200吨双轴直线振动筛设计毕业设计(编辑修改稿)

200吨双轴直线振动筛设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

连接三种。 铆接结构的尺寸准确而无内应力，对振动负荷有较好的适应能力，但制造工艺繁杂；焊接结构施工简便，但是由河北工程大学毕业设计（论文） 9 于焊缝复杂，内应力大，在强烈的振动负荷下往往发生焊缝开裂甚至造成构件断裂。 焊接结构产生内应力的原因是由于焊接时构件仅在局部地方受热，构件各部分温度变化不均匀，发生不同程度的膨胀和收缩。 因为，焊接时金属受热要膨胀，距焊缝越近的金属膨胀越大，但这些膨胀程度不同的金属 是处在同一个构件上，必然互相牵制和影响。 踞焊缝近的金属在高温下不能自由地伸展，而被周围温度低的金属所阻止，这样温度高的金属就发生了压缩性变形，冷却以后，这部分金属比原先的尺寸要短。 可是，冷却时她由于周围金属的牵制，缩短不能全部实现，造成这部分金属存在拉应力，其他部分金属也发生了与之平衡的压应力。 所以，焊接时金属受热不均匀是使构件产生内应力和变形的原因。 由于这些内应力，就降低了构件承受动负荷的能力。 在强烈的振动下，构件容易在内应力大的地方产生开裂。 根据上述原因，在使用和修理振动筛时，一般不宜在筛箱上焊接辅助 部件，在受力大的地方尤其是不允许的。 如果侧板或横梁上出现裂缝，可以先在裂缝末端钻一个小孔（ 5毫米左右），以防止裂缝发展。 若需要焊接，可以用扁铲将裂缝完全消掉，比较仔细地进行焊接。 所以，在本次设计中对于重要地方的连接采用螺栓连接，螺栓的材料是 35Mn2。 筛面 筛面是筛子的主要工作部件。 其性能的好坏不但影响生产率和筛分效率，而且对延长筛分机的使用寿命，提高作业率和降低生产成本有重大意义。 筛面的材质要具有耐磨损，耐疲劳和耐腐蚀的性质。 用作大快分级筛面时，采用高碳钢。 强烈冲击的筛面，可选用高锰钢制 作。 应用这些材质制作筛面时必须淬火处理，以提高硬度和耐磨效果。 用于脱介，脱水，脱泥等湿式筛分作业时，通常采用不锈钢筛面较适宜。 近年来，随着科学技术的发展，聚氨酯橡胶筛面现实了他的优越性，使用寿命长，不易堵筛筛孔，噪音小，但是价值昂贵。 筛分机对筛面的基本要求是：有足够的强度，最大的有效面积（筛孔总面积与整个面面积之比），耐腐蚀，耐磨损，有最大的开孔率，筛孔不易堵塞，在物料运动时与筛孔相遇的机会较多。 前一种要求影响工作的可靠性和使用寿命，后面三种要求关系到筛子的工作效果。 筛面的开孔率为筛孔总面积与筛面面积的比 值，用百分比来表示。 开孔率越大，颗粒在每次与筛面接触时，透过筛孔的机会就越多，从而可以提高单位面积的生产率和筛分效率。 开孔率与筛孔的形状，筛丝的直径有关，筛丝直径小，开孔率增大，但筛丝太小，强度不够，影响筛面的使用寿命。 （ 1） 筛面种类与选择 条缝筛板广泛地用在煤的脱水、脱泥和脱介质中。 我国选煤厂用条缝筛板的材质有河北工程大学毕业设计（论文） 10 铜和不锈钢（ 1Cr8Ni9）两种。 不锈钢筛板比铜筛板价格高 2～ 3 倍，但是它的强度大、耐磨损，使用寿命比铜筛板高 2～ 3 倍，脱水和脱介的效果也较好。 所以从减轻检修工作量、提高筛分效果来看，应用不锈钢 筛板比较有利。 筛网突出的优点是开孔率大，可达总筛网面积的 70%。 但是与筛板比较，使用寿命较差，所以一般只用在细颗粒的分级上。 在选煤厂往往用于筛孔小于 30mm 的煤炭分级。 筛网一般利用筛框两边的特制夹板从横向拉紧。 筛网拉紧可提高其使用寿命，所以工作中应经常注意它的张紧程度。 筛板是最牢固的一种筛面。 主要用在大块物料的筛分上。 根据一般选煤厂使用的经验，筛孔在 25 mm 以上的大块分级，应当采用筛板，这样筛面的寿命较长，对筛分效率都影响不大。 筛板的开孔率一般为 40%左右。 常用的筛面有筛板、筛网、条缝筛和网状丝布四种，前两种主要用在煤炭的分级筛分上；后两种用在洗煤厂的脱水、脱泥和脱介质中。 正确地选用和筛面，就能提高筛分效果和工作的可靠性，从而发挥筛子的应有能力。 对于筛条式的筛板，很多时候是筛条并无磨损或磨损不严重，但由于穿条圆孔不规整，筛条和穿条松动，在工作中产生冲击，使穿条断裂，最后导致筛板损坏。 