SZ63T雙軸慣性式振動脫水機的設(shè)計（全套含CAD圖紙）,sz63t,慣性,振動,脫水機,設(shè)計,全套,cad,圖紙 外文翻譯資料 機電一體化技術(shù)及其應(yīng)用研究 1 機電一體化技術(shù)發(fā)展 　　機電一體化是機械、微、控制、機、信息處理等多學科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關(guān)技術(shù)的進步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。 1.1 數(shù)字化 　　微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復(fù)。 1.2 智能化 　　即要求機電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。 1.3 模塊化 　　由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。 1.4 網(wǎng)絡(luò)化 　　由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 1.5 人性化 　　機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。 1.6 微型化 　　微型化是精細加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機理方面取得了很大進展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。 1.7 集成化 　　集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。 1.8 帶源化 　　是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。 1.9 綠色化 　　技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護環(huán)境，回歸，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。 2 機電一體化技術(shù)在鋼鐵中應(yīng)用 　　在鋼鐵企業(yè)中，機電一體化系統(tǒng)是以微處理機為核心，把微機、工控機、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個方面： 2.1 智能化控制技術(shù)(IC) 　　由于鋼鐵具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)等，智能控制技術(shù)廣泛于鋼鐵的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。 2.2 分布式控制系統(tǒng)(ＤCS) 　　分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實時調(diào)度、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。ＤCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。ＤCS是監(jiān)視集中控制分散，故障面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強，具有更高的安全性。是當前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。 2.3 開放式控制系統(tǒng)(OCS) 　　開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是計算機技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念?！伴_放”意味著對一種標準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標準設(shè)計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計算機互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。 2.4 計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS) 　　鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實現(xiàn)從原料進廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實現(xiàn)了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來鋼鐵企業(yè)競爭的焦點是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價廉，及時交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強管理，獲取必須的效益，提高了企業(yè)的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀80年代已廣泛實現(xiàn)CIMS化。 2.5 現(xiàn)場總線技術(shù)(ＦBT) 　　現(xiàn)場總線技術(shù)(Ｆieｄ Bus Technology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)(如4～20mA，ＤC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現(xiàn)場總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場信號連接導(dǎo)線?