【正文】 18 Linear vibration analysis of the surface ………………… …… .18 Selection Process Parameters …………………………… …… ...23 Design calculation steps ……………………………………… …… ..24 Calculation of shaker screen surface area ……………… …… ...24 Calculation of vibration frequency …………………………… ...25 Calculation of material velocity ………………………… …… ...25 Checking productivity ………………………………… ……… ..26 Estimating the weight of shaker ……………………… ……… ...26 Exciter and eccentric block the quality …… … ……… ……… ..26 Spring stiffness of isolation ………………………… ………… ..27 Motor Selection ……………………………………… ……… .27 The design of rubber springs …………………………… ………… .29 Chapter 4 Design exciter ………………………………………… ……… ..32 VI Calculation and Design of Shaft …………………………………… ..32 Preliminary estimates of the minimum diameter of shaft ……… 32 Dualaxis length of the diameter of each design ……………… ..32 Stress Analysis on the axis ……………………………………… 33 Calculation and selection of bearings ……………………………… ..36 Design and calculation of seals …………………………………… ...36 The design and calculation eccentric ……………………………… ..36 Design of coupling …… …………………………………………… ..37 Select the type of coupling …………………………………… ...37 Selection and calculation specifications ………… ……… .38 Key Selection ………………………………………………… …… ..38 Shaft and eccentric choice of key junctions …………… ……… .38 Shaft and the coupling selection key junction …………… … ..38 Chapter 5 Design sieve box ………………………………………… …… ..39 The structure of sieve box …………………………………………… 39 Bolt strength check ……… …………………………………… …… 40 Check of screen box beams ………………………………………… 41 Beam Stress Analysi …… ……… ………… … ……………… 41 Calculation of beam intensity ……………… …………… … ..42 Checking the natural frequency of beam … …………… …… .42 Conclusion ………………………………………………………………… 40 Acknowledgement … …… …………… ……… ………… ………………… 44 References …… ………… …………… ……… ……… ……………… …… ..45 1 第 1 章 緒論 課題研究背景及意義 隨著工業(yè)的發(fā)展，篩 分 在國民經(jīng)濟(jì)中應(yīng)用越來越廣泛，在 煤炭、冶金、化工、醫(yī)藥、輕工、環(huán)保等 許多部門，篩分作業(yè)是重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一 。 對(duì)于礦物加工行業(yè)，如選礦場(chǎng)或選煤場(chǎng)，大批篩分機(jī)械正擔(dān)負(fù)者分級(jí)、脫水、脫泥、脫介，甚至按質(zhì)量分選的艱巨任務(wù)。就煤炭加工而言，篩分技術(shù)也顯得尤為重要。