直线振动筛设计说明书

1、辽宁工程技术大学课程设计1引言无论是地下还是露天采矿场开采出来的煤炭或矿石，或经过破碎的物 料，或是其他工业所需的天然原料、人工原料，某些颗 粒状 的工业 产品，在未处理前常常是以各种大小不同的颗粒混合在一起 的形式存在。在选矿厂、选煤厂或者其他的工业部门中，物料在使用或者进一 步处理前，常常需要分成粒度相近的几个级别。物料通过筛面的集中过孔成为 筛分。筛分所用的机械成为筛分机械。筛分机械种类繁多，一般常用的有惯性 振动筛、共振筛和固定筛。其中惯性振动筛按照筛网运动的轨迹又分为圆振动 筛和直线振动筛。我这次的设计主要研究直线振动筛的设计。直线振动筛是采用惯性激振器来产生振动的，其振源有电动机带

2、动激振 器，激振器有两个轴，每个轴上有一个偏心重，而且以相反方向选装，故又 称双轴振动筛，由两齿轮啮合以保证同步。当两个带偏 心重的圆盘转动 时，两个偏心重产生的离心力F,在x轴的分量相互抵 消，在y轴的分量相加，其结果在y轴方向产生一个往复 的激振力，是筛箱在y轴方向上产生往复的直线轨迹振 动。直线振动筛的特点如下：由于筛面倾角小，筛子的 高度减小，便于工艺布置。由于筛面是直线往复运动，上面的物料层一方 面向前运动，一方面料层在跳起和下落过程中受到压实的作用，有利于脱水 和脱泥、脱液和重介选矿时脱除重介质。ZKB1545直线振动筛是在消化吸收国外先进筛机技术 的基础上研制成功的，结构先进，坚

3、固耐用，振动器采用可调节激振力 大小的块偏心结构，调整方便，两组无强迫联系的振动器在电动机直接驱动 下 按自同步原理实现同步运转。112直线振动筛的工作原理和结构组成2. 1直线振动筛的工作原理直线振动筛是采用两台振动电机同步反向旋转，产生反向激振 力，迫使箱体带动筛网作纵向、直线往返运动。颗粒在筛面的振动下产生 抛射与回落，从而使物料在筛面的振动过程中不断向前运动。物料的抛射与 回落都对筛面有冲击，致使小于筛孔的颗粒被筛选分离。直线振动筛的筛面 倾角通常在8度以下，筛面的振动角度一般为45度，筛面的激振器的作用 下作直线往复运动。颗粒在筛面的振动下，产生抛射和回落，从而使物料在 筛面的振动中

4、不断向前运动。物料的抛射与下落都对筛面有冲击，致使小于 筛孔的颗粒被筛选分离。筛子的筛分效率及生产能力（处理量）同筛面的倾 角、筛面的振动角度、物料的抛射系数有关。为了保证筛分效率高、筛子的 生产量大，必须选择合适的抛射系数值。2. 2直线振动筛的结构组成直线振动筛主要由筛箱、激振器、联轴器、振动电机、减振弹簧、支撑装置等组成。吊式直线振动筛1-筛箱；2一箱式激振器；3-电动机；4悬挂装置图3 ZKB1545直线振动筛的设计计算3. 1运动参数的选择3. 1. 1筛面倾斜角筛 面与 水平面之间的夹角 称为筛面倾角。筛 面倾角与筛分 处理 量 及筛 分效率密切相关。随着 筛面倾角的加 大，物料在

5、筛面 上的运 动 速 度加快，筛分 机的处理 量也随之加大。但是物料在筛 面上的停留时间 缩短，筛分效率降低。如果筛面倾角减小，则筛 分机降低筛 分效率增加。 筛面倾角的大小决定了要 求的生产率和 筛分效率。所以产品质量要求一 定时，就应 该有一个 合理 的倾角。筛面倾 斜角 关系到筛分能力和 效 率。倾斜角越大，筛分能力就越大，但筛分效率却越小，反之亦然。根 据实践经验，所 选用的较 合理的筛面倾斜角一般如下：直线振动筛或共振 筛用作筛分：a=0°10°直线振动筛或共振筛用作脱水、脱介a=-5° 0°故倾角a=0° o3. 1. 2振幅振幅A

