1830_圓形振動(dòng)篩的設(shè)計(jì),圓形,振動(dòng)篩,設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書I、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目：圓形振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)II、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：圓形振動(dòng)篩是用來(lái)對(duì)礦石進(jìn)行篩分的設(shè)備，它可以減輕體力勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率或在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行某些特殊的工藝操作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和現(xiàn)代化。設(shè)計(jì)要求如下：1. 物料名稱：礦石2. 入料粒度：≤400 mm3．有效篩面：7.2 m24. 篩面傾角：20 05. 篩孔尺寸： 30 mm6. 處理量: 400 t/hIII、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完成 時(shí)間：1. 查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯（6000 字符以上），撰寫開(kāi)題報(bào)告第 01 周—第 04 周2．閱讀振動(dòng)篩設(shè)計(jì)的相關(guān)理論與方法 第 05 周—第 06 周3．完成運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 第 07 周—第 07 周4．完成帶式輸送機(jī)中主要零部件的強(qiáng)度計(jì)算及其選用第 08 周—第 10 周5．完成總裝圖設(shè)計(jì) 第 11 周—第 12 周6．繪制零件、部件圖 第 13 周—第 13 周7．編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書（畢業(yè)論文）一份 第 14 周—第 15 周8．畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯 第 16 周—第 17 周Ⅳ 、主 要參考資料：[1]．濮良貴,紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）[M].北京：高等教育出版社,2006[2]．孫桓,陳作模,葛文杰主編. 機(jī)械原理（第七版）[M]. 北京：高等教育出版社， 2006[3]．孫時(shí)元. 中國(guó)選礦設(shè)備手冊(cè)（上冊(cè)）[M]. 北京：科學(xué)出版社，2006[4]．嚴(yán)峰主編. 篩分機(jī)械[M]. 北京: 中國(guó)鐵道出版社，2001[5]．國(guó)家機(jī)械工業(yè)局發(fā)布.振動(dòng)篩設(shè)計(jì)規(guī)范[S] .中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). 1999[6]．徐灝主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1991[7]. Shigley J E, Uicher J J. Theory of machines and mechanisms. New York: McGraw-Hill Book Company,1980航空工程 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè)類 0881054 班學(xué)生（簽名）： 陳少海填寫日期： 年 月 日指導(dǎo)教師（簽名）： 助理指導(dǎo)教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分)： 系主任（簽名）：附注:任 務(wù)書應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書首頁(yè)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯題目 諧振試驗(yàn)中石油鉆桿的全尺寸疲勞測(cè)試專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 088105404學(xué) 生 姓 名 陳 少 海指 導(dǎo) 教 師 劉 文 光 填 表 日 期 2012 年 3 月 24 日諧振試驗(yàn)中石油鉆桿的全尺寸疲勞測(cè)試文摘：文中提出了兩種在比薩大學(xué)設(shè)計(jì)的用于石油鉆探方面在鉆井平臺(tái)上執(zhí)行充分規(guī)模鉆桿連接的彎曲疲勞試驗(yàn)的測(cè)試，兩種測(cè)試的兩種連接類型需要不同的配置試驗(yàn)臺(tái)。在這兩種情況下，利用試樣共振，以減少結(jié)構(gòu)上的荷載和測(cè)試時(shí)間。 這使得在實(shí)驗(yàn)儀器和測(cè)試上降低成本的同時(shí)，能有有效的疲勞試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告和討論。2007 年愛(ài)思唯爾有限公司保留所有權(quán)利。關(guān)鍵詞：鉆桿連接 全尺寸測(cè)試 試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì) 諧振試驗(yàn)機(jī) 微動(dòng)疲勞1.介紹為了達(dá)到產(chǎn)量要求在進(jìn)行石油勘探時(shí)通常 采用長(zhǎng)的空心鉆桿[4]，在疲勞損傷方面鉆柱問(wèn)題是一個(gè)眾所周知的石油鉆井技術(shù)的問(wèn)題，占故障的 50%以上[5] ，鉆探座方面的故障的恢復(fù)是一個(gè)非常昂貴和費(fèi)時(shí)的恢復(fù)過(guò)程。根據(jù)鉆具的工作條件描述的文獻(xiàn)[6]，可知當(dāng)鉆柱旋轉(zhuǎn)內(nèi)偏離井經(jīng)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)彎曲時(shí)，會(huì)導(dǎo)致疲勞損傷，尤其是在連接鉆具處的薄弱環(huán)節(jié)處。設(shè)備處理不當(dāng)，過(guò)度旋轉(zhuǎn)速度或負(fù)荷以及疲勞通常導(dǎo)致失敗并加劇腐蝕環(huán)境。各種損傷條件下的耦合大大降低了鉆柱的疲勞壽命。全尺寸的疲勞試驗(yàn)對(duì)鉆探承包商來(lái)講是一個(gè)戰(zhàn)略挑戰(zhàn)。在最近，測(cè)試鉆具連接的設(shè)備已提出。[7] Miscow 等人 提出了試驗(yàn)臺(tái)基于四點(diǎn)彎曲計(jì)劃。其標(biāo)本旋轉(zhuǎn)范圍在 5-15赫茲頻率之間且具有常數(shù)拉伸軸向載荷，也可以疊加。為了產(chǎn)生高要求的軸向負(fù)荷，測(cè)試結(jié)構(gòu)負(fù)載過(guò)重和一個(gè)龐大的框架是必要的。類似的四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)設(shè)備已聘用 grondin 等人進(jìn)行試驗(yàn)。[8]他們以約 7 Hz 的測(cè)試頻率進(jìn)行。他們還開(kāi)發(fā)了一個(gè)有趣的解決方案，既將產(chǎn)生的軸向加載用人壓縮棒插入內(nèi)中空鉆探下測(cè)試。這個(gè)解決方案所需的軸向載荷，可以自行產(chǎn)生，無(wú)需任何外部框架。此外，測(cè)試在腐蝕性環(huán)境中（NaCl 溶液）可以在低頻率（約 1-5 赫茲，接近在鉆井過(guò)程中的實(shí)際頻率）下進(jìn)行。這些測(cè)試可認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)條件的代表結(jié)合的疲勞行為的平均應(yīng)力而且這是特別有效的腐蝕性環(huán)境低轉(zhuǎn)速。然而，這種試驗(yàn)非常費(fèi)時(shí)，假設(shè)去進(jìn)行 10·106 的循環(huán)試驗(yàn)，如果是進(jìn)行單試樣試驗(yàn)，四個(gè)月份的時(shí)間是必要的。那么這一種考驗(yàn)，體現(xiàn)了一個(gè)系統(tǒng)的評(píng)估不具有抗疲勞特性，特別是當(dāng)統(tǒng)計(jì)評(píng)估時(shí)尤其如此。史密斯[9]等人聘請(qǐng)了人員進(jìn)行四點(diǎn)彎曲鉆機(jī)和旋轉(zhuǎn)懸臂梁鉆機(jī)測(cè)試創(chuàng)新的鈦鉆管道的設(shè)計(jì)。