一种新型振动筛(圆振动筛)的毕业设计

**********大学 毕 业 论 文（设计）

题 目：姓 名：学 院：专 业：班 级：学 号：指导教师： 一种新型振动筛的设计 ********* 机电工程学院 机械设计制造及其制动化 ************ ************** ***********

******年 **** 月 *****日

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目 录

摘 要 .............................................................................................................................................. I Abstract .......................................................................................................................................... II 1绪论 .............................................................................................................................................. 1

1.1前言 ................................................................................................................................... 1 1.2振动筛的分类 ................................................................................................................... 1 1.3国内外筛分机械的发展现状 ........................................................................................... 2 1.4振动筛的发展趋势 ........................................................................................................... 3 2振动筛筛面物料运动理论 .......................................................................................................... 4

2.1筛上物料的运动分析 ....................................................................................................... 4 2.2正向滑动 ........................................................................................................................... 5 2.3反向滑动 ........................................................................................................................... 6 2.4跳动条件的确定 ............................................................................................................... 7 3振动筛的工作原理及结构组成 .................................................................................................. 9

3.1圆振动筛的工作原理 ....................................................................................................... 9 3.2 YA圆振动筛的基本结构 .................................................................................................. 9 4振动筛的参数计算选择 ............................................................................................................ 12

4.1确定振动筛的运动学参数 ............................................................................................. 12 4.2振动筛工艺参数的确定 ................................................................................................. 14 4.3动力学参数 ..................................................................................................................... 16 4.4电动机的选择 ................................................................................................................. 17 5 主要零件的设计与计算 ........................................................................................................... 18

5.1轴承的选择与计算 ......................................................................................................... 18 5.2皮带的设计 ..................................................................................................................... 19 5.3键的设计 ......................................................................................................................... 23 5.4轴的设计 ......................................................................................................................... 24 5.5支承弹簧的设计验算 ..................................................................................................... 26 6 振动筛的安装维护 ................................................................................................................... 30

6.1振动筛的安装及调试 ..................................................................................................... 30 6.2振动筛操作的要点 ......................................................................................................... 31

6.3振动筛维护与检修 ......................................................................................................... 31 7总 结 ........................................................................................................................................ 33 参考文献 ....................................................................................................................................... 34 致 谢 ........................................................................................................................................... 35

一种新型振动筛的设计

摘 要

目前传统的筛分机械生产率低下，难以筛分出一些细粒状物，并且振动筛强度和刚度较低，使用

寿命短。筛分时，振动筛激振力过小，会造成筛子堵塞不畅，难以下料的问题。

针对以上一些老式振动筛出现的问题，现设计一种新型的振动筛，即3YA1236圆振筛，它利用电动机驱动振子筛作偏心激振，是一种多层、高效的新型振动筛，可以大大提高矿山筛分机构的工作效率。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。该设计分析论述了设计方案，包括振动筛的分类与发展，筛上物料的运动分析，振动筛的动力分析，支乘装置与隔振装置的选择，电动机的选择，轴承的计算与校核，皮带的设计与校核，轴的设计，最后论述了振动筛的安装、维护。 关键词：煤炭；振动筛选；偏心激振；圆振动筛

I

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图3-2 振动筛的产品示例

3.2.1筛箱

筛箱主要由筛框、筛面等组成。

筛面由侧板、后挡板、横梁、承料板和排料嘴等组成，筛框的结构见图3-3

图3-3 筛框的结构

1.侧板 2.后挡板 3.下横梁 4.上横梁 5.座圈 6.角钢 7.角钢 8.法兰盘 9.角钢 10.压板

为提高振动筛的强度和使用寿命，本次设计中侧板采用厚度为6-16mm的16锰制成。

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3.2.2筛面

筛面是筛分机构直接用于筛分物料的部分。为使筛面有较大的耐磨、抗冲击性能和大的承载能力。本次设计中筛面可采用65锰钢编制筛面，可分为上中下三层筛面，其筛孔尺寸分别为50mm、40mm和30mm。 3.2.3支承装置和隔振装置

