1、1 緒論振動篩是工礦企業普遍應用的篩分機械，用作物料的篩分、分級、洗滌、脫介、脫水之用。篩分設備技術水平的上下和質量的優劣，關系到工藝效果的好壞、生產效率的上下和能源節省的程度，從而直接影響企業的經濟效益。而振動篩以它結構簡單、處理能力大、工作可靠等優點在所有篩分設備中占有絕對優勢，其占有量約為95。最近幾年，各國對振動篩分技術的研究很重視，如強化振動參數，設備大型化，篩機零部件的三化，自同步技術的推廣應用，新篩機的出現等都是圍繞著振動篩開展起來的。下面就振動篩開展概況、品種規格、結構強度作一下闡述。1. 國外研究現狀國外從16 世紀開始篩分機械的研究與生產，在18 世紀歐洲工業革命時期，篩分

2、機械得到迅速開展，到本世紀，篩分機械開展到一個較高水平。德國申克公司可提供260 多種篩分設備，STK 公司生產的篩分設備系列品種較全，技術水平較高，KHD公司生產200多種篩分設備，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備。美國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，一臺高速電機驅動。日本東海株式會社和RXR 公司等合作研制了垂直料流篩，把旋轉運動和旋回運動結合起來，對細料一次分級特別有效。英國為解決從濕原煤中篩出細粒末煤，研制成功旋流概率篩。前蘇聯研制了一種多用途兼有共振篩和直線振動篩優點的自同步直線振動篩。2

3、. 國內研究現狀由于工業開展緩慢，根底比擬薄弱，理論研究和技術水平落后，我國篩分機械的開展是本世紀近50 年的事情，大體上可分為三個階段。(1) 仿制階段：這期間，仿制了前蘇聯的 系列圓振動篩、BKT-11、BKT-OMZ 型搖動篩；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。這些篩分機仿制成功，為我國篩分機械的開展奠定了堅實的根底，并培養了一批技術人員。(2) 自行研制階段：從1966 年到1980 年研制了一批性能優良的新型篩分設備，1500 毫米×3000 毫米重型振動篩及系列，15m2、30m2 共振篩及系列，煤用單軸、雙軸振動篩系列，

4、YK和ZKB 自同步直線振動篩系列，等厚、概率篩系列，冷熱礦篩系列。這些設備雖然存在著故障較多、壽命較短的問題，但是它們的研制成功根本上滿足了國內需要，標志著我國篩分機走上了獨立開展的道路。(3) 提高階段：進入改革開放的80 年代，我國篩分機也進入了一個新的開展階段。成功研制了振動概率篩系列、旋轉概率篩系列，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，粉料直線振動篩、琴弦振動篩、旋流振動篩、立式圓筒篩的研制也取得成功。 振動篩分機械是利用振動的多孔工作面，將顆粒大小不同的混合物料按粒度進行分級，也常用于物料的脫水、脫介及清洗物料外表的污泥。它

5、一般安裝在給料設備的下邊，給料機應均勻地供料。振動篩種類繁多，一般有以下幾類。1. 慣性振動篩慣性振動篩是借高速回轉著的不平衡重產生離心力使篩箱振動，從而篩面上物料層松散使細粒級通過篩孔排出。美國和日本等國一般根據質點的運動軌跡將其分為圓運動振動篩和直線振動篩。近年來由于慣性振動篩性能較好、結構和維護工作都較簡單，在選煤、選礦廠得到推廣應用，受到各國重視，尤其是直線振動篩開展很快。1圓運動振動篩圓運動振動篩是利用不平衡重激振器使篩箱振動的篩子，其運動軌跡一般為圓形。它普遍應用于煤炭、礦山廠的預先篩分、準備篩分以及脫水作業中。由于其篩面的圓形振動軌跡，使篩面上的物料不斷地翻轉和松散，因而圓振動篩

6、具有以下特點：細粒級有時機向料層下部移動，并通過篩孔排出；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動速度，提高篩子的處理量；對于難篩物料可以使主軸反翻，從而使振動方向同物料運動方向相反，物料沿篩面運動速度降低在篩面傾角與主軸轉速相同的情況_下，以提高篩分效率。國外又將圓運動振動篩分為單軸慣性振動篩和自定中心振動篩兩種。單軸慣性振動篩特點是激振器的軸和皮帶輪參與振動；優點是結構簡單、容易制造；缺點是由于皮帶輪與篩箱一起振動，無論電動機在任何角安裝都不能防止皮帶傳動中心距的反復變化，從而引起三角皮帶的反復伸縮，大大影響其使用壽命。波蘭的WK型振

