空气重介流化床干法选煤机结构改进设计【全套CAD图纸+毕业答辩论文】

买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 目 录 1 绪论 国能源的现状 2 煤技术简介 2 煤技术分类 2 法选煤技术的发展过程 3 6 气重介干法选煤技术简介 7 气重介干法选煤技术的原理 7 气重介干法选煤技术的发展 7 统空气重介流化床选煤机的结构简介 10 统空气重介流化床选煤机的特点及存在问题 11 设计在传统方案上的一些改进 14 章小结 16 2 空气重介流化床选煤机机构总体设计 料装置的机构设计 17 风板的结构 设计 19 煤机传动方案的确定 22 章小结 23 3 流化床选煤机刮板运输装置的设计计算 关原始数据的说明 24 送能力的计算 24 板的设计计算 25 及链轮的设计计算 26 行阻力的计算 30 动机功率的校核 32 链力和刮板强度的计算 32 轮轴的设计计算 34 章小结 38 4 流化床布风装置的设计计算 39 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 43 44 5 激振装置的设计 构设计 45 47 48 50 51 51 6 排矸装置的设计 52 53 54 参考文献 55 致谢 56 1 绪论 国能源的现状 世界现已探明的煤炭储量是石油的 球 2004 年的煤炭消费量增长了 ，而石油的消费量仅增加了 。 2005 年石油价格高位运行，将进一步带动煤炭需求的增加和煤炭市场的稳定回升。中国的煤炭资源预测地质储量，达 45000亿吨以上，与美国、俄罗斯两国不相上下，中国煤炭行业投资的相对不足更是吸引了全球投资者的目光。 2004年我国原煤产量完成 吨，创历史新高，同比增加 长 2004年全国煤炭销量完成 比增加 长 全国煤炭出口 8400万吨，同比减少 902万吨，下降 。到2004年年末，全国煤炭社会库存 吨。根据国家统 计局的数据， 2004年中国原煤产量同比仅增长 四大用煤行业的增长速度均超过煤炭行业，来自下游的强劲需求使得煤炭供需缺口有进一步扩大的趋势。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 我国是一个水资源十分贫乏的国家，三分之二以上的煤炭分布在我国西北部，山西、陕西、内蒙古、宁夏等这些地方都是严重缺水地区 ,传统的跳汰 ,湿法重介与浮选方法 ,吨煤耗水量为 3 4 3m ,为了解决煤炭加工与缺水的矛盾 ,干法选煤技术在本世纪 70年代就提上了议事日程。 工业用水方面，我国炼钢等生产过程的单位耗水量比 国外先进水平高几倍甚至几十倍。水的重复利用率不到发达国家的 1/3。 中国是世界上煤炭产量最多、增长速度最快的国家。 1949年仅产煤炭3243万 t， 1950 年 4292万 t； 1960 年达到 t， 1970 年 t，1980年 t， 1990年突破 10亿 t， 1995年达到 t， 1996年增加到 t，创历史最高年产量记录，占世界总产煤量 0%。1997年由于东南亚金融危机和经济结构调整的影响，煤炭产量下降到 t。中国煤炭产量分布很不均衡 据中国第二次煤 田预测资料，埋深在 1000t。其中大别山 秦岭 昆仑山一线以北地区资源量约 t，占全国总资源量的 94%；以南的广大地区仅占 6%左右。 中国煤炭资源的种类较多，在现有探明储量中，烟煤占 75%、无烟煤占12%、褐煤占 13%。其中，原料煤占 27%，动力煤占 73%。动力煤储量主要分布在华北和西北，分别占全国的 46%和 38%，炼焦煤主要集中在华北，无烟煤主要集中在山西和贵州两省。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 而我国的煤炭存储位置和质量，总的来看较好。但是又有自己的特点。已探明的储量中，灰分小于 10%的特 低灰煤占 20%以上；硫分小于 1%的低硫煤约占 65% 70%；硫分 1% 2%的约占 15% 20%。高硫煤主要集中在西南、中南地区。华东和华北地区上部煤层多低硫煤，下部多高硫煤。 中国煤炭资源北多南少，西多东少，煤炭资源的分布与消费区分布极不协调。