命名法NC 26 根據(jù) API 標(biāo)準(zhǔn)的連接類型[1,2] ID 內(nèi)徑NC 50 根據(jù) API 標(biāo)準(zhǔn)的連接類型[1,2] OD 外徑ADP-STJ 根據(jù) ISO 標(biāo)準(zhǔn)的連接類型[3] J 部分的慣性面積矩 147?13 Wb 段的彎曲模量F1 偏心旋轉(zhuǎn)體的慣性力彎曲手臂 1 L 試樣長(zhǎng)度F2 偏心旋轉(zhuǎn)體的慣性力彎曲手臂 2 E 楊氏模量Me 偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量 Ai 振動(dòng)光束形狀系數(shù)（I =1,2,3,4）Re 旋轉(zhuǎn)體的偏心距 u(x, t)振動(dòng)梁位移函數(shù)位置 x 和時(shí)間 td 手臂彎曲點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)體之間的位移 m 振梁的質(zhì)量de 旋轉(zhuǎn)體之間相對(duì)位移 mf 被放置在振動(dòng)梁兩端的固定體f 偏心旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)頻率 ?????????????m_e??振動(dòng)梁端轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量???w 偏心旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速 R_e 質(zhì)量偏心旋轉(zhuǎn)fn 標(biāo)本自然頻率動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的自然頻率 d_e 旋轉(zhuǎn)體的相對(duì)位移Wn 試樣自然頻率的旋轉(zhuǎn)速度 試樣的密度 自然頻率的旋轉(zhuǎn)頻率超過(guò)比 高頻振動(dòng)梁的“長(zhǎng)度”? ?Da 動(dòng)態(tài)放大倍數(shù) A 橫截面面積的標(biāo)本兩旋轉(zhuǎn)體之間的相位角 a1 一次諧波幅值的應(yīng)變計(jì)信號(hào)?Kb 試樣的抗彎剛度 a2 二次諧波振幅應(yīng)變計(jì)信號(hào)Ma 彎曲手臂的質(zhì)量 R 負(fù)荷率La 彎曲手臂的長(zhǎng)度 疲勞失效下的彎曲應(yīng)力n?IQ 彎曲手臂的慣性質(zhì)量矩 Mb 彎曲時(shí)的疲勞失效B Basquin 模型方程的常數(shù) b Basquin 模型方程指數(shù)標(biāo)稱彎曲疲勞耐久極限 S-N 曲線的斜率en,?S-N 曲線的疲勞失效的斜率Veidt 等人， [10]采用類似受雇于由 Miscow 等人提出的四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的設(shè)施。[7] 包括了一個(gè)非常強(qiáng)大的外部框架，能夠產(chǎn)生軸向拉載入中標(biāo)本。目前關(guān)于在鉆柱連接方面的彎曲疲勞測(cè)試的不同鉆機(jī)實(shí)驗(yàn)方案已經(jīng)提出， 共振頻率附近的動(dòng)態(tài)行為利用誘導(dǎo)高彎矩連接。通過(guò)旋轉(zhuǎn)體達(dá)到偏心共振條件。這一技術(shù)對(duì)于式樣和無(wú)液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的測(cè)試格式也以被采用，其原因是基于負(fù)載慣性力。按此推理，則兩者的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)性與到四點(diǎn)的試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試儀器的實(shí)力相比要低得多。此外，共振可設(shè)置由旋轉(zhuǎn)體正確選擇和滿刻度測(cè)試可以在頻率為 25-30 赫茲之間運(yùn)行，從而達(dá)到10?106 疲勞循環(huán)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蜑槠谒奶斓臏y(cè)試疲勞周期。這一擬議的試驗(yàn)裝置的缺點(diǎn)是，具有平均軸向負(fù)荷不能適用（只有交替或旋轉(zhuǎn)彎曲，即循環(huán)負(fù)荷比 R =1）的壓力。反之沉重的試驗(yàn)臺(tái)架是能夠發(fā)揮高抗拉強(qiáng)度的軸向負(fù)荷（提出文獻(xiàn)[10,7]）。此外，還導(dǎo)致高的選擇頻率測(cè)試（速度比工作條件）減少的可能性，而測(cè)試環(huán)境對(duì)疲勞的功效依然有效。然而，關(guān)于基本疲勞之間有趣的對(duì)比可以在較短的時(shí)間內(nèi)以合理的成本得到不同的設(shè)計(jì)解決方案。2，連接類型測(cè)試以下是兩種類型的連接：1.高強(qiáng)度鋼板連接（以下命名簡(jiǎn)稱為鋼連接），參考標(biāo)準(zhǔn)為文獻(xiàn)[1,2];2.輕量級(jí)的鋁合金與鋼管連接（以下命名簡(jiǎn)稱為鋁鋼連接）參考標(biāo)準(zhǔn)為文獻(xiàn)[3]更為常見(jiàn)的鋼連接在油鉆井和廣泛的技術(shù)資料中均可以發(fā)現(xiàn)（文獻(xiàn)[6,11,12]中就有關(guān)于鋼鉆頭的旋轉(zhuǎn)體連接疲勞的報(bào)告）。以此相反，鋁鋼連接方面只是最近才由俄羅斯鉆井開(kāi)發(fā)商承包發(fā)展，一直以來(lái)都沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)的研究。而實(shí)際上鋁合金鉆桿正在以潛在的優(yōu)勢(shì)在全球蔓延。在文獻(xiàn)[13]的討論基于高架力量過(guò)重率和低的剛性材料須進(jìn)行淬火和回火。鋼連接是由兩個(gè)錐形螺紋雙方引腳和重視的手段管體盒摩擦焊接，如圖 1a.所示。典型的疲勞裂紋常常導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)故障，而通常銷釘或者是鉆體都是具核的螺紋最后嚙合扣，如圖 1b.所示。 圖 1，a 表示錐形螺紋連接引腳和箱形鋼鉆桿接頭之間管摩擦焊接b 表示銷或框兩側(cè)疲勞成核點(diǎn)圖 2，a 表示鋁和鋼螺紋的連接，（而不要求摩擦焊接） 工具接頭連接管體b 表示微動(dòng)疲勞的研究，鋼的邊緣是此類型連接的的故障模式鋁鋼連接，針和工具接頭盒子的兩側(cè)設(shè)有錐形螺紋，鋼因?yàn)樗麄冃枰?jīng)常在工作時(shí)脫離，在鉆井作業(yè)這個(gè)設(shè)計(jì)中，連接鋁合金管體鋼鉆桿接頭的另外兩個(gè)螺紋連接，每邊一個(gè)。表 1連接測(cè)試試件的主要尺寸：連接 標(biāo)準(zhǔn)命名法 外直徑（mm） 內(nèi)直徑（mm ） 試件長(zhǎng)度（m）類型鋼連接 NC26 88.9 38.1 1.2鋼連接 NC50 168.8 71.4 1.2鋁鋼連接 ADJ147*13 147 107 3.7圖 2a 中這些連接組件在組裝生產(chǎn)階段，至始至終它們都不能脫開(kāi)鉆桿。如圖 2a 所描述，鋼構(gòu)件設(shè)有一個(gè)錐形底無(wú)內(nèi)部屏蔽由于彎曲的管道鋁線程的線程抗疲勞。微動(dòng)疲勞，以及在鋼的圓形邊緣之間的接觸組件及鋁合金管體，產(chǎn)生疲勞裂紋，如圖 2b 所示。試件的主要尺寸見(jiàn)表 1。值得注意的是，鋁鋼筋連接的總長(zhǎng)度是高于鋼連接的，因?yàn)榍罢咝枰獌蓚€(gè)額外的連接。對(duì)此，測(cè)試時(shí)須要兩個(gè)不同的測(cè)試平臺(tái)，并設(shè)計(jì)出全刻度的這兩個(gè)不同的連接的疲勞試驗(yàn)類型。3. 試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)3.1 鋼連接試驗(yàn)臺(tái)如圖 3 所示，鋼連接試驗(yàn)臺(tái)展示，共二對(duì)旋轉(zhuǎn)體的偏心距，在頂部有兩個(gè)彎曲的手臂，以及在試樣上的慣性力。在平面上的力和位移，最后交替（不旋轉(zhuǎn)）被作用到的彎曲試件上，如圖 4 所示。該系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)移兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體之間的相位角，至此引出相位角 γ。偏心體反旋轉(zhuǎn)在兩臂上產(chǎn)生兩縱向的力，如果試件被認(rèn)為是剛性的，則可得出以下兩式： )cos(2)(1tRmtFe??（1）??而其中每?jī)蓚€(gè)橫向組件的切削力跟每對(duì)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)力是平衡的。如果在 =0 的情況下 F1 和 F2 的力度相等，且試件在實(shí)驗(yàn)時(shí)沒(méi)有被彎曲，由于試件?是支持由彈簧允許在平面上自由剛性移動(dòng)的，那么相反，在處相位條件（ ）下，???試件的誘導(dǎo)彎矩最大。此外，該試驗(yàn)臺(tái)的工作頻率這時(shí)接近（但低于）第一共振在該試件和動(dòng)力系統(tǒng)兩個(gè)彎曲臂是慣性的機(jī)構(gòu)。附近的共振頻率所產(chǎn)生的彎矩導(dǎo)致試件產(chǎn)生更大的 F1 和 F2。在以上基礎(chǔ)上作出合理的假設(shè)，則由簡(jiǎn)單系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型可以得到以下結(jié)論：1，超出相位條件時(shí)， ；2，對(duì)于試件彎曲手臂是剛性的；3，相對(duì)于試件的慣性力而言彎曲力此時(shí)可以忽略；4，試樣彎曲撓度是普遍的;5，不存在減震效果。對(duì)于假設(shè) 1 而言半結(jié)構(gòu)性可以基于對(duì)稱性來(lái)考慮。