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1、 摘 要 對雙軸直線振動篩進行分析，從整體布局到個別零件的選用都進行了設計，包括篩箱，篩面的設計和固定，激振器的形狀，支撐方案等等，還包括軸、偏心塊等零件的設計。采用雙電機帶動使得兩個軸上的偏心塊同步，另一方面采用了座式結構，淘汰了以往懸掛式的方式，使得結構更加安全，占地面積更小。 本產品為生產能力為85.5t/h的中型振動篩，對于篩框的材料有比較高的要求，現采用高強度和高沖擊韌性的鋼材，不僅僅提高了篩框的耐用度，還減輕了整個結構的重量，對彈簧的選則等許多方面也帶來了很多的方便。 設計中還包括對連接和固定件的選用，采用十字軸聯軸器和輪胎聯軸器。并用螺栓連接代替焊接，減小了焊接時應

2、力對它的影響。 關鍵詞：振動篩； 激振器； 偏心塊； 橫梁 Abstract This article is carried out mainly according to the design of the two axle vibrating separators of straight line, from overall layout go to individual element choose to go on improving , include sifting the design of case and co

3、mpass screen surface and the regular shape of vibrator , support the design of scheme and so on , still include the design of the elements such as axle and partial piece. Drive with double generator, positive drive makes two partial pieces synchronous , has adopted on the other hand to use type stru

4、cture, have superseded the way of former overhead suspension, make structure more safe, it is less to cover an area of area. This design product has higher requirement, for the material of screen frame for productivity is the large scale vibrating separator of 80 t/h, has now not only raised the du

5、rability of screen frame with the high-strength and high steel material of impact tenacity, have still alleviated the weight of entire structure, for spring choose to have also brought many conveniences. In design still include for connection and regular choosing, with the durable shaft coupling of

6、 cross axle, replace welding with bolt connection, it is little to reduce welding stress for its influence. Keyword: Vibrating separator; vibrator; partial piece; beam 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的

7、研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　  指導教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數字化或其它復制手

8、段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內容。 作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　  學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用

9、學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權　　 　 　大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 指導教師評閱書 指導教師評價： 一、撰寫（設計）過程 1、學生在論文（設計）過程中的治學態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格

10、□ 不及格 2、學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科學性；技術線路的可行性；設計方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成畢業(yè)論文（設計）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設計）質量 1、論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范

11、？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設計）水平 1、論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、論文（設計說明書）所體現的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中

12、□ 及格 □ 不及格 建議成績：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內畫“√”） 指導教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評閱教師評閱書 評閱教師評價： 一、論文（設計）質量 1、論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格

13、 □ 不及格 二、論文（設計）水平 1、論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、論文（設計說明書）所體現的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內畫“√”） 評閱教師： （簽名）

14、 單位： （蓋章） 年 月 日 教研室（或答辯小組）及教學系意見 教研室（或答辯小組）評價： 一、答辯過程 1、畢業(yè)論文（設計）的基本要點和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、對答辯問題的反應、理解、表達情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、學生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設計）質量 1、論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu)

15、 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設計）水平 1、論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、論文（設計說明書）所體現的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格

16、 □ 不及格 評定成績：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內畫“√”） 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 教學系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 課題研究背景及意義 1 1.3 振動篩在國內外的發(fā)展現狀 3 1.4 振動篩的工作原理、分類及特點 5 1.4.1 振動篩的工作原理 5 1.4.2 直線振動篩的工作原

17、理 6 第2章 總體方案的設計 8 2.1 振動篩方案的列舉 8 2.2 方案分析 8 2.3 方案確定 8 2.4 振動篩各部分實現形式 8 2.4.1 篩箱 8 2.4.2 篩面 11 2.4.5 激振器 14 2.4.6 支撐形式與隔振裝置 15 第3章 雙軸直線振動篩的參數計算 18 3.1 振動篩上物料的運動分析和工藝參數的選擇 18 3.1.1 直線振動面上的物料運動分析 18 3.1.2 工藝參數的選擇 23 3.2 總體設計計算步驟 24 3.2.1 計算振動篩篩面面積 24 3.2.2 振動次數的計算 25 3

18、.2.3 物料運動速度的計算 25 3.2.4 驗算生產率 26 3.2.5 估算振動篩的重量 26 3.2.6 激振器偏心塊的質量及其偏心距的確定 26 3.2.7 隔振彈簧剛度的確定 27 3.2.8 電動機的選擇 27 3.3 橡膠彈簧的設計 29 第4章 激振器的設計 32 4.1 軸的計算與設計 32 4.1.1 初步估算軸的最小直徑 32 4.1.2 軸的各段長度的直徑設計 32 4.1.3 對軸的強度校核 33 4.2 軸承的計算與選擇 36 4.3 密封件的設計計算 36 4.4 偏心塊的設計與計算 36 4.5 聯