，F(xiàn)場總線的引入導(dǎo)致ＤCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場總線化檢測儀表、現(xiàn)場總線化PLC(Programmable Logic Controller)和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。 2.6 交流傳動技術(shù) 　　傳動技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起作至關(guān)重要的作用。隨著電力技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達到和超過直流調(diào)速水平?，F(xiàn)在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴大。 4 摘 要 此次設(shè)計的振動脫水機是利用直線脫水篩來對物料進行脫水的，主要構(gòu)成部分包括箱體，底座，激振器，彈性支撐，篩網(wǎng)，電動機等，完成了振動脫水機的整體方案設(shè)計，并通過動力參數(shù)計算確定了零件的大小尺寸，完成了工程圖的繪制，并通過三維建模軟件Solidworks對機器進行建模并虛擬裝配。機器采用兩個反響旋轉(zhuǎn)的慣性激振器作為激振源，激振力與水平方向的夾角為45°，即機體的振動方向角為45°，通過物料往復(fù)運動過程中與篩面的撞擊完成脫水，篩箱由兩部分組成，篩面上面的部分用于承載物料，下面的部分用于排水，上層已脫水物料通過出料口送出，被篩出的水分通過排水管送出。整個箱體結(jié)構(gòu)由熱軋鋼板，角鋼以及無縫鋼管焊接而成，篩面在脫水過程中易出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象，需要定期更換。底座部分用于箱體的固定，采用熱軋角鋼，槽鋼焊接而成。彈性支撐部分的彈簧使整個系統(tǒng)區(qū)別于無阻尼系統(tǒng)，有著非常重要的作用，通過合理的計算與設(shè)計，選取合適的彈簧可以提高脫水的效率。 這種振動脫水機具有性能可靠、結(jié)構(gòu)簡單、能耗少、噪音低、振型穩(wěn)定、壽命長等優(yōu)點；從使用、制造、維修等方面都體現(xiàn)出經(jīng)濟實用性。 關(guān)鍵詞：振動脫水機；慣性式激振器；直線振動篩 ABSTRACT The design of the vibration of the machine is using linear sieve dehydration to dehydrate the materials, Main components including body, base, vibrator, elastic support, screen, motor, etc.,I completed the vibration dryer overall scheme design, And through the dynamic parameters, calculate to determine the size of the parts size, completed the project figure drawing, and through the three dimensional modeling software Solidworks modeling and virtual assembly on the machine. Machine adopts two resonance rotational inertia vibrator as excitation source, Exciting force and the horizontal Angle of 45 °, namely the body of the vibrating direction Angle is 45 °, through the material in the process of the reciprocating motion with the impact of screen complete dehydration, screen box is composed of two parts, the screen surface parts used in bearing material, the following sections for drainage, the upper has been dehydrated material sent through the discharging port, be screen out of the water through a drain. The whole body structure by the hot rolled steel plate, Angle steel and seamless steel tube welding to form, sieving liable to occur in the dehydration process blocking phenomenon, need to be replaced regularly. Fixed base part for enclosure, usinghot rolling Angle steel,channel steelwelded together. Elastic support part of the spring different from system without damping, it's a very important role for the whole system, through the reasonable calculation and design, select the appropriate spring can improve the efficiency of dehydration.This kind of vibrating dewatering machine is provided with reliable performance, simple structure, less energy consumption, low noise, stable vibration mode, the advantages of long service life; From the