7、動篩屬于單軸慣性振動篩。自定中心振動篩優點是運轉時三角皮帶輪不與篩箱一起振動，故傳動皮帶壽命較長，工作較穩定。自定中心振動篩又可分為軸承偏心式和皮帶輪偏心式兩種。前者又名萬能懸掛篩，因其篩箱振動時，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，皮帶輪回轉中心線固定不動，所以傳動三角皮帶就不會時緊時松，具有頻率較穩定、皮帶壽命較長等特點。美國Ripl-Flo 型振動篩是典型的皮帶輪偏心式振動篩。(2) 直線振動篩直線振動篩是靠兩根帶不平衡重的軸作同步異向旋轉而產生振動的篩子。其篩面呈水平或傾斜安裝，運動軌跡一般為直線，故稱之為直線振動篩或水平振動篩。它具有以下特點：動力平衡與

8、物料在篩面上的運動情況較好；物料在篩面上的移動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、不堵孔和鞏固耐用，篩面有兩層、三層和四層之分；由于篩箱運動中有較大的加速度，所以特別適合于煤炭的脫水、脫泥、脫介以及物料的分級。國外直線振動篩采用箱式激振器者較多，如美國Low-Head 型、西德USL 型、日本古河A 型、日本永田雙偏心軸式、法國皮克雙偏心軸式、蘇聯 型等。采用筒式激振器的有美國SS 型和SG 型、日本川崎D型及橫山橢圓振動篩等。2. 共振篩共振篩從50 年代應用于煤炭和礦石中，其振動系統是在接近共振區的條件下工作的，即篩子的工作頻率接近它的自振頻率。

9、它既可用作煤和礦的預先篩分和最終篩分，也可以脫水、脫泥和脫介。共振篩利用了共振原理，具有以下特點：在共振頻率附近，使用較小的激振力來驅動較大面積的篩箱；可以節省傳動系統的功率消耗，并減少軸承等機件的受力；利用了非線性振動系統，篩子的瞬時加速度大，對分級、脫水等作業有益。但由于其在安裝上要求高，技術上比擬復雜，共振篩的開展較緩慢，如西德除局部生產廠使用外已不再推廣應用了。典型共振篩有波蘭ZDR 型振動篩：它是波蘭近十年來開展的新型共振篩，與CDR 型共振篩相比，結構上變化不大，僅處理量有所提高，但其振動大，要求有高質量的橡膠彈簧元件，仍處在試驗研究階段。3. 其它類型的振動篩1等厚篩我國現有的Z

10、D 型直線等厚篩系列，有7 種根本規格，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概率篩分機概率篩分機通過采用大篩孔、大傾角和多層篩面結構，使物料近似篩分而提高篩機處理能力和干式篩分的深度。QGS型琴弦概率篩是在GS 型煤用概率篩的根底上，吸收琴弦篩的特點研制的。該篩能有效地對潮濕煤炭進行6 毫米干式分級，篩選產品能滿足空氣重介流態床分選機對人選煤的要求。琴弦篩網在共振狀態下工作，篩孔不易堵塞。3GPS 型高頻振動細篩GPS-900-3 型高頻細篩是在吸收美國Derrick 高頻細篩技術的根底上研制的，該

11、篩采用了疊層篩網( 由三層孔徑不同的不銹鋼編織篩網疊合而成)、三路給礦( 沿篩面長布置三個給礦器) 和長圓筒形振動器( 電機軸兩端裝由偏重塊和調偏塊組成的振子) 振頻2850 次/ 分。目前已在黑色和有色金屬閉路磨礦作業中，作為分級設備推廣應用，分級總效率達60% 70%。4電磁振動旋流篩電磁振動旋流篩是一種結構簡單的高效脫水脫泥設備。該篩無轉動部件，無需潤滑，不需動力，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設備。目前該篩已形成用于粗煤泥的C 型和用于末煤的M型兩種型號。振動篩分機在工程中廣泛應用，對國民經濟起著重要作用。從目前國外的研究方向來看，一方面致力

12、于當前篩分機的運動分析和結構調整；另一方面瞄準新穎的設計目標、探求合理的結構形式，以便進一步推動振動篩分機的應用。1. 國外技術開展趨勢國外篩分設備仍以開展振動篩為主，振動篩向標準化、通用化和系列化方向開展；向大型化方向開展，但最大到55m2，已夠用了；增大篩面傾角，提高篩分效率；開展細粒篩分設備，篩孔尺寸小到0.1 毫米；旋流篩使用逐漸增多；共振篩開展停滯。2. 國內技術開展趨勢積極開展篩分技術研究，提高原煤干式深度篩分技術，降低分級下限和增加煤炭品種，著重解決粒度細、水分高和黏度大的難篩物料的分級技術；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

