1、西安工业大学北方信息工程学院本科毕业设计(论文)题目：碎石筛分振动给料机的分析设计系 别： 机电信息系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： B090207 姓 名： 高禄江 学 号： B09020705 指导老师： 张蔚宁 阮红芳 2013 年 5 月毕业设计（论文）任务书系别：机电信息系专业：机械设计制造及自动化班级：B090207 姓名：高禄江学号：B090207051.毕业设计（论文）题目： 碎石筛分振动给料机的分析设计 2.题目背景和意义：给料机在冶金、煤炭、电力、化工、建材、轻工和粮食等行业中广泛应用，可与其他设备配套，实现给料、喂料、配料、定量包装和流程自动化作业，随着工业
2、的不断发展对给料机的品种、质量和功能等要求愈来愈高，从而使给料机的发展提高到了一个新的阶段。本课题针对目前碎石筛分现场，人工给料劳动强度大，效率低，合理设计一种振动给料机，以提高工作效率。通过设计，综合灵活运用大学所学的知识，并培养学生独立分析问题、解决实际问题的能力。 3.设计(论文) 的主要内容（理工科含技术指标）：阅读相关文献了解目前振动给料机内外研究现状，在分析现有给料机的基础上，针对碎石筛分现场，利用所学的专业知识设计一种给料机；在选取合适的材料考虑如何加工，完成主要结构参数、传功装置等的总体设计；利用 AutoCAD 或三维设计软件 PREO/E 绘制相关原理及重要零件工作图；最后
3、分析所设计给料机的特点，指出今后需要改进和进一步完善的地方。 4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）： 第 12 周 ： 选题、收集与课题相关资料、文献，所需软件的了解与准备； 第 34 周：通过文献阅读、了解振动给料机研究现状，初步形成本课题设计思路与方案，并完成开题报告； 第 56 周 ：振动给料机设计思路的明确、设计方案与框架的确定； 第 710 周: 完成振动机主要结构参数设计与传动装置设计，并完成中期报告； 第 911 周：主要零件图绘制； 第 1213 周 ：完成论文撰写与装订与图纸的打印；第 14 周 ：送论文评阅，准备答辩； 第 15 周 ：论文答辩 。 5.毕业
4、设计（论文）的工作量要求 完成不少于 1.5 万字的毕业论文。 实验（时数） *或实习（天数）： 100 小时 。 图纸（幅面和张数） *： （折算后）3 张 A0 图纸的工作量 。 其他要求： 一篇相关外文翻译。 指导教师签名： 年 月 日学生签名： 年 月 日系主任审批： 年 月 日说明：1 本表一式二份，一份由学生装订入册，一份教师自留。2 带*项可根据学科特点选填。I碎石筛分振动给料机设计摘 要机械振动式给料机是给料设备中常用的一种。它广泛应用在冶金、煤炭、电力、化工、建材、轻工和粮食等行业中，与其他设备配套，实现给料、喂料、配料、定量包装和流程自动化作业。随着工业的不断发展，对给料机
5、的品种、质量和功能等要求愈来愈高，从而使给料机的发展提高到了一个新的阶段。本课题针对目前碎石筛分现场，人工给料劳动强度大、效率低、给料不均匀，合理设计一种筛分与给料相结合的惯性振动给料机，以提高工作效率。本论文分析论述了设计方案，包括振动给料机的分类与特点和设计方案的确定；对物料的运动分析，对振动给料机的动力学分析及动力学参数的计算，合理设计振动给料机的结构尺寸；对激振器的偏心块等进行了设计与计算，包括原始的设计参数，电动机的设计与校核；对主要零部件进行了设计与计算，皮带的设计计算与校核，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、润滑的设计，最后进行了振动给料机
6、的环保和可靠性进行了评估与分析。关键词：振动给料机；激振器；偏心块 IIFeeder gravel screening analysis and designAbstractMechanical vibration feeder is feeding equipment commonly used in a. It widely used in metallurgy, coal, electric power, chemical industry, building materials, light industry and food industry, and other equipment
7、, realization of feed, feed, ingredients, packaging and process automation. With the continuous development of industrial, feeder is the variety, quality and features, the rising demand, so that the feeder has been raised to a new stage of development. This issue is for the current gravel screening,
8、 hand feed-intensive, inefficient, feeding is not uniform, rational design of a screening and feeding a combination of inertial vibrating feeder, to improve efficiency. This papers analysis discusses has design programme, including vibration to material machine of classification and features and des
9、ign programme of determines; on material of movement analysis, on vibration to material machine of dynamics analysis and the dynamics parameter of calculation, reasonable design vibration to material machine of structure size; on stress vibration Manager of eccentric block, for has design and calcul