use, manufacture, maintenance reflects in such aspects as economic practicality. Keywords:dewatering machine；vibration inertia vibrator；linear vibrating screen II 目錄 摘 要 I ABSTRACT II 1課題的提出與發(fā)展 1 1.1 課題的提出和意義 1 1.2 篩分機械的分類與用途 1 1.2.3 篩分機械的用途 4 1.3 篩分技術(shù)和振動篩分機械的發(fā)展 5 1.3.1篩分技術(shù)及其發(fā)展方向 5 1.3.2國內(nèi)外振動篩分機械的發(fā)展 5 1.4課題研究的主要內(nèi)容和理論基礎(chǔ)及應(yīng)用工具 7 2設(shè)計方案的確定 8 2.1工作原理及總體方案的提出 8 2.1.1工作原理 8 2.1.2總體方案 9 2.2激振器的選擇 9 2.3箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 2.4電機的布置 11 2.5傳動方式 13 2.6彈性元件的選擇 14 3動力學分析及運動學計算 15 3.1動力學分析 15 3.2設(shè)計原始材料 17 3.3激振器的計算 17 3.4電機的選擇 21 4強度校核 23 4.1軸的強度校核 23 4.2軸承校核 30 4.3鍵的強度計算 31 結(jié)論 33 致謝 34 參考文獻 35 36 1課題的提出與發(fā)展 1.1 課題的提出和意義 1.1.1課題的提出 振動是自然界和工程設(shè)計領(lǐng)域普遍存在的一種現(xiàn)象，一般情況振動是有害的，但在合理的環(huán)境下加以利用，振動可以是有益的。振動機械應(yīng)用涉及選礦、沙和煤炭加工工業(yè)。此外也適用于城市污水處理、紙漿、化工和食品工業(yè)。振動機械通常由激振器、工作機體和彈性元件三部分組成。但是目前在我國各種選煤廠使用的設(shè)備中,振動篩是問題較多、維修量較大的設(shè)備之一。這些問題突出表現(xiàn)在篩箱斷梁、裂幫 ,稀油潤滑的箱式振動器漏油、齒輪打齒、軸承溫升過高、噪聲大等問題 ,同時伴有傳動帶跳帶斷帶等故障。這類問題直接影響了振動篩的使用壽命,嚴重影響了生產(chǎn)。 近年來物料脫水是很多行業(yè)重要的一個環(huán)節(jié)，大多數(shù)脫水機是利用振動篩來脫水。因此，提高振動篩的性能非常必要。脫水設(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)濟效益。通過脫水可以提高物料的質(zhì)量，從而達到所需的產(chǎn)品，因此作為物料脫水的主要設(shè)備－振動脫水機也不斷發(fā)展。如提高穩(wěn)定可靠性、降低消耗、降低噪音、提高振型穩(wěn)定性、提高篩分效率高等方面都有了很大的提高。 1.1.2課題的意義 現(xiàn)今的振動機械中存在一些影響機械壽命且產(chǎn)生噪音的問題，而且煤泥的脫水是煤炭產(chǎn)業(yè)的重要環(huán)節(jié)。因此本課題的設(shè)計就是在現(xiàn)有的振動篩的基礎(chǔ)上改造并提高設(shè)備的性能來延長機體的壽命和降低生產(chǎn)與維護成本。利用雙電機驅(qū)動可以達到自同步振動，并簡化結(jié)構(gòu)，降低故障率。底座材料大多采用角鋼與槽鋼，容易獲得且價格便宜從而降低成本。 1.2 篩分機械的分類與用途 1.2.1篩分機械的分類 振動機械的分類方式有三種：一是按篩分原理分類；二是按工作面機構(gòu)的運動形式分類；三是按激振器的類型分類。 （1）篩分機械按篩分原理分類。篩分機械分為普通篩機、薄層篩機、概率篩機、厚層篩機和概率厚層篩機5種類型。 （2）按篩機工作機構(gòu)的運動形式分類。篩分機械分為固定篩、滾軸篩、滾筒篩、平面搖動篩、平面振動篩、空間振動篩和共振篩7種類型。 （3）按激振器的類型分類。篩分機械可分為慣性式振動篩、彈性連桿式振動篩、電磁式振動篩、液壓式和擊打式篩分機等。 1.2.2振動篩分機械的零部件 振動篩分機械通常包括振動器、電動機和彈性元件這3個部分。 1.激振器的類型 激振器用來產(chǎn)生周期不斷發(fā)生改變的激振力，在工作機體中產(chǎn)生連續(xù)不斷的振動。常用的激振器包括慣性式、彈性連桿式、電磁式、液壓式、氣動式激振器，凸輪式激振器等。 A .慣性式激振器的形式 慣性式振動篩是由偏心軸、偏心軸與偏心塊組合或軸上帶偏心塊的激振器帶動的。慣性激振器有單軸式、雙軸式和多軸式這三種形式，如圖1.1所示。 單軸式慣性激振器如圖1.1a帶有偏心塊的軸回轉(zhuǎn)時通常產(chǎn)生圓周方向的激振力當軸兩端的偏心塊具有不同的安裝相位時，還會產(chǎn)生沿圓周方向變化的激振力偶。 雙軸式慣性激振器如圖1.1bc所示，當兩軸上偏心塊和偏心距相等且雙軸式慣性激振器的兩軸作等速反向回轉(zhuǎn)時，y-y方向的慣性力相互疊加，而x-x方向上的慣性力相互抵消，從而形成了一個直線方向上變化的激振力，是振動篩產(chǎn)生直線方向上的振動。當兩軸的偏心塊具有不同安裝相位時，還會產(chǎn)生定向周期變化的激振力偶。 a) 單軸式慣性激振器 b) 、c) 雙軸式慣性激振器 d)多軸式慣性激振器 圖1.1 各種慣性激振器 B.彈性連桿激振器的形成 彈性連桿激振器分為偏心式、偏心套式和軸與套同時偏心三種。 C.電磁式激振器的形成 (a)電磁式激振器 (b)電動式激振器 圖1.2電磁激振器類型 電磁式激振器的形式有電磁式和電動式兩種，如圖1.2圖a為電磁式激振器，它是出鐵心、電磁線圈、銜鐵和彈簧等所組成、鐵心通常與平衡質(zhì)體固定在一起．而銜鐵則與槽體(或機體)固定在一起。圖b為電動式激振器，它是由直流電激磁的磁環(huán)(或永磁環(huán))、中心磁極和通有交流電的可動線圈組成，可動線圈與振動桿或振動機體相聯(lián)接。 2.工作機體 為了完成不同的工藝過程，各種振動篩的機體通常做周期性運動。振動篩的機體由篩框、篩面、篩面的固定裝置等組成。 A.篩框 振動篩的篩框是由側(cè)板、加強板、后擋板和橫梁等構(gòu)成的。側(cè)板和橫梁是篩框的主要受力構(gòu)件，由于篩框是借助側(cè)板支撐或懸掛在支撐架上的，所以側(cè)板承受物料和篩箱的重力，并將激振力傳送到篩框的各個部分。 