13、，著重開展焊接篩網，非金屬篩面；共振篩有被淘汰之勢，應大力開展塊偏心圓振動篩和直線振動篩。2振動篩篩面物料運動理論由文獻1可知關于篩上物料的分析，如圖2.1所示：圖2.1 圓振動篩上物料運動振動篩運動學參數振幅、振次、篩面傾角和振動方向角通常根據所選擇的物料運動狀態選取。篩上物料運動狀態直接影響振動篩的篩分效率和生產率，所以為合理地選擇篩子的運動參數，必須分析篩上的物料的運動特性。圓振動篩的篩面做圓運動或近似于圓運動的振動篩，篩面的位移方程式可用下式來表示：t 2-1t 2-2式中: A振幅;軸之回轉相角，=t; 軸之回轉角速度； 時間。求上式中的x和y 對時間t的一次導數與二次導數，即得篩面

14、沿x和y方向上的速度和加速度：t 2-3t 2-4 t 2-5t 2-6由運動特征，來研究篩子上物料的運動學。物料在篩面上可能出現三種運動狀態：正向滑動、反向滑動和跳動。當物料顆粒與篩面一起運動時，其位移、速度和加速度與篩面的相等。篩面上質量為的物料顆粒動力平衡條件：對質量為的顆粒受力分析如圖2-1：1、物料顆粒重力： 2-72、篩面對顆粒的反作用力，由可以得到： 2-8式中為篩面傾角3、篩面對物料顆粒的極限摩擦力為： 2-9式中為顆粒對篩面的靜摩擦系數。顆粒沿著篩面開始正向滑動時臨界條件： 2-10將，用式子2-9與2-5替代，且為滑動摩擦角，簡化整理得： 2-11式中，為正向滑始角。令，那

15、么： 2-12式中稱為正向滑動系數。由上式得知，正向滑動系數。當的時候，可以求得使物料顆粒沿著篩面產生正向滑動時最小轉數應該為： 2-13為了使物料顆粒沿著篩面產生正向滑動，必須取篩子轉數。臨界條件為： 2-14將，用2-9與2-5替代，并簡化后： 2-15式中：反向滑始角 反向滑動系數那么可以得到： 2-16由上式可以知道，反向滑動條件。當時，可以求得使物料沿著篩面反向滑動的最小轉數應該是： 2-17為了使物料顆粒沿著篩面產生正向滑動，必須使篩子轉數。條件確實定顆粒產生跳動的條件是顆粒對篩面法向壓力。即，或者是。由此可以得到： 2-18式中：物料跳動系數 跳動起始角振動強度， 拋射強度，它說

16、明物料在篩面上跳動的劇烈程度。上式可以寫成： 2-19當時或者，那么顆粒出現跳動。當或時，那么可求得物料開始跳動時的最小轉數為： 2-20為了使物料產生跳動，必須取篩子的轉數。由于目前使用的振動篩采用跳動狀態，因此要討論跳動終止角，跳動角及運動速度。物料顆粒從振動相角起跳，到振動相角跳動終止時，沿方向的位移為： = 2-21式中為物料顆粒起跳時沿方向的運動速度： 2-22由此，那么： 2-23同一時間內,篩面位移為： 2-24物料顆粒在每個循環中,對篩面的位移為：= 2-25當篩子在近似于第一臨界轉數下工作時,即，那么上式中方括號內的數值接近于零。故得到： 2-26物料跳動平均速度： 2-27

17、當時,那么,因此, 式2-27可以化簡為： 2-28或者化簡為： 2-29由式2-29和式2-18,可以將式2-27化簡為: 2-30按照上式計算得的結果與實際相比,計算值較大,因為未考慮物料特點,摩擦和沖擊等因素.為此,上式應該乘以修正系數,所以： 2-31具有圓形軌跡的慣性振動篩為圓振動篩，簡稱圓振篩。這種慣性振動篩又稱單軸振動篩，其支承方式有懸掛支承與座式支承兩種，懸掛支承，篩面固定于篩箱上 ，篩箱 由彈簧懸掛或支承，主軸的軸承安裝在篩箱上， 主軸由帶輪帶動而高速旋轉。由于主軸是偏心軸，產生離心慣性力，使可以自由振動的篩箱產生近似圓形軌跡的振動YA型圓振動篩和一般圓振動篩很類似，篩箱的結

18、構一般采用環槽鉚釘連接。振動器為軸偏心式振動器，用稀油潤滑，采用大游隙軸承。振動器的回轉運動，由電動機通過一堆帶輪，由V帶把運動傳遞給振動器。 本次設計2YA1548型圓振動篩是由激振器、篩箱、隔振裝置、傳動裝置等局部組成。YA系列圓振動篩型號說明: Y A  H        篩面長度dm    篩面寬度dm 重型輕型不寫 軸偏心振動器 -圓振動 篩面層數單層不寫篩箱篩箱由篩框、篩面及其壓緊裝置組成。1篩面：為適應大塊大密度的物料的篩分與煤矸石脫介的需要，振動篩的篩面需要有較大的承載能力，耐磨和耐沖擊性

