【正文】 械，多達(dá) 50河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 3 多個(gè)系列近 1 000 種規(guī)格，產(chǎn)品已在冶金、礦山、煤炭、輕工等許多行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，基本上滿足了國(guó)內(nèi)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要 。我國(guó)篩分設(shè)備制造企業(yè)雖然很多，但是真正具備實(shí)力的很少。 像冶金，機(jī)械，水利，建筑和建材，鐵路等部門，經(jīng)常為了提高物品的精度，常常利用振動(dòng)篩對(duì)其物品進(jìn)行分級(jí)。 隨著 社會(huì) 的發(fā)展 ,對(duì)篩 分機(jī)的品種與質(zhì)量提出了更 高的要求 ,目前它正處在迅速發(fā)展過(guò)程中 。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(guò)篩孔 ,稱為該篩面的篩下物。要想完成上述兩個(gè)過(guò)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)。 實(shí)際的篩分過(guò)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。由于小顆粒間隙小 ,大顆粒并不能穿過(guò) ,因此 ,大顆粒在運(yùn)動(dòng)中 ,位置不斷升高。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(guò)程。 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(guò)篩面下層的顆粒間隙就更難。 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(lái)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，由兩個(gè)齒輪嚙合以保證同步。 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。 trmPy ?? sin20?? （ ） ?? trm ?? sin20 tP ?sin? 式中 ， m — 不平衡重的質(zhì)量和， ?? 0mm ，單位為 Kg ； P — 不平衡重 塊 所產(chǎn)生的激振力 ，單位為 N ； T — 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間 ，單位為 s ； r — 不平衡重質(zhì)心回轉(zhuǎn)半徑 , 單位為 m ； ? — 不平衡重的回轉(zhuǎn)角速度 ，單位為 srad ； yP — 在振動(dòng)方向上的激 振 力 , 單位為 N ； 0m — 每個(gè)偏心塊的質(zhì)量 ， 單位為 Kg 。 直線振動(dòng)篩的篩面傾角通常在 80 以下，篩面的振動(dòng)振動(dòng)角度一般為 450 ，篩面在激振器的作用下作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。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)。 αβζ 1— 3 直線振動(dòng)篩的工作原理 圖 1— 3 為直線振動(dòng)篩的工作原理圖，篩面上的顆粒產(chǎn)生的 拋射條件是 ?cosgay ? ，另此時(shí)的角 ? 為開(kāi)始拋射角 L? ，則 ????? c o s)s i n (s i n2 gA L ?? 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 6 第二章 總體方案的確定 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn) 振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 圖 2－１ 上圖片為安裝有兩臺(tái)激振電機(jī)的直線振動(dòng)篩分機(jī)，振動(dòng)電機(jī)的安裝使得振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)和尺寸大為減小。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 7 。箱式激振器結(jié)構(gòu)緊湊 ,一臺(tái)振動(dòng)篩上有安裝有兩個(gè)激振器 ,激振器的四個(gè)偏心重成雙的布置在箱體的外部 ,箱體內(nèi)有一嚙合的齒輪 ,其作用是保證 兩對(duì)偏心重旋轉(zhuǎn)方向相反 ,轉(zhuǎn)速相等以及兩者相位關(guān)系正好相互對(duì)正 ,以使篩箱作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng) . 直線振動(dòng)篩由于篩箱傾斜角小 ,篩子的高度減小 ,便于工藝布置 .由于篩面是直線往復(fù)運(yùn)動(dòng) ,上面的物料層在跳動(dòng)和下落過(guò)程中受到壓實(shí)的 作用 ,有利于脫水 ,脫泥 ,脫液和重介選礦時(shí)脫除重介質(zhì) . 直線振動(dòng)篩的優(yōu)點(diǎn) （ 1）直線振動(dòng)篩的動(dòng)力平衡與物料在篩面上的運(yùn)動(dòng)狀況較好。 （ 3）由于篩箱運(yùn)動(dòng)中有較大的加速度，所以特別適合于煤炭的脫水、脫泥和脫介。 （ 4）直線式振動(dòng)篩激振器由于激振器與篩面呈 37 傾角，故篩面上物料的拋射角為 37。 （ 5）直線 振動(dòng)篩的激振器分為箱式和筒式兩種。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 8 的設(shè)計(jì) 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。側(cè)板是用鋼板制成，利用橫梁將兩塊連接起來(lái)，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 。 橫 梁 和橫撐都 采用無(wú)縫 鋼管 給料溜槽和排料溜槽用螺栓固定在篩幫上。在需要時(shí)，溜槽可用耐磨鋼板制成，或表面襯以橡膠。側(cè)板一般用 20 毫米的鋼板和角鋼組合而成，從側(cè)板的結(jié)構(gòu)來(lái)看，它對(duì) x～ x 軸的慣性矩較大，所以，在垂直方向上的抗彎能力較大；但是，它對(duì) y～ y 軸的慣性矩較小，不利于承受水平方向的力量。 橫梁承受篩板和物料的重量及它在工作中的慣性力。采用鋼管作橫梁，由于它在和各方向的慣性矩相同 ,所以受力狀態(tài)較好 ,它特別適用于圓形運(yùn)動(dòng)的篩箱。 應(yīng)當(dāng)注意，由于梁的彎矩和長(zhǎng)度平方成正比，所以從強(qiáng)度觀點(diǎn)來(lái)看，篩箱的寬度不宜過(guò)大，目前一般的篩箱很少大于 。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)原因。在橫梁間設(shè)置縱 向小梁、橫梁上鋪設(shè)篩板、橫梁與側(cè)板連接處采用較大的彎鋼板以代替角鋼等措施都是提高篩箱整體剛度的有效方法。但是，這種焊接結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，在工作一定時(shí)間后，常常導(dǎo)致破裂。 篩箱的支撐 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 9 篩子安裝方式取決于現(xiàn)場(chǎng)的條件，或是架在機(jī)座上，或是懸吊在承重結(jié)構(gòu)上。 篩框的材質(zhì) 我國(guó)目前一般采用 A3 碳素鋼。對(duì)于大型篩子，應(yīng)該采用高強(qiáng)度和高沖擊韌性的鋼材，其常用的材料是 16Mn 或鍋爐鋼板。 篩框結(jié)構(gòu)常用的連接方式有鉚接 、 焊接 和螺栓連接三 種。焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的原因是由于焊接時(shí)構(gòu)件僅在局部地方受熱，構(gòu)件各部分溫度變化不均勻，發(fā)生不同程度的膨脹和收縮。踞焊縫近的金屬在高溫下不能自由地伸展，而被周圍溫度低的金屬所阻止，這樣溫度高的金屬就發(fā)生了壓縮性變形，冷卻以后，這部分金屬比原先的尺寸要短。所以，焊 接時(shí)金屬受熱不均勻是使構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和變形的原因。在強(qiáng)烈的振動(dòng)下，構(gòu)件容易在內(nèi)應(yīng)力大的地方產(chǎn)生開(kāi)裂。顯然，若采用上述方法，結(jié)構(gòu)龐大的篩子就需要很大的加熱爐，這在一般的制造廠是難以辦到的。如果側(cè)板或橫梁上出現(xiàn)裂縫，可以先在裂縫末端鉆一個(gè)小孔（ 5毫米左右），以防止裂縫發(fā)展。 所以，在本次設(shè)計(jì)中 對(duì)于重要地方的連接 采用螺栓連接，螺栓的材料是 Cr40 。 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。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。開(kāi)孔率越大，顆粒在每次與篩面接觸時(shí)，透過(guò)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。 篩面的材質(zhì)要具有耐磨損，耐疲勞 和耐腐蝕的性質(zhì)。強(qiáng)烈沖擊的篩面，可選用高錳鋼制作。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。 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。 篩板是最牢固的一種篩面。根據(jù)一般選煤廠使用的經(jīng)驗(yàn)，篩孔在 25 毫米以上的大塊分級(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。 篩網(wǎng)突出的優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)孔率大，可達(dá)總篩網(wǎng)面積的 70%。在選煤廠往往用于篩孔小于 30 毫米的煤炭分級(jí)。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。我國(guó)選煤廠用條縫 篩 板的材質(zhì)有河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 11 銅和不銹鋼 （ 1Cr8Ni9）兩種。所以從減輕檢修工作量、提高篩分效果來(lái)看， 應(yīng) 用不銹鋼篩板比較有利。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）。