1、遼寧工程技術大學課程設計1引言無論是地下還是露天采礦場開采出來的煤炭或礦石，或經過破碎的物 料，或是其他工業所需的天然原料、人工原料，某些顆 粒狀 的工業 產品，在未處理前常常是以各種大小不同的顆粒混合在一起 的形式存在。在選礦廠、選煤廠或者其他的工業部門中，物料在使用或者進一 步處理前，常常需要分成粒度相近的幾個級別。物料通過篩面的集中過孔成為 篩分。篩分所用的機械成為篩分機械。篩分機械種類繁多，一般常用的有慣性 振動篩、共振篩和固定篩。其中慣性振動篩按照篩網運動的軌跡又分為圓振動 篩和直線振動篩。我這次的設計主要研究直線振動篩的設計。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

2、動激振 器，激振器有兩個軸，每個軸上有一個偏心重，而且以相反方向選裝，故又 稱雙軸振動篩，由兩齒輪嚙合以保證同步。當兩個帶偏 心重的圓盤轉動 時，兩個偏心重產生的離心力F,在x軸的分量相互抵 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，是篩箱在y軸方向上產生往復的直線軌跡振 動。直線振動篩的特點如下：由于篩面傾角小，篩子的 高度減小，便于工藝布置。由于篩面是直線往復運動，上面的物料層一方 面向前運動，一方面料層在跳起和下落過程中受到壓實的作用，有利于脫水 和脫泥、脫液和重介選礦時脫除重介質。ZKB1545直線振動篩是在消化吸收國外先進篩機技術 的基礎上研制成功的，結構先進，堅

3、固耐用，振動器采用可調節激振力 大小的塊偏心結構，調整方便，兩組無強迫聯系的振動器在電動機直接驅動 下 按自同步原理實現同步運轉。112直線振動篩的工作原理和結構組成2. 1直線振動篩的工作原理直線振動篩是采用兩臺振動電機同步反向旋轉，產生反向激振 力，迫使箱體帶動篩網作縱向、直線往返運動。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 回落都對篩面有沖擊，致使小于篩孔的顆粒被篩選分離。直線振動篩的篩面 傾角通常在8度以下，篩面的振動角度一般為45度，篩面的激振器的作用 下作直線往復運動。顆粒在篩面的振動下，產生拋射和回落，從而使物料在 篩面的振動中

4、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（處理量）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 生產量大，必須選擇合適的拋射系數值。2. 2直線振動篩的結構組成直線振動篩主要由篩箱、激振器、聯軸器、振動電機、減振彈簧、支撐裝置等組成。吊式直線振動篩1-篩箱；2一箱式激振器；3-電動機；4懸掛裝置圖3 ZKB1545直線振動篩的設計計算3. 1運動參數的選擇3. 1. 1篩面傾斜角篩 面與 水平面之間的夾角 稱為篩面傾角。篩 面傾角與篩分 處理 量 及篩 分效率密切相關。隨著 篩面傾角的加 大，物料在

5、篩面 上的運 動 速 度加快，篩分 機的處理 量也隨之加大。但是物料在篩 面上的停留時間 縮短，篩分效率降低。如果篩面傾角減小，則篩 分機降低篩 分效率增加。 篩面傾角的大小決定了要 求的生產率和 篩分效率。所以產品質量要求一 定時，就應 該有一個 合理 的傾角。篩面傾 斜角 關系到篩分能力和 效 率。傾斜角越大，篩分能力就越大，但篩分效率卻越小，反之亦然。根 據實踐經驗，所 選用的較 合理的篩面傾斜角一般如下：直線振動篩或共振 篩用作篩分：a=0°10°直線振動篩或共振篩用作脫水、脫介a=-5° 0°故傾角a=0° o3. 1. 2振幅振幅A

6、是根據被篩物料的粒度及性質來選用的。對 于粒度較大的選用較大的振幅，粒度較小的選用較小的振幅。振動 篩的振幅通常按照下列數據選取：直線振動篩A=3. 55. 5mm,這里選擇 振幅A=4mmo3. 1. 3振動傾斜角B直線振動篩和和共振篩大體上水平安裝，只有給以一定的振動傾斜角， 才能使被篩分物料向前移動。振動傾斜角大，物料拋擲高，篩分效率提高， 適用于難篩物料。振動傾斜角小，物料運動速度快，篩 分能力增大，適用于 易篩物料。振動傾斜角的選擇范圍通常是30°65° ,目前常用的是 45° o3. 1. 4振動強度k的選擇振動強度k是指篩箱運動的加速度與重力加速度的