橫梁承受篩板和物料的重力及其工作時的慣性力。橫梁通常采用圓形鋼管梁、槽鋼梁、箱型梁、工字鋼梁和壓型梁等幾種。篩箱通常采用的連接方式有焊接和鉚接兩種。 B.篩面的種類 篩面是篩機的主要工作部件。對篩面的基本要求是：有足夠的強度，最大的有效面積，篩孔應(yīng)不易堵塞，在物料運動時篩孔與物料的接觸機會較多；也就要求篩面工作可靠，篩分效率高、處理能力大和使用壽命長。 篩面的種類很多，常見的有棒條篩面、板狀篩面、編制篩面、波浪篩面、條縫篩面、非金屬篩面等。 3.彈性元件（彈簧） 在振動篩中，彈性元件按用途可以分為三類：一類是隔振彈簧，它被用作支承振動機體，按機體實現(xiàn)所要求的振動，并減少傳給基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)架的動載荷；另一類是主振彈簧，它的作用是使振動機有適宜的近共振的工作點，使系統(tǒng)振動的動能和位能相互轉(zhuǎn)化，因此也稱為共振彈簧或蓄能彈簧；第三類是導(dǎo)向板彈簧和連桿彈簧，它的作用是將激振力傳給機體，并減少啟動轉(zhuǎn)矩和避免傳動部分受沖擊載荷，使系統(tǒng)實現(xiàn)彈性振動以完成所需要的篩分分級工 1.2.3 篩分機械的用途 在選礦廠、選煤廠、和其他工業(yè)部門中，物料在使用或者進一步處理之前，常常需要用篩分機械分成粒度相近的幾種級別。各工業(yè)部門中使用的篩分機械種類很多，如固定格篩、弧形篩、滾軸篩、滾筒篩、搖動曬、旋流篩、振動篩和共振篩等，其中以振動篩應(yīng)用最為普遍。振動篩用于篩分分級以外，還用于物料的脫水，及去除物料中的水分；脫介，即在篩機中用水清洗并回收重介質(zhì)；脫泥即在篩機中，用水清洗物料表面的污泥。實驗室或者實驗場所，時常用篩機對物料進行篩分分析。 1.3 篩分技術(shù)和振動篩分機械的發(fā)展 1.3.1篩分技術(shù)及其發(fā)展方向 篩分工作是一個非常簡單的分離作業(yè):通過顆粒和篩孔的大小進行對比,比篩孔小的那些物質(zhì)透過篩孔變成篩下物質(zhì),比篩孔大的東西留在篩子上面變成篩上物,從而達到粗細顆粒分開的目的。但是在現(xiàn)實工作應(yīng)用中,由于要求有一定的工作余量,要使物料達到很好的按顆粒大小分離不是很容易。因為篩分的過程很復(fù)雜,現(xiàn)在大部分的篩分原理更加關(guān)注篩分結(jié)果而不是篩分過程的研究,對篩分過程認識不足,現(xiàn)在還不能達到工程實際的需要;采用傳統(tǒng)的設(shè)計原理很難使問題得到深層次研究,需要想別的辦法,引入更加新的思想和理論,才有取得突破的可能。目前,篩分領(lǐng)域的研究呈現(xiàn)出多學科相互滲透和交叉的局面,建立以試驗為基礎(chǔ),以計算機技術(shù)為依托的綜合考慮物料性質(zhì)及其相互影響的物料運動模型和篩分過程數(shù)學模型,將是必然的發(fā)展趨勢。 1.3.2國內(nèi)外振動篩分機械的發(fā)展 在 16 世紀，英國首先開始了篩分機械的研究，并誕生世界第一臺用于煤炭工業(yè)的固定篩。到了 18 世紀歐洲工業(yè)革命時期，篩分機械發(fā)展迅速。在 19 世紀初，一些礦山企業(yè)開始使用圓筒篩、搖動篩，有的地方出現(xiàn)一些簡單的振動篩分機械[1]。近些年來，社會對能源和礦產(chǎn)急劇需求，從而使篩分機械迅速發(fā)展。目前，國外知名企業(yè)利用計算機輔助設(shè)計技術(shù)，先進的制造工藝，不但生產(chǎn)出適用于多種行業(yè)、多種規(guī)格的振動篩，而且生產(chǎn)出了可靠性高，性能好的大型和特大型振動篩。這些振動設(shè)備具有世界領(lǐng)先的技術(shù)，代表目前行業(yè)的發(fā)展趨勢。國外振動機械企業(yè)注重產(chǎn)品的大型化、高效性、可靠性、專業(yè)性的研發(fā)方向。并根據(jù)不同的行業(yè)特點，提供不同的解決方案，提供全面系統(tǒng)的服務(wù)。但不得不看到是，進口設(shè)備價格較高，一般的設(shè)備價格是國產(chǎn)設(shè)備的 3 倍以上，在大型設(shè)備上通常是國產(chǎn)同等型號的 8～ 10 倍 國外篩分設(shè)備仍以發(fā)展振動篩為主，振動篩向標準化、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55平方米，已夠用了；增大篩面傾角，提高篩分效率；發(fā)展細粒篩分設(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。國內(nèi)振動篩的技術(shù)發(fā)展趨勢表現(xiàn)在：積極開展篩分技術(shù)研究，提高原煤干式深度篩分技術(shù)，降低分級下限和增加煤炭品種，著重解決粒度細、水分高和粘度大的難篩物料的分級技術(shù)；為滿足大露天礦選用，研制重型分級篩，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，應(yīng)大力發(fā)展塊偏心圓振動篩和直線振動篩。 由于工業(yè)基礎(chǔ)差，研究能力和制造水平落后，在近50年，我國篩分機械走過從無到有，從小到大，從落后到先進的發(fā)展過程?？傮w上可分為四個階段。 （1）進口設(shè)備階段 解放以前，我國在選煤、采礦行業(yè)主要依靠人力來完成相應(yīng)的工作。在少數(shù)一些選煤廠和選礦廠主要采用一些固定篩和搖動篩。這些設(shè)備完全依靠進口。解放后，隨著新中國經(jīng)濟的發(fā)展的推動，開始在相關(guān)行業(yè)推廣應(yīng)用篩分機械。并在大部分洗煤廠、采礦廠和采石場使用一些慢速的搖動篩和老式的振動篩，并開始使用小型的直線振動篩。 （2）仿制階段 從50年代到60年代，我國開始從前蘇聯(lián)和波蘭等歐洲一些國家進口各種篩分機械。這期間，組織全國相關(guān)單位，測繪仿制了前蘇聯(lián)的ГУП系列圓振動篩、ВКТ系列搖動篩。波蘭的WK—15圓振動篩、CJM—21型搖動篩和WP1、WP2型吊式直線振動篩[4]。研制出國產(chǎn)SZZ系列的自定中心篩、SZ系列的慣性篩和SSZ系列的直線篩。這些篩分機械仿制成功以后的發(fā)展初步奠定了基礎(chǔ)，并培養(yǎng)了我國第一批技術(shù)人員。 （3）引進提高階段 60年代初開始采用一些前蘇聯(lián)和波蘭引進的快速的搖動篩、脫水篩和振動篩技術(shù)。從70年代到80年代，我國從美國引進R·S公司的TABOR振動篩技術(shù)。從日本神戶制鋼所引進HLW型振動篩技術(shù)，從德國KHD公司引進USK和USL型振動篩。進入改革開放的快速發(fā)展的時期，我國篩分機的發(fā)展也進入了一個新的階段。在吸收成功研制了YA系列圓振動篩、ZKX系列直線振動篩、ZK系列振動篩。完成振動概率篩系列、旋轉(zhuǎn)概率篩系列，完成了箱式激振器等厚篩系列、重型冷熱礦篩系列、馳張篩，粉料直線振動篩、琴弦篩、旋流振動篩、立式圓筒篩的研制也取得成功。國外振動篩產(chǎn)品和制造技術(shù)的引進，提高了我國篩分機械設(shè)計制造人員技術(shù)水平，使他們從中學習到先進國家設(shè)計制造振動篩的理論、方法、設(shè)計技術(shù)和制造工藝。 （4）自行研制階段 我國制定了第一個煤用單、雙軸振動篩系列型譜，自主進行了ZDM(DDM)系列單軸振動篩和ZSM(DSM)系列雙軸振動篩的產(chǎn)品設(shè)計工作。并投入生產(chǎn)制造，基本上滿足了當時國內(nèi)中、小型選煤廠建設(shè)的需要。在此基礎(chǔ)上，通過采用自同步理論、塊偏心振動器、復(fù)合彈簧、環(huán)槽鉚釘?shù)认冗M技術(shù)，相繼開發(fā)了2ZKB2163直線振動篩，YK1545和2YK2145圓振動篩、YH1836重型振動篩、FQ1224復(fù)合振動篩等4種基型新系列振動篩。又相繼開發(fā)YK和ZKB自同步直線振動篩系列、香蕉篩系列、重型冷熱礦篩系列、博厚篩、高頻振動篩系列。這些設(shè)備成功研制，標志著我國篩分機械走上了獨立發(fā)展的道路。目前，在國內(nèi)振動篩研究成果有：中國礦業(yè)大學等單位為東灘煤礦，研制了據(jù)稱是國內(nèi)篩面寬度尺寸最大的ZDS2460型自同步等厚篩，其篩面寬度為2400mm，篩分能力為1000t／h。該設(shè)備篩面分為兩段，篩分效率達到90%以上。鞍山重型機器股份有限公司與沈陽理工大學聯(lián)合研制世界最大的大型香蕉篩，該篩面39.56m2。高5米，重40噸，最大處理能力為2500t/h，年可篩分上千萬噸。產(chǎn)品性能、篩分面積、工作效率在世界同類產(chǎn)品中居于前列。該產(chǎn)品不但替代了進口，而且打破了國外壟斷該大型設(shè)備的歷史。新鄉(xiāng)威猛集團將12臺2m×3m的節(jié)肢篩組合在一起，組成了目前國內(nèi)面積最大的72m2節(jié)肢振動篩，用于選煤系統(tǒng)的分級和脫水、脫介，效果很好 1.4課題研究的主要內(nèi)容和理論基礎(chǔ)及應(yīng)用工具 本課題研究在振動篩設(shè)計的基礎(chǔ)上就如何實現(xiàn)脫水以及脫水性能對振動篩進行了一系列優(yōu)化設(shè)計。如激振形式的選擇、傳動裝置的設(shè)計、箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計、支撐方式的設(shè)計和彈簧的選擇等。在振動理論的基礎(chǔ)上，設(shè)計出振動脫水機，再用Solidworks建立三位模型，最后用caxa繪制工程圖。 2設(shè)計方案的確定 振動脫水機是在機體振動過程中實現(xiàn)脫水的，可以利用直線振動篩來實現(xiàn)其功能。它主要由篩箱、篩網(wǎng)、底座、激振器、彈性元件、電動機、聯(lián)軸器等組成。 2.1工作原理及總體方案的提出 箱體尺寸：長1800mm寬500mm高300mm 電機轉(zhuǎn)數(shù)：910r/min0.75N/kw 振幅：3mm 生產(chǎn)率：6.3t/h 工作頻率：15Hz 選取振動方向角，安裝傾角，拋擲指數(shù)D=2 2.1.1工作原理 圖2.1振動脫水機工作原理圖 這次設(shè)計使用的是雙軸式慣性振動激振器，其中兩個偏心塊的質(zhì)量，離心力F1=F2=F，兩個偏心塊的回轉(zhuǎn)方向相反但同步，在各個瞬時位置離心力順著每根軸的不平衡重量所產(chǎn)生的慣性力，沿著x-x方向的分力是相互抵消的，而沿x-y方向的分力是相互疊加，因此就形成了一個沿著y-y方向的合力，也就是激振力，這個力使得篩箱沿y-y方向做往復(fù)直線運動。在圖上的(a)和(c)的位置，離心力完全疊加使激振力最大，當達到(b)和(d)的位置時，離心力完全抵消使激振力為零。振動方向與篩面一般呈45°角，因此物料在篩面上做斜拋運動，從而進行篩分，小于篩網(wǎng)孔大小的物料顆粒與水分透過篩網(wǎng)，達到脫水目的。 工作過程中，物料由于激振力的作用，順著篩面運動，通過出料口送出。安裝傾角，脫水過程中的水沿相反的方向運動，順著箱體下端排水管排出。 2.1.2總體方案 圖2.2振動脫水機圖 2.2激振器的選擇 激振器是振動脫水篩的核心部件，工作時間長，工作頻率高，振動沖擊大，潤滑效果差，故障多，所以需要選用合適的激振器來保證篩機穩(wěn)定運行。 雙軸慣性式激振器采用雙電機拖動，利用自同步原理替代了齒輪的強迫振動。從整體機構(gòu)上來說雙電機拖動需要多出一個電機但是卻少使用了一套高精度齒輪，從而簡化的激振器的結(jié)構(gòu)根本上解決了齒輪漏油和打齒的問題，并且降低了噪音和振動篩的維護成本。 激振器中采用的偏心塊由兩部分組成，可調(diào)式偏心塊與不可調(diào)式偏心塊，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低、激振力可由調(diào)節(jié)偏心塊的夾角來增大和減小、脂潤滑不漏油、迷宮式密封摩擦阻力小且易于標準化等優(yōu)點。這兩個激振器由主軸、軸承、筒體、可調(diào)式偏心塊與不可調(diào)式偏心塊、迷宮密封端蓋等組成，使用螺栓固定在箱體的側(cè)板上。這樣激振力可以直接由側(cè)板作用在箱體上，省去了使用梁懸掛的成本。為了安全起見，還要為激振器兩側(cè)的偏心塊加上桶蓋。 本設(shè)計采用雙軸式慣性激振器可產(chǎn)生所需的激振力，滿足要求。 圖2.3 激振器圖 2.3箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計 橫梁由無縫鋼管組成，它是篩機的主要受力件,為徹底解決現(xiàn)場斷梁的問題,除設(shè)計上保證安全系數(shù)外,制造中采用了特殊的加工工藝,保證焊縫焊透,焊接后去應(yīng)力退火,再對焊縫進行無損探傷, 保證橫梁的質(zhì)量。