【文章內(nèi)容簡介】 本課題所設(shè)計的這種振動篩正是雙振動電機驅(qū)動的自同步直線振動篩，所以其具有以上特點[11]。 各類篩分方法的比較確定為滿足直線振動細(xì)篩的要求和工作特點，我們將振動篩分機所采用的各類篩分方法加以比較，從而確定最佳方案，以達(dá)到設(shè)計要求。首先，對物料的篩分采用的方法大致有以下幾種：普通篩分法、概率篩分法、等厚篩分法、概率等厚篩分法等。下面具體說明每一種篩分方法及其特點。 普通篩分方法普通篩分方法在工業(yè)部門中的應(yīng)用已有幾十年的歷史，已得到了比較完善的發(fā)展。應(yīng)用這種方法的篩機，篩上物料層的厚度總是遞減的。在這種篩機上上料層厚度為h≥（2~3）a（a為篩孔尺寸），分離粒度和篩孔尺寸相近。在篩分過程中，不同粒度的物料首先分層，小粒度的物料向篩面接近，大粒度的物料浮在上面。大于篩孔尺寸的物料不斷被拋擲或滑行，直到離開整個篩面，而小于篩孔尺寸的物料則透過篩面分離出來[12]。料層厚度與篩長有關(guān)（如圖31所示），篩面越長物料厚度越薄，而且篩分效率也與篩長有關(guān)，篩面越長，則物料的篩分效率越高。圖31 料層厚度與篩長關(guān)系圖采用這種篩分方法的篩機的特點為：（1）物料厚度一般為活動料厚的2~3倍。（2）結(jié)構(gòu)簡單。（3）篩分精度高，可以用各種物料的精確篩分。（4）用這種篩分方法的篩機調(diào)試方便。（5）篩網(wǎng)的磨損較嚴(yán)重，由此造成維修量稍微大一些。（6）單位面積上處理物料能力低，占地面積大。（7）篩孔易堵，造成篩分效率下降。（8）給料端厚排料端薄不易分層。（9）噪音較大。 概率篩分方法概率篩是利用物料顆粒通過篩子的概率差來完成篩分過程的一種篩分機器。和普通篩機在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是采用了多層（36層）、大傾角（30176。60176。）、大篩孔（篩孔尺寸為分離粒度的210倍）的篩面。在工作原理上，它與普通篩機也有明顯區(qū)別，概率篩能以很快的速度完成整個篩分過程，使其時間僅僅是普通篩機的1/31/10，而其單位面積產(chǎn)量較普通振動篩增大510倍。多層篩分為快速篩分創(chuàng)造了條件，但又因為分層太多使機器構(gòu)造復(fù)雜化。概率篩特點：（1）篩面傾角大、物料層薄、物料運動速度快。（2）篩孔尺寸大，因此篩孔不容易堵塞、篩層多、篩分效率高。（3）結(jié)構(gòu)緊湊、重量小、占地面積少。（4）篩分精度不夠高、篩箱高度較大。（5）降低了難分的臨界顆粒問題。 等厚篩分法等厚篩分法是利用在入料端給予篩上物料一個比普通篩分法大的加速度，使其運動速度加快，料層迅速變薄并很快的分層。對已分層料群再施加與普通篩相同的篩面加速度，使物料透篩。經(jīng)由這樣的處理，小顆粒與篩面接觸概率大大增加，平均單位篩面透篩能力約為實際的80%，因此等厚篩分可成倍的提高篩子的處理量。這種方法的特點是不管入料中小于篩孔的顆粒所占百分比如何，在篩分過程中，篩上物料厚度保持不變或遞增。其特點：（1）給料端薄排料端稍厚，有利于分層，可以進(jìn)行細(xì)粒級篩分，減少堵孔。（2）生產(chǎn)率可提高一倍以上。（3）由于需要保持層厚度接近，這就要求篩面有合適的結(jié)構(gòu)，多采用折線型，這樣就使得制造困難（4）體積大、重量大。 概率等厚篩分法它具有概率篩的特點，所以能夠強制分層，每一層篩面具有等厚篩的特點，所以這種篩分方法處理量大、篩面大、機構(gòu)龐大。 篩分方法的確定通過對以上各種篩分方法的分析我們知道，概率篩與等厚篩雖然都有很多優(yōu)點，且便于密封，但是由于概率篩不可精確篩分，等厚篩機構(gòu)復(fù)雜、調(diào)速困難，兩者都難以選用。普通篩分方法雖然存在很多缺點，但可通過解決篩板、篩面傾角、物料運動速度來解決。所以次設(shè)計選用普通篩分法。 振動形式的確定目前，從振動機械動力學(xué)方面我們知道，工作頻率和固有頻率之比為Z，一般為210。 非共振篩該類振動篩的彈簧剛度為常數(shù)或接近常數(shù)（線性），機器在遠(yuǎn)離共振區(qū)的狀態(tài)下工作。