1、 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 I 页中 国 矿 业 大 学本 科 生 毕 业 设 计全套图纸加 153893706姓 名： 学 号： 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械工程及其自动化 设计题目： YZ1530 型圆振动筛的设计 专 题： （空） 指导教师： 职 称： 教授 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 II 页二 O 一一 年 六 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 机电工程学院 专业年级 机自 07-6 班 学生姓名 任 务 下 达 日 期 ： 2011 年 2 月 20 日毕业设计日期：2011 年 2 月 20 日至 2011 年 6 月 15
2、日毕业设计题目：YZ1530 型圆振动筛的设计毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：YZ1530 型圆振动筛的设计设计基本参数：振动筛的单位处理量为 80t/h用来进行原料分级筛孔为方孔 1313mm要求：1、要理解圆振动筛的工作理论2、对圆振动筛进行各部件设计，其中包括激振器、筛面、轴承座等3、全部设计完成后，绘制图纸4、撰写设计说明书中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 III 页院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体
3、评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 IV 页成 绩： 指导教师签字：年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 V 页成 绩： 评阅教师签字：年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点
4、；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 VI 页成 绩： 评阅教师签字：年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况回 答 问 题提 出 问 题 正 确基 本正 确有 一般 性错 误有 原则 性错 误没 有回 答中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 VII 页答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要目前我国各种选煤厂使用的设备中,振动筛（筛分机）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
5、的箱式振动器漏油、齿轮打齿、轴承温升过高、噪声过大等问题,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（筛分机）的使用寿命,严重影响了生产。YZ1530 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YZ1530 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
6、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。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 VIII 页关键词：振动筛；激振器；圆振动筛AbstractAt present, Chinas 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 perfor
7、mance 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 s
8、eriously affected the production. YZ1530-round good shaker can solve such problems, so this shaker designed for roundYZ1530-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
9、 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
10、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 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 IX 页spring, the axis o
11、f 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目 录摘 要 VIIAbstract VIII1 绪论 11.1 前言 .11.2 背景 .11.2.1 振动筛的发展
12、概况 .11.2.2 我国振动筛的发展概况 .21.3 振动筛的分类 .31.4 筛分机械发展方向 .42 振动筛筛面物料运动理论 .42.1 筛上物料的运动分析 .42.2 正向滑动 .52.3 反向滑动 .62.4 跳动条件的确定 .72.5 物料颗粒跳动平均运动速度 .73.振动筛的工作原理及结构组成 .83.1 圆振动筛的工作原理 .83.2 振动筛基本结构 .83.2.1 筛箱 .93.2.2 激振器 .133.2.3 支承装置和隔振装置 .15中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 X 页3.2.4 传动装置 154.振动筛动力学基本理论 .165.振动筛参数计算 .185.
13、1 运动学参数的确定 .185.2 振动筛工艺参数的确定 .195.3 动力学参数 .205.4 电动机的选择 .215.4.1 电动机功率计算 .215.4.2 选择电机 215.4.3 电机的启动条件的校核 .216 主要零件的设计与计算 .226.1 轴承的选择与计算 .226.1.1 轴承的选择 .226.1.2 轴承的寿命计算 .236.2 轴的设计 .236.2.1 轴的设计特点 .236.2.2 轴的常用材料 .246.2.3 轴的强度验算 .256.2.4 轴上键的计算选择 .276.3 支承弹簧设计验算 .271、弹簧刚度计算 .276.4 筛框横梁强度的计算 .297 振动
14、筛的安装维护及润滑 .317.1 振动筛的安装及调试 .317.1.1 安装前的准备 .317.1.2 安装 317.1.3 试运转 327.2 操作要点 .327.3 维护与检修 327.4 润滑 337.5 常见故障处理 .337.6 振动筛的轴承润滑的改进 .347.6.1 措施 .347.6.2 效果 .348 设备的环保、可靠性和经济评价 348.1 设备的环保 348.2 设备的可靠性 358.2.1 可靠度的计算 .358.2.2 可靠度的计算 .358.3 设备的经济评价 .358.3.1 投资回收期 .358.3.2 设备合理的更新期 .36结束语 36参考文献 37中国矿业
15、大学 2011 届本科生毕业设计 第 XI 页英文翻译 39致 谢 53中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 1 页1 绪论1.1前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的比重比较大，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趋势仍将趋于多元化，但基本趋势是：选煤设备大型化；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。YZ 系列圆振动筛筛箱运动轨迹为圆，适用于煤、石灰石、碎石、砂砾、金属或非金属
