空間振動篩設(shè)計

濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計2-1-畢業(yè)設(shè)計題目空間振動篩設(shè)計學(xué)院機械工程學(xué)院專業(yè)機械工程及自動化班級圖紙不公開學(xué)生xx學(xué)號QQ2861992795指導(dǎo)教師xx二〇一四年五月日濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計PAGE6-摘要本論文主要是進(jìn)行空間振動篩分設(shè)備的設(shè)計，即立置式、環(huán)保要求的振動篩的設(shè)計。從總體布局到部分零件的設(shè)計及選用都進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化，包括整體篩箱與篩面的設(shè)計和固定，對激振器組的設(shè)計，支撐方案的設(shè)計等等，還包括了軸、偏心塊、彈簧等零部件的設(shè)計。本設(shè)計采用分置電機，篩面選用懸臂棒條篩，較傳統(tǒng)直線振動篩，不僅僅提高了生產(chǎn)能力，還大大的提高了使用壽命。另一方面采用了坐式結(jié)構(gòu)，使得整機結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定安全，占地面積更小，充分利用空間的高度。本產(chǎn)品為生產(chǎn)能力為200t/h的大型振動篩，對于篩面的材料有比較高的要求，懸臂篩棒采用擁有高強度和高沖擊韌性的彈簧鋼，不僅可以提高了篩面的壽命，還能夠提高整體結(jié)構(gòu)的剛度與強度，對彈簧的選擇等方面帶來了很多的便宜之處。設(shè)計中還包括對鏈接和固定件的選用，采用橡膠（輪胎）式聯(lián)軸器，并采用螺栓連接代替焊接，減小了焊接時應(yīng)力對它的影響。還包括對產(chǎn)品的一般潤滑，以及保養(yǎng)等日常維護措施。關(guān)鍵詞：振動篩；懸臂礦篩；懸臂篩棒；偏心塊；橫梁ABSTRACTThisarticleiscarriedoutmainlyaboutthedesignofspacevibrationscreening,whichiscalledenviromentprotectionscreenalso.Beginwiththedevelopmentofvibrationscreen,thepaperanalysisthetrendofvibrationscreendevelopment.Accordingtothedesignofthespacestructureofthevibrationscreendevelopment,goingimprovingonthechooseoffromoveralllayouttoindividualelementchoosetogoonimproving,includessiftingthedesignofspacevibrationscreen,andtheregularshapeofvibrator,thedesignofsupportschemeandsoon,stillincludethedesigningoftheelementssuchasaxle,andeccentricblock.Drivewithcouplegenerator.Thescreensurfaceusedscreeningbar.Withthenewstrture,wecanhavebetterfrequency.Thisproductisdesignfor200t/h.Becauseofthematerialofvibrationbarischoosedthe60Si2Mn,whichnotonlyraisedthedurabilityofscreenframewiththehigh-strengthandhighdurableimpacttenacity,havestillalleviatedtheweightofentirestructure,forspringchoosetohavealsobroughtmanyconveniences.Thisdesignstillincludeschoosingsforconnectionandreguular,withthedurableshaftcouplingofcrossaxle,andreplaceweldingwithboltconnection,reducingweldingstressforitisinfluence.Italsoincludesthelubricationforproductaswellasthedailymaintenancemeasuressuchasmaintenance.Keywords：electricpowersystem;VibrationScreen;Screeningbar;Vibrator;Eccentricblock;Beam目錄摘要………………..…….….……………...=1\*ROMANIABSTRACT…….….….….….……..…………….=2\*ROMANII1前言.…….…………….….……………11.1課題研究背景及意義………….………….………..11.2振動篩的發(fā)展分析…….………….………..11.3振動篩分設(shè)備的發(fā)展趨勢……….………..………21.4振動篩分設(shè)備在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用………….31.5懸臂篩網(wǎng)在實際生產(chǎn)中的發(fā)展………….31.6振動篩的工作原理、特點及其分類………….41.6.1振動篩的工作原理…………41.6.2空間振動篩的工作原理………………...41.6.3自同步控制系統(tǒng)………………...52總體方案的設(shè)計……..….………….…..….………….62.1空間振動篩的結(jié)構(gòu)特點………………….62.1.1空間振動篩的結(jié)構(gòu)特點….…………...62.1.2空間振動篩的優(yōu)點……….…………...62.2篩箱的設(shè)計………….………………...……………….72.2.1篩箱入料口和出料口的設(shè)計……………….…………...72.2.2篩框的材質(zhì)…………….…………...72.3篩面的設(shè)計………….………………...……………….72.3.1篩面的種類設(shè)計……………….…………………...82.3.2篩面的固定…………….…………...82.4激振器……………………...…...92.4.1槽體的設(shè)計……………….……………...93空間振動篩的設(shè)計計算………….103.1空間振動篩的參數(shù)選擇及其設(shè)計……………….63.1.1生產(chǎn)要求….……….……….…………...103.1.2拋射指數(shù)Kv的確定……….…………...103.1.3振動篩振幅A的確定………….………….…………...103.1.4篩面傾角α…………….…………...103.1.5振動方向角β的確定…………….………………...103.1.6振動次數(shù)的選定…………….…………...103.1.7棒條尺寸….……….……….…………...113.1.8物料層厚度б……….………………...113.2總體設(shè)計計算步驟…………….113.2.1安裝參數(shù)的選擇…………….……….……….…………...113.2.2估算振動篩的重量……….……………...123.2.3偏心塊的設(shè)計………….…….………….………………...123.2.4電動機的選擇…………….…………...133.2.5彈簧的設(shè)計………….……...133.2.6軸的設(shè)計……….…………...153.2.7軸的強度校核………….…….