彈簧剛度小，傳給地基的動載荷也小，具有隔振性良好、結(jié)構(gòu)簡單的特點[13]。 共振篩此篩是一種在近共振狀態(tài)下的振動機械，具有如下特點：（1）產(chǎn)量大，效率高。（2）彈簧剛度為常數(shù)或接近常數(shù)。（3）所需激振力小、傳動部件結(jié)構(gòu)緊湊。（4）振幅穩(wěn)定性好、工作平穩(wěn)、隔振性好。 運動軌跡的確定 圓運動軌跡圓運動振動篩是利用單軸式不平衡激振器，使篩箱產(chǎn)生振動的篩子。其運動軌跡一般為圓形（橢圓形）它主要用于物料的分級。其與直線振動篩相比具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低、維修容易等特點，因而目前普遍采用。 直線運動軌跡其靠兩根不平衡重的軸作同步導(dǎo)向回轉(zhuǎn)而產(chǎn)生振動，其篩面呈水平或傾斜安裝。它和圓運動相比具有如下優(yōu)點：（1）直線振動篩的動力平衡與物料在篩面上的運動情況較好。（2）物料在篩面上的運動不是靠篩面的傾角，而是靠篩子的激振器產(chǎn)生的激振力。（3）由于篩箱運動中有較大加速度，所以特別適用于物料的分級。所以根據(jù)設(shè)計需要以及上面的對比來看，本設(shè)計采用直線運動軌跡。目前，在工業(yè)上應(yīng)用的篩機，按激振器的形式可以分為：彈性連桿式振動機、慣性式振動機、電磁式振動機和其它振動機（如風(fēng)動式、液壓式及凸輪式等）。以下是幾種常見的振動方式的比較。 彈性連桿式彈性連桿式振動機常用于物料的篩分、選別和冷卻工作，它的結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、工作時轉(zhuǎn)動機構(gòu)受力較小，機器平衡性好（對雙質(zhì)體提和單質(zhì)體式而言）。因此在水泥廠、鑄造廠、冶金廠中得到廣泛應(yīng)用。作為篩分機械應(yīng)用的彈性連桿式主要是共振式，但由于傳動偏心軸使連桿端部的調(diào)試相當(dāng)困難，目前只在國外采用，國內(nèi)尚未推廣[14]。 電磁式電磁式振動篩是一種新興的篩分設(shè)備，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理，與其它篩分設(shè)備相比具有如下特點：（1）體積小、 重量輕、安裝方便、無傳動部件、不需潤滑、維修方便、運行費用低。（2）電磁式振動篩由于運用了機械振動學(xué)的共振原理，雙質(zhì)體在低溫臨界狀態(tài)下工作，因此耗電能少。（3）電振機的控制設(shè)備可采用可控硅半波整流電路，因此在使用中可通過調(diào)整可控硅的方法，方便地?zé)o級調(diào)整給料量，并可以實現(xiàn)生產(chǎn)流耗的給料量控制。（4）電振機可以在額定電壓、振幅條件下頻繁啟動和長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)。但是該振機振幅因受電源影響不夠穩(wěn)定，而且造價高，在篩機中應(yīng)用較小。 慣性式慣性式振動機是有帶有偏心塊的慣性式激振器激振的振動機械。它常用于物料的篩分、脫水、輸送、選料、粉磨、落砂、成型、振搗、夯土和壓路等各種工作中。該振動機的構(gòu)造簡單、制造容易、機器重量輕、金屬消耗量少、傳給基地的動載荷小、安裝方便，因而它的用途廣泛、品種規(guī)格繁多。慣性式振動機按照動力學(xué)的特性，可分為線性非共振式、線性近共振式、非線性式和沖擊式振動等。其作為振動篩主要屬于近共振型和線性非共振式。 激振方式的確定通過上述各種激振方式的比較，我們可以看出，彈性連桿式及電磁式激振器不適于大型細(xì)篩。它們比較適合于中小型篩分機以及物料的運輸，只有慣性式比較合適。慣性式激振器通常由主軸、偏心塊、軸承、軸承座組成其按照激振器軸數(shù)又可以分為單軸式、雙軸式、多軸式三種。單軸式慣性激振器通常產(chǎn)生沿圓方向變化的激振力，當(dāng)軸承端的偏心塊具有不同安裝相位時，還會產(chǎn)生沿圓周方向的力偶。