16、矿石及其他物料的筛分。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
17、)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
18、机拖动的筒式振动器（自同步技术） ，目前为箱式振动器与侧帮式偏心块单元体振动器（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。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 2 页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
19、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形式逐渐趋于近似，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 9
20、0 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，
21、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 12 。2m4.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
22、 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
23、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中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 3 页了 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
24、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
25、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。圆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、矿山厂的预先分级、准备筛分以及脱水作业中。由于其筛面的圆形振动轨迹，是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，
26、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。自定中心振动筛优点是运转时皮带不与筛箱一起振动，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。前者又名外能悬挂筛，因其筛箱振动时，主轴中
27、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，皮带寿命长等特点。直线振动筛是靠两根不平衡重的轴做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。直线振中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 4 页动筛具有下列特点：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靠筛子的倾角而是靠激振力，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，所以特别适合煤炭的脱
28、水、脱泥、脱介以及物料的分级。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。4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。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得干湿式筛分，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
29、筛机的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，筛孔不宜堵塞。（3）GPS 型高频振动细筛GPS-900-3 型高频振动细筛是在吸收美国 Derrick 高频细筛技术基础上研制的，该筛采用了叠层筛网（有三层孔径不同的不锈钢编织筛网叠合而成） 、三路给矿（沿筛面布置三个给矿器）和长圆筒形振动器（电机轴两端装有偏心配重块和调偏快组成的镇子）振频 2850 次/分。目前已在黑色和有色金属闭路磨矿作业中，作为分级设备推广
30、使用，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，还可以推广用于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。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
31、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中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 5 页标 ,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
32、,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。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：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
33、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。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 6 页图 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
34、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：t （2-1）coss)180cos(AAxt （2-2）iniiny式中: A振幅;轴之回转相角， = t;轴之回转角速度；时间。t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方向上的速度和加速度：t （2-3）sinAvXt （2-4）coyt （2-5）2at （2-6）siy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 的物料颗粒动力平衡条件：m中国矿业
35、大学 2011 届本科生毕业设计 第 7 页对质量为 的颗粒受力分析（如图 2-1）：m1、物料颗粒重力：（2-7）Gmg2、筛面对颗粒的反作用力，由 2cossinyNaAt可以得到：（2-8）2it式中 为筛面倾角3、筛面对物料颗粒的极限摩擦力为：（2-9）2(cossin)FfNmgAt式中 为颗粒对筛面的静摩擦系数。f颗粒沿着筛面开始正向滑动时临界条件：（2-10）cosxga将 ， 用已知式子（2-9）与（2-5）替代，且 （ 为滑动摩擦角） ，Fxa ftg简化整理得：（2-11）2cs()sin()kA式中， 为正向滑始角。k令 ，则：cos()b（2-12）230sin()kg
36、nb式中 称为正向滑动系数。由上式得知，正向滑动系数 。k 1kb当 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：1b（2-13）min2si()30gNA为了使物料颗粒沿着筛面产生正向滑动，必须取筛子转数 。min2.3反向滑动临界条件为：（2-14）sinxgFa将 ， 用（2-9）与（2-5）替代，并简化后：Fxma（2-15）2co()si()q qbA式中： 反向滑始角q反向滑动系数b则可以得到：（2-16）230sin()qgnAb中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 8 页由上式可以知道，反向滑动条件 。1qb当 时，可以求得使物料沿着筛面反向滑动的最
