振动筛毕业设计说明书

毕业设计（论文）任务书汽车与机械工程学院机械设计制造及其自动化专业工程机械（01）班题目 永磁选矿机设计-振动筛设计学号200879250307学号200879250307年 月 日审查年 月 日批准指导教师李自光教研室主任 院长 自定中心园振动筛摘要振动筛是选煤厂用的最多的设备之一，主要用于煤的准备筛分以及最

终筛分用，但是振动筛又是维修量比较大的设备。随着设计的逐渐完善，

自定中心园振动筛能够很好的解决这一问题。本文主要介绍振动筛在选煤

厂中的意义以及振动筛的发展现状，描述了本次设计型自定中心园振动筛

设计的计算方法依据和步骤.包括振动筛的分类与特点和设计方案的确定；

对物料的运动分析，对振动筛的动力学分析及动力学参数的计算，合理设

计振动筛的结构尺寸；进行了激振器的偏心块等设计与计算，包括原始的

设计参数，电动机的设计与校核；进行了主要零部件的设计与计算，皮带

的设计计算与校核，弹簧的设计计算，轴的强度计算，轴承的选择与计算，

然后进行了设备维修、安装、润滑及密封的设计关键词：，振动筛，自定中心，设计依据CIRCULARMOTIONVIBRATIONSIEVEOFAUTOCENTERABSTRACTVibrationsieveisoneofthemostwidelyuseddevicesinCoalPreparationPlant.Mainlyusedincoalpreparationandthefinalscreeningwithscreening,Butthevibratingscreenislargerthanthemaintenanceofequipment.Withthegradualimprovementofthedesign,circularmotionvibrationsieveofautocentercouldwellsolvethisproblem.ThisarticlemainlyintroducedthatvibrationsieveinCoalPreparationPlantsignificanceaswellasvibrationsievedevelopmentpresentsituation,describedthistimehasdesignedcircularmotionvibrationsieveofautocenterdesigncomputationalmethodbasisandthestep,aswellasthemainvibrationsievepart'schoiceandthecomparison,andshowedthisdesigncharacteristic.Includingtheclassificationandcharacteristicsofvibratingscreenanddeterminationofdesign;onthemovementofmaterialsanalysis,Dynamicanalysisofvibrationsieveandkineticparameterscalculated,rationaldesignofthestructurevibratingscreensize;carriedoutsucheccentricVibratordesignandcalculation,includingtheoriginaldesignparameters,motordesignandverification;werethemaincomponentsofthedesignandcalculation,calculationandcheckofbeltdesign,springdesigncalculation,shaftstrengthcalculation,bearingselectionandcalculation,thentheequipmentmaintenance,installation,lubricationandsealdesign.KEYWARDS：,vibrationsieve,autocenter,designbasis目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 IIABSTRACT III\o"CurrentDocument"1绪论 11.1筛分的概念 11.2筛分设备的作用 11.3筛分作业的分类 1\o"CurrentDocument"1.4筛分机械设计的意义 21.5振动筛设计的原则 31.6筛分机械研究的现状 31.7将来的发展趋势 3\o"CurrentDocument"2目的依据及说明 42.1自定中心园振动筛设计的目的 42.2设计的依据及参考资料 42.3设计的有关说明 4\o"CurrentDocument"3工艺参数的选择与确定 43.1筛面长度及宽度的确定 43.2生产率的确定 53.3振幅和频率的选择 53.4筛面倾角的选择 7\o"CurrentDocument"4动力学分析及参数计算 8振动筛动力学基本理论 8\o"CurrentDocument"4.1参振重量及参振质量的计算 10\o"CurrentDocument"4.2主弹簧刚度计算与选择 