机械毕业设计642YAH1548型圆振动筛设计毕业设计

2YAH1548型圆振动筛设计

摘要

目前我国各种选煤厂使用的设备中,振动筛是问题较多、维修量较大的设备

之一。这些问题突出表现在筛箱断梁、裂帮,稀油润滑的箱式振动器漏油、齿轮打齿、轴承温升过高、噪声大等问题,同时伴有传动带跳带断带等故障。这类问题直接影响了振动筛的使用寿命,严重影响了生产。2YAH1548型圆振动筛可以很好的解决此类问题，因此本次设计的振动筛为2YAH1548型圆振动筛，该系列振动筛主要用于煤炭行业中物料分级、脱水、脱泥、脱介等作业。其工作可靠，筛分效率高，但设备自身较重。设计分析论述了设计方案，包括振动筛的分类与特点和设计方案的确定；对物料的运动分析，对振动筛的动力学分析及动力学参数的计算，合理设计振动筛的结构尺寸；进行了激振器的偏心块等设计与计算，包括原始的设计参数，电动机的设计与校核；进行了主要零部件的设计与计算，皮带的设计计算与校核，弹簧的设计计算，轴的强度计算，轴承的选择与计算，然后进行了设备维修、安装、润滑及密封的设计，最后进行了振动筛的环保以及经济分析。

关键词：振动筛；激振器；圆振动筛

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Abstract

At present, China's coal preparation plant all the equipment used in the shaker is more problems, maintenance of one of the larger equipment. These issues in sieve outstanding performance me off beam, crack help, lubrication oil dilute the box-type vibrator oil spills, fighting tooth gear, bearing temperature rise too high, major issues such as noise, accompanied by dancing with broken belts, such as fault zone. Such issues directly affecting the life of the shaker, which has seriously affected the production. 2YAH1548-round good shaker can solve such problems, so this shaker designed for round 2 YAH1548-shaker, the series of major shaker in the materials used in the coal industry classification, dehydration, desliming, such as referrals from

Operations. Its reliable, efficient screening, but their heavy equipment. Design analysis on the design options, including the classification and shaker features and design programmes to be confirmed; materials on the movement of the shaker and the dynamics of the parameters, to design the structure of vibrating screen size; conduct The eccentric block of the exciter, such as design and calculation, including the original design parameters, motor design and verification; were the main components of the design and calculation, belts and check the design and calculation, the design of spring, the axis of Strength, the choice of bearings and calculation and then proceed to the maintenance of equipment, installation, lubrication and seal the design, a shaker final environmental and economic analysis.

Key words: shaker; Vibrator; round shaker

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目录

摘要 ............................................................................................................. I Abstract ...................................................................................................... II

1 绪论 ......................................................................................................... 1 1.1前言 .................................................................................................. 1 1.2背景 .................................................................................................. 1 1.2.1振动筛的发展概况 .................................................................... 1 1.2.2我国振动筛的发展概况 ............................................................. 2 1.3振动筛的分类 .................................................................................... 3 1.4筛分机械发展方向 ............................................................................. 4 2振动筛筛面物料运动理论 ..................................................................... 5 2.1筛上物料的运动分析 .......................................................................... 5 2.2正向滑动 ........................................................................................... 6 2.3反向滑动 ........................................................................................... 7 2.4跳动条件的确定 ................................................................................ 7 2.5物料颗粒跳动平均运动速度 ............................................................... 8 3.振动筛的工作原理及结构组成 ........................................................... 10 3.1圆振动筛的工作原理 ........................................................................ 10 3.2振动筛基本结构 .............................................................................. 10 3.2.1筛箱 ....................................................................................... 10 3.2.2激振器 ................................................................................... 10 3.2.3支承装置和隔振装置 .............................................................. 10 3.2.4 传动装置 ............................................................................... 10 4.振动筛动力学基本理论 ....................................................................... 11 5.振动筛参数计算 ................................................................................... 15 5.1运动学参数的确定 ........................................................................... 15 5.2振动筛工艺参数的确定 .................................................................... 16 5.3动力学参数 ..................................................................................... 17 5.4电动机的选择 .................................................................................. 17 5.4.1电动机功率计算 ..................................................................... 17 5.4.2选择电机 ................................................................................ 18 5.4.3电机的启动条件的校核 ........................................................... 18 6主要零件的设计与计算 ....................................................................... 20 6.1轴承的选择与计算 ........................................................................... 20 6.1.1轴承的选择 ............................................................................ 20 6.1.2轴承的寿命计算 ..................................................................... 20 6.2皮带的设计 ..................................................................................... 21 6.2.1选取皮带的型号 ..................................................................... 21

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6.2.2传动比 ................................................................................... 21 6.2.3带轮的基准直径 ..................................................................... 21 6.2.4带速 ....................................................................................... 21 6.2.5确定轴间距和带的基准长度 .................................................... 21 6.3轴的设计 ......................................................................................... 23 6.3.1轴的设计特点 ......................................................................... 23 6.3.2轴的常用材料 ......................................................................... 23 6.3.3轴的强度验算 ......................................................................... 23 6.4支承弹簧设计验算 ........................................................................... 26 7振动筛的安装维护及润滑 ................................................................... 30 7.1振动筛的安装及调试 ........................................................................ 30 7.1.1安装前的准备 ......................................................................... 30 7.1.2安装 ....................................................................................... 30 7.1.3试运转 ................................................................................... 30 7.2操作要点 ......................................................................................... 31 7.3维护与检修 ..................................................................................... 31 7.3.1维护 ....................................................................................... 31 7.3.2常见故障处理 ......................................................................... 32 7.4振动筛的轴承润滑的改进 ................................................................. 32 7.4.1措施 ....................................................................................... 32 7.4.2效果 ....................................................................................... 33 8 设备的环保、可靠性和经济评价 ...................................................... 34 8.1 设备的环保 .................................................................................... 34 8.2 设备的可靠性 ................................................................................. 34 8.2.1可靠度的计算 ......................................................................... 34 8.2.2可靠度的计算 ......................................................................... 34 8.3设备的经济评价 .............................................................................. 35 8.3.1投资回收期 ............................................................................ 35 8.3.2设备合理的更新期 .................................................................. 36 结束语 ....................................................................................................... 37 致谢 ........................................................................................................... 38 参考文献 ................................................................................................... 39 附录……………………………………………………………………..40

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1 绪论

1.1前言

从井下或露天采矿开采出来的或经过破碎的物料，是以各种大小不同的颗粒混合在一起的。在选矿厂、选煤厂和其它的工业部门中，物料在使用或进一步处理前，常常需要分成粒度相近的几种级别。物料通过筛面的过孔分级称为筛分。筛分所用的机械称为筛分机械。

在选矿厂和选煤厂中应用的筛分机械有很多种结构型式，如固定格筛、弧形筛、旋流筛，滚轴筛，简筛、摇动筛，惯性振动筛和共振筛等。目前，由于惯性振动筛具有构造简单、生产能力大，筛分效率高等优点，因而在选矿厂、选煤厂及其它工业部门中已被广泛用于分级，脱水，脱介和脱泥作业。共振筛在生产实践中也取得较好的效果，但因具有较大的冲击裁荷，故其机件(如横梁与侧板)容易损坏。须进一步研究和改进。随着煤矿开采能力和入洗原煤量的提高,作为物料分级筛选的主要设备——振动筛也不断向大型化发展。