經(jīng)過(guò)考慮，通過(guò)施加不同階段的角，可以不斷變化彎矩因素 。在條件為零（ ）的情況下有最大值? )2/sin(?0??（ ），假設(shè) 2 和 3 的動(dòng)力系統(tǒng)作為試件臂有一個(gè)自由度作為慣性量。此外，忽略試??件質(zhì)量可以被認(rèn)為是彎矩沿試樣長(zhǎng)度的統(tǒng)一。在這里建議模型描述圖 5，如圖。圖 5(a) 固有頻率的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)， （b）激發(fā)振動(dòng)的系統(tǒng)，外加頻率)(2/??nf?共振條件：)(2/??nf?1/?n??以估計(jì)的固有頻率 模型參數(shù)，可以計(jì)算如下：)2/(?nf1）抗彎剛度： ，其中 E 為材料楊氏模量， 其中包LEJb/??)(644IDOJ???含彎曲中性軸慣性力矩和自由彎曲試樣長(zhǎng)度 L;2）通過(guò)點(diǎn)軸的大規(guī)模的手臂慣性質(zhì)量矩， ，假設(shè)質(zhì)量均勻分布且超過(guò)231aQLmI其長(zhǎng)度 ;aL3）自然頻率 QbnI/???讓我們考慮由一個(gè)具有周期性的力加載系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速( )如圖 5b。在忽略任何阻尼的情況下位移 d 可以得到解決方程如下：（2）)cos(22 tmRLIeaQab ???? （3）)cos(22tLImRdaQbe????被定義為彎曲應(yīng)力振幅 彎矩除以管道的彎曲模量得到頻率比 如下：n??/?（4）212????baenWR彎曲模量 。建議可由方程 4 定義一個(gè)動(dòng)態(tài)的放大因素：)/(ODJb（5）21???a臂受到慣性力的沖擊產(chǎn)生偏心距導(dǎo)致力 F1，F(xiàn)2 放大。由條件忽略阻尼公式 4 表示彎曲應(yīng)力增加無(wú)限時(shí)的旋轉(zhuǎn)體接頻率近自然頻率（ 1??）。在實(shí)踐中，有人指出，建議初試試驗(yàn)臺(tái)。 而由公式 4 可知當(dāng) 時(shí)可得出合理9.0??的預(yù)測(cè)。在共振頻率附近的的動(dòng)態(tài)放大量在很大程度上取決于阻尼，尤其是在目前阻尼不定量的條件下更是如此。為了獲得一個(gè)可控的性能，單靠試驗(yàn)臺(tái)操作子共振（更多的細(xì)節(jié)后面再闡述）方程 4 是不夠準(zhǔn)確的。值得注意的是，以前是依靠假設(shè)和近似模型來(lái)解釋現(xiàn)象并確定設(shè)備的主要參數(shù)的。然而，這樣得出的數(shù)據(jù)對(duì)測(cè)試的準(zhǔn)確性并沒(méi)有很大的影響。事實(shí)上，有效的動(dòng)態(tài)彎曲應(yīng)力不斷測(cè)量試件的應(yīng)變，在測(cè)試過(guò)程中，設(shè)置點(diǎn)內(nèi)保持不變而由一個(gè)封閉的預(yù)定范圍（即標(biāo)準(zhǔn)值的 5％）內(nèi)通過(guò)閉環(huán)系統(tǒng)控制兩對(duì)旋轉(zhuǎn)體之間的旋轉(zhuǎn)偏心距。3.2 鋁鋼連接的試驗(yàn)臺(tái)用于測(cè)試鋁鋼連接的鉆機(jī)設(shè)計(jì)不再像以前討論的試件那樣，其結(jié)構(gòu)如圖 6。圖 6 （a）試驗(yàn)臺(tái)的鋁鋼連接試件的圖片（b）測(cè)試連接的詳細(xì)信息連接的軸向延伸和減少抗彎剛度不再像在以往的測(cè)試計(jì)劃中那樣被采納。那么在這種情況下，試件的彈性和慣性特征動(dòng)態(tài)系統(tǒng)依然被保存。以前，它被設(shè)置為運(yùn)行在子共振的區(qū)域內(nèi)。產(chǎn)生的外部負(fù)載通過(guò)旋轉(zhuǎn)體傳遞給位于一端的偏心體上。為了保持結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性在生產(chǎn)中心的最大彎曲載荷（位于連接處）處，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體被固定在試件的兩端。這種結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是通過(guò)假設(shè)存在一個(gè)大的橫梁試件（總質(zhì)量為 m 的均勻分布在它的長(zhǎng)度為 L）而且在其兩端具有兩個(gè)作用點(diǎn)產(chǎn)生 ，如圖 7a 所示。通過(guò)旋轉(zhuǎn)偏心質(zhì)量 等導(dǎo)出旋轉(zhuǎn)彎曲試樣圖（共振附近的高放大） ，如圖 7b圖 7（a）固有頻率的動(dòng)態(tài)模型 (b) 大規(guī)模偏心旋轉(zhuǎn) 激起的動(dòng)力系統(tǒng)*em該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性可以初步得出求解四階偏微分方程[14]：(6)24),(),(txuLmxtuEJ????其中， 表示試樣的橫向位移 x 和時(shí)間 t 的函數(shù)。該解決方案是(7))cos(]sinh)cosh()in([),(4 321tAxAxtu?????其中“時(shí)間”的頻率 和'長(zhǎng)度'的頻率 相關(guān)的關(guān)系如下：(8) EJ??2其中 是自然頻率 的值，解特征方程，使空的行列式線性系統(tǒng)（未知系數(shù)?n?（i=1,2,3，4 ） ）施加邊界條件得到。一個(gè)統(tǒng)一的梁的振動(dòng)（沒(méi)有旋轉(zhuǎn) ）加上一個(gè)經(jīng)典的結(jié)論[14]，給予以下特點(diǎn)公fm式： 01)cosh()(???L?考慮條件（E= 73 GPa，m=54.6kg，OD=147mm ， ID= 121mm 和 L =3.7m） ，首選自然頻率是 64.4Hz。在振動(dòng)梁兩端的旋轉(zhuǎn)距可實(shí)得平方的特征方程如下：01)sinh()cos()sin((2)sin(2cos??? ??L LLAEJLmLmfff? ?????在特征方程中的 是外部旋轉(zhuǎn)體的參數(shù)，由先驗(yàn)的解決方程式（9）和（10）不f/能得到解析形式。在圖 8 中通過(guò)公式（9）和（10）繪制頻率與 f 的曲線圖，而且圖中顯示了前兩個(gè)諧振頻率（此時(shí)認(rèn)為 =30kg） 。fm圖 8 固有頻率 特征方程，對(duì)兩端的旋轉(zhuǎn)體報(bào)告說(shuō)明旋轉(zhuǎn)距 對(duì)模型的影響nf fm首選自然頻率的旋轉(zhuǎn)體質(zhì)量 的值得減少（其他自然頻率減少更大）尤為引人注fm目，因?yàn)樵嚇有D(zhuǎn)體質(zhì)量 的值被放置在最后。在疲勞試驗(yàn)時(shí)選擇設(shè)置自然頻率值 f fm獲得所需要試樣的長(zhǎng)度。為了提高動(dòng)態(tài)模型的準(zhǔn)確性，進(jìn)行有限元（FE）分析如圖 9 所示。通過(guò)引入試件的各種交叉的實(shí)際性能，特別是在中部地區(qū)位于連接處，此時(shí)首選自然頻率認(rèn)為是 34.8 赫茲，不同價(jià)值顯示著不同形式的分析估計(jì)值 36.2 赫茲。在考慮所有模型之后，得出一模型，此時(shí)假設(shè)試件在此實(shí)驗(yàn)空間是完全自由的，而且沒(méi)有外力（旋轉(zhuǎn)質(zhì)量方案除外）存在。為了重現(xiàn)此邊界條件，試樣的簡(jiǎn)支采用兩對(duì)橡膠輪。支持在兩個(gè)分別位于變形軸位移空點(diǎn)（即模態(tài)的節(jié)點(diǎn)），如圖 9。旋轉(zhuǎn)的偏心質(zhì)量 是由一個(gè)恒速電機(jī)驅(qū)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)體被連接到標(biāo)本通過(guò)幾個(gè)軸承從而可以忽略不計(jì)的扭?em矩應(yīng)用到試件上，但在支持車輪處的摩擦足夠大的，以防止試件軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)頻率在共振頻率附近時(shí)試樣的軸的最大位移可以強(qiáng)烈放大，以便測(cè)試運(yùn)行以前的解決方案。圖 9 振動(dòng)感應(yīng)器試件的空位移點(diǎn)，以及模態(tài)時(shí)的節(jié)點(diǎn)沿管道的振動(dòng)位移幅值，在兩端時(shí)最大，其范圍在 10-20 毫米之間，確切值取決于施加在試樣上的彎曲幅度。圖 9 顯示放大圖形的原因。為了能正確選擇試樣長(zhǎng)度和旋轉(zhuǎn)體，在位于兩端的兩個(gè)關(guān)鍵部分允許獲得平等的彎矩（差異低于 1％） ，如鋼連接圖 10。沿試樣的彎矩分布通過(guò)有限元分析手段進(jìn)行評(píng)估。圖 10 所示是一個(gè)典型的測(cè)試條件（ ， ， ） 。在兩個(gè)關(guān)鍵部分相同的彎曲應(yīng)力也Hzf3.2?zfn75.34?93.0?nf?驗(yàn)證通過(guò)應(yīng)變計(jì)測(cè)量測(cè)試。作為解釋，三對(duì)旋轉(zhuǎn)體的應(yīng)變力在實(shí)驗(yàn)時(shí)沿著試樣重現(xiàn)分配彎矩。4，試驗(yàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)圖 11 說(shuō)明在測(cè)試時(shí)控制彎曲幅度的可能性。