管梁與側(cè)板之間使用精制螺栓緊固 ,這種緊固方式不僅使被緊固件之間利用靜摩擦傳遞振動力 ,而且利用螺桿與鋼板孔的過盈配合 , 圖2.4 箱體圖 直接傳遞振動力 ,聯(lián)接強度高 ,使用防松螺母 ,聯(lián)接可靠不松動 ,將篩箱聯(lián)接成一個剛性箱體結(jié)構(gòu)。 2.4電機的布置 為了降低對橫梁的強度要求和便于維護和檢修，所以本設(shè)計采用電機布置在兩側(cè)的方案，而電機的具體位置則有側(cè)板及底座等因素決定。 為了滿足不同的工藝要求，振動機械常常需要兩臺或多臺電動機同時工作，要求它們具有相同的速度和相位。早期實現(xiàn)同步的方式是采用剛性傳動(如齒輪傳動)，或采用柔性傳動(如帶式傳動)。自20世紀60年代以來，由于發(fā)現(xiàn)在振動機械中可以利用振動的固有特性，在兩個由兩臺電動機分別驅(qū)動的偏心轉(zhuǎn)子間實現(xiàn)振動同步，或稱自同步，而實現(xiàn)振動同步的該種機械則稱為自同步振動機，由于采用了自同步原理使得它們的構(gòu)造大為簡化。這種原理在以后振動機械的設(shè)計、制造和使用過程中，大量采用，從而使振動機械進入了振動同步的新時代。振動機械實現(xiàn)振動同步必須滿足一定的條件，因此研究振動機器的同步理論，以保證機器在最佳或較優(yōu)狀態(tài)下工作十分必要。 圖2.5 底座圖 由兩臺感應(yīng)電動機分別驅(qū)動的自同步振動機，這種驅(qū)動方式具有下列優(yōu)點： a)利用自同步原理代替了強制同步式振動機中的齒輪傳動，使傳動部的結(jié)構(gòu)相當簡單。 b)由于取消了齒輪傳動，使機器的潤滑、維護和檢修等經(jīng)常性的工作大為簡化。 c)可以減小起動、停車通過共振區(qū)時的垂直方向和水平方向的共振振幅，但在一些自同步振動機中，通過共振區(qū)時的搖擺振動的振幅有時會顯著增大，這是該種振動機的不足。 d)雙機驅(qū)動自同步振動機雖然增加了一個電動機，但目前工業(yè)中應(yīng)用的自同步振動機不少采用激振電動機直接驅(qū)動，使它的結(jié)構(gòu)相當簡單。 e) 自同步振動機激振器兩根主軸，可在較大的距離條件下進行安裝。 f)該種振動機便于實現(xiàn)通用化、系列化和標準化。 2.5傳動方式 振動篩每串激振器之間采用傳動軸聯(lián)接 ,能夠自動補償角度和長度的誤差 ,降低了激振器對安裝精度的要求 ,有利于激振器的穩(wěn)定運行。 圖2.6主軸 振動篩電機和激振器之間采用輪胎式撓性聯(lián)軸器傳動 ,這種聯(lián)軸器由半聯(lián)軸節(jié)、撓性片、壓環(huán)等組成 ,撓性片由夾布橡膠輸送帶剪成。由于撓性片具有彈性 ,切向剛度遠大于徑向剛度和軸向剛度 ,能夠承受較大的扭矩而不能承受徑向力、軸向力和彎矩作用 ,因而恰好適合振動篩工作的要求 ,與三角帶相比 ,既能傳遞較大功率 ,又最大程度地減少了振動對電機的影響 ,成本極低 ,易于更換。在物料突然增加時 ,不會失步 ,易于實現(xiàn)自同步運轉(zhuǎn)。 圖2.7輪胎式聯(lián)軸器 1、4.半聯(lián)軸器 2.壓板 3.強力型膠帶 5.螺栓 2.6彈性元件的選擇 彈性元件采用金屬螺旋彈簧。它的優(yōu)點是：制造比較方便；內(nèi)摩擦?。辉谡_設(shè)計與正確制造的情況下，具有較長的壽命。 圖2.8 彈簧圖  3動力學分析及運動學計算 3.1動力學分析 雙軸慣性振動器兩回轉(zhuǎn)軸上的偏心塊產(chǎn)生的合成慣性力為： (3.1) 式中： —偏心塊的質(zhì)量，kg； —偏心塊質(zhì)心到回轉(zhuǎn)軸線的距離，m； —偏心塊回轉(zhuǎn)角速度，。 如果考慮彈簧對振動篩的影響，可按圖建立振動機沿x方向，y方向的運動微分方程： 圖3.1雙軸慣性振動機受力圖 (3.2) (3.3) 其中： 式中： —箱體的計算質(zhì)量； —箱體的實際質(zhì)量； —物料質(zhì)量； —物料結(jié)合系數(shù)，一般取； —合成慣性力作用線與水平面的夾角； —隔振彈簧在y方向的合成剛度，； —等效阻尼系數(shù)。 方程有以下形式的特解： (3.4) (3.5) 式中： 、—x方向與y方向振幅； 、—x方向與y方向的激振力對位移的相位差角。 代入可求出振動機x方向與y方向的振幅、及相位差角、為： (3.6) (3.7) (3.8) (3.9) 由于x方向與y方向的彈簧剛度不同，所以合成振動方向與激振力作用方向并不一致，其合成振幅和實際振動方向角可按下式計算： 由于該類振動機械在遠超共振狀態(tài)下工作，即，可近似取，所以振幅和實際振動方向角為： (3.10) (3.11) 3.2設(shè)計原始材料 長1800mm寬500mm箱體高300mm 電機轉(zhuǎn)數(shù)：910r/min0.75N/kw 振幅：3mm 生產(chǎn)率：6.3t/h 工作頻率：15Hz 3.3激振器的計算 (1)選取振動系統(tǒng)的頻率比，計算隔振彈簧剛度 選取振動系統(tǒng)的頻率比： 振動機的頻率為： ω=== 隔振彈簧剛度為： (3.14) N/m 取N/m 該機采用四個彈簧，每個彈簧的剛度為： N/m (2)振動質(zhì)體的計算質(zhì)量（參振質(zhì)量） 有公式，可求參振質(zhì)量。 式中： —振動脫水機總質(zhì)量，kg； —物料結(jié)合系數(shù)； —物料質(zhì)量，kg。 產(chǎn)量Q=6.3t/h；物料運行速度m/s； 脫水機有效長度：L=1774mm； 則物料質(zhì)量： (3.15) kg 取物料結(jié)合系數(shù)，則求得計算質(zhì)量為： (3.16) kg (3)振動系統(tǒng)的等效阻尼、阻尼系數(shù)： (3.17) (4)所需要的激振力幅值及偏心塊質(zhì)量矩： (3.18) 式中： —偏心塊質(zhì)量； —偏心塊回轉(zhuǎn)半徑； —振動頻率。 