振动筛动力工艺参数的论文04002

1、毕业“论文”设计题 目： 振动筛动力工艺参数的设计 目 录0 前 言11 运动学参数12 动力学参数22.1参振质量22.2弹簧刚度22.3块偏心振动器的偏心块质量和回转半径关系22.4筛箱重心计算及振动器位置的选择33 电动机43.1 电动机类型43.2 电动机功率43.3 启动转矩的校核44 主要零件的设计计算54.1 轴承54.2 振动轴54.3 弹簧74.3.1 圆柱型橡胶弹簧74.3.2 金属螺旋弹簧95 结论90 前言：振动筛分为直线振动筛、圆振动筛和复合振动筛，主要用于物料的分级、脱水、脱泥、脱介。振动筛是一种高速振动的设备，其振动频率可达24hz，因此对于振动设备的力学运动必须

2、进行设计计算。振动筛的设计应按其用途、使用要求和物料特性等实际条件进行，其参数、结构应满足先进性、可靠性以及经济合理的要求。本文对振动筛的动力参数进行理论上的设计与探讨。1 运动学参数（1） 振动强度k，根据目前的机械水平，k值一般在38范围内。（2） 抛射强度kv，根据振动筛的用途选取，直线振动筛宜取kv=2.54.0；对圆振动筛一般取kv=3.05.0；难筛物料取大值，易筛物料取小值；筛孔小时取大值，筛孔大时取小值。（3） 筛面倾角，对直线振动筛一般取0，为适应不同需要可在10范围内选取，对圆振动筛一般取1525，推荐取202.5，振幅小时取大值，振幅大时取小值。（4） 推荐方向角，是直线

3、振动筛的重要参数之一，一般取=3065。难筛物料取大值，易筛物料取小值，我国目前多用4045。（5） 筛箱振幅a，是设计振动筛的重要参数之一，其值必须事宜，以保证物料充分分层，减少堵塞，以利透筛。通常取a=36mm，其中筛孔大时取大值，筛孔小时取小值。（6） 振动筛振动频率f，按下式计算：对直线振动筛：f=.（1）对圆振动筛：f=.（2） 式中：f振动频率，hz； kv抛射强度； 筛面倾角，（）； 振动方向角，（）。（7） 实际振动强度ks，按下式校核：ks=.（3） 式中：k预选的振动强度(见1)，若ks值过大，应在调a和的同时并验算kv（见2）；g=9.8m/s2。2 动力学参数2.1 参

4、振质量m=m1+ m2+ m3+ m4+ m5+ m6 kg.（4）式中：m1筛箱质量，kg； m2振动器质量，kg； m3支撑装置的上弹簧座总质量，kg； m4联轴器及其罩壳的质量，kg； m5物料质量，kg； m5=fwblhi fw物料结合系数，取0.2； l筛面长度，m； hi各层筛面上料层平均厚度的总和，m。 m6其它参振质量，kg。2.2 弹簧刚度k对单质量系统：k=m.（5）式中：k系统中弹簧的总刚度，n/m； 系统的固有频率，rad/s； 振动的圆频率，rad/s； = n筛箱振动次数，r/min； m参振质量，kg。2.3 块偏心振动器的偏心块质量和回转半径关系m a=nz

5、wkr.（6） 式中：m参振质量，kg； nz偏心块的组数； wk每组偏心块的质量，kg； r偏心块的回转半径，m。这种振动器通常用改变主、副偏心块的夹角的方法来改变激振力，从而达到调整筛箱振幅的目的。参考图1得：wkr=.（7）式中：wz主偏心块的质量，kg； wf副偏心块的质量，kg； rz主偏心块的回转半径，m； rf副偏心块的回转半径，m； 主、副偏心块的夹角，（）。图1在主、副偏心块已定的情况下，可按式（7）计算其夹角。2.4 筛箱重心计算及振动器位置的选择（1）鉴于振动筛筛箱的对称性，重心可在垂直于筛面的纵平面内进行计算，筛宽方面的重心即在筛箱宽度的中间；（2）平面坐标系原点的选取

