毕业设计（论文）振动筛的设计.pdf

摘要我国的振动筛在运行和维修方面中存在着大量的问题。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。本文针对这些问题特设计了 ZKB3660型直线振动筛，这类振动筛可以很好的解决此类问题，该系列振动 筛是工矿企业普遍应用的筛分机械，用作物料的筛分、分级、洗涤、脱 介、脱水之用。根据的是自同步原理，采用的是双电机直接驱动，代替强 制同步式的齿轮传动，振动轨迹为直线。克服了以往振动筛由于单电机拖 动，齿轮强迫传动引起的齿轮润滑，封闭问题，从而提高了整个振动筛的 使用寿命。设计分析论述了设计方案，包括振动筛的分类与特点，对物料 的运动分析，对振动筛的动力学分析及动力学参数计算，包括原始的设计 参数，电机的设计与校核；进行了主要零部件的设计与计算，弹簧的设计 计算，轴的强度计算，轴承的选择与计算，然后进行设备维修、安装的设 计。最后进行了振动筛的的环保以及经济分析。关键词：直线振动筛；块偏心式；弹簧；电动机AbstractChina since reform a nd opening,vibra t ing screen indust ry ha ve seen significa nt development.In pa rt icula r,t he 21st cent ury,ex ist s in a ll w a lks of life in t he sha ker.How ever,vibra t ing screen ca reer st a rt ed la t e in China,ra pid development,t herefore,in t he vibra t ing screen opera t ion a nd ma int ena nce,t here a re ma ny problems.These problems highlight t he performa nce of t he sieve box off bea m,cra ck help,dilut e oil lubrica t ion in t he box vibra t or oil spills,fight gea r t eet h,bea ring t empera t ure rise t oo high,noise,et c,a nd a ccompa nied w it h a jump drive w it h a belt a nd ot her fa ult s.These problems direct ly a ffect t he life of a sha ker,ha s seriously a ffect ed product ion.ZKB3660 linea r vibra t ing screen ca n solve such problems,t he series of vibra t ing screen is w idely used in screening indust ria l a nd mining ma chinery,used a s t he ma t eria l of t he screening,gra ding,w a shing,using t he t w o-mot or direct drive,inst ea d of ma nda t ory synchronous gea r drive,vibra t ion t ra ck a st ra ight line.Overcome in t he pa st a s a single sha ker mot or dra g,ca used by t he gea r drive gea r forced lubrica t ion,closed quest ions,t hereby increa sing t he life of t he sha ker.Design a nd Ana lysis discusses t he design,including t he cla ssifica t ion a nd cha ra ct erist ics of vibra t ing screen,t he movement of ma t eria