這些都能有效地增加篩板的使用壽命。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。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。 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。通常鋼絲只能承受 1～ 2 百萬(wàn)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 2021 分鐘（即 33 小時(shí)），就可達(dá)到疲勞極限。 歸納起來(lái)篩面 的固定方法有以下四種：木楔壓緊，鉤拉張緊，螺栓固定和斜板壓緊。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。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。 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。近年來(lái) 改用 J 形螺栓，較 U 形螺栓使用方便。 篩面鋪設(shè)在框架上，框架可以用角鋼或扁鋼制成。鋼制篩面則與框架鑄在一起。 寬度是 1800 毫米 。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放入、旋緊。 軸承的不平衡重塊由兩部分組成：主要不平衡重塊固 定在軸上；可調(diào)不平衡重塊用螺栓固定在主要不平衡重塊上。這就可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，把篩子調(diào)整到適當(dāng)?shù)墓ぷ鳁l件，而不必改變篩子的轉(zhuǎn)數(shù)。 （ 2） 采用滾珠軸承可簡(jiǎn)化潤(rùn)滑系統(tǒng)，因?yàn)槠渌S承需要用昂貴的循環(huán)潤(rùn)滑油，而滾珠軸承只需通過(guò)潤(rùn)滑孔或集中注油器加油，或是用油脂潤(rùn)滑，簡(jiǎn)單而便宜。 （ 4） 激振器是可拆卸的。 （ 5）偏心輪成對(duì)布置在箱體外，便于調(diào)整偏心輪上的配重，從而調(diào)節(jié)篩箱振幅，還可避免偏心輪回轉(zhuǎn)時(shí)撞擊箱內(nèi)潤(rùn)滑油 ，引起發(fā)熱。 2— 5圖 為本設(shè)計(jì)方案的 激振器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 振動(dòng)篩的支撐方式有吊式 和 座式兩種。 篩子通過(guò)四組吊掛裝置吊掛在上層樓板上。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)。為了避免此現(xiàn)象，可以改變防擺配重在繩上的位置，來(lái)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。 座式結(jié)構(gòu)的地層 隔振裝置采用 剛度 大的彈 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。 （ 2）彈簧剛度大，傳給基礎(chǔ)動(dòng)負(fù)荷亦大。 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河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 14 式。這些參數(shù)通常是根據(jù)物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)選取。 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。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。 直線振動(dòng)面上的物料運(yùn)動(dòng)分析 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 ?? （ ） 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 篩面運(yùn)動(dòng)時(shí)的唯一，速度和加速度分別等于在平行于篩面的 x 方向和垂直于篩面的y方向的分量。振動(dòng)篩均采用拋擲狀態(tài) 下工作，故就拋擲運(yùn)動(dòng)的理論加以研究。經(jīng)過(guò)一個(gè)周期后即相位角 d??? ??2 時(shí)，物料又被拋起，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。 當(dāng)顆粒離開(kāi)篩面并沿垂直于篩面方向的運(yùn)動(dòng)方程式為 ?c os22 mgdt ymd ?? （ ） 將上式積分可以得到顆粒沿垂直于篩面方向的速度方程： )c o s( dd ttgyy ????? （ ） 式中， dy? — 顆粒拋離篩面時(shí)初速度 v 在 y 軸方向的分速度。 dz ??? ?? ； ? — 跳動(dòng)角； zy — 顆粒跳動(dòng)一次后又落回到篩面上的縱坐標(biāo)，即： zz Ay ?sin? 將 zz Ay ?sin? ， dz ??? ?? dmAmg ??? s inc o s 2? 等代入式dtgAAy zdtt dzddz ? ???? )](c osc os[s i n ??? ???? 則得： )c o s1(2s in2 ?????????dtg （ ） 上式反映了顆粒跳動(dòng)起始角 d? 與跳動(dòng)角 ? 之間的關(guān)系，圖