114.3激振器偏心质量及其偏心距的验算 12\o"CurrentDocument"4.4重心计算 14\o"CurrentDocument"5功率计算及电机的选择 155.1筛分机在负荷状态下工作所需功率的计算 155.2电动机的选择 155.3验算电动机的启动转矩 16\o"CurrentDocument"6零件的计算 166.1弹簧计算 166.2三角皮带的传动计算 17\o"CurrentDocument"6.3轴强度验算 19\o"CurrentDocument"6.4轴承寿命验算 23\o"CurrentDocument"7基型及结构的选择 247.1筛分基型的比较和选择 247.2筛分机结构的选择和确定 24\o"CurrentDocument"8、 设备合理的更新期 30\o"CurrentDocument"9、 结论 32\o"CurrentDocument"参考文献 33致谢 341绪论1.1筛分的概念广义的筛分是指将粒子群按粒子的大小、比重、带电性以及磁性等粉体学性质进行分离的方法。一般讲，筛分是利用筛子把粒度范围较宽的物料按粒度分为若干个级别的作业。具有圆形轨迹的惯性振动筛为圆振动筛，简称园振筛。这种惯性振动筛又称单轴振动筛，其支承方式有悬挂支承与座式支承两种，悬挂支承，筛面固定于筛箱上，筛箱由弹簧悬挂或支承，主轴的轴承安装在筛箱上，主轴由带轮带动而高速旋转。由于主轴是偏心轴，产生离心惯性力，使可以自由振动的筛箱产生近似圆形轨迹的振动1.2筛分设备的作用筛分作业是煤炭加工的重要环节，它广泛地应用于筛选长和选煤厂，对煤炭进行粒度分级、脱水、脱泥、脱介。就煤炭加工而言，筛分技术和分选技术处于同等重要的地位。我国生产的原煤一半以上是动力用煤，不同用户对动力用煤的粒度要求是不一样的，尤其是化工，发电等部门，对煤炭粒度要求很严格，如果超过规定限度，不但影响这些部门的正常生产，还会造成不小的浪费。例如在煤炭气化的过程中，若使用粉煤含量过高的块煤，不仅影响炉内气流畅通，降低造气量，严重时还导致气化炉填塞；机车和船舶由于锅炉通风强，烟筒短，如燃用含有较多粉煤的块煤时，粉煤不仅燃烧不完全而且还随着烟气飞走，造成浪费和环境污染；大型火力发电厂，绝大部分使用粉煤锅炉，若供应原煤和块煤，显然是不经济的。总之，将原煤筛选成多种粒度的产品，对路供应给各类客户，对合理利用煤炭资源是十分必要的。筛分可以为其他选煤方法创造条件。目前的各种选煤方法和分选设备往往都受到粒度的限制。不同的选煤方法都有一定的入料限度，过粗的大块不能分选，而粒度过细也很难回收。在选煤厂主要是将原煤分成块煤和末煤两种粒级，分别进行跳汰选煤和重介选煤。重介选煤对入料中的煤泥含量很敏感，它直接影响到介质系统的正常工作和重介分选的效果。通过分选去除细泥，减少煤泥对介质系统的污染，以及高灰细泥对精煤产品的污染；也可使跳汰机洗水粘度降低，有利于细粒煤的分选，从而提高分选效果。在动力煤选煤厂中，通常将小于6mm的十粒粉煤供给发电厂或者其他用户，而大于6mm的煤送入跳汰机分选，这也是依靠筛分作用来完成的总之，在煤炭加工过程中，筛分作业不仅关系着动力煤产品对路供应，关系着动力煤，炼焦煤洗选产品质量的提高，也关系到煤炭资源的合理利用，环境保护和生产部门的经济效益。1.3筛分作业的分类（1）独立分筛其目的是得到适合于用户要求的最终产品。例如，在黑色冶金工业中，常把含铁较高的富铁矿筛分成不同的粒级，合格的大块铁矿石进入高炉冶炼，粉矿则经团矿或烧结制块入炉。（2） 辅助筛分这种筛分主要用在选矿厂的破碎作业中，对破碎作业起辅助作用。一般又有预先筛分和检查筛分之别。预先筛分是指矿石进入破碎机前进行的筛分，用筛子从矿石中分出对于该破碎机而言已经是合格的部分，如粗碎机前安装的格条筛、筛分，其筛下产品。这样就可以减少进入破碎机的矿石量，可提高破碎机的产量。检查筛分是指矿石经过破碎之后进行的筛分，其目的是保证最终的碎矿产品符合磨矿作业的粒度要求，使不合格的碎矿产品返回破碎作业中，如中、细碎破碎机前的筛分，既起到预先筛分，又起到检查筛分的作用。所以检查筛分可以改善破碎设备的利用情况，相似于分级机和磨矿机构成闭路循环工作，以提高磨矿效率。（3） 准备筛分其目的是为下一作业做准备。如重选厂在跳汰前要把物料进行筛分分级，把粗、中、细不同的产物进行分级跳汰。（4） 选择筛分如果物料中有用成分在各个粒级的分布差别很大，则可以筛分分级得到质量不同的粒级，把低质量的粒级筛除，从而相应提高了物料的品位，有时又把这种筛分叫筛选。（5） 脱水、脱介筛分筛分的目的是脱除物料的水分，一般在洗煤厂比较常见。此外，物料含水泥较高时，也用筛分进行脱泥。1.4筛分机械设计的意义振动筛作为一种高效的筛分设备，被广泛地用于冶炼行业及其他行业的散粒料筛分。惯性振动筛由于结构简单，传给基础的动力小，筛分效率高，目前在选煤厂被广泛地采用作为准备筛分和最终筛分的筛分机械。圆运动振动筛是利用不平衡重激振器使筛箱振动的筛子，其运动轨迹一般为圆形。由于其筛面的圆形振动轨迹，使筛面上的物料不断地翻转和松散，因而圆振动筛具有以下特点：细粒级有机会向料层下部移动，并通过筛孔排出；卡在筛孔中的物料可以跳出，防止筛孔堵塞；筛分效率较高；可以变化筛面倾角，从而改变物料沿筛面的运动速度，提高筛子的处理量；对于难筛物料可以使主轴反翻，从而使振动方向同物料运动方向相反，物料沿筛面运动速度降低（在筛面倾角与主轴转速相同的情况下），以提高筛分效率。