6、是根据被筛物料的粒度及性质来选用的。对 于粒度较大的选用较大的振幅，粒度较小的选用较小的振幅。振动 筛的振幅通常按照下列数据选取：直线振动筛A=3. 55. 5mm,这里选择 振幅A=4mmo3. 1. 3振动倾斜角B直线振动筛和和共振筛大体上水平安装，只有给以一定的振动倾斜角， 才能使被筛分物料向前移动。振动倾斜角大，物料抛掷高，筛分效率提高， 适用于难筛物料。振动倾斜角小，物料运动速度快，筛 分能力增大，适用于 易筛物料。振动倾斜角的选择范围通常是30°65° ,目前常用的是 45° o3. 1. 4振动强度k的选择振动强度k是指筛箱运动的加速度与重力加速度的

7、比值，它 是反映机器强度的指标，k值越大，筛分机的强度越高，但根据目 前机械水平，k值一般取在8以内。K=AW2 / g,根据本次设计的条件， 筛面 面积为6. 5m2, w为筛箱振动角频率，w= ( 2X n Xn ) / 60。经 查表 筛箱振动频率为970HZ 。所以k取4.2。3. 1. 5抛射强度Kv抛射强度就是颗粒受惯性力后，在垂直于筛面方向上的分加速度与颗粒 在此方向的重力加速度分量之比。显然，筛箱的加速度和抛射角越大，抛射 强度 Kv 也越大。Kv=kX sin 3 / cos a =2. 97。3.L 6振动频率f=0. 5 X (gXKvX cos a ) + (几 2 X

8、 AX sin B)心16. 15n=f X60 970r / min3. 1.7物料沿筛面的运送速度物料沿筛面的运动速度一般为0. 12 - 0.4m / s,现选 v=0. 15m / So3.2工艺参数的选择3. 2. 1筛面的长度和宽度为了提高筛分机的能力和效果，就要适当的确定的筛分机的长度和宽 度。一般的说，当筛分的其他条件相同时，生产率主要取决于筛面宽度，筛 分效率则主要决定于筛面长度。根据本次设计处理量的要求，选择直线振 动筛筛面长度为4500mm,宽为1500mm。4. 2. 2生 产率的计算Q=FXqF一筛面工作面积(m2)q一单位筛面面积生产率(t /m2Xh)Q=6. 5

9、 X3. 2=20.8 (t /h)3. 2. 3筛分效率在筛分时，由于各种原因，有一部分的细粒级物料未能通过筛孔而夹杂 于粗粒级并随筛上产品排出。因此，筛分效率是指实际得到筛下产物重量与 入筛物料中所含粒度小于筛孔尺寸的物料的重量之比。筛分效率一般用百分 数表示，通常按下式计算：E=100 (a B) / a X ( 100 - 3 ) 式中a给料中筛下 产物含量百分数B 筛上产物中筛下粒级含量百分数由于资料有限，不妨设a =15% ,3=20%，代入上式E=100 X ( 20% - 15% ) / 20% X ( 100- 5% ) =25% 在筛分作业 中，筛分效率是衡量筛分过程的质量

10、指标。但在这里，由于条件限制只作理 论分析。3.3动力学参数的确定3. 3. 1振动筛参振质量的计算M二筛面积义（m2 ） X （ 550600kg / m2） xKs 式中Ks单层筛Ks=l ,双层筛Ks=l. 2M=6. 5 X550 X l=3575kg3.3.2激振器偏心块质量及偏心距的确定由经验知，要满足振动筛的要求，偏心距取值范围在100mm左 右，取 r= 100mm, 则有 （M+8m） X A=8mr所以 m=MA/ 8 X （ r-A ） =3575 X 0.004 / 8X （ 0. 1-0.004 ）- 18. 6kg3. 3. 3弹簧刚度k计算（1）刚度对筛子工作的影

11、响刚度的大小要影响振动筛工作频率所处的区域。因为筛子的工作频率要影响筛分效果，所以它主要根据物料在筛面上 的工作状态 而定。而筛子的自振频率又取决于所采用的弹簧刚度。因此， 如果筛子的工作频率已定，则采用的弹簧刚度不同，筛子工作频率所处的区 域就不同，这样就会影响筛子工作的稳定性。因此，确定筛子所用的弹簧刚度时，应该使工作频率处在振动曲线平滑段（远离共振点）。（2）弹簧刚度计算刚度的计算方法有压缩量法和频率比法，二者基于同一理论，但出发点不一样，二者相比，压缩量法更为直观。故本次设计选用压缩 量法计算刚度。则：K 总二w/ A h=3575 X9.8 + 32 - 1094. 8N /m其中w