从各大行政区内部看，煤炭资源分布也不平衡，如华东地区的煤炭资源储量的 87集中在安徽、山东，而工业主要在以上海为中心的长江三角洲地区；中南地区煤炭资源 的 72集中在河南，而工业主要在武汉和珠江三角洲地区；西南煤炭资源的 67集中在贵州，而工业主要在四川；东北地区相对 好一些，但也有 52的煤炭资源集中在北部黑龙江，而工业集中在辽宁。 但是 ,煤炭又是一个不洁净的能源 ,在其开采利用的过程中带来一系列问题 ,破坏生态平衡 ,危及人类生存 ,因此 ,发展洁净煤技术是根本出路。 煤技术简介 随着经济的发展，人们对能源质量的要求越来越高，煤炭作为我国的主要能源，长期以来由于只追求暂时的经济效益，忽视了对环境的影响，结 果造成了环境的巨大破坏。这些年随着洁净煤技术的研究，作为洁净煤技术的源头技术 选煤方法，取得了很大发展，发展选煤技术就是要谋求 短期的经济效益和长期的社会效 益、环境效益相统一。 煤技术分类 选煤是通过各种方法把原煤中的矿物质去除，并加工成质量均匀、用途不同的各种品煤煤炭加工技术。大力发展选煤技术首先要选择合理的 选煤方法，因为原煤中含有的矿物质及有害成分随产地及采煤煤层不同而不同，各地区、各煤层适合不同的选煤方法。 按选煤方法的不同，选煤可以分为物理选煤、物理化学选煤、化学选煤及微生物选煤等。 m,颗粒受到的合力 G0,颗粒就会因自身受到的重力大于浮力而下沉；反之则上浮 ,因此 ,在重力选矿中 ,核心问是选择或“营造”一种合适的介质或分选环境 ,使该介质或分选环境具备相应的密度 ,从而使被分选的重颗粒因自身密度大于介质密度而下沉 ,使轻颗粒因自身密度小于介质密度而上浮。 气重介质干法选煤技术的发展 20 世纪 30 年代开始研究干法选矿 ,随之风力选煤在工业上得到应用 ,风力摇床在处理煤炭的除矸或易选煤的分选上是适宜的 ,工艺简单、省水。但缺点是 :对难选煤分选效率低 ,污染严重 ,这是由它的分选原理所决定的。 20世纪 80年代初 ,我国从事空气重介质干法选煤的研究和开发 ,经过近 20年的不懈努力 ,已经在煤炭 300 0 空气重介质流化床干法选煤技术在借鉴湿法重介分选精度高与风力选煤系统简化的基础上 ,进行了大胆地创新 ,采用空气与加重质混合的气固两相流作为分选介质 ,实现了流态化技术在选煤领域中的应用。研究表明 :完全流化后气 固两相流化床的行为在许多方面都呈现类似流体的特征 ,如两连通床能自动调整到同一水平面 ,符合液体的连通器原 理 (见图 当容器倾斜 ,表面保持水平的特征 (见图 床层中任意两点压力差大致等于此两点间的床层静压头 ,具有流体一样的静压现象 (见图 具有流体一样的流动性 ,如在容器壁开孔 ,颗粒将从孔口喷出 (见图 颗粒在流化床中受到浮力 ,其大小等于与该颗粒同体积的流化床重量 ,即符合阿基米德定律 ,即150床型空气重介质流化床选煤技术 普通空气重介质流化床是用于分选 50 6 粒煤的 ,因此流化床的床深控制在 400 满足分选需要 ,且易于控制气泡的生成长大 ,保证床层密度的均匀稳定性。为满足露天煤矿大块煤 (300 50 排矸分选 ,需要研究深床型空气重介质流化床。显然 ,要满足大块煤分选需要 ,流化床床深应控制在 1200 右 重质物性及大块煤分选动力学 ,找到了实现床层密度均匀、气泡小且兼并少的方法 ,在实验室 1 型机上实现了大块煤的有效分选 ,3、 以，刮板链符合强度要求。 紧链力 T 00 c o L q g W N （ 3 7 10） 由已知： 0T=1/4（1S+2S 3S 4S） （ 3 7 11） =1/4（ 000+350） =N L =m 0q=kg/m W = =0 带入式（ 3 7 10）得 T =N 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 可见，刮板链的初张力和紧链力与多种因素有关。按以上张力确定的最小张力点张力原则上为零，但很难保证。如以 时就应把这个链环去掉而形成双链环。因此就出现了，这也是每条链条取3 轮轴的设计计算 对于仅传递扭矩或主要传递扭矩的传动轴，应按扭转强度计算。对于既受弯矩又受扭矩的转轴，可以 通过降低许用剪应力的方法考虑弯矩的影响，用扭转强度估计转轴的最小直径，然后进行轴的结构设计。 