【正文】 界轉(zhuǎn)速。當(dāng)跳躍指數(shù)為1時(shí)，＝，此時(shí)跳動(dòng)角，脫離角，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)一次的時(shí)間。 (312)又因跳躍指數(shù)與跳動(dòng)角的關(guān)系式為： 或 (313)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： (314)由公式(314)可作出與的關(guān)系曲線。為了選取合理的拋擲指數(shù)，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)，為此應(yīng)該找出拋擲指數(shù)、跳躍指數(shù)和跳動(dòng)終止角之間的內(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： (32) (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 消去m，得物料的拋擲指數(shù)，因此，由上式可知 (34)3 拋擲指數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)的影響物料開始與篩面一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)相位角時(shí)，物料開始跳離篩面，接 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(其中為跳動(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： (31)式中 S——篩面移動(dòng)的位移； ——篩面的振幅； ——激振器軸回轉(zhuǎn)相位角，=； ——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。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樓板上。圖24 激振器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 支撐形式與隔振裝置振動(dòng)篩的支撐方式有吊式和座式兩種。當(dāng)軸承損壞時(shí)，也便于拆卸。由于圓錐滾子軸承外徑不大，從而減輕了整個(gè)激振器的重量。激振器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：(1) 產(chǎn)生慣性力的不平衡重塊裝在一個(gè)剛性極大的軸上，因此可采用承載能力極大的圓錐滾子軸承。改變可調(diào)偏心塊的位置，可使慣性力的調(diào)整范圍為最大慣性力的15~100%。 激振器激振器是一個(gè)長(zhǎng)軸和偏心塊的組合體，兩個(gè)激振器分別由各自的電機(jī)帶動(dòng)，每跟軸上安裝有兩個(gè)偏心塊，見24圖。與其它固定篩板的方法相比，這種篩板與橫梁的連接方式具有下列優(yōu)點(diǎn)：(1) 全部固定螺栓從篩板上旋緊。篩面的長(zhǎng)度是3000mm，寬度是1200mm。在框架上可以鋪設(shè)具有一定剛性的篩面，例如沖孔篩板、條縫篩板、壓焊的格條篩板、鋼絲編織篩網(wǎng)以及各種形式的塑料篩面等。圖23 螺栓固定篩面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖(4) 斜板壓緊該方法是通過篩框兩側(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、橡膠和聚安脂篩板的固定。近年來改用J形螺栓，較U形螺栓使用方便。(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制篩網(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。木楔遇水后膨脹，可以把篩面壓的很緊，此方法簡(jiǎn)單可靠，更換篩面方便。在篩箱兩側(cè)壁上，對(duì)稱的焊接兩條長(zhǎng)角鋼，在其上方間隔一定距離焊接一段短角剛，并與長(zhǎng)角鋼各成傾斜。歸納起來篩面的固定方法有以下幾種：木楔壓緊，鉤拉張緊，螺栓固定和斜板壓緊。通常鋼絲只能承受 1～2百萬次的反復(fù)彎曲，假設(shè)由于篩網(wǎng)固定松弛而使鋼絲彎曲變形的頻率等于篩箱的振動(dòng)頻率(設(shè)為1000次/分)，則鋼絲只要工作 2000min(即33h)，就可達(dá)到疲勞極限。2 篩面的固定為了保證篩面工作的可靠性，篩面固定的方法，也有很大的影響能力，這對(duì)金屬絲或金屬條所制成的篩面表現(xiàn)得尤為突出。