雙軸慣性式激振器的兩軸通常做反向等速回轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一直線方向變化的激振力偶。鑒于本設(shè)計的普通篩的系列化設(shè)計，只需求可滿足生產(chǎn)部門的要求、能連續(xù)工作、產(chǎn)量高等。因此，我們選用了自同步電機驅(qū)動的雙軸慣性式振動篩。第4章 其它零部件的選擇選擇合適的零部件結(jié)構(gòu)形式，能使機器簡單、制造容易、降低成本、延長壽命、檢修更換零件方便等有具有重要意義。所以本設(shè)計對該機中的幾個主要零部件進(jìn)行了選擇。大多數(shù)振動機由于振動頻率高、偏心塊質(zhì)量大，所以產(chǎn)生的離心慣性力是很大的，如果不對它們采取適當(dāng)?shù)母綦x措施或平衡措施就可能將很大的動載荷傳給地基，使地基和建筑物產(chǎn)生有害振動，嚴(yán)重情況下將使機器很難投入使用，故需要對振動機采用隔振措施。隔振系統(tǒng)有一次隔振和二次隔振及多次隔振系統(tǒng)等下面通過分析我們進(jìn)行選用。一次隔振有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便的優(yōu)點，但其隔振效果不好，傳給地基的動載荷較大。二次隔振，雖然機構(gòu)比較復(fù)雜，但是隔振效果相當(dāng)好，傳給地基的動載荷較一次隔振產(chǎn)生的動載荷減少五分之四左右，但最大不足是機構(gòu)復(fù)雜、龐大、消耗金屬量較多、制造工藝復(fù)雜。三次隔振及多次隔振系統(tǒng)，由于結(jié)構(gòu)很復(fù)雜、工藝?yán)щy，因此很少采用，只有在精密儀器的防隔振措施中采用[15]。由于本次設(shè)計的直線振動細(xì)篩一般安裝與地面，因此采用一次隔振裝置。篩箱為板梁鉚焊組合結(jié)構(gòu)，由主副側(cè)板、管梁、人料擋板、出料板、篩板等組成，側(cè)板選用低合金壓力容器鋼板，強度高、可焊性好，周邊折彎，并在振動方向及沿縱向連接多根角鋼，使側(cè)板剛度大大增強，有利于強度的提高和噪音的降低。管梁由法蘭盤、無縫鋼管、加強槽鋼等組成，重量輕、強度大，便于制造安裝，具有互換性。加強槽鋼上有T形孔，使用T形螺栓，便于篩板的安裝維護(hù)，消除U形螺栓對管梁的磨損[16]。承重管梁與側(cè)板之間使用精制高強度螺栓緊固，這種緊固方式不僅使被緊固件之間利用靜摩擦傳遞振動力，而且利用高強度螺桿與鋼板孔的過盈配合，直接傳遞振動剪切力，聯(lián)接強度高，使用防松螺母，聯(lián)接可靠不松動，將篩箱聯(lián)接成一個剛性箱體結(jié)構(gòu)，是目前最為有效的聯(lián)接方式。而采用熱鉚或環(huán)槽鉚釘冷鉚，由于鉚釘桿與鋼板之間存在較大間隙，因銹蝕、微動磨損或振動異常出現(xiàn)松動后，現(xiàn)場將無法處理，導(dǎo)致故障的擴(kuò)大。篩面是篩子的重要組成部分，通常由低碳鋼、高碳鋼、錳鋼、彈簧鋼等材質(zhì)制造而成，近年來還出現(xiàn)了氨基酚等合成材料制造的篩面。金屬型篩面常用的有棒條篩、沖孔篩、編制篩及縫條篩，近年又出現(xiàn)焊接篩網(wǎng)等，但是還未推廣使用[17]。（1）棒條篩①棒條篩由一組具有一定斷面的棒條組成，這種篩面通常用于固定篩或重型振動篩中，篩孔尺寸在50mm以上。②沖孔篩板沖孔篩板一般是在512mm厚的鋼板上沖制方形、長方形和圓形的孔而成。③編織篩網(wǎng)篩網(wǎng)是有金屬絲的經(jīng)線和緯線編織而成，其優(yōu)點是重量輕、有效面積大、網(wǎng)絲有彈性、篩分效率高、篩孔尺寸為3100mm，但是其也有一個缺點就是有些雜物可能進(jìn)入篩下物料中。④縫條篩面早期的縫條篩，沒隔一段距離彎個圓環(huán)，在圓環(huán)內(nèi)穿一條小剛棒，將各篩條連接起來。新型縫條篩常用焊條。（2）橡膠篩面橡膠篩面具有耐磨性好、重量輕及噪音小等特點，在實際應(yīng)用中取得較好效果，其篩面可直接用橡膠制成。（3）氨基酚篩面氨基酚和聚氨酚是新型優(yōu)質(zhì)耐磨材料，適用于制造篩面，具有耐磨性能好、噪聲低、可露天堆放等特點。綜上所述，本振動篩采用氨基酚塑料篩面。 