2YAH1548型圆振动筛设计

2YAH1548型圆振动筛设计

摘要

目前我国各种选煤厂使用的设备中,振动筛（筛分机）是问题较多、维修量

较大的设备之一。这些问题突出表现在筛箱断梁、裂帮、稀油润滑的箱式振动器漏油、齿轮打齿、轴承温升过高、噪声过大等问题,同时伴有传动带跳带、断带等故障。这类问题直接影响了振动筛（筛分机）的使用寿命,严重影响了生产。2YAH1548型圆振动筛可以很好的解决此类问题，因此本次设计的振动筛为2YAH1548型圆振动筛，该系列振动筛主要用于煤炭行业中物料分级、脱水、脱泥、脱介等作业。其工作可靠，筛分效率高，但设备自身较重。设计分析论述了设计方案，包括振动筛的分类与特点和设计方案的确定；对物料的运动分析；对振动筛的动力学分析及动力学参数的计算；合理设计振动筛的结构尺寸；进行了激振器的偏心块等设计与计算，包括原始的设计参数，电动机的设计与校核；进行了主要零部件的设计与计算，皮带的设计计算与校核，弹簧的设计计算，轴的强度计算，轴承的选择与计算，然后进行了设备维修、安装、润滑及密封的设计，最后进行了振动筛的环保以及经济分析。

关键词：振动筛；激振器；圆振动筛

Abstract

At present, China's coal preparation plant all the equipment used in the shaker is more problems, maintenance of one of the larger equipment. These issues in sieve outstanding performance me off beam, crack help, lubrication oil dilute the box-type vibrator oil spills, fighting tooth gear, bearing temperature rise too high, major issues such as noise, accompanied by dancing with broken belts, such as fault zone. Such issues directly affecting the life of the shaker, which has seriously affected the production. 2YAH1548-round good shaker can solve such problems, so this shaker designed for round 2 YAH1548-shaker, the series of major

shaker in the materials used in the coal industry classification, dehydration, desliming, such as referrals from

Operations. Its reliable, efficient screening, but their heavy equipment. Design analysis on the design options, including the classification and shaker features and design programmes to be confirmed; materials on the movement of the shaker and the dynamics of the parameters, to design the structure of vibrating screen size; conduct The eccentric block of the exciter, such as design and calculation, including the original design parameters, motor design and verification; were the main components of the design and calculation, belts and check the design and calculation, the design of spring, the axis of Strength, the choice of bearings and calculation and then proceed to the maintenance of equipment, installation, lubrication and seal the design, a shaker final environmental and economic analysis.

Key words: shaker; Vibrator; round shaker

目 录

摘要 ............................................................................................................. I Abstract ....................................................................................................... I

1 绪论 ......................................................................................................... 1 1.1前言 .................................................................................................. 1 1.2背景 .................................................................................................. 1 1.2.1振动筛的发展概况 .................................................................... 1 1.2.2我国振动筛的发展概况 .......................... 错误！未定义书签。 1.3振动筛的分类 .................................................................................... 2

1.4筛分机械发展方向 .......................................... 错误！未定义书签。 2振动筛筛面物料运动理论 ..................................................................... 3 2.1筛上物料的运动分析 .......................................................................... 3 2.2正向滑动 ........................................................................................... 4 2.3反向滑动 ........................................................................................... 5 2.4跳动条件的确定 ................................................................................ 5 2.5物料颗粒跳动平均运动速度 ............................................................... 6 3.振动筛的工作原理及结构组成 ............................................................. 8 3.1圆振动筛的工作原理 .......................................................................... 8 3.2振动筛基本结构 ................................................................................ 8 3.2.1筛箱 ......................................................................................... 8 3.2.2激振器 ..................................................................................... 9 3.2.3支承装置和隔振装置 ................................................................ 9 3.2.4 传动装置 ................................................................................. 9 4.振动筛动力学基本理论 ......................................................................... 9 5.振动筛参数计算 ................................................................................... 13 5.1运动学参数的确定 ........................................................................... 13 5.2振动筛工艺参数的确定 .................................................................... 14 5.3动力学参数 ..................................................................................... 15 5.4电动机的选择 .................................................................................. 15 5.4.1电动机功率计算 ..................................................................... 16 5.4.2选择电机 ................................................................................ 16 5.4.3电机的启动条件的校核 ........................................................... 16 6主要零件的设计与计算 ....................................................................... 18 6.1轴承的选择与计算 ........................................................................... 18 6.1.1轴承的选择 ............................................................................ 18 6.1.2轴承的寿命计算 ..................................................................... 18 6.2皮带的设计 ..................................................................................... 19 6.2.1选取皮带的型号 ..................................................................... 19 6.2.2传动比 ................................................................................... 19 6.2.3带轮的基准直径 ..................................................................... 19 6.2.4带速 ....................................................................................... 19 6.2.5确定轴间距和带的基准长度 .................................................... 19 6.3轴的设计 ......................................................................................... 21 6.3.1轴的设计特点 ......................................................................... 21 6.3.2轴的常用材料 ......................................................................... 21 6.3.3轴的强度验算 ......................................................................... 21 6.4支承弹簧设计验算 ........................................................................... 24 7振动筛的安装维护及润滑 ................................................................... 27 7.1振动筛的安装及调试 ........................................................................ 30 7.1.1安装前的准备 ......................................................................... 30