1.2背景

1.2.1振动筛的发展概况

筛分设备在国外的发展已有300多年的历史，在此之前，物料的筛分主要采用人力筛分，动力筛分最早也是摇动筛。大约100多年前就出现了惯性筛，最早的惯性筛是采用柴油机带动的，主要用于物料的分级作业。

比较完善的振动惯性筛出现在19世纪初，主要是用于分级的圆振动筛（单轴振动筛），随着选煤、选矿业的发展用于脱水的直线振动筛（双轴振动筛）逐渐发展起来。

单轴振动筛的发展经历了简单惯性式向自定中心式的发展过程。直线振动筛经历了箱式振动器到双电机拖动的筒式振动器（自同步技术），目前为箱式振动器与侧邦式块偏心单元体振动器（自同步技术）的并存时代。

现在振动筛轴承普遍采用了振动设备专用轴承，筛框的主要联接件采用了虎克铆钉或高强螺栓，筛面采用了不锈钢筛面、聚鞍脂筛面等。筛框结构逐渐趋于合理，筛框受力设计上逐步由静态动力设计向以模态分析为基础的现代动态设计阶段发展。

在振动筛的制造方面，主要焊接结构件均采用了去应力和喷丸处理，对筛框的形状误差、主要构件的形位公差、粗糙度控制等方面的要求越来越严。

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虽然筛分机的结构形式在发展过程中出现了许多种新型结构及筛分方法，但通过实践证明，许多看似理想的结构型式被无情淘汰。因此，国际上一些筛分机制造厂家生产的振动筛结构型式逐渐趋于近似，机型趋于稳定，人们已不在追求新、奇结构型式，而把追求筛分机的可靠性指标放在首位，因此筛分机寿命普遍提高，正常使用寿命普遍达到5年以上。

振动筛噪声指标是影响工人身体健康的一个主要指标。过去箱式振动器由于采用齿轮传动，噪声通常达到90分贝以上，后来逐渐采用了自同步技术，噪声由原来的90多分贝下降到85分贝左右。但自同步技术存在抛射角不稳定，工作频率不能有效调整等因素，使得箱式振动器的振动筛不但没有被淘汰，甚至通过不断改进结构形式，提高齿轮加工精度，改善齿面啮合状态等方法，而重新发展起来，噪声也从过去的90多分贝下降至85分贝左右。 1.2.2我国振动筛的发展概况

国内振动筛的发展经历了五个阶段：

1.引进设备阶段：20世纪50年代左右，国内振动筛主要靠引进原苏联、波兰等国的设备，面积一般在10平方米以下，如BHN、TYN-IIL、SXG-1（WK型）等。

2.初步开发阶段：从20世纪60年代，我国技术人员在引进国外振动筛的基础上，研究开发了类似50年代进口的产品，如SZZ、SSZ圆、直线振动筛（单、双轴振动筛）系列。

3.研究设计阶段：20世纪70年代，我国技术人员对选煤厂仍在使用的进口设备进行了系统的调查研究，分析论证，并独立研制出了单轴，双轴系列振动筛，如DD、ZD、DS、ZS系列圆、直线振动筛（单、双轴振动筛），并在选煤厂广泛使用，最大规格12m2。

4.新产品开发与引进技术阶段：20世纪80年代，我国振动筛发展进入了一个全新时期，相继开发的新型振动筛有ZD型等厚筛、旋转概率筛和概率筛等新品种。同时，原鞍山矿山机械厂引进了美国RS公司的圆振动与直线振动筛系列产品，最大面积14.4m2,基本满足了中小型选煤厂的生产需要，并在国内大量推广应用，唐山煤科院参考德国KHD公司技术，研制开发了ZK、YK系列振动筛。85年左右，洛阳矿山机械厂也引进了日本神户制钢的技术开始生产大型筛。

5.大型振动筛开发研制阶段：20世纪90年代，随着大型选煤厂生产需要，原来的中小规格振动筛已满足不了生产需要，虽然洛矿引进了日本神户制钢大型筛技术，但并

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没有成功推广应用，许多研究单位与制造单位也相继开发超过3米宽的大型振动筛，但事故率高，不能被用户认可。说明大型筛的研制存在一定难度。为此，原煤炭部把“大型直线振动筛的可靠性研究”列入国家“九五”科研攻关项目。原平顶山选煤设计院承担了该项目，并首次研究成功2ZKP3660型大型直线振动筛，并于2000年投入使用，可靠性指标达到了引进产品的水平。目前该系列产品已在国内大量推广，将逐步替代进口产品。

2000年，平顶山选煤设计院研制出的自同步型2ZKZ3660大型直线振动筛也成功应用于兖矿集团东滩煤矿选煤厂；2002年，山西赛德筛选技术设备有限公司研制开发了JR3072香蕉筛，并形成了系列，投入实际运用，为取代大量进口的香蕉筛产品奠定了技术基础。

我国的振动筛技术从无到有，从小到大。目前品种型号繁多，绝大部分中小型产品基本能满足了用户要求，大型产品技术已趋于成熟，尚需在振动筛制造方面更进一步提高。相信在不远的将来，振动筛大量进口的局面将结束。

目前我国各种选煤厂使用的设备中,振动筛是问题较多、维修量较大的设备之一。这些问题突出表现在筛箱断梁、裂帮,稀油润滑的箱式振动器漏油、齿轮打齿、轴承温升过高、噪声大等问题,同时伴有传动带跳带断带等故障。这类问题直接影响了振动筛的使用寿命,严重影响了生产。

1.3振动筛的分类

1.按振动筛振动频率是否接近或远离共振频率分为共振筛和惯性振动筛。共振筛曾一度崛起，受到各国普遍重视，发展很快；但在生产实践中，暴露出结构复杂、调整困难、故障较多等缺点。而惯性振动筛由于激振器的结构简单，工作可靠，便于维修，从而得到了广泛的使用。惯性振动筛是靠固定在其中部的带偏心块的惯性振动器驱动而使筛箱产生振动。惯性振动筛按振动器的形式可分为单轴振动筛和双轴振动筛。

2.按振动筛按筛面工作时运动轨迹的特点，分为圆运动振动筛（简称圆振动筛）和直线运动振动筛（简称直线振动筛）两大类。圆振动筛由于振动器安装的位置偏差，实际筛箱运动轨迹一般为椭圆。即使直线振动筛，由于制造与设计偏差，通常筛箱的运动轨迹也不完全是直线，只是接近直线振动。圆振动筛由于激振器是一根轴，所以又叫单轴振动筛，直线振动筛激振器由两根轴组成，所以也称双轴振动筛。

3.当然振动筛还有其它许多分类方法，例如，按照支撑弹簧的结构不同，又有线形

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弹簧振动筛和非线形弹簧振动筛。按支承装置安装位置不同，可分为座式振动筛和吊式振动筛，按筛箱与水平面是否成一定角度安装，可分为水平筛和倾斜筛。按工作频率的高低，可分为高频振动筛和低频振动筛等等。

1.4筛分机械发展方向

综合国内外筛分机械发展现状 ,筛分机械将向以下几个方向发展。 1.向大型化发展。工业的现代化进程促使企业规模增大 ,生产能力大大提高 2.向重型超重型筛发展。大的矿业工程需要处理大块物料 ,法国素梅斯塔公司生产的振动棒可处理直径达1m以上的大块物料。