ls a na lysis,Dyna mic a na lysis of sha ker a nd kinet ic pa ra met ers,including bot h t he origina l design pa ra met ers,mot or design a nd verifica t ion;for a ma jor Pa rt s of t he design a nd ca lcula t ion of spring design a nd ca lcula t ion,sha ft st rengt h ca lcula t ion,bea ring select ion a nd ca lcula t ion,a nd t hen proceed t o equipment ma int ena nce,inst a lla t ion design.Fina lly,a vibra t ing screen of t he environment a l a nd economic a na lysis.Keywords:Linea r；Sha ker-st yle；Spring mot or;Eccent ric block目录1绪论.11.1引 言.11.2振 动筛国内外的现状及发展趋势.31.2.1国内振动筛研究现状.31.2.2国外振动筛研究现状.4L2.3国内技术发展趋势.41.2.4国外技术发展趋势.4L3振动筛的分类及各自的特点.51.3.1圆运动振动筛.51.3.2直线振动筛.51.3.3其它类型的振动筛.62 ZKB3660直线振动筛总体设计.82.1振动筛的选型及工作原理.82.2整体方案的确定及结构特点.92.2.1 筛箱.92.2.3联轴器.182.2.4支撑装置.203 ZKB3660直线振动筛的设计计算.233.1 直线振动筛筛面上物料的运动分析.233.1.1筛面的运动方程.233.1.2筛面上物料的运动分析.243.2.工艺参数的选择.253.2.1筛面的长度和宽度.253.2.2处理量的校核.263.3运动学参数的确定.263.3.1筛面的倾角.263.3.2抛射角.273.3.3振动强度.273.3.4抛射强度.273.3.5振幅和频率.283.3.6实际振动强度的校核.293.4动力学参数的确定.293.4.1振动筛参振重量的计算.293.4.2激振器偏心块质量及偏心距的确定.303.4.3弹簧刚度计算.303.4.4电动机功率的选择.323.4.5启动转矩的校核.333.4.6筛箱质心的计算.333.5主要零件的设计计算.343.5.1轴的设计计算.343.5.2 轴承的选择与校核.373.5.3 弹簧的设计计算.383.5.4筛框横梁强度的计算.394 ZKB366O直线振动筛的安装与维护.434.1 直线振动筛的安装与调试.434.1.1筛分机的工艺配置关系.434.1.2 安装.434.1.3试运转.454.2直线振动筛的维护与检修.464.2.1筛分机的操作.464.2.2日常维护、保养.46经济技术分析.50设计总结.51参考文献.53致谢.55附录一.56附录二.771绪论1.1 引言我国是一个以煤炭为主要能源的国家，难选煤和高硫煤所占比重较 大，而且随着我国洁净技术的发展及对人类生存环境的日益重视，大力发 展高效率的选煤技术是必然结果。选煤是洁净煤技术的基础，先进高效和经济实用的选煤技术一直是人 们追求的目标，虽然选煤技术的发展仍将趋于多元化，但基本趋势是:选 煤装备大型化；重介技术占主要市场；装配式成为选煤厂建设的新模式；选煤过程控制自动化和全厂自动化。我国的煤炭洗选加工技术，通过自行研究开发和引进消化，已有长足 的进步。国外已有的各种分选工艺我国均已具有，在个别领域已达到国际 领先水平。近年来，在选煤工艺的研究开发方面有了较大发展，基本满足了不同 条件选煤生产的需求。跳汰方面，在深入进行理论和实验室研究的基础上，采用多项新技术 开发了 SKT系列和X系列跳汰机，其适应煤质的能力、自动化程度都可与 国外同类设备相媲美，目前进一步向智能化、全自动化方向发展；自行开 发的液压驱动式动筛跳汰机已初步形成系列，其技术指标、理论研究成果 都接近或超过国际先进水平。