機械畢業設計-zk2045直線振動篩設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 的篩子技術公司和申克公司分別制造出了 50 ㎡和 34 ㎡的大型直線振動篩，日本的神戶制鋼所和川崎重工也制造出了 34 ㎡和 48 ㎡的產品，美國的 CONN WELD 公司制造出了 27 ㎡的產品。在對全國幾家使用大型振動篩的廠家的調研發現，全套進口的德國篩子技術公司和日本神戶制鋼所的 27 ㎡直線振動篩均可正常使用 3～ 5 年。 1. 5 振動篩的發展方向 直 線振動篩，作為對物料進行分級、脫水、脫泥、脫介的有效設備，已廣泛用于煤炭、礦山、化工、醫藥等行業。由于目前有些用戶不僅對設備質量有要求，對工期也要求很高。所以，高速高效的設計、生產已很必要。 振動篩采用拋射式篩分，篩子每振動一次，物料便被拋射一次，相對篩面沖擊一次，被篩分物料的這種特點使得振動篩的篩分效率高，生產能力大，因此被廣泛使用。振動篩是通過激振設備對篩體的激振而是物料得以分離，從而達到生產要求的一種設備。在給定的振動強度下振動，使篩面的物料獲得一定的動能，使動能小的細粒到達篩面附件從而得到分離。振動 篩分機械主要由以下三部分組成：激振器、篩體、彈性元件等。 在振動篩產生以后，人們開始重視建立和發展篩分理論。早期的篩分理論形成于 50 年代初，它是以單個顆粒為研究對象而發展起來的，一般稱為單顆粒運動理論。該理論系統的描述了振動篩對物料進行拋射式篩分時，單個顆粒的運動情況，進而提出了篩分機特性值。振動篩是我國 20 年來迅速發展的新型機械。基于振動篩的三種不同的運動軌跡（圓、直線、橢圓），采用不同的篩分方法，并針對國民經濟中各行業的特殊需求，產生了各種形式的篩分機械，并在各個工業部門得到廣泛的應用。振動篩分機械在工 程中廣泛應用，對國家的經濟起著重要作用。從目前國外的研究動向看，一方面致力于現存篩分機械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、動力配置和動力學參數，以便進一步推動振動篩的應用。 綜合國內外篩分機械狀況，篩分機械應向以下幾個方向發展。 1）篩分機械大型化 篩分機械大型化是提高處理量的方法之一。近十年來，許多國家都在設計大型振動篩，其中其中以西德最為突出。 1976年德國已能制造單機處理量為 1000噸／時的預先篩分振動機。西德篩子技術公司制造的 50m2 振動篩，寬 ，為了加大激 振力，將四個激振器并聯安裝，篩體用耐疲勞、耐腐蝕能力強的材料制成。兩年多生產實踐證明，其使用效果良好。 2）應用等厚篩分法 等厚篩分法也叫大厚度篩分法， 60 年代首先出現于法國， 70 年代初期國外 第 7 頁 廣泛應用這一種新篩分法。該法的特點是：不管入料中小于篩孔的顆粒所占的 百分比如何，在篩分過程中篩上物料層的厚度保持不變或遞增，而采用普通篩分法時，篩上物料厚度都是遞減的。等厚篩分法目前在我國某些大型選煤廠中使用，其產量約較普通篩分法提高兩倍以上。 3）應用概率篩分法 概率篩方法是瑞典人摩根森首先提出的。這種方法有效地按 照概率理論去完成物料篩分的整個過程，它有以下一些特點：由于采用了大篩孔、大傾角和多層篩面，物料入篩后能迅速透篩，同時也克服了普通篩分法中容易堵塞篩孔的缺點，減小了篩面的磨損，提高了單位面積的處理量。適合于篩分水分大和難篩分的細粒級物料。 4)慣性振動篩的迅速發展 60 年代，共振篩曾受到各國重視，發展很快。但生產實踐證明，它具有結構復雜、機重大、難調整和故障多等缺點?，F在德國、日本等已停止制造。與此相反，近幾年來，慣性振動篩，尤其是直線慣性振動篩，由于其性能較好，結構和維護工作都較簡單，故目前得到迅速發展。 第 8 頁 2 直線振動篩的總體設計 2. 1 ZK2045 直線振動篩的規格及主要技術參數 1．篩面規格 4500mm 2021mm 2．最大進料粒度 250mm 3．處理能力 50～ 360t/h 4．功率 10KW 5．設備重量 6t 6．振幅 4mm 2. 2 設計的依據及參考資料 依據“振動篩設計規范”的要求，包括 振動篩的用途、物料的特性、工作制度、處理能力（處理量）、規定的粒度、篩分效率（一般在 90%以上）、安裝方式、篩面的種類、工作條件（尺寸限制，環境限制）、振動篩種類。 