19、軸器的設計 37 4.5.1 聯軸器的類型選擇 37 4.5.2 規(guī)格的選擇與計算 38 4.6 鍵的選擇 38 4.6.1 軸與偏心塊連接處鍵的選擇與校核 38 4.6.2 軸與聯軸器的連接處鍵的選擇與校核 38 第5章 篩箱的結構設計 39 5.1 篩箱的結構 39 5.2 螺栓的強度校核 40 5.3 篩框橫梁校核 41 5.3.1 橫梁受力分析 41 5.3.2 橫梁強度計算 42 5.3.3 橫梁固有頻率的驗算 42 結 論 43 致 謝 44 參考文獻 45 CONTENTS Abstract ……………

20、……………………………………………………………I Chapter 1 Introduction ……………………………………………………1 1.1 Background and significance of the research ………………………...1 1.3 Shaker current development at home and abroad ……………………3 1.4 Shaker works, classification and characteristics ……………………..5 1.4.1 Shaker work

21、s ……………………………………………………..5 1.4.2 The working principle of linear vibrating screen ………………..6 Chapter 2 The overall program design ……………………………………..8 2.1 Shaker program list ……………………………………………………8 2.2 Project Analysis …………………………………………………….8 2.3 Program to determine ………………………………………

22、………… 8 2.4 Realization of the various parts of shaker …………………………… 8 2.4.1 Screen Box ………………………………………………………..8 2.4.2 Screen surface ……………………………………………………11 2.4.5 Exciter …………………………………………………………..14 2.4.6 Support form and isolation devices ……………………………..15 Chapter 3 Dua

23、l-axis linear vibrating screen parameter alculation ……18 3.1 Shaker on the movement of materials and process selection ……….18 3.1.1 Linear vibration analysis of the surface ……………………….18 3.1.2 Selection Process Parameters …………………………………...23 3.2 Design calculation steps …………………

24、…………………………..24 3.2.1 Calculation of shaker screen surface area ……………………...24 3.2.2 Calculation of vibration frequency ……………………………...25 3.2.3 Calculation of material velocity ………………………………...25 3.2.4 Checking productivity …………………………………………..26 3.2.5 Estimating the weig

25、ht of shaker ………………………………...26 3.2.6 Exciter and eccentric block the quality ………………………..26 3.2.7 Spring stiffness of isolation ……………………………………..27 3.2.8 Motor Selection ……………………………………………….27 3.3 The design of rubber springs ……………………………………….29 Chapter 4 Design exciter …………

26、………………………………………..32 4.1 Calculation and Design of Shaft ……………………………………..32 4.1.1 Preliminary estimates of the minimum diameter of shaft ………32 4.1.2 Dual-axis length of the diameter of each design ………………..32 4.1.3 Stress Analysis on the axis ………………………………………33 4.2 Calcul

27、ation and selection of bearings ………………………………..36 4.3 Design and calculation of seals ……………………………………...36 4.4 The design and calculation eccentric ………………………………..36 4.5 Design of coupling …………………………………………………..37 4.5.1 Select the type of coupling ……………………………………...37 4.5.2 S

28、election and calculation specifications ………………….38 4.6 Key Selection ………………………………………………………..38 4.6.1 Shaft and eccentric choice of key junctions …………………….38 4.6.2 Shaft and the coupling selection key junction ………………..38 Chapter 5 Design sieve box ………………………………………………..39 5.1

29、 The structure of sieve box ……………………………………………39 5.2 Bolt strength check …………………………………………………40 5.3 Check of screen box beams ………………………………………… 41 5.3.1 Beam Stress Analysi …………………………………………41 5.3.2 Calculation of beam intensity ………………………………..42 5.3.3 Checking the natural fre

30、quency of beam …………………….42 Conclusion …………………………………………………………………40 Acknowledgement …………………………………………………………44 References …………………………………………………………………..45 49 第1章 緒論 1.1 課題研究背景及意義 隨著工業(yè)的發(fā)展，篩分在國民經濟中應用越來越廣泛，在煤炭、冶金、化工、醫(yī)藥、輕工、環(huán)保等許多部門，篩分作業(yè)是重要的生產環(huán)節(jié)之一。對于礦物加工行業(yè)，如選礦場或選煤場，大批篩分機械正擔負者分級、脫水、脫泥、脫介，甚至按質量分選的艱巨任務。就

31、煤炭加工而言，篩分技術也顯得尤為重要。篩分機械不僅用于生產粒度水分和灰分等指達標到用戶要求的煤炭產品而且在實現煤炭資源的合理利用和保護環(huán)境及為煤炭企業(yè)創(chuàng)造經濟效益等方面，都發(fā)揮著重要的作用。 本次設計的礦用同步直線振動篩,由于其優(yōu)良的工作特點——振動強度大,分選效果好,結構簡化,噪音較低,機器潤滑和檢修等日常維護工作減少,設備的故障率降低，創(chuàng)造了可觀的經濟效益。因此進行同步直線振動篩的設計具有重大的現實與經濟意義。同時通過畢業(yè)設計讓我學道了很多知識，不但鍛煉了獨立思考的能力，而且提高了自我的設計理念[1]。 1.2 振動篩的發(fā)展史 用篩分機把碎散物料篩分成不同的顆粒，已經有悠久的歷史。

