ZK2045直線振動篩的設計【含CAD圖紙和說明書】

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This article mainly introduced that vibration sieve in Coal Preparation Plant significance as well as vibration sieve development present situation, described this time has designed ZK2045 vibration sieve of auto center design computational method basis and the step, as well as the main vibration sieve part's choice and the comparison, and showed this design characteristic. Including the classification and characteristics of vibrating screen and determination of design; Dynamic analysis of vibration sieve and kinetic parameters calculated, rational design of the structure vibrating screen size; carried out such eccentric shaft plunger design and calculation, including the original design parameters, motor design and verification; were the main components of the design and calculation, spring design calculation, shaft strength calculation, bearing selection and calculation , then the equipment maintenance, installation, lubrication and seal design. Keywords：Linear； Shaker-style；Eccentric block 第 51 頁 目 錄 1.緒 論 1 1.1 篩分的概念 1 1. 2 篩分設備的作用 2 1. 3 篩分作業(yè)的分類 3 1. 4振動篩在國內外發(fā)展的回顧 3 1. 4. 1 國內的發(fā)展回顧 4 1. 4. 2 國外的發(fā)展回顧 5 1. 5 振動篩的發(fā)展方向 6 2.直線振動篩的總體設計 8 2. 1 ZK2045直線振動篩的規(guī)格及主要技術參數(shù) 8 2. 2 設計的依據(jù)及參考資料 8 2. 3 振動篩的工作原理及結構特點 8 2. 4 結構設計 10 2. 4. 1 篩框的結構 10 2. 4. 2 支撐方式.............................................. 11 2. 4. 3 篩箱的設計 11 2. 5 ZK2045 振動篩的設計步驟 12 3.振動篩參數(shù)的計算 14 3. 1工藝參數(shù) 14 3. 2 運動學參數(shù)的確定 14 3. 2. 1 安裝傾的選取 14 3. 2. 2 振動方向角的選取 15 3. 2. 3 拋射強度的選取與振動次數(shù)的計算 15 3. 3 動力學參數(shù) 16 3. 3. 1 參振質量 16 3. 3. 2 彈簧剛度K的計算 16 3. 3. 3 偏心塊質量和回轉半徑的計算 17 3. 4. 4 篩箱重心的計算及激振器位置的選擇 19 3. 4 電動機的計算選擇 19 4.主要零件的設計及計算 22 4. 1 軸承的選擇和軸的校核 22 4.1.1 軸承的選擇 22 4.1.2軸的強度校核 24 4. 2 彈簧的設計與選用 26 4. 3 篩框側板的厚度 30 4. 4 篩框橫梁 31 4. 5 緊固件 33 4. 6 鍵聯(lián)接 36 4.6.1 鍵的選擇 36 4.6.2 鍵聯(lián)接的強度計算 36 4.7 聯(lián)軸器的選擇 37 4. 8 進料斗和出料斗 38 4. 8. 1進料斗 38 4. 8. 2 出料斗 38 4.9 篩網的選擇與處理量的校核 39 4. 9. 1 篩網的選擇 39 4. 10 篩面張緊裝置 40 4. 11彈簧支座和底架 40 4.11.1 彈簧上支座 41 4.11.2 彈簧下支座 41 4.11.3 篩網托架............................................... 41 5. 振動篩軸承的安裝維護及滑 42 5. 1 振動篩軸承的安裝 42 5.1.2 軸承的安裝方法 43 5.2振動篩軸承的潤滑 43 5.3 維護與保養(yǎng) 43 5.3.1 直線振動篩的維護 43 5.3.2 振動篩日常保養(yǎng)： 44 5.3.3 振動篩的使用注意事項 46 結束語 47 參考文獻 48 致謝 49 緒 論 1.1 篩分的概念 廣義的篩分是指將粒子群按粒子的大小、比重、帶電性以及磁性等分體學性質進行分離的方法。