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1、摘要激振器上座式单梁筛是基于单梁筛的大胆创新。每节筛箱上对称的安装两个激振器，激振器两铀上的偏心质量和偏心距均相等，并且以H梁的垂直轴线为对称，轴线通过筛箱的质心。两轴作同步反向回转时，每一瞬时两轴上偏心质量所产生的离心惯性力沿垂直轴线方向的分力总是相互叠加，这就形成了垂直于轴线方向的简谐力,而沿其他方向的分力总是互相抵消。该简谐力作用在筛箱上，驱动筛箱作轨迹为直线的往复振动。同时筛箱安装有一定角度，使物料有向下移动的趋势，从而达到筛分目的。设计的主要内容： （1）电动机的计算与选型；（2）激振器的计算选型；（3）主要零部件的结构设计；（4）绘制装配图和部分零部件图；（5）校核主要零件的强度；
2、（6）整理资料，撰写毕业论文。关键词 激振器；电动机；筛网；H梁；激振器轴AbstractThe vibration exciter seating of honor type of single girder screen is based on single-beam screen innovation.There instal two symmetrical vibrations on each box of the screen, the two uranium eccentric quality and eccentricity of the axia on vibration ar
3、e equal.Each vibration symmetrize the vertical axis of H girder ,the axis line through the center of screen box.When the two-axis rotate synchronizely , the other along the direction of the effort is always offset each other, and along the vertical axis always help each other in the direction of sta
4、cking,this is jian xie li . On the formation of a single vertical axis direction of the harmonic force,the screen box is driving of the straight-line trajectory. At the same time the screen box is installed a certain angle so that the materials are moving downward trend to achieve screening purposes
5、. This design main content includes:(1)The design of the type and cacultion of electric motor;(2)The design of vibration structure and its type;(3)The design of structure and its type of the main parts;(4) Drawing the parts .(5) Check the strength of the main parts;(6)Arrange the information and wri