32、從英國煤炭工業(yè)的文獻記載，在1589年提到煤的篩分。為了向市場提供各種顆粒的商品煤，廣泛的對煤進行篩分，是到19世紀下半業(yè)才盛行起來。 固定篩是古老的篩分機。當時，有的固定篩用若干木條構成，也叫棒篩，后來出現了有傳動機構的棒條篩。這就是沿用至今的輥軸篩。為滿足工業(yè)生產的需要，圓筒篩，搖動篩和振動篩也先后問世[7]。 與固定篩相比，雖然輥軸篩，圓筒篩和搖動篩的工作效率有較大的改善，而且仍不失為結構簡單和工作可靠，但是卻步能滿足生產發(fā)展的需要。因此，早在60年代，這些篩子在我國就開始被逐漸淘汰。固定篩不消耗動力和非常簡單可靠的結構，仍具有很強的生命力，目前仍大量用于初步篩分。 振動篩采用拋射

33、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，被篩分物料的折中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。 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，即振動強度K，和篩分特性值，即拋射強度。 經過長期實踐，人們發(fā)覺按照上述篩分理論設計的振動篩，對細物料進行篩分時的生產能力太小，遂意識到以單個顆粒物料的運動狀態(tài)代表成群的物料運動狀態(tài)具有交大的片面性。隨著研究工作的深入，自19

34、65年開始逐步建立起顆粒在篩面上的運動理論。該理論以力群為研究對象，根據物體在碰撞時傳遞能量的原理，提出了篩面上整個料層中不同位置顆粒的速度變化規(guī)律，突破了單顆料理論關于振動強度小于3.3的臨界值。在此基礎上，建立了薄層篩分法和變傾角篩分法，研制出等厚振動篩。 用統計學方法研究碎散物料在篩面上透篩概率，稱為概率篩分理論。該理論是由瑞典的摩根森于1951年最先提出的，故在該理論指導下設計的振動篩稱為摩根森概率篩[8]。 在力群運動理論的知道下，近代振動篩的拋射強度和振動強度普遍提高。如德國和美國直線振動篩K值達4.4，有的甚至達6.7，值達3.5以上。振動概率篩K值達5.5～7，弛張篩 K值

35、甚至達到30。這些參數強化的振動篩適應了近代篩分作業(yè)的特點——細粒物料增多，水分和黏性增大，以及篩分粒度下降和要求的分級，脫水效率提高等。 隨著工業(yè)企業(yè)的發(fā)展和篩分機設計制造技術的進步，自70年代以來，世界上一些國家先后研制出了大型振動篩，篩寬在3.6m以上的已不罕見。如日本身剛所生產的振動篩達4.8x7.2，德國K.H.D公司生產的振動篩寬達5.5m，面積約為50。振動篩大型化標志著篩分機技術已達到先進水平。 零部件標準化，通用化和產品系列化，生產專業(yè)化，是近代機械工業(yè)的重要標志，篩分機械也不例外。如德國K.H.D公司生產的USK圓振動篩和USL直線振動篩，其激振器可以通用，同一個篩框既

36、可以裝分級篩面，也可裝脫水篩面。又如美國振動篩，其基形已經穩(wěn)定，主要力量放在改進結構，簡化制造和應用新技術的方面。有的篩子除激振器外，篩框也作成單體結構，可以在現場組裝，極大地方便了制造，運輸和維修。 前蘇聯早在60年代中期就組織了篩分機產品整頓，統一基型，減少雜亂型號，在此基礎上 提高產品的系列化程度。國外許多篩分機械公司都是科研，設計，制造和銷售的聯合體，專業(yè)化程度高，產品繼承性好，經過多年改進，使產品逐步完善和提高[9]。 1.3 振動篩在國內外的發(fā)展現狀 建國50多年來，我國的篩分設備走過了一個從無到有，從小到大，從落后到先進的發(fā)展過程，前后經歷了測繪仿制，自行研制和引進提高3

37、個階段。 (1)仿制階段，上世紀50年代，我國的篩分設備極為落后，生產上使用的都是從前蘇聯引進的TYII型圓振動篩；波蘭的Wp1型和Wp2型吊式直線振動篩。為適應生產的發(fā)展，國內各個制造單位，通過對以上幾種進口篩機進行測繪仿制，形成了國產型號為SZZ系列的自定中心篩、SZ系列的慣性篩和SSZ 系列的直線篩等，初步奠定了我國篩分機械的基礎。 (2)自行研制階段，1967年由洛陽礦山機械研究所、鞍山礦山機械廠、北京煤礦設計院、沈陽煤礦設計院、平頂山選煤設計研究院組成了聯合設計組，制定了我國第一個煤用單、雙軸振動篩系列型譜，并進行了ZDM(DDM)系列單軸振動篩和ZSM(DSM)系列雙軸振動篩的

