康绍鹏的说明书.doc

河北工程大学毕业设计（论文） 1 摘摘 要要 振动筛作为选煤厂的关键设备而获得广泛应用,用来对煤炭进行分级,或对精煤及末煤 进行脱水或脱介,有时也用于除泥等工作。就煤炭加工而言，筛分技术处于重要地位。 这次设计是在振动筛进行动力学分析计算的基础上，对振动筛的主要零部件进行了 设计计算，其中包括振幅及振动频率的选择、筛面倾斜角的确定、振动筛主轴设计计 算、振动筛底座弹簧设计计算，根据计算结果，对双轴直线振动筛进行了零部件设计， 包括振动筛总体设计、激振器设计、筛箱设计、电机选择等、设计的振动筛满足了设 计任务的要求，本振动筛具有结构简单，使用维护方便的特点，使振动筛在使用过程中 更加安全、可靠与实用。 由于振动筛的工作条件限制，激振器中齿轮设计为封闭式结构，使用润滑油润滑， 这样提高了传动的稳定性和工作可靠，为了有较好的通用性，设计中的零部件都采用标 准件。 关键词振动筛 激振器 结构设计 可靠 河北工程大学毕业设计（论文） 2 Abstract As the key equipment sieve coal and widely used for classifying in coal, coal, coal and or to dewater, sometimes or demedium for desilt etc.On coal processing, the screening technology is an important position. Based on the vibrating screen for the Dynamic Analysis calculated on the basis of the vibrating screen for the main parts of the design include Vibration amplitude and frequency of choice, screen surface tilt angle of vibration sieve spindle design, riddler Cradle spring design, according to results of biaxial Linear Shaker parts of the design, including riddler design, vibration design, screen box design, the electrical choice, Design of the vibrating screen designed to meet the mission requirements, the vibrating screen with simple structure, the use of the convenient maintenance features, riddler make in the course of more secure, reliable and practical. Riddler into account the working conditions are relatively poor and exciter gear designed as closed-end structure, the use of lubricating oil, The drive to improve the stability, reliability, in order to have better general, the design of components used standard parts. Keywords Vibrating Screen Vibrator Structural Design Reliable 河北工程大学毕业设计（论文） 1 摘摘 要要...........................................................................................................1 ABSTRACT.................................................................................................2 第第 1 章．绪论章．绪论...............................................................................................1 1.11.1 背景和我国筛分机技术的发展背景和我国筛分机技术的发展 ............................................................................1 1 1.21.2 振动筛在实际生产中的用途振动筛在实际生产中的用途 ..............................................................................3 3 1.31.3 振动筛的工作原理、分类及特点振动筛的工作原理、分类及特点 ........................................................................3 3 1.3.1 振动筛的工作原理............................................3 1.3.2 振动筛的分类 ...............................................4 第第 2 章．振动筛特点及其总体分析章．