本设计中的轴主要承受扭转作用，所以根据实心圆周的扭转强度计算公式为 校核计算公式 6 39 . 5 5 1 0 0 . 2d n 2/N （ 3 7 12） 设计计算公式 633 9 . 5 5 1 00 . 2 pd n （ 3 7 13） 式中： 扭矩剪应力， N / 2 T 轴传递的的转矩， N ； 轴的抗扭截面系数， 3p 轴传递的功率， n 轴的转速， /d 轴的直径， 考虑了弯矩影响的许用扭转剪应力和设计系数，本设计中取 =50 2N 当轴上开有键槽时会削弱轴的强度，要适当增大轴的直径。轴段上有一个键槽时，轴径增大 3% 5%；有两个键槽时增大 7% 10%。轴的直径应圆整为标准直径。 由前面的选型已知，圆环链的型号为 18 64，取圆环链链轮为0D=248链轮的 转速为， 60（ 3 7 14）即 ： 60买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 250 60248=r/（ 3 6 1）知主轴的功率为 45入（ 3 7 13）得： 633 9 . 5 5 1 00 . 2 pd n= 63 39 . 5 5 1 0 4 50 . 2 5 0 1 9 . 2 5 2=131 心轴的最小直径应大于 131 对于空心轴 3 3(1 ) （ 3 7 15） 式中 =12/轴的内，外直径之比，通常取 = = 3 3(1 ) 3 345107 1 9 . 2 5 2 ( 1 0 . 5 ) =137 2d 137 d 137 0.5 从动链轮轴的受力和主链轮轴的受力比较简单，不用校核选用与主轴相同的轴径。 主轴各轴段的结构设计为： （ 1）主轴输入轴端 图 3 5 主轴输入段 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 主轴是由减速器经联轴器传入，在轴端开有键槽。此轴段有轴承支撑设有轴承轴端。 （ 2）中间轴段 中间轴端的跨度较大，约有 右，所以采用了空心轴设计。 图 3 6中间轴空心轴段 （ 3）小半轴段 图 3 7小半轴段 小半轴段是轴承固定支撑的另一端，是组成链轮轴的一部分。轴端设有螺孔用于轴承的轴向固定。 选用轴承 时，首先是选择轴承的类型。正确选择轴承时应考虑的主要因素是： (1)轴承的载荷 轴承所受的载荷的方向，大小和性质，是选择轴承的主要依据。根据载 荷的大小选择轴承类型时，由于滚子轴承中的主要元件是线接触，宜于承受较大的载荷，承载后的变形也小。 (2)轴承的转速 在一般转速下，转速的高低对类型的选择不发生影响，只有在转速较高 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 时，才会有较明显的显著的影响。 (3)轴承的安装和拆卸 便于装卸也是选型的一个重要因素。在轴承座没有剖分面而必须沿轴向 安装和拆卸轴承的部件是，应优先选用内外圈可分离的轴承，当轴承 在长轴安装时，为便于拆卸，可选用内外圈轴孔为 1： 12的圆锥孔轴承，以便于将其固定在紧定套上。 经分析，本设计选用调心滚子轴承 288 1994 20000 型 滚动轴承的寿命计算 ( / )L C P ( 610 r) （ 3 7 16） 式中： P 当量动载荷， N； L 轴承 的额定寿命， 610 r ； 寿命指数，对滚子轴承， =10/3。 实际计算时，用小时表示寿命比较方便。因 610 60hL 故得 610 ()60h CL h （ 3 7 17） 式中： n 轴承内外圈的相对速度， r/ 将 n=r/ c=768 P=328 入式（ 3 7 17）得 610 ()60h CL 6 1 0 / 31 0 7 6 8()6 0 1 9 . 2 5 2 3 2 8 =18757 h 轴承的工作时间大于两年，符合本设计的要求。 章小结 本章根据生产能力的要求对刮板输送机进行了设计计算。刮板输送机采用圆环链作为刮板链，刮板则采 用一般的钢板裁定。计算确定了刮板输送机的轴和链轮。根据实际情况和变速的要求，减速器选用了摆线针轮减速器，而电机选用了调速电机。刮板输送机是排料是主要的排料装置，而布风板则是形成流化床的决定因素。