重介质方面，研究开发的大型无压、有压三产品重介质旋流器选煤系 统，技术指标优于国际先进水平，且实现了大面积推广；研制的大型重介 质分选机，分选指标优于同型号的“TESKA”分选机，已形成系列；在国际 上率先研制成功的50Omni重介质旋流器和随后开发的一0.5mm级煤泥重介质旋流器及其分选工艺，使选煤工艺流程得到简化并取得了良好的技术 效果。我国自行开发的空气重介流化床干法选煤系统，在国际上首先应用 于生产。浮选方面，在对传统浮选工艺和设备进行进一步完善的基础上，已经 形成了各种机械搅拌式、喷射旋流式浮选机系列，同时对强化细粒级浮选 效果的各种浮选柱、高选择性浮选机等进行了初步的研究并取得了一定的 进展。煤泥水处理方面，在压滤机得到广泛应用的基础上，提出了强气压穿 流式压滤脱水的概念，并完成了 200平方米强气压穿流式压滤机的工业性 试验；经过二十多年的研究开发，研制成功了系列圆盘加压过滤机，技术 指标与国际同类设备相近并已得到推广；研制的大型卧式沉降离心机、平 带式过滤机、大型盘式真空过滤机等新型煤泥回收工艺及设备也已在工业 生产中应用。原煤准备及筛分脱水方面，已开发使用了大型多齿辐破碎机和强力分 级破碎机，超过16平方米的大型分级筛也已在选煤厂应用；利用模态分析 技术开发了系列重心偏移式振动脱水筛并广泛推广；节能的高频振动电磁 筛、各种高频筛也已在生产中应用。此外，在复合式干法选煤、煤泥滤饼干燥破碎等方面，也取得了初步 的成果；对高梯度磁选、选择性絮凝、摩擦静电选煤及微波、化学脱硫法 等新技术，也进行了实验室的试验探索。振动筛具有结构简单、工作性能可靠、维修量小、故障率低、筛面不 易堵塞、筛分效率高、造价低等特点，而且无论振动筛振动还是不振动时 都能随时清理筛内杂物，不影响振动筛的正常工作。因此，振动筛在筛选 煤中有着广泛的应用。振动筛是洗煤选中不可缺少的一种装置，在后续工作中起着非常重要 的作用。它不仅对细煤有筛选作用，而且对粗煤也有振动细化的作用。由于本次设计的振动筛激振力大，筛箱及其上面的物料运动有很大的 加速度，所以特别适合于煤炭的脱水，脱介和脱泥，也同时用于分级处 理。本次设计的新型振动筛不仅适合煤炭行业，同时也适合化工，冶金、矿山。1.2 振动筛国内外的现状及发展趋势1.2.1 国内振动筛研究现状一】由于工业发展缓慢，基础比较薄弱，理论研究和技术水平落后，我国 筛分机械的发展是本世纪50年的事情，大体上可分为三个阶段。仿制阶段：这期间，仿制了前苏联的RYT系列圆振动筛、BKT-1K KT-0MZ型摇动筛；波兰的WK-15圆振动筛、CJM-21型型摇动筛和WPK WP2型 吊式直线振动筛。这些筛分机仿制成功，为我国筛分机械的发展奠定了坚 实的基础，并培养了一批技术人员。自行研制阶段：从1966年到1980年研制了一批性能优良的新型筛分 设备，1500mmx 3000mm重型振动筛及系列，15平方，30平方共振筛及系 列，煤用单轴、双轴振动筛系列，YK和ZKB自同步直线振动筛系列，等 厚、概率筛系列，冷热矿筛系列。这些设备虽然存在着故障较多、寿命较 短的问题，但他们的研制成功基本上满足了国内需求，标志着我国筛分机 走上了独立发展的道路。提高阶段：进入改革开放的80年代，我国筛分机的发展也进入了一个 新的发展阶段。成功研制了振动概率筛系列，旋转概率筛系列，完成了箱 式激振器等厚筛系列、同步重型等厚筛系列、重型冷热矿筛系列、驰张 筛、螺旋三段筛的研制，粉料直线振动筛、琴式振动筛、旋流振动筛、立 式圆筒筛的研制也取得了成功。1.2.2国外振动筛研究现状国外从16世纪开始筛分机械的研究与生产，在18世纪欧洲工业革命 时期，筛分机械得到迅速发展，到本世纪筛分机械发展到一个较高水平。德国的申克公司可提供260多种筛分设备，STK公司生产的筛分设备系 列品种较全，技术水平较高，KHD公司生产200多种规格筛分设备，通用化 程度较高，KUP公司和海因勒曼公司都研制了双倾角的筛分设备。美国RN0 公司新研制了 DF11型双频率筛，采用了不同速度的激振器。DRK公司研制 成三路分配器给料，一台高速电机驱动。日本东海株式会社和RXR公司等 合作研制了垂直料流筛，把旋转运动和旋回运动结合起来，对细料一次分 级特别有效。英国为解决从湿原煤中筛出细粒末煤，研制成功旋流概率 筛。前苏联研制了一种多用途兼有共振筛和直线振动筛优点的自同步直线 振动筛。1.2.3国内技术发展趋势积极开展筛分技术研究，提高原煤干式深度筛分技术，降低分级下限 和增加煤炭品种，着重解决粒度细、水分高和粘度大的难筛物料的分级技 术；为满足大露天矿选用，研制重型分级筛，适用于500毫米以下物料筛 分；为提高筛板的寿命和效果，着重发展焊接筛网，非金属筛面；共振筛 有被淘汰之势，应大力发展块偏心圆振动筛和直线振动筛。