篩分機(jī)械不僅用于生產(chǎn)粒度水分和灰分等指達(dá)標(biāo)到用戶要求的煤 炭產(chǎn)品而且在實(shí)現(xiàn)煤炭資源的合理利用和保護(hù)環(huán)境及為煤炭企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益等方面，都發(fā)揮著重要的作用。 本次設(shè)計(jì)的礦用 同步直線振動(dòng)篩 ,由于其優(yōu)良的工作特點(diǎn) —— 振動(dòng)強(qiáng)度大 ,分選效果好 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化 ,噪音較低 ,機(jī)器潤(rùn)滑和檢修等日常維護(hù)工作減少 ,設(shè)備的故障率降低， 創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 因此 進(jìn)行 同步直線振動(dòng)篩 的設(shè)計(jì) 具有重大的現(xiàn)實(shí)與經(jīng)濟(jì)意義。 同時(shí)通過畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我學(xué)道了 很多知識(shí)，不但鍛煉了獨(dú)立思考的能力，而且提高了自我的設(shè)計(jì)理念 [1]。 振動(dòng)篩的發(fā)展史 用篩分機(jī) 把碎散物料篩分成不同的顆粒，已經(jīng)有悠久的歷史。從英國煤炭工 業(yè)的文獻(xiàn)記載，在 1589 年提到煤的篩分。為了向市場(chǎng)提供各種顆粒的商品煤，廣泛的對(duì)煤進(jìn)行篩分，是到 19 世紀(jì)下半業(yè)才盛行起來。 固定篩是古老的篩分機(jī)。當(dāng)時(shí)，有的固定篩用若干木條構(gòu)成，也叫棒篩，后來出現(xiàn)了有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的棒條篩。這就是沿用至今的輥軸篩。為滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，圓筒篩，搖動(dòng)篩和振動(dòng)篩也先后問世 [7]。 與固定篩相比，雖然輥軸篩，圓筒篩和搖動(dòng)篩的工作效率有較大的改善，而且仍不失為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和工作可靠，但是卻步能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要。因此，早在 60 年代，這些篩子在我國就開始被逐漸淘汰。固定篩不消耗動(dòng)力和非常簡(jiǎn)單可 靠的結(jié)構(gòu)，仍具有很強(qiáng)的生命力，目前仍大量用于初步篩分。 振動(dòng)篩采用拋射式篩分，篩子每振動(dòng)一次，物料便被拋射一次，相對(duì)篩面沖擊一次，被篩分物料的折中特點(diǎn)使得振動(dòng)篩的篩分效率高，生產(chǎn)能力大，因此被廣泛使用。 在振動(dòng)篩產(chǎn)生以后，人們開始重視建立和發(fā)展篩分理論。早期的篩分理論形成于 50年代初，它是以單個(gè)顆粒為研究對(duì)象而發(fā)展起來的，一般稱為單顆粒運(yùn)動(dòng)理論。該理論系統(tǒng)的描述了振動(dòng)篩對(duì)物料進(jìn)行拋射式篩分時(shí)，單個(gè)顆粒的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)而提出了篩分 2 機(jī)特性值，即振動(dòng)強(qiáng)度 K，和篩分特性值，即拋射強(qiáng)度 VK 。 經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)踐，人們發(fā)覺按照上述篩分理論設(shè)計(jì)的振動(dòng)篩，對(duì)細(xì)物料進(jìn)行篩分時(shí)的生產(chǎn)能力太小，遂意識(shí)到以單個(gè)顆粒物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)代表成群的物料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)具有交大的片面性。隨著研究工作的深入，自 1965 年開始逐步建立起顆粒在篩面上的運(yùn)動(dòng)理論。該理論以力群為研究對(duì)象，根據(jù)物體在碰撞時(shí)傳遞能量的原理，提出了篩面上整個(gè)料層中不同位置顆粒的速度變化規(guī)律，突破了單顆料理論關(guān)于振動(dòng)強(qiáng)度小于 的臨界值。在此基礎(chǔ)上，建立了薄層篩分法和變傾角篩分法，研制出等厚振動(dòng)篩。 用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究碎散物料在篩面上透篩概率，稱為概率 篩分理論。