7.1.2安装 ....................................................................................... 30 7.1.3试运转 ................................................................................... 30 7.2操作要点 ......................................................................................... 31 7.3维护与检修 ..................................................................................... 28 7.3.1维护 ....................................................................................... 31 7.3.2常见故障处理 ......................................................................... 29 7.4振动筛的轴承润滑的改进 ................................................................. 29 7.4.1措施 ....................................................................................... 30 7.4.2效果 ....................................................................................... 30 8 设备的环保、可靠性和经济评价 ...................................................... 30 8.1 设备的环保 .................................................................................... 30 8.2 设备的可靠性 ................................................................................. 30 8.2.1可靠度的计算 ......................................................................... 30 8.2.2可靠度的计算 ......................................................................... 31 8.3设备的经济评价 .............................................................................. 31 8.3.1投资回收期 ............................................................................ 31 8.3.2设备合理的更新期 .................................................................. 32 结束语 ....................................................................................................... 33 致谢 ........................................................................................................... 33 参考文献 ................................................................................................... 36

1 绪论

1.1前言

YA系列圆振动筛筛箱运动轨迹为圆，适用于煤、石灰石、碎石、砂砾、金属或非金属矿石及其他物料的筛分。

从井下或露天采矿开采出来的或经过破碎的物料，是以各种大小不同的颗粒混合在一起的。在选矿厂、选煤厂和其它的工业部门中，物料在使用或进一步处理前，常常需要分成粒度相近的几种级别。物料通过筛面的过孔分级称为筛分。筛分所用的机械称为筛分机械。

在选矿厂和选煤厂中应用的筛分机械有很多种结构型式，如固定格筛、弧形筛、旋流筛，滚轴筛，简筛、摇动筛，惯性振动筛和共振筛等。目前，由于惯性振动筛具有构造简单、生产能力大，筛分效率高等优点，因而在选矿厂、选煤厂及其它工业部门中已被广泛用于分级、脱水、脱介和脱泥作业。共振筛在生产实践中也取得较好的效果，但因具有较大的冲击裁荷，故其机件(如横梁与侧板)容易损坏，须进一步研究和改进。随着煤矿开采能力和入洗原煤量的提高,作为物料分级筛选的主要设备——振动筛也不断向大型化发展。

1.2背景

1.2.1振动筛的发展概况

筛分设备在国外的发展已有300多年的历史，在此之前，物料的筛分主要采用人力筛分，动力筛分最早也是摇动筛。大约100多年前就出现了惯性筛，最早的惯性筛是采用柴油机带动的，主要用于物料的分级作业。

比较完善的振动惯性筛出现在19世纪初，主要是用于分级的圆振动筛（单轴振动筛），随着选煤、选矿业的发展用于脱水的直线振动筛（双轴振动筛）逐渐发展起来。

单轴振动筛的发展经历了简单惯性式向自定中心式的发展过程。直线振动筛经历了箱式振动器到双电机拖动的筒式振动器（自同步技术），目前为箱式振动器与侧帮式偏心块单元体振动器（自同步技术）的并存时代。

现在振动筛轴承普遍采用了振动设备专用轴承，筛框的主要联接件采用了虎克铆钉或高强螺栓，筛面采用了不锈钢筛面、聚鞍脂筛面等。筛框结构逐渐趋于合理，筛框受力设计上逐步由静态动力设计向以模态分析为基础的现代动态设计阶段发展。