振动筛特点及其总体分析...........................................................7 2.12.1 结构特点结构特点 ................................................................................................................7 7 2.22.2 筛箱及其筛面筛箱及其筛面 ........................................................................................................7 7 2.2.1 筛箱........................................................7 2.2.2 筛面分类及其固定方法.......................................10 2.32.3 激振器激振器 ..................................................................................................................1414 第第 3 章、双轴直线振动筛动力学分析及参数的设计计算章、双轴直线振动筛动力学分析及参数的设计计算.....................15 3.13.1 已知数据已知数据 ..............................................................................................................1515 3.1.1 振动筛处理量...............................................15 3.1.2 抛射强度 Kv ................................................15 3.1.3 双轴直线振动筛振幅 A .......................................15 3.1.4 筛面倾角 a .................................................16 3.1.5 振动方向角 B...............................................16 3.1.6 筛下物最大颗粒.............................................16 3.1.7 物料层厚度 ................................................16 3.1.8 筛分方式...................................................16 3.23.2 设计计算步骤设计计算步骤 ......................................................................................................1717 3.2.1 振动筛的选取...............................................17 3.2.2 计算振动筛筛面面积.........................................17 河北工程大学毕业设计（论文） 2 3.2.3 振动次数的计算.............................................17 3.2.4 物料运动速度的计算.........................................17 3.2.5 验算生产率.................................................18 3.2.6 估算振动筛的重量...........................................18 3.2.7 激振器偏心块的质量及其偏心距的确定.........................18 3.2.8 隔振弹簧刚度的确定.........................................19 3.2.9 筛箱的设计.................................................20 3.2.10 电动机功率计算与电机的选择................................20 3.33.3 圆柱形螺旋压缩弹簧的计算圆柱形螺旋压缩弹簧的计算 ..............................................................................2121 3.3.1 弹簧材料和直径.............................................22 3.3.2 弹簧的刚度和变形计算.......................................22 3.3.3 弹簧特性校核...............................................24 3.3.4 结构参数的计算.............................................24 3.3.5 疲劳强度校核...............................................25 3.3.6 