6、te the instruction.Keywords vibration electric motor screen H girder vibration exciter 目 录1 绪论11.1 前言11.2振动筛的研究现状11.2.1 国外筛分机械的发展概况11.3 本章小结62 振动原理72.1直线振动筛72.1.1振动筛的分类72.1.2直线振动筛的工作原理72.2 激振器上座式单梁筛的原理及应用102.2.1 简介102.2.2激振器上座式单梁筛的原理112.2.3结构112.2.4 激振器122.2.5 筛网132.2.6优点142.3设计方案确定152.3.1筛箱之间的衔接152
7、.3.2激振器的布置153 物料的运动分析和工艺参数的选择173.1物料的运动分析173.1.1筛面的运动方程173.1.2筛面物料的运动分析173.1.3抛掷指数与跳跃系数的关系193.2工艺参数的选择计算203.2.1筛面的长度和宽度203.2.2筛面的倾角203.2.3振幅和频率213.2.4振动方向角213.2.5抛掷指数和振动强度K213.2.6物料运动速度213.2.7处理能力224 动力学分析及参数的计算234.1筛子的动力学分析234.1.1力学模型的建立234.1.2振动方程的建立244.2振动幅频曲线和工作状态分析254.3动力学参数的计算264.3.1隔振弹簧的确定264
8、.3.2隔振弹簧的选择与验算284.3.3隔振弹簧减轻能力的分析304.3.4参振质量的计算314.3.5电机功率的计算与选择325 主要零部件的选择设计与校核335.1激振器主要零件的设计与校核335.1.1偏心块的设计335.1.2激振器轴的设计365.1.3激振器轴的校核375.1.4轴承的选择与校核445.1.5键的校核465.2激振器上座式单梁筛专用零部件的设计475.2.1筛面475.2.2筛框496 激振器上座式单梁筛的安装、试运转和常见故障536.1激振器上座式单梁筛的安装、试运转536.1.1激振器上座式单梁筛的安装536.1.2试运转536.2激振器上座式单梁筛的异常振动及
9、常见故障546.2.1激振器上座式单梁筛的异常振动546.2.2单梁激振脱水筛的常见故障及消除措施54结论56致谢57参考文献58附录59附录一59英文原文59中文翻译1 绪论1.1 前言 煤炭筛分是矿物加工的重要环节之一，煤炭生产与利用的发展向筛分工艺提出了提高可靠性、降低能耗、加强综合利用和环境保护等要求；各用煤部门要求对原煤进行深加工，增加品种、提高精度和降低成木；在煤炭工业内部，随着高产高效机械化开采技术的普及，原煤水分、粉煤含量都在显著上升，筛分的难度显著提高。解决上述问题，成为筛分设备和筛分技术发展的市场动力。 近年来，世界各国都在不懈探索，为发展煤炭筛分技术做了很多工作，开发了许
10、多新型筛分设备。但由于原煤水分、矸石含量等原因，致使大型筛分设备依赖进口。因此研制处理量大、性能优良、能筛分难筛煤炭的大型振动筛是目前迫切需要解决的课题。国内开发了新的干法筛分设备。在常规脱水、脱介筛方面开发了水平滚轴筛系列产品；在煤泥分级脱水筛方面，开发了曲面筛、高频振动筛和电磁共振筛等等。本文所提出的激振器上座式单梁振动筛是一种新型振动筛，其参振质量小，振动强度大，单位面积处理量大，结构简单，维护方便。激振器上座式单梁振动筛将极大地推动选煤技术尤其是难筛分煤炭筛分技术的发展。1.2振动筛的研究现状 振动筛是工矿企业普遍应用的筛分机械，是利用振动的多孔工作面，将颗粒大小不同的混合物料按粒度进
11、行分级的机械。振动筛也常用于物料的脱水，脱介及清洗物料表面的污泥。近20年来，人们对振动筛的研究取得了一些可喜的成果。1.2.1 国外筛分机械的发展概况由大小不同颗粒所构成的散碎物料用筛子按粒度进行分离，已有悠久的历史。从英国煤炭工业的文献记载，在1589就已提到煤的筛分。但是，由于市场需要，为了提供各种粒级的商品煤，对煤进行广泛的粒度分级，是到19世纪下半叶才盛行起来。煤按粒度分级最早的办法是在矿井工作面上，使用耙子回收大块，细粒煤则弃置于地下。煤运到地面后，倒在固定的铸钢筛板上，存留在筛面上的大块矸石用手拣出来，而大块煤则用锤子打碎使其达到一定粒度级别。所以说，固定筛是所有筛分设备中资历最