下面则将对流化床布风结构进行设计。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 4 流化床布风装置的设计计算 布风装置由压缩风机、风室、气体分布器 、布风板等组成 。压缩风机为布风装置提供有一定压力的压缩空气 ，为了布风匀 ，将分选段分成 ，左右各 8个 ，每个风室的风量 、风压可根据分选的需要分别控制。为了减 少重介质的排出量 。由风机产生的压缩气体进人气室后 ，经气体分布器及布风板均匀 、稳定地作用在流化床底部 。 风板结构的设计 1、布风板的机构形式 布风板作为布风装置中的重要部件，它的主要功能是： (1)为流化床提供均匀、稳定的压缩空气。使流化床流化效果好，分选密度均匀、稳定，满足煤炭分选的需要； (2)支撑流化床中重介质、精煤和矸石； (3)为维修排料机构及机内零部件提供立足点。 在对空气重介流化床干法选煤技术的研究发展过程中 ,曾经先后研制过几种结构的布风板。最初使用的布风板结构比较简单 ,就是在钢板上 均匀打孔 ,孔径 3 孔率 20%。这种结构的布风板 ,布风均匀 ,但由于孔径小 ,数量多而密集 ,因此 ,加工起来比较困难。在实际使用中 ,由于孔径很小 ,很容易出现堵塞的现象 ,造成布风不均匀 ,使分选无法继续进行。同时 ,一旦发生堵塞 ,买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 清理起来也比较困难。后来 ,人们又研制出一种新型气体布风板。它是在 3 板间夹毛毡 ,通过毛毡纤维间的气隙 ,均匀透气。钢板和毛毡用长螺栓串接起来 ,周边用固定框固定 ,做成 1 根据布风面积的需要 ,可以使用多块布风板。这种结构的布风板具有良好的透 气均匀性 ,但投入使用一段时间后 ,也出现了问题。由于刮板输送机直接在布风板上来回刮送 ,小块的尤其是片状的矸石极易嵌入钢板和毛毡的缝隙中 ,将布风板拉开一个小口 ,破坏布风板的透气均匀性 ,而且随着刮板的不断来回运动 ,口子会越拉越大 ,最终使布风板无法工作 ,分选难以进行下去。结合以上 2种布风板的特点 ,本设计采用第 2种钢基密孔型布风板。 布风板的安装形式有两种：一是布风板的钢片方向与刮板运行方向一致，这种安装形式，刮板的运行阻力小，但片状的小颗粒矸石嵌入钢片之间的毛毡后，在挂板的刮动下，易使钢片开缝，毛毡刮出而影响布风板 的性能；另一种是布风板的钢片方向和刮板的运行方向垂直，这种安装形式，嵌入在钢片之间毛毡中的矸石，不会在刮板的刮动下将钢片之间的毛毡刮出，但嵌入的矸石要在刮板的刮运中刮断，因此，刮板的运行阻力及动载荷较大。一般采用后者较为适宜。 设计中使用的钢基密孔型 布风板的安装形式 （如图 4 1）。 图 4 1 钢基密孔型布风板结构示意图 2、布风板的设计 由于流化床内有运动装置 (刮板输送机 )对已分选物料分别输送，根据布风板的功能，它必须具有以下条件： (1)一定的开孔率和压降； (2)抗堵孔、买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 易清理； (3)有足够的强度、刚度 及耐磨性； (4)上表面平整。 为了保证良好的流化效果和床层密度的均匀性，在结果设计时应合理地确定钢片的厚度、毛毡的压缩量和开孔率；在制造时要求钢片厚薄要均匀一致，毛毡的厚度和密实性要均匀，各个螺栓的加紧力也要均匀；较高的耐磨性和一定的 强度是通过材料的热处理和钢片的适当厚度来保证的；抗矸石嵌入能力与布风板制成后两相邻钢片间的间距大小、两相邻螺栓间的距离以及夹紧力的大小有关。现使用的布风板的面积为 1片材料经过处理后，强度高，耐冲击，硬度高，耐蚀性好，所选用的钢片厚度为 3间 , 高度为 35风板用若干个螺栓夹紧，保证钢片之间有一定初始压力，使用效果良好。 影响布风板工作可靠性的主要因素是小颗粒矸石嵌入钢片之间把钢片撑开，下面就布风板抗嵌入能力进行概略计算。 矸石的形状各异，现以球型颗粒和楔性颗粒为例说明布风板的抗嵌入能力，图 球型颗粒或楔型颗粒粒度不大于相邻钢片之间的间距，则颗粒很容易嵌入钢片之间，虽然在设计和制造过程中，要求相邻钢片的间距要小于入料的最小粒径，但在实际生产中发现还是有少量是这种颗粒，这种颗粒很容易嵌入到布风板中，但它撑开布风板的几率不大，可以进行清理，对布 风板的性能影响不大。