Wp?K （4-8） M?m下面根据图4.2来分析圆振动筛的几种工作状态： 1.低共振状态

低共振状态：n?nP即K??M?m??2若取K??M?2m??2 ，则机体的振幅A?r。在这种情况下，可以避免筛子的起动和停车时通过共振区，从而能提高弹簧的工作耐久性，同时能件小轴承的压力，延长轴承的寿命，并能减少筛子的能量消耗，但是在这种工作状态下工作的筛子，弹簧的刚度要很大，因此，必然会在地基及机架上出现很大的动力，以致引起建筑物的震振动。所以，必须设法消振，但目前尚无妥善和简单的消振方法。

AωA图4.2 振幅和转子角速度的关系曲线

2.共振状态

共振状态:n?nP即K??M?m??2。振幅A将变为无限大。但由于阻力的存在，振幅是一个有限的数值。当阻力及给料量改变时，将会引起振幅的较大变化。由于振幅不稳定，这种状态没有得到应用。 3.超共振状态

超共振状态:n?nP，这种状态又分为两种情况：

（1）n稍大于nP，即K稍小于M?m。若取K?M?2，则得A??r。因为n?nP，所以筛子起动与停车时要通过共振区。这种状态的其它优缺点与低振状态相同。 （2）n??nP，即为远离共振区的超共振状态。此时，K???M?m??2。从图可以明显地看出：转速愈高，机体的振幅A就愈平稳，即振动筛的工作就愈稳定。这种工作状态的优点是：弹簧的刚度越小，传给地基及机架的动力就愈小，因而不会引起建筑物的振

ω

动。同时，因为不需要很多的弹簧，筛子的构造也简单。目前设计和应用的振动筛，通常采用这种工作状态。为了减少筛子对地基的动负荷，根据振动隔离理论，只要使强迫振动频率?大于自振动频率?P 的五倍即可得到良好的效果，采用这种工作状态的筛子，必须设法消除筛子在起动时，由于通过共振区而产生的共振现象。目前采用的消振方法如前所述。

5.振动筛参数计算

5.1运动学参数的确定

由文献[1]选取和计算振动筛运动学：

参数振动机械的工作平面通常完成以下各种振动：简谐直线振动、非简谐直线振动、圆周振动和椭圆振动等。依赖上述各种振动，使物料沿工作面移动。当振动机械采用不同的运动学参数（振幅、频率、振动角和倾角）时，便可使物料在工作面上出现下列不同形式的运动：相对运动、正向滑动、反向滑动和抛掷运动。 1.抛掷指数KV

在一般的情况下 ，根据筛子的用途选取，圆振动筛一般取KV=3～5，直线振动筛宜取KV=2.5～4；。难筛物料取大值，易筛物料取小值。筛孔小时取大值，筛孔大是取小值。本次设计圆振动筛，选取KV?4。 2.振动强度K

振动强度K的选择。主要受材料强度及其构件刚度等的限制，目前的机械水平K值一般在3～8的范围内，振动筛则多取3～6。本次设计选择K=4。 3.筛面倾角

对于单轴振动筛的倾角为： 作预先分级用 ??150~200

作最终分级用 ??12.50~17.50

对于圆振动筛一般取150～250，振幅大时取小值，振幅小时取大值。

本次设计采用的圆振动筛取??200。 4.筛箱的振幅A

筛箱振幅A；是设计筛子的重要参数，其值必须适宜，以保证物料充分分层，减少堵塞，以利透筛。通常取A=3～6mm，其中筛孔大者取大值，筛孔小者取小值。本次设计选取A=5mm。

A?n25.筛子的振动频率n ：按照?v?和所确定的A值可以求解出频率值。

900000900000??V?Co?s900000?4?cos200 n? （5-1） ??845rpm556.振动强度校核：实际振动强度K按照下式计算：

A?n2KS??K （5-2） 59?10A?n25?8452??3.77?K，所以符合振动强度要求。 在本设计中KS?9?1059?105筛子的实际强度：KS=3.77 ?K；

即筛子的频率和振幅分别为：A=5mm；n=845 rpm；Kv=4。

7.物料的运动速度

圆振动筛的物料运动速度计算：

V?K0An(1?Kvtan?)m/s （5-3） 30式中：取修正系数K0≈0.1。 V?0.15?845(1?4?tan20?) =0.033m/s 305.2振动筛工艺参数的确定

