振動篩的設計(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 隨著兩軸相對扭轉(zhuǎn)角的增加使輪胎外形扭歪，軸向尺寸略有減小，將在兩軸上產(chǎn)生較大的附加軸向力，使軸承負載加大而降低壽命。輪胎聯(lián)軸器高速運轉(zhuǎn)時，輪胎外緣離心力的作用而向外擴張，將進一步增大附加軸向力。為此，在安裝聯(lián)軸器時應采取措施，使輪胎中的應力方向與工作時產(chǎn)生的應力方向相反，以抵消部分附加軸向力，達到改善聯(lián)軸器和兩軸承的工和條件。 輪胎聯(lián)軸器1膠帶片；2壓緊環(huán)；3半聯(lián)軸節(jié)根據(jù)振動篩的特點和本次設計精分洗煤脫水的要求，結合聯(lián)軸器本身的特點，選用輪胎式聯(lián)軸器較為合適。一種屬于振動篩分機械中應用的振動篩篩面支撐裝置【16】，是針對現(xiàn)有設備有焊接應力，易產(chǎn)生變形的問題而設計的。振動篩篩面支撐裝置的篩箱、篩箱橫梁及安裝支撐骨架均采用螺栓連接，并設置有螺栓限位裝置，具有拆卸、安裝、維修都比較方便，更換篩面容易等特點?？蓮V泛應用到各種振動篩分機械中。振動篩的支撐方式有吊式和座式兩種。吊式采用的吊掛裝置包括螺旋形壓縮彈簧、鋼絲繩、防擺錘、吊環(huán)、鋼繩卡等零部件。目前座式減振裝置是比較常用的減振裝置。它由底座、主彈簧和上座等組成。在底座安裝阻尼器，用于緩解篩子停車過程中的共振力。阻尼彈簧通過橡膠摩擦塊在水平方向壓緊篩箱，摩擦塊與底座的上下間隙為10mm。阻尼力的大小可以通過螺栓調(diào)節(jié)。為簡化結構，目前許多座式減振不再安裝阻尼器。座式減振裝置中的主彈簧即可采用金屬螺旋彈簧也可采用橡膠彈簧。金屬螺旋彈簧工作可靠，并具有良好的動力性能，可以設計的相當柔軟，從而有效的降低篩子對基礎的動載荷，缺點是彈簧上下端精度不能保證，易產(chǎn)生噪音。橡膠彈簧內(nèi)阻較大，一般認為在過共振區(qū)時應該具有較低的振幅，噪音低，其缺點是剛度較大，篩子對基礎的動負荷大，易老化。由于橡膠彈簧相對于金屬螺旋彈簧具有以下優(yōu)勢： 減振性能好，能吸收高頻振動的能力；重量輕，減少噪音；避免金屬彈簧突然折斷的可能；可以清除接觸面或活動關節(jié)的磨擦。振動篩子通過四組吊掛裝置掛在上層樓板上。改變鋼絲繩的長度可以調(diào)整篩面傾角。防擺錘安裝在鋼絲繩的上方，其作用是防止篩箱產(chǎn)生橫向擺動。篩子工作時，產(chǎn)生橫向擺動是難免的，這是因為鋼絲繩有其自振頻率，當篩子工作頻率等于鋼絲繩的自振頻率時，就要發(fā)生共振，此時鋼絲繩就會產(chǎn)生強烈的偏擺，篩箱發(fā)生不穩(wěn)定的振動。為了避免此現(xiàn)象，可以變化防擺配重在繩上的位置，來改變鋼絲繩的自振頻率，防止共振現(xiàn)象發(fā)生，達到防擺目的。如果鋼繩長度比較短，即在1250mm以內(nèi)時，也可不設防擺錘. 橡膠彈簧在工廠中都是盡量減小振動產(chǎn)生的噪聲而采取很多的措施，對公司來說，使用性能越好，壽命越長越得到企業(yè)的親睞。再結合具體要求，所以本次設計用支撐裝置為橡膠彈簧方式為好。3 ZKB3660直線振動篩的設計計算 直線振動篩篩面上物料的運動分析直線振動篩的篩面是沿振動方向作簡諧振動，篩面的位移方程式可用下式表示： S=Asin=Asint 式()式中 S—篩面運動的位移；A—篩面的振幅；—激振器軸回轉(zhuǎn)相位角，=t；—軸的轉(zhuǎn)動角速度；t—時間。