尼龍絲布遇水有微小的膨脹，伸長(zhǎng)性較大當(dāng)松弛而出現(xiàn)小窩，同時(shí)親水性也比不銹鋼絲布大些，所以泄水效率低，在使用尼龍絲布時(shí)，最好選用稍大一些的篩孔。網(wǎng)狀絲布的種類很多，常用的材質(zhì)有不銹鋼、紫銅、磷銅、黃銅和尼龍等。這些都能有效地增加篩板的使用壽命。為了避免穿條的斷裂，可以提高穿條的材質(zhì)，采用能承受一定反復(fù)載荷的彈簧絲(如60Si2Mn鋼絲或中碳鋼絲)。所以從減輕檢修工作量、提高篩分效果來看，應(yīng)用不銹鋼篩板比較有利。我國(guó)選煤廠用條縫篩板的材質(zhì)有銅和不銹鋼(1Cr8Ni9)兩種。篩網(wǎng)拉緊可提高其使用壽命，所以工作中應(yīng)經(jīng)常注意它的張緊程度。在選煤廠往往用于篩孔小于30mm的煤炭分級(jí)。篩網(wǎng)突出的優(yōu)點(diǎn)是開孔率大，可達(dá)總篩網(wǎng)面積的70%。根據(jù)一般選煤廠使用的經(jīng)驗(yàn)，篩孔在25mm以上的大塊分級(jí)，應(yīng)當(dāng)采用篩板，這樣篩面的壽命較長(zhǎng)，對(duì)篩分效率都影響不大。篩板是最牢固的一種篩面。1 篩面種類與選擇常用的篩面有篩板、篩網(wǎng)、條縫篩和網(wǎng)狀絲布四種，前兩種主要用在煤炭的分級(jí)篩分上；后兩種用在洗煤廠的脫水、脫泥和脫介質(zhì)中。用于脫介，脫水，脫泥等濕式篩分作業(yè)時(shí)，通常采用不銹鋼篩面較適宜。強(qiáng)烈沖擊的篩面，可選用高錳鋼制作。篩面的材質(zhì)要具有耐磨損，耐疲勞和耐腐蝕的性質(zhì)。開孔率越大，顆粒在每次與篩面接觸時(shí)，透過篩孔的機(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。前一種要求影響工作的可靠性和使用壽命，后面三種要求關(guān)系到篩子的工作效果。其性能的好壞不但影響生產(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)率和降低生產(chǎn)成本有重大意義。采用優(yōu)質(zhì)鋼材可以提高材料的強(qiáng)度，而且還能減輕篩框的重量，對(duì)篩箱結(jié)構(gòu)能帶來一定好處。這種材料的可焊性良好，但彈性和沖擊韌性較低，因此最好采用A5普通碳素鋼。目前座式篩子占多數(shù)，因?yàn)檫@種支撐方式比較簡(jiǎn)單，對(duì)廠房的高度要求較低，對(duì)篩子也沒有特殊的安全要求，但是要傳給地基一定的水平力和垂直力。近年來，為提高承載能力都改用鉚釘或螺栓連接。1 篩箱部件的連接篩箱的部件，給料槽、橫梁和橫撐原來是焊接在篩幫上的。橫梁可以采用、工字鋼、無縫鋼管、箱型梁和壓型梁等幾種。圖23 振動(dòng)篩簡(jiǎn)圖側(cè)板和橫梁是篩框主要的受力部件，由于篩箱是借助側(cè)板支承，所以側(cè)板承受著物料和篩箱的重量，并將激振力傳遞到篩框的各部分。側(cè)板是用鋼板制成，利用橫梁將兩塊連接起來，使篩框成整體結(jié)構(gòu)，側(cè)板用以傳遞激振力，激振器用螺栓連接在測(cè)板上。 振動(dòng)篩各部分實(shí)現(xiàn)形式 篩箱篩箱是篩子的承載部件，由篩框及固定在它上面的篩面組成。 方案確定綜合上述兩種方案,ZKB型振動(dòng)篩是采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng),同步傳動(dòng)，主振動(dòng)彈簧為橡膠彈簧，選用塊偏心式激振器、萬向傳動(dòng)軸等先進(jìn)高可靠性部件,篩箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,具有整體剛度大、參數(shù)選擇合理、維護(hù)方便、篩分效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)中不產(chǎn)生較強(qiáng)的噪聲和振動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。ZKB型振動(dòng)篩常見故障：輪胎式聯(lián)軸器的膠皮損壞、主振橡膠彈簧易壞。ZKX型直線振動(dòng)篩主振彈簧為圓柱形螺旋彈簧，采用箱式激振器單電機(jī)齒輪強(qiáng)迫傳動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)中容易產(chǎn)生因加工，裝配方面存在誤差而引發(fā)較強(qiáng)的噪圖22 ZKB型直線振動(dòng)篩聲和振動(dòng)同時(shí)由于激振箱內(nèi)使用稀油潤(rùn)滑回轉(zhuǎn)軸的密封要求比較高。 