參考資料包括振動篩設計規范、篩分設備圖冊、振動篩設計的系列參考圖紙、機械零件設計手冊及其他參考資料。 2. 3 振動篩的工作原理及結構特點 本設備為一臺直線振動篩。振動方向角 45176。 。 篩體上裝有兩組振動器，每組振動器上有兩個偏心塊，兩組振動器都是通過聯軸器將兩根半軸連接起來并與其右側的電動機連接起來。工作時，四根傳動軸上的偏心塊做高速反向旋轉 ，從而產生定向慣性力作用于篩體上，使篩體產生具有一定振幅的往復直線運動將篩面上的物料沿作用力方向拋出，從而完成篩分輸料作業。 工作原理 : 振動篩工作時，兩電機同步反向旋轉使激振器產生反向激振力，迫使篩 體帶動篩網做縱向運動，使其上的物料受激振力而周期性向前拋出一個射程，從而完成物料篩分作業。適宜采石場篩分砂石料，也可供選煤、選礦、建材、電力及化工等行業作產品分級用。 振動篩工作部分固定不動，靠物料沿工作面滑動而使物料得到篩分。固定格篩是在選礦廠應用較多的一種，一般用于粗碎或中碎之前的預先篩分。它結 構簡單，制造方便。不耗動力、可以直接把礦石卸到篩面上。主要缺點是生產率低、篩分效率低，一般只有 50— 60%。 第 9 頁 振動篩工作面是由橫向排列的一根根滾動軸構成的，軸上有盤子，細粒物料就從滾軸或盤子間的縫隙通過。大塊物料由滾軸帶動向一端移動并從末端排出。選礦廠一般很少用這種篩子。振動篩工作部分為圓筒形，整個篩子繞筒體軸線回轉，軸線在一般情況下裝成不大的傾角。物料從圓筒的一端給入，細級別物料從筒形工作表面的篩孔通過，粗粒物料從圓筒的另一端排出。圓筒篩的轉速很低、工作平穩、動力平衡好。但是其篩孔易堵塞、篩分效率低，工作 面積小，生產率低。選礦廠很少用它來作篩分設備。振動篩機體是一個平面內擺動或振動。按其平面運動軌跡又分為直線運動、圓周運動、橢圓運動和復雜運動。搖動篩和振動篩屬于這一類。振動篩工作時，兩電機同步反向放置使激振器產生反向激振力，迫使篩體帶動篩網做縱向運動，使其上的物料受激振力而周期性向前拋出一個射程，從而完成物料篩分作業。搖動篩是以曲柄連桿機構作為傳動部件。電動機通過皮帶和皮帶輪帶動偏心軸回轉，借連桿使機體沿著一定方向作往復運動。 機體運動方向垂直于支桿或懸桿中心線，由于機體的擺動運動，使篩面上的物料以一定的速 度向排料端移動，物料同時得到篩分。搖動篩與上述幾種篩子相比，其生產率和篩分效率都比較高。其缺點是動力平衡差?，F在選礦廠很少用它，而被結構更合理的振動篩取代。 振動篩的優點和工作特點 : 振動篩主要由篩箱、激振器、懸掛（或支承）裝置及電動機等組成。電動機經三角皮帶，帶動激振器主軸回轉，由于激振器上不平衡重物的離心慣性力作用，使篩箱獲得振動。改變激振器偏心重，可獲得不同振幅。 振動篩的主要優點： 1) 由于篩箱振動強烈，減少了物料堵塞篩孔的現象，使篩子具有較高的篩分效率和生產率。 2) 構造簡單、拆換篩面方便 。 3) 篩分每噸物料所消耗的電能少。 工作特點 : 1）采用塊偏心作為激振力，激振力強。 2）篩子橫梁與篩箱采用高強度螺栓，結構簡單，維修方便快捷。 3）采用輪胎聯軸器，柔性連接，運轉平穩。 4）采用小振幅，高頻率，大傾角結構，使該機篩分效率高、處理最大、壽命長、電耗低、噪音小。 適用范圍及使用說明 : 振動篩的適用范圍十分廣泛，幾乎涉及到生活中的方方面面在加工和制造時都需要用到各種類型的振動篩！ 振動篩主要用于礦山、 煤炭 、冶煉、 建材 、耐火材料、輕工、化工、醫藥、食品等行業。 振動篩在選礦廠應用最多，按其 傳動機構 的不同，又可以分為以下幾種： 第 10 頁 偏心振動篩、慣性振動篩、自定中心振動篩、 共振篩 。 使用說明 : 1）．獨特之篩網結構設計，方便和快速更換篩網 ( 只需 3 到 5 分鐘 ) ，此外此種設計允許使用各種篩網 ( 尼龍、特種龍、 PP 網 )。 2）．篩機設計；精巧和容易裝配，一人即可操作篩機。 3）．和其他型號篩分設備比較，具較大篩選面積和高效益之處理能力。 4）．其母網完全支撐細網，因此細網可獨得較長之壽命，而降低細網耗材使用，淤長時間 之生產過程可降低諸多成本。 該設備的主要部件有： （ 1）振動器及傳動裝置是產生激振力及動力的傳遞部件。