进行振动筛设计的意义是为矿物加工行业提供结构合理，使用可靠，具有较高效率的筛分机械;设计按照其用途、要求、物料的性质等实际条件进行;参数（工艺参数、运动学参数、动力学参数、结构参数）满足结构的可靠性和合理性。1.5振动筛设计的原则振动筛设计的原则有：结构合理；使用高可靠；寿命长；工作平稳；动负荷小；噪音低；耗电少；重量轻；并有较高的生产率和生产效率。1.6筛分机械研究的现状振动筛的工作原理是筛面高频振动，使筛上物料跳动，因而物料易于松散和分层，增加了物料透筛的机会，根据这个原理，现研究出很多适用于不同用途的振动筛，有的是结构上不同，有的是激振方式不同，有的是筛面规律不同。国外从16世纪开始筛分机械的研究与生产，在18世纪欧洲工业革命时期，筛分机械得到迅速发展，到本世纪筛分机械发展到一个较高水平。德国的申克公司可提供260多种筛分设备，STK公司生产的筛分设备系列品种较全，技术水平较高，KHD公司生产200多种规格筛分设备，通用化程度较高，KUP公司和海因勒曼公司都研制了双倾角的筛分设备。美国RNO公司新研制了DF11型双频率筛，采用了不同速度的激振器。DRK公司研制成三路分配器给料，一台高速电机驱动。日本东海株式会社和RXR公司等合作研制了垂直料流筛，把旋转运动和旋回运动结合起来，对细料一次分级特别有效。英国为解决从湿原煤中筛出细粒末煤，研制成功旋流概率筛。前苏联研制了一种多用途兼有共振筛和直线振动筛优点的自同步直线振动筛。由于工业发展缓慢，基础比较薄弱，理论研究和技术水平落后，我国筛分机械的发展是本世纪近50年的事情，大体上可分为三个阶段。仿制阶段：这期间，仿制了前苏联的ryn系列圆振动筛、bkt-11、bkt-omz型摇动筛；波兰的wk-15圆振动筛、CJM-21型摇动筛和WP1、WP2型吊式直线振动筛。这些筛分机仿制成功，为我国筛分机械的发展奠定了坚实的基础，并培养了一批技术人员。自行研制阶段：从1966年到1980年研制了一批性能优良的新型筛分设备，1500mmX3000mm重型振动筛及系列，15m2、30m2共振筛及系列，煤用单轴、双轴振动筛系列，YK和ZKB自同步直线振动筛系列，等厚、概率筛系列，冷热矿筛系列。这些设备虽然存在着故障较多、寿命较短的问题，但是它们的研制成功基本上满足了国内需要，标志着我国筛分机走上了独立发展的道路。提高阶段：进入改革开放的80年代，我国筛分机的发展也进入了一个新的发展阶段。成功研制了振动概率筛系列、旋转概率筛系列，完成了箱式激振器等厚筛系列、自同步重型等厚筛系列、重型冷热矿筛系列、驰张筛、螺旋三段筛的研制，粉料直线振动筛、琴弦振动筛、旋流振动筛、立式圆筒筛的研制也取得成功。1.7将来的发展趋势筛分设备正朝着大型化、新结构、高效能的趋势发展，加大能够显著提高细、粘湿物料的筛分效率的深度筛分设备的研究和应用2目的依据及说明2.1自定中心园振动筛设计的目的（1） 熟悉矿物加工机械（筛分机）设计的有关设计资料、手册、技术规范等；（2） 掌握矿物加工机械（筛分机）设计的基本方法及步骤和编制系列设计文件的基本技能；（3） 培养和锻炼综合运用本专业基本理论和专业知识，分析和解决矿物加工机械（筛分机）设计实际问题和独立工作的能力。2.2设计的依据及参考资料依据“振动筛设计规范”的要求，包括振动筛的用途、物料的特性、工作制度、处理能力（处理量）、规定的粒度、筛分效率（一般在90%以上）、安装方式、筛面的种类、工作条件（尺寸限制，环境限制）、振动筛种类。参考资料包括振动筛设计规范、筛分设备图册、振动筛设计的系列参考图纸、机械零件设计手册及其他参考资料。2.3设计的有关说明型号：自定中心园振动筛图纸编号：-01:正视图-02：左视图-03:俯视图-04:激振器装配图-05:偏心轴-06:大皮带轮（配重轮）-07:小皮带轮系列设计技术资料的内容：设计说明书一份、总图三张、激振器装配图一张、零件图三张（偏心轴一张，大皮带轮一张，小皮带轮一张）。3工艺参数的选择与确定3.1筛面长度及宽度的确定一般的讲，筛面长度作为质量指标，直接影响筛分效率，筛面的宽度直接影响振动筛的处理能力（生产率）。经验表明，作为预先筛分用的振动筛的长度一般为4m左右，最终筛分用的振动筛长度一般为6m左右，这样的长度可保证振动筛有较高（90%以上）的筛分效率。筛面的宽度以1.25m为最小，按0.25m的间隔增加系列。因此，本设计振动筛用于最终筛分，筛面长度取5.6m，筛面宽度取1.5m。3.2生产率的确定生产率是指单位时间内的处理物料的重量。目前常用的公式为：Q=Fxq其中：Q-生产率t/hF-筛面有效面积m2q-单位面积的生产率t/（m2•h）计算可得上层筛面处理能力为90〜450t/h，下层筛面处理能力为30〜90t/h。3.3振幅和频率的选择a.筛面上物料的运动分析物料在筛面上运动取决于振幅和频率，为防堵和获得较高的生产率和生产效率，筛子多采用颗粒的跳动状态。要选择合适的振幅和频率，先分析物料在筛面上的运动。筛面上单个颗粒运动的手里分析如下：图3-1筛上物料受力分析Y单个颗粒出现跳动状态的临界条件是N=QxAX32xsin3t-Gxcosa

