成，內(nèi)部包括硬彈簧和軟彈簧，彈簧箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸詳見(jiàn)彈簧箱裝配圖所示。11.3硬彈簧的選擇11.3.1硬彈簧型號(hào)及的選擇 查表611.2.1，選用YI型冷卷壓縮圓柱螺旋彈簧，因材料直徑，故在本設(shè)計(jì)中可選取的彈簧，直徑規(guī)格屬于C級(jí)，用于中等應(yīng)力彈簧。11.3.2硬彈簧材料的選擇查表611.2.2，選用熱軋彈簧鋼，GB 1222，牌號(hào)65Mn，直徑規(guī)格580mm，切變模量，彈性模量。

31、查表611.2.3，彈簧鋼絲的抗拉極限強(qiáng)度。11.3.3硬彈簧尺寸的確定查表611.2.9，取彈簧中徑，查表611.2.12，自由高度。圈數(shù)，按表611.2.10取值。彈簧各數(shù)值如表11.1所示。表11.1 彈簧數(shù)值10mm95mm2366N20.55115N/mm261N400mm10 查表611.2.19，許用應(yīng)力，工作極限載荷，故此彈簧滿(mǎn)足設(shè)計(jì)載荷要求。其結(jié)構(gòu)如圖11.1所示。圖11.1 硬彈簧11.4軟彈簧的選擇在彈簧箱中，軟彈簧可以選用橡膠制成，即橡膠彈簧，安裝在硬彈簧的支撐座與彈簧箱的側(cè)壁之間，套在彈簧箱與箱體的連桿上即可，結(jié)構(gòu)如圖11.2所示，尺寸見(jiàn)彈簧箱裝配圖。圖11.2 軟彈

32、簧12支撐架的設(shè)計(jì)12.1支撐架的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（1）工況要求：即任何支撐架的設(shè)計(jì)首先必須保證機(jī)器的特定工作要求。例如，保證支撐架上安裝的零部件能順利運(yùn)轉(zhuǎn)，支撐架的外形或內(nèi)部結(jié)構(gòu)不致有阻礙運(yùn)動(dòng)件通過(guò)的突起；設(shè)置執(zhí)行某一工況所必需的平臺(tái)；保證上下料的要求、人工操作的方便及安全等。（2）剛度要求：在必須保證特定的外形條件下，對(duì)支撐架的主要要求是剛度。如果基礎(chǔ)部件的剛性不足，則在工作的重力、夾緊力、摩擦力、慣性力和工作載荷等的作用下，就會(huì)產(chǎn)生變形，振動(dòng)或爬行，而影響產(chǎn)品定位精度、加工精度及其它性能。（3）強(qiáng)度要求：對(duì)于一般設(shè)備的支撐架，剛度達(dá)到要求，同時(shí)也能滿(mǎn)足強(qiáng)度的要求。（4）穩(wěn)定性要求：失穩(wěn)對(duì)結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)

33、生很大的破壞，設(shè)計(jì)時(shí)必須校核。12.2支撐架的材料選擇本彈簧搖床采用槽鋼焊接制作支撐架，根據(jù)槽鋼尺寸規(guī)格表（見(jiàn)圖12.1、表12.1）選取型號(hào)10#的槽鋼即可。明細(xì)規(guī)格為，理論重量為。支撐架的詳細(xì)尺寸可見(jiàn)彈簧搖床裝配圖所示。 圖12.1 熱軋普通槽鋼尺寸圖（GB/T707-1988）表12.1 熱軋普通槽鋼尺寸規(guī)格表12.3支撐架的時(shí)效處理制造支撐架時(shí)，焊接、熱處理及機(jī)加工等都會(huì)產(chǎn)生高溫，因各部分冷卻速度不同而收縮不均勻，使金屬內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。如果不進(jìn)行時(shí)效處理，將因內(nèi)應(yīng)力的逐漸重新分布而變形，使機(jī)座喪失原有的精度。 時(shí)效處理就是在精加工之前，使機(jī)座充分變形，消除內(nèi)應(yīng)力，提高其尺寸的穩(wěn)定性。常見(jiàn)的方法有自然時(shí)效、人工時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效等幾種，其中以人工時(shí)效應(yīng)用最廣。 所以在支撐架焊接完成后需要進(jìn)行一段時(shí)間的時(shí)效處理。結(jié) 論 搖床在生產(chǎn)中的應(yīng)用類(lèi)型很多,屬于重力選礦機(jī)械。從用途上分有：礦砂搖床(處理2-0.075mm粒級(jí)礦砂),礦泥搖床(處理-0.075mm粒級(jí)礦泥)，選礦用搖床，選煤用搖床等；從構(gòu)造上來(lái)分,因床頭結(jié)構(gòu),床面形式和支撐方式不同而分為6-S搖床,云錫式搖床和彈簧搖床等。在設(shè)計(jì)的初期，因?yàn)閷?duì)彈簧搖床不太了解，不知道彈簧搖床的結(jié)構(gòu)及彈簧箱應(yīng)是什么樣的，總體設(shè)計(jì)也就不知道應(yīng)該從那里入手。后來(lái)，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，在工廠中見(jiàn)到了類(lèi)似彈簧搖床的振動(dòng)篩等機(jī)械設(shè)備