篩面運動時的位移、速度和加速度分別在平行于篩面的x方向和垂直于篩面的y方向的分量為： 式()式中 振動方向與篩面的夾角，同時它又是物料顆粒跳離篩面瞬間的運動方向與篩面的夾角。直線振動篩的篩面以不同的振次和振幅作連續(xù)振動時，篩面上的顆?？赡艹霈F(xiàn)正向滑動、方向滑動和跳動等不同的運動狀態(tài)。振動篩均采用拋擲狀態(tài)下工作，故就拋擲運動的理論加以研究。物料顆粒在直線振動篩面上的受力情況如下圖，篩面傾斜安裝，與水平面夾角為，篩面沿S方向振動，當篩分機工作時，作用在顆粒上力的平衡方程式可表示為： 式（） 物料顆粒在直線振動篩面上的受力狀態(tài)式中 N—篩面對物料的法向受力；F—篩面對物料的靜摩擦力；顆粒拋擲運動的條件：Fy=0，即顆粒給篩面的正壓力N=0所以 mA178。sindsin=mgcos消去m，得： 式（）根據(jù)公式：物料的拋擲指數(shù)，因此，公式（）即為直線振動篩上物料拋擲指數(shù)的表達式，即 或 式（）從上式中可看出，拋射強度是直線振動篩的一個重要特性量。顯然，篩面的加速度和拋射角越大，拋射強度也越大。為了提高篩分機的能力和效果，就要適當?shù)卮_定篩分機的長度和寬度。一般地說，當篩分的其他條件相同時，生產(chǎn)率主要取決于篩面寬度，篩分效率則主要決定于篩面長度。篩面寬度是決定篩分機生產(chǎn)率的主要因素。因為要保證物料的篩分效果，篩面上的物料需要有適當?shù)暮穸?。在物料厚度一定時，物料的通過能力主要取決于篩分機的寬度，所以篩面越寬，生產(chǎn)能力也越大。但是，篩分機的寬度不能太大，如果寬度過大，使用時很難保證均勻給料；同時，在結構上，篩子允許的寬度又受傳動裝置和篩筐骨架強度的限制。如果篩子做的太寬，則篩子的傳動軸和篩筐橫梁的斷面尺寸需要增大，篩筐受力情況也會變壞。篩面長度影響到物料的篩分效率。因為篩分時間與篩面長度有直接關系。篩面越長，則篩分時間越長，篩分效率越高。但是根據(jù)篩分理論，任意增長篩分時間是沒有必要的。因為在篩分過程中，最初一段時間篩分效率增加的很快，隨著時間的增長，篩分效率增加逐漸緩慢，這時候，如果用增加篩分時間來提高篩分效率，實際上是不合理的。從這點出發(fā)，篩面應當有適當?shù)拈L度。 在設計篩分機系列時，有時也用長寬比這樣的指標來確定篩分機的長度和寬度。根據(jù)本次設計處理量的要求，選擇支線振動篩篩面長3600mm寬6000mm篩分機的生產(chǎn)能力和原料性質(zhì)、篩分條件及對篩分精度的要求都有關系。振動篩生產(chǎn)能力的計算雖然有不少經(jīng)驗公式，但由于篩分過程的影響因素很多，生產(chǎn)上還是以類似條件下的單位面積生產(chǎn)率來計算。根據(jù)篩子的單位面積生產(chǎn)率，可用下列公式計算篩子的生產(chǎn)能力： Q＝Fxq(噸/時) 式（）公式中 F—篩面的工作面積，米178。q—篩子單位面積的生產(chǎn)率，噸/米178。 ，178。故Q=Fxq==(噸/時)符合本次設計量的要求。 （）篩面的傾角【2】是指篩面與水平線的夾角。傾角大小影響到篩面上的物料移動速度。當篩子傾角大時，物料移動速度快，生產(chǎn)量大，但篩分效率要隨著降低。在不同的使用場合上，各種篩子有各自適宜的傾角。 對于做直線運動的篩子，一般是水平安裝，傾角為零。此時，物料的移動主要靠篩面運動時與水平呈一定角度的拋射角。