3.向理想运动轨迹振动筛发展。以提高各区段的筛分效率和整个筛机生产率为目标 ,寻找一种以理想运动方式为基础的新型筛分机成为筛分设备发展的一个新方向。

4.向反共振振动筛发展。以减轻整机重量、降低成本、提高使用寿命和可靠性为目标 ,提出新型的反共振振动筛机。

5.向标准化、系列化、通用化发展。这是便于设计、生产和降低成本的有效途径 ,德国 KHD公司生产的USL 和USK筛机的侧板、筛板、横梁、传动轴均已实现标准化、通用化 ,振动器也只有三种 ,同属德国的申克公司生产的冷、热烧结矿筛和等厚筛只有两种标准，可见三化程度之高。

6.应用自同步技术。采用双电机自同步技术以代替齿轮强迫同步 ,可简化结构 ,降低噪音 ,从而简化了机器润滑、维护和检修等经常性的工作 ,减少设备故障。

7.振动强度增大。筛机的振动过程逐渐强化 ,以取得较大的速度和加速度 ,从而提高生产能力和筛分效率。

8.向空间发展。针对细物料 ,先后出现了旋流振动筛、锥型振动筛、蝶型振动筛、旋转概率筛等 ,既减少占地面积 ,又提高生产能力和筛分效率。

9.向难筛分物料筛机发展。

10.共振筛系列发展停滞 ,惯性振动筛系列日益壮大。

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2振动筛筛面物料运动理论

2.1筛上物料的运动分析

由文献[1]可知

关于筛上物料的分析，如图2.1所示：

ψα 图2.1 圆振动筛上物料运动

振动筛运动学参数（振幅、振次、筛面倾角和振动方向角）通常根据所选择的物料运动状态选取。筛上物料运动状态直接影响振动筛的筛分效率和生产率，所以为合理地选择筛子的运动参数，必须分析筛上的物料的运动特性。

圆振动筛的筛面做圆运动或近似于圆运动的振动筛，筛面的位移方程式可用下式来表示：

xAcos(180)AcosAcost （2-1） yAsin(180)AsinAsint （2-2）

式中: A——振幅;

——轴之回转相角，=t;

 ——轴之回转角速度； t——时间。

求上式中的x和y 对时间t的一次导数与二次导数，即得筛面沿x和y

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方向上的速度和加速度：

vXAsint （2-3）

vyAcost （2-4）

aXA2cost （2-5）

ayA2sint （2-6）

由运动特征，来研究筛子上物料的运动学。物料在筛面上可能出现三种运动状态：正向滑动、反向滑动和跳动。

2.2正向滑动

当物料颗粒与筛面一起运动时，其位移、速度和加速度与筛面的相等。筛面上质量为m的物料颗粒动力平衡条件：

对质量为m的颗粒受力分析（如图2-1）： 1、物料颗粒重力：

Gmg （2-7） 2、筛面对颗粒的反作用力，由NmgcosmaymA2sint 可以得到：

NmgcosmA2sint （2-8） 式中为筛面倾角

3、筛面对物料颗粒的极限摩擦力为：

FfN(fmcgos式中f为颗粒对筛面的静摩擦系数。 颗粒沿着筛面开始正向滑动时临界条件：

mgcosFmxa （2-10） 将F，ax用已知式子（2-9）与（2-5）替代，且ftg（为滑动摩擦角）， 简化整理得：

cos(k)gsin() （2-11） A22mAsin t) （2-9）

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式中，k为正向滑始角。 令bkcos(k)，则：

n30bkgsin() （2-12）

2A式中bd称为正向滑动系数。由上式得知，正向滑动系数bk1。

当bk1的时候，可以求得使物料颗粒沿着筛面产生正向滑动时最小转数应该为：

Nmin30gsin() （2-13） 2A为了使物料颗粒沿着筛面产生正向滑动，必须取筛子转数nnmin。

2.3反向滑动

临界条件为：

mgsinFmax （2-14） 将F，max用（2-9）与（2-5）替代，并简化后：

(q) cos式中：q——反向滑始角

bq——反向滑动系数 则可以得到：

n30bqgA2sin(bq ) （2-15）

gsin() （2-16）

2A由上式可以知道，反向滑动条件bq1。

当bq1时，可以求得使物料沿着筛面反向滑动的最小转数应该是：

nmin30gsin() （2-17）

2A为了使物料颗粒沿着筛面产生正向滑动，必须使筛子转数nnmin。

2.4跳动条件的确定

颗粒产生跳动的条件是颗粒对筛面法向压力N0。 即mgcosmay，或者是gcosA2sind。

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由此可以得到：

bdsind式中：bd——物料跳动系数

d——跳动起始角

gcos2Acos1 （2-18） kkvA2k——振动强度，k

gkv—— 抛射强度，它表明物料在筛面上跳动的剧烈程度。

上式可以写成：

n030sindgcos302Abdgcos （2-19） 2A当bd1时或者kv1，则颗粒出现跳动。

当bd1或KV1时，则可求得物料开始跳动时的最小转数为：

n0min30gcos （2-20）

2Asin为了使物料产生跳动，必须取筛子的转数nn0min。

由于目前使用的振动筛采用跳动状态，因此要讨论跳动终止角，跳动角及运动速度。

2.5物料颗粒跳动平均运动速度

物料颗粒从振动相角d起跳，到振动相角b跳动终止时，沿x方向的位移为：

SVdt1gsint2 2 =Vd1gsin2 （2-21） 22式中Vd为物料颗粒起跳时沿x方向的运动速度：

VdVxAsind （2-22） 由此，则：

d SAsin同一时间内,筛面位移为：

1gsin()2 （2-23） 2 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第9页

Scdb3AcosbAcosdA[cos(d)cosd] （2-24） 物料颗粒在每个循环中,对筛面的位移为：

Sxb3b4SSC

=Asind1gsin2A[cos(d)cosd] （2-25）

22当筛子在近似于第一临界转数下工作时,即360，则上式中方括号内的数值接近于零。 故得到：

d SAsin物料跳动平均速度：

V1gsin2 （2-26）

22Sn1[Asindgsin.()2] （2-27） 602当360时,则sindtgd,sin0,1cos0, 因此, 式（2-40）可以化简为：

dtgd sin或者化简为：

2 （2-28）

2 （2-29） sind由式（2-42）和式（2-18）,可以将式（2-40）化简为:

VAn(1kvtg) （2-30） 30按照上式计算得的结果与实际相比,计算值较大,因为未考虑物料特点,摩擦和冲击等因素.为此,上式应该乘以修正系数k0,k00.130.15, 所以：

Vk0

An(1kvtg) （2-31） 30

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3.振动筛的工作原理及结构组成

3.1圆振动筛的工作原理

具有圆形轨迹的惯性振动筛为圆振动筛，简称圆振筛。这种惯性振动筛又称单轴振动筛，其支承方式有悬挂支承与座式支承两种，悬挂支承，筛面固定于筛箱上 ，筛箱 由弹簧悬挂或支承，主轴的轴承安装在筛箱上， 主轴由带轮带动而高速旋转。由于主轴是偏心轴，产生离心惯性力，使可以自由振动的筛箱产生近似圆形轨迹的振动 YA型圆振动筛和一般圆振动筛很类似，筛箱的结构一般采用环槽铆钉连接。振动器为轴偏心式振动器，用稀油润滑，采用大游隙轴承。振动器的回转运动，由电动机通过一堆带轮，由V带把运动传递给振动器。

