【正文】 查最新軸承手冊(cè) [19] 可知： 當(dāng) 可知： eRF Aa ?/ 時(shí)， aAr FYRP 1?? ； （ 43） eRF Aa ?/ 時(shí)， aAr FYRP ?? （ 44） 由軸承的選用可 取 ?Pf ； ?e ； ?Y ； ?Y ； ?Y （ Pf 載荷系數(shù)； e 判斷系數(shù)； X 徑向動(dòng)載荷系數(shù)； Y。 （ 1） 滾動(dòng)軸承 受 力 分布 圖 軸 上力的布置簡(jiǎn)圖 在軸 的 校核時(shí)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(jiǎn)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(dòng)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(xiǎn)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(duì)不變扭矩取 ?? ） ； T ——扭矩， mN? ； 由式 （ 41） 得 ： ? ? 2 2 6)( 2222 ?????? TMM t ? mN? （ 3） 危險(xiǎn)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(xiǎn)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(duì)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(jiàn)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(dòng)篩所用的塊偏心振動(dòng)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(dòng)篩也使自身振動(dòng)，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 。可焊性差的材料會(huì)造成焊接困難，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(duì) 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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(hào)為 HT150。 ZD1224 型單軸直線振動(dòng)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(lái)支撐整個(gè)機(jī)器，保持整個(gè)機(jī)器工作時(shí)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 82022? ，則彈簧的圈數(shù) n 為 ： 16820228 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? ， ??C ，計(jì)算得 ?K 。 彈簧絲直徑 根據(jù)強(qiáng)度條件計(jì)算 來(lái)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(lái)考慮。 圖 支撐彈簧受力壓縮簡(jiǎn)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(shí)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(dòng)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(duì)過(guò)共振區(qū)時(shí)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(dòng)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(zhǎng)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(guò)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(shí)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(jiǎn)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(zhǎng)為 ： mm46 ， 裝套筒的軸徑為 mmd 601 ? ， 此處的長(zhǎng)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(dòng)的軸承 。 b、選擇 聯(lián)軸器 考慮動(dòng)載荷及過(guò)載 ，取聯(lián)軸器工作情況系數(shù) K=（根據(jù)聯(lián)軸器選?。?，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(kāi)式 輪胎聯(lián)軸器，由軸徑 d=50mm 和 eT 選取聯(lián)軸器的型號(hào)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(duì)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(huì)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(jiǎn)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(duì) 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(dòng)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(dòng)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(dòng)的電動(dòng)機(jī)。 （ 2）激振力相當(dāng)于沿整個(gè)篩寬的均布載荷，安裝精度較易保證，其誤差對(duì)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(dòng)器簡(jiǎn)圖 與箱式振動(dòng)篩比較，簡(jiǎn)式振動(dòng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）高度小 、 質(zhì)量輕。 在振動(dòng)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(wèn)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(jiǎn)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(gè)構(gòu)件的重量， kg ； ?iW —— i 個(gè)構(gòu)件重量的總和， kg ； ix 、 iy —— 第 i 個(gè)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(duì)于振動(dòng)強(qiáng)度較小的小型篩箱（長(zhǎng)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(jiǎn)便，但是由于焊縫復(fù)雜、內(nèi)應(yīng)力開(kāi)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(shí)，篩框受振動(dòng)產(chǎn)生的高頻慣性力可使局部構(gòu)件發(fā)生動(dòng)力變形，這種變形往往是橫梁或側(cè)板斷裂的一個(gè)重要原因。應(yīng)當(dāng)注意，由于梁的彎矩個(gè)長(zhǎng)度平方成正比，所以從強(qiáng)度觀點(diǎn)