但是，水平的振動篩篩網(wǎng)很容易被顆粒堵塞，要避免篩孔堵塞，篩面的運動速度應該大于某個臨界值。這個臨界值隨篩孔大小而改變，篩孔越大，所需臨界速度越大。由于結構上的原因，篩箱運動速度只能限制在一定范圍內(nèi)。所以，水平的振動篩一般只用在篩孔為40毫米以下的中小粒度的篩分或煤的脫水脫泥和脫介質(zhì)上。如果用于篩孔為50毫米以上的篩分，篩子應有一個角度，其傾角大約為5～10度。而本次設計為篩孔尺寸為50毫米，故傾斜角=0176。對于振動篩，篩面的傾角大部分可以借助改變吊掛裝置的高度，在一定范圍內(nèi)調(diào)整。（）直線運動的篩子都有一定的拋射角【28】。它是指篩箱運動方向與篩面所成的角度。實際上，拋射角就是篩面上的物料受力作用而拋起的方向角。拋射角大則有利于物料透篩，但生產(chǎn)率小，適用于難篩物料。目前直線振動篩的拋射角一般在30～65176。之間。我國直線振動篩其拋射角采用45176。.振動強度K是指篩箱運動的加速度與重力加速度的比值，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(jù)目前機械水平，K值一般在8以內(nèi)。 式（）根據(jù)本次設計的條件，178。，故選用K值為3.（）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，拋射強度也越大。從式（）中看出，當1時，顆粒不可能脫離篩面，只能沿篩面向前移動。當1時，顆粒脫離篩面，作跳躍運動。所以=1就是顆粒脫離篩面的極限條件?？梢?，拋射強度越大，顆粒受到的慣性力越大，拋射得也越高。這樣，有利于物料的 透篩。但是，當增大時，顆粒跳動一次所需的時間也越長。顯然，從充分發(fā)揮篩子的工作效率來看，跳動所需的時間過長也不是有利 的。顆粒跳動一次的時間不超過篩面振動一次的時間，才能充分利用篩面每次振動的作用。因為本次設計是精煤脫水，178。，大于12m178。,故選擇= 。 （A、n）振幅【15】是指篩箱工作行程的一半。頻率是指篩箱每分鐘的振動次數(shù)。篩箱振幅和頻率是表征篩面運動特征的一對參數(shù)，它們的大小決定了篩箱運動速度和加速度的大小。振幅越大，頻率越高，則篩箱的運動速度和加速度也越大。它們之間的關系可用以下數(shù)學式表示： a=A178。=178。An178。/900 式（）式中：A篩箱振幅，米；n篩箱振動頻率，次/分；篩箱振動角頻率，弧度/秒。從上式可見，加大振幅和頻率的任何一個參數(shù)都能加大篩箱的加速度。但是，由于加速度與頻率的平方成正比，所以加大頻率比加大振幅的影響要大的多。在篩分機工作過程中，篩箱必須具備足夠大的加速度才能使篩面上的物料游動的向前移動。所以篩箱必須有足夠大的振幅和頻率。但是篩箱的加速度不能過大，因為加速過大，不 但會破壞篩子的正常工作，而且對篩箱的結構也要提出更高的要求，或者超過了篩子結構所允許的范圍。 m178。，故選擇振幅A=。振動頻率 式()根據(jù)上述公式得 式中： —拋射強度；—篩面傾角；A—振幅； —拋射角；n—電機轉(zhuǎn)數(shù)振動強度在(3～8)之間，故上述取值均合乎要求。 動力學參數(shù)的確定 振動篩參振重量的計算【5】根據(jù)經(jīng)驗公式 W=篩面面積（m2）550～660(kg/ m2?ks) 式()其中ks:單層篩ks=1 W=550=11880kg有經(jīng)驗可知，要滿足振動篩的要求偏心距的取值范圍在100mm左右，取r=100mm,則有（M+8m）A=8mr其中，M參振質(zhì)量A 振幅r偏心距m偏心塊質(zhì)量 彈簧剛度K計算（1）剛度對篩子工作的影響 剛度的大小要影響振動篩工作頻率所處的區(qū)域。