38、產品設計工作。1980年，鞍礦廠完成了這四種基型篩的制造，并通過了技術鑒定，在工業(yè)上得到了廣泛的應用，這標志著我國篩分機械走上了自行研制發(fā)展的道路。 (3)引進提高階段，上世紀80年代以來，冶金和煤炭系統不斷從國外引進先進的振動篩產品。在煤炭行業(yè)：山東兗州礦務局興隆莊選煤廠引進了美國RS公司的TI傾斜篩和TH 水平篩；河北開灤礦務局各莊選煤廠引進了德國KHD公司制造的USK 圓振動篩、USL直線振動篩；山西礦務局選煤廠和淮北礦務局臨渙選煤廠從日本神戶制鋼所引進的H L W型直線振動篩等。這些篩機技術參數先進、結構合理、工作平穩(wěn)、可靠耐用，基本上代表了2 0世紀70年代國際振動篩的技術水平。在

39、引進篩機產品的同時，國內生產振動篩的專業(yè)廠——鞍礦廠先后派譴專業(yè)技術人員去美國和德國進行技術考察，并進行技術引進。1980年鞍礦廠從美國RS公司引進TI和TH型振動篩制造技術，轉化為國內型號定為YA系列圓振動篩和ZKX系列直線振動篩，在國內得到廣泛應用。此外，1986年洛礦廠也從日本神戶制鋼所引進了HLW型振動篩制造技術，轉化后國內型號定為ZK系列振動篩，該篩結構緊湊、重量輕，最大規(guī)格的篩分面積達27m2，是當時國內最大的直線振動篩。國外振動篩產品和制造技術的引進，拓寬了我國篩分機械設計制造人員視野，他們從中了解和學習到了先進國家設計制造振動篩的理論、方法、設計技術、制造工藝，生產管理，業(yè)務水

40、平也大大提高。普通振動篩是采用中等料層厚度篩分法進行篩分，然而，隨著篩分技術的發(fā)展，新的篩分理論不斷出現，相應生產出新的篩分設備。 于此同時，我國篩分機械的制造水平也有了很大的提高。對以往工程中常用的振動篩,大都采用單質體集中質量力學模型,對有二次隔振功能的振動篩和彈性連桿式振動篩,通常采用雙質體集中質量力學模型，目前一般采用剛性平板力學模型進行解析求解,研究振動篩結構強度、剛度和各階固有模態(tài)時,也采用連續(xù)體力學模型。對于大型振動篩結構的彈性體力學模型,目前大都采用離散化數值方法,例如有限元模態(tài)分析法。從發(fā)展的趨勢看,振動篩的減振是利用繼電器控制和單板計算機控制共振振幅,用繼電器控制雖然減振

41、效果好,但線路復雜,調試困難,線圈容易出現故障,所以目前應用受到制. 如果用單板計算機控制,實驗表明;可以限制共振振幅為正常工作時振幅的115倍以內。國內外一般采用激振電機,但由于激振電機與篩箱一起振動,所以要求電機具有較高的耐振性能。 目前我國篩分機械的生產已形成較大規(guī)模，主要生產廠家有30多個，可供應200多個品種，年累計產量2000臺左右，產值近億元，基本上滿足了各部門對篩分機械的要求。 1.4 振動篩的工作原理、分類及特點 1.4.1 振動篩的工作原理 將顆粒大小不同的碎散物料群，多次通過均勻布孔的單層或多層篩面，分成若干不同級別的過程成為篩分。理論上大于篩孔的顆粒留在篩面

42、上，稱為該篩面的篩上物，小于篩孔的顆粒透過篩孔，稱為該篩面的篩下物。 碎散物料的篩分過程,可以看作由兩個階段組成:一是小于篩孔尺寸的細顆粒通過粗顆粒所組成的物料層到達篩面；二是細顆粒透過篩孔。要想完成上述兩個過程，必須具備最基本的條件，就是物料和篩面之間要存在著相對運動。為此，篩箱應具有適當的運動特性，一方面使篩面上的物料層成為松散狀態(tài)；另一方面，使堵在篩孔上的粗顆粒閃開，保持細顆粒透篩之路暢通。 實際的篩分過程是:大量粒度大小不同,粗細混雜的碎散物料進入篩面后,只有一部分顆粒與篩面接觸,而在接觸篩面的這部分物料中,不全是小于篩孔的細粒,大部分小于篩孔尺寸的顆粒,分布在整個料層的各處。由于

43、篩箱的振動,篩上物料層被松散,使大顆粒本來就存在的間隙被進一步擴大,小顆粒乘機穿過間隙,轉移到下層或運輸機上。由于小顆粒間隙小，大顆粒并不能穿過，因此，大顆粒在運動中，位置不斷升高。于是原來雜亂無章排列的顆粒群發(fā)生了分離，即按顆粒大小進行了分層，形成了小顆粒在下，粗顆粒居上的排列規(guī)則。到達篩面的細顆粒，小于篩孔者透篩，最終實現了粗、細粒分離，完成篩分過程。然而，充分的分離是沒有的，在篩分時，一般都有一部分篩下物留在篩上物中。 細粒透篩時，雖然顆粒都小于篩孔，但它們透篩的難易程度不同，和篩孔相比，顆粒越易，和篩孔尺寸相近的顆粒，透篩就較難，透過篩面下層的顆粒間隙就更難。 振動篩一般分為三大類