………….…………...163.2.8振動篩箱的設(shè)計…………….…………...183.2.9空間振動篩的保養(yǎng)與日常維護………...194結(jié)論……….………….……..….……...…..….………...20參考文獻(xiàn)…………….…..….…..……………….………….21致謝….……..…….…………...…………….221前言1.1課題研究背景及意義目前我國對于大型振動篩分機械的研究還處于較弱的位置，篩分機械的大型化要求了非常高的機械結(jié)構(gòu)的強度和剛度，篩分機械結(jié)構(gòu)增大，也要求較大的振動強度。篩寬增加一倍，管梁的應(yīng)變要增加多倍，所以，管梁的截面尺寸會如果過于大，會使得地基的動負(fù)荷成倍變大，對機械制造業(yè)產(chǎn)業(yè)化升級帶來極大困難。另外，若結(jié)構(gòu)變大，必然引起篩體的參振質(zhì)量和所需的激振力增大，則振動篩分體的載荷也隨之增大，從而導(dǎo)致整個篩網(wǎng)的強度和剛度達(dá)不到要求，導(dǎo)致振動篩網(wǎng)扭曲過大、主要橫梁崩斷、焊縫開裂，嚴(yán)重?fù)p害振動篩的使用壽命。國內(nèi)生產(chǎn)的振動篩使用壽命一般為三到五年，其中大型振動篩一般為兩年左右，西方國家一般為五年，前蘇聯(lián)大約兩年以上，而我國大型振動篩的設(shè)計和制造起步較晚，技術(shù)還不夠成熟，主要依靠引進(jìn)國外圖紙和技術(shù)。由于國外的技術(shù)壁壘和國內(nèi)制造技術(shù)和材料的限制，零部件更換難，設(shè)備維修難，設(shè)備利用率低，未能充分發(fā)揮設(shè)備效能，影響到企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，使得我國的大型振動篩運行情況一直不合要求。選煤生產(chǎn)活動對篩分設(shè)備提出了效率高、運行可靠、成本低、環(huán)保等方面的要求。而我國振動篩分設(shè)備的設(shè)計水平還不能滿足這些要求，尤其是在運行的可靠性及零部件的使用壽命與西方發(fā)達(dá)國家研發(fā)的先進(jìn)設(shè)備相比還有很大差距。因此，提高我國振動篩分設(shè)備的設(shè)計能力是非常的重要[1]。1.2振動篩的發(fā)展分析振動篩分設(shè)備在我國建筑、石化、礦業(yè)、冶金、水事建設(shè)和公路建設(shè)中都得到了大量的應(yīng)用。根據(jù)全國市場的銷售的統(tǒng)計，每年需要的振動機械10800臺左右，其中各種大中型礦篩機械產(chǎn)品3700套左右，冶金行業(yè)和煤炭行業(yè)的需求量占市場的65%，在國際市場上，國內(nèi)設(shè)備的占有量比較小，僅東南亞和非洲地區(qū)每年需要800套左右的各種大型振動篩分機械設(shè)備。目前，國內(nèi)生產(chǎn)振動機械的廠家不足200家，且大多數(shù)都是小型企業(yè)，年產(chǎn)量約6000-8000套。據(jù)統(tǒng)計，目前各主要廠家生產(chǎn)的大型振動機械產(chǎn)品在冶金行業(yè)的市場占有率比較高的僅有：太行公司，上海冶機有限公司，鞍山礦山，中燃科技有限公司，河南新鄉(xiāng)地區(qū)等。由于我國各行業(yè)的生產(chǎn)工藝水平的提高和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，迫切需要高篩分效率、大處理能力、運行穩(wěn)定性高的篩分機械設(shè)備，尤其是對不容易篩分的物料進(jìn)行大量處理能力、高性能篩分作業(yè)[2]。為此，國內(nèi)外都盡最大努力去走將振動篩分設(shè)備的大型化和高智能化前進(jìn)道路，不斷的減少篩分設(shè)備的需求數(shù)量、減少振動篩分設(shè)備的生產(chǎn)費用和設(shè)備的維護費用；縮小廠房占地面積；降低基地建設(shè)的初期投資，方便實施自動檢測和智能自控。