稳定性计算.................................................26 3.43.4 轴的计算与设计轴的计算与设计 ..................................................................................................2626 3.4.1 初步估算轴的最小直径.......................................26 3.53.5 带和带轮的设计带和带轮的设计..................................................................................................2929 3.5.1 V 型带的设计...............................................29 3.5.2 带轮的设计.................................................32 3.63.6 齿轮的设计齿轮的设计 ..........................................................................................................3535 3.6.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数.........................35 3.6.2 齿面接触强度设计...........................................35 3.6.3 按齿根弯曲强度计算设计.....................................37 3.73.7 横梁的设计计算横梁的设计计算 ..................................................................................................3838 3.83.8 螺栓夹座的设计螺栓夹座的设计 ..................................................................................................3838 3.93.9 铸造法兰的设计铸造法兰的设计 ..................................................................................................3939 3.103.10 横撑的设计横撑的设计 ........................................................................................................4040 3.113.11 轴承压盖的设计计算轴承压盖的设计计算 ........................................................................................4040 3.123.12 轴承座的设计计算轴承座的设计计算 ............................................................................................4141 3.133.13 偏心块的设计与计算偏心块的设计与计算 ........................................................................................4141 河北工程大学毕业设计（论文） 3 3.143.14 联轴器的选择联轴器的选择 ....................................................................................................4343 3.14.1 类型选择..................................................43 3.14.2 规格的选择与计算..........................................43 3.153.15 键的选择键的选择 ............................................................................................................4444 3.15.1 轴与偏心块连接处键的选择..................................44 3.15.2 轴与联轴器连接处键的选择..................................44 3.15.3 电动机与小带轮相连接处键的尺寸............................44 3.15.4 主动轴、末端轴与联轴器相连接处键的尺寸....................44 3.163.16 螺栓的强度校核螺栓的强度校核 ................................................................................................4444 3.16.1 横撑与筛板连接处螺栓的强度校核............................44 第第 4 章章 