7、比值，它 是反映機器強度的指標，k值越大，篩分機的強度越高，但根據目 前機械水平，k值一般取在8以內。K=AW2 / g,根據本次設計的條件， 篩面 面積為6. 5m2, w為篩箱振動角頻率，w= ( 2X n Xn ) / 60。經 查表 篩箱振動頻率為970HZ 。所以k取4.2。3. 1. 5拋射強度Kv拋射強度就是顆粒受慣性力后，在垂直于篩面方向上的分加速度與顆粒 在此方向的重力加速度分量之比。顯然，篩箱的加速度和拋射角越大，拋射 強度 Kv 也越大。Kv=kX sin 3 / cos a =2. 97。3.L 6振動頻率f=0. 5 X (gXKvX cos a ) + (幾 2 X

8、 AX sin B)心16. 15n=f X60 970r / min3. 1.7物料沿篩面的運送速度物料沿篩面的運動速度一般為0. 12 - 0.4m / s,現選 v=0. 15m / So3.2工藝參數的選擇3. 2. 1篩面的長度和寬度為了提高篩分機的能力和效果，就要適當的確定的篩分機的長度和寬 度。一般的說，當篩分的其他條件相同時，生產率主要取決于篩面寬度，篩 分效率則主要決定于篩面長度。根據本次設計處理量的要求，選擇直線振 動篩篩面長度為4500mm,寬為1500mm。4. 2. 2生 產率的計算Q=FXqF一篩面工作面積(m2)q一單位篩面面積生產率(t /m2Xh)Q=6. 5

9、 X3. 2=20.8 (t /h)3. 2. 3篩分效率在篩分時，由于各種原因，有一部分的細粒級物料未能通過篩孔而夾雜 于粗粒級并隨篩上產品排出。因此，篩分效率是指實際得到篩下產物重量與 入篩物料中所含粒度小于篩孔尺寸的物料的重量之比。篩分效率一般用百分 數表示，通常按下式計算：E=100 (a B) / a X ( 100 - 3 ) 式中a給料中篩下 產物含量百分數B 篩上產物中篩下粒級含量百分數由于資料有限，不妨設a =15% ,3=20%，代入上式E=100 X ( 20% - 15% ) / 20% X ( 100- 5% ) =25% 在篩分作業 中，篩分效率是衡量篩分過程的質量

10、指標。但在這里，由于條件限制只作理 論分析。3.3動力學參數的確定3. 3. 1振動篩參振質量的計算M二篩面積義（m2 ） X （ 550600kg / m2） xKs 式中Ks單層篩Ks=l ,雙層篩Ks=l. 2M=6. 5 X550 X l=3575kg3.3.2激振器偏心塊質量及偏心距的確定由經驗知，要滿足振動篩的要求，偏心距取值范圍在100mm左 右，取 r= 100mm, 則有 （M+8m） X A=8mr所以 m=MA/ 8 X （ r-A ） =3575 X 0.004 / 8X （ 0. 1-0.004 ）- 18. 6kg3. 3. 3彈簧剛度k計算（1）剛度對篩子工作的影

11、響剛度的大小要影響振動篩工作頻率所處的區域。因為篩子的工作頻率要影響篩分效果，所以它主要根據物料在篩面上 的工作狀態 而定。而篩子的自振頻率又取決于所采用的彈簧剛度。因此， 如果篩子的工作頻率已定，則采用的彈簧剛度不同，篩子工作頻率所處的區 域就不同，這樣就會影響篩子工作的穩定性。因此，確定篩子所用的彈簧剛度時，應該使工作頻率處在振動曲線平滑段（遠離共振點）。（2）彈簧剛度計算剛度的計算方法有壓縮量法和頻率比法，二者基于同一理論，但出發點不一樣，二者相比，壓縮量法更為直觀。故本次設計選用壓縮 量法計算剛度。則：K 總二w/ A h=3575 X9.8 + 32 - 1094. 8N /m其中w

