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振动筛设计

来源:毕业设计论文网  资料编号:TH56410712  文件类型:  资料等级: %D7%CA%C1%CF%B1%E0%BA%C5%A3%BATH56410712
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摘 要
振动筛的研究不断地向着标准化、系列化、通用化发展,并引入现代化设计手段,采用新材料、新技术、新工艺,其目的在于不断扩大筛机应用领域,满足国民经济建设发展的需要,并担当对外出口的任务。
本文所设计的振动筛的筛分物料为球磨机产品。该产品的大小不是很平均,为了做出更符合要求的物料就需要用振动筛来将球磨机产品进一步细分,将不符合要求的物料重新用球磨机磨小。经过这样的反复处理最终将物料全部做成符合要求的产品。本课题的振动筛为自同步双振动电机驱动的,其特点是结构简单、安装方便、成本低、容易操作及维护等。其筛箱为板梁铆焊组合结构,由主副侧板、管梁、入料挡板、出料板、筛板等组成,侧板选用低合金压力容器钢板,强度高、可焊性好,周边折弯,并在振动方向及沿纵向连接多根角钢,使侧板刚度大大增强,有利于强度的提高和噪音的降低。管梁由法兰盘、无缝钢管、加强槽钢等组成,重量轻、强度大,便于制造安装,具有互换性。加强槽钢上有T形孔,使用T形螺栓,便于筛板的安装维护,消除U形螺栓对管梁的磨损。工作原理:两台振动电机的型号相同,可以产生一种组合的直线振动。这种振动可以使输送槽体中的物料运动,并与筛面发生碰撞,使小于筛孔的物料透过,从而实现物料的几何分级,实现筛分。总体方案为:采用普通筛分法,振动形式为共振,运动轨迹为直线运动,激振方式为惯性式,隔振方式为一级隔振,隔振弹簧为金属螺旋式隔振弹簧。

关键词:振动筛 筛箱 振动电机

Abstract
The shaker research unceasingly to the standardization, the seriation, the universalized development, and the introduction modernization design method, uses the new material, the new technology, the new craft, its goal lies in unceasingly expands the sieve machine application domain, satisfies national economy construction the need to develop, and takes on the foreign exportation the duty.
Finally completely makes after such repeatedly processing the materi all tallies the request product. This topic shaker for self-synchronizing pair vibration motor-driven, Its characteristic is the structure simple, the installs convenient, the cost low, is easy to operate and the maintenance and so on. It sieves the box is board crossbeam riveting hitch welds built-up section, By host vice- side bar, Hollow beam, Enters the material back plate, Leaves material board, Sieves board and so on composition, The side bar selects the low-alloy pressure vessel steel plate, The intensity is high, The weldability is good, Peripheral knee bend, And in the vibration direction and along longitudinal connects themulti- roots angle steel, Causes the side bar rigidity big enhancement, Is advantageous to the intensity enhancement and noise reducing. Hollow beam by flange plate, Seamless steel pipe, Strengthens composition and so on channel steel, The weight light, the intensity is big, is advantageous for themanufacture installment, Has the interchangeability. Strengthens in the channel steel to have the T shape hole, Uses the T shape bolt, Is advantageous for screen board installs the maintenance, Eliminates the U shape bolt to the hollow beam attrition. Principle of work: Two vibrate the electrical machinery the model to be same, May have one kind of combination straight-line oscillation. This kind of vibration may cause in the transportation trough body thematerial movement, And has the collision with the screening surface, And has the collision with the screening surface, Thus realization material geometry graduation, Realization screening. The overall plan is: Uses the ordinary screening law, The vibration form for resonates, The path is the translation, Stirs up the strength vibration the way is the inertia type, The vibration isolation way is level of vibration isolations, The vibration isolation spring is the metal screw type vibrationisolation spring。