3.2振动筛基本结构

本次设计2YA1548型圆振动筛是由激振器、筛箱、隔振装置、传动装置等部分组成。 3.2.1筛箱

筛箱由筛框、筛面及其压紧装置组成。

1．筛面：为适应大块大密度的物料的筛分与煤矸石脱介的需要，振动筛的筛面需要有较大的承载能力，耐磨和耐冲击性能。为减少噪声，提高耐磨性设计中采用成型橡胶条，用螺栓固定在筛面拖架上。上层筛面采用带筐架的不锈钢筛面，下层筛面采用编织筛网。其紧固方式是沿筛箱两侧板处采用压木、木契压紧。中间各块筛板之间则用螺栓经压板压紧。

2．筛框：筛框由侧板、横梁等部分组成。侧板采用厚度为6—16mm的A5或20号钢板制成。衡量常用圆形钢管、槽钢、方形钢管或工字钢制造。筛框必须要由足够的刚性。筛框各部件的联接方式有铆接、焊接和高强度螺栓联接三种、 3.2.2激振器

圆振动筛采用单轴振动器，由纯振动式振动器、轴偏心式振动器和皮带轮偏心式自定中心振动器。

3.2.3支承装置和隔振装置

支承装置主要是支承筛箱的弹性元件，有吊式和座式两种。振动筛的隔振装置常用的有螺旋弹簧、板弹簧和橡胶弹簧。 3.2.4 传动装置

振动筛通常采用三角皮带传动装置，它机构简单，可以任意选择振动器的转数。

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4.振动筛动力学基本理论

由文献[1]可知：

惯性振动筛的振动系统是由振动质量（筛箱和振动器的质量）、弹簧和激振力（由回转的偏心块产生的）构成。为了保证筛子的稳定工作，必须对惯性振动筛的的振动系统进行计算，以便找出振动质量、弹簧刚性、偏心块的质量矩与振幅的关系，合理地选择弹簧的刚性和确定偏心块的质量矩。

图4.1 振动系统力学模型图

图4.1表示圆振动筛的振动系统。为了简化计算，假定振动器转子的回转中心和机

体(筛箱)的重心重合．激振力和弹性力通过机体重心。此时，筛子只作平面平移运动。今取机体静止平衡时(即机体的重量为弹簧的弹性反作用力所平衡时的位置)的重心所在点o作为固定坐标系统(xoy)的原点，而以振动器转子的旋转中心o1作为动坐标系统(x1o1y1)的原点。

偏心重块质量m的重心不仅随机体一起作平移运动(牵连运动)， 而且还绕振动器的回转中心线作回转运动(相对运动)，则其重心的绝对位移为：

xm＝x+x1＝x+rcos＝x+rcost

ym＝y+y1＝y+rsin=y+rsint

式中： r——偏心质量的重心至回转轴线的距离。

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——轴之回转角度，＝t,为轴回转之角速度,t为时间。

偏心质量m运动时产生的离心力为：

d2xm2Fxmm(xrcost) （4-1） 2dtd2ymr2sint) （4-2） Fymm(y2dt式中mr2cost和mr2sint为偏心质量m在x与y方向之相对运动离心力或称激振力。

在圆振动筛的振动系统中，作用在机体质量M上的力除了Fx和Fy外，还有机体惯

和M(其方向与机体加速度方向相反)、弹簧的作用力KXx和Kyy (KX性力Mxy和Ky表示弹簧在x和y方向的刚度，弹簧作用力的方向永远是和机体重心的位移方向

和cy(c称为粘滞阻力系数，相反)及阻尼力cx阻尼力的方向与机体运动速度方向相反)。

在单轴振动系统中，作用在机体质量M上的力除了和之外，还有机体的惯性力和（其方向与机体的速度方向相反）、弹簧的作用力，（表示弹簧在方向的刚度），及阻尼力（称为粘滞阻力系数，阻尼力的方向与机体的运动方向相反）。

当振动器在作等速圆周运动时，将作用在机体M上的各力，按照理论力学中的动静法建立的运动微分方程式为：

CxKxxmr2cost （4-3） MmxCyKyxmr2sint Mmy式中：M——机体的计算质量

MmjKwmw （4-4）

式中：mj——振动机体质量。

mw——筛子的物料重量。

Kw——物料的结合系数，Kw0.15~0.3。

根据单轴振动筛运动微分方程式的全解可知，机体在x和y轴方向的运动是自由振动和强迫振动两个简谐振动相加而成的，事实上，由于有阻尼力存在的缘故，自由振动在机器工作开始后就会逐渐消失，因此，机体的运动就只剩下强迫振动了。所以，只需要讨论公式的特解：

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第13页

ty （4-5） xAxcostx ； yAysin其特解为： AxKxMm2mr2Cosx1xtanC （4-6） 2KxMmAymr2CosyKyMm2 ytan1C （4-7）

KyMm2式中：Ax和Ay为x和y方向机体的振幅；x和y为机体的振幅和相位差角。 系统的自振频率为：

WpK （4-8） Mm下面根据图4.2来分析圆振动筛的几种工作状态： 1.低共振状态

低共振状态：nnP即KMm2若取KM2m2 ，则机体的振幅Ar。在这种情况下，可以避免筛子的起动和停车时通过共振区，从而能提高弹簧的工作耐久性，同时能件小轴承的压力，延长轴承的寿命，并能减少筛子的能量消耗，但是在这种工作状态下工作的筛子，弹簧的刚度要很大，因此，必然会在地基及机架上出现很大的动力，以致引起建筑物的震振动。所以，必须设法消振，但目前尚无妥善和简单的消振方法。

AωA图4.2 振幅和转子角速度的关系曲线

2.共振状态

共振状态:nnP即KMm2。振幅A将变为无限大。但由于阻力的存在，振幅是一个有限的数值。当阻力及给料量改变时，将会引起振幅的较大变化。由于振幅不稳定，这种状态没有得到应用。

ω

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第14页

3.超共振状态

超共振状态:nnP，这种状态又分为两种情况：

（1）n稍大于nP，即K稍小于Mm。若取KM2，则得Ar。因为nnP，所以筛子起动与停车时要通过共振区。这种状态的其它优缺点与低振状态相同。 （2）nnP，即为远离共振区的超共振状态。此时，KMm2。从图可以明显地看出：转速愈高，机体的振幅A就愈平稳，即振动筛的工作就愈稳定。这种工作状态的优点是：弹簧的刚度越小，传给地基及机架的动力就愈小，因而不会引起建筑物的振动。同时，因为不需要很多的弹簧，筛子的构造也简单。目前设计和应用的振动筛，通常采用这种工作状态。为了减少筛子对地基的动负荷，根据振动隔离理论，只要使强迫振动频率大于自振动频率P 的五倍即可得到良好的效果，采用这种工作状态的筛子，必须设法消除筛子在起动时，由于通过共振区而产生的共振现象。目前采用的消振方法如前所述。

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第15页

5.振动筛参数计算

5.1运动学参数的确定

由文献[1]选取和计算振动筛运动学：

参数振动机械的工作平面通常完成以下各种振动：简谐直线振动、非简谐直线振动、圆周振动和椭圆振动等。依赖上述各种振动，使物料沿工作面移动。当振动机械采用不同的运动学参数（振幅、频率、振动角和倾角）时，便可使物料在工作面上出现下列不同形式的运动：相对运动、正向滑动、反向滑动和抛掷运动。 1.抛掷指数KV