gT, 1 AX32K— — — v sin? gxcosa cosa其中，中「跳动起始角3-角频率rad/sK-抛射强度v当K=1时，颗粒在筛面上处于滑动和跳动的临界状态，当K>1时，颗粒在筛面上跳动。V '图3-2筛上物料跳动状态ybKv=3.3二2.8\1.4 X根据经验，K广1.4〜1.8,不利于颗粒透筛K=3.0〜3.3比较有利于透筛卜振幅Av本设计单轴惯性筛用于最终筛分，振幅取A=4mmc.频率n(r/min)对于单轴筛的频率一般选择800〜1200r/min，本设计选择振动筛的频率n=1020r/min。至此，可以计算出实际抛射强度=4.214叱_Axn_ 4x1020=4.214K= = v9x104xcosa9x104xcos15o低共振状态低共振状态:n<n即K>(M+mb2若取K=(M+2m必2,则机体的振幅A=r。在这种情况下，可以避免筛子的起动和停车时通过共振区，从而能提高弹簧的工作耐久性，同时能减小轴承的压力，延长轴承的寿命，并能减少筛子的能量消耗，但是在这种工作状态下工作的筛子，弹簧的刚度要很大，因此，必然会在地基及机架上出现很大的动力，以致引起建筑物的震振动。所以，必须设法消振，但目前尚无妥善和简单的消振方法。图3-3振幅和转子角速度的关系曲线共振状态共振状态：n=np即K=(M+mb2。振幅A将变为无限大。但由于阻力的存在，振幅是一个有限的数值。当阻力及给料量改变时，将会引起振幅的较大变化。由于振幅不稳定，这种状态没有得到应用。超共振状态超共振状态:n>np，这种状态又分为两种情况：n稍大于n，即K稍小于M+m。若取K=Mw2，则得A=-r。因为n>n，所以筛子起动与停车时要通过共振区。这种状态的其它优缺点与低共振状态相同。'n>>np，即为远离共振区的超共振状态。此时，K<<(M+mb2。从图可以明显地看出：转速愈高，机体的振幅A就愈平稳，即振动筛的工作就愈稳定。这种工作状态的优点是：弹簧的刚度越小，传给地基及机架的动力就愈小，因而不会引起建筑物的振动。同时，因为不需要很多的弹簧，筛子的构造也简单。目前设计和应用的振动筛，通常采用这种工作状态。为了减少筛子对地基的动负荷，根据振动隔离理论，只要使强迫振动频率w大于自振动频率wp的五倍即可得到良好的效果，采用这种工作状态的筛子，必须设法消除筛子在起动时，「由于通过共振区而产生的共振现象。目前采用的消振方法如前所述。3.4筛面倾角的选择