Keywords:the vibration screen the box screen the vibration electric machinery

目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 概述 1
1.1国内外现状 1
1.2 振动机械的用途和分类 1
1.2.1 振动机械的组成 2
1.2.2 振动机械的特点 2
1.2.4 振动机械的分类 3
第2章 主要问题及解决方案 5
2.1 振动筛降噪措施 5
2.2 常见故障及处理措施 5
2.2.1 筛分时筛子不下料或下料不畅 5
2.2.2 筛框断裂根 5
2.2.3 轴承过热 5
2.2.4 筛分的分级(根据筛分的目的) 6
第3章 直线振动细筛的结构、工作原理及总体方案的比较确定 7
3.1结构及工作原理 7
3.2直线型振动细筛的特点 7
3.3 各类筛分方法的比较确定 8
3.3.1 普通筛分方法 8
3.3.2 概率筛分方法 9
3.3.3 等厚筛分法 9
3.3.4 概率等厚筛分法 10
3.3.5 筛分方法的确定 10
3.4 振动形式的确定 10
3.4.1 非共振筛 10
3.4.2 共振筛 10
3.5 运动轨迹的确定 10
3.5.1 圆运动轨迹 10
3.5.2 直线运动轨迹 11
3.6激振方式的比较 11
3.6.1 弹性连杆式 11
3.6.2 电磁式 11
3.6.3 惯性式 12
3.6.4 激振方式的确定 12
第4章 其它零部件的选择 13
4.1隔振系统的选择 13
4.2筛箱及筛面 13
4.2.1筛箱 13
4.2.2筛面的比较选择 14
4.2.3 筛面的压紧装置 15
4.3支撑装置的选择 15
第5章 各部分设计计算 17
5.1运动学参数的选择计算 17
5.1.1 物料运动状态的选择 17
5.1.2 安装倾角的选择 17
5.1.3 振动方向角的选择 17
5.1.4 物料的平均速度 18
5.2工艺参数的确定 18
5.3动力学参数的选择计算 18
5.3.1工作机体的质量 18
5.3.2物料的结合质量 19
5.3.3 隔振系统的频率比及隔振弹簧刚度 19
第6章 结论 20
参考文献 21
致 谢 23