在一般的情况下 ，根据筛子的用途选取，圆振动筛一般取KV=3～5，直线振动筛宜取KV=2.5～4；。难筛物料取大值，易筛物料取小值。筛孔小时取大值，筛孔大是取小值。本次设计圆振动筛，选取KV4。 2.振动强度K

振动强度K的选择。主要受材料强度及其构件刚度等的限制，目前的机械水平K值一般在3～8的范围内，振动筛则多取3～6。本次设计选择K=4。 3.筛面倾角

对于单轴振动筛的倾角为： 作预先分级用 150~200

作最终分级用 12.50~17.50

对于圆振动筛一般取150～250，振幅大时取小值，振幅小时取大值。

本次设计采用的圆振动筛取200。 4.筛箱的振幅A

筛箱振幅A；是设计筛子的重要参数，其值必须适宜，以保证物料充分分层，减少堵塞，以利透筛。通常取A=3～6mm，其中筛孔大者取大值，筛孔小者取小值。本次设计选取A=5mm。

An25.筛子的振动频率n ：按照v和所确定的A值可以求解出频率值。

900000900000VCos9000004cos200 n （5-1） 845rpm556.振动强度校核：实际振动强度K按照下式计算：

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第16页

An2KSK （5-2） 5910An2584523.77K，所以符合振动强度要求。 在本设计中KS91059105筛子的实际强度：KS=3.77 K；

即筛子的频率和振幅分别为：A=5mm；n=845 rpm；Kv=4。

7.物料的运动速度

圆振动筛的物料运动速度计算：

VK0An(1Kvtan)m/s （5-3） 30式中：取修正系数K0≈0.1。 V0.15845(14tan20) =0.033m/s 305.2振动筛工艺参数的确定

由文献[2]选取设计振动筛工艺参数：

1..振动筛的工艺参数包括筛面的长度和宽度、筛分效率。 筛面的长度和宽度

由公式：QFq

式中：Q——处理量，Q=375t/h F——筛面的工作面积

q——单位时间处理量,q=50t/hm2

可得出F=7.5m2,选取筛面长度L=4.8m，所以B=F/L=7.5/4.8=1.56m

2.筛分效率

在筛分作业中，筛分效率是衡量筛分过程的质量指标。筛什效率是指筛下产物重量与原料中筛下级别(筛下级别是指原料中所含粒度小于筛孔尺寸的物料)重量的比值。筛分效率一般以百分数表示。筛分效率可按下式计算：

E100(a) (5-4)

a(100)式中 a——原料中筛下产物含量的百分数； ——筛上产物中筛下级别含量的百分数；

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第17页

将原科和筛上产物进行精确的筛分，根据筛分结果即可算出筛下级别含量a及。筛分所用筛面的筛孔尺寸和形状，应与测定筛分效率所用的筛子相同。

筛分机械的筛分效率与物料的粒度特性、物科的湿度、筛孔形状、筛面倾角、筛面长度、筛面的运动特性及生产率等因素有关。不同用途的筛分机械对筛分效率有不同的要求。

表5.1 2YA1548型圆振动筛的运动学参数和工艺参数

名称 筛面长度 振动强度 筛面倾角 筛箱振幅 处理量

数值 4.8m 4 20 5mm 50t/h

0名称 筛面宽度 抛射强度 振动方向角 筛子频率 物料运动速度

数值 1.56m 4 —— 845rmp 0.033m/s

2

5.3动力学参数

振动器偏心质量及偏心距的确定：由文献[3] 工作时，弹簧刚度小，故振幅计算式中K值可以略。

对于单轴振动筛： (Mm)Amr （5-5） 式中M—振动机体质量，M=883.48kg

m —偏心块质量， A—筛箱振幅，A=5mm r —偏心距，r=24mm

负号表示M与m重心在振动中心的两个不同方向上。 由式（3-13）得，m=

MA883.485==91kg Ar5245.4电动机的选择

5.4.1电动机功率计算

惯性振动筛的功率消耗主要是由振动器为克服筛子的运动阻力而消耗的功率N和克服轴在轴承中的摩擦力而消耗的功率 来确定。

电机的功率为：

MmAn3CAfd千瓦 （5-6） N177500 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第18页

C0.2~0.3，抛掷指数较小时，C0.25. 式中：C—阻力系数，一般d—轴承内圈直径，d0.1m

n—转动轴转数，n845rmp

—传动效率，0.95。

f—滚动轴承的摩擦系数，f0.001~0.003。 这里对于滚子轴承选取

f0.002。

6620910.00584530.250.0050.0020.1N=14.7KW

1775000.95由上式可求N=14.7KW

5.4.2 选择电机

由文献[17]，选择传动电机型号为Y160L—4型，其额定功率为15KW，n1460rmp 5.4.3电机的启动条件的校核

惯性振动筛起动时，电动机需克服偏心质量的静力矩和摩擦力矩，起动后由于惯性作用，功率消耗较少，因而需选用高起动转矩的电动机。因此，按公式计算的功率，必须按起动条件校核：

MMr0 (5-7) MHMH式中: Mr——电机的其动转矩； MH——电机的额定转矩；

M0——振动筛偏心重量的静力矩与轴承的摩擦静力矩之和

MH=9550

15N=9550=98.1 N·m (5-8)

1460n电 Mr= MHi (5-9)

式中： i——速比

——起动力矩系数 取=2.1

i=

n电n=

1460=1.73 (5-10) 845因此有

Mr=i=1.732.1=3.63 (5-11) MH 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第19页

M0=

M0' (5-12) i式中M0'为偏心质量的静力矩与轴承的摩擦力矩之和

M0'= M式中Mf总f总+Mj (5-13)

为振动器上轴承的摩擦力矩 Mf总=2Mf (5-14)

M4=0.002910.058(.1484530)20.11f=fFd3o4=2.27N·m 式中 F0mr2 将Mf值带入公式(3.20)得 Mf总=22.27=4.54 N·m

Mj为静力矩

Mjmrg=910.0249.8=51.72 N·m 将Mf总与Mj值带入公式(3.19)得M0'=4.54+51.72=56.26 N·m

将M56.260'值带入公式(3.18)得M0=

1.730.95=34.23N·m

M0M=34.23H98.1=0.349 由于

MrM=3.63,所以满足 MrM0,电机起动校核合格。 HMHMH表5.2 电动机性能 型 号 Y200L—4型 转速 rmp n1460rmp 功率 KW 15KW (5-15) (5-16) (5-17)

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第20页

6主要零件的设计与计算

6.1轴承的选择与计算

6.1.1轴承的选择

根据振动筛的工作特点，应选用大游隙单列向心圆柱滚子轴承。 按照基本额定动载荷来选取轴承

C式中：C——基本额定动载荷来 P——当量动载荷

Pmr2=910.024(

28452)=17.1KN (6-2) 60flP (6-1) fn fL——寿命系数，fL=2.3～2.8 本次设计选取fL=2.5

33.310 fn——转速系数，fn=（）=0.38 (6-3)

n3将数据带入公式(4.1) 得 C=

2.517.1=125.74KN 0.38查文献[17]，选GB297—84，轴承型号3G3622，内径110mm，外径245mm。 6.1.2轴承的寿命计算 轴承的寿命公式为：