19、能。為減少噪聲，提高耐磨性設計中采用成型橡膠條，用螺栓固定在篩面拖架上。上層篩面采用帶筐架的不銹鋼篩面，下層篩面采用編織篩網。其緊固方式是沿篩箱兩側板處采用壓木、木契壓緊。中間各塊篩板之間那么用螺栓經壓板壓緊。2篩框：篩框由側板、橫梁等局部組成。側板采用厚度為616mm的A5或20號鋼板制成。橫梁常用圓形鋼管、槽鋼、方形鋼管或工字鋼制造。篩框必須要由足夠的剛性。篩框各部件的聯接方式有鉚接、焊接和高強度螺栓聯接三種、激振器圓振動篩采用單軸振動器，由純振動式振動器、軸偏心式振動器和皮帶輪偏心式自定中心振動器。支承裝置和隔振裝置支承裝置主要是支承篩箱的彈性元件，有吊式和座式兩種。振動篩的隔振裝置常用

20、的有螺旋彈簧、板彈簧和橡膠彈簧。 傳動裝置振動篩通常采用三角皮帶傳動裝置，它機構簡單，可以任意選擇振動器的轉數。由文獻1可知：慣性振動篩的振動系統是由振動質量篩箱和振動器的質量、彈簧和激振力由回轉的偏心塊產生的構成。為了保證篩子的穩定工作，必須對慣性振動篩的的振動系統進行計算，以便找出振動質量、彈簧剛性、偏心塊的質量矩與振幅的關系，合理地選擇彈簧的剛性和確定偏心塊的質量矩。圖4.1 振動系統力學模型圖 圖4.1表示圓振動篩的振動系統。為了簡化計算，假定振動器轉子的回轉中心和機體(篩箱)的重心重合激振力和彈性力通過機體重心。此時，篩子只作平面平移運動。今取機體靜止平衡時(即機體的重量為彈簧的彈性

21、反作用力所平衡時的位置)的重心所在點o作為固定坐標系統(xoy)的原點，而以振動器轉子的旋轉中心作為動坐標系統()的原點。 偏心重塊質量m的重心不僅隨機體一起作平移運動(牽連運動)，而且還繞振動器的回轉中心線作回轉運動(相對運動)，那么其重心的絕對位移為：+rcos+=y+rsin式中： 偏心質量的重心至回轉軸線的距離。 軸之回轉角度，,為軸回轉之角速度,t為時間。偏心質量m運動時產生的離心力為： 4-1 4-2式中和為偏心質量m在x與y方向之相對運動離心力或稱激振力。在圓振動篩的振動系統中，作用在機體質量M上的力除了和外，還有機體慣性力(其方向與機體加速度方向相反)、彈簧的作用力 (和表示彈

22、簧在x和y方向的剛度，彈簧作用力的方向永遠是和機體重心的位移方向相反)及阻尼力(c稱為粘滯阻力系數，阻尼力的方向與機體運動速度方向相反)。 在單軸振動系統中，作用在機體質量上的力除了和之外，還有機體的慣性力和其方向與機體的速度方向相反、彈簧的作用力，表示彈簧在方向的剛度，及阻尼力稱為粘滯阻力系數，阻尼力的方向與機體的運動方向相反。當振動器在作等速圓周運動時，將作用在機體上的各力，按照理論力學中的動靜法建立的運動微分方程式為： 4-3 式中：機體的計算質量 4-4式中：。，。根據單軸振動篩運動微分方程式的全解可知，機體在x和y軸方向的運動是自由振動和強迫振動兩個簡諧振動相加而成的，事實上，由于有

23、阻尼力存在的緣故，自由振動在機器工作開始后就會逐漸消失，因此，機體的運動就只剩下強迫振動了。所以，只需要討論公式的特解： ； 4-5其特解為： 4-6 4-7式中：。系統的自振頻率為： 4-8下面根據圖4.2來分析圓振動篩的幾種工作狀態：1.低共振狀態 ：即假設取 ，那么機體的振幅。在這種情況下，可以防止篩子的起動和停車時通過共振區，從而能提高彈簧的工作耐久性，同時能件小軸承的壓力，延長軸承的壽命，并能減少篩子的能量消耗，但是在這種工作狀態下工作的篩子，彈簧的剛度要很大，因此，必然會在地基及機架上出現很大的動力，以致引起建筑物的震振動。所以，必須設法消振，但目前尚無妥善和簡單的消振方法。圖4.