1.2.4国外技术发展趋势国外筛分设备仍以发展振动筛为主，振动筛向标准化、通用化和系列 化方向发展；向大型化方向发展，但最大到55平方米，已够用了；增大筛 面倾角，提高筛分效率；发展细粒筛分设备，筛孔尺寸小到0.10.3毫 米；旋流筛使用逐渐增多；共振筛发展停滞。1.3振动筛的分类及各自的特点1.3.1圆运动振动筛圆运动振动筛是利用不平衡重激振器使筛箱振动的筛子，其运动轨迹 一般为圆形。它普遍应用于煤炭、矿山厂的预先筛分、准备筛分以及脱水 作业中。由于其筛面的圆形振动轨迹，使筛面上的物料不断地翻转和松 散，因而圆振动筛具有以下特点：细粒级有机会向料层下部移动，并通过 筛孔排出；卡在筛孔中的物料可以跳出，防止筛孔堵塞；筛分效率较高；可以变化筛面倾角，从而改变物料沿筛面的运动速度，提高筛子的处理 量；对于难筛物料可以使主轴反翻，从而使振动方向同物料运动方向相 反，物料沿筛面运动速度降低（在筛面倾角与主轴转速相同的情况下），以 提高筛分效率。国外又将圆运动振动筛分为单轴惯性振动筛和自定中心振动筛两种。单轴惯性振动筛特点是激振器的轴和皮带轮参与振动；优点是结构简单、容易制造；缺点是由于皮带轮与筛箱一起振动，无论电动机在任何角安装 都不能避免皮带传动中心距的反复变化，从而引起三角皮带的反复伸缩，大大影响其使用寿命。波兰的WK型振动筛属于单轴惯性振动筛。自定中心振动筛优点是运转时三角皮带轮不与筛箱一起振动，故传动 皮带寿命较长，工作较稳定。自定中心振动筛又可分为轴承偏心式和皮带 轮偏心式两种。前者又名万能悬挂筛，因其筛箱振动时，主轴中心线和皮 带轮的空间位置保持不变，故目前已很少使用；后者工作时，皮带轮回转 中心线固定不动，所以传动三角皮带就不会时紧时松，具有频率较稳定、皮带寿命较长等特点。美国莱普尔-弗洛型振动筛是典型的皮带轮偏心式振 动筛。1.3.2直线振动筛直线振动筛是靠两根带不平衡重的轴作同步异向旋转而产生振动的筛 子。其筛面呈水平或倾斜安装，运动轨迹一般为直线，故称之为直线振动 筛或水平振动筛。直线振动筛具有下列特点：它的动力平衡与物料在筛面 上的运动情况较好；物料在筛面上的移动不是依靠筛子的倾角而是依靠激 振力，故筛面一般水平安装，所以厂房高度较低；全封闭、不堵孔和坚固 耐用，筛面有两层、三层和四层之分；由于筛箱运动中有较大的加速度，所以特别适合于煤炭的脱水、脱泥、脱介以及物料的分级。国外直线振动筛采用箱式激振器者较多，如美国Low Hea d型、西德 USL型、日本古河A型、日本永田双偏心轴式、法国皮克双偏心轴式等。采 用筒式激振器的有美国SS型和SG型、日本川崎D型和古河E型及横山椭 圆振动筛等。1.3.3其它类型的振动筛（1）等厚筛我国现有的ZD型直线等厚筛系列，有7种基本规格，总筛分效率一般 在85%以上，限上限下率一般为5%10%。ZD系列等厚筛适用于需要精 确分级的煤炭及类似比重物料的干湿式筛分，处理量较大，筛分深度可至6 毫米。（2）概率筛分机概率筛分机通过采用大筛孔、大倾角和多层筛面结构，使物料近似筛 分而提高筛机处理能力和干式筛分的深度。QGS型琴弦概率筛是在GS型煤 用概率筛的基础上，吸收琴弦筛的特点研制的。该筛能有效地对潮湿煤炭 进行6毫米干式分级，筛选产品能满足空气重介流态床分选机对人选煤的 要求。琴弦筛网在共振状态下工作，筛孔不易堵塞。（3）GPS型高频振动细筛GPS-900-3型高频细筛是在吸收美国Derrick高频细筛技术的基础上研 制的，该筛采用了叠层筛网（由三层孔径不同的不锈钢编织筛网叠合而 成）、三路给矿（沿筛面长布置三个给矿器）和长圆筒形振动器（电机轴两端 装由偏重块和调偏块组成的振子）振频2850次/分。目前J在黑色和有色金 属闭路磨矿作业中，作为分级设备推广应用，分级总效率达60%70%。（4）电磁振动旋流筛电磁振动旋流筛是一种结构简单的高效脱水脱泥设备。该筛无转动部 件，无需润滑，不需动力，不仅用于选煤厂，还可推广用作污水处理和选 矿厂及其它类似物料的脱水脱泥和分级设备。目前该筛已形成用于粗煤泥 的C型和用于末煤的M型两种型号。2 ZKB3660直线振动筛总体设计2.1 振动筛的选型及工作原理机型的选择主要依据以下条件确定：1、筛分物料的名称、堆积比重、黏度、温度2、每小时的处理量3、筛网目数4、物料的粒度比例和要求的 筛分精度5、物料的酸碱性（确定使用304#不锈钢或者316L不锈钢）6、生产场地放置振动筛的空间尺寸。