方案分析ZKB型直線振動(dòng)篩是采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同步傳動(dòng)，主振動(dòng)彈簧為橡膠彈簧，電機(jī)經(jīng)輪胎式聯(lián)軸器從篩箱側(cè)直接帶動(dòng)兩主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。方案一：ZKX型直線振動(dòng)篩如圖21。第2章 總體方案的設(shè)計(jì) 振動(dòng)篩方案的列舉本次設(shè)計(jì)的直線振動(dòng)篩用于煤的初步篩分，振動(dòng)頻率為、篩孔尺寸為，生產(chǎn)率為。篩子的篩分效率及生產(chǎn)能力同篩面的傾角，篩面的振動(dòng)角度，物料的拋射系數(shù)有關(guān)。直線振動(dòng)篩的篩面傾角通常在以內(nèi)，篩面的振動(dòng)振動(dòng)角度一般為，篩面在激振器的作用下作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 (11)式中 ——不平衡重的質(zhì)量和，單位為；——不平衡重塊所產(chǎn)生的激振力，單位為N；——轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間，單位為s；——不平衡重質(zhì)心回轉(zhuǎn)半徑, 單位為m；圖11 振動(dòng)篩原理圖 ——不平衡重的回轉(zhuǎn)角速度，單位為rad/s；——在振動(dòng)方向上的激振力, 單位為N；——每個(gè)偏心塊的質(zhì)量，單位為。還有一種情況是振源采用的是振動(dòng)電機(jī)，這時(shí)需要布置兩臺(tái)，他們的軸線方向必須與振動(dòng)篩縱向軸線方向一致。 直線振動(dòng)篩的工作原理直線振動(dòng)篩是采用慣性激振器來產(chǎn)生振動(dòng)的，其振源有電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)激振器，激振器有兩個(gè)軸，每個(gè)軸有一個(gè)偏心重，而且以相反的方向旋轉(zhuǎn)，又稱雙軸振動(dòng)篩。細(xì)粒透篩時(shí)，雖然顆粒都小于篩孔，但它們透篩的難易程度不同，和篩孔相比，顆粒越易，和篩孔尺寸相近的顆粒，透篩就較難，透過篩面下層的顆粒間隙就更難。到達(dá)篩面的細(xì)顆粒，小于篩孔者透篩，最終實(shí)現(xiàn)了粗、細(xì)粒分離，完成篩分過程。由于小顆粒間隙小，大顆粒并不能穿過，因此，大顆粒在運(yùn)動(dòng)中，位置不斷升高。實(shí)際的篩分過程是:大量粒度大小不同,粗細(xì)混雜的碎散物料進(jìn)入篩面后,只有一部分顆粒與篩面接觸,而在接觸篩面的這部分物料中,不全是小于篩孔的細(xì)粒,大部分小于篩孔尺寸的顆粒,分布在整個(gè)料層的各處。要想完成上述兩個(gè)過程，必須具備最基本的條件，就是物料和篩面之間要存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)。理論上大于篩孔的顆粒留在篩面上，稱為該篩面的篩上物，小于篩孔的顆粒透過篩孔，稱為該篩面的篩下物。目前我國(guó)篩分機(jī)械的生產(chǎn)已形成較大規(guī)模，主要生產(chǎn)廠家有30多個(gè)，可供應(yīng)200多個(gè)品種，年累計(jì)產(chǎn)量2000臺(tái)左右，產(chǎn)值近億元，基本上滿足了各部門對(duì)篩分機(jī)械的要求。可以限制共振振幅為正常工作時(shí)振幅的115倍以內(nèi)。對(duì)于大型振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)的彈性體力學(xué)模型,目前大都采用離散化數(shù)值方法,例如有限元模態(tài)分析法。于此同時(shí)，我國(guó)篩分機(jī)械的制造水平也有了很大的提高。國(guó)外振動(dòng)篩產(chǎn)品和制造技術(shù)的引進(jìn)，拓寬了我國(guó)篩分機(jī)械設(shè)計(jì)制造人員視野，他們從中了解和學(xué)習(xí)到了先進(jìn)國(guó)家設(shè)計(jì)制造振動(dòng)篩的理論、方法、設(shè)計(jì)技術(shù)、制造工藝，生產(chǎn)管理，業(yè)務(wù)水平也大大提高。1980年鞍礦廠從美國(guó)RS公司引進(jìn)TI和TH型振動(dòng)篩制造技術(shù)，轉(zhuǎn)化為國(guó)內(nèi)型號(hào)定為YA系列圓振動(dòng)篩和ZKX系列直線振動(dòng)篩，在國(guó)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。