振动筛的动力学分析振动筛的动力学分析.................................................................45 4.14.1 振动筛上物料的运动分析和工艺参数的选择振动筛上物料的运动分析和工艺参数的选择 ..................................................4545 4.24.2 圆运动振动筛的动力学分析圆运动振动筛的动力学分析 ..............................................................................4646 4.2.1 惯性振动筛动力学参数的计算.................................46 4.34.3 振动筛的运动分析振动筛的运动分析 ..............................................................................................4949 4.44.4 抛掷指数抛掷指数 K KV V的讨论的讨论 ............................................................................................5555 第第 5 章章 维护、保养及故障排除维护、保养及故障排除...............................................................58 5.15.1 安装及调试安装及调试 ..........................................................................................................5858 5.1.1 安装前的准备 ..............................................58 5.1.2 安装与调整 ................................................59 5.25.2 操作规程操作规程..............................................................................................................5959 5.35.3 维护与检修维护与检修..........................................................................................................6060 5.3.1 定期检查包括周检和月检。...................................60 5.3.2 修理 ......................................................61 5.45.4 常见故障处理常见故障处理......................................................................................................6161 第第 6 章章 结论结论...............................................................................................63 参考文献参考文献.....................................................................................................64 河北工程大学毕业设计（论文） 4 谢词谢词.............................................................................................................65 河北工程大学毕业设计（论文） 1 第第 1 章章 绪论绪论 1.1 背景和我国筛分机技术的发展背景和我国筛分机技术的发展 由于科技快速发展和社会快速进步，人们对各种商品的需求也越来越精细，质量 越来越高。振动筛的技术在制造业上也有更高的要求，从最古老式的筛分机到现在最 受欢迎的产品已经经过了很多代的转变，现在国外的许多国家在这方面的研究相对我 国来说已经是遥遥领先，像美国，德国，日本等等这些发达国家，在振动筛的技术研 究方面比我国早好几十年，为了满足振动筛在国民经济中的各行业中高速发展，加快 振动筛的发展进度。 随着改革的不断深入，国家不断加大基础建设的投资，冶金、能源、交通、水电 行业新建项目和技术改造项目不断增加，在推动机械工业发展的同时，筛分机械制造 业呈现新的亮点。自建国以来，我国筛分机械的发展经历了几个阶段。五十年代初至 六十年代中期，主要是从前苏联和波兰引进，并部分防制了偏心式和单惯性式圆振动 筛。如苏制陀旋筛，万能吊筛；波制 WK 型纯振动筛等。 从 60 年代中期我国开始独立研制，主要成果有 DD 系列、ZD 系列单轴振动筛和、 ZS、DS 系列双轴振动筛、 2 15m 和 2 30m 共振动筛。至此我国初步掌握研究、设计和制 造复杂结构的中型、大型振动筛技术。自 80 年代初期以后，我国全面的走上了开放的 道路，先后引进了范各庄、兴隆庄、钱家营、西曲、晋阳、安太堡等选煤厂的全套工 艺设备其中筛分机械有VSK 型、VSL 型振动筛， 1 WK 型筛分机， 1 PWK 等厚机， 1 PWK 系列脱水筛，DSM 型弧形筛 OSO 型旋流筛等，这些外来产品极大的丰富了我国 筛分机械种类。