【正文】 查最新軸承手冊 [19] 可知： 當(dāng) 可知： eRF Aa ?/ 時， aAr FYRP 1?? ； （ 43） eRF Aa ?/ 時， aAr FYRP ?? （ 44） 由軸承的選用可 取 ?Pf ； ?e ； ?Y ； ?Y ； ?Y （ Pf 載荷系數(shù)。 （ 1） 滾動軸承 受 力 分布 圖 軸 上力的布置簡圖 在軸 的 校核時已經(jīng)計(jì)算出了軸承上所受 載荷 為： NrWF k 9 0 8 920 ?? ? ； NG 441? ； NWk 92? 圖 中，力 G 及 kW 與 0F 相比很小，為簡化計(jì)算略去不計(jì)；力 gF 與 0F 方向相反，略去 gF 使之偏于安全。 調(diào)心滾子軸承 的校核 根據(jù)振動器 結(jié)構(gòu)，初步 選擇軸承為大游隙調(diào)心滾子軸承 22313[19]。 11LFM? （ 1L 為 危險斷面到 1F 點(diǎn)的距離， m； ? 為 根據(jù)扭矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)；對不變扭矩取 ?? ） ； T ——扭矩， mN? ； 由式 （ 41） 得 ： ? ? 2 2 6)( 2222 ?????? TMM t ? mN? （ 3） 危險斷面的應(yīng)力 應(yīng)滿足： ? ?Wtw ZM ?? ?? （ 42） 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 式中 ， w? ——彎曲應(yīng)力， Pa ； 323dZ ?? ——截面模數(shù)， 3m 。 圖 扭矩圖 軸的剛度校核 （ 1） 危險截面 的確定 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎矩圖、扭矩圖，截面 E 處的彎矩較大，且有軸承配合引起的應(yīng)力集中， 軸上軸承 截面處的彎矩也較大，直徑較小，又有圓角引起的應(yīng)力集中 ，故對此處的軸截面進(jìn)行校核。 圖 軸的受力分析 圖中 mmL 500 ? mmL 881 ? ； mmL 6272 ? kNNGWFFF z ?????? ； 則： kNFFRR BA ???? 求彎矩和扭矩圖 （ 1） 最大 彎矩： mNLFM ??? ，彎矩圖見圖 所示。受力狀態(tài)如圖 所示。 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 第 4 章 主要零 部 件的校核 軸 的校核 軸材料為 45 鋼，按 II 類載荷計(jì)算 [20]，其許用彎曲應(yīng)力為 MPaW ?? ， 直線振動篩所用的塊偏心振動器，有一根通軸，在其上裝有兩組偏心塊，偏心塊的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)大的激振力，激發(fā)振動篩也使自身振動，因此軸承受著偏心塊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力 0F及偏心塊產(chǎn)生的慣性力 gF ，軸及偏心塊的自重 G 及 kW ，支撐反力 AR 、 BR ，靜轉(zhuǎn)矩 jM 。 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 合理選擇截面形狀和合理布肋 ，提高抗振能力； 提高焊接接頭抗疲勞能力和抗脆斷能力。 （ 2） 合理布置焊縫 ?？珊感圆畹牟牧蠒斐珊附永щy，使焊縫可靠性降低。 根據(jù) 以往經(jīng)驗(yàn) ， 采用槽鋼和角鋼焊接機(jī)架，能節(jié)省生產(chǎn)成本。 方案二 、 采用焊接機(jī)架，即采用型鋼結(jié)構(gòu)（角鋼和槽鋼焊接而成），焊接機(jī)架 具有強(qiáng)度高、剛度大 等優(yōu)點(diǎn) ，對 于 同一結(jié)構(gòu) ，其 強(qiáng)度為鑄鐵的 倍，而且比鑄件毛坯輕30%，生產(chǎn)周期短、能適應(yīng)市場競爭的需要；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活、壁厚可以相差很大，并且可以根據(jù)工況需要不同部位選用；用于小批量的大、中型機(jī)架 [910]。 底座 材料的選擇 底座 材料 有 如下 兩種方案 選擇 ： 方案一 、采用 鑄鐵機(jī)架，牌號為 HT150。 ZD1224 型單軸直線振動篩用為座式，其用地腳螺釘固結(jié)在混凝土中。 底座 的設(shè)計(jì) 底座的功用 底座主要用來支撐整個機(jī)器，保持整個機(jī)器工作時的穩(wěn)定性和平衡性。0? 的推薦值為 65～ 185Mpa，故此初應(yīng)力值合適。