由文献[2]选取设计振动筛工艺参数：

1..振动筛的工艺参数包括筛面的长度和宽度、筛分效率。 筛面的长度和宽度

由公式：Q?Fq

式中：Q——处理量，Q=375t/h F——筛面的工作面积

q——单位时间处理量,q=50t/h?m2

可得出F=7.5m2,选取筛面长度L=4.8m，所以B=F/L=7.5/4.8=1.56m

2.筛分效率

在筛分作业中，筛分效率是衡量筛分过程的质量指标。筛什效率是指筛下产物重量与原料中筛下级别(筛下级别是指原料中所含粒度小于筛孔尺寸的物料)重量的比值。筛

分效率一般以百分数表示。筛分效率可按下式计算：

E?100(a??) (5-4)

a(100??)式中 a——原料中筛下产物含量的百分数； ?——筛上产物中筛下级别含量的百分数；

将原科和筛上产物进行精确的筛分，根据筛分结果即可算出筛下级别含量a及?。筛分所用筛面的筛孔尺寸和形状，应与测定筛分效率所用的筛子相同。

筛分机械的筛分效率与物料的粒度特性、物科的湿度、筛孔形状、筛面倾角、筛面长度、筛面的运动特性及生产率等因素有关。不同用途的筛分机械对筛分效率有不同的要求。

表5.1 2YA1548型圆振动筛的运动学参数和工艺参数

名称 筛面长度 振动强度 筛面倾角 筛箱振幅 处理量

数值 4.8m 4 20 5mm 50t/h.m

2名称 筛面宽度 抛射强度 振动方向角 筛子频率 物料运动速度

数值 1.56m 4 —— 845rmp 0.033m/s

20 5.3动力学参数

振动器偏心质量及偏心距的确定：由文献[3] 工作时，弹簧刚度小，故振幅计算式中K值可以略。

对于单轴振动筛： (M?m)A??mr （5-5） 式中M—振动机体质量，M=883.48kg

m —偏心块质量， A—筛箱振幅，A=5mm r —偏心距，r=24mm

负号表示M与m重心在振动中心的两个不同方向上。 由式（3-13）得，m=

MA883.48?5==91kg A?r5?245.4电动机的选择

5.4.1电动机功率计算

惯性振动筛的功率消耗主要是由振动器为克服筛子的运动阻力而消耗的功率N和克服轴在轴承中的摩擦力而消耗的功率 来确定。

电机的功率为：

?M?m?An3?CA?fd?千瓦 （5-6） N?177500?C?0.2~0.3，抛掷指数较小时，C?0.25. 式中：C—阻力系数，一般d—轴承内圈直径，d?0.1m

n—转动轴转数，n?845rmp

?—传动效率，??0.95。

f—滚动轴承的摩擦系数，f?0.001~0.003。 这里对于滚子轴承选取

f?0.002。

?6620?91?0.005?8453?0.25?0.005?0.002?0.1?N?=14.7KW

177500?0.95由上式可求N=14.7KW

5.4.2 选择电机

由文献[17]，选择传动电机型号为Y160L—4型，其额定功率为15KW，n?1460rmp 5.4.3电机的启动条件的校核

惯性振动筛起动时，电动机需克服偏心质量的静力矩和摩擦力矩，起动后由于惯性作用，功率消耗较少，因而需选用高起动转矩的电动机。因此，按公式计算的功率，必须按起动条件校核：

MMr?0 (5-7) MHMH式中: Mr——电机的其动转矩； MH——电机的额定转矩；

M0——振动筛偏心重量的静力矩与轴承的摩擦静力矩之和

MH=9550

15N=9550?=98.1 N·m (5-8)

1460n电 Mr= MH?i?? (5-9)

式中： i——速比

投资回收期静态经济评价方法，设备投产后以每年取得的净收益，包括利润和设备折旧费，将全部投资即固定资产投资和流动资金回收所需时间，以年为单位，从建设年

?积累净现金流量开?上年份净现金流量的绝对值?1?算起。Pt?? （8.5） ?当年净现金流量?始出现正值年份数?

表8.1 设备工作状态表 单位：万元

时期（年） 建设期 年净收益 累积净收益

1 20

2 15

3

4

5

6

7

8

9

10

5 -30

8 -22

10 -12

15 3

15 18

20 38

20 58

25 83

-20

-35

Pt?6?1?12 15 ＝5.8年 中小企业冶金设备 Pc?8年

Pt

设备是可修复设备，随着一次次年修它的性能总是逐渐下降，老化费用逐年增加，若不计残值，可用低老化数值法计算设备合理更新期。因为年低老化增加值逐年增加，如维护和修理费用燃料动力费超额支出，合理使用期为：