該理論是由瑞典的摩根森于 1951 年最先提出的，故在該理論指導(dǎo)下設(shè)計(jì)的振動(dòng)篩稱為摩根森概率篩[8]。 在力群運(yùn)動(dòng)理論的知道下，近代振動(dòng)篩的拋射強(qiáng)度和振動(dòng)強(qiáng)度普遍提高。如德國和美國直線振動(dòng)篩 K 值達(dá) ，有的甚至達(dá) ， VK 值達(dá) 以上。振動(dòng)概率篩 K 值達(dá) ～7， 弛張篩 K 值甚至達(dá)到 30。這些參數(shù)強(qiáng)化的振動(dòng)篩適應(yīng)了近代篩分作業(yè)的特點(diǎn) —— 細(xì)粒物料增多，水分和黏性增大，以及篩分粒度下降和要求的分級(jí)，脫水效率提高等。 隨著工業(yè)企業(yè)的發(fā)展和篩分機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的進(jìn) 步，自 70 年代以來，世界上一些國家先后研制出了大型振動(dòng)篩，篩寬在 以上的已不罕見。如日本身剛所生產(chǎn)的振動(dòng)篩達(dá) 2m ，德國 公司生產(chǎn)的振動(dòng)篩寬達(dá) ，面積約為 50 2m 。振動(dòng)篩大型化標(biāo)志著篩分機(jī)技術(shù)已達(dá)到先進(jìn)水平。 零部件標(biāo)準(zhǔn)化，通用化和產(chǎn)品系列化，生產(chǎn)專業(yè)化，是近代機(jī)械工業(yè)的重要標(biāo)志，篩分機(jī)械也不例外。如德國 公司生產(chǎn)的 USK 圓振動(dòng)篩和 USL 直線振動(dòng)篩，其激振器可以通用，同一個(gè)篩框既可以裝 分級(jí)篩面，也可裝脫水篩面。又如美國振動(dòng)篩，其基形已經(jīng)穩(wěn)定，主要力量放在改進(jìn)結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化制造和應(yīng)用新技術(shù)的方面。有的篩子除激振器外，篩框也作成單體結(jié)構(gòu)，可以在現(xiàn)場(chǎng)組裝，極大地方便了制造，運(yùn)輸和維修。 前蘇聯(lián)早在 60 年代中期就組織了篩分機(jī)產(chǎn)品整頓，統(tǒng)一基型，減少雜亂型號(hào)，在此基礎(chǔ)上 提高產(chǎn)品的系列化程度。國外許多篩分機(jī)械公司都是科研，設(shè)計(jì)，制造和銷售的聯(lián)合體，專業(yè)化程度高，產(chǎn)品繼承性好，經(jīng)過多年改進(jìn)，使產(chǎn)品逐步完善和提高 [9]。 振動(dòng)篩在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 建國 50多年來，我國的篩分設(shè)備走過了一個(gè)從無到有 ，從小到大，從落后到先進(jìn)的發(fā)展過程，前后經(jīng)歷了測(cè)繪仿制，自行研制和引進(jìn)提高 3個(gè)階段 。 (1)仿制階段 ， 上世紀(jì) 50年代，我國的篩分設(shè)備極為落后，生產(chǎn)上使用的都是從前蘇聯(lián) 3 引進(jìn)的 TYII型圓振動(dòng)篩；波蘭的 Wp1型和 Wp2型吊式直線振動(dòng)篩。為適應(yīng)生產(chǎn)的發(fā)展， 國內(nèi)各個(gè) 制造單位，通過對(duì)以上幾種進(jìn)口篩機(jī)進(jìn)行測(cè)繪仿制，形成了國產(chǎn)型號(hào)為 SZZ系列的自定中心篩、 SZ系列的慣性篩和 SSZ 系列的直線篩等，初步奠定了我國篩分機(jī)械的基礎(chǔ)。 (2)自行研制階段， 1967年由洛陽礦山機(jī)械研究所、鞍山礦山機(jī)械廠、北京煤礦設(shè)計(jì)院、沈陽煤礦設(shè) 計(jì)院、平頂山選煤設(shè)計(jì)研究院組成了聯(lián)合設(shè)計(jì)組，制定了我國第一個(gè)煤用單、雙軸振動(dòng)篩系列型譜，并進(jìn)行了 ZDM(DDM)系列單軸振動(dòng)篩和 ZSM(DSM)系列雙軸振動(dòng)篩的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作。 1980年，鞍礦廠完成了這四種基型篩的制造，并通過了技術(shù)鑒定，在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用，這標(biāo)志著我國篩分機(jī)械走上了自行研制發(fā)展的道路。 (3)引進(jìn)提高階段 ， 上世紀(jì) 80年代以來，冶金和煤炭系統(tǒng)不斷從國外引進(jìn)先進(jìn)的振動(dòng)篩產(chǎn)品。