【正文】 代入數(shù)據(jù)得 C ?? ??? = N 根據(jù)振動(dòng)器的工作特點(diǎn)，選用大游隙 (3G)軸承，選取圓錐滾子軸承 32312。m 彎矩圖和扭矩圖如圖 43 所示： 29 圖 43 彎矩和扭矩圖 按照彎扭第三強(qiáng)度理論校核軸， 對(duì)不變扭矩的軸 取 ? ≈ 彎曲截面系數(shù) 533 ?????? dW ? 軸的計(jì)算應(yīng)力為 ca? = W aTM22m ax )(? 代入數(shù)據(jù) 得 522 )( ?? ???ca? = MPa? ?1?? 式中 ? ?1?? —— 軸的許用彎曲應(yīng)力， MPa， ? ?1?? =100 MPa； 故軸是安全的 。 對(duì)軸的 強(qiáng)度 校核 如圖 42 分析可知，軸的受力左右對(duì)稱： 當(dāng)偏心塊的質(zhì)心處于正上方與軸垂直時(shí)，此時(shí) LF 最大，即 LF 為向心力和重力之和 ， 28 圖 41 軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖 42 軸的受力分析簡(jiǎn)圖 mgmrFL ?? 2? LBA FRR ?? 式中 m—— 單個(gè) 偏心塊的重量 ,kg； LF —— 偏振塊對(duì)軸的作用力， N； AR 、 BR —— 軸承的支反力， N； 代入數(shù)據(jù)得 LF =2+= N BA RR? = N 彎矩 ： a x ????? LFM L N采用軸肩定位 ，取其 h=，則軸肩的直徑為 77mm，為了方便設(shè)計(jì) 以 軸肩的中心為對(duì)稱線 ，兩軸承和偏振塊 成對(duì)稱分布。 初步算得偏心塊的厚度為 73 mm， III?Ⅱl 軸段上又有擋圈， 據(jù)此可取 III?Ⅱl 段的長(zhǎng)度為161mm。m。m 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 3》初步選取 UL 型 輪胎式 聯(lián)軸器 UL8， 額定轉(zhuǎn)矩 nT =400N 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 CT 27 CT =KT =9550 tZW KKKKnP ???? N根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì) 手冊(cè) 3》一書查表 ， 取A=110,按公式 3 nPAd? 取 聯(lián)軸器 的傳動(dòng)效率 ? 為 ，軸的轉(zhuǎn)速為 970r/min 則 P = 0P?? = ?? kw 則 d = 21 ?mm 圓整為 d=21mm 軸上有 鍵槽 ， A 值 需要增加 %5~%4 則 22?A mm 因裝置為振動(dòng)裝置為安全起見取軸的最小直徑為 1d =25mm 軸的各段長(zhǎng)度的直徑設(shè)計(jì) 軸的最小直 徑顯然是安裝 聯(lián)軸器處的直徑 1d ,為了使所選的軸的直徑 1d 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故 需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 強(qiáng)度應(yīng)滿足： ? ?jadj kPFhK ?? ???? 式中 j? — — 橡膠的壓縮應(yīng)力， kPa； ? ?j? — — 橡膠的許用壓縮應(yīng)力， ? ? 980?j? kPa。)， 通常 SH 取 ?? 50~45 ； 本次設(shè)計(jì)取為 48176。 橡膠彈簧的設(shè)計(jì) 圓柱形橡膠彈簧 幾何尺寸如圖 32 24 dDHo 圖 32 圓柱形橡膠彈簧 Ah )6~4(?? 式中 h? — — 彈簧的最大變形量， m； 本次設(shè)計(jì) ??? Ah m ~0 ??Hh (317) ~0 ?HD (318) 式中 0H — — 彈簧的自由高度， m； D — — 彈簧的外徑， m； 根據(jù)公式 (316) (317)， 取 ?H m， 取 ?D m 04HdD??? (319) 式中 ? — — 受壓面積與自由面積之比； d— — 彈簧的內(nèi)孔直徑 ,m ， 取 d=25mm； 由公式 (318)得 ????? 25 )( 2???XK jd EE ? 式中 XK — — 外形系數(shù)； dE — — 動(dòng)彈性模量， N/m2； jE — — 靜彈性模量， 2N/m 。根據(jù) TRIZ 理論中的 40 條 創(chuàng)新原理， 采用分割的創(chuàng)新原理 把一個(gè)物體分成相互獨(dú)立的部分 。m，質(zhì)量 120kg。