L10=(

式中: L10的单位为106r

——为指数。对于球轴承，=3；对于滚子轴承，=10/3。

计算时，用小时数表示寿命比较方便。这时可将公式(4.1)改写。则以小时数表示的

106C轴承寿命为： Lh=() (6-5)

60nPC) (6-4) P式中：

C——基本额定动载荷C=125.74KN

n——轴承转数 P——当量动负荷

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第21页

选取额定寿命为6000h。 将已知数据代入公式(4.2)得：

106125.7410/3()=15249h>6000h 满足使用要求。 Lh=

6084517.1因此设计中选用轴承的使用寿命为15249小时。

6.2皮带的设计

6.2.1选取皮带的型号

带的设计功率PdKAP= 1.315 =19.5KW (6-6)

式中:KA——工况系数，查[11,22-18]表22.1—9得KA=1.3

P——传递的额定功率，P=15KW

根据Pd=19.5KW，小轮转数n1=1460rmp，查文献[16],[22-17]图22.1—1，选B型皮带。 6.2.2传动比

i=

n11460==1.73 (6-7) n8456.2.3带轮的基准直径

1．选择小带轮的基准直径dd1：查文献[16],[22-31]表22.1—14和[22-17]图22.1—1选取dd1=224mm

2. 选择大轮的基准直径dd2： dd2=idd1=1.73224=388mm 查[11,22-31]表22.1—14取dd2=400mm 6.2.4带速

带速常在V=5～25m/s之间选取

V=

3.142241460=17.12m/s (6-8)

601000601000dd1n1=

6.2.5确定中心距和带的基准长度

1.初定中心距 按0.7(dd1+dd2)02(dd1+dd2) 选取,因此有436.801280,选0=600mm。 2.带的基准长度Ld

(dd2dd1)2所需基准长度Ld0=20+(dd1+dd2)+

240 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第22页

带入数据得Ld0=1985.1 查文献[16],[22-13]表22.1—6选取基准长度Ld=2000mm 3.实际中心距

=0+

安装时所需最小中心距:

LdLd020001985.1=600+=607.45mm (6-9)

22min=0.015Ld=607.45-0.0152000=577.45mm (6-10)

张紧或补偿伸长所需最大中心距:

max0.03Ld=607.45+0.032000=667.45mm (6-11) 4.小带轮包角1

1=18005.单根带的基本额定功率P1

根据dd1=224mm,n1=1460rmp，查文献[16],[22-25]表22.1—13f得P1=7.47KW 考虑传动比的影响，额定功率的增量P1由[机械设计手册第三卷,22-25]表22.1—13f查得P1=1.14KW 6.带的根数Z Z=

dd2dd157.30=180040022457.30=163.400

607.45Pd19.5==2.4根

(P1P1)KKL(7.471.14)0.960.98 取3根

式中：K——小带轮包角修正系数，查文献[16],[22-18]表22.1—10K=0.96 KL——带长修正系数，查[机械设计手册第三卷,22-19]表22.1—11KL=0.98 7.单根带的预紧力F0

F0=500(

P2.51)d+mV2 (6-12)

ZVK式中m为带每米长的质量, 查文献[16],[22-19]表22.1—12查得m=0.17kg/m F0=500(

2.519.51)+0.17(17.12)2=354.36N 0.96317.12

带的设计参数如表6.1所示。

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第23页

表6.1 带的设计参数

皮带型号 最大轴间距 带的根数 小带轮直径

B型

577.45mm 3根

224mm

带轮轴间距 最小轴间距 预紧力 大带轮直径

607.45mm 667.45mm 354.36N 400mm

6.3轴的设计

6.3.1轴的设计特点

轴是组成机械的一个重要零件。它支承着其他转动件回转并传递转矩，同时它又通过轴承和机架联接。所有轴上零件都围绕轴心线作回转运动。所以，在轴的设计中，不能只考虑轴本身，还必须和轴系零、部件的整个结构密切联系起来。

轴设计的特点是：在轴系零、部件的具体结构未确定之前，轴上力的作用和支点间的跨距无法精确确定，故弯矩大小和分布情况不能求出，因此在轴的设计中，必须把轴的强度计算和轴系零、部件结构设计交错进行，边画图、边计算、边修改。

设计轴时应考虑多方面因素和要求，其中主要问题是轴的选材、结构、强度和刚度。对于高速轴还应考虑振动稳定性问题。 6.3.2轴的常用材料

轴的材料种类很多，设计时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求，以及为实现这些要求而采用的热处理方式，同时考虑制造工艺问题加以选用，力求经济合理。

轴的常用材料是35、45、50、优质碳素钢，最常用的是45钢。对于受载较小或不太重要的轴，也可用A3、A5等普通碳素钢。对于受力较大，轴的尺寸和重量受的限制，以及有某些特殊要求的轴，可采用合金钢。

本次设计选用45优质碳素钢。 6.3.3轴的强度验算

由文献[14][17]对轴进行校核：

由图6.1并结合振动筛的工作特点对轴进行受力分析，其受力分析如图所示: Pr=150kw，n=1460r/min。

求偏心轴的转速n1 ，带传动的传动效率0.96 。

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第24页

P1=Pr1500.9614.4 kw

nn1=

i式中i—带的传动比，i=400/224=1.786

n所以n1==1460/1.786=817.47r/min

iT1=9550Ft=2

P114.49550168.2NM n1817.47T12168.23737.8N d10.09由水平方向得：

FtY=FNH1 +FNH2 FtX=0 112FtY1058FNH2=0

解得：FNH1=3965.4N FNH2=-277.6N 由垂直方向得：

Fv=mg=291.825102918.25N Fv=FNV1FNV2 FNV1754FNV2754 解得：FNV1FNV21459.1N

从偏心轴结构图以及弯矩图中可以看出偏心轴的中间表面C是该轴的危险截面。

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第25页

图6.1

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第26页

现将截面C处的MHMV及M列于下表6.2 表6.2

载荷 支反力

水平面H

垂直面V

FNH1=3965.4N FNV1FNV21459.1N FNH2=-277.6N

弯矩M

MH=209.32N

M

MV=1108.18NM

总弯矩 T

M=

（ MH2+ MV2）=119.86 NM

168.2 NM

按弯扭合成应力校核轴的强度： 校核最危险截面C：ca[M12(2T)2]取0.6

W

ca[M12(2T)2]/W =119.862(0.6168.2)2/0.117530.3MPa 所以ca[1]60MPa 故轴的强度满足要求。

6.4支承弹簧设计验算

1、弹簧刚度计算

由文献[6]我们知道，选取弹簧刚度时，不仅要考虑使弹簧传给基础的动负荷不使建

筑物产生有害振动，而且还要必须考虑弹簧应该有足够的支承能力。弹簧刚度一般是通过强迫振动频率与自振频率p的比值来控制。通常吊式振动筛取频率比

z5～6，对于座式z4～5由此，对于单轴振动筛弹簧刚度计算公式：

pp2(Mm)() （6-13） K(Mm)2pz取z5，再有n=845次/分， 所以：

2n88.5次/分 60 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第27页

K(662091)(88.52)2102489.2N/m 52、计算弹簧钢丝直径

根据弹簧所受载荷特性要求，选取60Si2Mn钢丝。许用应力[p]根据文献[6]其中的表16-2按I类载荷选取480Mpa.查得切变模量G80103Mpa，由文献[19]，查得