本次设计中采用座式支承装置。这次设计使用的是螺旋弹簧式隔振装置，使用寿命长，过程噪声小、过共振的平稳等是其主要的特点。 3.2.4传动装置

本次设计中采用电动机驱动v带传动，结构简单，任意选择振动器的转数。

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4振动筛的参数计算选择

4.1确定振动筛的运动学参数

为了确定各个运动参数，首先应进行振动系统的计算，之后再确定筛面倾斜角、振动筛振幅、振动筛频率和振动筛振动角等运动学参数。 4.1.1抛射系数ky

ky?1.5时，物料的不抛起使得筛分效率较低，而且筛网及易堵塞。ky?1.5~2.0时，颗粒抛起后重新落至晒面上，颗粒同筛面的冲击也小，防止易碎物料在筛分时产生过粉碎。这个ky值适用于易筛物料。当ky?2.5~3.5时，颗粒抛后对筛面的冲击较大，物料会发生一些过粉碎，筛分效果较好，适合难筛物料，本次设计中ky=3. 4.1.2筛面倾角?

圆振动筛的筛面倾角在15?~25?之间。本次设计的偏心轴式圆振动筛的筛面倾角?为

20?。 4.1.3振幅A

振幅A一般在2~8之间。A较小时，适用于筛孔较小或脱水的情况；A较大时，适用于筛孔较大或筛孔常被“难筛粒”卡住的情况，A较大时有利于筛分，使较小颗粒使孔中跳出。本次设计中A=4.5 4.1.4转速n

根据经验得：

An2?(4~6)?106，则n?转速n与振幅A的关系可参照表4-1

12

(4~6)?106A 公式（4-1）

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表4-1 转速n与振幅A值

参数 转数n与A的关系

筛孔尺寸/mm

1 2 6 12 25 50 75 100

振幅A/mm

1 1.5 2 3 3.5 4.5 3.5 6.5

转速n/r?min

?11600 1500 1400 1000 950 900 850 800

则转速n选取为900r/min 4.1.5物料沿筛面运动速度v

一般物料沿筛面的运动速度通常为0.12~0.4m/s，最大不超过1.2m/s。圆振动筛中物料沿筛面运动速度同筛面倾角有关，见表4-2

表4-2 圆振动筛的物料在筛面上运动速度

18

20

22

25

筛面倾角/(?)

物料在筛面上运动速度/m?s

?1 0.305

0.41

0.51

0.61

4.1.6振动强度k

振动强度k一般在3~8之间，其主要受材料强度及其构件刚度等的限制及影响。本次设计中，k=5。

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4.1.7振动强度校核

实际振动强度KS由下列式子计算出：

A?n2A?n24.5?9002KS??K，在本次设计中，KS???4.05?5 公式（4-2） 5559?109?109?10符合振动强度要求

4.2振动筛工艺参数的确定

4.2.1振动筛的工艺参数包括筛面的长度、宽度和筛分效率 筛面的长度和宽度：

由公式： Q=Fq 式中：Q——处理量，Q=240t/h

A20——振动筛的有效筛分面积，单位m q20——单位生产能力，q0=55t/(m?h) 振动筛的筛分效率和对应的筛孔尺寸可参照表4-3

14

公式（4-3）

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5.2.3确定带轮的基准直径dd并验算带速v

（1）初选小带轮的基准直径dd1。由表8?6和表8?8 ，取小带轮的基准直径dd1=140mm （2）验算带速

V1??d1n1???140?140?10.7 m/s 公式（5-4）

60?100060?1000因为5m/s<10.7m/s<30m/s，故带速合适 （3）计算大带轮的基准直径 根据式： i?n1n?dd2?1460?1.62，解得dd2=226.8mm 2dd1900查表得，圆整为dd2=250mm

5.2.4确定V带的中心距a和基准长度Ld （1）根据式：

0.7(dd1?dd2)?a0?2(dd1?dd2) 初定中心距a0=500mm （2）由式：

L2a?(dd2?dd2)2d0?0?2(dd1?dd2)?4a 0计算出V带所需的基准长度

500??(250?140)2Ld0?2?2?(140?250)?4?500?1619mm

由表8-2选带的基准长度Ld=1600mm (3）带的实际中心距a，由式：

a?a0?Ld?Ld02 计算得：

20

公式（5-5）

公式（5-6） 公式（5-7） 公式（5-8）

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a?500?1600?1619?491mm 2 amin?a?0.015Ld?491?0.015?1600?467mm amax?a?0.03Ld?491?0.03?1600?539mm

