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1、毕业“论文”设计题 目： 振动筛动力工艺参数的设计 目 录0 前 言11 运动学参数12 动力学参数22.1参振质量22.2弹簧刚度22.3块偏心振动器的偏心块质量和回转半径关系22.4筛箱重心计算及振动器位置的选择33 电动机43.1 电动机类型43.2 电动机功率43.3 启动转矩的校核44 主要零件的设计计算54.1 轴承54.2 振动轴54.3 弹簧74.3.1 圆柱型橡胶弹簧74.3.2 金属螺旋弹簧95 结论90 前言：振动筛分为直线振动筛、圆振动筛和复合振动筛，主要用于物料的分级、脱水、脱泥、脱介。振动筛是一种高速振动的设备，其振动频率可达24Hz，因此对于振动设备的力学运动必须
2、进行设计计算。振动筛的设计应按其用途、使用要求和物料特性等实际条件进行，其参数、结构应满足先进性、可靠性以及经济合理的要求。本文对振动筛的动力参数进行理论上的设计与探讨。1 运动学参数（1） 振动强度K，根据目前的机械水平，K值一般在38范围内。（2） 抛射强度KV，根据振动筛的用途选取，直线振动筛宜取KV=2.54.0；对圆振动筛一般取KV=3.05.0；难筛物料取大值，易筛物料取小值；筛孔小时取大值，筛孔大时取小值。（3） 筛面倾角，对直线振动筛一般取0，为适应不同需要可在10范围内选取，对圆振动筛一般取1525，推荐取202.5，振幅小时取大值，振幅大时取小值。（4） 推荐方向角，是直线
3、振动筛的重要参数之一，一般取=3065。难筛物料取大值，易筛物料取小值，我国目前多用4045。（5） 筛箱振幅A，是设计振动筛的重要参数之一，其值必须事宜，以保证物料充分分层，减少堵塞，以利透筛。通常取A=36mm，其中筛孔大时取大值，筛孔小时取小值。（6） 振动筛振动频率f，按下式计算：对直线振动筛：f=.（1）对圆振动筛：f=.（2） 式中：f振动频率，Hz； Kv抛射强度； 筛面倾角，（）； 振动方向角，（）。（7） 实际振动强度Ks，按下式校核：Ks=.（3） 式中：K预选的振动强度(见1)，若Ks值过大，应在调A和的同时并验算Kv（见2）；g=9.8m/s2。2 动力学参数2.1 参
4、振质量M=M1+ M2+ M3+ M4+ M5+ M6 kg.（4）式中：M1筛箱质量，kg； M2振动器质量，kg； M3支撑装置的上弹簧座总质量，kg； M4联轴器及其罩壳的质量，kg； M5物料质量，kg； M5=fwBLHi fw物料结合系数，取0.2； L筛面长度，m； Hi各层筛面上料层平均厚度的总和，m。 M6其它参振质量，kg。2.2 弹簧刚度K对单质量系统：K=M.（5）式中：K系统中弹簧的总刚度，N/m； 系统的固有频率，rad/s； 振动的圆频率，rad/s； = n筛箱振动次数，r/min； M参振质量，kg。2.3 块偏心振动器的偏心块质量和回转半径关系M A=nz
5、Wkr.（6） 式中：M参振质量，kg； nz偏心块的组数； Wk每组偏心块的质量，kg； r偏心块的回转半径，m。这种振动器通常用改变主、副偏心块的夹角的方法来改变激振力，从而达到调整筛箱振幅的目的。参考图1得：Wkr=.（7）式中：Wz主偏心块的质量，kg； Wf副偏心块的质量，kg； rz主偏心块的回转半径，m； rf副偏心块的回转半径，m； 主、副偏心块的夹角，（）。图1在主、副偏心块已定的情况下，可按式（7）计算其夹角。2.4 筛箱重心计算及振动器位置的选择（1）鉴于振动筛筛箱的对称性，重心可在垂直于筛面的纵平面内进行计算，筛宽方面的重心即在筛箱宽度的中间；（2）平面坐标系原点的选取