12、老的筛子。与此同时，有的固定筛的筛面是由若干根棒条所构成，也叫棒条筛。后来出现了有传动机构的棒条筛，这就是沿用至今的滚轴筛。随着工业的的发展，也促进了筛分机械和筛分工艺的进步。在生产实践的基础上，对筛分过程理论研究也逐步深入。如圆筒筛，摇动筛和振动筛等各种类型的机械振动筛为了适应各种工业的需要而先后问世。至今，许多行业(冶金、煤炭、建材、食品加工和化工等)，筛分作业成了重要的生产环节，对筛分设备的要求也愈来愈高。要求筛分机械不但具有结构简单、制造容易、安装维修方便等良好的机械性能，而且还要求它有更大的生产能力，更高的筛分效率和脱水、脱介、脱泥的效果以及更低的动力消耗。因此，在目前煤用筛分机中，
13、由于滚轴筛、圆筒筛和摇动筛性能较差，使用上受到限制便逐渐被工艺效果好，结构简单和维修方便的振动筛所替代。筛分机械发展方向与所有选煤机械一样，为适应大型选煤厂建设的需要，积极开展大型设备的研制。筛分机大型化是提高处理能力的方法之一，许多国家都已制造出大型筛机。其中德国尤为突出，如表1-1所示。表中，除洪堡特和维达克公司(KHD)筛机采用自同步激振器外，其他公司都采用箱式激振器。迄今为止，世界上最大筛机还是德国筛子技术公司(Sieb Technik)的50m2单层直线筛，在支承梁上安装了4个箱式激振器。国外生产大型等厚筛有德国筛子技术公司的，筛面为不同倾角的3段。申克公司的，筛面也为不同倾角3段。
14、澳大利亚Honert公司己售出70多台等厚筛，最大为。筛面已发展成不同倾角的5段。以上等厚筛都采用箱式激振器。表1-1 国外筛机大型化情况国家（或公司）宽(m)长(m)筛分面积(m2)德国筛子技术公司5.51050德国申克公司48.534德国洪堡特和韦达克公司4.56.7530日本神户制钢所4.87.134.08美国3.77.327日本川崎重工41248另一方面，随着人们对筛分过程认识的深入，冲破了传统方法的框框，提出了新的筛分原理。1951年瑞典人弗雷德里克.摩根生用统计学方法分析研究了物料在筛面上进行筛分过程，致使摩根生筛分机(概率筛)的问世。概率筛和普通振动筛基本结构是一样的，也由筛箱、
15、激振器和支承(吊挂)装置三个部分组成，但结构又具有层数多、倾角大、筛孔大和筛面短四大特点。概率筛的筛箱由筛框和36个筛面组成，筛框使用钢板和型钢焊接或铆接得多边形箱体。筛面装设在筛框上。每个筛框上可安装数个倾斜筛面，目前，多数概率筛装有二层或五层筛面。各层筛面的坡度，自上而下递增，采用大的筛面倾角。最上层筛面倾角为，并以最上层倾角为准，以下各层按递增。最上层筛面的筛孔直径最大，其他筛孔直径自上而下递减。一般最上层筛面筛孔直径要比分离粒度大1050倍；最下一层筛面的筛孔直径至少也是分离粒度的1.52倍；中间各层筛面的筛孔，可在最上和最下两种筛孔之间酌情选取。概率筛采用惯性激振器驱动。 1965年
16、法国人E.布尔雷斯研究细粉物料的筛分，提出了“薄层筛分法“。也就是筛面上物料的厚度与分离粒度的比值不超过1:12:1的范围。随之出现了用电磁激振器直接激振筛面的细筛筛分机。在处理中、细粒高水分或粘土性物料时，筛孔易被物料堵塞，严重影响了筛分机生产能力和筛分效率。为解决这个问题。某些国家在筛分机的结构和筛面上进行了创新。“振动筛面筛”就是一种除筛框振动外，筛面还进行第二次振动的筛分机械。“冲击网眼筛”是把筛面安装在一个塑料框架上，在塑料框架与传动框架相对运动的过程中，周期性地接受传动框架对它的冲击振动。该筛子在处理300mm湿的原煤时处理能力可达275t/h,整个筛分过程未发现堵塞筛孔现象。还有