一般來講，篩分是利用篩子把粒度范圍較寬的物料按粒度分為若干個級別的作業(yè)。具有直線軌跡的慣性振動篩為直線振動篩。其支承方式有懸掛支撐和座式支承兩種，懸掛支承，篩面固定在篩箱上，篩箱由彈簧懸掛或支承，主軸的軸承安裝在篩箱上，主軸帶輪帶動而高速旋轉。由于主軸是偏心軸，產生離心慣性力，使可以自由振動的篩箱產生直線軌跡的振動。 我國是一個以煤炭為主要能源的國家，難選煤和高硫煤所占比重較大，而且隨著我國潔凈技術的發(fā)展及對人類生存環(huán)境的日益重視，大力發(fā)展高效率的選煤技術是必然結果。 選煤是潔凈煤技術的基礎，先進高效和經濟實用的選煤技術一直是人們追求的目標，雖然選煤技術的發(fā)展仍將趨于多元化，但基本趨勢是：選煤裝備大型化；重介技術占主要市場；裝配式成為選煤廠建設的新模式；選煤過程控制自動化和全廠自動化。 我國的煤炭洗選加工技術，通過自行研究開發(fā)和引進消化，已有長足的進步。國外已有的各種分選工藝我國均已具有，在個別領域已達到國際領先水平。 近年來，在選煤工藝的研究開發(fā)方面有了較大發(fā)展，基本滿足了不同條件選煤生產的需求。 跳汰方面，在深入進行理論和實驗室研究的基礎上，采用多項新技術開發(fā)了SKT系列和X系列跳汰機，其適應煤質的能力、自動化程度都可與國外同類設備相媲美，目前進一步向智能化、全自動化方向發(fā)展；自行開發(fā)的液壓驅動式動篩跳汰機已初步形成系列，其技術指標、理論研究成果都接近或超過國際先進水平。 重介質方面，研究開發(fā)的大型無壓、有壓三產品重介質旋流器選煤系統(tǒng)，技術指標優(yōu)于國際先進水平，且實現(xiàn)了大面積推廣；研制的大型重介質分選機，分選指標優(yōu)于同型號的“TESKA”分選機，已形成系列；在國際上率先研制成功的50～0mm重介質旋流器和隨后開發(fā)的－0．5mm級煤泥重介質旋流器及其分選工藝，使選煤工藝流程得到簡化并取得了良好的技術效果。我國自行開發(fā)的空氣重介流化床干法選煤系統(tǒng)，在國際上首先應用于生產。 浮選方面，在對傳統(tǒng)浮選工藝和設備進行進一步完善的基礎上，已經形成了各種機械攪拌式、噴射旋流式浮選機系列，同時對強化細粒級浮選效果的各種浮選柱、高選擇性浮選機等進行了初步的研究并取得了一定的進展。 煤泥水處理方面，在壓濾機得到廣泛應用的基礎上，提出了強氣壓穿流式壓濾脫水的概念，并完成了200平方米強氣壓穿流式壓濾機的工業(yè)性試驗；經過二十多年的研究開發(fā)，研制成功了系列圓盤加壓過濾機，技術指標與國際同類設備相近并已得到推廣；研制的大型臥式沉降離心機、平帶式過濾機、大型盤式真空過濾機等新型煤泥回收工藝及設備也已在工業(yè)生產中應用。 原煤準備及篩分脫水方面，已開發(fā)使用了大型多齒輥破碎機和強力分級破碎機，超過16平方米的大型分級篩也已在選煤廠應用；利用模態(tài)分析技術開發(fā)了系列重心偏移式振動脫水篩并廣泛推廣；節(jié)能的高頻振動電磁篩、各種高頻篩也已在生產中應用。 此外，在復合式干法選煤、煤泥濾餅干燥破碎等方面，也取得了初步的成果；對高梯度磁選、選擇性絮凝、摩擦靜電選煤及微波、化學脫硫法等新技術，也進行了實驗室的試驗探索。 振動篩具有結構簡單、工作性能可靠、維修量小、故障率低、篩面不易堵塞、篩分效率高、造價低等特點，而且無論振動篩振動還是不振動時都能隨時清理篩內雜物，不影響振動篩的正常工作。因此，振動篩在篩選煤中有著廣泛的應用。 振動篩是洗煤選中不可缺少的一種裝置，在后續(xù)工作中起著非常重要的作用。它不僅對細煤有篩選作用，而且對粗煤也有振動細化的作用。 由于本次設計的振動篩激振力大，篩箱及其上面的物料運動有很大的加速度，所以特別適合于煤炭的脫水，脫介和脫泥，也同時用于分級處理。本次設計的新型振動篩不僅適合煤炭行業(yè)，同時也適合化工，冶金、礦山。 1. 2 篩分設備的作用 篩分作業(yè)是煤炭加工的重要環(huán)節(jié)，它廣泛地應用于篩選廠和選煤廠，對煤炭進行粒度分級、脫水、脫泥、脫介。就煤炭加工而言，篩分技術和分選技術處于同等重要的地位。我國生產的原煤一半以上是動力用煤，不同的用戶對動力用煤的粒度要求是不一樣的，尤其是化工，發(fā)電等部門，對煤碳粒度要求很嚴格，如果超過規(guī)定限度，不但影響這些部門的正常生產，還會造成不小的浪費。例如在煤炭氣化的過程中，若使用粉煤含量過高的塊煤，不僅影響爐內氣流暢通，降低造氣量，嚴重時還導致氣化爐填塞；機車和船舶由于鍋爐通風強，煙筒短，如燃用含有較多粉煤的塊煤時，粉煤不僅燃燒不完全而且還隨著煙氣飛走，造成浪費和環(huán)境污染；大型火力發(fā)電廠，絕大部分使用粉煤鍋爐，若供應原煤和塊煤，顯然是不經濟的?？傊瑢⒃汉Y選成多種粒度的產品，對路供應給各類客戶，對合理利用煤炭資源是十分必要的。 篩分可以為其他選煤創(chuàng)造條件。目前的各種選煤方法和分選設備往往都受到粒度的限制。不同的選煤方法都有一定的入料限度，過粗的大塊不能分選，而粒度過細也很難回收。在選煤廠主要是將原煤分成塊煤和末煤兩種粒級，分別進行跳汰選煤和重介選煤。重介選煤對入料中的煤泥含量很敏感，它直接影響到介質系統(tǒng)的正常工作和重介分選的效果。