振动筛的工作原理：振动筛是利用速度和加速度作周期变化的筛面，使物料在筛面上产生相对运动，筛面配备以适当的筛孔，同时在风道里运 用适当的气流速度，按谷物和杂质粒度大小和悬浮速度的不同进行分离 的。9图2.1直线振动筛的原理图1出料口；2筛面；3横梁；4筛板；5减振装置；6肋板；7激振器；8轮胎联轴器；9电动机根据本次设计的要求，选煤的工艺和运动性能，即筛洗过的煤，脱 水、脱介、脱泥的煤，并且筛50mm以下的煤料，选择直线振动筛较为合适。本次设计的直线振动筛采用可调节激振力大小的块偏心激振器，双电 机自同步驱动，并采用高强度螺栓联接、橡胶弹簧支承和万向联轴节，具 有调整方便、操作简单、维修量小、振动噪声低、振动频率高、分级效率 高、使用寿命长等到优点，安装方式为座式，分为单层和双层，筛板结构 为冲孔筛板或条缝筛网。适用于选煤、选矿、发电、制糖等工业对中、细 粒度物料进行干、湿式分级或脱水、脱介、脱泥。2.2整体方案的确定及结构特点直线振动筛主要由筛箱、激振器、联轴器、振动电机、减振弹簧、支 撑装置等组成。2.2.1筛箱筛箱是筛子的承载部分，由筛框及固定在它上面的筛面组成。筛箱 是由侧板，后挡板，下横梁，上横梁等四部分组成。侧板一般使用610mm 的钢板和角钢组合而制成，利用横梁将两块侧板连接起来，使筛框成整体 结构。侧板用于传递激振力，在它的中部钾接有座圈，激振器就连接在座 圈上。为加强侧板的刚度，在座圈附近采用双层钢板，并在适当的位置钾 接角钢以补强。对于小型筛子，筛框的材质一般采用Q235普通碳素钢。这种材料的可 焊性好，但强度和冲击韧性较低。对于大型筛子，采用高强度和高冲击韧 性的钢材，其常用的材料是16Mn或锅炉钢板。采用优质钢材可以提高材料 的强度。而且还能减轻筛框的质量，对筛箱的结构带来一定的好处。根据 本次设计的要求，选型3660振动筛属于大型振动筛的范畴，故选用16Mn 钢的材料，以方便使用的年限及经济的合理性。3图2.2筛框的结构1横梁；2承料板；3内侧加强板；4外侧加强板；5侧板；6支撑架；7抗磨版；8横梁；9螺栓夹座；10排料嘴筛框结构常用的连接方式有环槽钾接和高强度螺栓连接，对于小型 筛，也可采用焊接。采用环槽钾接和高强螺栓连接因无内应力，对振动负 荷有良好的适应能力，普遍用于大型振动筛上，但制造工艺复杂；焊接结 构施工方便，但由于焊缝复杂，内应力大，在强烈的振动负荷作用下往往 发生焊缝开裂甚至造成构件的断裂。要消除焊接后的内应力，最常用的方法是高温退火处理，这个方法是将 构件均匀加热至600摄氏度到650摄氏度，并保温一定的时间，然后缓慢 冷却。筛面一般按被筛物料的粒度和筛分作业的工艺要求来选择。常用的筛 面基本上可分为5种：(1)板状筛面板状筛面是在钢板上冲孔的一种最牢固的筛面。主要用于大块物料的 分级，冲孔筛板的形状和排列方式，有多种多样。筛板的材质可选用A3、16Mn、16MnCr等钢板，厚度58mm。也可采用聚氨酯橡胶。不同形状的筛孔其排列方式也不同。长方形筛孔，其长边应与物料运 动方向一致，或呈一定角度；圆形、六角形及正方形等筛孔的中心一般按 等边三角形布置。筛孔排列方式与料流方向的关系如下图所示，用箭头表 示料流方向O图2.3冲孔筛板孔的形状及排列方式筛孔间的距离应考虑筛面的强度和开孔率的大小。板状筛面的开孔率 一般为50%左右。其中长方形孔的筛面开孔率最大，方形孔次之，呈三角 形排列的圆形孔筛面开孔率最低。(2)棒条筛面棒条筛面是由平行排列的具有一定断面形状的一组棒条固定在结实的 横梁上面支撑。其特点是：筛面平滑、抗堵塞性好、筛孔尺寸为棒条之间 的缝隙宽度。棒条筛面主要用于静态的固定筛和重型振动筛上，筛分来自 矿山的原矿。物料给到筛面的一端，顺着棒条方向向下滑动、细粒透过筛 孔，粗粒从筛面的另一端排出。棒条筛面的开孔率为50%60%。(3)编织筛面编织筛面是由金属的径丝(沿筛面长度方向)和纬丝(横穿筛面)编织而成。为防止网丝错动，保证筛分精度，通常把金属丝进行卷曲或压成 凹型，然后再编织成网。筛网突出的优点是开孔率高（可达70%75%）,重量轻，制造方便。缺点是与筛板比，牢固性差，使用寿命短。图2.5编制筛网的形状a-三纬丝长孔；b-正方形筛孔筛丝的材质可选用高碳钢、不锈钢或弹簧钢。编织筛网又分金属筛网 和网状丝布，金属筛网的筛孔较大，金属丝较粗，多用于中、细料级的筛 分。