44、為圓運動振動篩、直線運動振動篩和共振篩。 1.4.2 直線振動篩的工作原理 直線振動篩是采用慣性激振器來產生振動的，其振源有電動機帶動激振器，激振器有兩個軸，每個軸有一個偏心重，而且以相反的方向旋轉，又稱雙軸振動篩。當兩個偏心重的圓盤轉動時，兩個偏心重產生的離心力F，在x軸的分量總是抵消，在y軸的分量相加，其結果在y軸方向產生一個往復的激振力，使篩箱在y軸方向上產生往復的直線軌跡振動，如圖1-1。 還有一種情況是振源采用的是振動電機，這時需要布置兩臺，他們的軸線方向必須與振動篩縱向軸線方向一致。兩臺振動電機對稱布置在篩箱的上方，下部和兩側均可以。

45、 (1-1) 式中 ——不平衡重的質量和，，單位為； ——不平衡重塊所產生的激振力，單位為N； ——轉動時間，單位為s； ——不平衡重質心回轉半徑, 單位為m； 圖1-1 振動篩原理圖 ——不平衡重的回轉角速度，單位為rad/s； ——在振動方向上的激振力, 單位為N； ——每個偏心塊的質量，單位為。 由上式可見，雙軸慣性激振器，當作同步反向回轉的時候，產生定向的簡諧力，此力通過篩箱的質心，使篩箱作定向往復直線振動。 直線振動篩的篩面傾角通常在以內，篩面的振動振動角度一般為，篩面在激振器的作用下作直

46、線往復運動。顆粒在篩面的振動下產生拋射與回落，從而使物料在篩面的振動過程中不斷向前運動，物料的拋射與下落都對篩面有沖擊，致使小于篩孔的顆粒被篩選分離。篩子的篩分效率及生產能力同篩面的傾角，篩面的振動角度，物料的拋射系數有關。為了保證篩分效率高，篩子的生產能力大，必須選擇合適的值。 第2章 總體方案的設計 2.1 振動篩方案的列舉 本次設計的直線振動篩用于煤的初步篩分，振動頻率為、篩孔尺寸為，生產率為。受振動篩工作條件的要求，確定兩種設計方案。 方案一：ZKX型直線振動篩如圖2-1。 圖2-1 ZKX型直線振動篩 方案二：ZKB型直線振動篩如圖2-2。 2.2

47、方案分析 ZKB型直線振動篩是采用雙電機驅動，同步傳動，主振動彈簧為橡膠彈簧，電機經輪胎式聯軸器從篩箱側直接帶動兩主軸轉動。傳動結構簡單，維修方便運轉中不產生較強的噪聲和振動，故障相對少些，維修量小。 ZKX型直線振動篩主振彈簧為圓柱形螺旋彈簧，采用箱式激振器單電機齒輪強迫傳動，運轉中容易產生因加工，裝配方面存在誤差而引發(fā)較強的噪 圖2-2 ZKB型直線振動篩 聲和振動同時由于激振箱內使用稀油潤滑回轉軸的密封要求比較高。安裝技術要求也較高，維修質量難以保證。 ZKB型振動篩常見故障：輪胎式聯軸器的膠皮損壞、主振橡膠彈簧易壞。 ZKX型振動篩常見故障：噪聲嚴重、篩箱后箱板篩板下

48、面的底梁振裂、電動機軸斷裂、電動機經常燒壞、電機底座螺栓被振斷、電機支撐架斷裂、激振器傳動齒輪及軸承易損壞、主振彈簧折斷運轉時還會出現跑料現象。 2.3 方案確定 綜合上述兩種方案,ZKB型振動篩是采用雙電機驅動,同步傳動，主振動彈簧為橡膠彈簧，選用塊偏心式激振器、萬向傳動軸等先進高可靠性部件,篩箱結構設計合理,具有整體剛度大、參數選擇合理、維護方便、篩分效率高，運轉中不產生較強的噪聲和振動等優(yōu)點。所以，采用ZKB型直線振動篩。 2.4 振動篩各部分實現形式 2.4.1 篩箱 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

49、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測板上。為了加強側板的剛度，在測板兩側采用厚的鋼板。 圖2-3 振動篩簡圖 側板和橫梁是篩框主要的受力部件，由于篩箱是借助側板支承，所以側板承受著物料和篩箱的重量，并將激振力傳遞到篩框的各部分。橫梁承受篩板和物料的重量及它在工作中的慣性力。橫梁可以采用、工字鋼、無縫鋼管、箱型梁和壓型梁等幾種。采用槽鋼作橫梁，由于梁的彎矩和長度平方成正比，所以從強度觀點來看，篩箱的寬度不宜過大，目前一般的篩箱很少大于2.5m。 1 篩箱部件的連接 篩箱的部件，給料槽、橫梁和橫撐原來是焊接在篩幫上的。