通過分選去除細泥，減少煤泥對介質系統(tǒng)的污染，以及髙灰細泥對精煤產品的污染；也可使跳汰機洗水粘度降低，有利于細粒煤的分選，從而提高分選效果。 在動力煤選煤廠中，通常將小于6ｍｍ的干粒粉煤供給發(fā)電廠或者其他用戶，而大于6ｍｍ的煤送入跳汰機餓、分選，這也是依靠篩分作用來完成的。 總之，在煤炭加工過程中，篩分作業(yè)不僅關系著動力煤產品對路供應，關系著動力煤和煉焦煤洗選產品質量的提高，也關系到煤炭資源的合理利用，環(huán)境保護和生產部門的經濟效益。 1. 3 篩分作業(yè)的分類 （1）獨立篩分 其目的是得到適合于用戶要求的最終產品。例如，在黑色冶金工業(yè)中，常把含鐵較高的富鐵礦篩分成不同的粒級，合格的大塊鐵礦石進入高爐冶煉，粉礦則經團礦或燒結制塊入爐。 （2）輔助篩分 這種篩分主要用在選礦廠的破碎作業(yè)中，對破碎作業(yè)起輔助作用。一般又有預先篩分和檢查篩分之別。預先篩分是指礦石進入破碎機前進行的篩分，用篩子從礦石中分出對于該破碎機而言已經是合格的部分，如粗碎機前安裝的格條篩、篩分，其篩下產品。這樣就可以減少進入破碎機的礦石量，可提高破碎機的產量。 檢查篩分是指礦石經過破碎之后進行的篩分，其目的是保證最終的碎礦產品符合磨礦作業(yè)的粒度要求，使不合格的碎礦產品返回破碎作業(yè)中，如中、細碎破碎機前的篩分，既起到預先篩分，又起到檢查篩分的作用。所以檢查篩分可以改善破碎設備的利用情況，相似于分級機和磨礦機構成閉路循環(huán)工作，以提高磨礦效率。 （3）準備篩分 其目的是為下一作業(yè)做準備。如重選廠在跳汰前要把物料進行篩分分級，把粗、中、細不同的產物進行分級跳汰。 （4）選擇篩分 如果物料中有用成分在各個粒級的分布差別很大，則可以篩分分級得到質量不同的粒級，把低質量的粒級篩除，從而相應提高了物料的品位，有時又把這種篩分叫篩選。 （5）脫水、脫介篩分 篩分的目的是脫除物料的水分，一般在洗煤廠比較常見。此外，物料含水泥較高時，也用篩分進行脫泥。 1. 4振動篩在國內外發(fā)展的回顧 發(fā)展趨勢和現(xiàn)狀： 1) 向高效率高產量化發(fā)展：工業(yè)的當代化進程促使企業(yè)范圍增大、制砂設備生產本領大大提高、并與高效高產能篩分機配套。 2）向尺度化、系列化、通用化發(fā)展：這是便于計劃、構造專業(yè)化生產、保證質量和低沉成本的途徑。根據(jù)振動篩的三種差別的活動軌跡，接納差別的篩分要領，并針對百姓經濟中各行業(yè)的特殊要求，形成了種種形勢的振動篩分設備，并使其在工業(yè)部門得到普遍應用。 3）振動強度的增大：篩機的振動進程漸漸強化，即提高篩機的振動參數(shù)，以取得較大的速度和加速度。向輕型、環(huán)保、布局簡化發(fā)展：80年代的老式振動篩，換網不方便，壓網螺栓每層就有48支，換一個網時間最少要4個鐘頭，且高目數(shù)的粉體容易從螺栓處走漏出去。隨著工業(yè)部門對振動篩要求的不斷提高，老式振動篩將逐漸被淘汰，新型振動篩為達到工業(yè)、化工等部門的要求應向輕型、環(huán)保、布局簡化的方向發(fā)展。 1.國內振動篩的發(fā)展現(xiàn)狀: 由于工業(yè)發(fā)展緩慢，基礎比較薄弱，理論研究和技術水平落后，我國篩分機械的發(fā)展是本世紀50年的事情，大體上可分為三個階段。 1）仿制階段：這期間，仿制了前蘇聯(lián)的RYT系列圓振動篩、BKT-11、KT-OMZ型搖動篩；波蘭的WK-15圓振動篩、CJM-21型型搖動篩和WP1、WP2型吊式直線振動篩。這些篩分機仿制成功，為我國篩分機械的發(fā)展奠定了堅實的基礎，并培養(yǎng)了一批技術人員。 2）自行研制階段：從1966年到1980年研制了一批性能優(yōu)良的新型篩分設備，1500mmx3000mm重型振動篩及系列，15平方，30平方共振篩及系列，煤用單軸、雙軸振動篩系列，YK和ZKB自同步直線振動篩系列，等厚、概率篩系列，冷熱礦篩系列。這些設備雖然存在著故障較多、壽命較短的問題，但他們的研制成功基本上滿足了國內需求，標志著我國篩分機走上了獨立發(fā)展的道路。 3）提高階段：進入改革開放的80年代，我國篩分機的發(fā)展也進入了一個新的發(fā)展階段。成功研制了振動概率篩系列，旋轉概率篩系列，完成了箱式激振器等厚篩系列、同步重型等厚篩系列、重型冷熱礦篩系列、馳張篩、螺旋三段篩的研制，粉料直線振動篩、琴式振動篩、旋流振動篩、立式圓筒篩的研制也取得了成功。 1. 4. 1 國內的發(fā)展回顧 我國煤炭資源豐富，儲量多，品種齊全。煤炭占我國能源的75%以上，是當今和未來幾十年內我國最主要的能源。隨著我國經濟的高速發(fā)展，對能源需求的不斷增大以及煤礦采掘機械化程度的不斷提高，對于振動篩分機械的工作效率的要求越來越高，因而研制大容量的大型振動篩的重要性越顯突出。我國對篩分機械的研制主要經歷了三個階段：仿制階段、自行研制階段、提高階段。 五十年代初至六十年代中期，主要是從前蘇聯(lián)和波蘭引進，并部分仿制了偏心式和單慣性式圓振動篩。如前蘇聯(lián)的系列圓振動篩、MZ型搖動篩；波蘭的WK-15振動篩，WPI,WPZ型吊式直線振動篩。這些篩分機械的仿制成功，為我國篩分機械的發(fā)展奠定了堅實的基礎，并培養(yǎng)了一批技術人員。 