T＝2K0? （8.4）

式中：K0—总投资额；K0＝90万元； ?—年低老化增加值；?＝0.9万元；

代入公式(8.6)得T=

2?90＝14.1年 0.9设备使用到14年时，费用最小，再继续使用则费用迅速增加，应该更新。

结束语

本次设计的

2YA1548圆振动筛是在消化吸收国外先进技术基础上，自行设计的大

型振动筛。本次设计主要对圆振动筛的筛箱、激振器、支承隔振装置以及传动装置进行了设计；对振动筛的动力学分析及动力学参数的计算；对电机的选择及校核；对主要零件进行设计，通过校核均满足使用要求；对设备的环保及经济评价进行分析计算。

通过本次设计，对振动筛的知识有了深刻的认识，学会了如何大学期间所学到的知识应用到实践当中，对今后的工作和学习有非常大的帮助。同时通过本次设计了解到，我国的筛分技术在近几年有了长足的发展,很多单位已经掌握了筛分机械的设计理论和方法 ,进行了很有成效的研制工作 ,解决了很多实际问题。可以说 ,我国的筛分技术目前已接近世界先进水平 ,但仍有差距 ,还要努力。在今后 ,要做好以下几点工作:

1.研究先进筛分理论 ,发展新型筛分机械。 2.发展大、重、超重型筛分设备。 3.研究难筛分物料的筛分机械。 4.提高“三化”程度。

5.加强筛分设备关键技术的研究。 6.搞好引进与吸收工作。

致 谢

快三年时间，不知不觉就要过去了。在此，我衷心感谢三年来辛勤培育过我的老师。在以后的工作岗位上，我也会不断努力，用自己的辛勤工作和不懈奋斗来回报母校和老师们！

感谢我的辅导员老师——朱玉丽老师的谆谆教诲，感谢您在忙碌的教学工作和生活中抽出时间来给我们解答各种问题，悉心指导，提出了许多宝贵意见。您严谨细致、一丝不苟的作风一直是我们工作、学习中的榜样，您循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。感谢所有教过的或没教过我的全学院的老师，因为你们课堂上的指导

和课外的交流，我才可以学习到很多知识和做人的道理，为今后的人生做准备。 感谢所有的舍友和身边的朋友，谢谢你们的鼓励和支持，从遥远的家乡来到这个陌生的城市里，是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。感谢所有的同学，因为你们的音容笑貌，我很快乐。感谢学校为我们提供环境优雅、气氛和谐的学习场所和锻炼的舞台。 感谢所有应该感谢的人和事，是你们，让我成长。 此外老师细心的指导和平易近人的作风让我最感动，让我收获最大的是她对学问的一丝不苟的态度和对知识精益求精的追求。每一个细微的知识都严格要求，使我能顺利完成设计任务。

最后，衷心地感谢朱老师以及评阅设计和参加答辩的各位专家、教授。

参考文献

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[5]严允进. 《炼铁机械》（第二版）[M]. 北京：冶金工业出版社，1990，50—50 [6]濮良贵、纪名刚. 《机械设计》（第七版）[M]. 北京：高等教育出版社，2001， [7]选矿手册编辑委员会. 《选矿手册》第二卷（第一分册）[M].北京：冶金工业出版社，1999.7

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[17]、徐灏主编.《机械设计手册》第4卷?M? .北京：机械工业出版社，1991 [18]、徐灏主编.《机械设计手册》第5卷?M? .北京：机械工业出版社，1991 [19]、徐灏主编.《机械设计手册》第1卷?M? .北京：机械工业出版社，1992 [20]、编辑委员会主编.《机械工程手册》第11卷?M? .北京：机械工业出版社，1982 [21]、刘奎胜，谭兆衡主编.《筛分机械的应用和发展》?M? .矿山机械，1998，第7期

P1=Pr??150?0.96?14.4 kw

nn1=

i式中i—带的传动比，i=400/224=1.786

n所以n1==1460/1.786=817.47r/min

iT1=9550Ft=2

P114.4?9550??168.2N?M n1817.47T12?168.2??3737.8N d10.09由水平方向得：

FtY=FNH1 +FNH2 FtX=0 112?FtY?1058?FNH2=0

解得：FNH1=3965.4N FNH2=-277.6N 由垂直方向得：

Fv=mg=291.825?10?2918.25N Fv=FNV1?FNV2 FNV1?754?FNV2?754 解得：FNV1?FNV2?1459.1N

从偏心轴结构图以及弯矩图中可以看出偏心轴的中间表面C是该轴的危险截面。

图6.1

现将截面C处的MHMV及M列于下表6.2 表6.2

载荷 支反力

水平面H

垂直面V

FNH1=3965.4N FNH2=-277.6N

FNV1?FNV2?1459.1N

弯矩M

MH=209.32N?