這些篩機(jī)技術(shù)參數(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理、工作平穩(wěn)、可靠耐用，基本上代表了2 0世紀(jì)70年代國(guó)際振動(dòng)篩的技術(shù)水平。(3)引進(jìn)提高階段，上世紀(jì)80年代以來，冶金和煤炭系統(tǒng)不斷從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)的振動(dòng)篩產(chǎn)品。(2)自行研制階段，1967年由洛陽礦山機(jī)械研究所、鞍山礦山機(jī)械廠、北京煤礦設(shè)計(jì)院、沈陽煤礦設(shè)計(jì)院、平頂山選煤設(shè)計(jì)研究院組成了聯(lián)合設(shè)計(jì)組，制定了我國(guó)第一個(gè)煤用單、雙軸振動(dòng)篩系列型譜，并進(jìn)行了ZDM(DDM)系列單軸振動(dòng)篩和ZSM(DSM)系列雙軸振動(dòng)篩的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作。(1)仿制階段，上世紀(jì)50年代，我國(guó)的篩分設(shè)備極為落后，生產(chǎn)上使用的都是從前蘇聯(lián)引進(jìn)的TYII型圓振動(dòng)篩；波蘭的Wp1型和Wp2型吊式直線振動(dòng)篩。國(guó)外許多篩分機(jī)械公司都是科研，設(shè)計(jì)，制造和銷售的聯(lián)合體，專業(yè)化程度高，產(chǎn)品繼承性好，經(jīng)過多年改進(jìn)，使產(chǎn)品逐步完善和提高[9]。有的篩子除激振器外，篩框也作成單體結(jié)構(gòu)，可以在現(xiàn)場(chǎng)組裝，極大地方便了制造，運(yùn)輸和維修。其激振器可以通用，同一個(gè)篩框既可以裝分級(jí)篩面，也可裝脫水篩面。振動(dòng)篩大型化標(biāo)志著篩分機(jī)技術(shù)已達(dá)到先進(jìn)水平。隨著工業(yè)企業(yè)的發(fā)展和篩分機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的進(jìn)步，自70年代以來，世界上一些國(guó)家先后研制出了大型振動(dòng)篩?！?，弛張篩 K值甚至達(dá)到30。該理論是由瑞典的摩根森于1951年最先提出的，故在該理論指導(dǎo)下設(shè)計(jì)的振動(dòng)篩稱為摩根森概率篩[8]。在此基礎(chǔ)上，建立了薄層篩分法和變傾角篩分法，研制出等厚振動(dòng)篩。隨著研究工作的深入，自1965年開始逐步建立起顆粒在篩面上的運(yùn)動(dòng)理論。該理論系統(tǒng)的描述了振動(dòng)篩對(duì)物料進(jìn)行拋射式篩分時(shí)，單個(gè)顆粒的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)而提出了篩分機(jī)特性值，即振動(dòng)強(qiáng)度K，和篩分特性值，即拋射強(qiáng)度。在振動(dòng)篩產(chǎn)生以后，人們開始重視建立和發(fā)展篩分理論。固定篩不消耗動(dòng)力和非常簡(jiǎn)單可靠的結(jié)構(gòu)，仍具有很強(qiáng)的生命力，目前仍大量用于初步篩分。與固定篩相比，雖然輥軸篩，圓筒篩和搖動(dòng)篩的工作效率有較大的改善，而且仍不失為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和工作可靠，但是卻步能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要。這就是沿用至今的輥軸篩。固定篩是古老的篩分機(jī)。從英國(guó)煤炭工業(yè)的文獻(xiàn)記載，在1589年提到煤的篩分。同時(shí)通過畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我學(xué)道了很多知識(shí)，不但鍛煉了獨(dú)立思考的能力，而且提高了自我的設(shè)計(jì)理念[1]。本次設(shè)計(jì)的礦用同步直線振動(dòng)篩,由于其優(yōu)良的工作特點(diǎn)——振動(dòng)強(qiáng)度大,分選效果好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,噪音較低,機(jī)器潤(rùn)滑和檢修等日常維護(hù)工作減少,設(shè)備的故障率降低，創(chuàng)造了