12、參振質量（N）； h一彈簧壓縮量（mm）, 一般Ah= （620） A,在此取A h=8A=32mm（3）每臺篩子由4個彈簧支撐，則每個彈簧的剛度為1K =k 總 / 4=1094. 8 / 4 - 273. 7N / mm 所以查表得，選擇 S170 X170 X 40, 剛度 k=308N / mm。（4 ）振動篩傳給地基的動載荷為T=Ak=4 X 308=1232N ；（5） 4個支點靜載荷Ti =M/ 4X g=3575 / 4X 9.8=8758. 75N ；(6 )最大負荷為 F=T+T i =9990. 75N ；3. 3.4電動機功率的選擇由參振質量M=3575kg ,選擇激振

13、型號J2 (2),由激振器型號選 擇軸承 china ： 53620Y , 內 徑 100mm , 外 徑 215mm , B=73mm。振 動 篩電機功率消耗的主要為兩部分：參振質量的運動阻力所 消耗的功率Ni和客服激振器中軸承的摩擦阻力所消耗的功率N 2,即：N=(N 1+ N 2)/ n =MAn 3 ( u A+fd) / n X 1740480 式中 M一篩箱及隨篩箱一起振動的各零部件質量和(kg)M=M s+k mXM e =3575+0. 18 X 202. 5 = 3611. 5kgMs一篩箱及其附件的質量，包括側板、管梁、出料槽、后擋板、篩網及 其固定裝置、支撐管梁、上彈簧座

14、以及激振器等零部件的質量(kg )。M e曬面上物料的質量(kg)，它等于各層篩面上料層總厚 度的質量和。M e=BXLXhiXr；B為篩面厚度1.5m , L為篩面長度4.5m, hi為各層篩面料層總厚 度，查表取值為hi =30mm , r為松散物料的密度，煤炭為It / nr。M e =1. 5 X 4. 5 X 0. 03 X 1 = 0. 2025t=202. 5kg ；km 一物料與篩面的結合系數，一般為0. 150. 2；u阻尼系數，0.20.3 ；f 一軸承摩擦系數，滾動軸承為0.005 ；d軸承內徑；傳動系數，取0. 95；代入上式，得 N=3611. 5 X 0. 004

15、X 970 3 X ( 0. 2 X0. 004 + 0. 005X 0. 1 ) / ( 0.95 X 1740480 )- 10.4kw因為10.4kw是兩臺電動機的功率,每個電機功率為5. 2kw o故選擇 Y160M 6型電動機，功率為7. 5kw ,轉速為970r / min。額 定轉矩 T n =9550 X N / n=9550 X7. 5 / 970=73. 8N mo3. 3. 5啟動轉矩的校核振動篩在啟動時，電動機要客服偏心質量和運動鏈中所有回轉零件以及 振動篩參振質量的靜轉矩，因此電動機有較大的啟動轉矩，應滿足下列關 系：Td/Th>Ti/Th其中Td / Th電機

16、參數表中給出；Th 電動機額定轉矩，T h=73. 8N - m；T i 一激振器的靜轉矩，J2激振器的靜轉矩為76 N m；查 表得：T d / T h=2, T i / T h=76 / 73. 8=1. 03 < T d / Th；故 滿足要求。3.3.6篩箱質心的計計算每個零件的質量和質心,然后用下列公式計算箱體質心。在箱體尺寸結構確定以后，在箱體左下角為坐標原點建立直角坐 標系,X= mi Xi / mi , Y= mi yi / mi其京ik二第i個零件質量；Xi、y i 第i個零件質心的坐標；n零件總數;3. 4主要零件的設計計算3. 4.1軸的設計計(1)軸最小直徑計算選

17、取軸的材料為45鋼，調質處理，取A。=112 , 由式 d=A o 3po =112 X 3、尸 22. Im ；由于軸上有鍵槽，故軸頸增大5%, d 1 =22. 1 X (1+5%) =23. 2mm。(2)軸的結構設計軸的最小直徑是安裝聯軸器處的直徑如為了使所選 軸的直徑與聯軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯軸器型號，由軸的最小 直徑選擇。聯軸器的計算轉矩T ca=K aT X=l. 3 X73. 8=95. 94N - m, 按照計算轉矩T ca應小于聯軸器公稱轉矩的條件，查表 得，選用GY3型凸緣聯軸器，公稱轉矩為112N-m,半聯軸 器孔徑為25mm ,故取軸直徑為25mm ,半聯軸