M

MV=1108.18N?M

总弯矩 T

M=

（ MH2+ MV2）=119.86 N?M

168.2 N?M

按弯扭合成应力校核轴的强度： 校核最危险截面C：?ca?[M12?(2T)2]取??0.6

W

?ca?[M12?(2T)2]/W =119.862?(0.6?168.2)2/0.1?1753?0.3MPa 所以?ca?[??1]?60MPa 故轴的强度满足要求。

6.4支承弹簧设计验算

1、弹簧刚度计算

由文献[6]我们知道，选取弹簧刚度时，不仅要考虑使弹簧传给基础的动负荷不使建

筑物产生有害振动，而且还要必须考虑弹簧应该有足够的支承能力。弹簧刚度一般是通过强迫振动频率?与自振频率?p的比值来控制。通常吊式振动筛取频率比

z????5～6，对于座式z??4～5由此，对于单轴振动筛弹簧刚度计算公式：

?p?p?2?(M?m)() （6-13） K?(M?m)?2pz取z?5，再有n=845次/分， ??所以：

2?n?88.5次/分 60

K?(6620?91)?(88.52)?2102489.2N/m 52、计算弹簧钢丝直径

根据弹簧所受载荷特性要求，选取60Si2Mn钢丝。许用应力[?p]根据文献[6]其中的表16-2按I类载荷选取????480Mpa.查得切变模量G?80?103Mpa，由文献[19]，查得

?s?1200MPa。

初步选取旋绕比c?8。

F2?F6620?9.8??8109.5N 884c?10.165??1.18 4c?4c曲度系数k?d?1.6F2kc????1.6?8109.5?1.18?8?12.63mm

480根据文献[6]中表16-5，选取d=16mm。 3、计算弹簧中径

D=c?d=16?8=128mm

按文献[6]中表16-5，取系列值D=130mm。 4、计算弹簧圈数和节距

f0?0，

f2?7A?70?7?5?70?105mm

根据文献得[6]：

n?GD(f2?f0)80000?130?105??4.11圈

8F2c48?8109.5?84根据文献[6]表16-5，取n=5圈，由表25-11得弹簧的总圈数为：

n1?n0?2?5?2?7圈

由文献[6]表16-4得弹簧的节距：

p?0.28D?0.28?130?36.4mm

5、求解弹簧的间距和螺旋角

由文献弹簧的间距：

??p?d?36.4?16?20.4mm

由文献弹簧螺旋角：

??arctanp36.4?arctan?5.1 ?D??130

6、弹簧验算

1）弹簧疲劳强度验算

??200MPa 由文献[6],图16-9，选取?0所以有：F1???d3?08kD???163?2008?1.18?130?5504.95N

由弹簧材料内部产生的最大最小循环切应力：

?max?可得： ?max?8KD8KDF??F1 2min33?d?d8KD8?1.18?130F=?8109.5?773MPa 2?d3??1638KD8?1.18?130F??5504.95?525MPa 233?d??16?min? 由文献[6]，式（16-13）可知：

疲劳强度安全系数计算值及强度条件可按下式计算：

Sca??0?0.75?min?SF

?max式中：?0——弹簧材料的脉动循环剪切疲劳极限

SF——弹簧疲劳强度的设计安全系数,取SF=1.3-1.7 按上式可得： Sca??0?0.75?min480?0.75?525?1.32?SF=1.3 =

773?max所以此弹簧满足疲劳强度的要求。 2）弹簧静应力强度验算

静应力强度安全系数计算值及强度条件为：

SSca??s?Ss ?max式中?s——弹簧材料的剪切屈服极限，?s?0.7?s?0.7?1200?840MPa SS——静应力强度的设计安全系数，SS=1.3-1.7

所以得： SSca?所以弹簧满足静应力强度。 所以此弹簧满足要求。

?s840??1.32?Ss=1.3 ?max7737振动筛的安装维护及润滑

7.1振动筛的安装及调试

7.1.1安装前的准备

振动筛在安装前，必须进行认真检查。由于制造的成品库存堆放时间较长，如轴承生锈、密封件老化或搬运过程中损坏等，遇到这些问题时需要更换新零件。如激振器，出厂前为防锈，注入了防锈油，正式投入运行前应更换成润滑油。安装前应该认真阅读说明书，做好充分准备。 7.1.2 安装