矸石颗粒大到一定程度，在压力 有苦恼嵌入钢片之间，使其间距撑大，影响布风板的性能。下面就概略计算所需压力 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 （ a） （ b） 图 4 2 布风板抗嵌入能力计算示意图 对于球型颗粒，如图 4 2（ a）所示，取颗粒为隔离体，根据受力分析有 s i n c o N （ 4 6 1） 式中 钢片与颗粒间的摩擦系数 。 取钢片为隔离体，其受力如图 4 3（ a） 所示，图 4 3 (b) 是其等效受力图，由于钢片的高度较小，因此等效后的弯距 样就可以将钢片简化成一简支梁，如图 4 3 (C)所示，由于集中力 作用在梁的中点时，梁产生的挠度最大，也就是矸石在这种情况下，最容易嵌入布风板，图中 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 (a) (b) (c) 图 4 3 钢片受力示意图 此时有 c o s s i （ 4 6 2） 根据间支梁的挠度和受力的关系有 348 V （ 4 6 3） 即 348( c o s s i n )l （ 4 6 4） 在制作布风板时，由螺栓给钢片一定的初始压力，假定为0N，因此有 00 34 8 s i n c o ss i n c o s c o s s i N l g （ 4 6 5） 式中 钢片的弯曲强度， 2 钢片产生的挠度， m 式 5 9就是将矸石颗粒压入钢片间所需的压力，它由两部分组成，第一部分是克服螺栓给钢片的初始压力所需的压入力，第二部分是矸石嵌入后要克服钢片的弯曲变形所需的压力，也就是说，如果压力00s i n c o N的话，则压入力不足以将矸石颗粒压入钢片间，布风板有一定的初始 抗嵌入能力。如果压入力大于上述计算值，矸石将会嵌入钢片中，矸石在嵌入钢片的过程中，钢片会产生一定的变形挠度抵抗矸石的进一 步嵌入，随着挠度的增加，钢片抵抗矸石颗粒嵌入钢片的能力加大，所需的压入力也会加大，买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 当压入力 00 34 8 s i n c o ss i n c o s c o s s i N l g 时，矸石颗粒就会停止嵌入。由式 5 9可知，如果 c o s s i n 0 ，即 时，则压入力 能将矸石压入布风板，这种情况下，矸石颗粒不会嵌入到 布风板中去，从图 5 7可知 222( 2 ) / 4c o t( 2 ) / 2R 因此有 22 12R g 式 5 10表示的是球型颗粒可以嵌入布风板的最大值半径，如果球型颗粒的半径大雨此值，颗粒将不会嵌入到布风板中。 对于楔型颗粒，用同样的分析方法可得，当 时，颗粒将不会嵌入布风板中。如果小于此值，当颗粒嵌入到布风板的一定程度时，布风板钢片产生抵抗矸石颗粒嵌入的作用大于作用在矸石上的压入力时，嵌入布风板的矸石颗粒将会 停止继续嵌入；若作用在矸石颗粒上的压入力足够大，而且矸石的粒度足够大，在矸石颗粒嵌入布风板的过程中，布风板钢片作用在矸石颗粒上的作用力超过颗粒的破碎强度时颗粒就会被挤碎。因此，只有一定粒度的颗粒才会嵌入布风板中。 从以上分析可知，为了增加布风板的抗嵌入能力，要求布风板两相邻钢片间的间距和两螺栓的间距要尽可能的小，要求布风板要有一定的初始压紧力，钢片要有足够的强度和刚度。 风装置的参数的确定 1、 流化床的面积 根据实际经验和实验数据， 50t/h 空气重介流化床分选机流化床面积确定为 这样大面积流化床的均匀、稳定，设计采用单室面积为 1 16 个单室拼起来形成 2 8个室都有单独的空气室，进气管和流量调节装置。这样，在每个 1证了分选机流化床总体的均匀、稳定性。 2、 流化床的尺寸 流化床的长度应根据物料分选和分离的要求来确定，入料口距尾煤端3m，距精煤端 3m，流化床的长度定为 化床的宽度按处理量来确定，按 50t/化床的高度按物料上限粒度颗粒所需买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 分选空间及轻、重产物层所占空间来确 定。