s1200MPa。

初步选取旋绕比c8。

F2F66209.88109.5N 884c10.1651.18 4c4c曲度系数kd1.6F2kc1.68109.51.18812.63mm

480根据文献[6]中表16-5，选取d=16mm。 3、计算弹簧中径

D=cd=168=128mm

按文献[6]中表16-5，取系列值D=130mm。 4、计算弹簧圈数和节距

f00，

f27A707570105mm

根据文献得[6]：

nGD(f2f0)800001301054.11圈

8F2c488109.584根据文献[6]表16-5，取n=5圈，由表25-11得弹簧的总圈数为：

n1n02527圈

由文献[6]表16-4得弹簧的节距：

p0.28D0.2813036.4mm

5、求解弹簧的间距和螺旋角

由文献弹簧的间距：

pd36.41620.4mm

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第28页

由文献弹簧螺旋角：

arctanp36.4arctan5.1 D130

6、弹簧验算

1）弹簧疲劳强度验算

200MPa 由文献[6],图16-9，选取0所以有：F1d308kD16320081.181305504.95N

由弹簧材料内部产生的最大最小循环切应力：

max可得： max8KD8KDFF1 2min33dd8KD81.18130F=8109.5773MPa 2d31638KD81.18130F5504.95525MPa 233d16min 由文献[6]，式（16-13）可知：

疲劳强度安全系数计算值及强度条件可按下式计算：

Sca00.75minSF

max式中：0——弹簧材料的脉动循环剪切疲劳极限

SF——弹簧疲劳强度的设计安全系数,取SF=1.3-1.7 按上式可得： Sca00.75min4800.755251.32SF=1.3 =

773max所以此弹簧满足疲劳强度的要求。 2）弹簧静应力强度验算

静应力强度安全系数计算值及强度条件为：

SScasSs max式中s——弹簧材料的剪切屈服极限，s0.7s0.71200840MPa SS——静应力强度的设计安全系数，SS=1.3-1.7

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第29页

所以得： SSca所以弹簧满足静应力强度。 所以此弹簧满足要求。

s8401.32Ss=1.3 max773 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第30页

7振动筛的安装维护及润滑

7.1振动筛的安装及调试

7.1.1安装前的准备

振动筛在安装前，必须进行认真检查。由于制造的成品库存堆放时间较长，如轴承生锈、密封件老化或搬运过程中损坏等，遇到这些问题时需要更换新零件。如激振器，出厂前为防锈，注入了防锈油，正式投入运行前应更换成润滑油。安装前应该认真阅读说明书，做好充分准备。 7.1.2 安装

安装支撑或吊挂装置。安装时，要将基础找平，然后按照支撑或吊挂装置的部件图和筛子的安装图，顺序装设各部件。弹簧装入前，应按端面标记的实际刚度值进行选配。将筛箱连接在支撑或吊挂装置上。装好后，按规定倾角进行调整。对于吊挂式的筛子，应当时进行调整筛箱倾角和筛箱主轴的水平。一般先进行横向水平度的调整，以消除筛箱的偏斜，水平校正后，再调整筛箱纵向倾角。隔振弹簧的受力应该均匀，其受力情况可以通过测量弹簧的压缩量进行判断。给料端两组弹簧的压缩量必须一样，排料端两组弹簧也应该如此。排料端和给料端的弹簧压缩量可以有所差别。安装电动机及三角胶带。安装时，电动机的基础应该找平，电动机的水平需要校正，两胶带轮对应槽沟的中心线当重合，三角带的拉力要求合适。按要求安装并固定筛面。检查筛子各连接部件(如筛板子、激振器等)的固定情况，筛网应均匀张紧，以防止产生局部振动。检查传动部分的润滑情况，电动机及控制箱的接线是否正确，并用手转动传动部分，查看运转是否正常。检查筛子的如料、出料溜槽及筛下漏斗在工作时有无碰撞现象。 7.1.3 试运转

筛分机安装完毕,应该进行空车试运转，初步检查安装质量,并进行必要的调整。筛子空车试运转时间不得小于8h。在此时间内，观察筛子是否启动平稳迅速，振动和运行是否稳定，无特殊噪音，通过振幅牌观察其振幅是否符合要求。筛子运转时，筛箱振动不应该产生横摆。如出现横摆，其原因可能是两侧弹簧高差过大、吊挂钢丝绳的拉力不均、转动轴不水平或三角带过紧，应进行相应的调整。开车4h内，轴承温度溅增，然后保持稳定。最高温度不超过75℃，温升不能超过40℃。如果开车后有异常噪音或轴承温度急剧升高，应立即停机，检查轴是否转动灵活及润滑是否良好等，待排除故障后再启动。开车24h后停机检查各连接部件是否松动，如果有松动，待紧固后再开车。试车

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第31页

8h后无故障，才可对安装工程验收。

7.2操作要点

操作人员在工作前应阅读值班记录，并进行设备的总检查。检查三角带的张紧程度、振动器中的油位情况，检查筛面张紧情况、各部螺栓紧固情况和筛面破损情况。筛子启动应遵循工艺系统顺序。在筛子工作运转时，要用视、听觉检查激振器和筛箱工作情况。停车后应用手接触轴承盖附近,检查轴承温升。筛子停车应符合工艺系统顺序。除特殊要求外，严禁带料停车后继续向筛子给料。交接班时应把当班筛子技术情况和发现的故障记入值班记录。记录中应注明零部件的损伤类别及激振器加、换油日期。筛子是高速运动的设备，筛子运转时操作巡视人员要保持一定的安全距离，以防发生人身事故。

7.3 维护与检修

振动筛维护和检修的目的是了解筛子的全面情况，并以修理和更换损坏、磨损的零部件的方法恢复筛子的工作能力。其内容包括日常维护、定期检查和修理。 7.3.1 维护

1.日常维护

日常维护内容包括筛子表面，特别是筛面紧固情况，松动时应及时紧固。定期清洗筛子表面，对于漆皮脱落部位应及时修理、除锈并涂漆，对于裸露的加工表面应涂以工业凡士林以防生锈。

2.定期检查

(1)周检：检查激振器、筛面、支撑装置等各部螺栓紧固情况，当有松动时应加以紧固。检查传动装置的使用状况和连接螺栓的锁紧情况，检查三角带张紧程度，必要时适当张紧。检查筛子时，须特别注意查看在飞轮上的不平衡重块固定得是否可靠,如固定不牢,筛子运转时,不平衡重块就可能脱离飞轮，导致安全事故。

(2)月检:检查筛面磨损情况，如发现明显的局部磨损应采取必要的措施(如调换位置并重新紧固筛面。检查整个筛框，主要检查主梁和全部横梁焊缝情况，并仔细检查是否有局部裂缝。检查筛箱侧板全部螺栓情况，当发现螺栓与侧扳有间隙或松动时，应更换新的螺栓。 3.修理

对筛子进行定期检查时所发现的问题，应进行修理。修理内容包括及时调整三角带拉力，更换新带，更换磨损的筛面以及纵向垫条，更换减振弹簧，更换滚动轴承、传动

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第32页

齿轮和密封，更换损坏的螺栓，修理筛框构件的破损等。筛框侧板及梁应避免发生应力集中，因此不允许在这些构件上施以焊接。对于下横梁开裂应及时更换，侧板发现裂纹损伤时，应在裂纹尽头及时钻5mm孔，然后在开裂部位加补强板。激振器的拆卸、修理和装配应由专职人员在洁净场所进行。拆卸后检查滚动轴承磨损情况，检查齿轮齿面，检查各部件连接情况，清洗箱体中的润滑回路使之畅通，清除各结合部上的附着物，更换全部密封件及其他损坏零件。