篩面的壓緊裝置篩面在箱體上的安裝固定方法有三種：用拉鉤拉緊、用木楔條壓緊、用壓板和螺釘固定。（1）用拉鉤拉緊該方法適用與固定網(wǎng)絲直徑較小的編織篩面，其厚度小于6mm的篩板。（2）用木楔條固定壓緊篩面篩面被篩箱兩側(cè)的角鋼支承，篩面上部壓一木條，在箱體側(cè)板上斜焊小條鋼（相隔一定距離），然后將木楔條用離嵌入小角鋼下（該木條必須具有自鎖性），這樣就將篩面壓緊了。（3）用木條和螺釘緊固篩面，可用壓條和螺釘將其固定與篩箱上。綜上所述，本設(shè)計采用木楔條固定壓緊裝置。振動篩的支撐方式有吊式和座式兩種。吊式常用于小型振動篩，座式應(yīng)用于大型振動篩。本設(shè)計是直線振動細(xì)篩所以采用座式支撐裝置。支撐裝置主要是彈性材料，常用的有金屬螺旋彈簧、板彈簧和橡膠彈簧。（1）金屬螺旋彈簧因為斷面圓柱形金屬螺旋彈簧是目前振動機械中應(yīng)用最廣泛的一種彈性元件。它具有的優(yōu)點是制造方便、內(nèi)摩擦小、能耗較為經(jīng)濟(jì)。在正確的設(shè)計情況下具有較長的壽命。其缺點是體積較大、容易產(chǎn)生噪音、調(diào)節(jié)其剛度不便、橫向剛度小容易使機體出現(xiàn)橫向搖晃。（2）板彈簧其優(yōu)點是增減彈簧片數(shù)便可以調(diào)節(jié)彈簧的總剛度，能使機體實現(xiàn)定向振動。缺點是加工量大、制造工藝要求較嚴(yán)、所占空間大。（3）橡膠彈簧該彈簧得到廣泛應(yīng)用，可做主振彈簧也可做隔振彈簧。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊、可調(diào)節(jié)硬度或結(jié)構(gòu)來改變其剛度、振幅穩(wěn)定、能耗大、隔音效果好、噪音小。比金屬彈簧適應(yīng)高低溫度能力差，剛度受溫度影響大，抗油性、光性差、易老化[18]。綜上所述，本設(shè)計采用圓柱形金屬螺旋彈簧。第5章 各部分設(shè)計計算 物料運動狀態(tài)的選擇本設(shè)計中對物料運動狀態(tài)的選擇主要是根據(jù)物料的性質(zhì)、機器的用途和工作面的選擇用途的特點等，同時須考慮機器能耐久的工作，并有較高的產(chǎn)量和工作質(zhì)量。采用物料作拋擲運動狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計，此種運動形式有如下優(yōu)點：可防止篩孔的堵塞，并能獲得較好的篩分效率和生產(chǎn)率；而且由于物料和工作面接觸時間短大部分離開工作面，所以工作面的磨損小，并能獲得較高的輸送速度，而且運用此種運動形式可使上下層物料得到翻動，使細(xì)粒物的透篩機會增多，從而提高工作效率。在中速拋擲運動狀態(tài)下，振動機有較高的產(chǎn)量和工作質(zhì)量，能耗也少，對機體的強度和剛度要求也不高，所以取拋擲指數(shù)D=~。 安裝傾角的選擇篩面傾角的大小決定于要求的生產(chǎn)率和篩分效率。篩面傾角的大小決定了生產(chǎn)率的高低以及篩分效率的大小，但在本設(shè)計中，根據(jù)篩機的工作情況取傾角。 振動方向角的選擇 振動方向角α是指振動方向線與工作面的夾角，它的選擇主要根據(jù)機器的用途做篩分使用時，應(yīng)保證有較高的篩分效率和較大的產(chǎn)量。其次應(yīng)考慮所處理物料的性質(zhì)和要求，如對比重較大或粒度較細(xì)的物料宜選用較小的振動方向角，對水分較大或粘性較強的物料宜選用較大的振動方向角，對磨琢性較強的物料為了減小工作面的磨損宜選用較大的振動方向角。本設(shè)計所所處理的物料磨琢性較強因此選用較大的振動方向角=。此時實際拋擲指數(shù)為D=K =2 物料的平均速度①理論平均速度的計算： Vd=ωλcosδ (51)經(jīng)計算得到Vd = [19]。②際平均速度： V=CmCRCa CωVd (52)Cm—物料性質(zhì)的影響系數(shù)，；CR—料層厚度的影響系數(shù)，；Ca—傾角的影響系數(shù)，；Cω—滑行運動影響系數(shù)，取1；因此實際平均速度為：V=。（1）工作面尺寸的確定：已給定篩面長L=1170mm，篩面寬B