【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （）將上式積分可以得到顆粒沿垂直于篩面方向的速度方程： （）式中，—顆粒拋離篩面時(shí)初速度在軸方向的分速度。 （）由于，所以，并將上式一并帶入式得： （）由圖2可見：顆粒跳離篩面的法向位移，方程可用下式表示： （）式中的是顆粒開始起跳時(shí)的縱坐標(biāo)，即，將式代入中，并進(jìn)行積分運(yùn)算： （）式中，—顆粒跳動(dòng)一次后落到篩面上，篩面上顆粒原所在點(diǎn)的新相位（即轉(zhuǎn)動(dòng)到處），故稱為跳動(dòng)終止角。； —跳動(dòng)角； —顆粒跳動(dòng)一次后又落回到篩面上的縱坐標(biāo)，即：將，等代入式 則得： （）上式反映了顆粒跳動(dòng)起始角與跳動(dòng)角之間的關(guān)系，圖 ， （）又因跳躍指數(shù)與跳動(dòng)角的關(guān)系式為： 或 （）將公及式 或代入公中，便可求的拋射強(qiáng)度與跳躍指數(shù)的關(guān)系： （）由上式可作出圖所示的與的關(guān)系曲線。當(dāng)跳躍指數(shù)為，此時(shí)拋擲指數(shù)Kv＝1，脫離角，顆粒在篩面上已近似為的切線速度向前滑動(dòng)。當(dāng)跳躍指數(shù)為1時(shí)，＝，此時(shí)跳動(dòng)角，脫離角，即顆粒在這個(gè)脫離角拋射時(shí)，顆粒騰空的時(shí)間，恰恰是篩面振動(dòng)一次的時(shí)間。拋射強(qiáng)度在這個(gè)范圍內(nèi)，理論上可以認(rèn)為充分利用篩面振動(dòng)次數(shù)，即每振動(dòng)一次物料就有一次透篩的機(jī)會(huì)，所以一般振動(dòng)機(jī)械常?。?～。因此將帶入公式得：篩分機(jī)振動(dòng)所需的振動(dòng)頻率： （）在單顆粒理論中稱之為第一臨界轉(zhuǎn)速。當(dāng)跳躍指數(shù)為2時(shí)，＝，此時(shí)跳動(dòng)角，脫離角，即顆粒在這個(gè)脫離角拋射時(shí)，顆粒騰空的時(shí)間，恰恰是篩面振動(dòng)兩次次的時(shí)間。因此將帶入公式得：篩分機(jī)振動(dòng)所需的振動(dòng)頻率： （）在單顆粒理論中稱之為第二臨界轉(zhuǎn)速。由此可見Kv值越大，越小，即物料顆粒在篩面上起跳的早，拋出的高；反之，Kv值越小，越大，（1）生產(chǎn)處理量的要求生產(chǎn)處理量的要求：200噸/小時(shí)；（2）確定拋射強(qiáng)度振動(dòng)強(qiáng)度K，根據(jù)目前的機(jī)械水平，K值一般在3 ~ 8的范圍之內(nèi)。設(shè)計(jì)過程中，確定拋射強(qiáng)度值的時(shí)候，必須先參考物料的性質(zhì)，如顆粒粒度、濕度、密度、易碎性等特性。還要根據(jù)振動(dòng)篩的用途選取。一般來講，振動(dòng)篩選擇=～5時(shí)，物料處于中速拋擲運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)，振動(dòng)篩可以獲得很高的篩分效率和處理量。如果，對(duì)機(jī)器零部件的強(qiáng)度和剛度要求不高，被篩物料中泥土很多或者是難以篩分的物料，此時(shí)可以選擇合適的拋擲強(qiáng)度讓物料做高速拋擲運(yùn)動(dòng)。～?！?。難以篩分的物料的拋擲強(qiáng)度大的值，容易篩分的物料取較小的值。如果篩孔較小時(shí)，拋擲強(qiáng)度取較大的數(shù)值；反之，如果篩孔尺寸較大時(shí)，拋擲強(qiáng)度取較小的數(shù)值。如果想要避免篩孔堵塞，并需要獲得較高的篩分效率和生產(chǎn)率，現(xiàn)在，設(shè)計(jì)振動(dòng)篩時(shí)多采用物料的狀態(tài)為跳動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)拋擲強(qiáng)度=，篩面的一個(gè)振動(dòng)周期恰好與物料的一個(gè)跳動(dòng)周期相等，此時(shí)為了讓物料顆粒在每一個(gè)篩子的振動(dòng)周期內(nèi)都能接觸到篩孔，所以一般情況下取值。此時(shí)，物料與篩面的接觸的時(shí)間是最短的，所以這樣的設(shè)計(jì)有利于減少篩面的磨損。如果想要獲得很高的篩分效率，必須滿足這樣的條件：使物料顆粒在篩子的每一個(gè)振動(dòng)周期能接觸到篩孔，所以拋擲強(qiáng)度。現(xiàn)在一般情況下，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，各種振動(dòng)篩的取值如下：共振篩通常取=，單軸振動(dòng)篩取=，雙軸振動(dòng)篩取=。本設(shè)計(jì)方案是雙軸直線振動(dòng)篩，所以確定拋擲強(qiáng)度=3。（3）確定振動(dòng)篩的振幅A篩分機(jī)械的關(guān)鍵參數(shù)是振幅和頻率。為了將接近篩孔尺寸的物料顆粒拋起離開篩面，減少篩孔堵塞，慣性振動(dòng)篩的振幅數(shù)值必須足夠的大?？