则中心距的变化范围467mm~539mm 5.2.5验算小带轮的包角?1 带的包角计算公式为：

57.3?a 公式（5-9）

57.3??180??(250?140)?167??90?491a?180??(dd2?dd1)5.2.6计算带的根数z

(1)计算单根V带的额定功率Pr

由dd1?140mm和n1=1460r/min，查得表8?4a得P0?2.832kw，根据n1=1460r/min，i=1.62和B型带，查表8?4b，得?P0?0.40kw

查表8?5得K??0.968,查表8?2得KL=0.92，于是得：

Pr?(P0??P0)?K??KL?(2.832?0.4)?0.968?0.92?2.878kw 公式（5-10）

(2)计算V带的根数z z的计算公式为：

z?Pca13.2??4.59，取5根 Pr2.8785.2.7计算单根V带的初拉力的最小值(F0)min

由表8?3得B型带的单位长度质量q?0.18kg/m，

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所以得：

(F0)min?500?(2.5?K?)Pca?qv2K??z?V ?500??216N(2.5?0.968)?13.2?0.18?10.72 公式（5-11）

0.968?5?10.7应使带的实际初拉力F0??F0?min

5.2.8计算压轴力FP 压轴力的最小值为：

(Fp)min?2z?F0?minsin?12?2?5?216?sin167??2146N 公式（5-12） 2 带轮的尺寸参数如表6-1 所示，结构图如6-2所示

表5-1 带的设计参数

皮带型号 最大轴间距 带的根数 小带轮直径

B型 539mm 5根 140mm

带轮轴间距 最小轴间距 预紧力 大带轮直径

491mm 467mm 216N 250mm

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图5-2 大、小带轮的结构

5.3键的设计

5.3.1.键的选择

选择普通平键。由电动机轴的长度和直径，查表得：键的尺寸为：键宽?键高?键长为 12?8?70（mm） 5.3.2键连接强度计算

平键连接强度的计算公式：

2T?103?p? 公式（5-13）

kld式中：T——传递的转矩；

T?9549?p(kw)9549?11??71.94n(r/min)1460

k——键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h；此处h为键的高度，k?0.5?8?4mm l——键的工作长度，单位mm；圆头平键l?L?b?58mm d——轴的直径，此处为42mm

将上述结果代入式（6?1）中，计算出?p?14.77MPa??p，?p?60~90MPa， 所以键的强度符合使用要求。

????23

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5.4轴的设计

5.4.1轴的设计特点

本次设计的转轴，主要传递转矩和弯矩，其设计的主要内容包括结构设计和工作能力计算。以下主要概述通过不平衡激振力运算，进而计算出偏心轴的偏心距的大小，再根据装配条件，通过边设计边改动的方式，对轴的形状、尺寸进行最终方案的确定。 5.4.2轴的常用材料及热处理

本次设计的轴采用的材料是45钢。一般轴应优先选用30~50优质中碳钢，其中45钢的应用最为广泛。对于受力较大、尺寸较小的轴可选用价格相对较贵的合金钢，对于受载较小及不太重要的轴，可选用铸铁。

轴的热处理、化学处理及表面强化对轴的强度、使用寿命具有促进作用，轴的表面应力集中越小，粗糙度越小。

本次设计中选用的轴的材料炜5钢，采用调质处理，对表面进行喷丸强化处理，提高轴的抗疲劳能力。 5.4.3轴的强度计算

由文献[11]可知，对轴进行校核

由图6?1并结合振动筛的工作特点对轴进行受力分析，其受力分析如图所示 偏心轴的转速为

n1?n?/i?1460/1.62?900r/min，又因为带传动的效率为0.96，

偏心轴的功率公式：

P1?Pr???11?0.96?10.56kw 公式（5-14）

n1?式中 i——带的传动比，250/140?1.62

n——电动机的转速，n=1460r/min

n i24

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9rwg.html