一、课题的目的、意义、国内外现状及发展方向
1、目的
该振动筛的筛分物料为球磨机产品。该产品的大小不是很平均,为了做出更符合要求的物料就需要用振动筛来将球磨机产品进一步细分,将不符合要求的物料从新用球磨机磨小。经过这样的反复处理最终将物料全部做成符合要求的产品[1]。
2、意义
矿山机械产品属于小批量、多品种、使用面广的机械设备,按用途可分为采掘设备、提升设备、矿用车辆、破碎粉磨设备、筛分设备、洗选设备及焙烧设备等七大类[2] 。矿山机械为重机装备,是为基础原材料工业服务的,是我国机械工业中的一个重要分支。长期以来,矿山机械在开发我国矿业资源、促进矿业经济发展、实现矿山生产现代化的进程中起着十分重要、不可替代的支撑作用。而矿业资源的开发、利用主要是通过矿山机械来实现、完成的。因此,矿山机械的先进性与现代化,在一定程度上反映了一个国家的工业化水平。可见,矿山机械对于国民经济的发展有着特别重要的地位和作用[3] 。筛分设备在矿山机械中占有重要地位,它的发展不仅仅代表着中国矿山机械的发展,它还代表着中国国力的增强,着一个国家的基础工业的实力和工业科技水平[4]。
3、国内外现状
目前国内筛机产品种类有圆振动筛、直线振动筛、椭圆振动筛、高频振动筛、弧形筛、等厚筛、概率筛、冷矿筛、热矿筛、节肢筛等,旋振筛和各种振动给料机械,多达50多个系列近1000种规格,产品已在冶金、矿山、煤炭、轻工等许多行业得到广泛的应用,基本上满足了国内国民经济建设的需要[5]。据2002年行业调查了解,全国筛分机械制造企业已多达300余家,从所有制来看,除国营、集体、股份制外,还有外资和合资企业,特别是股份制、民营企业发展很快。全国筛分机械市场年产值约为5亿元左右,今年又有大的增长,年产值超过1500万元以上的企业有10余家[6] 。由于我国东部经济发展较快,筛分机械制造企业也主要分布在东北、华北、华东和中南地区,尤其是鞍山新乡地区,这两个地区的筛分机械产值约占全国总产值的50%左右,可是在西部地区,还没有一家像样的筛分设备制造企业。我国筛分设备制造企业虽然很多,但是真正具备实力的很少。目前全国具有独立研究开发新产品能力的企业不多,大约有3~4家,每年能创新开发几个新产品,而大多数企业仍是生产常规较为陈旧的产品。在产品设计和制造水平上,全国大约只有4~5家企业的机械装备和工艺水平真正具备制造较大筛分机械的能力[7]。德国申克和K H D公司是国际著名的筛分机械制造企业,他们的新产品开发是和工程设计同时进行的:首先要对被筛物料的物理、化学性质以及在工艺流程中所需达到的要求进行分析,选择合理的技术参数、进行模拟样机试制、进行必要的设计计算、工作图设计、产品试制、检验、服务、工艺试验、跟踪服务、产品改进设计、定型等一系列程序,最后实现交钥匙工程[8]。
4、发展方向
(1)深入研究新的筛分理论和技术
2002年,中国矿大机械厂为解决大型振动筛强度问题,提出了超静定网梁结构理论并使用成功,获得国家专利。最近,新乡威猛集团将12台2m×3m的节肢筛组合在一起,形成了目前国内最大的7.2m振动筛,用于选煤系统的分级和脱水、脱介,效果很好。同样,中国科技大学为铁法矿务局晓青矿研制了筛框不动、筛网振动的大型振动筛 [9]。
(2)引入现代化设计手段,采用新材料、新技术、新工艺
对现有的筛分机械进行运动分析和结构改进,引入现代化设计手段,采用优化设计,计算机辅助设计,用计算机对筛分结构强度进行计算,提高设计的可靠性;建立振动筛试验台,对筛机产品进行检测。全面推广使用新材料、新技术新工艺。对振动机械用的钢材、轴承、弹簧、筛网进行专门研究,筛面应从金属筛网向非金属筛网发展,应用橡胶筛板、聚氨酯筛网、弹性杆筛面;支承元件应采用橡胶弹簧和复合弹簧;推广环槽铆钉和高强度螺栓联接[10]。
(3)向标准化、系列化、通用化发展
提高三化水平,这是便于设计、组织专业生产和保证质量的途径。有些零部件如标准化、通用化了,组织专业化生产,可大大降低成本,提高企业效益。4.5强化筛机技术参数根据不同用途研制新筛机。发展大型、重型、超重型筛分设备,筛机振动筛强度可达5.4以上,筛分面积向27m2以上发展(德国一家筛子技术公司曾生产5m×llm、筛分面积达55m的筛机),提高筛机的处理能力和承载能力[11]。
(4)不断扩大筛机应用领域
根据不同用途,研制出各种不同型式的筛机,目前,国内对于细和超细物料的分级,含水分7%-13%粘性物料的分级还存在问题。重机网曾联系国内外需要100目以下,生产能力为15t/h的细筛,国内就没厂家能接,我们应发展特殊用途筛分设备,满足国民经济建设发展的需要,并担当对外出口的任务[12]。
二、课题主要研究内容
1、振动筛分的基本原理
直线振动筛(直线筛)工作原理:振动筛工作时,两电机同步反向放置使激振器产生反向激振力,迫使筛体带动筛网做纵向运动,使其上的物料受激振力而周期性向前抛出一个射程,从而完成物料筛分作业[13]。
2、振动筛总体方案的比较与确定
经过仔细的研究后选择下列性能参数的方案:筛面尺寸1000X2000,筛面层数1,网孔尺寸2-200,产量21t/h,能耗0.74kw,振幅2mm。
3、主要零件选择方案的比较与确定
主要螺栓、防撞击垫片等均采用国家标准,以减少制作成本。
三、主要问题及解决方案
1、振动筛降噪措施
紧固振动筛上的所有部件,特别是需要经常更换的筛板,避免由于个别部件的松动而产生的额外振动;将冲孔钢筛板更换为弹性模量小、冲击噪声低的聚氨酯筛板或者橡胶筛板;在筛箱的侧板、入料给料口、排料口和接料底盘内加贴橡胶板,这样可以有效地抑制侧板的高频振动,减少辐射噪声;采用柔性辐板齿轮来代替钢齿轮,即在齿轮的辐板上利用橡胶弹性体传递扭矩,吸收齿轮啮入、啮出所造成的振动;用橡胶弹簧替代钢制弹簧,以减少冲击;在激振器的体外加装软式隔声罩;对轴承的内外套之间加以阻尼处理,轴承的滚动体可以制作成空心滚动体或者在空心滚动体的内部加入阻尼材料,这样能够减小轴承的振动和降低轴承的噪声[14]。