50、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。 2 篩箱的支撐 篩子安裝方式取決于現場的條件，或是架在機座上，或是懸吊在承重結構上。目前座式篩子占多數，因為這種支撐方式比較簡單，對廠房的高度要求較低，對篩子也沒有特殊的安全要求，但是要傳給地基一定的水平力和垂直力。 3 篩框的材質 我國目前一般采用A3碳素鋼。這種材料的可焊性良好，但彈性和沖擊韌性較低，因此最好采用A5普通碳素鋼。對于大型篩子，應該采用高強度和高沖擊韌性的鋼材，其常用的材料是16Mn或鍋爐鋼板。采用優(yōu)質鋼材可以提高材料的強度，而且還能減輕篩框的重量，

51、對篩箱結構能帶來一定好處。 2.4.2 篩面 篩面是篩子的主要工作部件。其性能的好壞不但影響生產率和篩分效率，而且對延長篩分機的使用壽命，提高作業(yè)率和降低生產成本有重大意義。 篩分機對篩面的基本要求是：有足夠的強度，最大的有效面積(篩孔總面積與整個面面積之比)，耐腐蝕，耐磨損，有最大的開孔率，篩孔不易堵塞，在物料運動時與篩孔相遇的機會較多。前一種要求影響工作的可靠性和使用壽命，后面三種要求關系到篩子的工作效果。篩面的開孔率為篩孔總面積與篩面面積的比值，用百分比來表示。開孔率越大，顆粒在每次與篩面接觸時，透過篩孔的機會就越多，從而可以提高單位面積的生產率和篩分效率。開孔率與篩孔的形狀，篩

52、絲的直徑有關，篩絲直徑小，開孔率增大，但篩絲太小，強度不夠，影響篩面的使用壽命。 篩面的材質要具有耐磨損，耐疲勞和耐腐蝕的性質。用作大快分級篩面時，采用高碳鋼。強烈沖擊的篩面，可選用高錳鋼制作。應用這些材質制作篩面時必須淬火處理，以提高硬度和耐磨效果。用于脫介，脫水，脫泥等濕式篩分作業(yè)時，通常采用不銹鋼篩面較適宜。近年來，隨著科學技術的發(fā)展，聚氨酯橡膠篩面現實了他的優(yōu)越性，使用壽命長，不易堵篩篩孔，噪音小，但是價值昂貴。 1 篩面種類與選擇 常用的篩面有篩板、篩網、條縫篩和網狀絲布四種，前兩種主要用在煤炭的分級篩分上；后兩種用在洗煤廠的脫水、脫泥和脫介質中。正確地選用和篩面，就能提高篩

53、分效果和工作的可靠性，從而發(fā)揮篩子的應有能力。 篩板是最牢固的一種篩面。主要用在大塊物料的篩分上。根據一般選煤廠使用的經驗，篩孔在25mm以上的大塊分級，應當采用篩板，這樣篩面的壽命較長，對篩分效率都影響不大。篩板的開孔率一般為40%左右。 篩網突出的優(yōu)點是開孔率大，可達總篩網面積的70%。但是與篩板比較，使用壽命較差，所以一般只用在細顆粒的分級上。在選煤廠往往用于篩孔小于30mm的煤炭分級。 篩網一般利用篩框兩邊的特制夾板從橫向拉緊。篩網拉緊可提高其使用壽命，所以工作中應經常注意它的張緊程度。 條縫篩板廣泛地用在煤的脫水、脫泥和脫介質中。我國選煤廠用條縫篩板的材質有銅和不銹鋼(1Cr

54、8Ni9)兩種。不銹鋼篩板比銅篩板價格高倍，但是它的強度大、耐磨損，使用壽命比銅篩板高倍，脫水和脫介的效果也較好。所以從減輕檢修工作量、提高篩分效果來看，應用不銹鋼篩板比較有利。 對于篩條式的篩板，很多時候是篩條并無磨損或磨損不嚴重，但由于穿條圓孔不規(guī)整，篩條和穿條松動，在工作中產生沖擊，使穿條斷裂，最后導致篩板損壞。為了避免穿條的斷裂，可以提高穿條的材質，采用能承受一定反復載荷的彈簧絲(如60Si2Mn鋼絲或中碳鋼絲)。也可采用一些措施來避免穿條和篩條的相對運動，如在篩板的兩頭篩條下邊另焊角鋼；將穿條兩頭鉚死或焊死；在穿條圓圈處將篩條焊在一起等。這些都能有效地增加篩板的使用壽命。 網狀絲