18、器與軸配合的 轂孔長度L i=62mm ,所以L 1 2 =60mm 。為了滿足半聯軸器的軸向定位要求1-2軸段右端需 制出一軸肩，故d 2 3=29mm , L 2 3=50mm ， 2-3段需安裝偏心塊，需要有鍵槽(3)軸的校核直線振動篩每根軸上裝有兩組偏心塊，偏心塊的旋轉產生很大 的激振力，激發振動篩自身振動，因此該軸受偏心塊旋轉產生的離心力F及 偏心塊產生的慣性力Fg,軸及偏心塊的自重Wz和Wk,支撐反力Fa和Fb,靜 轉矩Mj,當F、和Wk 一致時，軸的受力最大，在畫彎矩圖前軸的受力可 簡化為受到離心力F和支撐反力Fa、Fbo3. 4. 2軸承的選擇與校核在軸承帶動偏心塊選裝過程中，

19、內圈作用有恒定的離心力，二外圈隨偏 心塊旋轉位置的不同，載荷呈現脈動循環變化，故載荷k容易發熱， 本次設計選用承載能力強的雙列調心滾子軸承，根據類比及軸徑尺寸選擇 30207圓錐滾子軸承。c fl Pfn式中：“C 基本額定動載荷；P當量動載荷；C=2. 5 / 0.36 X63. 5=441KN , f n = ( 33. 3 / 970 ) -=0.36;所以 軸承基本額定壽命Lh= ( 106 / 60n ) X ( c / p ) 3= 10 $ / ( 60X970 ) X ( 441 / 63. 5 )-=1. 10 X10，h>6000h故滿足使用要求。3.4.3帶的設計由

20、于激振器與電動機之間較遠，需要用V帶傳動，由上面的設計內容 知道電動機的型號為Y160M-6，額定功率為7. 5KW,額定轉速為 970r / min,軸間 距離大約 為700mm,每天工作16ho下面對 帶輪進行 設計：1 .選取皮帶的型號帶的設 計功 率Pa KaP= 1.3 7.5 =9. 75kw ；式中：Ka工況系數，查表得 K a=1. 3 ；P一傳遞的額定功率，P =7. 5KW；由p=9. 75kw , n=970r / min ,有機械設計書圖8-11選擇B 型帶。2 .傳動比i =970 / 570=1. 7;3 .帶輪的基準直徑(1).選擇小帶輪的基準直徑ddi ：查文獻

21、4,查表8-6和表8-8選取da 1 =140mm(2.選擇大輪的基準直徑 dd2： dd2=i ddi =1. 7 140=238mm；查 8-8 取 d d 2 =250mmo4 .帶速帶速常在V =5 25m/s之間選取V = - = ( 3. 14 X140X970) / ( 60 X 1000 ) =7. llm/s 。 60 10005 .確定中心距及 帶的基本 長度.初定中心距 按0. 7 ( ddi+dd2) o 2 ( ddi+dd2) 選取，因此有273 o 780,選o =500mm 。(2) .帶的基準長度Ld,所需基準長度Ldo=2 o+ (ddi+dd2)+2 4

22、o帶入數據得Ldo =1618. 4mm查文獻4,表22. 1 6選取基準 長度 Ld =1800mm。(3) .實際中心距=o+ LdLdo =500+ ( 1800 1618.4 ) / 2=590.8mm ； 2 安裝時所需最小中心距：a min= a - 0. 015L d =590. 8 0. 015 X 1800=563. 8mm。張緊或 補償伸長所需最大中心距：max 0. 03La =590. 8+0. 03 1800=644. 8mm.小帶輪包角11=180 57. 3 -180。一 ( 110 / 590. 8 ) X57. 3 ° =169. 33 °

23、(5) .單根帶的基本額定功率Pi根據 ddi = 140mm, n i=970rmp ,查文獻4得 Pi =2. 08KW o考慮傳動 比的影響，額定功率的增量P1由機械設計手冊第 三卷，22-25表 22. 1 13f 查得 Pi =0. 26KW(6) .帶的根數ZPZ = d=9. 75 / ( 2. 08 + 0. 26 ) X 0. 96 X0. 98 =4. 43 根(Pi Pi) K K l遼寧工程技術大學課程設計取5根式中：K 小帶輪包角修正系數，查表得K =0. 96 o Kl帶長修正系 數，查表得K L =0. 98 o4篩箱的設計篩箱是篩子的承載部分和參振部件，由篩箱及