本部分是采用雙電機傳動四偏心塊自 行同步這一傳動方式。 ①振動器由偏心塊、軸承、殼體、密封裝置等組成。為了降低軸承溫升，采用大游隙圓錐滾子軸承。軸承用潤滑脂潤滑。軸承密封用迷宮密封結構。在殼體及端蓋的徑向均設有潤滑脂注油咀。 ②傳動部分包括連接電機與振動器的傳動軸及連接兩組振動器的聯結軸。傳動電機采用兩個 Y132M4 電動機。 （ 1）篩體：它是由篩框、篩板、篩板緊固裝置，護梁板、側向及進口擋料板等組成。 ①篩框是承力物件。由橫梁、撐梁、大橫梁，與側板、側加強板，加強 U型鋼等用高強螺栓連接組成，形成一個堅固的框架結構。 ②篩板：由于篩上物料中 有部分大塊礦、內部尚未完全冷卻，有較高溫度，篩板采用鉻錳氮特殊耐熱耐磨鑄鋼制成。篩板的四角部有固定用孔。 ③篩板緊固裝置：由聯結螺栓、螺母，橡膠彈簧組成，將篩板與橫梁直接連接起來。 ④護梁板：通篩板緊固裝置固定在篩板與衡梁之間，即防止物料對衡梁的沖刷，又起增加橫梁強度的作用。 ⑤側向及進口端護板是防止物料對篩體側板及進口擋料板的沖刷作用。在側向擋料板的下沿，堆焊有碳化鎢合金層，增強耐磨性，延長側向擋料板壽命。 ⑥大橫梁：有法蘭盤及中間聯結筒體組成。兩組激振器是安裝在大橫梁兩端的軸上。 2. 4 結構設計 2. 4. 1 總體設計 振動篩主要由電機、側板、主橫梁、加強梁、篩網、偏心塊等組成。側板為整塊鋼板，材料主要是 Q235。篩框的主要材料是 Q235，板材允許用 20g 鍋爐鋼板代用，從而提高了篩子的可靠性。橫梁為無縫鋼管，各焊件與側板的聯 第 11 頁 接均采用了扭剪型高強度螺栓與高強度自鎖尼龍螺母。大橫梁是篩框中聯結動力源，振動器及篩體的重要結構件，因此承受動力最大，對其強度和剛度要求極高。兩端部聯結座是鑄鋼件，內部不得有裂紋、夾砂、縮孔等影響強度的缺陷存在。 大橫梁中間的筒體及內部襯套，均由 Q235 板卷制而成。側加強板、加強 型鋼，加強角鋼均應保證型材的平面性和平制度。必要時進行整形。 圖 21 總裝圖 2. 4. 2 支撐方式與隔振裝置 振動篩的支承方式有吊式和座式兩種， ZK2045 振動篩采用座式。振動篩的隔振裝置常用的有螺旋彈簧、板彈簧和橡膠彈簧，根據振動篩振幅較大的特點，隔振裝置采用橡膠彈簧。振動篩隔振彈簧的主要作用是支撐振動篩機體使機體實現所需要的振動 ,并減小傳給基礎或結構架的動載荷。在振動篩工作時 ,隔振彈簧的剛度、重量、自由高度和自振頻率等參數均會影響振動篩篩箱的振幅及振動軌跡 ,從而影響篩分效果。 2. 4. 3 篩箱的設計 篩箱是篩子的承載部件，由篩框及固定在它上面的篩面組成。它是由側板，橫撐，加強板和橫梁組合而成。側板是用鋼板制成，利用橫梁將兩塊連接起來，使篩框成整體結構，側板用以傳遞激振力，激振器用螺栓連接在側板上。為了加強側板的剛度。橫梁和橫撐都采用無縫鋼管直接焊接在側板上。螺栓聯接可以克服采用焊接法引起篩箱易破裂的缺點。 第 12 頁 篩箱部件的連接，如橫梁和橫撐原來是焊接在側板上的。但是，這種焊接結構易產生局部應力集中，在工作一定時間后，常常導致破裂。近年來，為提高承載能力都改用鉚釘或螺栓連接。 圖 22 篩箱 2. 5 ZK2045 振動篩的設計步驟 在設計本振動篩時，根據資料知物料的處理量為不小于 50~360 噸 /時，物料的物理性質和粒度組成，篩分的方式為（脫水、脫介、分級）和分級的粒度，其它特殊要求 (準許占地面積、準許安裝高度、準許動負荷等 )。然后確定按以下步驟設計： （ 1）根據機器的用途選定采用單軸振動篩或雙軸振動篩。分級一般用單軸振動篩，脫水、脫介一般用雙軸振動篩。 （ 2） 根據給定的生產率，要求的篩分效率和物料的篩分特性，計算出需要的篩面面積， 取 篩孔尺寸為 25mm，根據公式 Q=F q 計算出振動篩的處理能力。 （ 3）按物料的跳動狀態選定拋射強度 vK 值，然后選擇設計振動次數 n、篩面傾角 α 、振動方向角 β 和物料運動速度等工藝參數。 （ 4）根據技術先進性、經濟合理性和使用可靠性的要求，選擇篩框、篩面、振動器、傳動裝置的結構。初算軸承、軸及傳動裝置的零件強度和電動機功率，畫出部件裝配圖和零件圖。精確設計篩箱、振動器的重量和重心。精確校核振動器的偏心重