网状丝布的筛孔很小（最小筛孔尺寸为0.038mm）主要用于粉状物料 的脱泥、脱水或湿式分级。筛丝直径选取必须兼顾筛面载荷、筛网寿命、开孔率等因素。正方形筛孔的优点是分级精度高；长方形筛孔的优点是开孔率高，不 易堵塞筛孔。如果孔的长边顺着物料流动方向时，筛分精度较低。（4）条缝筛面条缝筛面有穿条式、焊接式和编织式三种形式。穿条式筛面优点是工 作可靠，缺点是制造复杂，材料消耗大，开孔率较低。筛条是组成条缝筛面的基本兀件。其断面形状可归纳为三种：等腰三 角形、梯形和U型。筛条的尺寸参数有3个：条背高度、高度和锥角。圆 形断面筛条尺寸以直径D表示。图2.6条缝筛面a-穿条式条缝筛面；b-焊接式条缝；c-筛面筛条的断面形式等边三角形断面的筛条具有锐利的尖角，能破坏附着在颗粒表面上 的水膜；由于锥角大，筛孔不易被物料堵塞，脱泥、脱介效果好。但由于 尖角处易磨损，缝隙容易变大。等腰三角形断面的筛条高度较大，除了脱泥、脱介效果好外，还可 以提高筛条强度和使用寿命。在弧形筛及脱水筛上应用较多。梯形断面的筛条强度高，筛面磨损后，缝隙变化小。可用于较粗粒级 物料的分级和脱水。因此根据本次设计的目的和振动筛筛面的要筛的物 料，采用条缝筛面中的梯形断面最为合适。圆形断面的筛面缝隙不会因磨损发生变化，使用寿命长，但易堵塞 筛孔。筛条的材料有不锈钢、低碳钢和塑料等。当物料具有较大磨损性 时。可采用铭镒不锈钢和高镒高氮不锈钢制造筛条，该材质具有很高的耐 磨性。（5）非金属筛面非金属筛面主要有橡胶、尼龙和聚氨酯三种。橡胶筛面的材质主要有 天然橡胶、合成橡胶、聚氨酯橡胶等；其中聚氨酯橡胶性能最佳，具有耐 磨损、质量轻、噪音小和筛面自净效果好等优点。橡胶筛面一般采用两层 制作，下层胶为韧性层硬度高，弹性低，起支承作用，包罩在加强芯上，其厚度占总厚的30%；上层为耐磨橡胶层，要求材质弹性高，硬度略低。非金属筛面的骨架一般用钢筋、扁钢或钢丝绳制作。钢丝绳强度高、柔性 好，制作的筛面便于安装和具有较高的开孔率。图2.7日本三星皮带公司的聚氨酯分级筛面1-聚氨酯橡胶；2-人造纤维骨架；3-钢丝绳骨架橡胶和聚氨酯筛面的特点：（1）使用寿命长。（2）筛分效果好，堵孔现象少。（3）由于筛面能有 效地吸收物料的冲击振动和摩擦等产生的13kHz的声音，因此降低了筛 分机工作的噪音，改善了工作环境。（4）质量轻。橡胶和聚氨酯筛面的缺点是价格贵，筛面有效面积小，即开孔率低。根据以上筛面的比较，和本次设计的要求，即针对经跳汰分选后的精 煤分级脱水等特殊要求，选用条缝筛面，采用梯形断面的筛条最为合适。筛面的固定方法筛面的固定方法可分为4类：木楔压紧、拉钩张、紧栓压紧和斜板压 紧。1、木楔压紧冲孔筛板和条缝筛板可用木楔将筛面固定在筛框上。在筛箱两侧的壁 上，对称的焊接两条长角钢，在其上方间隔一定距离焊有一段短角钢，并 与长角钢各呈倾斜。筛面支撑在两角钢之间，用木楔和木条压紧。木楔遇 水后膨胀。可以把筛而压得很紧，此法简单可靠，更换筛面方便。2、拉钩张紧对编织筛网或厚度小于6mm的筛板，可以将筛网或筛板末端弯成钩 形;如果筛丝直径小，则用薄钢板与橡胶垫把筛网边缘包住，再弯成钩形，然后用拉钩及螺栓固定。3、螺栓压紧直接用螺栓将筛面压紧在筛框上的连接方式适用于筛丝较粗大的编织 筛网，以及厚度大于8mm的筛板、棒条筛面、橡胶筛面和其它筛面的中部 固定。螺栓的形式以前常用U形，这种结构简单、可靠，但拆装麻烦。近 年来改用J形螺栓，较U形螺栓适用方便。因此对本次设计而言采取此种 固定方式较好。4、斜板压紧该方法是通过筛框两侧帮上的螺栓、斜板等将筛面两边固定在筛框上。通常用于中等粒级筛分的薄钢板冲孔筛面、橡胶和聚氨脂筛板的固 定。因为本次设计是为精煤分级脱水，为了可以更好地把筛面压紧，再根 据上述的压紧方式的比较和本次设计的具体要求，采用木楔压紧方式较为 合适。2.2.2激振器激振器是附加在某些机械和设备上用以产生激励力的装置，是利用机 械振动的重要部件。激振器能使被激物件获得一定形式和大小的振动量，从而对物体进行振动和强度试验，或对振动测试仪器和传感器进行校准。激振器还可作为激励部件组成振动机械，用以实现物料或物件的输送、筛 分、密实、成型和土壤砂石的捣固等工作。按激励型式的不同,激振器分为惯性式电动式、电磁式、电液式、气动 式和液压式等型式。激振器可产生单向的或多向的，简谐的或非简谐的激 励力。激振器按功能形式分类的种类很多，着重介绍以下几种。