根据经验，最终筛分用的单轴惯性振动筛的筛面倾角推荐为12.50〜17.50，本设计的振动筛筛面倾角为可调节。计算时取150。振动筛有关参数的选定结果见下表：表3-1振动筛有关参数规格用途筛框尺寸筛面面积m2最终筛分1500X56007.5层数最大入料粒度生产率t/h筛孔尺寸2300上层90〜450下层30〜90上层25〜100下层6〜254动力学分析及参数计算振动筛动力学基本理论惯性振动筛的振动系统是由振动质量（筛箱和振动器的质量）、弹簧和激振力（由回转的偏心块产生的）构成。为了保证筛子的稳定工作，必须对惯性振动筛的的振动系统进行计算，以便找出振动质量、弹簧刚性、偏心块的质量矩与振幅的关系，合理地选择弹簧的刚性和确定偏心块的质量矩。图4-1振动系统力学模型图图4.1表示圆振动筛的振动系统。为了简化计算，假定振动器转子的回转中心和机体（筛箱）的重心重合.激振力和弹性力通过机体重心。此时，筛子只作平面平移运动。今取机体静止平衡时（即机体的重量为弹簧的弹性反作用力所平衡时的位置）的重心所在点0作为固定坐标系统（xoy）的原点，而以振动器转子的旋转中心。1作为动坐标系统（气o1y1）的原点。1偏心重块质量m的重心不仅随机体一起作平移运动（牵连运动）， 而且还绕振动器的回转中心线作回转运动（相对运动），则其重心的绝对位移为：%=工+尤=工+rcos中=工+rcossty=y+y=y+rsin中=y+rsinst式中：r——偏心质量的重心至回转轴线的距离。平——轴之回转角度，平=St,s为轴回转之角速度,t为时间。偏心质量m运动时产生的离心力为：F=m^Xm=—m(x—rs2cosst)%dt2d2y .F=mm=—m(y—rs2sinst)式中mrs2cosst和mrs2sinst为偏心质量m在x与y方向之相对运动离心力或称激振力。在圆振动筛的振动系统中，作用在机体质量M上的力除了F和F夕卜，还有机体惯性力—Mx和—My（其方向与机体加速度方向相反）、弹簧的作用/—K：x和-Ky（卜和K表示弹簧在x和y方向的刚度，弹簧作用力的方向永远是和机体重心的位移方向相反［及阻尼力-心和淳（c称为粘滞阻力系数，阻尼力的方向与机体运动速度方向相反）。在单轴振动系统中，作用在机体质量M上的力除了和之外，还有机体的惯性力和（其方向与机体的速度方向相反）、弹簧的作用力，（表示弹簧在方向的刚度），及阻尼力（称为粘滞阻力系数，阻尼力的方向与机体的运动方向相反）。当振动器在作等速圆周运动时，将作用在机体M上的各力，按照理论力学中的动静法建立的运动微分方程式为：（M+m）x+Cx+Kx=mrs2cosstM+m)y+Cy+Kx=mrs2sinst式中：M——机体的计算质量

