【正文】 m該部分偏心塊產(chǎn)生的激振力為： N同理求得偏心塊上 D=150mm d=71 b= 時(shí) 　 N所以產(chǎn)生的總激振力為 N = 〈由上可得主偏心塊產(chǎn)生的激振力小于所需的激振力，但相差不大，所以取外徑150mm,內(nèi)徑71mm,厚度為150mm,則主偏心塊的不平衡重部分（為扇形塊）的包角變?yōu)? 振幅 mm由于此時(shí)偏心塊所產(chǎn)生的激振力略小于所要求的激振力，因此需要加副偏心塊來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償，現(xiàn)在對(duì)副偏心進(jìn)行設(shè)計(jì)。由副偏心所產(chǎn)生的激振力 KN根據(jù)生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)和加工的難易程度，考慮螺栓頭的大小和扳手空間，現(xiàn)取副偏心塊的外徑R=150，內(nèi)徑r=115；由于產(chǎn)生激振力的為不對(duì)稱(chēng)的偏心部分，為力減少加工時(shí)間，節(jié)約加工材料，減少參振質(zhì)量，副偏心塊完全可以作成一個(gè)扇形塊，包角和主偏心塊的一樣。則副偏心塊的表面積為質(zhì)心位置 = m 由 知所需副偏心塊的總質(zhì)量為 一塊副偏心塊的質(zhì)量 副偏心塊的厚度即副偏心塊的厚度取為10mm。則副偏心塊與主偏心塊的形狀如圖52所示：圖52 副偏心塊和主偏心塊初步估算軸的直徑最小直徑　式中 A—材料系數(shù)；P—功率kW；n—轉(zhuǎn)速r/min。選用45鋼作軸材料 ，查表得　A＝105， 考慮鍵槽削弱，軸徑增長(zhǎng)35%= mm但此設(shè)計(jì)中軸受彎矩較大，而且軸承的內(nèi)徑較大。因而確定軸的結(jié)構(gòu)方案時(shí)，主要依據(jù)軸承的內(nèi)徑設(shè)計(jì)，且對(duì)于振動(dòng)機(jī)械來(lái)講，軸徑應(yīng)該加大，以此來(lái)確定軸的結(jié)構(gòu)方案。采用將偏心塊置于軸承兩端的形式，以便于傳遞扭矩，放置偏心塊，減小最大彎矩，軸中間用隔圈隔開(kāi)，兩端對(duì)稱(chēng)，左軸承和左偏心塊從軸的左端裝入，軸承左端軸套定位，偏心塊左側(cè)左端蓋采用螺栓擋板定位，右側(cè)同左邊對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，由本軸受力特點(diǎn)可知，對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。確定軸各段的直徑在此取最小軸徑d1min=d1=75mm，鍵連接2012 B型。為使偏心塊定位，軸的高度h≥C+（1～2）mm，孔倒角C取1（GB6403．486）,h≥1+1=2取d2=d1+h=75+15=80mm，軸承寬度B=58mm，取隔圈寬度10，左側(cè)軸承定位軸肩高度h=C+（2～3）mm孔倒角，C取2（GB6403．486）h≥2+2=4，因?yàn)樵诩庸r(shí)，此處要有退刀槽，會(huì)對(duì)軸的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此軸徑要適當(dāng)?shù)募哟?，d3=d2+2h=80+28=96mm。因確定為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，則以后軸段的設(shè)計(jì)和前述一樣，就不再敘述。確定各軸段的長(zhǎng)度，要根據(jù)軸承的密封、定位、偏心塊的定位與固定等要求，在設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮?？紤]到上述的問(wèn)題，軸的最終設(shè)計(jì)如同圖53所示圖53 軸的結(jié)構(gòu)圖1．軸的強(qiáng)度校核(1)計(jì)算作用在軸上的力轉(zhuǎn)矩TT=9．559．5510由激振力得離心力為P=mrω2= KN=77500 N取偏心塊處于軸下方時(shí)討論．軸承支反力：（以下參考《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)Ⅱ》—唐大放等主編）V平面：= N式中 ——軸承支反力。 確定軸承的支點(diǎn)位置: 調(diào)心滾子軸承的支點(diǎn)在軸承的中心線(xiàn)位置,從手冊(cè)中查取。對(duì)于22316型調(diào)心滾子軸承，知軸承的支撐跨距:L=0．