24、2 振幅和轉子角速度的關系曲線2.共振狀態 即。振幅A將變為無限大。但由于阻力的存在，振幅是一個有限的數值。當阻力及給料量改變時，將會引起振幅的較大變化。由于振幅不穩定，這種狀態沒有得到應用。3.超共振狀態 ，這種狀態又分為兩種情況：1n稍大于，即稍小于。假設取，那么得。因為，所以篩子起動與停車時要通過共振區。這種狀態的其它優缺點與低振狀態相同。2，即為遠離共振區的超共振狀態。此時，。從圖可以明顯地看出：轉速愈高，機體的振幅A就愈平穩，即振動篩的工作就愈穩定。這種工作狀態的優點是：彈簧的剛度越小，傳給地基及機架的動力就愈小，因而不會引起建筑物的振動。同時，因為不需要很多的彈簧，篩子的構造也簡單

25、。目前設計和應用的振動篩，通常采用這種工作狀態。為了減少篩子對地基的動負荷，根據振動隔離理論，只要使強迫振動頻率大于自振動頻率的五倍即可得到良好的效果，采用這種工作狀態的篩子，必須設法消除篩子在起動時，由于通過共振區而產生的共振現象。目前采用的消振方法如前所述。由文獻1選取和計算振動篩運動學：參數振動機械的工作平面通常完成以下各種振動：簡諧直線振動、非簡諧直線振動、圓周振動和橢圓振動等。依賴上述各種振動，使物料沿工作面移動。當振動機械采用不同的運動學參數振幅、頻率、振動角和傾角時，便可使物料在工作面上出現以下不同形式的運動：相對運動、正向滑動、反向滑動和拋擲運動。在一般的情況下 ，根據篩子的用

26、途選取，圓振動篩一般取=35，直線振動篩宜取=2.54；難篩物料取大值，易篩物料取小值。篩孔小時取大值，篩孔大是取小值。本次設計圓振動篩，選取。K 振動強度K的選擇。主要受材料強度及其構件剛度等的限制，目前的機械水平K值一般在38的范圍內，振動篩那么多取36。本次設計選擇K=4。對于單軸振動篩的傾角為： 作預先分級用 作最終分級用 對于圓振動篩一般取，振幅大時取小值，振幅小時取大值。本次設計采用的圓振動篩取。篩箱振幅；是設計篩子的重要參數，其值必須適宜，以保證物料充分分層，減少堵塞，以利透篩。通常取=36mm，其中篩孔大者取大值，篩孔小者取小值。本次設計選取=5mm。：按照和所確定的A值可以求

27、解出頻率值。 5-1 6.振動強度校核：實際振動強度K按照下式計算： 5-2在本設計中，所以符合振動強度要求。篩子的實際強度： ；即篩子的頻率和振幅分別為：A=5；n=845 ；=4。圓振動篩的物料運動速度計算： 5-3式中：取修正系數。V =/s 由文獻2選取設計振動篩工藝參數：1.振動篩的工藝參數包括篩面的長度和寬度、篩分效率。篩面的長度和寬度由公式：Fq式中：Q處理量，Q=250t/h F篩面的工作面積 q單位時間處理量,q=選取篩面長度L=6m，所以B=F/L=/6=m2.篩分效率在篩分作業中，篩分效率是衡量篩分過程的質量指標。篩什效率是指篩下產物重量與原料中篩下級別(篩下級別是指原料

28、中所含粒度小于篩孔尺寸的物料)重量的比值。篩分效率一般以百分數表示。篩分效率可按下式計算： (5-4)式中 原料中篩下產物含量的百分數； 篩上產物中篩下級別含量的百分數；將原科和篩上產物進行精確的篩分，根據篩分結果即可算出篩下級別含量及。篩分所用篩面的篩孔尺寸和形狀，應與測定篩分效率所用的篩子相同。篩分機械的篩分效率與物料的粒度特性、物科的濕度、篩孔形狀、篩面傾角、篩面長度、篩面的運動特性及生產率等因素有關。不同用途的篩分機械對篩分效率有不同的要求。表5.1 2YA1548型圓振動篩的運動學參數和工藝參數名稱數值名稱數值篩面長度6m篩面寬度m振動強度4拋射強度4篩面傾角20振動方向角篩箱振幅5

29、mm篩子頻率845rmp處理量t/h.m物料運動速度0.033m/s振動器偏心質量及偏心距確實定：由文獻3工作時，彈簧剛度小，故振幅計算式中值可以略。對于單軸振動篩： 5-5式中M振動機體質量，M=m 偏心塊質量，A篩箱振幅，A=5mmr 偏心距，r=24mm負號表示重心在振動中心的兩個不同方向上。m=91kg電動機功率計算慣性振動篩的功率消耗主要是由振動器為克服篩子的運動阻力而消耗的功率和克服軸在軸承中的摩擦力而消耗的功率 來確定。電機的功率為： 千瓦 5-6式中：. 。，。 這里對于滾子軸承選取。 選擇電機由文獻17，選擇傳動電機型號為，其額定功率為，n電機的啟動條件的校核慣性振動篩起動時