17、一种驰张筛，他是利用弹性橡胶材质的特性，制成一种以500800次/min频率进行反复弯曲和张紧的筛网，消除了湿的难筛物料对筛面的粘结。1.2.2 国内振动筛概况 我国煤炭资源丰富，储量多，品种齐全。煤炭占我国能源的75以上，是当今和未来几十年内我国最主要的能源。随着我国煤炭采掘机械化程度的不断提高分煤含量加大，原煤水分增高，所生产的煤炭质量不断恶化。在我国提出的洁净煤生产战略中，煤炭洗选是龙头，因而发展煤炭的洗选加工业是目前提高煤炭质量的重要措施。 我国筛分机械是在引进国外技术的基础上发展起来的。近20年来，我们对振动筛的研究取得了一些可喜的成果。筛子大型化已取得一些成就。在常规脱水、脱介筛方
18、面，开发了新的干法筛分设备。在煤泥分级脱水方面，开发了曲面筛、高频振动筛和电磁振动细筛等产品；在筛面方面也取得了可喜成就，开发了聚氨酯、超高分聚乙烯等非金属筛面以及多层筛网。（1）国内筛分机械大型化70年代末，世界上筛子大型化发展停滞了，但中国筛机大型化未断。开发大型筛机已纳入重型矿山机械行业“九五”科技发展规划。目前，我国振动筛绝大多数(约90 )集中在宽1.62.0m之间。而日本神户制钢所生产的振动筛筛宽2m以上产品占80以上，德国KHD公司生产的USK型和USL型振动筛筛宽1.6m以上约占80。近几年，随着工业的发展已有一些筛宽 2.4m、3.0 m产品问世。到现在，我国生产的筛机最宽为
19、3.6m。已生产近30台。以上的有准格尔洗煤厂4台ZK3675，元宝山露天矿洗煤厂2台2ZKR3660，霍州矿务局李雅庄洗煤厂3台2ZKR3660，盘江矿务局盘北洗煤厂9台ZKR3660,鹤岗矿务局新一洗煤厂3台ZKR3660，平顶山田庄洗煤厂1台ZKB3675。该机87年进行工业性试验，运转400多个小时后，从排料端开始，第5、4、3、1排料梁先后出现强度问题。并不是梁的静强度不够，而是由于振动引起的交变动应力发生疲劳引起破坏，即此结构筛机横摆运动发生在排料部分，引起排料部分早期破坏。93年唐山分院承接了煤炭部下达的3.6m7.5m单层直线筛的研制任务，采用自同步技术。国内等厚筛还没有20以
20、上的产品，最大的为1.8m9.4m。国内等厚筛最严重的问题是：激振器漏油、筛网寿命短、万向节易坏。随着“九五”国家重点科技攻关项目100200t/h大型空气重介流化床干法选煤系统和设备的进展，大型煤码头的自动化，以及水利工程中骨料筛分系统的优化，等厚筛的使用将掀起小浪潮。（2）干法筛分设备 干法筛分包括煤炭粗粒与中、细粒及筛分，由于入料仅有自然水分并在空气中进行，故称干法筛分。近年来，干法筛技术发展集中在深度筛分领域。由于其工艺简单，避免了复杂的煤泥水问题，因而引起各方面的关注，陆续开发了概率筛、驰张筛、等厚筛、琴弦筛、棒条筛、离心筛等产品。 直线等厚筛直线等厚筛是单机实现等厚筛分的设备，它具
21、有料层连续、结构紧凑维修量低等特点。其主要结构是将筛面做成折线形(如图1-1)，从图中我们可看到整个筛面具有三个倾角，物料进入大倾角筛面时的运动速度高达2.04.0m/s，入料端物料层高度降低到通常筛分时的1/4l/5，小颗粒沉降速度加快34倍。同时大量小颗粒含量高的入料被输送到筛面的中间部分，使通常筛分对筛面上小颗粒供应不足的状况得到改善。筛面供料状况的改善使筛孔透筛能力增强等厚筛分时筛孔平均透筛量达到筛孔透筛能力的80，从而使等厚筛的处理能力提高2.5倍。由于直线等厚筛具有上述结构特点，使筛分过程得到强化，筛机首段和中段起着使物料尽快分层作用 ,其中，首段还应使入料尽快送往中段，末端则起着