在煤炭行業(yè)：山東兗州礦務(wù)局興隆莊選煤廠引進(jìn)了美國 RS公司的 TI傾斜篩和 TH 水平篩；河北開灤礦務(wù)局 各莊選煤廠引進(jìn)了德 國 KHD公司制造的 USK 圓振動(dòng)篩、 USL直線振動(dòng)篩；山西礦務(wù)局選煤廠和淮北礦務(wù)局臨渙選煤廠從日本神戶制鋼所引進(jìn)的 H L W型直線振動(dòng)篩等。這些篩機(jī)技術(shù)參數(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理、工作平穩(wěn)、可靠耐用，基本上代表了 2 0世紀(jì) 70年代國際振動(dòng)篩的技術(shù)水平。在引進(jìn)篩機(jī)產(chǎn)品的同時(shí)，國內(nèi)生產(chǎn)振動(dòng)篩的專業(yè)廠 —— 鞍礦廠先后派譴專業(yè)技術(shù)人員去美國和德國進(jìn)行技術(shù)考察，并進(jìn)行技術(shù)引進(jìn)。 1980年鞍礦廠從美國 RS公司引進(jìn) TI和 TH型振動(dòng)篩制造技術(shù)，轉(zhuǎn)化為國內(nèi)型號(hào)定為 YA系列圓振動(dòng)篩和ZKX系列直線振動(dòng)篩，在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。此外， 1986年洛礦廠也從日本神戶制鋼所引進(jìn)了 HLW型振動(dòng)篩制造技術(shù)，轉(zhuǎn)化后國內(nèi)型號(hào)定為 ZK系列振動(dòng)篩，該篩結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，最大規(guī)格的篩分面積達(dá) 27m2，是當(dāng)時(shí)國內(nèi)最大的直線振動(dòng)篩。國外振動(dòng)篩產(chǎn)品和制造技術(shù)的引進(jìn)，拓寬了我國篩分機(jī)械設(shè)計(jì)制造人員視野，他們從中了解和學(xué)習(xí)到了先進(jìn)國家設(shè)計(jì)制造振動(dòng)篩的理論、方法、設(shè)計(jì)技術(shù)、制造工藝，生產(chǎn)管理，業(yè)務(wù)水平也大大提高 。 普通振動(dòng)篩是采用中等料層厚度篩分法進(jìn)行篩分，然而，隨著篩分技術(shù)的發(fā)展，新的篩分理論不斷出現(xiàn)，相應(yīng)生產(chǎn)出新的篩分設(shè)備 。 于此同時(shí) ， 我國 篩分 機(jī)械的制造水平也有了很大的提 高。 對(duì)以往工程中常用的振動(dòng)篩 ,大都采用單質(zhì)體集中質(zhì)量力學(xué)模型 ,對(duì)有二次隔振功能的振動(dòng)篩和彈性連桿式振動(dòng)篩 ,通常采用雙質(zhì)體集中質(zhì)量力學(xué)模型 ， 目前一般采用剛性平板力學(xué)模型進(jìn)行解析求解 ,研究振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和各階固有模態(tài)時(shí) ,也采用連續(xù)體力學(xué)模型 。 對(duì)于大型振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)的彈性體力學(xué)模型 ,目前大都采用離散化數(shù)值方法 ,例如有限元模態(tài)分析法 。 從發(fā)展的趨勢(shì)看 ,振動(dòng)篩的減振 是利用繼電器控制和單板計(jì)算機(jī)控制共振振幅 ,用繼電器控制雖然減振效果好 ,但線路復(fù)雜 ,調(diào)試?yán)щy ,線圈容易出現(xiàn)故障 ,所以目前應(yīng)用受到制 . 如果用單板計(jì)算機(jī)控制 ,實(shí)驗(yàn)表明 ?？梢韵拗乒舱裾穹鶠檎９ぷ鲿r(shí)振幅的 115 倍以內(nèi) 。國內(nèi)外一般 4 采用激振電機(jī) ,但由于激振電機(jī)與篩箱一起振動(dòng) ,所以要求電機(jī)具有較高的耐振性能 。 目前我國篩分機(jī)械的生產(chǎn)已形成較大規(guī)模，主要生產(chǎn)廠家有 30 多個(gè)，可供應(yīng) 200多個(gè)品種，年累計(jì)產(chǎn)量 2021 臺(tái)左右，產(chǎn)值近億元，基本上滿足了各部門對(duì)篩分機(jī)械的要求。 振動(dòng)篩的工作原理、分類及特點(diǎn) 振動(dòng)篩的工作原理 將顆粒大小不同的碎散物料群 ， 多次通過均勻布孔的單層或多層篩面 ， 分成若干不同級(jí)別的過程成為篩分 。 理論上大于篩孔的顆粒留在篩面上 ， 稱為該篩 面的篩上物 ， 小于篩孔的顆粒透過篩孔 ， 稱為該篩面的篩下物。 碎散物料的篩分過程 ,可以看作由兩個(gè)階段組成 :一是小于篩孔尺寸的細(xì)顆粒通過粗顆粒所組成的物料層到達(dá)篩面 ；