（1）筛帮式块偏心激振器该激振器由轴承座、滚动轴承、主偏心块、副偏心块、轴、注油装置 和防护罩等组成，调节主、副偏心块夹角可改变激振力的大小。此种形式激振器结构简单，工作可靠，便于安装、制造与维护，轴承 采用润滑脂润滑，减少漏油现象，无大型铸造件及加工件。圆振动筛可采用两套块偏心激振器，分别安装在筛箱两侧，直线振动 筛利用自同步原理使用四套偏心激振器，筛箱两侧分别安装两套块偏心激 振器。因此，直线振动筛和圆振动筛可采用该种结构，便于系列化、通用 化。激振器可采用万向传动轴或者其他连接方式传递动力。该激振器由于 直接安装在筛箱两侧，因此，挠力直接作用在筛帮上，对筛箱弯矩小，受 力状况好。我国煤用ZKB、ZKR、YK、YKR等系列筛分机采用这种结构 形势的激振器。图2.9块式激振器1偏心块；2配重板；3轴承座；4轴承盖；5挡圈；6轴；7调心滚子轴承；8筛箱侧板；9压圈（2）箱式激振器箱式激振器采用偏心块激振，有多种形势结构，主要有左右分箱式包 容结构、偏心块外置式上下分箱结构和偏心块外置式整体结构。由于该激 振器箱体采用整体结构，因此，具有质量轻、结构紧凑、制造成本低，整体精度容易保证，传动件润滑集中、密封好等优点。但维修稍有不便。广泛用于香蕉筛、直线振动筛等。对上述激振器的结构特点的比较和本次具体设计的内容，结合洗煤技 术的发展和直线振动筛的配合使用，采用块式激振器对洗煤振动地效果最 佳。2.2.3联轴器联轴器】属于机械通用零部件范畴，用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的 动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联 轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助 于联轴器与工作机相联接。在振动系统中，采用的联轴器由三种形式：万 向联轴器，轮胎联轴器和橡胶联轴器。图2.10万向联轴器（1）万向联轴器有多种结构型式，例如：十字轴式、球笼式、球又 式、凸块式、球销式、球较式、球较柱塞式、三销式、三叉杆式、三球销 式、钱杆式等，最常用的为十字轴式，其次为球笼龙，万向联轴器的共同 特点是角向补偿量较大，不同结构型式万向联轴器两轴线夹角不相同，一 般05。-45。之间。万向联轴器利用其机构的特点，使两轴不在同一轴线，存 在轴线夹角的情况下能实现所联接的两轴连续回转，并可靠地传递转矩和 运动。万向联轴器最大的特点是具有较大的角向补偿能力，结构紧凑，传 动效率高。在实际应用中根据所传递转矩大小分为重型、中型、轻型和小 型。（2）橡胶联轴器，又称散爪性联轴器。主要由法兰，圆形平胶带，压 板和螺栓等构成。在传动源与被传动的元件之间，起到传递动力的作用。橡胶联轴器利用橡胶环工作时产生轴向扭转变形，以实现减振缓冲和补偿 两轴相对偏移的联轴器。在等剪应力的V形截面橡胶环的两侧面上经硫化 粘接着两个金属环，形成橡胶组合件，利用拧入金属环螺纹孔的螺钉将两 半联轴器成一体，以传递动力。为了降低应力集中和提高组合件的使用寿 命，在橡胶环内径处制成圆角过渡的截形，圆角半径约为窄边宽度的三分 之一。这种联轴器装拆橡胶组合件时，只需拧出螺钉，轴向移开两个端面具 有凸爪的保护环，就可装拆橡胶组合件。由于一个保护环的凸爪与另一保 护环的凹槽沿周向有一定有间隙，正常工作时两半联轴器的相对扭转角小 于间隙角，凹凸部侧面接触而传递部分转矩，从而避免橡胶环因变形过大 而损坏，起到安全保护作用。粘接面上螺纹孔处盖板的作用是增加橡胶环 与金属环的粘接面积，以提高黏着力。图2.11橡胶联轴器1法兰；2圆形平胶带；3压板（3）轮胎式联轴器，分为凸型和凹型两大类，凸型又分为带骨架整体 式、无骨整体式和径向切口式三种。它们的共同特点都是将轮胎环用螺栓 来连接两半联轴器以实现两轴的连接。轮胎环内侧用硫化方法与钢质骨架粘接成一体，骨架上的螺栓孔处焊 有螺母。装配时用螺栓与两半联轴器的凸缘连接，依靠拧紧螺栓使轮胎与 凸缘端面之间产生的摩擦力来传递转矩，轮胎环工作时发生扭转剪切变形，故轮胎联轴器具有很高的弹性，补偿两轴相对位移的能力较大，并有 良好的阻尼，而且结构简单、不需润滑、装拆和维护都比较方便。其缺点 是承载能力不高、外形尺寸较大，随着两轴相对扭转角的增加使轮胎外形 扭歪，轴向尺寸略有减小，将在两轴上产生较大的附加轴向力，使轴承负 载加大而降低寿命。