從60年代中期我國開始獨立研制，主要成果有DD系列、ZD系列單軸振 動篩和ZS系列、DS系列雙軸振動篩。這些設備雖然存在一定的故障，壽命較短等問題，但是它們的研制成功基本上滿足了國內的需求，同時也標志著我國的篩分機械走上了獨立發(fā)展的道路。 在80年代，我國的篩分機械邁進了一個新的發(fā)展里程碑。成功研制了振動概率篩系列，旋轉概率篩系列，完成了箱式激振器等系列，自同步等系列，例如螺旋三段篩，物料直線振動篩，琴弦振動篩，立式圓筒篩的研制取得了一定的成功。于此同時，我國篩分機械的制造水平也有了很大的提高。我國生產使用的篩分設備有200多個品種，其中絕大部分為振動篩。 我國目前使用的圓振動篩有：吸收國外先進技術的基礎上研制的YK系列圓振動篩；引進美國Tabor TI型振動篩技術制造的YA系列篩；在YA型圓振動篩基礎上設計的YAC系列篩；在消化吸收YA型圓振動篩基礎上研制的DYS大型圓振動篩；具有概率篩和圓振動篩綜合篩分效果的YFS型圓振動分級篩；采用高振幅、高頻率圓形軌跡振動特性的GDS型概率圓振動篩；主要為瀝青混凝土拌和設備配套以及用于不高于200℃的散狀物料分級的YAR系列熱石篩。 我國目前使用的直線振動篩豐要有：可用于脫介、脫水、脫泥和分級的ZSM、 DSM型雙軸振動篩；適用于各種煤炭的脫水、脫介、脫泥及濕式分級的ZKB、ZKBX型自同步直線振動篩；廣泛用于各種物料分級、脫水、脫介的ZK系列直線振動篩；引進美國Tabor TH型振動篩技術制造的ZKX系列直線振動篩；消化吸收ZKX基礎上研制成功的DZS大型直線振動篩；適用于溫度在150℃以下的冷燒結礦整粒工序進行分級的LZS和SLZS型冷礦振動篩；專為冶金部門溫度在800℃"850℃的中小粒度燒結礦進行分級的SZR型熱礦振動篩。 同樣還有其他類型的篩分機械：GS型、ZBG型、QGS型、XGS型概率篩分機；ZD型、ZDS型等厚篩；GXS型、SQDI型琴弦式篩分機；GPS型高頻振動細篩；C型、M型電磁振動旋流篩；SL型螺旋篩分機；QZK曲面振動篩；LYS型立式圓筒篩等。 1. 4. 2 國外的發(fā)展回顧 國外從16世紀開始篩分機械的研究與生產，到了18世紀歐洲工業(yè)革命時期，篩分機械得到了迅速的發(fā)展，使篩分機械發(fā)展到較高的水平。比如，德國的申克公司能提供260種篩分設備，STK公司生產的篩分設備系列品種較全，技術水平較高，KHD公司生產200多種規(guī)格篩分設備，通用化程度較高，KUP公司和海因曼公司都研制了雙傾角的篩分設備。美國NRO公司研制出了DFN型雙頻率振動篩，采用不同的速度激振器，DKR公司研制成三路分配給料，一臺高速電機驅動的振動篩。英國為解決從濕原煤中篩出細粒末煤，研制成功了旋流概率篩。前蘇聯(lián)也研制了一種多用處兼有直線振動篩優(yōu)點的自同步直線振動篩。 這些國外知名企業(yè)采用先進的設計技術及制造技術，不但生產出適用于各 種場合的不同類型的振動篩，而且生產出了性能優(yōu)良的大型振動篩，受到用戶的歡迎，幾乎壟斷了國內大型振動篩市場。如德國的篩子技術公司和申克公司分別制造出了50㎡和34㎡的大型直線振動篩，日本的神戶制鋼所和川崎重工也制造出了34㎡和48㎡的產品，美國的CONN WELD公司制造出了27㎡的產品。在對全國幾家使用大型振動篩的廠家的調研發(fā)現(xiàn)，全套進口的德國篩子技術公司和日本神戶制鋼所的27㎡直線振動篩均可正常使用3～5年。 1. 5 振動篩的發(fā)展方向 直線振動篩，作為對物料進行分級、脫水、脫泥、脫介的有效設備，已廣泛用于煤炭、礦山、化工、醫(yī)藥等行業(yè)。由于目前有些用戶不僅對設備質量有要求，對工期也要求很高。所以，高速高效的設計、生產已很必要。 振動篩采用拋射式篩分，篩子每振動一次，物料便被拋射一次，相對篩面沖擊一次，被篩分物料的這種特點使得振動篩的篩分效率高，生產能力大，因此被廣泛使用。振動篩是通過激振設備對篩體的激振而是物料得以分離，從而達到生產要求的一種設備。在給定的振動強度下振動，使篩面的物料獲得一定的動能，使動能小的細粒到達篩面附件從而得到分離。振動篩分機械主要由以下三部分組成：激振器、篩體、彈性元件等。 在振動篩產生以后，人們開始重視建立和發(fā)展篩分理論。早期的篩分理論形成于50年代初，它是以單個顆粒為研究對象而發(fā)展起來的，一般稱為單顆粒運動理論。該理論系統(tǒng)的描述了振動篩對物料進行拋射式篩分時，單個顆粒的運動情況，進而提出了篩分機特性值。振動篩是我國20年來迅速發(fā)展的新型機械。基于振動篩的三種不同的運動軌跡（圓、直線、橢圓），采用不同的篩分方法，并針對國民經濟中各行業(yè)的特殊需求，產生了各種形式的篩分機械，并在各個工業(yè)部門得到廣泛的應用。振動篩分機械在工程中廣泛應用，對國家的經濟起著重要作用。從目前國外的研究動向看，一方面致力于現(xiàn)存篩分機械的運動分析和結構調整；另一方面瞄準新穎的設計目標。探求合理的結構形式、動力配置和動力學參數(shù)，以便進一步推動振動篩的應用。 綜合國內外篩分機械狀況，篩分機械應向以下幾個方向發(fā)展。 1）篩分機械大型化 篩分機械大型化是提高處理量的方法之一。近十年來，許多國家都在設計大型振動篩，其中其中以西德最為突出。1976年德國已能制造單機處理量為1000噸／時的預先篩分振動機。