维修时应特别注意：

(1)激振器及传动装置拆卸应由有经验的技术工人进行，严禁野蛮操作，防止损坏设备。装配前应保持零件洁净。

(2)更换后的新筛网应每隔4~8h重新张紧一次，直到安全张紧为止。 7.3.2常见故障处理

筛分机在工作中常见的故障、原因及消除措施见表5.1。

表5.1 筛分机的常见故障及消除措施

常见故障

原因 筛孔堵塞 原料的水分高

筛分质量不好

筛子给料不均匀 筛上物料过厚 筛网不紧

消除措施 停机清理筛网 对振动筛可以调节倾角

调节给料量 减少给料量 拉紧筛网

7.4振动筛的轴承润滑的改进

传统的振动筛润滑方式为激振器轴承油浴润滑迷宫密封。设备运转2年后均出现轴承座漏油问题，致使轴承缺油冒烟甚至损坏，严重影响了正常的生产。究其原因，主要是环境粉尘较大造成密封板磨损。于是经测绘并结合设计规范重新制作了密封板。但由于加工精度低，在运转时产生干涉，将间隙增大，则密封效果差。 7.4.1措施

经计算轴承速度系数，选用冷却效果较好的油浴润滑是合理的。但在实际使用过程中，由于作业环境恶劣，加上备件制作和安装技术有限，不易密封何维护困难就成其致命弱点。因此，我们对原振动筛轴承润滑方式进行了改造。具体做法是在原轴承座内端增加一挡油盘，轴承座也密封板形成润滑油腔，实现脂润滑。为弥补脂润滑冷却不足，

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本次设计选用能耐高温的钙钠基润滑脂（ZBE3600188）。 7.4.2效果

实践证明，振动筛经过改造后效果比较明显。这不仅确保了生产正常进行，而且避免了备件大量浪费。

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第34页

8 设备的环保、可靠性和经济评价

8.1 设备的环保

对于大型振动筛，由于它在操作中发生强烈的叫嚣声，这些噪声将直接影响到劳动环境的安宁，因此必须设置消音器，以降低噪声的发散。

噪音是当今世界的第三大公害，仅次于大气污染与水源污染。长期生活、工作在噪声中，会降低并危害人的工作能力并会给人的生理功能带来严重的危害，因此不允许在超过90分贝的噪声环境中长期工作。

噪声主要是由于气体具有较高的压力或温度形成的。这是气体内能，在放散时这些内能将随着气体释放出来，转变为气体的动能与声能，放散时会形成形成强烈的气流，致使整个放散管道系统发生共鸣，形成强烈的噪音。消声装置的消声原理应是能够吸收气体的内能，放散时能把人耳能听见的声音震动频率（20—20000赫）转变为人耳听不见的次声频率或超声频率，以此减弱或消声，并能使强烈的气流经逐级减缓放散出去，这样可以防止系统发生震动与共鸣。

8.2 设备的可靠性

8.2.1可靠度的计算

R(t)—可靠度函数

Rtet （8.1）

式中：—失效率，常数。取＝2.2103

R(t)＝et22005002200 ＝0.797

R(500)＝e8.2.2可靠度的计算

机械设备的可靠性另一个指标使用寿命，即平均寿命。工作时间随机变量的期望值。

tR(t)dt （8.2）

0式中：t—平均寿命R(t)—可靠性函数，机械设备是可修复系统，即在一次年修的平均工作时间若R(t)＝et，—常数。

t＝etdt

0 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第35页

＝

1

—设备的失效率，取＝2.2103

t＝

1＝454.5h 32.210若一次年修期间，预计定修24次。静t＝24454.5＝10908h

8.3设备的经济评价

8.3.1投资回收期

Pt式中：Ko—总投资额 Ko＝200万元 Hm—年平均净收益 Hm＝30万元

代入式8.4得：

Pt=

Ko （8.3） Hm200=6.7年 30Pc10年 c—基准回收期，PPt投资回收期用平均年净收益来返本的总投资额。

投资回收期静态经济评价方法，设备投产后以每年取得的净收益，包括利润和设备折旧费，将全部投资即固定资产投资和流动资金回收所需时间，以年为单位，从建设年

积累净现金流量开上年份净现金流量的绝对值算起。Pt （8.5） 1当年净现金流量始出现正值年份数

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第36页

表8.1 设备工作状态表 单位：万元

时期（年） 建设期 年净收益 累积净收益

1 20

2 15

3

4

5

6

7

8

9

10

5 -30

8 -22

10 -12

15 3

15 18

20 38

20 58

25 83

-20

-35

Pt6112 15 ＝5.8年 中小企业冶金设备 Pc8年

Pt设备是可修复设备，随着一次次年修它的性能总是逐渐下降，老化费用逐年增加，若不计残值，可用低老化数值法计算设备合理更新期。因为年低老化增加值逐年增加，如维护和修理费用燃料动力费超额支出，合理使用期为：

T＝2K0 （8.4）

式中：K0—总投资额；K0＝90万元； —年低老化增加值；＝0.9万元； 代入公式(8.6)得T=

290＝14.1年 0.9设备使用到14年时，费用最小，再继续使用则费用迅速增加，应该更新。

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第37页

结束语

本次设计的

2YA1548圆振动筛是在消化吸收国外先进技术基础上，自行设计的大

型振动筛。本次设计主要对圆振动筛的筛箱、激振器、支承隔振装置以及传动装置进行了设计；对振动筛的动力学分析及动力学参数的计算；对电机的选择及校核；对主要零件进行设计，通过校核均满足使用要求；对设备的环保及经济评价进行分析计算。

通过本次设计，对振动筛的知识有了深刻的认识，学会了如何大学期间所学到的知识应用到实践当中，对今后的工作和学习有非常大的帮助。同时通过本次设计了解到，我国的筛分技术在近几年有了长足的发展,很多单位已经掌握了筛分机械的设计理论和方法 ,进行了很有成效的研制工作 ,解决了很多实际问题。可以说 ,我国的筛分技术目前已接近世界先进水平 ,但仍有差距 ,还要努力。在今后 ,要做好以下几点工作:

1.研究先进筛分理论 ,发展新型筛分机械。 2.发展大、重、超重型筛分设备。 3.研究难筛分物料的筛分机械。 4.提高“三化”程度。

5.加强筛分设备关键技术的研究。 6.搞好引进与吸收工作。

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致谢

在吴秀娥老师的精心指导和严格要求下，本次设计才得以完成，在整个毕业设计期间，从选题、设计到最后的图纸和说明书的完成都倾注了指导老师的大量心血，老师以他渊博的知识和严谨的治学作风，指导我如何更好地做好设计工作。在许多设计工作中给了我细致无微的指导。此外老师细心的指导和平易近人的作风让我最感动，让我收获最大的是他对学问的一丝不苟的态度和对知识精益求精的追求。每一个细微的知识都严格要求，使我能顺利完成设计任务的保证。

同时在设计中得到了多位老师和同学的帮助，还有图书馆资料室、学院机房的老师和鞍山矿山机械有限责任公司的工程师也给了我很大帮助。

最后，衷心地感谢吴老师以及评阅设计和参加答辩的各位专家、教授。

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第39页

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辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第40页

附录

单轴圆振动筛偏心块质量如下表所示：