國內(nèi)需求量較大，但是目前的生產(chǎn)能力還是有很大的缺口，供需矛盾仍然突出，以上，國內(nèi)外市場前景相當(dāng)廣闊。1.3振動篩分設(shè)備的發(fā)展趨勢振動篩分設(shè)備的改進(jìn)過程中，逐漸形成了幾個大的方面。增加篩分設(shè)備的激振力是一個比較大的方面，有的篩分設(shè)備的激振力可以達(dá)到傳統(tǒng)篩分機的幾十倍甚至上百倍，但是這種改進(jìn)方式對篩分無聊的強度要求比較高。所以單純依靠提高振動力大小來增加篩分效率不適宜成為最優(yōu)改進(jìn)方案，而且，增加振動強度后，對篩分設(shè)備本身的各種性能要求也提高了很多。要解決濕度較大的細(xì)顆粒物料在干法篩分時效率不高的難題，行業(yè)內(nèi)人士研究了很多種新型篩分設(shè)備，例如：等厚篩、概率篩、概率等厚篩、分層篩、離心篩、張弛篩、琴弦篩、螺旋篩分機、高頻振動篩、節(jié)肢振動細(xì)篩、旋轉(zhuǎn)篩、旋轉(zhuǎn)概率篩等等。濕法細(xì)篩的研發(fā)也有了很大的進(jìn)展，新型的高效振動篩有電磁振動式旋流篩，可以翻轉(zhuǎn)的弧形篩機，大型高頻反共振篩分機。伴此進(jìn)步，國內(nèi)振動篩分設(shè)備的也有了極大提高的制造水平?，F(xiàn)在已經(jīng)有了多所大中型礦篩廠建立了振動研究所，對制造商的工藝水平、材料的選用和零部件的選配進(jìn)行了專項研究，在新型產(chǎn)品的研發(fā)方面，形成了能力較強，設(shè)備先進(jìn)，工藝水平高的能力，例如：數(shù)控車床和高數(shù)控切割機、高自動弧焊接技術(shù)、噴丸預(yù)先處理技術(shù)、CO2氣體保護焊接技術(shù)；按照國家標(biāo)準(zhǔn)和部門標(biāo)準(zhǔn)，對關(guān)鍵的零部件和整體機構(gòu)進(jìn)行檢測和試驗。多數(shù)篩分機械設(shè)備的最小分級粒度還不能滿足需要，即使能達(dá)到的，篩分效率也不夠，浪費能源極大。以下是總體的發(fā)展趨勢。從頭開始設(shè)計振動篩分設(shè)備的各種運動參數(shù)，篩網(wǎng)的機構(gòu)和篩分網(wǎng)的運動形式。普通的直線式振動篩分設(shè)備在篩分大濕度細(xì)粒級煤時，篩分效率過于低，甚不能法正常進(jìn)行，但是在改變工作的參數(shù)之后，新設(shè)計的圓振動篩卻已經(jīng)取得了很好的篩分效果。通過改變振動篩分設(shè)備的參數(shù)和軌跡來配合各種不同物料篩分的的需要的方式，體現(xiàn)了細(xì)粒不易篩分物料的發(fā)展方向。高頻圓振篩、低頻振動篩都采用了大激振力，大振幅，低頻率和新式篩網(wǎng)，具有很好的篩分效果。但是張弛篩，在振動篩工作的同時，也在做著張馳式運動?？傮w講，發(fā)展趨勢是單一方向運動發(fā)展到多方向運動，依然要解決的問題也包括，進(jìn)一步從理論上，修繕現(xiàn)有的理論，提高新設(shè)備的結(jié)構(gòu)強度、工作壽命和工作安全性。像上文提到的非平面的概率篩篩面，對提高振動篩分設(shè)備的透篩率有比較好的改善作用。從篩分設(shè)備的理論出發(fā)，在篩分濕度大的細(xì)粒物料時，非常必要的采用這種形式的篩網(wǎng)，在液體橋的影響下，只單純的依靠增加設(shè)備的激振力會無法對物料進(jìn)行篩分。因為大物料在水的影響下，會粘附成球團，如果是平面型的篩網(wǎng)，物料總會被一起拋起，導(dǎo)致篩分效率比較低，如果加上一個額外的機械力使得粗粒級物料分開，就可以提高效果。