6、尽量与设计基准一致，一般选在筛箱侧板的左下角，垂直方向为Y轴，水平方向为X轴，如图2所示。图2（3）重心计算x= mm.（8）y= mm.（9）式中：Wi第i个构件的重量，kg； Wii个构件重量的总和，kg； xi、 yi第i个构件的重心坐标，mm。实际重心可根据物料分布特性作适当的调整；（4）圆振动筛的振动器，多装在略偏于给料端的接近参振重量重心的位置；直线振动筛的振动器多装在重心的上方，并使振动力的合力通过参振重量的重心，因物料粒度过大或结构需要亦可装在下方。3 电动机选择3.1电动机类型根据振动筛起动力矩较大的特点，振动筛采用Y2系列电动机驱动。计算中需进行静转矩的校核。3.2 电动机
7、功率N=(N1+N2) kW.（10）式中：传动效率，取0.95； N1振动消耗的功率：N1= kW.（11） C阻尼系数，推荐C=0.20.3； n振动次数，r/min； N2摩擦消耗的功率：N2= kW.（12） fm摩擦系数； d振动器轴的直径，m。3.3 启动转矩的校核所选电动机静起动转矩应满足：MqMj.（13）式中：Mj静转矩： Mj=9.8nzWkr Nm Mq电动机的静起动转矩（查有关电动机手册） Nm。4 主要零件的设计计算4.1 轴承4.1.1 轴的受力分析圆振动筛和直线振动筛所用的块偏心振动器，有一根通轴，其上装有两组偏心块，偏心块的旋转产生强大的激振力，激发振动筛也使自
8、身振动，因此该轴承受着偏心块旋转产生的离心力F1及偏心块产生的惯性力Fg，轴及偏心块的自重Wz及Wk，支撑反力RA、RB，静转矩MJ。当F1、Wz、Wk方向一致时，轴受力最大。受力状态如图3所示。图34.1.2 轴承的计算与选择图17中，力Wz及Wk 与F1相比很小，为简化计算略去不及；力Fg与F1方向相反，略去Fg使之偏于安全。这样轴承上的轴向力为零，径向力为：R=RA=RB= F1=Wkr N.（14）式中：振动的圆频率，rad/s。 轴承的额定动负荷为：C=P.（15）式中：C轴承额定动负荷，N； P当量动负荷P=R，N； 、在轴承手册的有关表中选取，其中额定寿命为10000h。根据振动
9、器的工作特点，选用大游隙（3G）轴承。4.2 轴的强度验算根据振动器的结构，轴的形状、载荷分布及弯矩、扭矩图见图4。图4 轴材料为45钢，按类载荷计算，其许用弯曲应力为：=93.1MPa 危险断面的当量弯矩Mt为：Mt= Nm.（16）式中：M弯矩，Nm； M=F1L F1离心力，N； L危险断面到F1点的距离，m； 根据扭矩性质而定的折合系数；对不变扭矩取0.3； T扭矩，Nm； T=9.55103 N输入的功率，kW； 轴的转速，r/min。 危险断面的应力应满足：=.（17） 式中：弯曲应力，Pa； Z截面模数，m3。4.3 弹簧4.3.1 圆柱型橡胶弹簧的计算 圆柱型橡胶弹簧几何尺寸见
10、图5。图5Z0=37.（18） 式中：Z0频率比，小型筛取小值，大型筛取大值。Kd=.（19） 式中：Kd单个弹簧的刚度，N/m； K弹簧的总刚度，N/m； 支撑弹簧的个数。h=（46）A（对小型筛h=0.014m）.（20） 式中：h弹簧的最大变形量，m。0.150.20.（21） =0.51.0.（22） 式中：H0弹簧的自由高度，m； D弹簧的外径，m。=.（23）式中：受压面积与自由面积之比； d弹簧的内孔直径，m。Kx =1.2（1+1.652）.（24）Ed =1.2 Ej.（25） 式中：Kx外形系数；Ed动弹性模量，N/m2；Ej静弹性模量，N/m2。 静弹性模量与邵氏硬度的关系式为：Ej =3.57.（26） 式中：HS橡胶弹簧的邵氏硬度，度；静弹性模量与橡胶邵氏硬度关系曲线见图20。Kd =.（27） 式中：F弹簧的受压面积，m2。强度应满足：.（28） 式中：橡胶的压缩应力，Pa； 橡胶的许用压缩应力，Pa，取=980kPa。图64.3.2 金属螺旋弹簧 金属螺旋弹簧的计算按照机械设计手册（弹簧篇）进行计算和校核。5 结论振动筛的理论计算在实际的使用过程中，可能还有一些差异，这种差异是不可避免的，只有通过不断的探索，根据实际情况作出必要的调整，才能满足实际的使用要求，达到经济、合理、可靠和安全适用的目的。