測(cè)試頻率選擇在子共振條件下的工作頻率區(qū)域內(nèi)。在測(cè)試控制彎曲應(yīng)力幅度，以保持恒定。圖 11 共振條件感應(yīng)擴(kuò)增，彎曲應(yīng)力、振幅可以通過(guò)頻率或大規(guī)模相控制圖 12 用于檢查試件變量的完整性：從第一個(gè) 到第二諧波振幅 之間的比例因子1?2?aD在試樣表面的應(yīng)變計(jì)是為了測(cè)量縱向應(yīng)變和推導(dǎo)有效的彎曲時(shí)刻。通過(guò)半橋配置的應(yīng)變計(jì)進(jìn)行彎曲應(yīng)力測(cè)量，以消除溫度的影響[15]。對(duì)于鋼連接彎矩試驗(yàn)臺(tái)，可以通過(guò)測(cè)量單一的旋轉(zhuǎn)體（彎矩應(yīng)變計(jì)沿試樣均勻分布） 。保持彎矩閉環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行相常數(shù)之間的反旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)移。由于小的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的疲勞裂紋是穩(wěn)定的，那么大期間的時(shí)間不會(huì)改變。當(dāng)裂紋傳播通過(guò)試樣壁的厚度，自然標(biāo)本頻率降低，然后由于工作條件接近彎矩的共振再增加。繼續(xù)測(cè)試，外部正在減少通過(guò)修改相角 之間兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)體，為整個(gè)測(cè)試時(shí)間。?此外，單方面接觸表面裂紋介紹了一種在動(dòng)態(tài)的非線性裂縫時(shí)有足夠的系統(tǒng)，可檢測(cè)擴(kuò)展?？焖俑道锶~變換（FFT）適用于應(yīng)變計(jì) signal.3 在第一部分疲勞壽命，當(dāng)試樣沒(méi)有明顯損壞，當(dāng)時(shí)的第一諧波 A1 的幅度。它被發(fā)現(xiàn)之間的振幅比第二和第一諧波 A2/A1 可以用來(lái)作為一個(gè)指標(biāo)疲勞裂紋的存在，所示如圖 12。這個(gè)數(shù)量可以用來(lái)區(qū)分一個(gè)階段宏觀裂紋以下階段的核裂紋擴(kuò)展。從圖。 12，可以看出，動(dòng)力放大，可用于檢測(cè)通常存在的裂紋，但曲線的變化太平滑，被視為一個(gè)有效的指標(biāo)。其中內(nèi)部壓力是一個(gè)很好的指標(biāo)，以及疲勞檢測(cè)快到達(dá)管壁厚度，但由于設(shè)置太苛刻，要求為每個(gè)測(cè)試都應(yīng)用。很明顯的裂縫，即使是最小尺寸全球動(dòng)態(tài)響應(yīng)（通過(guò)檢測(cè)諧波振幅比）也都是相當(dāng)大的，甚至大于壁厚（如內(nèi)部壓力檢測(cè)下降） ，如圖 12。因此裂紋的重要部分增長(zhǎng)（經(jīng)過(guò)周期）可能是錯(cuò)誤的審議“核”的生活。為了解決這個(gè)問(wèn)題落后的傳播計(jì)算部分以預(yù)測(cè)周期要進(jìn)行小核裂紋試驗(yàn)（例如 1.0 毫米長(zhǎng)，多比壁厚?。?。對(duì)于鋁鋼連接，其彎矩分布并不均勻，沿試樣正確測(cè)量其變應(yīng)力，其應(yīng)變計(jì)適用于三個(gè)不同的位置，沿管道：中間的鋼連接（SG1 的）和兩個(gè)鋁管道身體兩側(cè)（SG2 和 SG3） ，圖 10。應(yīng)變計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠（SG2 的關(guān)鍵部分） ，橫截面修改（SG3） ，以避免局部效應(yīng)應(yīng)力集中。推斷的名義彎曲強(qiáng)調(diào)的 FE 解決方案（圖 10 之一。 ）獲得模擬的實(shí)際工作頻率測(cè)試完整的幾何細(xì)節(jié)。此外，在這種情況下，一個(gè)單一的應(yīng)變計(jì)也可以使用，但由于彎曲時(shí)刻變化沿試樣的冗余信號(hào)要優(yōu)先考慮。對(duì)于這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)，是通過(guò)控制彎矩改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此在試驗(yàn)過(guò)程中可以修改工作頻率。試驗(yàn)中疲勞裂紋的擴(kuò)展，與在實(shí)踐中相比是微不足道的，在一個(gè)恒定的頻率下進(jìn)行測(cè)試，試樣的疲勞壽命幾乎同時(shí)結(jié)束。這也帶來(lái)更多更好的事實(shí)，鋁管壁厚顯示著小于鋼連接和鋁的斷裂韌性較低。由于這些原因，最大的疲勞擴(kuò)展鋁管需要產(chǎn)生可察覺(jué)的變化全尺寸動(dòng)態(tài)性。因此，沒(méi)有全尺寸裂紋的跡象，這類型的測(cè)試，最后在進(jìn)行高達(dá)幾百周期前會(huì)突然失敗。鋼連接的調(diào)速變頻應(yīng)用是由于可見(jiàn)的疲勞引起時(shí)間延遲傳播的一部分。5，測(cè)試結(jié)果5.1 鋼連接測(cè)試圖 13 是測(cè)試結(jié)果的 S—N 曲線報(bào)告。公稱彎曲應(yīng)力幅度（半滿量程） 是彎矩幅度n?Mb 除以在疲勞斷裂部分的彎曲模量 Wb。 的含義是單片元件，基于線程不考慮具有內(nèi)n?部缺口的幾何圖形。如前所述，在測(cè)試過(guò)程中這些測(cè)試鉆機(jī)試件不允許具有任何的平均應(yīng)力，進(jìn)行測(cè)試時(shí)負(fù)載率 R=?—1。值得注意的是，如果與疲勞試驗(yàn)的典型的分散相比較這些小分散的獲得具有一定的價(jià)值。根據(jù)核壽命研究所得出的閾值比 ，在上一節(jié)12/?中已討論。在重對(duì)數(shù)圖紙方面線型最小二乘法被用來(lái)計(jì)算回歸性。而 S—N 曲線根據(jù)不同的模型方程有不同的含義： ， 是轉(zhuǎn)角而 B 是一個(gè)合適的常量。bfnBN??b/1??圖 13 鋼連接 S-N 曲線 視疲勞壽命>107 次用完（a）Nc26 試件（b）NC50 試件圖 14 （a）NC26 型腳疲勞斷裂表面 （b）NC50 型腳疲勞斷裂表面 （c）NC50 型框疲勞斷裂表面斜坡圖 14a 和 b 分別為試件的兩種類型， （核） ， （最終失敗時(shí)） 。疲勞極n?f限 ，e 也被考慮其中（耐力極限周期為 ） 。n?710所有類型的疲勞斷裂表面，實(shí)驗(yàn)獲得與鋼的連接，如圖 14。破解圖 14 在斷裂面清晰度方面顯得想當(dāng)好。因此，畫定性白線，以提高解釋力度。而且，它可以檢測(cè)核點(diǎn)和最終裂紋前端。鋼的韌性是如此之高，由于疲勞裂紋的大小一些測(cè)試最終失敗了，如半管道直徑的邊緣。造成疲勞裂紋的壁厚在兩個(gè)方面，有徑向方向，如圖 14a 和 b。一些測(cè)試表明：2 核在兩個(gè)最大的彎曲應(yīng)力位置處，如圖 14C。5.2 鋁鋼連接鋁鋼連接測(cè)試結(jié)果報(bào)告為 S—N 曲線，如圖 15a，為一起典型的疲勞斷裂表面圖。 如圖 15b 和 c，無(wú)論壓力集中在關(guān)鍵路段和負(fù)荷率 R=—1 處，標(biāo)準(zhǔn)彎曲應(yīng)力振幅 都與以n?往有相同的含義，圖 15c 顯示了穩(wěn)定的疲勞裂紋擴(kuò)展表面。該標(biāo)志是很難被檢測(cè)到，但如果是在裂紋前端的最終位置之前，且是由不穩(wěn)定的傳播導(dǎo)致突然發(fā)生故障，則可以很容易被發(fā)現(xiàn)。此外，顯而易見(jiàn)的是疲勞裂紋是如何經(jīng)歷多個(gè)裂紋核的。這是由于加載模式的旋轉(zhuǎn)疲勞造成的。相反，而多疲勞裂紋核沒(méi)有觀察到其他類型的測(cè)試，如圖 14。穩(wěn)定裂紋增長(zhǎng)是鋼連接疲勞的重要組成部分（高韌性和大強(qiáng)度厚） ，而鋁鋼連接（低韌性和小壁厚）階段與整個(gè)疲勞壽命相比則較短。在突然發(fā)生故障之前，裂紋的大小從來(lái)沒(méi)有與管壁厚度比較大小。這個(gè)問(wèn)題對(duì)試驗(yàn)控制的影響，在上一節(jié)已討論。6，結(jié)論關(guān)于兩種類型諧振疲勞試驗(yàn)規(guī)模鉆機(jī)的建議。他們的應(yīng)用程序是專門用于測(cè)試鉆桿連接，但是任何一種管狀結(jié)構(gòu)都是通過(guò)使用這些測(cè)試設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。試件工作頻率在共振附近時(shí)的基本思路決定了總體框架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求。短連接（如提出的鋼連接的兩個(gè)彎型）可以通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試強(qiáng)度，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體頂端的彎曲手臂，就是以這種方式交替彎曲進(jìn)行試驗(yàn)，但不試驗(yàn)旋轉(zhuǎn)彎曲。對(duì)于長(zhǎng)連接（作為鋁鋼的連接類型）首選作為鋁單旋轉(zhuǎn)體的試驗(yàn)臺(tái)鋼連接類型。這種方式旋轉(zhuǎn)彎曲應(yīng)用于管狀試件。