朝著大型化發(fā)展的篩分設(shè)備，可以減少設(shè)備的單位管理費用和研發(fā)費用，對于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)經(jīng)營有著很大的優(yōu)勢，有利于提高勞動的生產(chǎn)率，需要解決篩分機械的設(shè)備的結(jié)構(gòu)強度，還有制造時困難，對于振動篩分設(shè)備來講，篩面寬度增加一倍，梁的許用應(yīng)變力就需要增加數(shù)倍，所以支撐梁的直徑會迅速的變大，對地基的動載負(fù)荷要求增加數(shù)倍，改革現(xiàn)有的篩分機械的機械結(jié)構(gòu)，使篩箱、激振器、機架、不再參與振動，只是篩網(wǎng)參振，是一個比較合適的解決方案。走標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化發(fā)展的道路，振動篩分設(shè)備有利于組織生產(chǎn)的專業(yè)化，降低了生產(chǎn)成本還保證的機器質(zhì)量。對于振動機械的設(shè)計部門、制造工廠、選煤工廠，都能帶來非常好的便利之處。調(diào)低分選的下限額，要有環(huán)保意識，優(yōu)化工藝的過程，提高整體機構(gòu)的運行的可靠性，集中某些型號的篩分設(shè)備，進(jìn)行設(shè)計上的組合是一條行得通的思路。降低運行中的噪聲級別，對于保護操作工的健康是非常有必要的。各個國家的篩分設(shè)備的噪聲級差別不很大，國內(nèi)的篩分設(shè)備噪音級一般在90dB的噪聲。1.4振動篩分設(shè)備在實際的生產(chǎn)中的應(yīng)用振動篩分設(shè)備按照其所篩分物料的溫度，分為冷、熱礦篩兩大種，冷礦篩的適用范圍是比較廣泛的，冷礦篩除了用于水利、冶金、建材、礦山、煤炭等等行業(yè)，在2000年后道路的建設(shè)中也得到了應(yīng)用。振動篩分設(shè)備在以上行業(yè)中是有十分寬廣前景的，國內(nèi)的市場需求量仍在持續(xù)增長中。國際上的數(shù)據(jù)顯示，由中國冶金設(shè)備提供，僅東南亞和非洲地區(qū)，每年對冷礦篩分設(shè)備的需求量在900臺左右。在煤炭行業(yè)的工業(yè)部門里，振動篩分設(shè)備的作用不僅僅是分級功能，許多型號的振動篩分設(shè)備還用于對煤炭的脫介作業(yè)和脫水作業(yè)，甚至是脫泥作業(yè)。隨著社會上的生產(chǎn)效率不斷地提高下，振動篩分設(shè)備的作用仍在集成增加中，功能趨向于多元化道路。1.5懸臂篩網(wǎng)在實際生產(chǎn)過程中的發(fā)展懸臂篩網(wǎng)簡單講就是從解決高爐槽下的篩分濕度大的物料堵孔嚴(yán)重的難題的實踐中，研發(fā)出來的，懸臂篩網(wǎng)很好的解決了某些情況下的篩分效率不足的難題，目前，已經(jīng)在全國范圍內(nèi)推廣運用起來，效果良好。物料的運動阻力相小，遇到臨界顆粒填塞時，在其它顆粒的沖打下，也容易從棒條篩孔開口脫落出來，這樣，提高了振動篩分設(shè)備的篩分能力，棒條的磨損也降低了。棒條篩網(wǎng)工作的時候，隨著篩箱一起振動，而且懸臂棒條會產(chǎn)生二次振動，有利于篩分物料，提高篩分的效果。和傳統(tǒng)的封閉式的篩網(wǎng)相對照，懸臂篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)上降低了篩網(wǎng)單位面積工作過程中的制約性，故而柔性振動得到了良好的釋放，消除了篩網(wǎng)上的很多凹坑，降低了堵孔率，這些措施都極大的改善了懸臂篩網(wǎng)的篩分效率。物料符合概率原理下透過篩面。比例越大的篩孔總面積，物料透篩的成功率就越大，而振動篩分設(shè)備就有越高的效率。落入網(wǎng)孔的比較難篩的顆粒一把會被其二次振動解決的，受到其他物料沖打作用和引力的作用下落到下一層，不容易形成堵孔。1.6振動篩的工作原理、特點及其分類1.6.1振動篩的工作原理將大小不同的顆粒的碎散物料團，分多次通過均勻分布的孔的多層或者單層篩面，將其分成若干個不同級別的篩分過程，理論上來講，大于篩孔寬度的顆粒留在篩面上，稱為該篩分面的篩下物。