22、检查筛分作用；而且等厚筛首段的高速物料流的冲刷能清除粉煤的附着，从而对筛面起到清理作用，因此等厚筛有效地促进了深度筛分理论的发展。琴弦筛 琴弦筛的主要特点在于：它的下层筛面由若干根排列整齐的细钢丝绳及张紧框架组成，绳间距等于分级粒度。由于细钢丝绳张紧后呈琴弦状，在筛箱振动及物料的冲击下能产生二次弦振，可起到打碎粘结料块的作用，同时本身不易被煤泥粘着，从而使是对潮湿难筛物料的中、细粒级的干式筛分。筛丝通常是沿物料流的方向设置，亦可垂直物料流方向设置。 弦丝直径通常只有23mm，并处于张紧状态，很难承受物料冲击，因此琴弦筛曲以上必须设置保护筛面，上层筛面作用是承受入料冲击，并使下层筛的给料由通常的
23、“集中式”变为沿筛面长度的1/22/3给料。减轻琴弦筛面的负担。该筛的特点在于：该筛按薄层、近似筛分原理工作，也具有瞬态筛分的工作特点，筛面倾角大，筛子长度短，处理能力大；但结构复杂，筛面脆弱，寿命短维修工作量大。无振动离心筛无振动离心筛是一种简化了的离心筛分机械，适用于动力煤的干法筛分，现已有筛篮直径的产品。提高潮湿煤炭矸石筛分效果的关键是克服煤粉粘附筛面而造成的堵孔现像，为此在早期层采用过电加热筛面法，但因供电、绝缘系统复杂，且效果有限现己很少采用。无振动离心筛是受旋转概率的启示，而从力学角度考虑，离心力场比重力场具有更大的灵活性，被筛物料的离心力不仅容易得到，且便于调节，使之具有符合要求
24、的离心强度。无振动离心筛的立轴有驱动装置带动旋转，原煤由溜槽进入给料盘，并由给料盘均匀撒向筛筒，一部分小于筛孔的颗粒透筛，其余受筛筒阻挡仍滞留在内侧，这就实现了部分筛分。被阻挡的物料靠自身重力进入锥形漏斗进入第二层给料盘，并再次向筛筒布料筛分，如此重复筛上物和筛下物也靠自身重力，分别经集料斗排出，从而实现分级。该筛具有结构简单、对地基无动荷；因筛筒无振动、只承受物料冲击和磨损，工作寿命长；设有随给料盘转动的清扫器，清理及时，筛孔不易堵塞；噪声低、密封好、不扬尘等优点。振动棒条筛振动棒条筛是一种装有弹性棒条筛面的原振动筛，属于近似筛分设备，具有结构简单、处理量大、筛孔不易堵塞等优点。振动棒条筛的
25、筛孔呈长缝形，这减少了物料前进的阻力，有利于提高物料流速，使料层减薄；开孔率提高10%以上，减少了颗粒透筛的阻力和潮湿煤粉粘附的机会；棒条筛面沿筛面方向“阶梯状”布置，物料通过阶梯时加速物料分层过程；筛面由悬臂弹簧钢圆杆组合而成，圆杆尾部通过弹性材料固定在横梁上，悬臂端在筛箱振动与物料冲击下产生二次振动，由此产生防堵孔效果。缺点是近似筛分精度不高。（3）脱水、脱介筛煤炭脱水、脱介时，入料都是煤与水混合在一起的，且液固比一般大于1:1，因此国内外广泛使用筛面在水平或缓倾斜状态下工作的直线振动筛实现脱水、脱介作业的。脱水、脱介筛的研究主要在强化参数；与弧形筛联用，缩短振动筛长度；简化制造、提高可靠
26、性、降低噪声等方面。在结构型式方面的发展主要体现在自同步技术的应用以及水平双轴筛的出现。自同步技术筛子采用自同步技术，主要是由于惯性激振的振动系统中无强迫联系、异向旋转的等质量惯性体在一定条件下自动追随同步的物理现象，共追逐力矩与偏心块回转半径、角频率、振动器与筛子重心距离等物理量有正比关系，与筛子转动惯量有反比关系。当追逐力矩幅值达到一定水平时，可以得到稳定的同步效果。其优点是：两组振动器分别由电动机通过挠性联轴器直接传动，避免了三角带传动时因张紧程度不同，振动器转动件间传动阻尼的差异而对自同步稳定性造成的影响。其缺点在于工作频率受电机转速限制，不能调整。水平双轴振动筛水平双轴振动筛是振动轨
27、迹为长椭圆(或直线)的振动筛，具有水平筛面，由水平布置的双偏心振动器激振，振动器亦为偏心块式，该筛为强迫同步型，双不平衡重块之间由齿轮强迫连接。其主要特点在振动器水平布置，形成整机高度降低，由于筛箱高度降低，减轻了参振质量和电耗。（4）煤泥分级、脱水回收筛高频振动筛高频振动筛是一种以高频率、高振动强度为特征的振动筛，适用于 0.5mm以下的细粒物料的湿式筛分与固液分离。产品有圆振动和直线振动两种类型，高频圆振动筛在5060Hz的频率下工作。使用高开孔率的多层筛网，可在0.2mm的粒级对细粒矿物进行精确筛分。高频直线振动筛频率相对较低，在2025HZ左右，使用不锈钢或聚氨酚楔型条缝筛面，靠筛上形