促进了我国筛分机械种类的进一步发展。非金属筛网，块偏心激振器， 虎克铆钉连接技术等新材料、新技术、新工艺，在我国得到了广泛应用。 在引进和吸收外来技术的基础上，我国生产了新型圆振动筛（如 YK 和 YR 系列） 和新型直线振动筛（ZK 和 ZKX 系列） 。为了解决潮湿细粒物料在干法筛分作业中效率 低的问题，开发研制了许多新型筛分机，如概率筛、等厚筛、琴弦筛、离心筛、弦张 筛和强化筛等。湿法细筛的研制技术也取得了长足的进展，新型高效的振动有电磁振 动旋流筛，可翻转弧形筛，高频振动筛。 于此同时，我国筛分电机械的制造水平也有了很大的提高。目前一些国有大中型 河北工程大学毕业设计（论文） 2 制造厂设有研究所、对制造工艺、材料和零部件进行专门研究，在新产品开发方面也 具有较强的能力，生产中广泛采用先进设备和工艺，如精密镗床，数控车床和数控切 割机； 2 CO 气体保护焊、自动埋弧焊和喷丸预处理；安国标、部标对重要零部件和整 机进行检测和试验，等等。 目前我国筛分机械的生产已形成较大规模，主要生产厂家有 30 多个，可供应 200 多个品种，年累计产量 2000 台左右，产值近亿元，基本上满足了各部门对筛分机械的 要求。 虽然我国筛分设备制造企业虽然很多，但是真正具备实力的不多，特别是大型筛 分机械的设计和工艺水平都远落后于国外先进水平，目前国内具有独立研究开发新产 品能力的企业，如鞍矿、太行等，在产品设计制造水平上，大约只有 4 家企业的机械 装备和工艺水平真正具备制造较大筛分机械的能力。其中鞍矿、太行基本上已经采用 了 CAD 计算机辅助设计和数控切割机、大型退火窑、喷砂处理等设备和工艺。特别是 太行从日本引进的两台机械设备加工中心，焊接机器人及即将完成的数控龙门钻床， 把国内筛分机械制造水平提升到一个新的高度。 由于整体水平的落后，国内从国外诺德博格和苏维达纳等公司引进成套设备的同 时，也引进了不少振动给料机和筛分设备。这些设备为不锈钢制成，设备虽小巧，但 技术含量不算太高，国内有些企业已具备完成这类筛机的制造。现国内个别地区的筛 分企业，为了进一步将产品做大做强，在不断追求高品质产品的同时，更希望政府给 予大力支持。 目前国内新乡、鞍山两个地区的筛分机械产值约占全国总产值的 50％左右，特别 是股份制、民营企业发展很快。在西部地区，现在还没有一家有规模的筛分设备制造 企业，而且西部开发用的筛分设备均是从东部采购的。 总体来说，国外产品，技术可靠，但价格昂贵。国内国有企业虽然在大型筛上比 私营企业稍高点，但技术水平上较国外有大的距离。对于小型私营企业在成本上有一 定的优势，所以这类筛的市场基本被他们所占有。 装备水平，工艺技术和企业管理落后是影响我们筛分设备制造业发展的重要因素， 筛分机械产品几十年一贯制的现状，严重阻碍了企业高效率地参与两个市场的竞争。 国际市场的竞争， （国外先进的筛机制造商德国申克和 KHD 公司等必定会深入中国市 场）不仅是速度和数量的较量，更重要的是科学技术的较量。 河北工程大学毕业设计（论文） 3 1.2 振动筛在实际生产中的用途振动筛在实际生产中的用途 在当今社会中，有很多行业运用到振动筛，如冶金、煤炭、化工等许多工业 部门，在煤炭工业部门更是尤为重要，在振动筛应用于选矿厂和选煤厂中,对矿石进行 预先筛分、检查筛分或在线检查筛分；也用来对磨矿机的产品进行分级,它对提高精矿 品位有重要的意义。在烧结厂,振动筛用来对热烧结矿和冷烧结矿进行筛分,前者称为热 矿筛,而后者称为冷矿筛。此外,也用于焦碳的筛分。在机械工业部门,振动筛用于铸造工 厂,对铸造用砂进行筛分；在砂轮厂,筛机用于磨料的分级。在水利电力工业部门,振动筛 用于火力发电厂中对煤炭进行预先筛分；在水电站的建设工作中,常用来对砂石进行分 级。在建筑与建材工业部门,振动筛与概率筛用来对建筑用砂石进行分级。在铁道工业 部门,振动筛常用来对铁路石渣进行清砂与除泥。在轻工与化工部门，轻工和化工原料 及产品的筛分工作中,振动筛是一种不可缺少的设备。在其它工业部门,筛分机械也有广 泛的应用。 随着社会科技的进一步发展,人们对筛分机的品种与质量提出了更高的要求,目前它 正处在迅速发展过程中。 1.3 振动筛的工作原理、分类及特点振动筛的工作原理、分类及特点 1.3.1 振动筛的工作原理振动筛的工作原理 直线振动筛采用电动机驱动,当电机通电时，其偏心块所产生的激振力在平行于电 机轴线的方向相互抵消，在垂直于电机轴的方向叠为一合力，因此筛机的运动轨迹为 一直线。其电机轴相对筛面有一倾角，在激振力和物料自重力的合力作用下，物料在 筛面上被抛起跳跃式向前作直线运动，从而达到对物料进行筛选和分级的目的。 可用 于流水线中实现自动化作业。具有能耗低、效率高、结构简单、易维修、全封闭结构 无粉尘溢散的特点。最高筛分目数 325 目，可筛分出 7 种不同粒度的物料。 将颗粒大小不同的碎散物料群,多次通过均匀布孔的单层或多层筛面,分成若干不同 级别的过程成为筛分。理论上大于筛孔的颗粒留在筛面上,称为该筛面的筛上物,小于筛 孔的颗粒透过筛孔,称为该筛面的筛下物。 碎散物料的筛分过程,可以看作由两个阶段组成一是小于筛孔尺寸的细颗粒通过粗 颗粒所组成的物料层到达筛面；二是细颗粒透过筛孔。要想完成上述两个过程,必须具 备最基本的条件,就是物料和筛面之间要存在着相对运动。为此,筛箱应具有适当的运动 河北工程大学毕业设计（论文） 4 特性,一方面使筛面上的物料层成为松散状态；另一方面,使堵在筛孔上的粗颗粒闪开,保 持细颗粒透筛之路畅通。 实际的筛分过程是大量粒度大小不同,粗细混杂的碎散物料进入筛面后,只有一部分 颗粒与筛面接触,而在接触筛面的这部分物料中,不全是小于筛孔的细粒,大部分小于筛孔 尺寸的颗粒,分布在整个料层的各处。