毕业设计(振动筛.docx

重庆工商大学2009届毕业“论文”设计题 目 振动筛动力工艺参数的设计 专 业： 机械设计及自动化姓 名： XXX班 级： XXX指导教师： XXX 起止日期： 2012年1月18日至2012年5月18日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3〜8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=2.5〜4.0；对圆振动 筛一般取KV=3.0〜5.0；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土 10°范围内选取， 对圆振动筛一般取15°〜25°,推荐取20°±2.5°，振幅小时取大值，振幅大时取小值4) 推荐方向角C，是直线振动筛的重要参数之一，一般取C =30°〜65°难筛物料取 大值，易筛物料取小值，我国目前多用40°〜45°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=3〜6mm，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：Z ■:竺4 (1)2 兀 2 A sin 6对圆振动筛：4匹匝 (2)2 兀2 A式中：f——振动频率，Hz；K——抛射强度；a 筛面倾角，(°);6——振动方向角，(°)7) 实际振动强度Ks，按下式校核:< K (3)式中：K—预选的振动强度（见1）,若K值过大，应在调A和3的同时并验算K （见 2）； g=9.8m/s2。

2 动力学参数2.1参振质量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；M=fwBLY 工 Hf——物料结合系数，取0.2；J WL 筛面长度，m；EH.——各层筛面上料层平均厚度的总和，mM6 其它参振质量，kg2.2弹簧刚度K对单质量系统：K= O 2M （5）g式中：K——系统中弹簧的总刚度，N/m；w——系统的固有频率，rad/s；gw 振动的圆频率，rad/s；jw =巴j 30n 筛箱振动次数，r/min；M 参振质量，kg2.3块偏心振动器的偏心块质量和回转半径关系M A=n Wr （6）z k式中：M 参振质量，kg；n——偏心块的组数；ZW 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：i(7)W r=、W 2 r 2 + 2W rW r cos 申 + W 2 r 2 k V z z z z f f f f式中：W 主偏心块的质量，kg；Z oW———副偏心块的质量，kg；r 主偏心块的回转半径，m；Zrf 副偏心块的回转半径，m；（P——主、副偏心块的夹角，（°）。

在主、副偏心块已定的情况下，可按式（7）计算其夹角卩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G(xr y)(3)重心计算E(WX ) X= i iEWiE(WY) y= i_i -EWi图2mm （8）mm （9）式中：Wi——第i个构件的重量，kg； E Wi i个构件重量的总和，kg；x.、y. 第i个构件的重心坐标，mmi i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电动机功率N= 1 (N1+N2) kW (10)式中：n——传动效率，取0.95；N——振动消耗的功率:CMA2 n 31 1740480kW (11)C—阻尼系数，推荐C=0.2〜0.3；n 振动次数，r/min；n2——摩擦消耗的功率：N2=f MA n 3 dm 1740480kW (12)f——摩擦系数；md——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：M >M. （13）q j式中：M.——静转矩：M.=9.8n W r N • mj z kMq 电动机的静起动转矩（查有关电动机手册） N • m4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住，轴及偏心块的自重Wz及W，支撑反力 RA、Rb，静转矩Mj当F］、Wz、％方向一致时，轴受力最大受力状态如图3所示1fi1111 i卜* 卜BFi4.1.2轴承的计算与选择图17 中,力W及W与F1相比很小，为简化计算略去不及；力F与F1方向相反,z k 1 g 1略去F使之偏于安全这样轴承上的轴向力为零，径向力为：gR=R =R = F =Wr3 2 N （14）AB 1 k j式中：00 振动的圆频率，rad/sj轴承的额定动负荷为：f f(15)C=Ld^pf fn t式中：C——轴承额定动负荷，N；P——当量动负荷P=R, N；f、f、f、f ——在轴承手册的有关表中选取，其中额定寿命为lOOOOh。

h p n t根据振动器的工作特点，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4F；F；I■■6心轴材料为45钢，按II类载荷计算，其许用弯曲应力为：[b ]=93.1MPaw危险断面的当量弯矩Mt为：M=x：'M 2 + (a T)2 N ・ m (16)式中：M 弯矩，N・m；M=F1LF1 离心力，N；L——危险断面到行点的距离，m；a 根据扭矩性质而定的折合系数；对不变扭矩取a ~0.3；T 扭矩，N・m；NT=9.55 X103nN——输入的功率，kW；n 轴的转速，r/min危险断面的应力应满足：w [b ] w(17)式中：b——弯曲应力，Pa；w截面模数，m34.3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图518)Kd=(19)Zo= j =3~7 0 Gg式中：Z0——频率比，小型筛取小值，大型筛取大值式中：Kd——单个弹簧的刚度，N/m；K——弹簧的总刚度，N/m；n ——支撑弹簧的个数t△h=（4~6）A （对小型筛△h=0.014m） （20）式中： 弹簧的最大变形量，mW0.15〜0.20 (21)H0=0.5〜1.0 (22)式中：H0 弹簧的自由咼度，m；D——弹簧的外径，m。

D 一 de=D一^ (23)4 H0式中：①——受压面积与自由面积之比；d 弹簧的内孔直径，mK =1.2 (1+1.652) (24)xE =1.2 E (25)d j式中：K——外形系数；XEd——动弹性模量，N/m2；E. 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 X 105e0.033作 (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20Kd =E K F d x H -Ah(27)式中：F——弹簧的受压面积，m2强度应满足:c 二叽 < Q ] j F j(28)[c ]j式中：c ——橡胶的压缩应力，Pa；j橡胶的许用压缩应力，Pa，取[c ]=980kPaj4.3.2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。