【正文】 圖 31 振動篩的構(gòu) 1出料口； 2篩面； 3橫梁； 4側(cè)板； 5減震裝置； 6肋板 ； 7激振器； 8輪胎聯(lián)軸器； 9電動機(jī) 篩面尺寸的確定 一般來說，對一定的物料和篩子，生產(chǎn)率主要取決于篩面寬度，篩分效率則取決于篩面長度。 3 振動篩的結(jié)構(gòu)形式 按照設(shè)計(jì)任務(wù)的要求： 200 /Q t h? Q —— 給料量 主要用于準(zhǔn)備篩分，并且采用濕法篩分，入料粒度 100mm? 。就使篩子 振幅容易產(chǎn)生波動。這個(gè)情況可以從圖 2－ 8中的兩條曲線， 圖 2－ 8 不同彈簧剛度的振動曲線 振幅AAω 自頻率 ωω 工振幅Aω 自頻率 ωω 工ω 自KK中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 ２０ 頁 K? 則是采用彈簧剛度為 k? 時(shí)的曲線，兩者振頻率有明顯的不同。但是，從上面的分析可知，篩子的自振頻率又取決于所采用的彈簧剛度。 （ 3）彈簧剛度對篩子工作的影響 彈簧剛度的大小影響振動篩工作頻率所處的區(qū)域。不過，采用上述工作條件，在篩子正常工作時(shí)可以得到穩(wěn)定的振幅，但是，當(dāng)篩子啟動時(shí)，由于工作頻率從零開始，在達(dá)到工作頻率以前，要通過共振點(diǎn)，這時(shí)候，振幅會驟然增加；當(dāng)篩子停止時(shí)，工作頻率降低到零， 也同樣出現(xiàn)通過共振點(diǎn)的問題。 當(dāng)工作大于篩子自振頻率，并且遠(yuǎn)離共振點(diǎn)時(shí)，篩子是在曲線的平滑段工作，此時(shí)雖然工作條件改變，振幅變化卻不大，所以，篩子工作頻率定在這個(gè)區(qū)域內(nèi)可以得到穩(wěn)定的振幅。所以如果工作定在這個(gè)工作區(qū)域中，對篩子的工作是不利的。 （ 2）直線振動篩的工作頻率 從雙軸振動篩的振動曲線來看，它的工作頻率可能在三種區(qū)域中。 式（ 2－ 3）表明，篩子的自振頻率與彈簧剛度 k、篩箱及不平衡重的質(zhì)量總和 Mm? 有關(guān)，采用剛度不同的彈簧，篩子的振頻率就不同。 從公式（ 2－ 2）中可以看到，只有 0)( 2 ??? ?mMk 時(shí)，振幅 A 才可以趨于無限大，這時(shí)的振動頻率，稱為篩子的自振頻率，即： （ 2－ 3） 則 換句話說，當(dāng)篩子的工作頻率等于其自振頻率時(shí)，篩子的振幅為無限大，這種工作制度稱為共振。 將上式的數(shù)值代入，經(jīng)整理后可得： （ 2－ 2） 上式表示了直線振動篩的振幅和各動力學(xué)因素之間的關(guān)系。 k —— 彈簧剛度， N/m。根據(jù)上述平衡條件，可以列出篩子工作時(shí)的微分方程： xxyyPβPxmM中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 １８ 頁 tPykymM ?s in)( ??? ??? 式中 M —— 篩箱質(zhì)量， kg。在直線振動篩工作中，篩子受 4 種力的作用： （ 1）篩箱運(yùn)動的慣性力（篩箱及激振器質(zhì)量與加速度的乘積），即 ymM ??)( ?? ； （ 2）阻尼力（由彈簧的內(nèi)阻力和一般的阻力形成，其大小與篩箱運(yùn)動速度成正比），即 y?? ； （ 3）彈簧恢復(fù)力（彈簧剛度與位移的乘積），即 ky； （ 4）激振器產(chǎn)生的激振力，即 tP ?sin 。為使分析簡化， 假設(shè)彈簧力的方向亦在拋射，上（由于在篩子正常工作中，彈簧力與其他動力相比，相對較小，所以上述假設(shè)影響不大）。篩子的激振力 P作用在拋射方向 yy 上，與篩呈 β 角。從振動系統(tǒng)來說，雙軸振動篩是線性振 動系統(tǒng)。 yxxaβv k中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 １７ 頁 動力學(xué)因素的分析 雙軸振動篩的篩箱用彈簧懸掛在機(jī)架上，借激振器的慣性力使篩箱作直線運(yùn)動。