5B+10=58+10=39mm確定偏心塊的支撐點(diǎn)：偏心塊是用平鍵和軸進(jìn)行連接的，由鍵的尺寸可知支撐點(diǎn)和軸承支點(diǎn)之間的距離是： 其中 l — 鍵的長(zhǎng)度，l=70mm； B— 軸承的寬度, B=58mm。因而可得 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖、扭矩圖和當(dāng)量彎矩圖（見(jiàn)圖5—4）。從軸的結(jié)構(gòu)圖和當(dāng)量彎矩圖中可以看出,A截面的當(dāng)量彎矩最大,是軸的危險(xiǎn)截面．A截面處的、及的數(shù)值如下:（垂直面受力為零） 支反力: 水平面 = N彎矩： 扭距T為： 當(dāng)量彎矩：當(dāng)偏心塊運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其相對(duì)于軸所產(chǎn)生的應(yīng)力是定向的，此時(shí)軸受到的力為脈動(dòng)，因此為取= 0．6。故(2)校核軸的強(qiáng)度軸的材料為45鋼，,調(diào)質(zhì)處理． 由表41查得 圖54 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖,則,即90~100,取 。 軸的計(jì)算應(yīng)力為： 根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知,該軸滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。（3）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （a）判斷危險(xiǎn)截面危險(xiǎn)截面應(yīng)該是應(yīng)力較大,同時(shí)應(yīng)力集中較嚴(yán)重的截面．從受載情況觀(guān)察,截面A上最大,但應(yīng)力集中不大,而且這里軸徑較大,故截面A不必校核．從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞削弱程度觀(guān)察,截面C 和D處的退刀槽引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重,而且截面C的應(yīng)力和D截面又受到扭矩作用,．分析可知,危險(xiǎn)截面為C和D截面(左側(cè))，示意圖如圖55所示。(b) 計(jì)算危險(xiǎn)截面C的應(yīng)力：截面右側(cè)彎矩M為： 截面上的扭矩為 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力(脈動(dòng)循環(huán))彎曲應(yīng)力幅 彎曲平均應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)剪切力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力相等 即(c) 確定影響系數(shù)軸的材料為45Cr鋼,調(diào)質(zhì)處理． 查得 , , 軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù)。根據(jù)由表45經(jīng)插值后可得 尺寸系數(shù) 根據(jù)軸截面為圓截面查[3]中圖418得 表面質(zhì)量系數(shù),根據(jù)和表面加工為磨削,查圖419 ,得材料彎曲,扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù)取 ,由上面結(jié)果可得 查表44中的許用安全系數(shù)[S]值,得到[S]=1．3~1．8,得到的安全系數(shù)略小于許用安全系數(shù)[S] ,但是對(duì)于振動(dòng)機(jī)械來(lái)講也是可以的，而且實(shí)踐證明軸是安全可靠的，徐州大陸振動(dòng)機(jī)械有限公司已長(zhǎng)期使用該設(shè)備，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)從未出現(xiàn)過(guò)軸的斷裂或是出現(xiàn)裂紋等不良現(xiàn)象，故此軸是滿(mǎn)足要求的。圖55 軸的簡(jiǎn)圖(d) 計(jì)算危險(xiǎn)截面 D的應(yīng)力 截面右側(cè)彎矩M為 截面上的扭矩為 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力(脈動(dòng)循環(huán))彎曲應(yīng)力幅 彎曲平均應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)剪切力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力相等 即 (e) 確定影響系數(shù)軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理．