6、尽量与设计基准一致，一般选在筛箱侧板的左下角，垂直方向为y轴，水平方向为x轴，如图2所示。图2（3）重心计算x= mm.（8）y= mm.（9）式中：wi第i个构件的重量，kg； wii个构件重量的总和，kg； xi、 yi第i个构件的重心坐标，mm。实际重心可根据物料分布特性作适当的调整；（4）圆振动筛的振动器，多装在略偏于给料端的接近参振重量重心的位置；直线振动筛的振动器多装在重心的上方，并使振动力的合力通过参振重量的重心，因物料粒度过大或结构需要亦可装在下方。3 电动机选择3.1电动机类型根据振动筛起动力矩较大的特点，振动筛采用y2系列电动机驱动。计算中需进行静转矩的校核。3.2 电动机

7、功率n=(n1+n2) kw.（10）式中：传动效率，取0.95； n1振动消耗的功率：n1= kw.（11） c阻尼系数，推荐c=0.20.3； n振动次数，r/min； n2摩擦消耗的功率：n2= kw.（12） fm摩擦系数； d振动器轴的直径，m。3.3 启动转矩的校核所选电动机静起动转矩应满足：mqmj.（13）式中：mj静转矩： mj=9.8nzwkr nm mq电动机的静起动转矩（查有关电动机手册） nm。4 主要零件的设计计算4.1 轴承4.1.1 轴的受力分析圆振动筛和直线振动筛所用的块偏心振动器，有一根通轴，其上装有两组偏心块，偏心块的旋转产生强大的激振力，激发振动筛也使自

8、身振动，因此该轴承受着偏心块旋转产生的离心力f1及偏心块产生的惯性力fg，轴及偏心块的自重wz及wk，支撑反力ra、rb，静转矩mj。当f1、wz、wk方向一致时，轴受力最大。受力状态如图3所示。图34.1.2 轴承的计算与选择图17中，力wz及wk 与f1相比很小，为简化计算略去不及；力fg与f1方向相反，略去fg使之偏于安全。这样轴承上的轴向力为零，径向力为：r=ra=rb= f1=wkr n.（14）式中：振动的圆频率，rad/s。 轴承的额定动负荷为：c=p.（15）式中：c轴承额定动负荷，n； p当量动负荷p=r，n； 、在轴承手册的有关表中选取，其中额定寿命为10000h。根据振动

9、器的工作特点，选用大游隙（3g）轴承。4.2 轴的强度验算根据振动器的结构，轴的形状、载荷分布及弯矩、扭矩图见图4。图4 轴材料为45钢，按类载荷计算，其许用弯曲应力为：=93.1mpa 危险断面的当量弯矩mt为：mt= nm.（16）式中：m弯矩，nm； m=f1l f1离心力，n； l危险断面到f1点的距离，m； 根据扭矩性质而定的折合系数；对不变扭矩取0.3； t扭矩，nm； t=9.55103 n输入的功率，kw； 轴的转速，r/min。 危险断面的应力应满足：=.（17） 式中：弯曲应力，pa； z截面模数，m3。4.3 弹簧4.3.1 圆柱型橡胶弹簧的计算 圆柱型橡胶弹簧几何尺寸见

10、图5。图5z0=37.（18） 式中：z0频率比，小型筛取小值，大型筛取大值。kd=.（19） 式中：kd单个弹簧的刚度，n/m； k弹簧的总刚度，n/m； 支撑弹簧的个数。h=（46）a（对小型筛h=0.014m）.（20） 式中：h弹簧的最大变形量，m。0.150.20.（21） =0.51.0.（22） 式中：h0弹簧的自由高度，m； d弹簧的外径，m。=.（23）式中：受压面积与自由面积之比； d弹簧的内孔直径，m。kx =1.2（1+1.652）.（24）ed =1.2 ej.（25） 式中：kx外形系数；ed动弹性模量，n/m2；ej静弹性模量，n/m2。 静弹性模量与邵氏硬度的关系式为：ej =3.57.（26） 式中：hs橡胶弹簧的邵氏硬度，度；静弹性模量与橡胶邵氏硬度关系曲线见图20。kd =.（27） 式中：f弹簧的受压面积，m2。强度应满足：.（28） 式中：橡胶的压缩应力，pa； 橡