試驗(yàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)顯示。要對(duì)螺紋連接存在的癥狀疲勞裂紋進(jìn)行檢查是非常困難的（不破壞性，繼續(xù)測(cè)試） ，尤其是對(duì)動(dòng)態(tài)行為的矯正。鋼連接試驗(yàn)中通過(guò)鉆機(jī)控制兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體之間的相位角。傳播期間，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為發(fā)生變化時(shí)，封閉閉環(huán)控制相位角減少，而名義彎曲應(yīng)力幅值穩(wěn)定。有了這項(xiàng)技術(shù)，在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，工作頻率不降低。相反，鋁鋼的有關(guān)試驗(yàn)臺(tái)連接中（短）裂紋擴(kuò)展壽命，工作頻率降，名義彎曲應(yīng)力幅值穩(wěn)定。進(jìn)行鋼連接測(cè)試時(shí)頻率采用 25 赫茲左右，而鋁鋼連接采用 30 赫茲左右。在這兩種短時(shí)間內(nèi)情況下進(jìn)行測(cè)試，可以說(shuō)對(duì)實(shí)驗(yàn)最有利。這樣，可以在合理的時(shí)間內(nèi)完成廣泛的系列測(cè)試。但是，石油鉆井連接經(jīng)驗(yàn)疲勞嚴(yán)重腐蝕環(huán)境和實(shí)際中轉(zhuǎn)速范圍在 1 至 5 Hz，因此不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試這種工作手段高頻率測(cè)試遠(yuǎn)程測(cè)試機(jī)組。對(duì)于鉆柱連接疲勞，平均軸向負(fù)荷也是一個(gè)重要因素。通過(guò)利用試件在共振條件下不允許任何平均軸向應(yīng)力存在進(jìn)行測(cè)試，而且測(cè)試是在負(fù)荷比為 R = —1 時(shí)進(jìn)行。然而，在這里還要明確提出試驗(yàn)時(shí)采用輕型框架和高速測(cè)試的測(cè)試平臺(tái)具有平臺(tái)優(yōu)勢(shì)。參考文獻(xiàn)：[1]美國(guó)石油學(xué)會(huì)， API SPEC.7 - 旋轉(zhuǎn)的規(guī)范鉆桿構(gòu)件技術(shù)報(bào)告。美國(guó)石油研究所第 40 版，2002年 3 月出版。[2]美國(guó)石油學(xué)會(huì)，API RP 7G - 推薦實(shí)踐鉆桿的設(shè)計(jì)和操作限制技術(shù)報(bào)告。美國(guó)石油學(xué)院 2003年 11 月出版。[3]I 石油和天然氣工業(yè) - 鋁合金鉆桿技術(shù)報(bào)告，2002 年 ISO 第 1 版。[4]拉比耶 H.石油鉆井工程：原理與實(shí)踐。格雷厄姆和特羅特曼;1985 年出版。[5]斯帕諾斯石油鉆井：振動(dòng)的角度；預(yù)印本和機(jī)械工程系材料科學(xué)，賴斯大學(xué)的技術(shù)報(bào)告，2001年出版。[6] 魏斯貝格，Vincke，佩蘭，疲勞鉆柱：藝術(shù)的狀態(tài)。石油和天然氣科學(xué)與技術(shù) 2002 年出版；57（1）:7-37。[7] Miscow，德米蘭達(dá) PEV，內(nèi)托局長(zhǎng)，普拉西多的 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結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等做了進(jìn)一步的研究。振動(dòng)篩分機(jī)械是近 20 年來(lái)得到迅速發(fā)展的一種新型機(jī)器，目前已廣泛應(yīng)用于采礦、冶金、水利電力、石油化工、煤炭、交通運(yùn)輸、建筑和鐵道等工業(yè)部門中，用于完成各種不同的工藝過(guò)程。最近幾年，各國(guó)對(duì)振動(dòng)篩分技術(shù)的研究很重視，如 強(qiáng)化振動(dòng)參數(shù)，設(shè)備大型化，篩機(jī)零部件的三化，自同部技術(shù)的推廣應(yīng)用，新 篩機(jī)的出現(xiàn)等都是圍繞著振動(dòng)篩發(fā)展起來(lái)的。設(shè)計(jì)首先分析論述了設(shè)計(jì)方案，包括振動(dòng)篩的分類與特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方案的確定；篩面物料的運(yùn)動(dòng)理論分析；其次進(jìn)行了對(duì)振動(dòng)篩的動(dòng)力學(xué)分析及動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算；合理設(shè)計(jì)振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)尺寸；進(jìn)行了激振器的偏心塊等設(shè)計(jì)與計(jì)算，包括原始的設(shè)計(jì)參數(shù)，電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)；最后進(jìn)行了主要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算，包括軸承的選擇與計(jì)算，皮帶的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核，軸的強(qiáng)度計(jì)算和校核，彈簧的 設(shè)計(jì)計(jì)算。關(guān)鍵詞： 振動(dòng)篩 結(jié)構(gòu) 篩分機(jī)械 激振器 指導(dǎo)老師簽名：Design of circular vibrating screenStudent name : Chen ShaoHai Class : 0881054Supervisor : Liu WenguangAbstract: This design is mainly introduced the situation at home and abroad and the circle vibrating screen classification and characteristics, and through the analysis of the operation of vibrating screen and the process parameters of the selection and be sure to complete circle vibrating screen of the overall design. In the design plan and determined on the basis of the choice of motor, main parts of the structure design, further research. Vibration screening machines the past 20 years the rapid development of a new machine, has been widely used in industrial sectors of mining, metallurgy, water conservancy, electric power, petrochemical, coal, transport, construction and railway used to complete a variety of different process. In recent years, countries right vibration screening technology very seriously, such as the strengthening of vibration parameters, equipment, sieve machine parts, to promote the use of the same technology, the new screen, and so on are around the shaker development.At the first ,the design analysis expositions design program , including vibrating screen of classification and features and determine of design program; the movement theory analysis of sieve surface material ;at the second, the design analysis dynamics of vibrating screen and the calculation of dynamics parameter; reasonable design vibrating screen of structure size; conduct the design and calculation of stress vibration device of eccentric block, , including original design parameter, motor design; at last, conduct main parts design and calculation, including select and calculation of bearing , design calculation and check of belt , strength calculation and check of axis , design calculation of mechanical spring .Key words: Vibrator Construction Screening machine Shaker Signnature of Supervison:畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目 圓形振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 088105404學(xué) 生 姓 名 陳 少 海指 導(dǎo) 教 師 劉 文 光 填 表 日 期 2012 年 2 月 24 日說(shuō) 明開(kāi)題報(bào)告應(yīng)結(jié)合自己課題而作，一般包括：課題依據(jù)及課題的意義、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述） 、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。