24、固定它上面的篩面組成。它由側板、后檔板、下橫梁和上橫梁組成。側板是由鋼板制成利用橫 梁將兩側傍連接起來，使篩箱成為整體結構，為了加強側板的剛度，在適當 的位置釧接角鋼以補強。下橫梁采用無縫鋼管或槽鋼，上橫梁采用無縫鋼 管，由于篩子是在高頻振動下工作，篩框不僅承受 篩子物料的重量，而且還 要承受很大的振動力。因此篩框的接都要牢固，不但有足夠的整體剛度；使 篩箱不致因發生變形而損壞。對于這 樣大的振動篩面猶為重要。下面對各部 分分別選取：4. 1側板和橫梁側板和橫梁是主要受力構件，由于篩箱是借助于側板支撐在機架上，所 以側板承受物料和篩箱的重量，并將激振力傳遞到篩框的各個部分，側板 一般選用616

25、mm的鋼板或角鋼組成，這里選用8mm的鋼 板。橫梁承受篩板和物料的重量及它在工作中的慣性力，橫梁可以采用工子鋼、槽鋼、無 縫鋼管、箱形梁、重 壓梁等在這里選用10mm厚的槽鋼。4.2 篩箱結構的焊接篩箱的剛度是指其抵抗變形的能力。在篩子工作時，篩框受振動產生的 高頻慣性力可使局部構件發生動力變形，這種變形往往是橫梁或側板斷裂的 重要原因。所以加強篩框結構的剛度。特別是連接部件 的剛度是重要問題，在 橫梁間設置縱向小梁.橫梁上鋪設篩板，橫梁與側板相接處采用較大彎鋼等都 是提高剛度的有效措施。篩框結構常用的連接方式有斜接和焊接兩種.斜接結構尺寸準確而且無內應力.對振動有較好的適應能力，但制造工藝繁

26、雜，焊接結構 施工簡便。焊接 結構施工簡便，但由于焊縫復雜，內應力大.在強烈的振動負荷下往往產生焊 縫開裂甚至構件斷裂，為了清除焊接結構的內應力，采用回火處理。由于此振 動篩采用建材石料篩分，屬于中小型振動篩，在考慮經濟性的情況下益選用焊 接件.2遼寧工程技術大學課程設計4.3 篩箱的固定方法篩面的張緊程度對篩面的使用壽命影響極大，不同種類的篩面，固定方法 也不同。歸納起來有4類:木楔壓緊、拉鉤張緊、螺栓固定和斜 板壓定。在 此選定木楔壓緊。沖孔篩板和條縫篩面可選用木楔將其固定在在篩框上，在篩箱兩側上壁 對稱的焊接兩段長三角鋼并與長三角鋼各面傾斜，篩面支撐在兩角鋼之間。 用木楔和木條壓緊。木楔

27、遇水后可將篩面壓的更緊。篩面的中間用方頭螺釘 壓緊。此法簡單可靠更換方便。5 ZKB1545直線振動篩的安裝與維護5. 1直線振動篩的安裝與調試5. L 1振動篩安裝配置時要注意以下問題：(1)振動篩箱體與相鄰固定部件之間的距離大于工作振幅的10倍以上，通 常是50100mmo(2)振動篩入料溜槽口至篩面垂直高差，必須考慮入料口大塊能通 過，一般為：H1.5 2cUx。式中d max 入料中最大粒徑。(3為了減小煤的破碎率，尤其是動力煤，入料槽離篩面不宜過高。5L安裝9(1安裝前的準備：'新設備在安裝前，應該認真檢查安裝現場并閱讀總裝圖、安裝 基礎圖和安裝說明書。 按照總裝圖、安裝基礎圖的要求做好安裝基礎。做好設備的起吊準備工作，對所以起吊設備和工具進行認真檢查， 確保設備及工具性能滿足起吊設備的要求。清除起吊、安裝區域的所有障礙，保證起吊設備、搬運線路無任何障 礙，并有足夠的施工人員工作、觀察及行走空間。做好起吊途徑及安裝相鄰的設備的防護工作。安裝順序安裝承載梁裝置。安裝后彈簧座。將篩箱調至略微高于彈簧高度的安裝位置，將彈簧 放置在圖指標定位置上。固定承載梁。安裝電機架及電機。檢查篩子各連接部件的固定情況，以防止局部振 動。檢查篩子的入料、出料溜槽及篩下漏斗在工作時有 無碰撞現象。5. 2直線振動篩維護日常維護內