折算到振動方向上的彈簧剛度： =100000N/m (3.19) 相位差角： (3.20) 激振力幅值： (3.21) N 每臺電機的激振力為： N 偏心塊的質(zhì)量矩為： =1.06kgm 每個偏心塊的質(zhì)量矩為kgm (5)偏心塊的設(shè)計 圖3.2偏心塊圖 由公式，得 mm mm mm mm mm mm mm mm mm 又由 (3.22) 得： kg·mm 則： kg 即偏心塊的質(zhì)量為： kg 則： mm 取mm 式中： —偏心塊的厚度 3.4電機的選擇 所需功率： 若， 則振動阻尼所耗功率為： (3.23) kw 軸承摩擦所耗功率為： (3.24) 式中： —軸頸直徑，m； —軸與軸承間的摩擦系數(shù)，取0.007； —偏心矩，m。 kw 總功率： kw 選取： 兩臺Y90S—6型電動機，其額定功率0.75kw，轉(zhuǎn)速為910r/min 4強度校核 4.1軸的強度校核 高速輸入軸的直徑可按與其相聯(lián)的電動機軸的直徑D估算，d=(0.8~1.2)D；由D=24 mm，取d=24mm。 圖4.1 主軸圖 圖4.2 軸的受力圖 1. 轉(zhuǎn)矩的計算 軸主要承受轉(zhuǎn)矩 (4.1) N.mm 式中： T—軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，N.mm； P—軸傳遞的功率，kw； N—軸的轉(zhuǎn)速，r/min 。 圖4.3 軸的轉(zhuǎn)矩圖 2. 繪制軸的受力簡圖，求支座反力 由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，可得 N (4.2) 則 N 3. 作彎矩圖 a. A—B段彎矩為 b. B—C段彎矩為 N.mm（104） c. C—D段彎矩為 圖中，， 圖4.4 軸的彎矩圖 4. 作計算彎矩圖 A點 N.mm —根據(jù)轉(zhuǎn)矩所產(chǎn)生的應(yīng)力的性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)； 對不變化的轉(zhuǎn)矩取0.3。 B點彎矩為： (4.3) N.mm C點彎矩為： = N.mm D點彎矩為： = N.mm 合成彎矩圖 圖4.5 軸的合成彎矩圖 5. 校核軸的強度 軸材料為40Cr調(diào)質(zhì)處理，其N/mm N/mm 由于E點軸徑最小、G點彎矩最大所以這兩點所在剖面為危險斷面 E點彎矩為 N.mm 則E點軸徑為： =22.38 mm (4.4) 鍵槽影響，有一個鍵槽，軸徑加大5%， mm 該值小于原設(shè)計該點處軸徑40mm，安全。 G點彎矩為 N.mm 則該點軸徑為 mm (4.5) 該值小于原設(shè)計該點處軸徑60 mm，安全。 6. 精確校核軸的疲勞強度 圖中危險剖面Ⅴ~Ⅷ剖面與Ⅰ~Ⅳ剖面受力情況相同，因此只校核Ⅰ~Ⅳ剖面 (1)Ⅰ，Ⅱ剖面的疲勞強度 Ⅰ剖面因過度圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)查《機械設(shè)計》附表1—1得： ， Ⅱ剖面因過度圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)查《機械設(shè)計》附表1—2得： (4.6) (4.7) ， 可見Ⅱ剖面所受的合成彎矩和應(yīng)力集中系數(shù)比Ⅰ剖面大，所以校核Ⅱ剖面。 Ⅱ剖面承受的彎矩和轉(zhuǎn)矩分別為 N.mm T=7870.8 N.mm Ⅱ剖面產(chǎn)生的正應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為 N/mm (4.8) N/mm Ⅱ剖面產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為 N/mm (4.9) N/mm 40Cr機械性能查《機械設(shè)計》8-1表得： N/mm， N/mm； 絕對尺寸影響系數(shù)由《機械設(shè)計》附表1-4查得： ，； 表面質(zhì)量系數(shù)由《機械設(shè)計》附表1-5查得： ，； 查《機械設(shè)計》表1-5得： ， 則Ⅱ剖面的安全系數(shù)為： =9.82 (4.10) (4.11) 取=1.5~1.8，，所以Ⅱ剖面安全。 b. 校核Ⅲ剖面的疲勞強度 Ⅲ剖面因過度圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)查《機械設(shè)計》附表1-2得： ， Ⅲ剖面承受的彎矩和轉(zhuǎn)矩分別為： N.mm T=7870.8 N.mm Ⅲ剖面產(chǎn)生的正應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為 N/mm N/mm Ⅲ剖面產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為 N/mm N/mm 絕對尺寸影響系數(shù)由《機械設(shè)計》附表1-4查得： ，； 表面質(zhì)量系數(shù)由《機械設(shè)計》附表1-5查得： ，； 查《機械設(shè)計》表1-5得： ， 則Ⅲ剖面的安全系數(shù)為： =7.65 取=1.5~1.8，，所以Ⅲ剖面安全。 c. 校核Ⅳ剖面的疲勞強度 Ⅳ剖面因配合引起的應(yīng)力集中系數(shù)查《機械設(shè)計》附表1-1得： ， Ⅳ剖面因過度圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)查《機械設(shè)計》附表1-2得： ， Ⅳ剖面承受的彎矩和轉(zhuǎn)矩分別為： N.mm T=7870.8 N.mm Ⅳ剖面產(chǎn)生的正應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為 N/mm N/mm Ⅳ剖面產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為 N/mm N/mm 絕對尺寸影響系數(shù)由附表1-4查得： ，； 表面質(zhì)量系數(shù)由附表1-5查得： ，； 查《機械設(shè)計》表1-5得：， 則Ⅳ剖面的安全系數(shù)為： =9.14 取=1.5~1.8，，所以Ⅳ剖面安全。 7. 校核軸的扭轉(zhuǎn)強度 對軸的最小截面進行校核 =2.85 軸的N.mm，，所以軸的扭轉(zhuǎn)強度滿足要求。 