安装支撑或吊挂装置。安装时，要将基础找平，然后按照支撑或吊挂装置的部件图和筛子的安装图，顺序装设各部件。弹簧装入前，应按端面标记的实际刚度值进行选配。将筛箱连接在支撑或吊挂装置上。装好后，按规定倾角进行调整。对于吊挂式的筛子，应当时进行调整筛箱倾角和筛箱主轴的水平。一般先进行横向水平度的调整，以消除筛箱的偏斜，水平校正后，再调整筛箱纵向倾角。隔振弹簧的受力应该均匀，其受力情况可以通过测量弹簧的压缩量进行判断。给料端两组弹簧的压缩量必须一样，排料端两组弹簧也应该如此。排料端和给料端的弹簧压缩量可以有所差别。安装电动机及三角胶带。安装时，电动机的基础应该找平，电动机的水平需要校正，两胶带轮对应槽沟的中心线当重合，三角带的拉力要求合适。按要求安装并固定筛面。检查筛子各连接部件(如筛板子、激振器等)的固定情况，筛网应均匀张紧，以防止产生局部振动。检查传动部分的润滑情况，电动机及控制箱的接线是否正确，并用手转动传动部分，查看运转是否正常。检查筛子的如料、出料溜槽及筛下漏斗在工作时有无碰撞现象。 7.1.3 试运转

筛分机安装完毕,应该进行空车试运转，初步检查安装质量,并进行必要的调整。筛子空车试运转时间不得小于8h。在此时间内，观察筛子是否启动平稳迅速，振动和运行是否稳定，无特殊噪音，通过振幅牌观察其振幅是否符合要求。筛子运转时，筛箱振动不应该产生横摆。如出现横摆，其原因可能是两侧弹簧高差过大、吊挂钢丝绳的拉力不

均、转动轴不水平或三角带过紧，应进行相应的调整。开车4h内，轴承温度溅增，然后保持稳定。最高温度不超过75℃，温升不能超过40℃。如果开车后有异常噪音或轴承温度急剧升高，应立即停机，检查轴是否转动灵活及润滑是否良好等，待排除故障后再启动。开车24h后停机检查各连接部件是否松动，如果有松动，待紧固后再开车。试车8h后无故障，才可对安装工程验收。

7.2操作要点

操作人员在工作前应阅读值班记录，并进行设备的总检查。检查三角带的张紧程度、振动器中的油位情况，检查筛面张紧情况、各部螺栓紧固情况和筛面破损情况。筛子启动应遵循工艺系统顺序。在筛子工作运转时，要用视、听觉检查激振器和筛箱工作情况。停车后应用手接触轴承盖附近,检查轴承温升。筛子停车应符合工艺系统顺序。除特殊要求外，严禁带料停车后继续向筛子给料。交接班时应把当班筛子技术情况和发现的故障记入值班记录。记录中应注明零部件的损伤类别及激振器加、换油日期。筛子是高速运动的设备，筛子运转时操作巡视人员要保持一定的安全距离，以防发生人身事故。

7.3 维护与检修

振动筛维护和检修的目的是了解筛子的全面情况，并以修理和更换损坏、磨损的零部件的方法恢复筛子的工作能力。其内容包括日常维护、定期检查和修理。 7.3.1 维护

1.日常维护

日常维护内容包括筛子表面，特别是筛面紧固情况，松动时应及时紧固。定期清洗筛子表面，对于漆皮脱落部位应及时修理、除锈并涂漆，对于裸露的加工表面应涂以工业凡士林以防生锈。

2.定期检查

(1)周检：检查激振器、筛面、支撑装置等各部螺栓紧固情况，当有松动时应加以紧固。检查传动装置的使用状况和连接螺栓的锁紧情况，检查三角带张紧程度，必要时适当张紧。检查筛子时，须特别注意查看在飞轮上的不平衡重块固定得是否可靠,如固定不牢,筛子运转时,不平衡重块就可能脱离飞轮，导致安全事故。

(2)月检:检查筛面磨损情况，如发现明显的局部磨损应采取必要的措施(如调换位置并重新紧固筛面。检查整个筛框，主要检查主梁和全部横梁焊缝情况，并仔细检查是否有局部裂缝。检查筛箱侧板全部螺栓情况，当发现螺栓与侧扳有间隙或松动时，应更换新的