2、常见故障及处理措施
(1)筛分时筛子不下料或下料不畅
一是给煤溜槽与筛面之间有落差太小,应是其落差在400~500mm之间。二是新更换或新安装的振动筛实际处理量达不到理论设计时的处理量,即无法满足生产要求,这时应提高筛子角度、加大激振力,如果还无法满足要求,就需要对筛面进行改造:将入料端的筛孔加大。还要注意的一点是给料槽宽度要适中,如果过窄,物料则不能均匀地分布于筛面的宽度方向上,筛子的筛分面积也不能合理有效利用,筛分效果将会受到影响[15]。
(2)筛框断裂根
据断裂力学的原理,筛框颤抖容易发生断裂,所以解决该问题的最佳办法就是加厚侧板,或者对激振器附近的侧板局部增加附板以增强整个筛体的刚性,这样筛框就不容易发颤和断裂了[16]。
(3)轴承过热
第一种最常见的原因是由于轴承径向游隙太小。由于振动筛上的轴承承载的负荷较大,频率较高,且载荷一直是变动的,所以轴承必须采用大游隙。如果使用的是普通游隙的轴承,就必须将轴承外圈再次磨削,使之成为大游隙。再者就是轴承压盖顶得太紧,也会造成这种现象。压盖与轴承外围之间必须有一定间隙,以保证轴承正常的散热和一定的轴向串动。该间隙可以通过端盖和轴承座之间的密封垫来进行调整[17]。
3、筛分的分级(根据筛分的目的)
(1)独立筛分
其目的是得到适合于用户要求的最终产品。例如,在黑色冶金工业中,常把含铁较高的富铁矿筛分成不同的粒级,合格的大块铁矿石进入高炉冶炼,粉矿则经团矿或烧结制块入炉[18]。
(2)辅助筛分
这种筛分主要用在选矿厂的破碎作业中,对破碎作业起辅助作用。一般又有预先筛分和检查筛分之别。预先筛分是指矿石进入破碎机前进行的筛分,用筛子从矿石中分出对于该破碎机而言已经是合格的部分,如粗碎机前安装的格条筛,筛分其筛下产品。这样就可以减少进入破碎机的矿石量,可提高破碎机的产量。
(3)准备筛分
其目的是为下一作业做准备。如重选厂在跳汰前要把物料进行筛分分级,把粗、中、细不同的产物进行分级淘汰[19]。
(4)选择筛分
如果物料中有用成分在各个粒级的分布差别很大,则可以经筛分分级得到质量不同的粒级,把低质量的粒级筛除,从而相应提高了物料的品位,有时又把这种筛分叫筛选。
(5)脱水筛分
筛分的目的是脱除物料的水分,一般在洗煤厂比较常见。此外,物料含水含泥较高时,也用筛分进行脱泥[20]。
四、日程安排
第4周:查找毕业设计资料及外文翻译资料并综述
第5周:外文翻译
第6周:完成开题报告
第7周:总体方案设计
第8周:运动学与动力学参数的选择与计算
第9~10周:装配图设计
第11周:完成装配图
第12~13周:零部件设计与修改
第14~15周:撰写并完善毕业设计说明书
第16周:准备答辩
第17周:答辩
五、参考文献:
[1]刘树荚,韩清凯,闻邦椿.新型振动破碎机非线性动力学分析[J] .振动与冲击,2000(3) [2]刘树英.动破碎机的发展与应用.振动利用与控制工程的若干理论及应用[D]. 长春吉林科学技术出版社,2000
[3]李以农,刘树英,闻邦椿.惯性振动圆锥破碎机新工艺及动力分析[M].矿山机械,2001(2)
[4] Wenying li,Shibo xiong.Dynamic Anlysis of Large Vibrating Screen[M]. Beijing: Mechanical industry publishing house,1989
[5]彭运军译.圆锥破碎机[J]. 选矿机械,1992(2)
[6]张世礼.PZ--450振动圆锥破碎机实验研究[J]矿山机械,1997(2)
[7]Hua Zhao. Journal of China University of Mining and Techonolgy [M]. Mining machinery. 1997(2)
[8]镇江农业机械学院.农业机械制造工艺学[M].北京:中国农业机械出版社,1981
[9]闻邦椿.振动给料机,振动输送机与振动筛的设计[M].北京:化学工业出版社,1989
[10]闻邦椿、刘树英.振动机械的理论与动态设计方法[M].北京:机械工业出版社,2001
[11]Teyn,Jacques.Fatigue failure of deck support on a vibrating screen[D].the international joumal of pressure vessels and piping[M].volume:61,issue:2-3,1995,315-327
[12]赵国珍等.钻井振动筛的工作原理与测试技术[D].北京:石油工业出版社,1984
[13]吴佳常.机械制造工艺学[M].北京:中国标准出版社,1992
[14]Li Meng. Journal of Coal Science and Engineering[M].et,1998
[15]柳连舜、霍光庶.译铝生产机械化[D].中国有色金属工业总公司轻金属编辑部.1991.
[16] 张国柱编译.惯性圆锥破碎机结构探讨[J].矿山机械,1992(6)
[17] 任德树.粉碎筛分原理与设备[M].北京;冶金工业出版社,1984
[18] 陈懋圻.机械制造工艺学[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1986
[19] 李留全.KID型惯性圆锥破碎机用于金刚石矿物处理[J].矿山机械,1995
[20]Andersen.E.Y. Pedersen,Structural Monitoring of the Great Belt East Bridge[A].
Proceedings of the Thied symposium on Steai Crossing,Edited by Jon Krokedorg
Balkema[M].et,1994,54-62

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