30、，電動機需克服偏心質量的靜力矩和摩擦力矩，起動后由于慣性作用，功率消耗較少，因而需選用高起動轉矩的電動機。因此，按公式計算的功率，必須按起動條件校核： (5-7)式中: 電機的其動轉矩； 電機的額定轉矩； 振動篩偏心重量的靜力矩與軸承的摩擦靜力矩之和 =9550=9550=191 N·m (5-8) = (5-9)式中： 速比 起動力矩系數 取 =1.78 (5-10) 因此有=2.1=3.738 (5-11) = (5-12)式中為偏心質量的靜力矩與軸承的摩擦力矩之和 = + (5-13)式中為振動器上軸承的摩擦力矩 =2M (5-14)=91N·m 5-15式中 (5-

31、16)將值帶入公式5-14)得 =22.27=4.54 N·m 為靜力矩 =919.8=51.72 N·m (5-17)將與值帶入公式(5-13)得=4.54+51.72=56.26 N·m將值帶入公式(5-12)得=N·m=由于=3.738,所以滿足 ,電機起動校核合格。表5.2 電動機性能型 號轉速 功率 6主要零件的設計與計算軸承的選擇根據振動篩的工作特點，應選用大游隙單列向心圓柱滾子軸承。按照根本額定動載荷來選取軸承 (6-1)式中：根本額定動載荷來 當量動載荷 =91()=17.1KN (6-2) 壽命系數，=2.32.8 本次設計選取 轉速系

32、數，= (6-3) 將數據帶入公式(4.1) 得 =KN查文獻17，選GB29784，軸承型號3G3622，內徑110mm，外徑245mm。軸承的壽命計算 軸承的壽命公式為： =() (6-4)式中: 的單位為10r 為指數。對于球軸承，=3；對于滾子軸承，=10/3。計算時，用小時數表示壽命比擬方便。這時可將公式()改寫。那么以小時數表示的軸承壽命為： =() (6-5)式中：根本額定動載荷=KN 軸承轉數 當量動負荷選取額定壽命為6000h。將數據代入公式(4.2)得： =15249h>6000h 滿足使用要求。因此設計中選用軸承的使用壽命為15249小時。選取皮帶的型號帶的設計功率

33、：=30=39KW (6-6)式中:9得=1.3 傳遞的額定功率，=30KW 根據=39KW，小輪轉數1，選B型皮帶。傳動比=1.78 (6-7)帶輪的基準直徑1選擇小帶輪的基準直徑1選取=224mm2. 選擇大輪的基準直徑： =1.73224=388mm 14取=400mm帶速帶速常在=525m/s之間選取=m/s (6-8)確定中心距和帶的基準長度1.初定中心距 按0.7(+)2(+) 1280,選=780mm。所需基準長度=2+(+)+ 帶入數據得=1982mm 查文獻16,22-13表22.16選取基準長度=2000mm =+=780+=784mm (6-9)安裝時所需最小中心距:=7

34、842000=754mm (6-10)張緊或補償伸長所需最大中心距: =7842000=844mm (6-11)4.小帶輪包角 =180=180 5.單根帶的根本額定功率 根據=224mm,n13f得考慮傳動比的影響，額定功率的增量13f查得 =2.4根 取3根式中：10 帶長修正系數，查機械設計手冊第三卷,22-19,11,=500()+ (6-12)式中12查得=/m =500() 帶的設計參數如表6.1所示。 表6.1 帶的設計參數皮帶型號 B型帶輪軸間距784mm最大軸間距844mm最小軸間距754mm 帶的根數 3根 預緊力小帶輪直徑224mm大帶輪直徑400mm軸的設計特點軸是組成

35、機械的一個重要零件。它支承著其他轉動件回轉并傳遞轉矩，同時它又通過軸承和機架聯接。所有軸上零件都圍繞軸心線作回轉運動。所以，在軸的設計中，不能只考慮軸本身，還必須和軸系零、部件的整個結構密切聯系起來。軸設計的特點是：在軸系零、部件的具體結構未確定之前，軸上力的作用和支點間的跨距無法精確確定，故彎矩大小和分布情況不能求出，因此在軸的設計中，必須把軸的強度計算和軸系零、部件結構設計交錯進行，邊畫圖、邊計算、邊修改。設計軸時應考慮多方面因素和要求，其中主要問題是軸的選材、結構、強度和剛度。對于高速軸還應考慮振動穩定性問題。軸的常用材料軸的材料種類很多，設計時主要根據對軸的強度、剛度、耐磨性等要求，以