55、布一般用于煤泥脫水，它類似編織粗布，開孔率可達40～50%。網狀絲布的種類很多，常用的材質有不銹鋼、紫銅、磷銅、黃銅和尼龍等。絲布的材質對其使用壽命影響很大，當用作煤泥或末精煤脫水時，銅絲布大約只能使用兩個月，而不銹鋼和尼龍絲布的強度較大、耐磨，使用的壽命比銅絲布高約三倍。尼龍絲布遇水有微小的膨脹，伸長性較大當松弛而出現小窩，同時親水性也比不銹鋼絲布大些，所以泄水效率低，在使用尼龍絲布時，最好選用稍大一些的篩孔。 沖孔鋼板固定就是把絲布直接固定在沖孔鋼板上，為了防止螺栓把絲布磨損，在絲布上可墊以薄橡皮。 2 篩面的固定 為了保證篩面工作的可靠性，篩面固定的方法，也有很大的影響能力，這對

56、金屬絲或金屬條所制成的篩面表現得尤為突出。因為如果篩網的固定比較松弛， 篩子振動時，篩網就要產生局部振動，使篩子產生局部的撓曲，嚴重時要導致篩絲的斷裂。通常鋼絲只能承受 1～2百萬次的反復彎曲，假設由于篩網固定松弛而使鋼絲彎曲變形的頻率等于篩箱的振動頻率(設為1000次/分)，則鋼絲只要工作 2000min(即33h)，就可達到疲勞極限?？梢娬_的篩面的固定方法，使篩面工作中不會松動同樣具有重要的意義。歸納起來篩面的固定方法有以下幾種：木楔壓緊，鉤拉張緊，螺栓固定和斜板壓緊。 (1) 木楔壓緊 沖孔篩板和條縫篩面可用木楔將篩面固定在篩幫上。在篩箱兩側壁上，對稱的焊接兩條長角鋼，在其上方間

57、隔一定距離焊接一段短角剛，并與長角鋼各成傾斜。篩面支撐 在兩角鋼之間，用木楔和木條壓緊。木楔遇水后膨脹，可以把篩面壓的很緊，此方法簡單可靠，更換篩面方便。 (2) 拉鉤張緊 對編制篩網或厚度小于6mm的篩板，可以將篩板或篩網末端彎成鉤形；如果篩絲直徑小，則用薄鋼板與橡膠墊把篩網邊緣包住，在彎成鉤形，然后在用拉鉤及螺栓固定。 (3) 螺栓壓緊 直接用螺栓將篩面壓緊在篩框上的連接方式適用于篩絲較粗大的編制篩網，以及厚度大于8mm的篩板，棒條篩面，橡膠篩面和其他篩面的中部固定。螺栓的形式以前常用U形，這種結構簡單，但拆除麻煩。近年來改用J形螺栓，較U形螺栓使用方便。本設計采用的螺栓壓緊方

58、式見2-3圖。 圖2-3 螺栓固定篩面結構簡圖 (4) 斜板壓緊 該方法是通過篩框兩側幫上的螺栓、斜板等將篩面兩邊固定在篩框上通常用于中等粒級篩分的薄鋼板沖孔篩面、橡膠和聚安脂篩板的固定。 篩面鋪設在框架上，框架可以用角鋼或扁鋼制成。在框架上可以鋪設具有一定剛性的篩面，例如沖孔篩板、條縫篩板、壓焊的格條篩板、鋼絲編織篩網以及各種形式的塑料篩面等。鋼制篩面則與框架鑄在一起。篩面的長度是3000mm，寬度是1200mm。篩板用螺栓固定在橫梁上，在螺栓之間上有橡膠墊。與其它固定篩板的方法相比，這種篩板與橫梁的連接方式具有下列優(yōu)點： (1) 全部固定螺栓從篩板上旋緊。 (2)

59、因為螺栓放在橡膠墊內，可避免磨損。 2.4.5 激振器 激振器是一個長軸和偏心塊的組合體，兩個激振器分別由各自的電機帶動，每跟軸上安裝有兩個偏心塊，見2-4圖。 偏心塊由兩部分組成：主偏心塊固定在軸上；可調偏心塊用螺栓固定在主偏心塊上。改變可調偏心塊的位置，可使慣性力的調整范圍為最大慣性力的15~100%。這就可根據實際生產需要，把篩子調整到適當的工作條件，而不必改變篩子的轉數。 激振器的結構特點： (1) 產生慣性力的不平衡重塊裝在一個剛性極大的軸上，因此可采用 承載能力極大的圓錐滾子軸承。 (2) 采用圓錐滾子軸承不僅可以承受徑向力，而且可以承受一定的軸 向力。由于圓錐

60、滾子軸承外徑不大，從而減輕了整個激振器的重量。 (3) 由于激振器不大，重量一般，只需要安裝在篩箱的兩個側壁上，這樣才會使其受力狀況良好。當軸承損壞時，也便于拆卸。 (4) 箱體作成整體式，沒有剖分面，承受較大的激振力時比較合理，制造簡單，但軸承拆裝比較困難。 圖2-4 激振器結構簡圖 2.4.6 支撐形式與隔振裝置 振動篩的支撐方式有吊式和座式兩種。吊式采用的吊掛裝置包括螺旋形 壓縮彈簧，鋼絲繩，防擺錘，吊環(huán)，鋼繩卡等零部件。 篩子通過四組吊掛裝置吊掛在上層樓板上。改變鋼絲繩的長度可以調整 篩面傾角。防百錘安裝在鋼絲繩的上方，起作用是防止篩箱產生橫向擺動