由于顆粒跳動一次的時(shí)間最大不應(yīng)超過篩面振動一次的時(shí)間，即： ???? 2cossin2 ?gvK 將 22 s inc os1 ?????????? ?? ?? A gAvK代入上式，兩邊平方，得： 222222222 4s inc os1c oss in4 ???? ???? ????????? ?????????A gAg 或 22 1c oss in ???? ??gA 亦即 21 ???VK ?VK 所 以， ?VK 是拋射強(qiáng)度的另一個(gè)極限，在這種情況下，顆粒跳動一次的時(shí)間恰好等于篩面振動一次時(shí)間。 ga K ?? 由式： ?? Avt K?cos 由于在脫離點(diǎn) K 的瞬間篩面的加速度和顆粒的加速度相等，即 39。如果以 T 表示篩面振動的一次的時(shí)間，則： Ttt KL ?? 根據(jù)上式，在脫離點(diǎn) K 的瞬間，篩面的速度和加速度分別為： tAvK ?? cos? tAa K ?? sin2?? 篩面上的顆粒同樣與獲得上述的速度和加速度。但是，到了脫離點(diǎn) K ，當(dāng)顆粒所受的慣性力大于本身的重力時(shí)，顆粒就要脫離篩面，作拋射運(yùn)動，篩面的行程則在激振器的作用下，仍然按正弦曲線運(yùn)動。A 。 圖 2－ 4 篩面和顆粒的運(yùn)動狀態(tài) ??? c o ss in2 GAgG ?1cossin2 ????gA??? c oss in2 ??gAK VTttK中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 １５ 頁 圖 2－ 4表示篩面和顆粒運(yùn)動狀態(tài)。顯然，從充分發(fā)揮篩子的工作效率來看，跳動所需的時(shí)間過長也是不利的。這樣，有得于物料的透篩。所以 1?VK 就是顆粒脫離篩面的極限條件。 根據(jù)上述分析， VK ＜ 1 時(shí)，顆粒不可能脫離篩面，只能沿著篩面向前移動。從上式可見，拋射強(qiáng)度就是顆粒所 受慣性力以后在垂直于篩面方向上的分加速度與顆粒在此方向上的重力加速度分量之比。 最大加速度為 22 m/ ????A 0 . 9 c o s0 . 9 1 0 1 . 5 2 0 . 0 0 5 1 0 . 7 0 . 9 1 c o s 4 50 . 2 0 3 m /sa h m wv A C C C C???? ? ? ? ? ? ? ? ??中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 １４ 頁 將此式代入上式，可得 或 式中， ??A 篩箱的振幅， m ?? 篩子激振器不平衡重的回轉(zhuǎn)速度， rad/s； ?g 重力加速度， m/s2。 根據(jù)直線振動篩的動力學(xué)因素分析，篩子工作時(shí) 篩箱的最大加速度為 2?A 。慣性力的方向與篩面運(yùn)動的方向相同。處在篩面上的物料，也隨同篩面作簡諧運(yùn)動。為了找出篩子工作參數(shù)與物料運(yùn)動狀態(tài)的一些關(guān)系，不得不作一些簡化，研究單個(gè)顆粒在篩面上的 運(yùn)動，這種理想化的分析方法可以提供一些有用的近似結(jié)果，如圖 23 所示。在這些物料中，只有最下層的物料與篩面直接接觸，受篩面運(yùn)動的直接影響，其他部分只是間接地受篩面運(yùn)動的影響。 對于直線振動篩，物料運(yùn)動平均速度 v可按下式計(jì)算： )()()()(1122112212111222AmOBmOAmOBmOAmOBmO????????????????????????????中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 １３ 頁 ?? co wmha CCCACv ? 式中： ? —— 角速度， rad/s； aC —— 傾角對平均速度的影響系數(shù)，取 aC =1； hC —— 物料厚度影響系數(shù)，取 hC =； mC —— 物料形狀影響系數(shù)，取 mC =； wC —— 滑行運(yùn)動影響系數(shù)，取 wC =1； ? —— 振動方向， ??45? 