由[3]中表41 查得 , , 軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù)．根據(jù)由[3]中表45經(jīng)插值后可得 尺寸系數(shù) 根據(jù)軸截面為圓截面查圖418得 ，查圖419 ,得材料彎曲,扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù)取由上面結(jié)果可得查表44中的許用安全系數(shù)[S]值,得到[S]=1．3～1．8,得到的安全系數(shù)略大于許用安全系數(shù)[S] ,但是對(duì)于振動(dòng)機(jī)械來(lái)講也是可以的，而且實(shí)踐證明軸是安全可靠的，徐州大陸振動(dòng)機(jī)械有限公司已長(zhǎng)期使用該設(shè)備，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)從未出現(xiàn)過(guò)軸的斷裂或是出現(xiàn)裂紋等不良現(xiàn)象，故此軸是滿(mǎn)足要求的。1. 振動(dòng)篩的激振器和篩子一起振動(dòng)，而且振動(dòng)頻率（n=960r/min），連續(xù)工作，負(fù)荷大，故容易發(fā)熱。軸承受很大的徑向力，國(guó)內(nèi)外廠(chǎng)家都選用受純徑向力的圓柱滾子軸承（2000型）或主要承受徑向力的調(diào)心滾子軸承（3000型）。由于激振器的偏心質(zhì)量產(chǎn)生的徑向力相對(duì)于軸承內(nèi)圈是靜止的，內(nèi)圈沿軸向右被相關(guān)零件軸向定位，故內(nèi)圈和軸的配合較松，一般采用間隙配合（gf6，我采用h6配合）。軸承外圈相對(duì)于負(fù)荷方向旋轉(zhuǎn)，為防止外圈相對(duì)座孔滑動(dòng)而導(dǎo)致軸承溫度急劇升高，確保內(nèi)圈和軸一起旋轉(zhuǎn)時(shí)滾動(dòng)體在保持架中可靈活自轉(zhuǎn)，外圈與軸承室的配合采用較緊的過(guò)渡配合或是過(guò)盈配合（NP6，我們采用了K6配合）。滾動(dòng)軸承的徑向游隙對(duì)軸承的壽命、溫升和噪聲的大小等有很大影響。軸承的負(fù)載能力是隨徑向游隙的大小而變化的，軸承樣本中標(biāo)定的額定動(dòng)負(fù)荷和靜負(fù)荷是徑向游隙為零時(shí)的數(shù)值。軸承的徑向游隙分為2組、0組、3組、4組和5組。0組徑向游隙為正常組，2組為小游隙組，5徑向游隙逐組增大。軸承徑向游隙與下列因素有關(guān)：（1） 軸承與軸、座孔為過(guò)渡配合時(shí)，內(nèi)圈膨脹，外圈收縮，導(dǎo)致徑向工作游隙減??；（2）在運(yùn)轉(zhuǎn)中因溫升使軸承內(nèi)、外圈及相關(guān)零件受熱膨脹導(dǎo)致徑向游隙減?。唬?）工作時(shí)，通常球軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)溫度下徑向游隙應(yīng)接近于零，而滾子軸承在一定溫度下有一定的徑向游隙。由軸的設(shè)計(jì)初選軸承22316，其主要性能參數(shù)為：Cr=385KNCor=172KN極限轉(zhuǎn)速n=2800 rpm(脂潤(rùn)滑)驗(yàn)證該軸承是否合適：計(jì)算其徑向力（以下參考《篩分破碎與脫水設(shè)備》—張恩廣）在振動(dòng)方向的慣性力： N N式中 b — 軸承數(shù)目，b=4；m —不平衡重質(zhì)量，m=418Kg；R —不平衡重的偏心距，R=0．086m；A —篩子的振幅，A=；N —激振器的轉(zhuǎn)速，n=960r/min。徑向力 計(jì)算基本額定動(dòng)載荷（以下參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》—第三版第2卷） N KN由軸承的性能參數(shù)可知，該選用的軸承滿(mǎn)足要求。(以下參考《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)Ⅱ》—唐大放等主編)軸承支反力： = N≈ KN軸承的壽命為式中 ——溫度系數(shù)； ——載荷系數(shù)。查表59，表510查得，按式118得 h所以使用軸承時(shí)。