西德篩子技術公司制造的50m2振動篩，寬5.5m，為了加大激振力，將四個激振器并聯(lián)安裝，篩體用耐疲勞、耐腐蝕能力強的材料制成。兩年多生產實踐證明，其使用效果良好。 2）應用等厚篩分法 等厚篩分法也叫大厚度篩分法，60年代首先出現(xiàn)于法國，70年代初期國外廣泛應用這一種新篩分法。該法的特點是：不管入料中小于篩孔的顆粒所占的 百分比如何，在篩分過程中篩上物料層的厚度保持不變或遞增，而采用普通篩分法時，篩上物料厚度都是遞減的。等厚篩分法目前在我國某些大型選煤廠中使用，其產量約較普通篩分法提高兩倍以上。 3）應用概率篩分法 概率篩方法是瑞典人摩根森首先提出的。這種方法有效地按照概率理論去完成物料篩分的整個過程，它有以下一些特點：由于采用了大篩孔、大傾角和多層篩面，物料入篩后能迅速透篩，同時也克服了普通篩分法中容易堵塞篩孔的缺點，減小了篩面的磨損，提高了單位面積的處理量。適合于篩分水分大和難篩分的細粒級物料。 4)慣性振動篩的迅速發(fā)展 60年代，共振篩曾受到各國重視，發(fā)展很快。但生產實踐證明，它具有結構復雜、機重大、難調整和故障多等缺點。現(xiàn)在德國、日本等已停止制造。與此相反，近幾年來，慣性振動篩，尤其是直線慣性振動篩，由于其性能較好，結構和維護工作都較簡單，故目前得到迅速發(fā)展。  2直線振動篩的總體設計 2. 1 ZK2045直線振動篩的規(guī)格及主要技術參數(shù) 1．篩面規(guī)格 4500mm×2000mm 2．最大進料粒度 250mm 3．處理能力 50～360t/h 4．功率 10KW 5．設備重量 6t 6．振幅 4mm 2. 2 設計的依據(jù)及參考資料 依據(jù)“振動篩設計規(guī)范”的要求，包括振動篩的用途、物料的特性、工作制度、處理能力（處理量）、規(guī)定的粒度、篩分效率（一般在90%以上）、安裝方式、篩面的種類、工作條件（尺寸限制，環(huán)境限制）、振動篩種類。 參考資料包括振動篩設計規(guī)范、篩分設備圖冊、振動篩設計的系列參考圖紙、機械零件設計手冊及其他參考資料。 2. 3 振動篩的工作原理及結構特點 本設備為一臺直線振動篩。振動方向角45°。 篩體上裝有兩組振動器，每組振動器上有兩個偏心塊，兩組振動器都是通過聯(lián)軸器將兩根半軸連接起來并與其右側的電動機連接起來。工作時，四根傳動軸上的偏心塊做高速反向旋轉，從而產生定向慣性力作用于篩體上，使篩體產生具有一定振幅的往復直線運動將篩面上的物料沿作用力方向拋出，從而完成篩分輸料作業(yè)。 工作原理: 　 振動篩工作時，兩電機同步反向旋轉使激振器產生反向激振力，迫使篩 體帶動篩網做縱向運動，使其上的物料受激振力而周期性向前拋出一個射程，從而完成物料篩分作業(yè)。適宜采石場篩分砂石料，也可供選煤、選礦、建材、電力及化工等行業(yè)作產品分級用。 　　振動篩工作部分固定不動，靠物料沿工作面滑動而使物料得到篩分。固定格篩是在選礦廠應用較多的一種，一般用于粗碎或中碎之前的預先篩分。它結構簡單，制造方便。不耗動力、可以直接把礦石卸到篩面上。主要缺點是生產率低、篩分效率低，一般只有50—60%。 振動篩工作面是由橫向排列的一根根滾動軸構成的，軸上有盤子，細粒物料就從滾軸或盤子間的縫隙通過。大塊物料由滾軸帶動向一端移動并從末端排出。選礦廠一般很少用這種篩子。振動篩工作部分為圓筒形，整個篩子繞筒體軸線回轉，軸線在一般情況下裝成不大的傾角。物料從圓筒的一端給入，細級別物料從筒形工作表面的篩孔通過，粗粒物料從圓筒的另一端排出。圓筒篩的轉速很低、工作平穩(wěn)、動力平衡好。但是其篩孔易堵塞、篩分效率低，工作面積小，生產率低。選礦廠很少用它來作篩分設備。振動篩機體是一個平面內擺動或振動。按其平面運動軌跡又分為直線運動、圓周運動、橢圓運動和復雜運動。搖動篩和振動篩屬于這一類。振動篩工作時，兩電機同步反向放置使激振器產生反向激振力，迫使篩體帶動篩網做縱向運動，使其上的物料受激振力而周期性向前拋出一個射程，從而完成物料篩分作業(yè)。搖動篩是以曲柄連桿機構作為傳動部件。電動機通過皮帶和皮帶輪帶動偏心軸回轉，借連桿使機體沿著一定方向作往復運動。 機體運動方向垂直于支桿或懸桿中心線，由于機體的擺動運動，使篩面上的物料以一定的速度向排料端移動，物料同時得到篩分。搖動篩與上述幾種篩子相比，其生產率和篩分效率都比較高。其缺點是動力平衡差。現(xiàn)在選礦廠很少用它，而被結構更合理的振動篩取代。 振動篩的優(yōu)點和工作特點: 振動篩主要由篩箱、激振器、懸掛（或支承）裝置及電動機等組成。電動機經三角皮帶，帶動激振器主軸回轉，由于激振器上不平衡重物的離心慣性力作用，使篩箱獲得振動。改變激振器偏心重，可獲得不同振幅。 振動篩的主要優(yōu)點： 1) 由于篩箱振動強烈，減少了物料堵塞篩孔的現(xiàn)象，使篩子具有較高的篩分效率和生產率。 2) 構造簡單、拆換篩面方便。 3) 篩分每噸物料所消耗的電能少。 工作特點: 1）采用塊偏心作為激振力，激振力強。 2）篩子橫梁與篩箱采用高強度螺栓，結構簡單，維修方便快捷。 3）采用輪胎聯(lián)軸器，柔性連接，運轉平穩(wěn)。 4）采用小振幅，高頻率，大傾角結構，使該機篩分效率高、處理最大、壽命長、電耗低、噪音小。 