墒钦穹植荒苓^分的大，不然的話，會(huì)使振動(dòng)頻率在不合適的數(shù)值上，甚至可能會(huì)因頻率過大而增大振動(dòng)強(qiáng)度，減少零部件的使用年限和壽命。一般情況下，振動(dòng)篩的振幅按照下列數(shù)據(jù)選擇使用：共振篩：A=615；雙軸振動(dòng)篩：A=46；單軸振動(dòng)篩用于預(yù)先篩分：A=；單軸振動(dòng)篩用于最終篩分：A=34；因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的方案是雙軸直線振動(dòng)篩，用于準(zhǔn)備篩分，所以選擇振幅是A=5。（4）篩面傾角當(dāng)確定了篩子的其他參數(shù)后，篩面傾角越大，生產(chǎn)效率就越高，但是篩分效率會(huì)變低。篩面傾角越小，生產(chǎn)效率就越低，但是篩分效率會(huì)變高。所以，要求的生產(chǎn)率和篩分效率決定了篩面傾角的大小。因此，當(dāng)生產(chǎn)處理量要求一定了，應(yīng)該設(shè)置一個(gè)合適的篩面傾角。根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，推薦篩面傾角使用下面的數(shù)據(jù)：用于脫水、脫介的雙軸振動(dòng)篩或共振篩：= 176。用于分級(jí)的雙軸振動(dòng)篩或共振篩：=176。；用于最終分級(jí)的單軸振動(dòng)篩：=176。；用于預(yù)先分級(jí)的單軸振動(dòng)篩：=176。；因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)方案是用作準(zhǔn)備篩分的雙軸直線振動(dòng)篩，因此，選取=5176。（5） 振動(dòng)方向角直線運(yùn)動(dòng)篩分機(jī)的拋射角是隨激振器的安裝角度有關(guān)，一般激振器的安裝與水平面成45176。，這樣實(shí)際上力的疊加方向就是與水平成45176。方向。即振動(dòng)方向角選取=45186。；（6）篩下物最大顆粒不同形狀的篩孔，篩孔的尺寸與篩下物的最大粒度的關(guān)系如下式所示： (317)式子中， ——篩下物料顆粒中，顆粒直徑的最大值，；L——篩孔的尺寸，；K——篩孔相關(guān)系數(shù)，圓形的孔：K=；正方形的孔K=；長(zhǎng)方形的孔K=～；本設(shè)計(jì)中，篩孔尺寸選擇為50 mm, 圓形孔。選取K=；根據(jù)公式(317)，代入，篩下物最大顆粒=35mm；本振動(dòng)篩的篩下物最大顆粒是=35。（7） 物料層厚度一般情況下，物料層厚度為100～200。根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)工作的要求，本次設(shè)計(jì)選取物料層的厚度h=100。（8）篩分方式用于準(zhǔn)備篩分，煤炭顆粒的尺寸在～100之間。查表《振動(dòng)篩設(shè)計(jì)規(guī)范》第11頁表4得，單位篩面面積的處理量為取35～40，取,Q取200t/h；根據(jù)直線振動(dòng)篩的處理量計(jì)算公式： ()代入公式得，F(xiàn)=200/35= 根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，：1，列方程求解，可得篩面長(zhǎng)度是6m， 。所以，適合設(shè)計(jì)的振動(dòng)篩型號(hào)是ZKB2460雙軸直線振動(dòng)篩，用單層篩面。篩分效率是75%。雙軸直線振動(dòng)篩的振動(dòng)頻率f,按照下面的公式計(jì)算： f= 次/分 ()將數(shù)據(jù)代入得： f= Hz；振動(dòng)次數(shù) n=60f= 次/分振動(dòng)的圓頻率 w=2πf=2= rad/s實(shí)際振動(dòng)強(qiáng)度的校核公式如下: 所以，轉(zhuǎn)速滿足條件。計(jì)算結(jié)果：振動(dòng)次數(shù) n=60f= 次/分由《振動(dòng)篩設(shè)計(jì)規(guī)范》第14頁，可知計(jì)算直線振動(dòng)篩上的物料運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，理論計(jì)算公式應(yīng)乘以速度修正系數(shù) =～，此處取n=,g=,取 =1,B=45所以物料的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度可按照下面的公式計(jì)算： 米/秒式中： ——角速度，rad/s； ——傾角對(duì)平均速度的影響系數(shù)； ——物料厚度影響系數(shù) ——物料形狀影響系數(shù) ——滑行運(yùn)動(dòng)影響系數(shù)； ——振動(dòng)方向角。