12、参振质量（N）； h一弹簧压缩量（mm）, 一般Ah= （620） A,在此取A h=8A=32mm（3）每台筛子由4个弹簧支撑，则每个弹簧的刚度为1K =k 总 / 4=1094. 8 / 4 - 273. 7N / mm 所以查表得，选择 S170 X170 X 40, 刚度 k=308N / mm。（4 ）振动筛传给地基的动载荷为T=Ak=4 X 308=1232N ；（5） 4个支点静载荷Ti =M/ 4X g=3575 / 4X 9.8=8758. 75N ；(6 )最大负荷为 F=T+T i =9990. 75N ；3. 3.4电动机功率的选择由参振质量M=3575kg ,选择激振

13、型号J2 (2),由激振器型号选 择轴承 china ： 53620Y , 内 径 100mm , 外 径 215mm , B=73mm。振 动 筛电机功率消耗的主要为两部分：参振质量的运动阻力所 消耗的功率Ni和客服激振器中轴承的摩擦阻力所消耗的功率N 2,即：N=(N 1+ N 2)/ n =MAn 3 ( u A+fd) / n X 1740480 式中 M一筛箱及随筛箱一起振动的各零部件质量和(kg)M=M s+k mXM e =3575+0. 18 X 202. 5 = 3611. 5kgMs一筛箱及其附件的质量，包括侧板、管梁、出料槽、后挡板、筛网及 其固定装置、支撑管梁、上弹簧座

14、以及激振器等零部件的质量(kg )。M e晒面上物料的质量(kg)，它等于各层筛面上料层总厚 度的质量和。M e=BXLXhiXr；B为筛面厚度1.5m , L为筛面长度4.5m, hi为各层筛面料层总厚 度，查表取值为hi =30mm , r为松散物料的密度，煤炭为It / nr。M e =1. 5 X 4. 5 X 0. 03 X 1 = 0. 2025t=202. 5kg ；km 一物料与筛面的结合系数，一般为0. 150. 2；u阻尼系数，0.20.3 ；f 一轴承摩擦系数，滚动轴承为0.005 ；d轴承内径；传动系数，取0. 95；代入上式，得 N=3611. 5 X 0. 004

15、X 970 3 X ( 0. 2 X0. 004 + 0. 005X 0. 1 ) / ( 0.95 X 1740480 )- 10.4kw因为10.4kw是两台电动机的功率,每个电机功率为5. 2kw o故选择 Y160M 6型电动机，功率为7. 5kw ,转速为970r / min。额 定转矩 T n =9550 X N / n=9550 X7. 5 / 970=73. 8N mo3. 3. 5启动转矩的校核振动筛在启动时，电动机要客服偏心质量和运动链中所有回转零件以及 振动筛参振质量的静转矩，因此电动机有较大的启动转矩，应满足下列关 系：Td/Th>Ti/Th其中Td / Th电机

16、参数表中给出；Th 电动机额定转矩，T h=73. 8N - m；T i 一激振器的静转矩，J2激振器的静转矩为76 N m；查 表得：T d / T h=2, T i / T h=76 / 73. 8=1. 03 < T d / Th；故 满足要求。3.3.6筛箱质心的计计算每个零件的质量和质心,然后用下列公式计算箱体质心。在箱体尺寸结构确定以后，在箱体左下角为坐标原点建立直角坐 标系,X= mi Xi / mi , Y= mi yi / mi其京ik二第i个零件质量；Xi、y i 第i个零件质心的坐标；n零件总数;3. 4主要零件的设计计算3. 4.1轴的设计计(1)轴最小直径计算选

17、取轴的材料为45钢，调质处理，取A。=112 , 由式 d=A o 3po =112 X 3、尸 22. Im ；由于轴上有键槽，故轴颈增大5%, d 1 =22. 1 X (1+5%) =23. 2mm。(2)轴的结构设计轴的最小直径是安装联轴器处的直径如为了使所选 轴的直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号，由轴的最小 直径选择。联轴器的计算转矩T ca=K aT X=l. 3 X73. 8=95. 94N - m, 按照计算转矩T ca应小于联轴器公称转矩的条件，查表 得，选用GY3型凸缘联轴器，公称转矩为112N-m,半联轴 器孔径为25mm ,故取轴直径为25mm ,半联轴