由于筛箱的振动,筛上物料层被松散,使大颗粒本来 就存在的间隙被进一步扩大,小颗粒乘机穿过间隙,转移到下层或运输机上。由于小颗粒 间隙小,大颗粒并不能穿过,因此,大颗粒在运动中,位置不断升高。于是原来杂乱无章排 列的颗粒群发生了分离,即按颗粒大小进行了分层,形成了小颗粒在下,粗颗粒居上的排列 规则。到达筛面的细颗粒,小于筛孔者透筛,最终实现了粗、细粒分离,完成筛分过程。然 而，充分的分离是没有的，在筛分时，一般都有一部分筛下物留在筛上物中。 细粒透筛时，虽然颗粒都小于筛孔，但它们透筛的难易程度不同，和筛孔相比， 颗粒越易，和筛孔尺寸相近的颗粒，透筛就较难，透过筛面下层的颗粒间隙就更难。 振动筛一般分为三大类为圆运动振动筛、直线运动振动筛和共振筛。 1.3.2 振动筛振动筛的分类的分类 1.圆运动振动筛 圆运动振动筛是利用单轴不平衡重块激振器使筛箱振动的筛子，其运动轨迹一般 为圆形或椭圆形。它与直线振动筛相比，具有结构简单、造价低廉和维修工作量少等 优点，因而普遍用于选煤厂的预先筛分、准备筛分以及脱水工作。 圆运动振动筛可分为简单惯性振动筛和自定中心振动筛两种。 （1）简单惯性振动筛 这种振动筛的特点是激振器的轴和皮带轮参与振动，简单惯性振动筛的优点是结 构简单、容易制造。他的缺点是由于皮带轮与筛箱一起振动，无论电动机在任何角度 安装都不能避免皮带轮转动中心距的反复变化，从而引起三角皮带的反复伸缩，大大 影响其使用寿命。 （2）自定中心振动筛 当筛子转动时，自定中心振动筛的三角皮带轮不与筛箱一起振动。这种筛子的优 点是传动皮带寿命较长，工作稳定。 2.惯性振动筛 振动筛按振动频率是否接近或远离共振频率分为共振筛和惯性振动筛。 河北工程大学毕业设计（论文） 5 振动筛按激振器产生激力的原理不同，可分为偏心振动筛（也叫半振动筛） 、惯性 振动筛和电磁振动筛。 目前，将振动筛按筛面工作时运动轨迹的特点，分为圆运动振动筛（简称圆振动 筛）和直线运动振动筛（简称直线振动筛） 。 3.直线振动筛 直线振动筛又叫双轴惯性振动筛.激振器两轴上的偏心质量和偏心距均相等，并且 以 y-y 轴线为对称，y-y 轴线通过筛箱的质心。两轴作同步反向回转时，每一瞬时两轴 上偏心质量所产生的离心惯性力，沿 x-x 方向的分力总是相抵消，而沿 y-y 方向的分力 总是相互叠加，这就形成了单一的 y-y 方向的简谐力。该力作用在筛箱上，驱动筛箱 作轨迹为直线的往复振动。当双不平衡重的质量运转到图中（a）和（c）的位置时， 所产 图 1.1 轴承偏心式自定中心振动筛 1筛箱 2轴承 3偏心部分 4主轴 5弹簧 6不平衡重块 7飞轮 8皮带轮 生的离心惯性力是完全叠加的，激振力达到最大值;当转到（b）和（d）的位置时， 它们的离心惯性力完全抵消，激振力为零。如图 12 所示 河北工程大学毕业设计（论文） 6 图 12 为直线振动筛的工作原理简图 由此可以求出双不平衡重产生的激振力随时间变化的函数关系式 2 0 sin y Pm rt （1－1）  trmsin 2 0 tPsin 式中 ，m不平衡重的质量和，   0 mm ，单位为 Kg ； P不平衡重块所产生的激振力，单位为N； T转动时间，单位为s； r不平衡重质心回转半径, 单位为m； 不平衡重的回转角速度，单位为 srad ； y P 在振动方向上的激振力, 单位为N； 0 m 每个偏心块的质量，单位为 Kg 。 由上式可见，双轴惯性激阵器，当作同步反向回转的时候，产生定向的简谐力， 此力通过筛箱的质心，使筛箱作定向往复直线振动。 直线式振动筛和圆运动振动筛相比，具有下列优点 （1）直线振动筛的动力平衡与物料在筛面上的运动状况较好。 河北工程大学毕业设计（论文） 7 （2）物料在筛面上的移动不是依靠筛子的激振力，故筛面一般水平安装，所占厂 房高度较低。 （3）由于筛箱运动中有较大的加速度，所以特别适合于煤炭的脱水、脱泥和脱介。 当然，也用于物料的分级。 直线式振动筛激振器由于激振器与筛面呈  45 倾角，故筛面上物料的抛射角为  45 。 物料在抛起时被松散，在与筛面相遇撞击时水和小于筛孔的颗粒透筛，从而实现脱水、 脱泥、脱介和分级。 直线振动筛的激振器分为箱式和筒式两种。这种激振器的主要区别在于轴的长短 和不平衡重的形式箱式激振器采用带偏心块的短轴；筒式激振器则采用长偏心轴。 第第 2 章．振动筛特点及其总体分析章．振动筛特点及其总体分析 2.1 结构特点结构特点 我这里设计的振动筛是电动机直接传动的简单惯性振动筛。筛子的两侧各有一个 激振器。两激振器之间以及激振器与电动机之间都用十字轴式万象联轴器。若需要筛 分面积大时，可使两筛子并联工作。此时，两台筛子之间用十字轴式万象联轴器连接， 并将两台筛子的不平衡重块相差  180 安装， ，这样，可节省电动机的台数和功率，增加 筛子停车时的稳定性，减少占地面积。 2.2 筛箱及其筛面筛箱及其筛面 2.2.1 筛箱筛箱 筛箱是筛子的成载部件，由筛框及固定在它上面的筛面组成。它是由侧板 1、横撑 2、加强板 3 和横梁 4 组合而成。侧板是用钢板制成，利用横梁将两块连接起来，使筛 框成整体结构，侧板用以传递激振力，激振器用螺栓连接在侧板上。为了加强侧板的 刚度，在侧板两侧采用双层的钢板，并在适当部位铆接角钢补强。横梁和横撑都采用 无缝钢管，并用角钢和法兰盘分别用螺栓固定在侧板上。筛面放置在侧板内侧的角钢 上，并用压板和木楔块将它紧固。下层筛钢放置在横梁的上面，用卡板拉紧。后板中 间有能拆卸的后盖板，供清洗或检修筛面用。 河北工程大学毕业设计（论文） 8 图 2－1 双轴直线振动筛简图 由于筛子是在高频率振动下工作，筛框不仅承受筛分物料的重量，而且还要承受 激振力。因此，筛框的结构要牢固，不但要有足够的强度，还要有足够的钢度，使筛 框不致因发生变形而损坏。对于大面积的振动筛，这个问题更加重要。 给料溜槽和排料溜槽用螺栓固定在筛帮上