为了避免穿条的断裂，可以提高穿条的材质，采用能承受一定反复 载荷的弹簧丝（如 60Si2Mn 钢丝或中碳钢丝）。 也可采用一些措施来避免穿条和筛条的相对运动，如在筛板的两头筛条下边另焊角钢；将穿条两头铆死或焊死；在穿条圆圈处将筛条焊在一起等。 这些都能有效地增加筛板的使用寿命。 网状丝布一般用于煤泥脱水，它类似编织粗布，开孔率可达 40～ 50%。 网状丝布的种类很多，常用的材质有不锈钢、紫铜、磷铜、黄铜和尼龙等。 丝布的材质对其使用寿命影响很大，当用作煤泥或末精煤脱水时，铜丝布大约只能使用两个月，而不锈钢和尼龙丝布的强度较大、耐磨，使用的寿命比铜丝布高约三倍。 尼龙丝布遇水有微小的 膨胀，伸长性较大当松弛而出现小窝，同时亲水性也比不锈钢丝布大些，所以泄水效率低，在使用尼龙丝布时，最好选用稍大一些的筛孔。 冲孔钢板固定就是把丝布直接固定在冲孔钢板上，为了防止螺栓把丝布磨损，在丝布上可垫以薄橡皮。 （ 2） 筛面的固定 为了保证筛面工作的可靠性，筛面固定的方法，也有很大的影响能力，这对金属丝或金属条所制成的筛面表现得尤为突出。 因为如果筛网的固定比较松弛， 筛子振动时，筛网就要产生局部振动，使筛子产生局部的挠曲，严重时要导致筛丝的断裂。 通常钢丝只能承受 1～ 2 百万次的反复弯曲，假设由于筛网固定松 弛而使钢丝弯曲变形的频率等于筛箱的振动频率（设为 1000 次 /分），则钢丝只要工作 2020 分钟（即 33 小时），就可河北工程大学毕业设计（论文） 11 达到疲劳极限。 可见正确的筛面的固定方法，使筛面工作中不会松动同样具有重要的意义。 归纳起来筛面的固定方法有以下四种：木楔压紧，钩拉张紧，螺栓固定和斜板压紧。 （ 3） 木楔压紧 冲孔筛板和条缝筛面可用木楔将筛面固定在筛帮上。 在筛箱两侧壁上，对称的焊接两条长角钢，在其上方间隔一定距离焊接一段短角刚，并与长角钢各成倾斜。 筛面支撑 在两角钢之间，用木楔和木条压紧。 木楔遇水后膨胀，可以把筛面压的很紧，此方法简单可靠，更换筛面方便。 （ 4） 拉钩张紧 对编制筛网或厚度小于 6mm 的筛板，可以将筛板或筛网末端弯成钩形；如果筛丝直径小，则用薄钢板与橡胶垫把筛网边缘包住，在弯成钩形，然后在用拉钩及螺栓固定。 （ 5） 螺栓压紧 螺栓的形式以前常用 U形，这种结构简单，可靠，但拆除麻烦。 近年来改用 J形螺栓，较 U 形螺栓使用方便。 直接用螺栓将筛面压紧在筛框上的连接方式适用于筛丝较粗大的编制筛网，以及厚度大于 8mm 的筛板，棒条筛面，橡胶筛面和其他筛面的中部固定。 （ 6） 斜板压紧 筛面铺设在框架上，框架可以用角钢或扁钢制成。 在框架上可以铺设具有一定刚性的筛面，例如冲孔筛板、条缝筛板、压焊的格条筛板、钢丝编织筛网以及各种形式的塑料筛面等。 钢制筛面则与框架铸在一起。 筛面的标准长度是 3600mm。 宽度是1800mm。 筛板用螺栓 夹座固定在横梁上，在螺栓夹座上有硫化橡胶垫（图 2－ 3）。 该方法是通过筛框两侧帮上的螺栓、斜板等将筛面两边固定在筛框上通常用于中等粒级筛分的薄钢板冲孔筛面、橡胶和聚安脂筛板的固定。 与其它固定筛板的方法相比，这种筛板与横梁的连接方式具有下列优点： （ 1）全部固定螺栓从筛板上放入、旋紧。 （ 2）因为螺栓放在橡胶垫内，可避免磨损。 河北工程大学毕业设计（论文） 12 图 2－ 3螺栓夹座固定筛面结构简图 激振器 激振器是一个长轴和一个短轴带动偏心块的组合体，两个轴用齿轮传动连接在 一起，每跟轴上安装有两个偏心块，见 24图。 轴承的不平衡重块由两部分组成：主要不平衡重块固定在轴上；可调不平衡重块用螺栓固定在主要不平衡重块上。 改变可调不平衡重块的位置，可使惯性力的调整范围为最大惯性力的 15~ 100％。 这就可根据实际生产需要，把筛子调整到适当的工作条件，而不必改变筛子的转数。 激振器的结构特点： （ 1）产生惯性力的不平衡重块装在一个刚性极大的轴上，因此可采用承载能力极大的滚柱轴承。 （ 2）采用滚珠轴承可简化 润滑系统，因为其它轴承需要用昂贵的循环润滑油，而滚珠轴承只需通过润滑孔或集中注油器加油，或是用油脂润滑，简单而便宜。 （ 3）由于激振器比较大，重量比较高，所以需要安装在横梁上，这样才会使其受力状况良好。 （ 4）激振器是可拆卸的。 当轴承损坏时，可拆下整个激振器更换。 （ 5）偏心轮成对布置在箱体外，便于调整偏心轮上的配重，从而调节筛箱振幅，还可避免偏心轮回转时撞击箱内润滑油，引起发热。 （ 6）箱体作成整体式，没有剖分面，承受较大的激振力时比较合理，制造简单，河北工程大学毕业设计（论文） 13 但拆装比较困难。 2— 4 图为本设计方案的激振器结构简图 支撑形式与隔振装置 振动筛的支撑方式有吊式和座式两种。 吊式采用的吊挂装置包括螺旋形压缩弹簧，钢丝绳，防摆锤，吊环，钢绳卡等零部件。 筛子通过四组吊挂装置吊挂在上层楼板上。 改变钢丝绳的长度可以调整筛面倾角。 防百锤安装在钢丝绳的上方，起作用是防止筛箱产生横向摆动。 筛子工作时产生横向摆动是难免的，这是因为钢丝绳有其自振频率，当筛子工作频率等于钢丝绳的自振频率时，就要发生共振，此时钢丝绳就会产生强烈的偏摆，筛箱发生不稳定的共振。 为了避免此现象，可以改 变防摆配重在绳上的位置，来改变钢丝绳的自振频率，防止共振现象产生，达到防摆目的。 如果钢丝绳的长度比较短，即在 1250mm 以内时，也可不设防摆锤。 座式结构的地层隔振装置采用刚度大的弹簧，它的作用有： （ 1）系统的固有频率为弹簧刚度与参振质量的函数，当筛子质量确定后，振动的固有频率就取决与弹簧的刚度。 因此弹簧的刚度决定着弹性系统的工作状态和筛分机工作的稳定性。 河北工程大学毕业设计（论文） 14 （ 2）弹簧刚度大，传给基础动负荷亦大。 因此，适当的选择弹簧的刚度，可以 减小传给基础的动负荷。 隔振装置中的弹性元件有金属螺旋弹簧，橡胶弹簧，符合弹簧和充气弹簧等多种形式。 在本设计中，选用橡胶弹簧装置。 河北工程大学毕业设计（论文） 15 第三章 设计计算 双轴直线振动筛的 各个工艺 参数 振动筛的工艺参数是指振幅、频率、振动方向角、筛面倾角、筛面长度、宽度和生产能力等。 这些参数通常是根据物料的运动状态来选取。 物料的运动状态决定了筛分机的筛分效果和生产能力。 在振动筛面上聚集的颗粒大小不同，形状各异的碎散物料群，只有下层物料与筛 面接触，其余的只是间接的受到振动筛的影响，他们既各自独立运动，又相互干扰。 因此，物料在振动筛面上的运动是复杂的。 为了寻找筛分机各工艺参数与物料运动状态之间的关系，直到 1950 年克洛克豪斯博士提出了单个颗粒在振动筛面上的运动理论。 这种纯理论性的分析方法，可以提供定性的结果，在实际应用中，在考虑一些实际影响因素后，有些结论还是有价值的，并为振动筛设计所应用。 （ 1） 筛面的运动方程 直线振动筛的筛面是沿着振动方向作简谐振动，筛面的位移方程式可用下式表示： tAAS  s ins in  （ ） 式中 S—— 筛面移动的位移； A—— 筛面的振幅；  —— 激振器轴回转相位角， t ；  —— 轴的回转角速度； t —— 时间 筛面运动时的唯一，速度和加速度分别等于在平行于筛面的 x方向和垂直于筛面的y 方向的分量。 直线振动面上的物料运动分析 振动筛均采用抛掷状态下工作，故就抛掷运动的理论加以研究。 筛面以不同的振次和振幅作连续振动时，筛面上的颗粒可能出项正向滑动，反向滑动和跳动等不同的运动状态。 物料颗粒在直线振动筛面上的受力情况如图 5— 6 所示，筛面倾斜安装，与水平面夹角为  ，筛面沿 S方向振动，当 筛分机工作时，作用在颗粒上里的平衡方程式可表河北工程大学毕业设计（论文） 16 示为： NGmA   c o ss ins in2 （ ） FGmA   s ins inco s2 （ ） αα 3— 1 图物料的运动分析 式中 N—— 筛面对物料的法向反力 F—— 筛面对物料的静摩擦力 颗粒抛掷运动的条件：颗粒给筛面 的正压力 N=0 所以：  c o ss i ns i n2 mgmA d  消去 m ，得 物料的抛掷指数 ，因此，由上式可知 （ ） 抛掷指数 vK 对设计的影响 物料开始与筛面一起运动，当相位角 d 时，物料开始跳离筛面 ，接着物料按抛物线运动轨迹向前运动，直至 z (其中 z 为跳动终止角 )时，物料落回到筛面上，又ααdVK sin1dgA  s in1c o ss i。