轮胎联轴器高速运转时，轮胎外缘离心力的作用而向 外扩张，将进一步增大附加轴向力。为此，在安装联轴器时应采取措施，使轮胎中的应力方向与工作时产生的应力方向相反，以抵消部分附加釉向 力，达到改善联轴器和两轴承的工和条件。图2.12 轮胎联轴器1胶带片；2压紧环；3半联轴节根据振动筛的特点和本次设计精分洗煤脱水的要求，结合联轴器本身 的特点，选用轮胎式联轴器较为合适。2.2.4支撑装置一种属于振动筛分机械中应用的振动筛筛面支撑装置【，是针对现有 设备有焊接应力，易产生变形的问题而设计的。振动筛筛面支撑装置的筛 箱、筛箱横梁及安装支撑骨架均采用螺栓连接，并设置有螺栓限位装置，具有拆卸、安装、维修都比较方便，更换筛面容易等特点。可广泛应用到 各种振动筛分机械中。振动筛的支撑方式有吊式和座式两种。吊式采用的吊挂装置包括螺旋 形压缩弹簧、钢丝绳、防摆锤、吊环、钢绳卡等零部件。目前座式减振装置是比较常用的减振装置。它由底座、主弹簧和上座 等组成。在底座安装阻尼器，用于缓解筛子停车过程中的共振力。阻尼弹 簧通过橡胶摩擦块在水平方向压紧筛箱，摩擦块与底座的上下间隙为 lOmmo阻尼力的大小可以通过螺栓调节。为简化结构，目前许多座式减振 不再安装阻尼器。座式减振装置中的主弹簧即可采用金属螺旋弹簧也可采用橡胶弹簧。金属螺旋弹簧工作可靠，并具有良好的动力性能，可以设计的相当柔软，从而有效的降低筛子对基础的动载荷，缺点是弹簧上下端精度不能保证，易产生噪音。橡胶弹簧内阻较大，一般认为在过共振区时应该具有较低的 振幅，噪音低，其缺点是刚度较大，筛子对基础的动负荷大，易老化。由于橡胶弹簧相对于金属螺旋弹簧具有以下优势：1、减振性能好，能吸收高频振动的能力；2、重量轻，减少噪音；3、避免金属弹簧突然折断的可能；4、可以清除接触面或活动关节的磨擦。振动筛子通过四组吊挂装置挂在上层楼板上。改变钢丝绳的长度可以 调整筛面倾角。防摆锤安装在钢丝绳的上方，其作用是防止筛箱产生横向 摆动。筛子工作时，产生横向摆动是难免的，这是因为钢丝绳有其自振频 率，当筛子工作频率等于钢丝绳的自振频率时，就要发生共振，此时钢丝 绳就会产生强烈的偏摆，筛箱发生不稳定的振动。为了避免此现象，可以 变化防摆配重在绳上的位置，来改变钢丝绳的自振频率，防止共振现象发 生，达到防摆目的。如果钢绳长度比较短，即在1250mm以内时，也可不 设防摆锤.图2.13橡胶弹簧在工厂中都是尽量减小振动产生的噪声而采取很多的措施，对公司来 说，使用性能越好，寿命越长越得到企业的亲睐。再结合具体要求，所以 本次设计用支撑装置为橡胶弹簧方式为好。3 ZKB3660直线振动筛的设计计算3.1直线振动筛筛面上物料的运动分析3.1.1筛面的运动方程直线振动筛的筛面是沿振动方向作简谐振动，筛面的位移方程式可用下 式表示：S=Asin(p=Asin co t 式(3.1)式中S筛面运动的位移；A一筛面的振幅；(P一激振器轴回转相位角，(p=31,口一轴的转动角速度；L时间。筛面运动时的位移、速度和加速度分别在平行于筛面的x方向和垂直 于筛面的y方向的分量为：y=A sin cot sin 0 x=A sin cot cos/3y=A co cos cot sin px=A co cos cot cos p 式(3.2)y=-A co2 sin sin cotx=-A co2 cos P sin cot式中 尸-振动方向与筛面的夹角，同时它又是物料颗粒跳离筛面瞬 间的运动方向与筛面的夹角。3.1.2筛面上物料的运动分析直线振动筛的筛面以不同的振次和振幅作连续振动时，筛面上的颗粒 可能出现正向滑动、方向滑动和跳动等不同的运动状态。振动筛均采用抛 掷状态下工作，故就抛掷运动的理论加以研究。物料颗粒在直线振动筛面上的受力情况如下图，筛面倾斜安装，与水 平面夹角为a,筛面沿S方向振动，当筛分机工作时，作用在颗粒上力的 平衡方程式可表示为：2 mAco sinosin尸一 Gcosa=N mAco cos/?sin?+Gsina=F图3.1物料颗粒在直线振动筛面上的受力状态式中 N一筛面对物料的法向受力；F筛面对物料的静摩擦力；颗粒抛掷运动的条件：Z Fy=0,即颗粒给筛面的正压力N=0所 以 mA co 2sin(p dsin(3=mgcos a消去m,得：Aco2 sinp _ ig cos asm%式（3.4）根据公式：物料的抛掷指数心二焉，因此，公式（3.4）即为直线 振动筛上物料抛掷指数的表达式，即Ao