以下填寫內(nèi)容 各專業(yè) 可根據(jù)具體情況適當(dāng) 修改 。但每個(gè)專業(yè)填寫內(nèi)容應(yīng)保持一致。一、選題的依據(jù)及意義：振動(dòng)篩是礦工企業(yè)普遍應(yīng)用的篩分機(jī)械，用作物料的篩分、分級(jí)、洗滌、脫介、脫水之用。篩分設(shè)備技術(shù)水平的高低和質(zhì)量的優(yōu)劣，關(guān)系到工藝效果的好壞、生產(chǎn)效率的高低和能源節(jié)省的程度，從而直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。而振動(dòng)篩以它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、處理能力大、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)在所有篩分設(shè)備中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其占有量約為 95％。而篩分設(shè)備在礦山機(jī)械中占有重要地位，它的發(fā)展不僅僅代表著中國(guó)礦山機(jī)械的發(fā)展，它還代表著中國(guó)國(guó)力的增強(qiáng)，和一個(gè)國(guó)家的基礎(chǔ)工業(yè)的實(shí)力和工業(yè)科技水平。振 動(dòng) 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(shí) 都需 要 用 到 各 種 類 型 的 振 動(dòng) 篩 ！ 振 動(dòng) 篩 主 要 用 于 礦 山 、 冶 煉 ， 煤 炭 ， 耐 火 材 料 、 輕工 、 化 工 、 醫(yī) 藥 、 食 品 等 行 業(yè) 。 其 中 ， 圓形振動(dòng)篩在煤炭生產(chǎn)中已有 40 多年的使用歷史，初期主要是偏心式和簡(jiǎn)單慣性式。而 且 隨 著 我 國(guó) 經(jīng) 濟(jì) 的 發(fā) 展 ， 篩 分 機(jī) 械 的 需求 量 日 益 增 長(zhǎng) ， 對(duì) 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 的 要 求 也 越 來(lái) 越 高 。在 這 種 市 場(chǎng) 需 求 的 促 使 下 ， 針 對(duì) 篩 分 機(jī) 械 及 篩 分 技 術(shù) 有 大 量 的 研 究 工 作 在 進(jìn) 行著 。 2002 年 ， 中 國(guó) 礦 大 機(jī) 械 廠 為 解 決 大 型 振 動(dòng) 篩 強(qiáng) 度 問(wèn) 題 ， 提 出 了 超 靜 定 網(wǎng) 梁 結(jié) 構(gòu)理 論 并 使 用 成 功 ， 獲 得 國(guó) 家 專 利 。 目 前 ， 國(guó) 內(nèi) 對(duì) 于 細(xì) 和 超 細(xì) 物 料 的 分 級(jí) ， 含 水 分7%-13%粘 性 物 料 的 分 級(jí) 還 存 在 問(wèn) 題 。 而 且 ， 現(xiàn) 階 段 振動(dòng)篩在可靠性，軸承發(fā)熱，噪聲，制造精度差等諸多方面都存在一定的問(wèn)題。基于以上問(wèn)題，我的本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇了圓形振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)這個(gè)課題。二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）：最近幾年，各國(guó)對(duì)振動(dòng)篩分技術(shù)的研究很重視，如強(qiáng)化振動(dòng)參數(shù)，設(shè)備大型化，篩機(jī)零部件的三化，自同部技術(shù)的推廣應(yīng)用，新篩機(jī)的出現(xiàn)等都是圍繞著振動(dòng)篩發(fā)展起來(lái)的。下面就振動(dòng)篩發(fā)展概況、品種規(guī)格、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度作一下闡述。1.國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀由于工業(yè)發(fā)展緩慢，基礎(chǔ)比較薄弱，理論研究和技術(shù)水平落后，我國(guó)篩分機(jī)械的發(fā)展是本世紀(jì)近 50 年的事情，大體上可分為三個(gè)階段。(1) 仿制階段 ：這期間，仿制了前蘇聯(lián)的 RYT 系列圓振動(dòng)篩、BKT-11、BKT-OMZ型搖動(dòng)篩；波蘭的 WK-15 圓振動(dòng)篩、CJM-21 型搖動(dòng)篩和 WP1、WP2 型吊式直線振動(dòng)篩。這些篩分機(jī)仿制成功，為我國(guó)篩分機(jī)械的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并培養(yǎng)了一批技術(shù)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(shè)備，1500 毫米 ×3000 毫米重型振動(dòng)篩及系列，15m 2、30m 2共振篩及系列，煤用單軸、雙軸振動(dòng)篩系列，YK 和 ZKB 自同步直線振動(dòng)篩系列，等厚、概率篩系列，冷熱礦篩系列。這些設(shè)備雖然存在著故障較多、壽命較短的問(wèn)題，但是它們的研制成功基本上滿足了國(guó)內(nèi)需要，標(biāo)志著我國(guó)篩分機(jī)走上了獨(dú)立發(fā)展的道路。(3) 提高階段 ：進(jìn)入改革開(kāi)放的 80 年代，我國(guó)篩分機(jī)也進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。成功研制了振動(dòng)概率篩系列、旋轉(zhuǎn)概率篩系列，完成了箱式激振器等厚篩系列、自同步重型等厚篩系列、重型冷熱礦篩系列、弛張篩、螺旋三段篩的研制，粉料直線振動(dòng)篩、琴弦振動(dòng)篩、旋流振動(dòng)篩、立式圓筒篩的研制也取得成功。2. 國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外從 16 世紀(jì)開(kāi)始篩分機(jī)械的研究與生產(chǎn)，在 18 世紀(jì)歐洲工業(yè)革命時(shí)期，篩分機(jī)械得到迅速發(fā)展，到本世紀(jì)，篩分機(jī)械發(fā)展到一個(gè)較高水平。德國(guó)申克公司可提供260 多 種篩分設(shè)備，STK 公司生產(chǎn)的篩分設(shè)備系列品種較全，技術(shù)水平較高，KHD 公司生產(chǎn) 200 多種篩分設(shè)備，通用化程度較高，KUP 公司和海因勒曼公司都研制了雙傾角的篩分設(shè)備。美國(guó) RNO 公司新研制 DF11 型雙頻率篩，采用了不同速度的激振器。DRK 公司研制成三路分配器給料，一臺(tái)高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)。日本東海株式會(huì)社和 RXR 公司等合作研制了垂直料流篩，把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和旋回運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來(lái)，對(duì)細(xì)料一次分級(jí)特別有效。英國(guó)為解決從濕原煤中篩出細(xì)粒末煤，研制成功旋流概率篩。前蘇聯(lián)研制了一種多用途兼有共振篩和直線振動(dòng)篩優(yōu)點(diǎn)的自同步直線振動(dòng)篩。種類和特點(diǎn)振動(dòng)篩分機(jī)械是利用振動(dòng)的多孔工作面，將顆粒大小不同的混合物料按粒度進(jìn)行分級(jí)，也常用于物料的脫水、脫介及清洗物料表面的污泥。它一般安裝在給料設(shè)備的下邊，給料機(jī)應(yīng)均勻地供料。振動(dòng)篩種類繁多，一般有以下幾類。1. 