因為篩子的工作頻率要影響篩分效果，所以它主要根據(jù)物料在篩面上的工作狀態(tài)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(qū)域也就不同。這樣就會影響篩子振幅的穩(wěn)定性。圖中曲線K180。是采用彈簧剛度為K180。時的振動曲線，K則是采用彈簧剛度為K時的曲線，兩者自振頻率有明顯的不同。當篩子的工作頻率確定時，則采用彈簧剛度為K180。時，工作頻率處在振幅穩(wěn)定的區(qū)域（遠離共振點）。若采用彈簧剛度為K時，工作頻率則處在振幅不穩(wěn)定的區(qū)域（靠近共振點）。這樣，就使篩子振幅容易產(chǎn)生振動。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的平滑段（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(fā)點不一樣，二者相比壓縮量法更為直觀，簡便易行。故本次的設計選用壓縮量法計算剛度。則 K總=其中 W參振重量 kg Δh彈簧壓縮量mm,其值≥（5－8）A，在此取Δh=8A=（3）每臺篩子由8個彈簧支承，則個彈簧的剛度為K180。＝，所以選擇S20020040，剛度K=370N/mm 不同彈簧剛度的振動曲線（4）振動篩傳給地基的動載荷為T=AK=370＝1961N其中 M振幅 mm（5）4個支點靜載荷Ti=其中 M參振質(zhì)量（6）最大負荷為F=T+Ti=1961+29106=31067N有參振質(zhì)量選擇激振器型號J4(2),:42628，內(nèi)徑Φ140，外徑Φ300，B=102, 振動篩電機功率消耗的主要為兩部分：參振質(zhì)量的運動阻力所消耗的功率和克服激振器中軸承的摩擦阻力所消耗的功率，即 式()其中 M篩箱及隨篩箱一起振動的各零件質(zhì)量和 M=Ms+KmMe=11880+648= Ms篩箱及其附件的質(zhì)量，包括側板、管梁、出料口、后擋篩網(wǎng)及其固定裝置、支承管梁、上彈簧座以及激振器等部件的質(zhì)量（kg） Me篩面上物料的質(zhì)量（kg）,它等于各分層篩面上料層總厚度的質(zhì)量和。 Me=BLhir=61=≈648kg (B、L分別為篩面寬度和長度，hi為各層篩面料層總厚度，取hi=30mm。r為松散物料的密度煤炭為1t/m3） Km物料與篩面的結合系數(shù)，～A 振幅n振動次數(shù)181。阻尼系數(shù)，～；f軸承摩擦系數(shù)，d軸承內(nèi)徑（m）；η傳動系數(shù)。 因為26kw是兩臺電動機的功率，每個電機功率為13kw，故選擇200L8A型電動機，功率15kw,轉(zhuǎn)速730n/min,額定轉(zhuǎn)矩TN=?m 啟動轉(zhuǎn)矩的校核振動篩在啟動時，電動機要克服偏心質(zhì)量和運動鏈中所有回轉(zhuǎn)零件以及振動篩參振質(zhì)量的靜轉(zhuǎn)矩，因此電動機有較大的啟動轉(zhuǎn)矩，應滿足下式關系其中 電機參數(shù)表中給出； Th電動機額定轉(zhuǎn)矩，Th=m； Ti激振器的靜轉(zhuǎn)矩，J4激振器的靜轉(zhuǎn)矩240 Nm；查表得= 故滿足要求。 在箱體尺寸結構確定以后，以箱體左