0? 按 文獻(xiàn) [14]中 式（ 168） ， 得： MP aMP ad DFK 33039。 由式 文獻(xiàn) [14]中 （ 169） 得彈簧鋼度 ： mmNmmNFFFFk F /526/5 86m i nm a x12 m i nm a x ???????? ??? 由 文獻(xiàn) [14]中 表 162 ， 取 MPaG 82021? ，則彈簧的圈數(shù) n 為 ： 16820218 3 43 4 ??? ???FkDGdn 取 8?n 圈。所得尺寸與題中的限制條件相符，合適。 ?????。 取 mmD 95? ， 1695 ??C，計(jì)算得 ?K 。 彈簧絲直徑 根據(jù)強(qiáng)度條件計(jì)算 來確定 彈簧絲 的 直徑 。根據(jù)mmDD 16951 1 12 ???? ， 估取彈簧鋼絲直徑為 16mm。 因彈簧在一般的載荷條件下工作，可以按第 Ⅲ 類彈簧來考慮。 圖 支撐彈簧受力壓縮簡圖 由上可以計(jì)算得： NFF 642m a x ??， NFF m in ??， mm5?? 。 代入數(shù)據(jù)得： NrmF 908620 ?? ? ， 且 NF 47601 ? ， NMFFF 1 4 3 4 65102 ???? ；NMFFF 3 8 2 65103 ???? ；且 13 rrA ?? 。 由式 （ 32） 知 htFqQ /1 4 ???? 知，計(jì)算得單位時間處理量為 skg/40 。 彈簧要求在一般的載荷條件下工作，并要求中徑約為 95mm，外徑約為 110mm，彈簧的伸縮量約為 0～ 7mm，且所加載荷為篩箱質(zhì)量、振動器質(zhì)量、物料質(zhì)量。亦可用復(fù)合彈簧，一般在支撐裝置中還設(shè)計(jì)有摩擦阻尼器，但是鑒于橡膠彈簧和復(fù)合彈簧的橡膠內(nèi)阻較大，對過共振區(qū)時的振幅有一定的限制作用，所以可以不設(shè)計(jì)阻尼器和其他的限制裝置。 kgMMMMMMM 6 0 0654321 ??????? 。 根據(jù)篩箱的設(shè)計(jì)，可以近似的計(jì)算出篩箱的重量約為 參振質(zhì)量 [5]： 654321 MMMMMMM ?????? ， kg； （ 39） 式中， 1M ——篩箱質(zhì)量， kg； 2M ——振動器質(zhì)量， kg； 3M ——支撐裝置上彈簧座總質(zhì)量， kg； 4M ——聯(lián)軸器及其罩的質(zhì)量， kg； 5M ——物料質(zhì)量， kg； ?? iw HBLfM ?5 ； wf ——物料結(jié)合系數(shù)，取 ； L ——篩面的長度， m； ?iH ——各層篩面上料層平均厚度的總和， m； 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 6M ——其它參振質(zhì)量， kg。在一般機(jī)械中，最為常用的是圓柱螺旋彈簧。按照所承受的載荷不同，彈簧可以分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧等四種 [9] [17]。 彈簧的選用 彈簧是一種彈性元件，它可以在載荷作用下產(chǎn)生較大的彈性變形。 軸承選擇為調(diào)心滾子軸承 22313[19] 。 在受力情況下，滾子軸承要優(yōu)于球軸承，所以選用 調(diào)心 滾子軸承。～ 176。圓錐孔軸承通過使用緊固件或退卸套可使于軸上的裝拆．調(diào)心滾子軸承可承受較大的徑向載荷，同時也能承受一定的軸向載荷?？沙惺軓较蜇?fù)荷與雙向軸向負(fù)荷。根據(jù) 工況要求選用調(diào)心滾子軸承，該類軸承在球 面滾道外圈與雙滾道內(nèi)圈之間裝有球面滾子，按內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，分為 R、 RH、 RHA 和 SR四種型式。圖 為軸的結(jié)構(gòu)簡圖。 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，為了便 于軸承的裝配 ， 取軸承處的直徑為 mmd 651 ? ， 查軸承的技術(shù)參數(shù)得在此處的軸長為 ： mm46 ， 裝套筒的軸徑為 mmd 601 ? ， 此處的長度為 mm45 。根據(jù) 軸 承的受力 情況 ，選取調(diào)心滾子軸承， 該系列軸承的 滾道 呈 球面形，能適應(yīng)兩滾道軸心線間的角偏差及角運(yùn)動的軸承 。 b、選擇 聯(lián)軸器 考慮動載荷及過載 ，取聯(lián)軸器工作情況系數(shù) K=（根據(jù)聯(lián)軸器選取），則聯(lián)軸器技術(shù)轉(zhuǎn)矩 [9]： 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 mNmmNKTT e ????????? 