慣性振動(dòng)篩慣性振動(dòng)篩是借高速回轉(zhuǎn)著的不平衡重產(chǎn)生離心力使篩箱振動(dòng)，從而篩面上物料層松散使細(xì)粒級(jí)通過(guò)篩孔排出。美國(guó)和日本等國(guó)一般根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡將其分為圓運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩和直線振動(dòng)篩。近年來(lái)由于慣性振動(dòng)篩性能較好、結(jié)構(gòu)和維護(hù)工作都較簡(jiǎn)單，在選煤、選礦廠得到推廣應(yīng)用，受到各國(guó)重視，尤其是直線振動(dòng)篩發(fā)展很快。（1）圓運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩圓運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩是利用不平衡重激振器使篩箱振動(dòng)的篩子，其運(yùn)動(dòng)軌跡一般為圓形。它普遍應(yīng)用于煤炭、礦山廠的預(yù)先篩分、準(zhǔn)備篩分以及脫水作業(yè)中。由于其篩面的圓形振動(dòng)軌跡，使篩面上的物料不斷地翻轉(zhuǎn)和松散，因而圓振動(dòng)篩具有以下特點(diǎn)：細(xì)粒級(jí)有機(jī)會(huì)向料層下部移動(dòng)，并通過(guò)篩孔排出；卡在篩孔中的物料可以跳出，防止篩孔堵塞；篩分效率較高；可以變化篩面傾角，從而改變物料沿篩面的運(yùn)動(dòng)速度，提高篩子的處理量；對(duì)于難篩物料可以使主軸反翻，從而使振動(dòng)方向同物料運(yùn)動(dòng)方向相反，物料沿篩面運(yùn)動(dòng)速度降低（在篩面傾角與主軸轉(zhuǎn)速相同的情況下），以提高篩分效率。國(guó)外又將圓運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩分為單軸慣性振動(dòng)篩和自定中心振動(dòng)篩兩種。單軸慣性振動(dòng)篩特點(diǎn)是激振器的軸和皮帶輪參與振動(dòng)；優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造；缺點(diǎn)是由于皮帶輪與篩箱一起振動(dòng)，無(wú)論電動(dòng)機(jī)在任何角安裝都不能避免皮帶傳動(dòng)中心距的反復(fù)變化，從而引起三角皮帶的反復(fù)伸縮，大大影響其使用壽命。波蘭的WK型振動(dòng)篩屬于單軸慣性振動(dòng)篩。自定中心振動(dòng)篩優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)三角皮帶輪不與篩箱一起振動(dòng)，故傳動(dòng)皮帶壽命較長(zhǎng)，工作較穩(wěn)定。自定中心振動(dòng)篩又可分為軸承偏心式和皮帶輪偏心式兩種。前者又名萬(wàn)能懸掛篩，因其篩箱振動(dòng)時(shí)，主軸中心線和皮帶輪的空間位置保持不變，目前已很少使用；后者工作時(shí)，皮帶輪回轉(zhuǎn)中心線固定不動(dòng)，所以傳動(dòng)三角皮帶就不會(huì)時(shí)緊時(shí)松，具有頻率較穩(wěn)定、皮帶壽命較長(zhǎng)等特點(diǎn)。美國(guó)Ripl-Flo 型振動(dòng)篩是典型的皮帶輪偏心式振動(dòng)篩。(2) 直線振動(dòng)篩直線振動(dòng)篩是靠?jī)筛鶐Р黄胶庵氐妮S作同步異向旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生振動(dòng)的篩子。其篩面呈水平或傾斜安裝，運(yùn)動(dòng)軌跡一般為直線，故稱之為直線振動(dòng)篩或水平振動(dòng)篩。它具有下列特點(diǎn)：動(dòng)力平衡與物料在篩面上的運(yùn)動(dòng)情況較好；物料在篩面上的移動(dòng)不是依靠篩子的傾角而是依靠激振力，故篩面一般水平安裝，所以廠房高度較低；全封閉、不堵孔和堅(jiān)固耐用，篩面有兩層、三層和四層之分；由于篩箱運(yùn)動(dòng)中有較大的加速度，所以特別適合于煤炭的脫水、脫泥、脫介以及物料的分級(jí)。國(guó)外直線振動(dòng)篩采用箱式激振器者較多，如美國(guó)Low-Head 型、西德USL 型、日本古河A 型、日本永田雙偏心軸式、法國(guó)皮克雙偏心軸式、蘇聯(lián)ΓИ Ｃ Л 型等。采用筒式激振器的有美國(guó)SS 型和SG 型、日本川崎D型及橫山橢圓振動(dòng)篩等。2. 共振篩共振篩從50 年代應(yīng)用于煤炭和礦石中，其振動(dòng)系統(tǒng)是在接近共振區(qū)的條件下工作的，即篩子的工作頻率接近它的自振頻率。它既可用作煤和礦的預(yù)先篩分和最終篩分，也可以脫水、脫泥和脫介。共振篩利用了共振原理，具有下列特點(diǎn)：在共振頻率附近，使用較小的激振力來(lái)驅(qū)動(dòng)較大面積的篩箱；可以節(jié)省傳動(dòng)系統(tǒng)的功率消耗，并減少軸承等機(jī)件的受力；利用了非線性振動(dòng)系統(tǒng)，篩子的瞬時(shí)加速度大，對(duì)分級(jí)、脫水等作業(yè)有益。但由于其在安裝上要求高，技術(shù)上比較復(fù)雜，共振篩的發(fā)展較緩慢，如西德除部分生產(chǎn)廠使用外已不再推廣應(yīng)用了。典型共振篩有波蘭ZDR 型振動(dòng)篩：它是波蘭近十年來(lái)發(fā)展的新型共振篩，與CDR 型共振篩相比，結(jié)構(gòu)上變化不大，僅處理量有所提高，但其振動(dòng)大，要求有高質(zhì)量的橡膠彈簧元件，仍處在試驗(yàn)研究階段。3. 其它類型的振動(dòng)篩（1）等厚篩我國(guó)現(xiàn)有的 ZD 型直線等厚篩系列，有 7 種基本規(guī)格，總篩分效率一般在 85%以上。ZD 系列等厚篩適用于需要精確分級(jí)的煤炭及類似比重物料的干濕式篩分，處理量較大，篩分深度可至 6 毫米。（2）概率篩分機(jī)概率篩分機(jī)通過(guò)采用大篩孔、大傾角和多層篩面結(jié)構(gòu)，使物料近似篩分而提高篩機(jī)處理能力和干式篩分的深度。QGS 型琴弦概率篩是在 GS 型煤用概率篩的基礎(chǔ)上，吸收琴弦篩的特點(diǎn)研制的。該篩能有效地對(duì)潮濕煤炭進(jìn)行 6 毫米干式分級(jí)，篩選產(chǎn)品能滿足空氣重介流態(tài)床分選機(jī)對(duì)人選煤的要求。琴弦篩網(wǎng)在共振狀態(tài)下工作，篩孔不易堵塞。（3）GPS 型高頻振動(dòng)細(xì)篩GPS-900-3 型高頻細(xì)篩是在吸收美國(guó) Derrick 高頻細(xì)篩技術(shù)的基礎(chǔ)上研制的，該篩采用了疊層篩網(wǎng)( 由三層孔徑不同的不銹鋼編織篩網(wǎng)疊合而成)、三路給礦( 沿篩面長(zhǎng)布置三個(gè)給礦器) 和長(zhǎng)圓筒形振動(dòng)器( 電機(jī)軸兩端裝由偏重塊和調(diào)偏塊組成的振子) 振頻 2850 次/ 分。目前已在黑色和有色金屬閉路磨礦作業(yè)中，作為分級(jí)設(shè)備推廣應(yīng)用，分級(jí)總效率達(dá) 60% ～ 70%。（4）電磁振動(dòng)旋流篩電磁振動(dòng)旋流篩是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的高效脫水脫泥設(shè)備。該篩無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，無(wú)需潤(rùn)滑，不需動(dòng)力，不僅用于選煤廠，還可推廣用作污水處理和選礦廠及其它類似物料的脫水脫泥和分級(jí)設(shè)備。目前該篩已形成用于粗煤泥的C 型和用于末煤的型兩種型號(hào)。3. 國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)積極開(kāi)展篩分技術(shù)研究，提高原煤干式深度篩分技術(shù)，降低分級(jí)下限和增加煤炭品種，著重解決粒度細(xì)、水分高和黏度大的難篩物料的分級(jí)技術(shù) ；為滿足大露天礦選用，研制重型分級(jí)篩，適用于 500 毫米以下物料篩分 ；為提高篩板的壽命和效果，著重發(fā)展焊接篩網(wǎng)，非金屬篩面 ；共振篩有被淘汰之勢(shì)，應(yīng)大力發(fā)展塊偏心圓振動(dòng)篩和直線振動(dòng)篩。工業(yè)的發(fā)展對(duì)振動(dòng)篩的品種和質(zhì)量要求愈來(lái)愈高，從而使振動(dòng)篩分機(jī)械的發(fā)展提高到了一個(gè)新的階段。目前國(guó)內(nèi)外振動(dòng)篩產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能落后的篩分機(jī)仍占一半以上。因此，今后應(yīng)當(dāng)優(yōu)先發(fā)展量大面廣的優(yōu)良機(jī)型 ；探索新的篩分理論，發(fā)展新型篩分機(jī) ；發(fā)展大型、重型、特重型篩分設(shè)備，限制生產(chǎn)并逐步淘汰生產(chǎn)效率低，設(shè)計(jì)陳舊的老產(chǎn)品。4. 國(guó)外技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)國(guó)外篩分設(shè)備仍以發(fā)展振動(dòng)篩為主，振動(dòng)篩向標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化方向發(fā)展 ；向大型化方向發(fā)展，但最大到 55m 2，已夠用了 ；增大篩面傾角，提高篩分效率 ；發(fā)展細(xì)粒篩分設(shè)備，篩孔尺寸小到 0.1 ～ 0.3 毫米 ；旋流篩使用逐漸增多 ；共振篩發(fā)展停滯。