式中： —軸的扭剪應(yīng)力，N/mm； —軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，N.mm； —軸的抗扭截面模量，mm —軸傳遞的功率，kw； —軸的轉(zhuǎn)速，r/min； —軸材料的許用扭剪應(yīng)力，N/mm。 4.2軸承校核 1. 確定軸承的承載能力 查手冊，軸承的C=212000N,C=172000N。 2. 計算當量動載荷 有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)知，軸承只承受徑向載荷，則當量動載荷 N 由《機械設(shè)計》表9-7，按傳動裝置查取 由《機械設(shè)計》表9-4，得 因軸承承受力矩載荷，故 所以 N 式中： —沖擊載荷系數(shù)； —溫度系數(shù)； —力矩載荷系數(shù)。 3. 計算軸承的壽命 (4.12) =696700.2 h 4.3鍵的強度計算 平鍵聯(lián)接的主要失效形式有：工作面被壓潰（靜聯(lián)接），工作面過度磨損（動聯(lián)接），個別情況會出現(xiàn)鍵被剪斷。 圖4.6 鍵的剖面圖 對于尺寸按標準選擇的平鍵聯(lián)接，通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力(對于動聯(lián)接常用壓強)進行條件性強度校核。如圖4-6所示，假設(shè)載荷沿鍵長和鍵高均勻分布，則擠壓強度條件為 (4.13) 式中： d —軸的直徑，mm； k—鍵與轂槽的接觸高度，mm； h—鍵的高度，mm； —鍵的工作長度，mm； T—轉(zhuǎn)矩，N.mm =60~90 N/mm 1. 聯(lián)接聯(lián)軸器與軸的鍵的校核 N/mm ，所以安全。 結(jié)論 脫水煤炭行業(yè)中重要的一個環(huán)節(jié)，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)濟效益。通過脫水可以提高物料的質(zhì)量，從而得到所需的產(chǎn)品。本設(shè)計正是利用雙軸慣性式振動篩來完成對物料的脫水。本設(shè)計從箱體、激振器、底座、彈性元件、傳動裝置及聯(lián)軸器等方面進行了設(shè)計。激振器采用偏心塊式，振幅可以通過主副偏心塊的夾角來調(diào)節(jié)。底架大部分材料用角鋼和槽鋼，成本低。激振器加了筒蓋，可以降低噪音。振動篩工作時，兩電機同步反向旋轉(zhuǎn)使激振器產(chǎn)生反向激振力，迫使篩體帶動篩網(wǎng)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)。 由兩臺感應(yīng)電動機分別驅(qū)動的自同步振動機，這種驅(qū)動方式具有下列優(yōu)點： a)利用自同步原理代替了強制同步式振動機中的齒輪傳動，使傳動部的結(jié)構(gòu)相當簡單。 b)由于取消了齒輪傳動，使機器的潤滑、維護和檢修等經(jīng)常性的工作大為簡化。 c)可以減小起動、停車通過共振區(qū)時的垂直方向和水平方向的共振振幅，但在一些自同步振動機中，通過共振區(qū)時的搖擺振動的振幅有時會顯著增大，這是該種振動機的不足。 d)雙機驅(qū)動自同步振動機雖然增加了一個電動機，但目前工業(yè)中應(yīng)用的自同步振動機不少采用激振電動機直接驅(qū)動，使它的結(jié)構(gòu)相當簡單。 e)自同步振動機激振器兩根主軸，可在較大的距離條件下進行安裝。 f)該種振動機便于實現(xiàn)通用化、系列化和標準化。 這種機體穩(wěn)定可靠、消耗少、噪音低、壽命長、振型穩(wěn)、篩分效率高等優(yōu)點。因而這種篩體無論從制造、維修經(jīng)濟費用都比較低。 致謝 打下“致謝”的時候，這一次畢業(yè)設(shè)計基本已經(jīng)結(jié)束了，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，很多地方做的并不盡如人意，有很多不完善的地方，但是因為有了指導(dǎo)老師的督促和指導(dǎo)以及同組同學的支持，我順利完成了本次畢業(yè)設(shè)計。 在這里我要感謝我的指導(dǎo)老師劉永吉老師給予我的教導(dǎo)和幫助，劉老師平日工作繁忙，但在我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)中給予了我悉心的教導(dǎo)。劉老師嚴謹治學，為人謙、和善，在畢業(yè)設(shè)計過程中沒有給予我還有同組的同學任何壓力，讓我們擁有足夠的自由空間。 然后要感謝大學四年來所有的老師，為我的機械專業(yè)知識打下的堅實基礎(chǔ)；同樣感謝同組的同學們，有了大家的相互交流與幫助，此次畢業(yè)設(shè)計才順利完成。 最后，感謝沈陽工學院對我四年的栽培。 參考文獻 [1]聞邦椿，劉樹英.現(xiàn)代振動篩分技術(shù)及設(shè)備設(shè)計[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2013 [2]張玉，劉平．幾何量公差與測量技術(shù)[M]．沈陽：東北大學出版社，2007 [3]孔志禮，馬星國等.機械設(shè)計[M].北京：科學出版社，2008 [4]張義民，李鶴.機械振動學基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2010 [5]聞邦椿.機械設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社2010 [6]朱華，顧玉華，王洪，魏任之.ZS2065DZ型低噪聲雙軸直線振動篩研究與設(shè)計[J].噪聲與振動控制.1995 [7]牛星麗.振動篩國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].2013 [8]焦紅光,布占文,趙繼芬,趙躍民.篩分技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].煤礦機械 2006 [9]杜鑫.振動篩分機械發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].高校理科研究.2013 [10]梁漢文.GZT型低噪高頻振脫水篩技術(shù)簡介[J].煤礦設(shè)計 1995