入料为 50 6级时，床高定为 350400虑床层上部除尘及检修人员进入所需空间，分选室高度定为 1m。 3、风压与风量 流化床工作风量为 400600 h 风压为 1600022000根据不同密度和粒度的加重质来调整风量与风压的大小，另外气体布分板的阻力也要考虑进去。 由于我们采用的布风板是一层钢板夹一层毛毡，利用夹紧的毛毡纤维间的空隙透气，阻力比较大，为此取风压上限 22000风量 600 h 4、引风量的确定 为使分选机中粉尘不外逸， 在分选机顶部设置引风除尘口，经除尘设备后外排。设计引风量大于分选机的鼓风量，二者关系为： 1 4 1 1） 式中： 2Q 流化床分选机的总鼓风量， m3/h； 1Q 流化床分选机的引风量， m3/h； 这样，在分选机上部空间可以形 成一个相对负压，使少量离开床面的微粉尘不会外逸污染环境。分选机只需在床面以下严格密封，而上部及排料、入料接口可采用一般密封装置即可。 引风的另一个作用是除出加重质中的过细颗粒，起到介质粒净化的作用。在除尘器排出的粉尘中，合格粒级含量应极少，否则将造成介质损耗量加大，如出现这种情况应及时调整风量。 上面主要介绍了布风板的机构形式和特点，通过计算确定了布风装置的参数。布风板总的来说有两种结构形式即孔板型和钢基密孔型，设计中采用了钢基密孔型布风板。布风装置确定后，选煤机的总体结构已经确定 了。下面要设计计算振动排矸装置部分。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 5 激振装置的设计 本设计中利用振动筛的激振器原理进行排矸的。双轴激振器是由两根带有不平衡块的轴组成，两根轴作反向同步回转，它所产生的离心力使得布风板发生振动。根据不平衡块在轴上的位置不同，布风板振动的轨迹可以是直线或椭圆两种形式。目前使用的都是直线运动，所以我们在设计中选用模仿直线振动筛的原理进行设计。双轴振动筛的工作原理是当主动轴和从动轴的不平衡块相对同步回转时，在各瞬间位置中，离心力沿 X X 方向的分力总是相互迭加。因此，形成了单一的沿 Y Y 方向的 激振力，驱动筛子作直线运动。 结构设计 1、排矸装置结构 排矸装置是选煤机的主要工作构件 ,它支撑振动器传递激振力 ,受物料冲刷及磨损 ,在振动频率为 z,振动强度应变负荷下长期工作。为此 ,在设计排矸床时 ,广泛吸收了国内外振动筛的经验及教训 ,计算和选择侧板与横梁断面 ,同时 ,使筛机的固有频率远离工作频率。在设计中 ,我们把护管作为受力构件考虑 ,不仅起到保护的作用 ,而且还承受外力；侧板采用角钢和折边以及内外衬板加强刚性和强度 ,同时 ,外衬板部分折边也可以提高筛框的刚度；增加上加强梁的数量 ,使上加强梁数量变为 4根 ,以改善下横梁的受力状况。在排矸床入料端设分料板 ,使物料进入筛机后 ,自动沿着分料板爬坡 ,使物料沿筛宽均匀分布 ,充分利用筛面宽度。下横梁是筛机的主要受力件 ,为彻底解决现场断梁的问题 ,除设计上保证安全系数外 ,制造中采用了特殊的加工工艺 ,保证焊缝焊透 ,焊接后去应力退火 ,再对焊缝进行无损探伤 ,保证横梁的质量。整个筛框连接采用了环槽铆钉冷铆工艺 ,保证了连接的可靠性。 2、激振器 （ 1）直线激振器工作原理 激振器双电机拖动，实现自同步直线 振动，无齿轮强迫传动，工作原理先进。电机启动后，两串偏心质量110 N，带动筛箱剧烈运动，当1a，可依靠自买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 行产生的不平衡力 F 和力矩 M 使筛箱产生附加的移动和摆动，并导致1前的偏心质量相位角趋于减小，落后的偏心质量相位角趋于增大，使相位角差 a 趋于零，形成自同步反向旋转，这样一个自行追逐的同步过程结束。由于摩擦阻力矩、人料等因素的存在，相位角差 同步的作用有使之趋于消失，因此自同步形成的过程就是两串偏心质量互相追随运动的过程，是一种动态的平衡过程。以自同步形式工作，具有以下特点和要求 : (a)两电机要同时起动、反向旋转，选用同一型号、同一厂家、机械性能一致，转速差小于 5 r/动力矩大的电动机。 (b)两串激振器组装完成后，应转动灵活，无卡阻现象，摩擦阻力矩0每串激振器的扇形偏心重的外形尺寸及相位角严格一致。 (2)直线激振器的结构 激振器是振动筛的心脏，其工作频率高，工作时间长，润滑效果差，振动冲击力大，故障多，因而选用合适的激振器是筛机稳定运行的保证。自同步块偏心式激振器具有结构简单、成本低、激振力调节 方便、油脂润滑不漏油、迷宫环密封摩擦阻力小及易于实现通用化、标准化、系列化等优点。每个激振器由壳体、轴、轴承、主副偏心块、迷宫端盖等组成，通过铰制孔用螺栓固定在侧板上。 (3)直线激振器的特点 双轴激振器具有以下特点： 1、利用自同步原理使振动机械产生直线运动。 2、电动机安装在振动机械侧面的固定支座上，电机不参振，用万向联轴器将电动机与振动器连接。 3、偏心块调整拆卸方便。 4、轴承设计寿命在10000 小时以上。 5 接触式和轴向式密封兼用，密封性能好。 6、机壳上方设置了注油孔，保证轴承润滑良好。 7、维护检修方便。 (4)激振器的选择 采用单元体块偏心激振器 ,这种激振器结构简单 ,轴承拆卸方便 ,噪声低 ,激振力作用在两侧板上 ,排矸床受力合理。在润滑方式上 ,选取油脂润滑 ,采用迷宫式封闭 ,使其结构大为简单。偏心块由主、副偏心块组成 ,通过调节主、副偏心块的夹角可以增大和减小激振力 ,调整方便。激振器之间的连接采用万向传动轴刚性连接 ,避免了挠性连接因错动而引起的激振器组之间的相位差 ,避免了因结构原因造成的不同步。 3、联轴器 电机与排矸床激振器之间的联轴器采用胎式联轴器 ,(如图 5 1)所示。它由买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 2 个半联轴器和强力型胶带等构成。其挠性 片即强力型胶带宽度方向刚度很大而厚度方向刚度较小。这样 ,既可以传递较大的扭矩 ,同时 ,又可以消除安装误差和避免启动或停车瞬间筛机上下颠簸对电机造成的影响。 1、 4 半联轴器 2、压板 3、强力型胶带 4、螺栓 图 5 1轮胎式联轴器 4、支承装置 支承装置采用了橡胶弹簧支承装置 ,橡胶弹簧具有寿命长 ,噪声低 ,结构简单等特点。由于其内阻较大 ,在起动和停车过程中 ,通过共振区振幅较小 ,且不需阻尼器 ,与金属弹簧相比 ,结构大大简化。 要参数的计算 1、激振力的计算 激振力 2()P m m A 式中 m 排矸床和物料质量， m 偏心块质量， A 振动箱体的振幅， 振动频率， 主要技术参数 布风板的面积 / 2m 16 层数 1 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 布风板的倾角 /（ o ） 0 幅 / 8 10 工作频率 / 产能力 /h 320 电动机型号 8 功率 / 55 转数 /r/ 1 970 由工艺参数确定双振幅范围为 8 10 于振动筛工作频率远离固有频率 ,因此 ,弹簧刚度可省略。 代入数值得 P=1080 结构决定需 4 个激振器 ,8 组偏心块 ,每组偏心块由一主偏心块和一副偏心块组成。每组偏心块的结构如图 5 2 所示，所需每组偏心块产生的激振力为 1080/4 = 270此数值设计出主偏心块及副偏心块的质量及偏心距和主 副偏心块的夹角。 图 5 2 偏心块结构 1、主偏心块 2、副偏心块 3、螺栓 振中心的确定 直线振动设备常用两台在横向对称安装、性能相同且反向同步旋转的惯性激振器驱动。两激振力的合力作用线通过槽体重心，设备做平面平行运动(简称平动 )。实现上述要求，关键在于激振器的正确安装位置，故提出“直线振动设备的槽体 (工作体 )和激振器的组合重心，一定位于槽体重心和激振买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 器重心的连线上，激振力作用线则按规定的振动方向角始终通过槽体重心、激振器重心及组合重心”。 建立在激振力作用线通过激振器重心的基础上 的 工激振器时，必须保证单台激振器的激振力作用线通过其重心。如果激振器的激振力作用线不通过其重心，则不能用在直线振动设备上。否则，设备的运动就不是平动，而是平动和摇摆运动的组合。 