三、研究?jī)?nèi)容： 1、振動(dòng)篩分的基本原理直線振動(dòng)篩(直線篩) 工作原理：振動(dòng)篩工作時(shí)，兩電機(jī)同步反向旋轉(zhuǎn)使激振器產(chǎn)生反向激振力，迫使篩箱振動(dòng)篩體帶動(dòng)篩網(wǎng)做縱向運(yùn)動(dòng)，使其上的物料受激振力而周期性向前拋出一個(gè)射程，從而完成物料篩分作業(yè)。適宜采石場(chǎng)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(chǎn)品分級(jí)用。振動(dòng)篩工作部分固定不動(dòng)，靠物料沿工作面滑動(dòng)而使物料得到篩分。固定格篩是在選礦廠應(yīng)用較多的一種，一般用于粗碎或中碎之前的預(yù)先篩分。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。不耗動(dòng)力、可以直接把礦石卸到篩面上。主要缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低、篩分效率低，一般只有 50—60%。振動(dòng)篩工作面是由橫向排列的一根根滾動(dòng)軸構(gòu)成的，軸上有盤子，細(xì)粒物料就從滾軸或盤子間的縫隙通過(guò)。大塊物料由滾軸帶動(dòng)向一端移動(dòng)并從末端排出。選礦廠一般很少用這種篩子。振動(dòng)篩工作部分為圓筒形，整個(gè)篩子繞筒體軸線回轉(zhuǎn)，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(xì)級(jí)別物料從筒形工作表面的篩孔通過(guò)，粗粒物料從圓筒的另一端排出。圓筒篩的轉(zhuǎn)速很低、工作平穩(wěn)、動(dòng)力平衡好。但是其篩孔易堵塞、篩分效率低，工作面積小，生產(chǎn)率低。選礦廠很少用它來(lái)作篩分設(shè)備。振動(dòng)篩機(jī)體是一個(gè)平面內(nèi)擺動(dòng)或振動(dòng)。按其平面運(yùn)動(dòng)軌跡又分為直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、橢圓運(yùn)動(dòng)和復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。搖動(dòng)篩和振動(dòng)篩屬于這一類。設(shè)計(jì)內(nèi)容還包括篩箱的設(shè)計(jì)，電動(dòng)機(jī)的選擇以及傳動(dòng)方案的分析、比較與選擇等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，對(duì)振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)尺寸、激振器的偏向塊、驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)尺寸以及其他主要零件部件的設(shè)計(jì)與校核，另對(duì)彈簧的、軸承等的選擇進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算和說(shuō)明。2、振動(dòng)篩總體方案的比較與確定要設(shè)計(jì)一臺(tái)機(jī)器肯定需要確定諾干參數(shù)，圓振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)也是如此。設(shè)計(jì)圓形振動(dòng)篩需要確定振動(dòng)篩運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)、工藝參數(shù)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)等。運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)：參數(shù)振動(dòng)機(jī)械的工作平面通常完成以下各種振動(dòng)：簡(jiǎn)諧直線振動(dòng)、非簡(jiǎn)諧直線振動(dòng)、圓周振動(dòng)和橢圓振動(dòng)等。依賴上述各種振動(dòng)，使物料沿工作面移動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)機(jī)械采用不同的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)（振幅、頻率、振動(dòng)角和傾角）時(shí)，便可使物料在工作面上出現(xiàn)下列不同形式的運(yùn)動(dòng)：相對(duì)運(yùn)動(dòng)、正向滑動(dòng)、反向滑動(dòng)和拋擲運(yùn)動(dòng)。工藝參數(shù)：振動(dòng)篩的工藝參數(shù)包括篩面的長(zhǎng)度和寬度、篩分效率。動(dòng)力學(xué)參數(shù)：振動(dòng)器偏心質(zhì)量及偏心距的確定。經(jīng)過(guò)仔細(xì)的研究和參考任務(wù)書的要求后選擇下列性能參數(shù)的方案：入料粒度：小于等于 400mm，篩孔尺寸 30mm，處理量 400t/h，有效篩面：7.2 平方米，篩面傾角：20 度。四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度1，目 標(biāo)：通過(guò)對(duì)振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)達(dá)到合理的篩分要求。2，主要特色：圓運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩是利用不平衡重激振器使篩箱振動(dòng)的篩子，其運(yùn)動(dòng)軌跡一般為圓形。由于其篩面的圓形振動(dòng)軌跡，使篩面上的物料不斷地翻轉(zhuǎn)和松散，因而圓振動(dòng)篩具有以下特點(diǎn)：細(xì)粒極有機(jī)會(huì)向料層下部移動(dòng)，并通過(guò)篩孔排出；卡在篩孔中的物料可以跳出，防止篩孔堵塞；篩分效率較高；可以變化篩面傾角，從而改變物料沿篩面的運(yùn)動(dòng)速度，提高篩子的處理量；對(duì)于難篩物料可以使主軸反翻，從而使振動(dòng)方向同物料運(yùn)動(dòng)方向相反，物料沿篩面運(yùn)動(dòng)速度降低(在篩面傾角與主軸轉(zhuǎn)速相同的情況下)，以提高篩分效率。圓形振動(dòng)篩是一種做圓形振動(dòng)、多層數(shù)、高效新型振動(dòng)篩。圓振動(dòng)篩采用筒體式偏心軸激振器及偏快調(diào)節(jié)振幅，物料篩淌線長(zhǎng)，篩分規(guī)格多，具有結(jié)構(gòu)可靠、激振力強(qiáng)、篩分效率高、振動(dòng)噪音小、堅(jiān)固耐用、維修方便、使用安全等特點(diǎn)。3，工作進(jìn)度：1）查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯（6000 字符以上） ，撰寫開(kāi)題報(bào)告 第 1 周—第 4 周2）閱讀振動(dòng)篩設(shè)計(jì)的相關(guān)理論與方法 第 5 周—第 6 周3）完成運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 第 7 周—第 7 周4）完成帶式輸送機(jī)中主要零部件的強(qiáng)度計(jì)算及其選用 第 8 周—第 10 周5）完成總裝圖設(shè)計(jì) 第 11 周—第 12 周6）繪制零件、部件圖 第 13 周—第 13 周7）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書（畢業(yè)論文）一份 第 14 周—第 15 周8）畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯 第 16 周—第 17 周五、參考文獻(xiàn)[1]．濮良貴,紀(jì)名剛主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)》 （第七版）[M].北京：高等教育出版社,2006[2]．孫桓,陳作模,葛文杰主編. 《機(jī)械原理》 （第七版）[M]. 北京：高等教育出版社，2006[3]．孫時(shí)元. 《中國(guó)選礦設(shè)備手冊(cè)》 （上冊(cè)）[M]. 北京：科學(xué)出版社，2006[4]．嚴(yán)峰主編. 《篩分機(jī)械》[M]. 北京: 中國(guó)鐵道出版社，2001[5]．國(guó)家機(jī)械工業(yè)局發(fā)布.《振動(dòng)篩設(shè)計(jì)規(guī)范》[S] .中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). 1999 [6]．徐灝主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （第四版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1991[7]. 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