把數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算可得：物料的運(yùn)動(dòng)速度 = 由由《振動(dòng)篩設(shè)計(jì)規(guī)范》第14頁，公式 ， ()式子中： ―篩上物料運(yùn)動(dòng)的平均速度，單位為； h―篩面上物料層的厚度，單位為； γ―物料的松散比重，單位為 ； B―篩面寬度，單位為。 將數(shù)據(jù)代入得： =3600Bhvr= 所以，生產(chǎn)率驗(yàn)算合格 。 所以，長(zhǎng)度是6m、 的篩面可以滿足生產(chǎn)要求，設(shè)計(jì)合理。設(shè)計(jì)的處理量超過200t/h，本振動(dòng)篩可以定義為大型振動(dòng)篩。根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)知，大型振動(dòng)篩的總重 =振動(dòng)篩單位面積的重量(560～600kg/)篩面面積()式中 —— 單層篩取=1，雙層篩取=。代入數(shù)據(jù)得 ： 計(jì)算結(jié)果：振動(dòng)篩的總重大約是8352kg。(1)由現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，要滿足已知工作條件，應(yīng)取偏心距為70，即=70設(shè)計(jì)雙軸振動(dòng)篩時(shí)，有 ， ()式中， ―振幅,m；―偏心距,m；―振動(dòng)篩的重量，kg；―單個(gè)偏心塊的重量,kg；把數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算可得： m= Kg(2)計(jì)算偏心塊的厚度偏心塊的質(zhì)量 式中： B——偏心塊的厚度； ρ——偏心塊的密度，7800kg/； ——偏心圓的半徑，65mm； ——偏心塊的半徑，70+65+65+20=155mm。 代入計(jì)算， B=≈160mm。綜上，計(jì)算結(jié)果：偏心塊的質(zhì)量m= Kg，厚度B=160mm，偏心距=70。振動(dòng)篩的支座上用彈簧支撐，可用鋼絲彈簧，也可用橡膠彈簧。本設(shè)計(jì)中選擇使用橡膠彈簧，因?yàn)樵跐M足要求強(qiáng)度的前提下，橡膠彈簧還有很好的減噪音的功能。振動(dòng)篩取頻率比=4～5， ()設(shè)計(jì)中，取=5雙軸直線振動(dòng)篩的彈簧剛度的計(jì)算公式為： ()另有公式，雙軸直線振動(dòng)篩的角速度: ()代入數(shù)據(jù)到上式得， 振動(dòng)篩設(shè)計(jì)中使用8個(gè)彈簧支承，每個(gè)支座上有兩個(gè)彈簧，則每個(gè)彈簧剛度為 ()＝8代入數(shù)據(jù)得,＝ 計(jì)算結(jié)果：使用8個(gè)振動(dòng)彈簧。篩箱的材質(zhì)可以選用材質(zhì)較高的16Mn或鍋爐鋼板制成，本設(shè)計(jì)中使用16Mn，查《振動(dòng)篩設(shè)計(jì)規(guī)范》，取篩箱的厚度10 mm，使用座式結(jié)構(gòu)。 根據(jù)振動(dòng)篩啟動(dòng)力矩較大的特點(diǎn)和工作環(huán)境灰塵多惡劣的特點(diǎn)，采用Y系列（IP44）封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)。振動(dòng)篩工作時(shí)的功率消耗，包括振動(dòng)篩的動(dòng)能消耗和各處摩擦的消耗 ()式中 —傳動(dòng)效率，；(1) 動(dòng)能消耗的功率 kw （） 式中： C—阻尼系數(shù)；推薦C=，； —振動(dòng)次數(shù)，r/min；代入數(shù)據(jù)得： kw(2) 各處的摩擦消耗的功率 kw （）式中 ——軸承的摩擦系數(shù)，=（《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P7238，表7232）；d——激振器軸的直徑，m，= m；代入數(shù)據(jù)得 kw將 、代入公式()得 kw查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表17135，可選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y225M6型（IP44）封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)；相關(guān)數(shù)據(jù)如下：額定功率：30 kw，滿載轉(zhuǎn)速：980，最大轉(zhuǎn)矩：，質(zhì)量：292 kg。安裝形式為B3，電機(jī)軸長(zhǎng)度是E=110mm。設(shè)計(jì)選用的電機(jī)靜啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩必須滿足下式：﹥式中 ——靜轉(zhuǎn)矩；，Nm；——電動(dòng)機(jī)的靜啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，Nm；靜轉(zhuǎn)矩=M= M= M 。所以，滿足條件﹥，選擇Y225M6（IP44）型三相