4 根據(jù)工作要求選擇 開式 輪胎聯(lián)軸器，由軸徑 d=50mm和 eT 選取聯(lián)軸器的型號為：UL8， 其允許最大轉(zhuǎn)矩 mNTe ?? 。 電機(jī)軸的直徑為 mm38? 。 提高軸 的表面質(zhì)量包括降低軸的表面粗糙度，對軸表面進(jìn)行處理，如熱處理，機(jī)械處理和化學(xué)處理等，都能達(dá)到提高軸的疲勞強(qiáng)度的目的。提高軸的表面質(zhì)量也是 提高軸的疲勞強(qiáng)度的有力措施，因?yàn)檩S的表面工作應(yīng)力最大。在軸的截面變化處（如軸肩、鍵槽、環(huán)槽等），會產(chǎn)生應(yīng)力集中，軸的疲勞破壞往往在此產(chǎn)生。一般情況下，為了保證零件在軸上具有固定的工作位置，需從軸向和周向加以固定 。 由于影響軸的結(jié)構(gòu)因素很多，故軸不可能有標(biāo)準(zhǔn)的 結(jié)構(gòu)形式，必須根據(jù)情況具體分析比較，確定方案 [9]。軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)是盡量減少應(yīng)力集中，受力合理，有良好工藝性，并使軸上零件定位可靠，裝拆方便。 圖 偏心塊 簡圖 若 要增加振幅，可在偏心塊上增加配重塊，每塊重為 gW =。根據(jù) 實(shí)際生產(chǎn) 中 對 振幅的 要求，可在偏心塊上 增加或減少配重塊的數(shù)量，從而達(dá)到改變振幅的目的。 由 前面的計(jì)算 知 ， 振動篩的振幅為 0～ 7mm，參振質(zhì)量 kgM 600? 。 kgM ? ； kgM ? ； kgM ??? ； kgM ? ； kgM 505 ? ； kgMMMMMMM 6 0 0654321 ??????? 。是振動器上較為重要的部分。在此不作詳細(xì)的計(jì)算。 （ 4）方便布置傳動的電動機(jī)。 （ 2）激振力相當(dāng)于沿整個篩寬的均布載荷，安裝精度較易保證，其誤差對篩箱各點(diǎn)振幅影響較小。 1偏心塊 2套筒 3軸承蓋 4油杯 5軸承座 6軸承 7軸 8密封圈 圖 振動器簡圖 與箱式振動篩比較，簡式振動器具有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）高度小 、 質(zhì)量輕。 在振動器中裝有偏心軸或是采用直軸加偏心塊 。 在篩箱的兩側(cè) 的適當(dāng) 部位分別加角鋼以提高篩箱的強(qiáng)度和剛度。 篩網(wǎng)的固定：篩網(wǎng)用螺栓固定在所加 肋板上，在其下墊一層橡膠。 但是 由于物料的性質(zhì)和篩箱的制造等方面存在的問題，特別是由于篩上物料性質(zhì) 不穩(wěn)定 使得重心難以按照上面的公式進(jìn)行計(jì)算，所以要進(jìn)行簡化處理，根據(jù) 以往經(jīng)驗(yàn)：篩箱的重心位于篩子的幾何重心往進(jìn)湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 料口方向平移約 200～ 300mm。 重心的計(jì)算 [7] ： ? ????iiiWxWx mm ? ????iiiWyWy mm （ 33） 式中 ， iW —— 第 i 個構(gòu)件的重量， kg ； ?iW —— i 個構(gòu)件重量的總和， kg ； ix 、 iy —— 第 i 個構(gòu)件的重心坐標(biāo)， mm 。 篩箱的底側(cè)用六根直徑 ? 48mm 內(nèi)徑 ? 41mm的空心圓鋼管焊接而成，滿足了強(qiáng)度要求，而且能節(jié)省用材。根據(jù)兩種連接方法的特點(diǎn)，對于振動強(qiáng)度較小的小型篩箱（長度小于 4m） ，可以考慮焊接，大型篩箱最好采用鉚接，或者 采用鉚焊聯(lián)合聯(lián)接，即重要的地方（如橫梁與側(cè)板的連接）用鉚接，次要的地方采用焊接。鉚接結(jié)構(gòu)施工簡便，但是由于焊縫復(fù)雜、內(nèi)應(yīng)力開裂甚至造成構(gòu)件的斷裂 [1213] 。在橫梁間設(shè)置縱向小梁、橫梁上鋪設(shè)篩板、橫梁與側(cè)板相接處采用較大的彎鋼以代替角鋼等都是提高篩箱整體剛度的有效措施。在篩子工作時，篩框受振動產(chǎn)生的高頻慣性力可使局部構(gòu)件發(fā)生動力變形，這種變形往往是橫梁或側(cè)板斷裂的一個重要原因。應(yīng)當(dāng)注意，由于梁的彎矩個長度平方成正比，所以從強(qiáng)度觀點(diǎn)來看，篩箱的寬度不宜過大，目前一般篩箱的寬度，很少大