37、小转数应该是：1qb（2-17）min2si()30gA为了使物料颗粒沿着筛面产生正向滑动，必须使筛子转数 。min2.4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 。0N即 ，或者是 。cosymga2cosindg由此可以得到：（2-18）2cos1iddvgbAk式中： 物料跳动系数db跳动起始角振动强度，k2Akg 抛射强度，它表明物料在筛面上跳动的剧烈程度。v上式可以写成：（2-19）0223cos30cossinddggAAb当 时或者 ，则颗粒出现跳动。1db1kv当 或 时，则可求得物料开始跳动时的最小转数为：VK（2-20）sinco302minAg为了使物料产生跳
38、动，必须取筛子的转数 。mi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 起跳，到振动相角 跳动终止时，沿 方向的位移为：dbx2sin1tgtVS= （2-21）2d式中 为物料颗粒起跳时沿 方向的运动速度：dVx（2-22）ddAsin由此，则：中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 9 页（2-23）2)(sin1sigASd同一时间内,筛面位移为： （2-24）cos)cos(co3 dddbc A物料颗粒在每个循环中,对筛面的位移为： CSbxS4= （2-25）21sinsincs()csd ddg
39、A当筛子在近似于第一临界转数下工作时,即 ，则上式中方括号内的数值接近于360零。故得到：（2-26）21sinsindgSA物料跳动平均速度：（2-27）).(sii602Vd当 时,则 , , ,360dtgsinsn0co1因此, 式（2-40）可以化简为：（2-28）2idtg或者化简为：（2-29）dsin由式（2-42 ）和式（2-18 ）,可以将式（2-40）化简为:（2-30）)1(30tgkAVv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 , ,015.0所以：（2-31）)(30tgkAnVv3.振动筛的工作
40、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YZ 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。振动中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 10 页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，由电动机通过联轴器，由激振器把运动传递给振动器。3.2振动筛基本结构本次
41、设计 YZ1530 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。YZ 系 列 圆 振 动 筛 型 号 说 明 :2 Y Z H 筛面长度 dm 筛面宽度 dm 重型（轻型不写） 座式 - 圆振动 筛面层数（单层不写）3.2.1 筛箱筛箱是筛子的承载部分，有筛框及固定在上面的筛面组成。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，在它的中部铆接有底圈，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，并在适当的位置铆接角钢以补强。1筛面：为适应大块大
42、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。筛面采用带筐架的不锈钢筛面，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。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，由多种多样。筛板的材质可选用 A3、16Mn、16MnCr 等钢板，厚度 5-8mm。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
43、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。筛孔排中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 11 页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。图 3.1 冲孔筛板孔的形状与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。其中长方形的筛面开孔率最大，方形孔次之，呈三角形排列的圆形筛孔开孔率最低。（2）棒条筛面棒条筛面是有平行排列的具有一定断面形状的一组棒条固定在解释的横梁面上支撑。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
44、，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、细粒透过筛面，粗粒从筛面的另一端排除。棒条筛面的开孔率为 50%-60%。图 3.2 棒条的断裂形状（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形，然后再编织成网。筛网的优点是开孔率高（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。筛丝的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 0.0
45、38mm）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。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 12 页如果孔的长边顺着物料流动方向时，筛分精度较低。图 3.3 编织筛网的形状a-三维丝长孔；b-正方形筛孔（4）条缝筛面条缝筛面有穿条式、焊接式和编织式三种形式。穿条式筛面的优点是工作可靠，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原件。其断面形状可归纳为三种：等腰三角形、梯形和 U 型。筛条的尺寸参数有三个：条被高度、高度和锥角。圆形断面筛尺寸以直
46、径 D表示。（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，下层橡胶为韧性层好剖度高，弹性低，起支撑作用，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、 ，制作的筛面便于安装和具有较高的开孔率。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 13 页图 3.4 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2、筛面的固定筛面
47、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，在其上房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。可以把筛面压得很紧，此法简单可靠，更换筛面方便。图 3.5 木楔压紧筛面（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，则可用薄钢板与橡胶垫吧筛网边缘包住，在弯成钩形，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 型，这种结构简单、可靠，但是拆装麻烦。近年来改用 J 型螺栓，较 U 形螺栓使中国矿业大学 201