36、及為實現這些要求而采用的熱處理方式，同時考慮制造工藝問題加以選用，力求經濟合理。軸的常用材料是35、45、50、優質碳素鋼，最常用的是45鋼。對于受載較小或不太重要的軸，也可用A、A等普通碳素鋼。對于受力較大，軸的尺寸和重量受的限制，以及有某些特殊要求的軸，可采用合金鋼。本次設計選用45優質碳素鋼。軸的強度驗算由文獻1417對軸進行校核：由圖6.1并結合振動篩的工作特點對軸進行受力分析，其受力分析如下圖:Pr=30kw，n=150r/min。求偏心軸的轉速n ，帶傳動的傳動效率 。P=Pr kwn=式中i所以n=T=9550Ft=2由水平方向得：FtY=F +F FtX=0240F=0解得：F

37、=N F=-N由垂直方向得：Fv=mg=25000NFv=FF解得：從偏心軸結構圖以及彎矩圖中可以看出偏心軸的中間外表C是該軸的危險截面。現將截面C處的MM 載荷水平面H垂直面V支反力F=6561.5N F彎矩MMMM=1525NM總彎矩M= M+ MMTNM按彎扭合成應力校核軸的強度：校核最危險截面C：W取 =所以 故軸的強度滿足要求。 1、彈簧剛度計算 由文獻6我們知道，選取彈簧剛度時，不僅要考慮使彈簧傳給根底的動負荷不使建筑物產生有害振動，而且還要必須考慮彈簧應該有足夠的支承能力。彈簧剛度一般是通過強迫振動頻率與自振頻率的比值來控制。通常吊式振動篩取頻率比，對于座式由此，對于單軸振動篩彈

38、簧剛度計算公式： 6-13取，再有n=845次/分， 次/分所以：N/m2、計算彈簧鋼絲直徑根據彈簧所受載荷特性要求，選取鋼絲。許用應力根據文獻6其中的表16-2按類載荷選取查得切變模量Mpa，由文獻19，查得。初步選取旋繞比。N曲度系數mm根據文獻6中表16-5，選取d=20mm。3、計算彈簧中徑D=cd=208=160mm按文獻6中表16-5，取系列值D=160mm。4、計算彈簧圈數和節距， mm根據文獻得6： 根據文獻6表16-5，取n=5圈，由表25-11得彈簧的總圈數為：圈由文獻6表16-4得彈簧的節距：mm5、求解彈簧的間距和螺旋角由文獻彈簧的間距：mm由文獻彈簧螺旋角： 6、彈簧

39、驗算1彈簧疲勞強度驗算 由文獻6,圖16-9，選取所以有：由彈簧材料內部產生的最大最小循環切應力： 可得： = 由文獻6，式16-13可知：疲勞強度平安系數計算值及強度條件可按下式計算：式中：彈簧材料的脈動循環剪切疲勞極限 彈簧疲勞強度的設計平安系數,取按上式可得： =所以此彈簧滿足疲勞強度的要求。 2彈簧靜應力強度驗算靜應力強度平安系數計算值及強度條件為：式中彈簧材料的剪切屈服極限， 靜應力強度的設計平安系數，所以得： 所以彈簧滿足靜應力強度。所以此彈簧滿足要求。7振動篩的安裝維護及潤滑安裝前的準備振動篩在安裝前，必須進行認真檢查。由于制造的成品庫存堆放時間較長，如軸承生銹、密封件老化或搬運

40、過程中損壞等，遇到這些問題時需要更換新零件。如激振器，出廠前為防銹，注入了防銹油，正式投入運行前應更換成潤滑油。安裝前應該認真閱讀說明書，做好充分準備。 安裝安裝支撐或吊掛裝置。安裝時，要將根底找平，然后按照支撐或吊掛裝置的部件圖和篩子的安裝圖，順序裝設各部件。彈簧裝入前，應按端面標記的實際剛度值進行選配。將篩箱連接在支撐或吊掛裝置上。裝好后，按規定傾角進行調整。對于吊掛式的篩子，應當時進行調整篩箱傾角和篩箱主軸的水平。一般先進行橫向水平度的調整，以消除篩箱的偏斜，水平校正后，再調整篩箱縱向傾角。隔振彈簧的受力應該均勻，其受力情況可以通過測量彈簧的壓縮量進行判斷。給料端兩組彈簧的壓縮量必須一樣

41、，排料端兩組彈簧也應該如此。排料端和給料端的彈簧壓縮量可以有所差異。安裝電動機及三角膠帶。安裝時，電動機的根底應該找平，電動機的水平需要校正，兩膠帶輪對應槽溝的中心線當重合，三角帶的拉力要求適宜。按要求安裝并固定篩面。檢查篩子各連接部件(如篩板子、激振器等)的固定情況，篩網應均勻張緊，以防止產生局部振動。檢查傳動局部的潤滑情況，電動機及控制箱的接線是否正確，并用手轉動傳動局部，查看運轉是否正常。檢查篩子的如料、出料溜槽及篩下漏斗在工作時有無碰撞現象。 試運轉篩分機安裝完畢,應該進行空車試運轉，初步檢查安裝質量,并進行必要的調整。篩子空車試運轉時間不得小于8h。在此時間內，觀察篩子是否啟動平穩迅