適用范圍及使用說明: 振動篩的適用范圍十分廣泛，幾乎涉及到生活中的方方面面在加工和制造時都需要用到各種類型的振動篩！ 振動篩主要用于礦山、煤炭、冶煉、建材、耐火材料、輕工、化工、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。 振動篩在選礦廠應用最多，按其傳動機構的不同，又可以分為以下幾種：偏心振動篩、慣性振動篩、自定中心振動篩、共振篩。 使用說明: 1）．獨特之篩網結構設計，方便和快速更換篩網 ( 只需3到5分鐘 ) ，此外此種設計允許使用各種篩網 ( 尼龍、特種龍、PP網 )。 2）．篩機設計；精巧和容易裝配，一人即可操作篩機。 3）．和其他型號篩分設備比較，具較大篩選面積和高效益之處理能力。 4）．其母網完全支撐細網，因此細網可獨得較長之壽命，而降低細網耗材使用，淤長時間 之生產過程可降低諸多成本。 該設備的主要部件有： （1）振動器及傳動裝置是產生激振力及動力的傳遞部件。本部分是采用雙電機傳動四偏心塊自行同步這一傳動方式。 ①振動器由偏心塊、軸承、殼體、密封裝置等組成。為了降低軸承溫升，采用大游隙圓錐滾子軸承。軸承用潤滑脂潤滑。軸承密封用迷宮密封結構。在殼體及端蓋的徑向均設有潤滑脂注油咀。 ②傳動部分包括連接電機與振動器的傳動軸及連接兩組振動器的聯(lián)結軸。傳動電機采用兩個Y132M-4電動機。 （1）篩體：它是由篩框、篩板、篩板緊固裝置，護梁板、側向及進口擋料板等組成。 ①篩框是承力物件。由橫梁、撐梁、大橫梁，與側板、側加強板，加強U型鋼等用高強螺栓連接組成，形成一個堅固的框架結構。 ②篩板：由于篩上物料中有部分大塊礦、內部尚未完全冷卻，有較高溫度，篩板采用鉻錳氮特殊耐熱耐磨鑄鋼制成。篩板的四角部有固定用孔。 ③篩板緊固裝置：由聯(lián)結螺栓、螺母，橡膠彈簧組成，將篩板與橫梁直接連接起來。 ④護梁板：通篩板緊固裝置固定在篩板與衡梁之間，即防止物料對衡梁的沖刷，又起增加橫梁強度的作用。 ⑤側向及進口端護板是防止物料對篩體側板及進口擋料板的沖刷作用。在側向擋料板的下沿，堆焊有碳化鎢合金層，增強耐磨性，延長側向擋料板壽命。 ⑥大橫梁：有法蘭盤及中間聯(lián)結筒體組成。兩組激振器是安裝在大橫梁兩端的軸上。 2. 4 結構設計 2. 4. 1 總體設計 振動篩主要由電機、側板、主橫梁、加強梁、篩網、偏心塊等組成。側板為整塊鋼板，材料主要是Q235。篩框的主要材料是Q235，板材允許用20g鍋爐鋼板代用，從而提高了篩子的可靠性。橫梁為無縫鋼管，各焊件與側板的聯(lián)接均采用了扭剪型高強度螺栓與高強度自鎖尼龍螺母。大橫梁是篩框中聯(lián)結動力源，振動器及篩體的重要結構件，因此承受動力最大，對其強度和剛度要求極高。兩端部聯(lián)結座是鑄鋼件，內部不得有裂紋、夾砂、縮孔等影響強度的缺陷存在。 大橫梁中間的筒體及內部襯套，均由Q235板卷制而成。側加強板、加強型鋼，加強角鋼均應保證型材的平面性和平制度。必要時進行整形。 圖2-1 總裝圖 2. 4. 2 支撐方式與隔振裝置 振動篩的支承方式有吊式和座式兩種，ZK2045振動篩采用座式。振動篩的隔振裝置常用的有螺旋彈簧、板彈簧和橡膠彈簧，根據(jù)振動篩振幅較大的特點，隔振裝置采用橡膠彈簧。振動篩隔振彈簧的主要作用是支撐振動篩機體使機體實現(xiàn)所需要的振動,并減小傳給基礎或結構架的動載荷。在振動篩工作時,隔振彈簧的剛度、重量、自由高度和自振頻率等參數(shù)均會影響振動篩篩箱的振幅及振動軌跡,從而影響篩分效果。 2. 4. 3 篩箱的設計 篩箱是篩子的承載部件，由篩框及固定在它上面的篩面組成。它是由側板，橫撐，加強板和橫梁組合而成。側板是用鋼板制成，利用橫梁將兩塊連接起來，使篩框成整體結構，側板用以傳遞激振力，激振器用螺栓連接在側板上。為了加強側板的剛度。橫梁和橫撐都采用無縫鋼管直接焊接在側板上。螺栓聯(lián)接可以克服采用焊接法引起篩箱易破裂的缺點。 篩箱部件的連接，如橫梁和橫撐原來是焊接在側板上的。但是，這種焊接結構易產生局部應力集中，在工作一定時間后，常常導致破裂。近年來，為提高承載能力都改用鉚釘或螺栓連接。 圖2-2 篩箱 2. 5 ZK2045 振動篩的設計步驟 在設計本振動篩時，根據(jù)資料知物料的處理量為不小于50~360噸/時，物料的物理性質和粒度組成，篩分的方式為（脫水、脫介、分級）和分級的粒度，其它特殊要求(準許占地面積、準許安裝高度、準許動負荷等)。然后確定按以下步驟設計： （1）根據(jù)機器的用途選定采用單軸振動篩或雙軸振動篩。分級一般用單軸振動篩，脫水、脫介一般用雙軸振動篩。 （2）根據(jù)給定的生產率，要求的篩分效率和物料的篩分特性，計算出需要的篩面面積， 取篩孔尺寸為25mm，根據(jù)公式Q=F q計算出振動篩的處理能力。 （3）按物料的跳動狀態(tài)選定拋射強度值，然后選擇設計振動次數(shù)n、篩面傾角α、振動方向角β和物料運動速度等工藝參數(shù)。 （4）根據(jù)技術先進性、經濟合理性和使用可靠性的要求，選擇篩框、篩面、振動器、傳動裝置的結構。初算軸承、軸及傳動裝置的零件強度和電動機功率，畫出部件裝配圖和零件圖。精確設計篩箱、振動器的重量和重心。精確校核振動器的偏心重量。精確設計軸承、軸及傳動裝置的零件強度和電動機功率。 （5）計算隔振彈簧的剛度，然后按最惡劣的工作條件選擇彈簧的許用應力來設計橡膠彈簧。 （6）布置篩箱、振動器和隔振彈簧的相互位置。雙軸振動篩振動器的安裝位置應使激振力的作用線通過篩箱和振動器的總重心。隔振彈簧應等距離布置在總重心兩邊，但不可太靠近兩端，以減小側板壓力。  3振動篩參數(shù)的計算 3. 1工藝參數(shù) 物料運動的平均速度和物料層厚度的計算 對于直線振動篩，物料運動的平均速度可按下式計算： （3-1） 式中：——角速度 ，； ——傾角對平均速度的影響系數(shù)； ——物料厚度影響系數(shù)； ——物料形狀影響系數(shù)； ——滑行運動影響系數(shù)； ——振動方向角 （）。 根據(jù)振動篩設計規(guī)范，查表15得取1.10，查表16得取0.8，查表17得取1.0，取0.8, 本次設計中，安裝傾角選取為5°,振動方向角的選取為45°。 W===100 ， W—回轉軸的角速度。 代入上式得： 根據(jù)表13查得直線振動篩的的物料層厚度h=100mm。 3. 2 運動學參數(shù)的確定 3. 2. 1 安裝傾角的選取 篩面傾角的大小決定于要求的生產率和篩分效率。當篩子的其它參數(shù)確定后，篩面傾角大，則生產率高而篩分效率低；篩面傾角小，則生產率低而篩分效率高。所以當產品質量要求一定時，就應有一個合理的傾角。根據(jù)實踐經驗， 直線振動篩的篩面傾斜角一般取5°。 采用偏心塊直線振動篩的篩面傾斜角取為5°。 本次設計中，安裝傾角選取為5°。 3. 2. 2 振動方向角的選取 雙軸振動篩和共振篩一般接近水平安裝，為了保證物料的移動，必須有振動方向角。振動方向角一般在30～65°范圍內選取。值大，物料拋擲高，篩分效率高，適用于難篩物料。值小，物料運動速度快，生產率高，適用于易篩物料。為了適應各種篩分的需要，目前，雙軸振動篩多采用45°的振動方向角。 本次設計中，振動方向角的選取為45°。 3. 2. 3 拋射強度的選取與振動次數(shù)的計算 根據(jù)振動篩的用途選取，直線振動篩宜選取=2.54.0，難篩物料時取大值，易篩物料取小值；;篩孔小時取大值，篩孔大時取小值。在本設計中取=3.0。 已知振動篩的振幅A=4mm。 直線振動篩的振動頻率ｆ，按下式計算： （3-2） 式中 ——振動頻率 ，HZ； ——拋射強度 ——篩面傾角 ——振動方向角 代入數(shù)據(jù)得：=16 Hz 由振動頻率計算振動篩的振動次數(shù)： =60×16=960次/分 3. 3 動力學參數(shù) 3. 3. 1 參振質量 （3-3） 式中：——篩箱質量，； ——振動器質量，； ——支撐裝置上的彈簧座總質量，； ——聯(lián)軸器及其罩的質量，； ——物料質量，； ——物料結合系數(shù) 取0.2 ——篩面的長度，； ——各層篩面上料層平均厚度的總和，； ——其它參振質量，。 振動篩參振重量計算： 根據(jù)經驗公式： =篩面面積（m2 ）x550-600(kg/ m2)。 其中，ks：單層篩為1。 =2x4.5x550=4950 3. 3. 2 彈簧剛度的計算 彈簧剛度K的選擇應遵循的原則是：使振動篩系統(tǒng)的工作過程中傳給基礎ks的動負荷盡可能的小。 一般地，座式振動篩只要使， 取=5。 對單質量系統(tǒng)： （3-4） 式中： ——系統(tǒng)中彈簧的總剛度，N/m； ——系統(tǒng)的固有頻率，； =（1/3～1/7）； ——振動的圓頻率，; ——篩箱振動次數(shù)，r/min； ——參振質量，kg。 所以彈簧的總剛度為： 3. 3. 3 偏心塊質量和回轉半徑的計算 A=R (3-5) 式中： ——參振質量,Kg； ——偏心塊的組數(shù)； ——每組偏心塊的質量，Kg； R——偏心塊的回轉半徑，mm； 則： R=9.9 一共有兩組偏心塊，每組有兩塊偏心塊。設每塊偏心塊的質量為m。 M R=4.95。 圖 3-1 偏心塊的形狀 根據(jù)常見偏心塊的形狀和計算尺寸得： (3-6) (3-7) 式中： F——偏心塊的激振力，N； m——一個偏心塊的質量，Kg； W——偏心塊轉動的角速度，； B——偏心塊的厚度，m ； ——偏心塊的密度，Kg/； 由后面的軸承可知軸徑=60mm； 軸的材料選用鋼，其密度是7.85Kg/； 根據(jù)優(yōu)化結果：r=90mm，B=90mm，R=190mm。 3. 4. 4 篩箱重心的計算及激振器位置的選擇 a） 鑒于振動篩篩箱的對稱性，重心可在垂直于篩面的縱平面內進行計算，篩寬方面的重心即在篩箱寬度的中間； b）平面坐標系原點的選取盡量與設計基準一致，一般選在篩箱側板左下角， 垂直方向為Y軸，水平方向為X軸。 圖 3—2 零件重心坐標圖 C） 重心計算 （mm） (3-8) （mm） (3-9) 式中： —第個構件的質量，(㎏)； ∑—個構件的質量總和，(㎏)； —第個構件的重心坐標，(mm)。 對于兩層篩網和兩塊側板都是對稱分布，三根橫梁也是對稱分布 所以重心 X=2350mm。 3. 4 電動機的計算選擇 （1）篩分機在負荷狀態(tài)下工作所需功率的計算 振動篩振動消耗的功率 （3-10） 式中： C——阻尼系數(shù)，取0.2； A——最大振幅，mm； N——振動次數(shù)，r/min； 振動篩摩擦消耗的功率 （3-11） 式中：——軸承摩擦系數(shù) 取0.005 d ——軸頸直徑 取0.06m 振動篩在工作狀態(tài)下消耗的功率N （3-12） 式中，——傳動效率 取0.95 （2）電動機的選擇 首先根據(jù)振動篩啟動轉矩大，選擇三相異步電動機；根據(jù)工作環(huán)境塵土大，選擇Y系列封閉式三相異步電動機。