由于振动筛结构的对称性 ,排矸床质心在其对称面内 ,建立平面坐标系 ,把各部件的位置 ,均以平面坐标点的形式表示（如图 5 3）。 图 5 3 激振中心计算坐标系 质心计算公式 1111式中 iG、ix、 第 i 个零件或部件的质量和质心坐标； S 零件或部件的总数。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 11=809 6 0 0 4 0 0 5 4 4 0 0 2 ( 2 0 2 0 )9 6 0 0 5 4 4 0 0 1 6 =800 11= 9 6 0 0 1 . 5 5 4 4 0 0 1 6 2 09 6 0 0 5 4 4 0 0 1 6 =20 实际质心要根据布风板的矸石分布在计算质心的基础上做适当调整。 振器的选型 由激振力的计算结果选择配套激振器，激振力选择大于计算结果的激振器留有一定的余量。 列双轴激振器用外接的两台异步电动机为动力（电动机不参振），依靠两组偏心块反向自同步运转产生正弦规律变化的直线力矢（图 1）使振动机械产生直线振动。该振动器具有功率小、能耗低、激振力大、结构紧凑、润滑和密封性能良好、安装维护方便等特点，可广泛应用于各种振动机械。激振器的性能、 外形（如图 5 4）及配用的电机的参数如下： 激振器型号 8 激振力 / 270 配用电机 8 功率 / 55 重量 1270 =530 C=980 H=390 1H=600 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 图 5 4 激 振器外形图 装运行 1、振动器安装前应详细核对铭牌上所列各项数据，如电动机的额定电压、功率、转速、激振力等是否与订货要求一致。 2、 列双轴激振器可使用一台或两台，若使用两台，应对称安装在振动机械大横梁上方，用两根万向接轴连接振动器上的对应轴，再用两根万向接轴与两台电动机的对应轴连接。 3、振动器的固定螺栓必须坚固，勿忘加防松弹簧垫圈，运转初期由于固定螺栓与安装接触面的磨合，固定螺栓会有松动，故运转 4 小时后需再次紧固螺栓，开始运转的第一周，每天加固一次，因为很小的松动都会使固定螺栓很快断裂 。运转一周后在螺栓与螺母之间加粘结剂将其固结。 4、利用偏心块上的配重孔（配重块），配置不同数量的配重，可调整激振力的大小。润滑与维修：振动器在工作时，轴承受很大径向力，加之高速运转，是振动器的易损件，为了延长振动器的使用寿命，应使轴承保持良好的润滑状态。机壳上设有注油孔。使用时每隔 2 3 个月补加油脂一次。若因高温或其他原因油脂变质硬化，应及时更换油脂，油脂宜用 2 号锂基润滑脂，加油脂量为内腔体积的三分之一至二分之一，过量会使轴承的温度升高。振动器一般运行 4 6 个月小修一次，一年大修一次。小修时，清除机体上积 尘、污垢，检查紧固螺栓是否松动，及时清除隐患。大修时，将振动器从 振动机械上卸下，先进行小修项目，而后将振动器从振动机械上卸下，买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 清洗各零件，检查轴承和轴的磨损情况，更换损坏的零件，再进行组装，须经过 6 小时运转试车，检查轴承温度不高于 75 C 方可正常使用。 章小结 本章对振动排矸装置进行了计算。振动排矸装置主要设备是激振器，它对布风板的激振作用使下部的矸石不断向一个方向移动，从而达到了排矸的目的。设计中采用了双轴直线激振器，从矸石的分布和风室的结构确定了激振器的位置。并提出了激振器的一些安 装过程中的注意事项。矸石被激振器振到一边后，还要考虑它的排矸的装置。下面将对这一装置进行设计。 6 排矸装置的设计 矸装置的计算 排矸装置的原理在前面已经提到了，其原理图如图 2 2 所示，根据第二章的刮板输送机的矸石的排量，利用杠杆原理对翻板的受力（如图 6 1所示）进行计算。 激振器的排矸量为 320 吨 /小时，排矸箱的容积估算约为 方米，矸石达到排量时翻板所受的力为 8500 N。压力 据杠 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 图 6 1受力图 杆原理列平衡方程 6 0 0 8 5 0 0 3 9 0F