顆粒最寬度小于篩孔尺寸的細(xì)顆粒，在其通過由粗顆粒物料所組成的物料層后到達(dá)篩面時，細(xì)顆粒物料透過篩孔，這必須要相對運動存在于物料層和篩面之間，所以，整體篩箱應(yīng)當(dāng)具有適當(dāng)?shù)倪\動方面的特性，使在篩分面上的物料稱為疏松狀態(tài)，并使在篩孔上的粗顆粒移開，保證細(xì)顆粒物料透篩的暢通之路。篩分過程實際上是：批量的粒度大小不一，粗細(xì)不同混合在一起的碎散物料在其運動到篩面后，只剩下顆粒的一部分與篩面接觸，而在接觸面上的這部分物料里，不都是比篩孔寬度小的顆粒，大部分小于篩棒間隙尺寸的顆粒，均勻分布在整個料層中，由于篩箱的震動，篩面上的物料被疏松開來，使大顆粒的的間隙變得更大，而小顆粒乘機游走過間隙，轉(zhuǎn)移到下層篩面或者是傳送帶上。由于小顆粒之間的間隙小，大顆?？赡艽┻^的幾率比較低，因此，在運動中，大顆粒的位置不斷的升高，由此，原來排列雜亂的顆粒群產(chǎn)生了的分離，即按顆粒的直徑大小進(jìn)行分層，形成了小顆粒在下面，較粗顆粒在在上方排列的規(guī)則。小于篩孔尺寸的透過篩孔，直到完成了粗細(xì)顆粒的分離，完成篩分的整個過程。然而，它們?nèi)匀粵]有充分地篩離，在篩分過程中，一般都會留存一部分篩下物位于篩上物內(nèi)部，細(xì)粒透篩的過程中，和篩孔尺寸差不多的顆粒，篩透的成功率就低，更難的是透過篩面下層棒條的顆粒間隙。振動篩分設(shè)備一般分為三大類：共振篩、振動篩、直線運動式振動篩[3]。1.6.2空間振動篩的工作原理空間振動篩采用的是慣性激振器來提供機體振動，其激振源使用電動機連接橡膠聯(lián)軸器，帶動偏心塊、激振器，每組激振器有兩個軸，每個軸有兩個偏心塊，而且以相反方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)兩個偏心塊進(jìn)行運動時，兩個偏心塊所產(chǎn)生的離心力F，把兩個這類的帶有偏心塊的軸并列安裝，讓它們反向同速且同步旋轉(zhuǎn)，此時兩個偏心塊在地平方向產(chǎn)生方向相反，大小相等的力，今兒在此方向上相互抵消，而在垂直方向產(chǎn)生的兩個方向相同大小相等的力相互疊加，以上，導(dǎo)致產(chǎn)生直線運動，直線振動篩進(jìn)行正常工作的原理就是如此。由上式可得出，產(chǎn)品若是采用雙軸慣性激振器工作，由于其電動機分置在兩側(cè)，其振動質(zhì)心是固定的，一直都在進(jìn)行簡諧振動，從而實現(xiàn)篩分設(shè)備的動力源。[4]空間振動篩的篩面安裝傾角控制在300,篩面的振動角度一般為與水平方向成450夾角，在激振器的作用下，篩面進(jìn)行直線往復(fù)運動，在機體帶動的振動下，顆粒進(jìn)行被拋射與主動回落運動，從而使物料在篩面上一直的單向運動，物料由于被拋射和下落，都會對篩面棒條有所沖擊，只是小于篩孔寬度的顆粒被篩分出來，為此，現(xiàn)在生產(chǎn)的振動篩分設(shè)備生產(chǎn)能力之上，要最大可能的的選用比較高的振動強度。企業(yè)中也經(jīng)常選用激振電機，激振電機在用于中小功率的振動機械時，有相當(dāng)多的優(yōu)點，以下是其優(yōu)點：因為激振電機是強阻型振動，不是共振，激振電機組織有相對穩(wěn)定的振幅。激振電機與功率配合相恰，機體重量比較輕，體積不大，噪音低。振動的頻率范圍比較大，因為是電磁式激振電機，而其點擊的振動頻率是一定的，一般的電源步率同頻，而激振電機的振動頻率是可以通過對轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，從而進(jìn)行大范圍的更改，并且能依照不一樣的通途俺要去選擇振動頻率和振動幅度。因為受電源的波動影響較小，電磁式激振電機會由于電壓的變化而產(chǎn)生激振力的大幅度變化，但是激振電機里，這種變化幅度就非常小了。可以多機器組合，可以實現(xiàn)自動同步，能夠根據(jù)激振電機的安裝方式來改變激振力的進(jìn)行方向。只需要