28、成滤层截取细粒从而实现分级或固液分离，是用于粗煤泥回收或浮选尾矿的预脱水。电磁振动细筛 电磁振动细筛是激振原理与结构形式都不同于通常振动筛的细粒分级筛，具有体积轻、能耗低、分级下限低、无动载等优点，国内外均已用于煤泥分级、脱水作业。该振动筛由电磁振动器作振源，通过橡胶铰链(扭转弹簧)的连杆系统实现筛网振动，由于振动系统在接近共振状态下工作，产品能耗少。曲面振动筛 曲面振动筛是入料端装有弧形筛面的自同步直线振动筛，适用于煤泥的分级、脱水作业。入料矿浆进入弧形筛后，靠切向力和振动力进行预脱水，预脱水后的筛上物在筛面抛掷作用下进入由叠层不锈钢丝网(上层60目、下层20目)组成的水平段筛面，靠强振动作
29、用和高开孔率筛面，继续脱出细颗粒及水分直至作业完成。（5）复合频率筛的出现 煤炭科学研究总院唐山分院和衮州煤矿机械厂共同开发了“新型复合振动筛计算与分析”的研究，即将开发出一种新型的FFZ1025型复合振动筛。这种复合振动筛由筛箱、高频振动机构、2个振源和隔振元件组成。振源以低频、大激振力激振筛箱与高频振动机构，使筛箱和高振系统产生大振幅的振动。与此同时，利用振源激振高频振动机构，使高频振动机构发生共振，打击筛面，实现筛面的复合振动。由于这种筛面是针对细粒物料的分级、脱水而设计的，因此在结构上不同于传统的振动筛。其最大特点就是筛机有2个激振频率。采用这种结构目的，主要是让筛箱做低频大振幅振动，
30、以实现物料的松散和输送，提高筛机的处理量；筛面随着筛箱振动的同时，复合上一个高频的小振幅振动，以增大筛面的振动强度，防止堵孔，提高筛分及脱水(介)效率。，专家们认为此项研究以理论分析及试验证明筛机产生复合振动是可以实现的，所建立的数学模型及动力学分析计算的结果可以指导设计，为开发新一代筛机开辟了新的途径。1.3 本章小结本章主要介绍了国内外振动筛的发展状况。目前我国的振动筛产品结构性能还较落后。因此今后应当优先发展量大而优的优良机型；探索新的筛分理论，发展新型筛分机；发展大型，重型，特重型筛分设备，限制生产并淘汰生产效率低，设计陈旧的老产品2振动原理 2.1直线振动筛2.1.1振动筛的分类振动
31、筛按振动频率是否接近和远离共振频率分为共振筛和惯性筛。振动筛按激振器产生激振力的原理不同，可分为偏心振动筛（也叫半振动筛）、惯性振动筛和电磁振动筛。目前偏心振动筛已很少用，电磁振动筛主要应用于粉末状细粒物料的分级。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。在筛分作业中，大量使用的是惯性振动筛，一般习惯的称之为振动筛。目前，将振动筛按筛面工作时运动轨迹的特点，分为圆运动振动筛（简称圆振筛）和直线运动振动筛（简称直线振动筛）。根据激振器不同，圆振动筛分为块偏心（型号：YK）圆振动筛和轴偏心（型号：YA）圆振动筛。圆振动筛按工作时激振器轴上胶带轮的几何中心在空间的位置的变化与不变化可分为：限定中心圆振动筛、不定中心圆振动筛和自定中心圆振动筛。振动筛的分类见图2-1。在此只就直线振动筛介绍一些：直线振动筛是利用同步异向旋转的双不平衡重激振器，使筛箱振动的筛子。其筛面可采取水平或是缓倾斜安装，筛箱运动轨迹为直线，它与水平线的夹角为2060左右。激振器上座式单梁筛是一种特殊结构的直线振动筛。激振器上座式单梁筛的筛箱有较大的加速度，所以，适合于煤炭中、细粒级的脱水、脱泥和脱介，也可用于中、细粒级物料的分级。该机构结构简单、使用可靠、筛分效果好，是目前国内外选煤厂使用最广泛的一种筛分机械。2.1.2直线振动筛的工作原理