61、。篩子工作時產生橫向擺動是難免的，這是因為鋼絲繩有其自振頻率，當篩子工作頻率等于鋼絲繩的自振頻率時，就要發(fā)生共振，此時鋼絲繩就會產生強烈的偏擺，篩箱發(fā)生不穩(wěn)定的共振。為了避免此現象，可以改變防擺配重在繩上的位置，來改變鋼絲繩的自振頻率，防止共振現象產生，達到防擺目的。如果鋼絲繩的長度比較短，即在1250mm以內時，也可不設防擺錘。 在慣性振動篩減振彈簧既是主振彈簧，又是隔振彈簧，它的作用有： (1) 系統的固有頻率為彈簧剛度與參振質量的函數，當篩子質量確定后，振動的固有頻率就取決與彈簧的剛度。因此彈簧的剛度決定著彈性系統的工作狀態(tài)和篩分機工作的穩(wěn)定性。 (2) 彈簧剛度大，傳給基礎動

62、負荷亦大。因此，適當的選擇彈簧的剛度，可以減小傳給基礎的動負荷。 隔振裝置中的彈性元件有金屬螺旋彈簧，橡膠彈簧，符合彈簧和充氣彈簧等多種形式。 圖3-5 彈簧的固定形式 第3章 雙軸直線振動篩的參數計算 3.1 振動篩上物料的運動分析和工藝參數的選擇 振動篩的工藝參數是指振幅、頻率、振動方向角、篩面傾角、篩面長度、寬度和生產能力等。這些參數通常是根據物料的運動狀態(tài)來選取。物料的運動狀態(tài)決定了篩分機的篩分效果和生產能力。 在振動篩面上聚集的顆粒大小不同，形狀各異的碎散物料群，只有下層物料與篩面接觸，其余的只是間接的受到振動篩的影響，他們既各自獨立運動，又相互干擾。因此，物料

63、在振動篩面上的運動是復雜的。為了尋找篩分機各工藝參數與物料運動狀態(tài)之間的關系，直到1950年克洛克豪斯博士提出了單個顆粒在振動篩面上的運動理論。這種純理論性的分析方法，可以提供定性的結果，在實際應用中，在考慮一些實際影響因素后，有些結論還是有價值的，并為振動篩設計所應用。 3.1.1 直線振動面上的物料運動分析 1 篩面的運動方程 直線振動篩的篩面是沿著振動方向作簡諧振動，篩面的位移方程式可用下式表示： (3-1) 式中 S——篩面移動的位移； ——篩面的振幅； ——激振器軸回轉相位

64、角，=； ——軸的回轉角速度； t——時間。 篩面運動時的唯一，速度和加速度分別等于在平行于篩面的x方向和垂直于篩面的y方向的分量。 2 物料的運動分析 篩面以不同的振次和振幅作連續(xù)振動時，篩面上的顆粒可能出項正向滑動，反向滑動和跳動等不同的運動狀態(tài)。振動篩均采用拋擲狀態(tài)下工作，故就拋擲運動的理論加以研究。 物料顆粒在直線振動篩面上的受力情況如圖3—1所示，篩面傾斜安裝，與水平面夾角為，篩面沿S方向振動，當篩分機工作時，作用在顆粒上里的平衡方程式可表示為： (3-2) (3-

65、3) 式中 N——篩面對物料的法向反力 F——篩面對物料的靜摩擦力 顆粒拋擲運動的條件：顆粒給篩面的正壓力N=0 所以 消去m，得 物料的拋擲指數，因此，由上式可知 (3-4) 3 拋擲指數對設計的影響 物料開始與篩面一起運動，當相位角時，物料開始跳離篩面，接 圖3-1 物料的運動分析 著物料按拋物線運動軌跡向前運動，直至(其中

66、為跳動終止角)時，物料落回到篩面上，又與篩面一起運動或相對滑動。經過一個周期后即相位角時，物料又被拋起，進行下一個循環(huán)。為了選取合理的拋擲指數，必須先分析物料每次拋擲的時間對一個振動周期之比，即跳躍指數，為此應該找出拋擲指數、跳躍指數和跳動終止角之間的內在聯系。 當顆粒離開篩面并沿垂直于篩面方向的運動方程式為 (3-5) 將公式(3-5)積分可以得到顆粒沿垂直于篩面方向的速度方程： (3-6) 式中 —顆粒拋離篩面時初速度在軸方向的分速度； (3-7) 由于，以，并將上式一并帶入式(3-6)得 (3-8) 可見：顆粒跳離篩面的法向位移，方程可用下式表示： (3-9) 式中的是顆粒開始起跳時的縱