m； qM — — 電動(dòng)機(jī)的靜啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩， N 估算振動(dòng)篩的重量 由經(jīng)驗(yàn)知大中型 振動(dòng)篩： 振動(dòng)篩總重 M =振動(dòng)篩單位面積的重量 (550～ 600kg/m2)? 篩面面積 (m2) Sk? 式中 Sk —— 單層篩 Sk =1，雙層篩 Sk =。 物料運(yùn)動(dòng)速度的計(jì)算 由《篩分機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》知 ， 雙軸振動(dòng)篩的物料運(yùn)動(dòng)速度，可按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 ?? ? c o ??????? CCCCAv mna 代入數(shù)據(jù)得 21 3 ?????????? ??nv m/s 驗(yàn)算生產(chǎn)率 由公式 ??BhQ＝ 3600 式中 B― — 篩面寬度， m； h― — 篩面上物料層的厚度， mm； ? ― — 物料運(yùn)動(dòng)的平均速度， m/s； γ ― — 物料的松散比重， t/m2。m2,Q 取 100t/h； 代入數(shù)據(jù)得 F=100/35= m2 由《篩分機(jī)械》一書可知，適合設(shè)計(jì)振動(dòng)篩的型號(hào)為 ZKB1230 型取實(shí)際的 F= m2。 20 總體設(shè)計(jì)計(jì)算步驟 計(jì)算振動(dòng)篩篩面面積 由煤用振動(dòng)篩的生產(chǎn)率計(jì)算公式： qFQ ?? 由《篩分機(jī)械》 表 57 得，單位篩面面積的生產(chǎn)率為 q 取 35～ 40 噸 / 2米 對(duì)于直線振動(dòng)篩 ? 一般取 ?0 為了適應(yīng)不同需要可在 ??10 內(nèi)選取，所以 選取 ? = ?0 ； 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 ?45 ，這樣實(shí)際上力的疊加方向就是與水平成 ?45 方向。當(dāng)篩子的其他參數(shù)確定后，篩面傾角大，則生產(chǎn)效率高而篩分效率低；篩面傾角小，則生產(chǎn)效率低而篩分效率高。對(duì)于振動(dòng)篩，篩孔打者 A 取大值，篩孔小者 A 取小值。但振幅又不宜過 大，否則，牽制頻率，甚至因其過大會(huì)提高振動(dòng)強(qiáng)度，降低構(gòu)件使用壽命。 由于所設(shè)計(jì)是雙軸振動(dòng)篩， 所篩物料屬于易篩物料， 選取 VK =3； 3 振動(dòng)篩的振幅 A 的確定 振幅和頻率是篩分機(jī)重要參數(shù)。圓振動(dòng)篩的 VK 取 3～ 5。在這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，振動(dòng)篩有較高 19 的產(chǎn)量和篩分效率，對(duì)機(jī)件的強(qiáng)度和 剛度要求不高，對(duì)泥質(zhì)較多或難篩物料，可采用高速拋擲運(yùn)動(dòng)。 工藝參數(shù)的選擇 1 處理量要求 生產(chǎn)條件： Q﹥ 50t/h； 2 拋射強(qiáng)度 VK 的確定 實(shí)際選擇拋射強(qiáng)度 VK 值時(shí)，要根據(jù)物料的性質(zhì) (如易碎性 、 粒度 、 濕度 、 密度等 )。29??d? 帶入公式得：篩分機(jī)振動(dòng)所需的振動(dòng)頻率 2n ： Agn 22 cos75 ? ?? 在單顆粒理論中 2n 稱之為第二臨界轉(zhuǎn)速。29??d? ，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。4017??d? 帶入公式得：篩分機(jī)振動(dòng)所需的振動(dòng)頻率 1n ： Agn 21 cos54 ? ?? 在單顆粒理論中 1n 稱之為第一臨界轉(zhuǎn)速。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)械常取 VK ＝ 1～ 。當(dāng)跳躍指數(shù) Di 為 1 時(shí)， VK ＝ ，此時(shí)跳動(dòng)角 ?? 2? ，脫離角 39。 vd K1sin ??? 211cos vd K??? 112 ??? Vd Ktg? (312) 又因跳躍指數(shù) Di 與跳動(dòng)角 ? 的關(guān)系式為： ??2?Di或 Di?? ?? 