螺栓。 3.修理

对筛子进行定期检查时所发现的问题，应进行修理。修理内容包括及时调整三角带拉力，更换新带，更换磨损的筛面以及纵向垫条，更换减振弹簧，更换滚动轴承、传动齿轮和密封，更换损坏的螺栓，修理筛框构件的破损等。筛框侧板及梁应避免发生应力集中，因此不允许在这些构件上施以焊接。对于下横梁开裂应及时更换，侧板发现裂纹损伤时，应在裂纹尽头及时钻5mm孔，然后在开裂部位加补强板。激振器的拆卸、修理和装配应由专职人员在洁净场所进行。拆卸后检查滚动轴承磨损情况，检查齿轮齿面，检查各部件连接情况，清洗箱体中的润滑回路使之畅通，清除各结合部上的附着物，更换全部密封件及其他损坏零件。

维修时应特别注意：

(1)激振器及传动装置拆卸应由有经验的技术工人进行，严禁野蛮操作，防止损坏设备。装配前应保持零件洁净。

(2)更换后的新筛网应每隔4~8h重新张紧一次，直到安全张紧为止。 7.3.2常见故障处理

筛分机在工作中常见的故障、原因及消除措施见表5.1。

表5.1 筛分机的常见故障及消除措施

常见故障

原因 筛孔堵塞 原料的水分高

筛分质量不好

筛子给料不均匀 筛上物料过厚 筛网不紧

消除措施 停机清理筛网 对振动筛可以调节倾角

调节给料量 减少给料量 拉紧筛网

7.4振动筛的轴承润滑的改进

传统的振动筛润滑方式为激振器轴承油浴润滑迷宫密封。设备运转2年后均出现轴承座漏油问题，致使轴承缺油冒烟甚至损坏，严重影响了正常的生产。究其原因，主要是环境粉尘较大造成密封板磨损。于是经测绘并结合设计规范重新制作了密封板。但由于加工精度低，在运转时产生干涉，将间隙增大，则密封效果差。

7.4.1措施

经计算轴承速度系数，选用冷却效果较好的油浴润滑是合理的。但在实际使用过程中，由于作业环境恶劣，加上备件制作和安装技术有限，不易密封何维护困难就成其致命弱点。因此，我们对原振动筛轴承润滑方式进行了改造。具体做法是在原轴承座内端增加一挡油盘，轴承座也密封板形成润滑油腔，实现脂润滑。为弥补脂润滑冷却不足，本次设计选用能耐高温的钙钠基润滑脂（ZBE3600188）。 7.4.2效果

实践证明，振动筛经过改造后效果比较明显。这不仅确保了生产正常进行，而且避免了备件大量浪费。

8 设备的环保、可靠性和经济评价

8.1 设备的环保

对于大型振动筛，由于它在操作中发生强烈的叫嚣声，这些噪声将直接影响到劳动环境的安宁，因此必须设置消音器，以降低噪声的发散。

噪音是当今世界的第三大公害，仅次于大气污染与水源污染。长期生活、工作在噪声中，会降低并危害人的工作能力并会给人的生理功能带来严重的危害，因此不允许在超过90分贝的噪声环境中长期工作。

噪声主要是由于气体具有较高的压力或温度形成的。这是气体内能，在放散时这些内能将随着气体释放出来，转变为气体的动能与声能，放散时会形成形成强烈的气流，致使整个放散管道系统发生共鸣，形成强烈的噪音。消声装置的消声原理应是能够吸收气体的内能，放散时能把人耳能听见的声音震动频率（20—20000赫）转变为人耳听不见的次声频率或超声频率，以此减弱或消声，并能使强烈的气流经逐级减缓放散出去，这样可以防止系统发生震动与共鸣。

8.2 设备的可靠性

8.2.1可靠度的计算

R(t)—可靠度函数

Rt?e??t （8.1）

式中：?—失效率，常数。取?＝2.2?10?3

R(t)＝e?t2200

R(500)＝e?5002200＝0.797

8.2.2可靠度的计算

机械设备的可靠性另一个指标使用寿命，即平均寿命。工作时间随机变量的期望值。

t??R(t)dt （8.2）

0?式中：t—平均寿命R(t)—可靠性函数，机械设备是可修复系统，即在一次年修的平均工作时间若R(t)＝e??t，?—常数。

t＝??e??t0dt

＝

1?

?—设备的失效率，取?＝2.2?10?3

t＝

12.2?10?3＝454.5h

若一次年修期间，预计定修24次。静t＝24?454.5＝10908h

8.3设备的经济评价

8.3.1投资回收期

PKot?H m式中：Ko—总投资额 Ko＝200万元 Hm—年平均净收益 Hm＝30万元

代入式8.4得：

P200t=

30=6.7年 Pc—基准回收期，Pc?10年 Pt

投资回收期用平均年净收益来返本的总投资额。

（8.3）

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