42、速，振動和運行是否穩定，無特殊噪音，通過振幅牌觀察其振幅是否符合要求。篩子運轉時，篩箱振動不應該產生橫擺。如出現橫擺，其原因可能是兩側彈簧高差過大、吊掛鋼絲繩的拉力不均、轉動軸不水平或三角帶過緊，應進行相應的調整。開車4h內，軸承溫度濺增，然后保持穩定。最高溫度不超過75，溫升不能超過40。如果開車后有異常噪音或軸承溫度急劇升高，應立即停機，檢查軸是否轉動靈活及潤滑是否良好等，待排除故障后再啟動。開車24h后停機檢查各連接部件是否松動，如果有松動，待緊固后再開車。試車8h后無故障，才可對安裝工程驗收。操作人員在工作前應閱讀值班記錄，并進行設備的總檢查。檢查三角帶的張緊程度、振動器中的油位情況，

43、檢查篩面張緊情況、各部螺栓緊固情況和篩面破損情況。篩子啟動應遵循工藝系統順序。在篩子工作運轉時，要用視、聽覺檢查激振器和篩箱工作情況。停車后應用手接觸軸承蓋附近,檢查軸承溫升。篩子停車應符合工藝系統順序。除特殊要求外，嚴禁帶料停車后繼續向篩子給料。交接班時應把當班篩子技術情況和發現的故障記入值班記錄。記錄中應注明零部件的損傷類別及激振器加、換油日期。篩子是高速運動的設備，篩子運轉時操作巡視人員要保持一定的平安距離，以防發生人身事故。7.3 維護與檢修振動篩維護和檢修的目的是了解篩子的全面情況，并以修理和更換損壞、磨損的零部件的方法恢復篩子的工作能力。其內容包括日常維護、定期檢查和修理。 維護日

44、常維護內容包括篩子外表，特別是篩面緊固情況，松動時應及時緊固。定期清洗篩子外表，對于漆皮脫落部位應及時修理、除銹并涂漆，對于裸露的加工外表應涂以工業凡士林以防生銹。(1)周檢：檢查激振器、篩面、支撐裝置等各部螺栓緊固情況，當有松動時應加以緊固。檢查傳動裝置的使用狀況和連接螺栓的鎖緊情況，檢查三角帶張緊程度，必要時適當張緊。檢查篩子時，須特別注意查看在飛輪上的不平衡重塊固定得是否可靠,如固定不牢,篩子運轉時,不平衡重塊就可能脫離飛輪，導致平安事故。(2)月檢:檢查篩面磨損情況，如發現明顯的局部磨損應采取必要的措施(如調換位置并重新緊固篩面。檢查整個篩框，主要檢查主梁和全部橫梁焊縫情況，并仔細檢查

45、是否有局部裂縫。檢查篩箱側板全部螺栓情況，當發現螺栓與側扳有間隙或松動時，應更換新的螺栓。對篩子進行定期檢查時所發現的問題，應進行修理。修理內容包括及時調整三角帶拉力，更換新帶，更換磨損的篩面以及縱向墊條，更換減振彈簧，更換滾動軸承、傳動齒輪和密封，更換損壞的螺栓，修理篩框構件的破損等。篩框側板及梁應防止發生應力集中，因此不允許在這些構件上施以焊接。對于下橫梁開裂應及時更換，側板發現裂紋損傷時，應在裂紋盡頭及時鉆5mm孔，然后在開裂部位加補強板。激振器的拆卸、修理和裝配應由專職人員在潔凈場所進行。拆卸后檢查滾動軸承磨損情況，檢查齒輪齒面，檢查各部件連接情況，清洗箱體中的潤滑回路使之暢通，去除各

46、結合部上的附著物，更換全部密封件及其他損壞零件。維修時應特別注意：(1)激振器及傳動裝置拆卸應由有經驗的技術工人進行，嚴禁野蠻操作，防止損壞設備。裝配前應保持零件潔凈。(2)更換后的新篩網應每隔48h重新張緊一次，直到平安張緊為止。常見故障處理篩分機在工作中常見的故障、原因及消除措施見表5.1。表5.1 篩分機的常見故障及消除措施常見故障原因消除措施篩分質量不好篩孔堵塞停機清理篩網原料的水分高對振動篩可以調節傾角篩子給料不均勻調節給料量篩上物料過厚減少給料量篩網不緊拉緊篩網傳統的振動篩潤滑方式為激振器軸承油浴潤滑迷宮密封。設備運轉2年后均出現軸承座漏油問題，致使軸承缺油冒煙甚至損壞，嚴重影響了正常的生產。究其原因，主要是環境粉塵較大造成密封板磨