式中：m 振动机体质量。m 筛子的物料重量。物料的结合系数，Kw=0.15~0.3。根据单轴振动筛运动微分方程式的全解可知，机体在X和y轴方向的运动是自由振动和强迫振动两个简谐振动相加而成的，事实上，由于有阻尼力存在的缘故，自由振动动和强迫振动两个简谐振动相加而成的，事实上，由于有阻尼力存在的缘故，自由振动在机器工作开始后就会逐渐消失，因此，机体的运动就只剩下强迫振动了。所以，只需在机器工作开始后就会逐渐消失，因此，机体的运动就只剩下强迫振动了。所以，只需要讨论公式的特解:cosCot-以)

sin(ot-a)其特解为:mro2Cosax-K~(M+mJx2C①以x=tan-1k-M+mb2xmro2Cosay_K—M+mOCo

ay=tan-1K-M+mb2y式中：A和A为了和》方向机体的振幅；a和a为机体的振幅和相位差角。系统的自振频率为：WP 1；M+m4.1参振重量及参振质量的计算参振重量W的计算：W=W+W+W+ZW=W+W+W+2X(H1+H2)LBYc1 2 3 2

=3051+743+110+2X(30+=3051+743+110+2X(30+10)x140x550x1000x0.175式中，W1-筛箱的重量kgW；-激振器参振部分的质量kgW：-弹簧支撑装置的参振质量kg、-筛上物料的质量kgZ-筛面层数Z=2气-入料端物料高度cm"2-排料端物料高度cmL-筛面有效长度（型号长度减去10cm）B-筛面有效宽度（型号宽度减去10cm）Y-物料的散比重Y,甘=1t/m3煤C-物料对筛面的比压系数C=0.15〜0.2现取C=0.175参振质量M的算：M=—=4212=4.294kg•S2/cmg9814.2主弹簧刚度计算与选择弹簧刚度K的选择应遵循的原则是：使振动筛系统的工作过程中传给基础的动负荷尽可能的小。一般地，座式振动筛只要使33=4〜8取一工=53=4〜8取一工=530a.振动筛的固有频率nxn30xk二nx1020=21.36rad/s30xb.弹簧的总刚度KK=MX32=4.294X21.362=1959.5kg/cmc.每个弹簧的刚度K1K=—=19595=244/cm18 8根据国标要求，选择弹簧高径比么＜5.3D取弹簧用钢丝直径d=30mm中径D=100mm圈数n=5自由高度H°=280mm4.3激振器偏心质量及其偏心距的验算4.3.1偏心轴的主要尺寸确定偏心轴重量G1G="xd2x*=nx22.32x129x7.85=395.51 4 4式中，d-偏心轴偏心段直径cmL-偏心轴偏心段长度cmY-钢的密度g/cm3偏心轴旋转半径M,Y=―=13.14mm1G1

偏心轴偏心距e=Y+A=17.15mm4.3.2偏心轮的主要尺寸确定4.按式M1+2xM2=3xAM=4.77kg•m偏心轮的示意图如下：图4-2偏心轮简图取R=20cm1R=13.5cmR=19.5cmR=14.5cm6=2cm6=10.4cma=1200ia=9002a‘=600ia’=450凸台及调整块的重心旋转半径X=14.03icm扇形孔的重心旋转半径X=15.422cm凸台及调整块的重量G=30.072kg扇形孔包含的金属重量G=4.19kgM=GXX+GXX=4.86kgXm2 2 1 3 2与前式计算的M相差不大。2调整块的质量G=-^=5.01kg块6xXi调整块的厚度6=1.40cm每块凸台厚度 36=6.21cm4.4重心计算筛箱的重心（xi，yi）=（94.3,84.3）上层物料重心（x2，y2）x=L—L（2H2+Hi）=466.67mm22 3（H2+Hi）(x2，yQ=(466.67,290)下层物料重心（x3，y「x=L—LQH2+Hi)=233.33mm34 6(H2+Hi)(x3，y3)二(233.33，-480)筛箱与物料的合成重心（x，y）

x=W1X1+W4X2+W4X3=137.25mmW1+ZW4Wy+Wy+Wyy二 =54.18mmW1+ZW4(X,y)=(137.25,54.18)5功率计算及电机的选择5.1筛分机在负荷状态下工作所需功率的计算振动筛振动消耗的功率N1CMA2n3N1=177600=8.2KW式中，C-阻尼系数取0.2M-参振质量kg•S2/mA-最大振幅mmn-振动频率r/min振动筛摩擦消耗的功率N2N=fMAn3d=7.70KW2177600式中，f-轴承摩擦系数取0.005d-轴颈直径取0.15mM-参振质量kg•S2/m振动筛在工作状态下消耗的功率NN=8.2+7.70.95=16.74KW式中，n-传动效率取0.955.2电动机的选择电机型号选择JQ02-62-4电动机转速n额=1460r/min电动机额定功率N额二17KW传动效率n=0.95额定转矩M=1569.6kg•cm5.3验算电动机的启动转矩振动筛启动时，电动机需要克服偏心质量的静力矩和摩擦力矩，启动后由于惯性作用功率消耗较少，因而选用电动机是需要选用高启动转矩的电动机。摩擦转矩M=fx吒xd=皿743x15=39摩2 2启动转矩M=M+2XM+M=1531.9kg•cmM>M因此选择的电动机符合要求。"起6零件的计算6.1弹簧计算弹簧的最小工作负荷P1P=—-K-A=440.77kg18 1弹簧的最大工作负荷P2—P=8+K1•A=612.23kg弹簧的行程hh=2A=2X4=8mm弹簧用材料座式振动筛由于工作时负荷大，所以采用材料为60Si2Mn查机械零件设计手册，得到弹簧其参数 12°弹簧钢丝直径d=30mm弹簧有效圈数n=5弹簧总高度h=250mm弹簧中径D=100mm所选择支撑弹簧结构图如下：图6-1支撑弹簧6.2三角皮带的传动计算a.三角皮带型号的选择三角皮带根据工作转速选用C型带C带的结构如下图所示：图6-2C带的结构图