。按 JB、 Z145－ 79 規(guī)定如下： 考慮到雙電機(jī)拖動直線振動篩的優(yōu)點(diǎn)，在此設(shè)計(jì)中采用雙電機(jī)拖動的直線振動篩。例如：圓振動篩有 WK型和波半進(jìn)口仿制成 SXG－ 1 型；直線振動篩有 WP型和波蘭進(jìn)口仿制成 ZZS 型； QDG型振動篩（又稱琴弦篩）則是一種適合于大水分、細(xì)粒煤分級的一種高效轉(zhuǎn)型振動篩。采用這些聯(lián)軸器的原因是當(dāng)篩箱產(chǎn)生振動時(shí)，仍能夠正常地傳遞扭矩。為了使雙軸能同步運(yùn)轉(zhuǎn)，所用的異步電動機(jī)型號盡可能一致。 從上面的分析可以看到，雙電機(jī)拖動的直線振動篩之所以能夠?qū)崿F(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)，關(guān)鍵在于兩組不平衡的自動調(diào)整。?? 。 ??? ?????? 根據(jù)上式，不難看出： ?? ??? 39。139。139。22 ?? ??? 令 ??? ?????? 12 （ 13） 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 １２ 頁 39。222222 ????????? ?? （因 39。1 ????????? ?? （因 111 ???? AOm ） （ 11） 故 139。 在 AmO 11? 中， 39。1? 和 39。1F 、 39。2F 。2O 旋轉(zhuǎn)，其離心力為 39。兩不平衡重的旋轉(zhuǎn)中心 1O 和 2O 也將隨篩箱的移動和擺動移至39。也就是說，在 m 點(diǎn)加兩個(gè)大小等于 F? 、方向互相相反的力，這時(shí)，整個(gè)力系（不包括兩個(gè)不平衡重可以抵消和疊加的那部分）可視為作用于 m 點(diǎn)的一個(gè)力 F? 和一個(gè)力偶，它們被支撐彈簧的反力所平衡。 令 yyy ΔFFF ?? 21 xxx ΔFFF ?? 21 而 yF? 與 xF? 合成于 1O 點(diǎn)，其向量為： FFF xy ????? F? 即為實(shí)現(xiàn)使兩個(gè)不平衡重互相隨直至達(dá)到步同步正常旋轉(zhuǎn)的力。 假設(shè)由于某種原因，不平衡重 2m 落后于 1m 一個(gè)相位角，即 1m 的離心力 F1與 y軸的夾角為 1? ，而 m 2的離心力 F2和與 y 軸的夾角為 2? ，并且 12 ??? 。整個(gè)篩子的質(zhì)量集中在 m點(diǎn)，并支撐在 K1和 K2兩組彈簧上。 圖 22是雙電機(jī)拖動雙軸振 動篩的簡化圖。這兩個(gè)相同的單不平衡重激振器的兩根軸是同步異向旋轉(zhuǎn)，在各瞬間位置時(shí)，兩根軸上所產(chǎn)生的離心慣性力沿 xx 方向的分力總是相互抵消，而沿 yy方向的分力總是相互迭加，因此就形成了沿 yy 單一方向的激振力，依靠這個(gè)力驅(qū)動篩箱作直線往復(fù)振動。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 １０ 頁 圖 21 直線振動篩工作原理 （ a）直線振動篩工作原理圖； (b)激振器工作原理圖 圖 21（ b） 所示是激 振器的工作原理圖。如果不平衡重 2落后于不平衡重 1一個(gè)相位角，這時(shí)二者所產(chǎn)生的離心力將不能按圖 21的要求進(jìn)行疊加和抵消，而產(chǎn)生了一個(gè)不平衡力，使整個(gè)篩箱在支撐彈簧上產(chǎn)生移動和擺動。兩軸的同步完全依靠力學(xué)關(guān)系來保證，因此，又稱自同步技術(shù)。 雙電動機(jī)拖動的直 線振動篩傳動裝置有兩種形式：一種是電動機(jī)經(jīng)三角膠帶從篩箱的兩側(cè)分別帶動兩根偏心軸，另一種是兩臺電動機(jī)經(jīng)