18、器与轴配合的 毂孔长度L i=62mm ,所以L 1 2 =60mm 。为了满足半联轴器的轴向定位要求1-2轴段右端需 制出一轴肩，故d 2 3=29mm , L 2 3=50mm ， 2-3段需安装偏心块，需要有键槽(3)轴的校核直线振动筛每根轴上装有两组偏心块，偏心块的旋转产生很大 的激振力，激发振动筛自身振动，因此该轴受偏心块旋转产生的离心力F及 偏心块产生的惯性力Fg,轴及偏心块的自重Wz和Wk,支撑反力Fa和Fb,静 转矩Mj,当F、和Wk 一致时，轴的受力最大，在画弯矩图前轴的受力可 简化为受到离心力F和支撑反力Fa、Fbo3. 4. 2轴承的选择与校核在轴承带动偏心块选装过程中，

19、内圈作用有恒定的离心力，二外圈随偏 心块旋转位置的不同，载荷呈现脉动循环变化，故载荷k容易发热， 本次设计选用承载能力强的双列调心滚子轴承，根据类比及轴径尺寸选择 30207圆锥滚子轴承。c fl Pfn式中：“C 基本额定动载荷；P当量动载荷；C=2. 5 / 0.36 X63. 5=441KN , f n = ( 33. 3 / 970 ) -=0.36;所以 轴承基本额定寿命Lh= ( 106 / 60n ) X ( c / p ) 3= 10 $ / ( 60X970 ) X ( 441 / 63. 5 )-=1. 10 X10，h>6000h故满足使用要求。3.4.3带的设计由

20、于激振器与电动机之间较远，需要用V带传动，由上面的设计内容 知道电动机的型号为Y160M-6，额定功率为7. 5KW,额定转速为 970r / min,轴间 距离大约 为700mm,每天工作16ho下面对 带轮进行 设计：1 .选取皮带的型号带的设 计功 率Pa KaP= 1.3 7.5 =9. 75kw ；式中：Ka工况系数，查表得 K a=1. 3 ；P一传递的额定功率，P =7. 5KW；由p=9. 75kw , n=970r / min ,有机械设计书图8-11选择B 型带。2 .传动比i =970 / 570=1. 7;3 .带轮的基准直径(1).选择小带轮的基准直径ddi ：查文献

21、4,查表8-6和表8-8选取da 1 =140mm(2.选择大轮的基准直径 dd2： dd2=i ddi =1. 7 140=238mm；查 8-8 取 d d 2 =250mmo4 .带速带速常在V =5 25m/s之间选取V = - = ( 3. 14 X140X970) / ( 60 X 1000 ) =7. llm/s 。 60 10005 .确定中心距及 带的基本 长度.初定中心距 按0. 7 ( ddi+dd2) o 2 ( ddi+dd2) 选取，因此有273 o 780,选o =500mm 。(2) .带的基准长度Ld,所需基准长度Ldo=2 o+ (ddi+dd2)+2 4

22、o带入数据得Ldo =1618. 4mm查文献4,表22. 1 6选取基准 长度 Ld =1800mm。(3) .实际中心距=o+ LdLdo =500+ ( 1800 1618.4 ) / 2=590.8mm ； 2 安装时所需最小中心距：a min= a - 0. 015L d =590. 8 0. 015 X 1800=563. 8mm。张紧或 补偿伸长所需最大中心距：max 0. 03La =590. 8+0. 03 1800=644. 8mm.小带轮包角11=180 57. 3 -180。一 ( 110 / 590. 8 ) X57. 3 ° =169. 33 °

23、(5) .单根带的基本额定功率Pi根据 ddi = 140mm, n i=970rmp ,查文献4得 Pi =2. 08KW o考虑传动 比的影响，额定功率的增量P1由机械设计手册第 三卷，22-25表 22. 1 13f 查得 Pi =0. 26KW(6) .带的根数ZPZ = d=9. 75 / ( 2. 08 + 0. 26 ) X 0. 96 X0. 98 =4. 43 根(Pi Pi) K K l辽宁工程技术大学课程设计取5根式中：K 小带轮包角修正系数，查表得K =0. 96 o Kl带长修正系 数，查表得K L =0. 98 o4筛箱的设计筛箱是筛子的承载部分和参振部件，由筛箱及