（以下參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》—第三版第2卷）傳遞的轉(zhuǎn)矩為 , 偏心塊與軸的周向定位用普通平鍵聯(lián)接,按要求鍵自己加工，平鍵的尺寸為: bhL=201270 , 為保證偏心塊與軸具有良好的定位,取偏心塊與軸的配合為 H7/js7．參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》鍵聯(lián)接選擇計(jì)算,得到普通平鍵在軸上傳遞轉(zhuǎn)距T時(shí),鍵的工作面受到壓力N的作用,工作面受擠壓,鍵受剪切,失效形式是鍵、軸槽和輪轂槽三者中最弱的工作面被壓潰和鍵被剪壞。當(dāng)鍵用45＃鋼制造時(shí)，主要失效形式時(shí)壓潰，所以通常只進(jìn)行擠壓強(qiáng)度計(jì)算。假定擠壓應(yīng)力在鍵的接觸面上是均勻分布的，此時(shí)擠壓強(qiáng)度條件是： =．mm式中 k——鍵與輪彀（或軸槽）的接觸高度k=h/2=6mm，h為鍵高12mm；l——鍵的工作長(zhǎng)度，mm，B型；l=Lb/2=7010=60mm,b為鍵的寬度；D=75mm；圖56 受力簡(jiǎn)圖2．剪切條件由式 得，由上可知鍵是滿(mǎn)足強(qiáng)度條件的。1．篩面是篩分機(jī)直接與物料接觸的重要部件，其性能好壞不但影響生產(chǎn)率和篩分效率，而且對(duì)延長(zhǎng)篩分機(jī)的使用壽命、提高作業(yè)率和降低成本有重大意義。篩分機(jī)對(duì)篩面的要求是：具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，耐腐蝕，耐磨損，有最大的開(kāi)孔率，篩孔不易堵塞，物料運(yùn)動(dòng)時(shí)與篩孔相遇機(jī)會(huì)較多等。篩面的開(kāi)孔率為篩孔總面積與篩面面積之比值，用百分?jǐn)?shù)表示。開(kāi)孔率越大，顆粒在每次與篩面接觸時(shí)，透過(guò)篩孔的機(jī)會(huì)就越多，從而可以提高單位面積的生產(chǎn)率和篩分效率。開(kāi)孔率與篩孔的形狀，篩絲的直徑有關(guān)。篩絲直徑小，開(kāi)孔率增大，但篩絲太小，強(qiáng)度不夠，影響篩面的使用壽命。篩面的材質(zhì)要具有耐磨損、耐疲勞和耐腐蝕的性質(zhì)。用作大塊分級(jí)篩面時(shí)，采用高碳鋼。強(qiáng)烈沖擊的篩面，可選用高錳鋼制作。應(yīng)用這些材質(zhì)制作篩面時(shí)必須淬火處理，以提高硬度和耐磨效果。在此選用了立體梯形篩面，篩面呈階梯狀，在水平面和垂直面均開(kāi)有篩孔，如果在水平篩孔中卡入物料，經(jīng)過(guò)數(shù)次振動(dòng)，被卡物料會(huì)從垂直孔中被甩出。這種篩網(wǎng)適合用于大、中粒度篩分（50～100㎜）中，特別適合硬物料篩分，如焦碳等，該篩使用壽命長(zhǎng)，耐磨損。篩分效果好，堵孔現(xiàn)象少。在篩分機(jī)振動(dòng)過(guò)程中，篩面產(chǎn)生較大振幅的振動(dòng)，從而減少塊狀物料的堵孔現(xiàn)象，使粉狀物料也難于粘在篩絲上。2．篩面的固定方法篩面的張緊程度對(duì)篩面的使用壽命影響極大。不同種類(lèi)的篩面，固定方法不同，歸納起來(lái)可分為4類(lèi)：木楔壓緊、拉鉤張緊、螺栓固定和斜板壓緊。（1）木楔壓緊沖孔篩板和條縫篩板可用木楔將篩面固定在篩框上，如圖58所示。木楔遇水后膨脹，可以把篩面壓得很緊，此法簡(jiǎn)單可靠，更換篩面方便。（2）拉鉤張緊對(duì)編織篩網(wǎng)或厚度小于6mm的篩板，可以將篩網(wǎng)或篩板末端彎成鉤形；如果篩絲直徑小，則用薄鋼板與橡膠墊把篩網(wǎng)邊緣包住，在彎成鉤形，然后用拉鉤及螺栓固定。（3）螺栓壓緊直接用螺栓將篩面壓緊在篩框上的連接方式，適用于篩絲較粗大的編織篩網(wǎng)，以及厚度大于8mm的篩板、棒條篩面、橡膠篩面和其他篩面的中部固定。螺栓的形式以前常用U形，這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，但拆裝麻煩。（4）斜板壓緊該方法是通過(guò)篩框兩側(cè)幫上的螺栓、斜板等將篩面兩邊固定在篩框上。通常用于中等粒級(jí)篩分的薄鋼板沖孔篩面、橡膠和聚氨酯篩板的固定。比較幾種壓緊方法和現(xiàn)場(chǎng)的條件，最終選擇了第一種壓緊方法。使用木楔、座板、壓木進(jìn)行篩面的壓緊，楔子和座板的形狀如圖58所示。選擇6度左右的角度，是因?yàn)榇私嵌确秶鷥?nèi)的自鎖性能最好；再者，木楔遇水后會(huì)膨脹，會(huì)更緊的壓緊篩面，使篩面更好的固定。固定方式如圖59所示。圖58 木楔