因為三相異步電動機效率高，耗電少，性能好，噪聲低，振動小，體積小，重量輕，運行可靠，維修方便，為B級絕緣， 結構為全封閉，能防止灰塵，鐵屑浸入電動機內部。為了獲得較高的啟動轉矩，先低速再高速，所以采用多級調速。 所以選用 Y160L-4電動機 式中: Y ——三相異步電動機； 160——中心高； L——機座長度為長機座； 4——磁極對數(shù)為4對； 電動機的型號Y132M-4兩臺 電動機的轉速 n=960 r/min 電動機的額定功率 7.5 KW （3） 電動機起動轉矩校核 慣性振動篩主要特點是啟動力矩大，故需要校核篩子啟動力矩。所選電動機靜啟動轉矩應滿足： 式中 ——電動機的靜啟動轉矩， ； ——靜轉矩； （3-13） 其中 為偏心塊的組數(shù)； 為每組偏心塊的質量，kg； R為偏心軸的回轉半徑， （3-14） 電動機的額定轉矩： （3-15） 由上式證明 ： 所以，篩機啟動沒有問題。  4.主要零件的設計及計算 4. 1 軸承的選擇和軸的校核 4. 1. 1 軸承的選擇 （1）軸承的受力分析 直線振動篩所用的是偏心塊振動器，有四根半軸，其上裝有偏四個偏心塊，偏心塊旋轉產生強大的激振力，激發(fā)振動篩也使自身振動，因此該軸承受著偏心快旋轉產生的離心力及偏心塊產生的慣性力，軸及偏心塊的自重及，支撐反力和，靜轉矩。當、、方向一致時，軸受力最大。 （2）軸承的受力計算 力及與相比很小，為簡化計算略去不計；力與力方向相反，略去使之偏于安全。這樣軸承上軸向力為零，徑向力為： （4-1） 式中 ——振動的圓頻率，。 （3）軸承的選型計算和壽命校核。 由于激振器結構確定單個激振器采用1個軸承，故每個軸承所承受的當量動負荷為： （4-2） 由于軸承主要承受徑向力作用，也有軸向力作用，綜合考慮，選擇圓錐滾子軸承。 R——徑向載荷，N； A——軸向載荷，N； X——徑向系數(shù)； Ｙ——軸向系數(shù)； 由于，則X＝1，Y=0; 則P=R=40.3KN; 計算軸承的額定動負荷: （4-3） 式中： 為壽命系數(shù)，軸承壽命系數(shù)按一年計算,一年按300天，一天20小時，共6000小時。根據(jù)機械設計手冊-軸承6.2.8可得 軸承壽命系數(shù); 為沖擊載荷系數(shù)：對于強大沖擊取1.8-3.0，根據(jù)機械設計手冊-軸承6.2.10，這里取=2.0； 為速度系數(shù)，轉速為960，根據(jù)機械設計手冊-軸承6.2.9得=0.366； 為溫度系數(shù)，當工作溫度小于時，根據(jù)機械設計手冊6.2.11，=1.0 計算軸承的額定靜負荷： 當量靜載荷 （4-4） ——徑向系數(shù)； ——軸向系數(shù)； 對于圓錐滾子軸承（30000型） =0.5 ， 則=0.550.02=25KN 。 （ 4-5） 式中： ——基本靜載荷計算值，N； ——當量靜載荷，N； ——安全系數(shù)； 對于滾子軸承，其安全系數(shù)取1.2-2.5，這里取2.0 。 則=2.020.15=50.02KN<576.5KN 。 對于額定載荷的計算：應該分別計算額定靜載荷和額定動負荷，取其中較大者選擇軸承。 =576.5KN 軸承的壽命校核： （4-6） ——軸承指數(shù); 對于球軸承=3.0； 對于滾子軸承=。 =26607.6h 壽命大于10000小時，所以符合要求。 4.1.2軸的強度校核 軸是組成機械的一個重要零件。它支承著其他轉動件回轉并傳遞轉矩，同時它又通過軸承和機架聯(lián)接。所有軸上零件都圍繞軸心線作回轉運動。所以，在軸的設計中，不能只考慮軸本身，還必須和軸系零部件的整個結構密切聯(lián)系起來。 軸設計的特點是：在軸系零部件的具體結構未確定之前，軸上力的作用和支點間的跨距無法精確確定，故彎矩大小和分布情況不能求出，因此在軸的設計中，必須把軸的強度計算和軸系零部件結構設計交錯進行，邊畫圖、邊計算、邊修改。 設計軸時應考慮多方面因素和要求，其中，主要問題是軸的選材、結構、強度和剛度。對于高速旋轉地軸還應考慮振動穩(wěn)定性問題。 軸的材料種類很多，設計時主要根據(jù)對軸的強度、剛度、耐磨性等要求，以及為實現(xiàn)這些要求而采用的熱處理方式，同時考慮制造工藝問題加以選用， 力求經濟合理。 軸的常用材料是35、45、50、優(yōu)質碳素鋼，最常用的是45鋼。對于受載較小或不太重要的軸，也可用A 、A 等普通碳素鋼。對于受力較大，軸的尺寸和重量受的限制，以及有某些特殊要求的軸，可采用合金鋼。 本次設計選用45鋼。 根據(jù)振動器的結構，軸的彎矩，扭矩見圖4-1 圖4-1 軸的結構圖 軸材料為45鋼，其許用彎曲應力為： []=95 （4-7） 危險斷面的當量彎矩為： （4-8） 式中： M——彎矩，N； F——偏心塊的離心力，N； L——危險截面到F的距離，m；這里選L=110mm。 ——根據(jù)扭矩性質而定的折合系數(shù)；對不變扭矩取=0.3； T——扭矩，N； N——輸入的功率，； ——軸的轉速，； 代入數(shù)值： 對于不變轉矩=0.3 ；當轉矩脈動變化時=0.