24、固定它上面的筛面组成。它由侧板、后档板、下横梁和上横梁组成。侧板是由钢板制成利用横 梁将两侧傍连接起来，使筛箱成为整体结构，为了加强侧板的刚度，在适当 的位置钏接角钢以补强。下横梁采用无缝钢管或槽钢，上横梁采用无缝钢 管，由于筛子是在高频振动下工作，筛框不仅承受 筛子物料的重量，而且还 要承受很大的振动力。因此筛框的接都要牢固，不但有足够的整体刚度；使 筛箱不致因发生变形而损坏。对于这 样大的振动筛面犹为重要。下面对各部 分分别选取：4. 1侧板和横梁侧板和横梁是主要受力构件，由于筛箱是借助于侧板支撑在机架上，所 以侧板承受物料和筛箱的重量，并将激振力传递到筛框的各个部分，侧板 一般选用616

25、mm的钢板或角钢组成，这里选用8mm的钢 板。横梁承受筛板和物料的重量及它在工作中的惯性力，横梁可以采用工子钢、槽钢、无 缝钢管、箱形梁、重 压梁等在这里选用10mm厚的槽钢。4.2 筛箱结构的焊接筛箱的刚度是指其抵抗变形的能力。在筛子工作时，筛框受振动产生的 高频惯性力可使局部构件发生动力变形，这种变形往往是横梁或侧板断裂的 重要原因。所以加强筛框结构的刚度。特别是连接部件 的刚度是重要问题，在 横梁间设置纵向小梁.横梁上铺设筛板，横梁与侧板相接处采用较大弯钢等都 是提高刚度的有效措施。筛框结构常用的连接方式有斜接和焊接两种.斜接结构尺寸准确而且无内应力.对振动有较好的适应能力，但制造工艺繁

26、杂，焊接结构 施工简便。焊接 结构施工简便，但由于焊缝复杂，内应力大.在强烈的振动负荷下往往产生焊 缝开裂甚至构件断裂，为了清除焊接结构的内应力，采用回火处理。由于此振 动筛采用建材石料筛分，属于中小型振动筛，在考虑经济性的情况下益选用焊 接件.2辽宁工程技术大学课程设计4.3 筛箱的固定方法筛面的张紧程度对筛面的使用寿命影响极大，不同种类的筛面，固定方法 也不同。归纳起来有4类:木楔压紧、拉钩张紧、螺栓固定和斜 板压定。在 此选定木楔压紧。冲孔筛板和条缝筛面可选用木楔将其固定在在筛框上，在筛箱两侧上壁 对称的焊接两段长三角钢并与长三角钢各面倾斜，筛面支撑在两角钢之间。 用木楔和木条压紧。木楔

27、遇水后可将筛面压的更紧。筛面的中间用方头螺钉 压紧。此法简单可靠更换方便。5 ZKB1545直线振动筛的安装与维护5. 1直线振动筛的安装与调试5. L 1振动筛安装配置时要注意以下问题：(1)振动筛箱体与相邻固定部件之间的距离大于工作振幅的10倍以上，通 常是50100mmo(2)振动筛入料溜槽口至筛面垂直高差，必须考虑入料口大块能通 过，一般为：H1.5 2cUx。式中d max 入料中最大粒径。(3为了减小煤的破碎率，尤其是动力煤，入料槽离筛面不宜过高。5L安装9(1安装前的准备：'新设备在安装前，应该认真检查安装现场并阅读总装图、安装 基础图和安装说明书。 按照总装图、安装基础图的要求做好安装基础。做好设备的起吊准备工作，对所以起吊设备和工具进行认真检查， 确保设备及工具性能满足起吊设备的要求。清除起吊、安装区域的所有障碍，保证起吊设备、搬运线路无任何障 碍，并有足够的施工人员工作、观察及行走空间。做好起吊途径及安装相邻的设备的防护工作。安装顺序安装承载梁装置。安装后弹簧座。将筛箱调至略微高于弹簧高度的安装位置，将弹簧 放置在图指标定位置上。固定承载梁。安装电机架及电机。检查筛子各连接部件的固定情况，以防止局部振 动。检查筛子的入料、出料溜槽及筛下漏斗在工作时有 无碰撞现象。5. 2直线振动筛维护日常维护内