b.传动速度vv=n£n=nb.传动速度vv=n£n=nx540x1020==21.36m/s60式中，只-大皮带轮的直径n-大皮带轮的转速r/min60c.确定三角皮带的数目Z7PxKZ=Pi式中，K-不稳定系数取1.4P〔-单根C带传动功率P=9d.传动比i=号4=2.6取Z=3kw地0=1.43n10201=顼=式中，n额-电机的额定转速r/minn-振动筛激振器的转速r/mine.小皮带轮直径D2D=D=兰0=37.5mm2i1.43式中，D「大皮带轮的直径i-传动比f.三角皮带计算长度L0r…n（D+D）（D-D）25L=2A+ 1 2~+——1 2—=433cm0 0 2 4A0查皮带基准长度L1=400cm式中，A0-预定中心距D2-小皮带轮直径

。］-大皮带轮的直径式中，A为预定中心距取A=（DiD2）0 0 2g.验算三角皮带每分钟挠曲次数yy=2000vLy=2000vL=10.68<40式中，v-皮带线速度m/sL-皮带总长度h.传动的实际中心距AA=120.5cm6.3轴强度验算轴是组成机械的一个重要零件。它支承着其他转动件回转并传递转矩，同时它又通过轴承和机架联接。所有轴上零件都围绕轴心线作回转运动。所以，在轴的设计中，不能只考虑轴本身，还必须和轴系零、部件的整个结构密切联系起来。轴设计的特点是：在轴系零、部件的具体结构未确定之前，轴上力的作用和支点间的跨距无法精确确定，故弯矩大小和分布情况不能求出，因此在轴的设计中，必须把轴的强度计算和轴系零、部件结构设计交错进行，边画图、边计算、边修改。设计轴时应考虑多方面因素和要求，其中，主要问题是轴的选材、结构、强度和刚度。对于高速旋转地轴还应考虑振动稳定性问题。轴的材料种类很多，设计时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求，以及为实现这些要求而采用的热处理方式，同时考虑制造工艺问题加以选用，力求经济合理。轴的常用材料是35、45、50、优质碳素钢，最常用的是45钢。对于受载较小或不太重要的轴，也可用A、A等普通碳素钢。对于受力较大，轴的尺寸和重量受的限制，以及有某些特殊要求的轴，可采用合金钢。本次设计选用45优质碳素钢。受力分析偏心轴的结构简图如下：

图6-3图6-3偏心轴的结构简图偏心轴的受力分析图如下:图6-4偏心轴的受力分析图Q偏心轴产生的离心力P1P二 ―-=6048kg1g式中，M-偏心轴的偏心重量S-偏心轴的回转角速度@偏心轮产生的离心力P2P=竺2^1=5657kg

2g式中，M-偏心轮的偏心重量2们-偏心轮的回转角速度©三角皮带的拉力P3P=1.5X75^sin(—)=143kg

3 v2式中，T-圆角力v-三角皮带的传动速度N-传动功率—-皮带在皮带轮上的角©偏心轴的重力P4P=G=395.5kg式中，G-偏心轴的重量1©偏心轮的重力P5P5=G轮+气=49-29戏式中，G必-偏心轴的重量轮G块-配重块的重量©偏心轮的惯性力P6八G—P=—4A®=157.12kg6g式中，G-偏心轴的重量4g-重力加速度A-振幅©偏心轮的惯性力P7，设计为自定中心，偏心轮不参与振动，因此P7二°⑤电动机的扭矩MnNMn=974°°—=1623kg式中，N-电机的功率n-振动筛激振器的转速r/min©轴承反力RR=P+t=8681kg

22以上的P、P、P、P、P、M与P、P相比较小，计算时为简化略去不计。3 4 5 6 7n1 2轴各断面处的弯矩QA-A断面MAMa=PXL=106917kg•cm©B-B断面MBM=P(L+_匕)-RL2_匕=69419kg•cmTOC\o"1-5"\h\zB2 3 2 2©C-C断面MC\o"CurrentDocument"L LPLM=p(L+2)-R2+ 1=-281°4kg•cmC2 32 2 8弯矩图如下：图6-5偏心轴所受弯矩图弯矩作用下个断面的内应力载荷种类的确定按第二类载荷对轴进行强度计算，设计选用45号钢，许用应力[^]w2=950kg/cm2断面A-A最大应力。.A-AM°A-Grtr5"42kg/g2<[°]W2