2 (313) 18 將公式 (312)及 (313)代入公式 (311)中，便可求的拋射強(qiáng)度與跳躍指數(shù)的關(guān)系： 1}s i n )c o s1(21{ 22?? ??? ?? ??VK 12s in2 12c os222 ???? ???? DD DD ii ii ?? ?? (314) 由 公 式 (314)可作出 VK 與 Di 的關(guān)系曲線。為了選取合理的拋擲指數(shù) vK ，必須先分析物料每次拋擲的時(shí)間對(duì)一個(gè)振動(dòng)周期之比，即跳躍指數(shù) Di ，為此應(yīng)該找出拋擲指數(shù) vK 、跳躍指數(shù) Di 和跳動(dòng)終止角 z? 之間的內(nèi)在聯(lián)系。 物料顆粒在直線振動(dòng)篩面上的受力情況如圖 3— 1 所示，篩面傾斜安裝，與水平面夾角為 ? ，篩面沿 S 方向振動(dòng)，當(dāng)篩分機(jī)工作時(shí)，作用在顆粒上里的平衡方程式可表示為： NGmA ?? ???? c o ss i ns i n2 (32) FGmA ?? ???? s i ns i nc o s2 (33) 式中 N—— 篩面對(duì)物料的法向反力 F—— 篩面對(duì)物料的靜摩擦力 顆粒拋擲運(yùn) 動(dòng)的條件：顆粒給篩面的正壓力 N=0 所以 ???? c o ss ins in2 mgmA d ? 消去 m，得 dgA ???? sin1c ossin2 ? 物料的拋擲指數(shù)dVK ?sin1? ，因此，由上式可知 ???cossin2gAK V ? (34) 16 3 拋擲指數(shù) vK 對(duì)設(shè)計(jì)的影響 物料開始與篩面一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)相位角 d??? 時(shí)，物料開始跳離篩面，接 yFNGcos αGαxmx″my″ms″ 圖 31 物料的運(yùn)動(dòng)分析 著物料按拋物線運(yùn)動(dòng)軌跡向前運(yùn)動(dòng)，直至 z??? (其中 z? 為跳動(dòng)終止角 )時(shí)，物料落回到篩面上，又與篩面一起運(yùn)動(dòng)或相 對(duì)滑動(dòng)。 2 物料的運(yùn)動(dòng)分析 篩面以不同的振次和振幅作連續(xù)振動(dòng)時(shí)，篩面上的顆?？赡艹鲰?xiàng)正向滑動(dòng)，反向滑動(dòng)和跳動(dòng)等不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 直線振動(dòng)面上的物料運(yùn)動(dòng)分析 15 1 篩面的運(yùn)動(dòng)方程 直線振動(dòng)篩的篩面是沿著振動(dòng)方向作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，篩面的位移方程式可用下式表示： tAAS ?? sinsin ?? (31) 式中 S—— 篩面移動(dòng)的位移； A —— 篩面的 振幅； ? —— 激振器軸回轉(zhuǎn)相位角， ? = t? ； ? —— 軸的回轉(zhuǎn)角速度； t—— 時(shí)間 。為了尋找篩分機(jī)各工藝參數(shù)與物料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間的關(guān)系，直到 1950 年克洛克豪斯博士提出了單個(gè)顆粒在振動(dòng)篩 面上的運(yùn)動(dòng)理論。 在振動(dòng)篩面上聚集的顆粒大小不同，形狀各異的碎散物料群，只有下層物料與篩面接觸，其余的只是間接的受到振動(dòng)篩的影響，他們既各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，又相互干擾。這些參數(shù)通常是根據(jù)物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來選取。 隔振裝置中的彈性元件有金屬螺旋彈簧，橡膠彈簧，符合彈簧和充氣彈簧等多種形式。 (2) 彈簧剛度大，傳給基礎(chǔ)動(dòng)負(fù)荷亦大。 14 在慣性振動(dòng)篩 減振彈簧既是主振彈簧 ， 又是隔振彈簧， 它的作用有： (1) 系統(tǒng)的固有頻率為彈簧剛度與參振質(zhì)量的函數(shù)，當(dāng)篩子質(zhì)量確定后， 振動(dòng) 的固有頻率就取決與彈簧的剛度。為了避免此現(xiàn)象，可以改變防擺配重在繩上的位置，來改變鋼絲繩的自振頻率，防止共振現(xiàn)象產(chǎn)生，達(dá)到防擺目的。防百錘安裝在鋼絲繩的上方，起作用是防止篩箱產(chǎn)生橫向擺動(dòng)。 篩子通過四組吊掛裝置吊掛在上層