1Q断面C-C最大应力°C-CM"0.1d3=-143-9kg/C"叫2

16.4轴承寿命验算选用调心滚子轴承22334,其基本额定动负荷C=1130KN径向力Fr1 nnF二订m（R-A）（由）%=305737Nrb 30式中，b-轴承的个数R-偏心距A-振动筛激振器的振幅n-振动筛的振动频率m-偏心重量当量动负荷PP=1.2F=366884Nr式中，F-径向力r基本额定寿命h106Ch= x（5）£=695h60^P10式中，£-寿命系数滚子轴承取£二彳。C-基本额定动负荷P-当量动负荷7基型及结构的选择7.1筛分基型的比较和选择对于单轴振动筛基型的划分，考虑从两个因素：振动筛的皮带轮是否参与振动（可分为纯机械式和自定中心式）；振动器的轴心是否通过振动筛的重心（通过重心的具有简单的圆运动，不通过重心的除简单的圆运动外，还有附加的颠簸运动）。通过比较，合理的选择是自定中心（皮带轮偏心）的圆运动振动筛。7.2筛分机结构的选择和确定激振器结构的比较和选择偏心重量的分布方式有三种，其结构图及受力图、弯矩图如下图7-1结构图及受力图a-集中布置在两侧(b)b-集中布置在中间(a)a-集中布置在两侧时的弯矩图(b)b-集中布置在中间时的弯矩图(c)c-分别布置在两侧和中间比较得出第三种分布方式在轴上弯矩的分布比较均匀，能增加轴等部件的寿命，因此配重同时布置在偏心轴和偏心轮上。激振器与筛箱的结合采用弹性锥形紧定套。激振器轴和轴承的结合形式也采用紧定衬套。润滑与密封润滑方式有稀油润滑和油脂润滑两种，润滑脂比润滑油稠很多，油膜强度高，能承受较大的载荷，且不易流失，密封装置简单，一次加脂可用较长时间，不必添加和更换，因此采用油脂润滑。密封的形式有毛毡密封、环密封和迷宫式密封等，由于迷宫式密封的效果好，特别是在高速下密封效果更好，可以做到封严不漏，对一般密封所不能满足的高温、高压、高速和大尺寸密封部位特别有效，维修少，无摩擦，功耗少，使用寿命长，故采用迷宫式的密封方式。筛框结构的选择筛箱由筛框、筛面及其压紧装置组成。筛框是由侧板和横梁组成。侧板的厚度为3〜16mm的45号钢板制成。横梁常用钢管、槽钢和矩形钢管制成，比较如下：筛框的连接方式有焊接、铆接和高强度螺栓连接三种，大型设备一般采用铆接的形式，但是制作工艺复杂；高强度的螺栓连接可靠可以使筛框现场装配，特别适合特大型振动筛；焊接结构施工方便本次设计的振动筛筛框采用焊接的形式，为了消除焊接的结构的内应力，采用回火处理。侧壁用普通碳素钢板（8mm），在应力集中的部位用角钢加强。横梁的三种截面形状及尺寸如下表所示：经比较，横梁采用普通碳素钢的钢管，比较适合于单轴振动筛，断面各处有相同的截面模数。筛面及张紧装置上层筛面的筛孔直径大于25mm,采用冲孔筛面；下层筛面采用编织筛网，保证了很大的开孔率。上层冲孔筛面张紧装置采用木楔压紧，下层编织采用特制的筛面张紧装置。筛面结构如下图所示：图7-4筛面张紧装置冲孔筛面张紧装置编织筛网张紧装置缓冲弹簧缓冲弹簧一般采用圆柱形金属螺旋弹簧。消振装置振动筛的工作状态时远超固有频率工作，因此在启动和停车的时候，会经过共振区，机体的振动振幅会急剧增大，从而引起弹簧严重过载，使其寿命降低，皮带也比较容易磨损，同时还危及厂房建筑物。因此，必须设法消除振动筛启动和停车时产生的共振现象，目前采用消振方式有自移式偏心重、电机反接制动、弹性限位消振和阻尼消振四种形式。①自移式偏心重当振动筛启动和停车的时候，激振器的主轴的转速较低，这时偏心重的重心在弹簧拉力作用下，靠近回转中心，因此，振动筛产生的激振力较小，振动筛就能平稳的经过共振区。当转速增加的时候，