10、ation, including original of design parameter, motor of design and check; on main parts for has design and calculation, belt of design calculation and check, spring of design calculation, axis of strength calculation, The selection and calculation of the bearing and lubrication of equipment maintena
11、nce, installation, design, culminating in a vibrating feeder of environmental and reliability evaluation and analysis.Key words: shaker；Vibrator；EccentricIII目 录1 绪论 .11.1 前言 .11.2 背景 .11.3 振动机械的分类 .41.4 我国振动式给料机发展方向 .41.5 本文研究的思路与方向 .42 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 .72.3 反向滑动 .82.4 跳动条件的确定 .8
12、2.5 物料颗粒跳动平均运动速度 .93 碎石筛分振动给料机的工作 原理及结 构组成 .103.1 碎石筛分振动给料机的工作原理 .103.2 碎石筛分振动给料机基本结构 .103.2.1 给料槽 .103.2.2 激振器 .103.2.3 支承装置 和隔振装置 .113.2.4 传动装置 .114 碎石筛分振动给料机动力学基本理论 .115 碎石筛分振动给料机参数计算 .165.1 运动学参数的确定 .165.2 工艺参数的确定 .175.3 动力学参数 .185.4 电动机的选择 .185.4.1 电动机功率计算 .185.4.2 选择电机 .195.4.3 电机的启动条件的校核 .196
13、 主要零件的设计与计算 .21IV6.1 轴承的选择与计算 .216.1.1 轴承的选择 .216.1.2 轴承的寿命计算 .216.2 皮带的设计 .226.2.1 选取皮 带的型号 .226.2.2 传动比 .226.2.3 带轮的基准直径 .226.2.4 带速 .226.2.5 确定中心距和带的基准长度 .226.3 轴的设计 .246.3.1 轴的设计特点 .246.3.2 轴的常用材料 .246.3.3 轴的强度验算 .246.4 支承弹簧设计验算 .277 振动给料机的安装维护 .307.1 振动给料机的安装及调试 .307.1.1 安装前的准备 .307.1.2 安装 .307
14、.1.3 试运转 .307.2 操作要点 .307.3 维护与检修 .318 设备的环保、可靠性评价 .328.1 设备的环保 .328.2 设备的可靠性 .328.2.1 可靠度的计算 .329 结论 .34结束 语 .35参考 文献 .36致 谢 .38毕业设计（论文）知识产权声明 .39毕业设计（论文）独创性 声明 .401 绪论11 绪论1.1 前言振动可以分为两大类：有害的振动，如：共振造成机械设备的破坏；交通工具的振动会给乘客带来不适感等。有益的振动，如：工矿企业使用的一些设备是利用振动来实现工艺过程或者提高机器的工作效率；土建工程经常用到的混凝土灌注时的振动捣固、振动沉桩及振动拔
15、桩等 2。振动机械（即机械的工作原理是振动）在近三十多年，得到了快速的发展和广泛的应用，如粮食和食品加工厂、水泥厂、建筑工地、铸造厂、发电厂、化工厂、洗煤厂、以及冶金和矿山工厂等企业。目前，根据不完全统计发现，几十种振动机械已投入到工业生产中，如振动沉拔桩机、振动压力机、振动成型机、振动球磨机、振动筛、振动输送机以及振动给料机等，并且在工业生产的各个企业中发挥着重要的作用 3。1.2 背景回顾振动给料设备的发展历程, 我国与世界上工业发达国家一样, 都是经历了一个以机械往复式、电磁振动、电机振动以至机械惯性振动为主一导的发展过程。20 世纪 50 年代初，矿井用给料设备主要依赖机械式往复给料机
16、。该机型结构简单，动力消耗较大，设备笨重。其原理是：由连杆及偏心轴传动，往复作业，处理量小且成间接成堆式不均匀给料。但该机型维修量小、耐用，布置所需高度低，且对物料的粒度组成、外在水分等物理性质要求不严。已广泛用在各类矿井生产中。60 年代，随着生产技术的发展，相继出现了电磁振动给料机，并迅速得到广泛应用。原机械工业部相继在东北的辽阳、河南鹤壁和江苏海安设立定点 3 家生产厂。该机型属于双质体共振钢型弹力振动，相对于 K 型往复给料机，其适应性更加广泛。但由于有一定的缺陷，需要进一步改进。到了 70 年代末至 80 年代初，一种单质体以振动电机加偏心块离心力为振源的给料设备应运而生。该机型简单
17、明快，自动调节同步运动。选用 46 极电机、转数为9601450 转min，振幅可达 412 mm。但使用中发现，该机型有先天缺陷：振源为特殊电机；参振电机在振动槽上采用直接连接方式安装，轴承除承受正常径向力外，尚有较大的轴向力，严重影响电机寿命。电机直接参振的槽体，其 2 台电机开机需强制步，会因振动使槽体破裂。在 80 年代末 90 年代初，针对强制同步振动电机为振源的给料设备的使用状况，西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）3研 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）2制开发了一种电机不参振型新型给料设备。GZY 型是参照波兰设备研制的单质体振动给料机。该机以普通电机为振源，
18、绕性连接槽体下方的激振器。激振器内有 2 根可调偏心轴。通过电机绕性传动，一对齿轮转动产生激振力。它的出现是强制式电机振动给料设备的更新换代产品，给料均匀、运行可靠、对料物的水分及粒度适用性强。该机采用前吊后座配置，以不烧电机著称。该机存在的问题是：现场配置需固定电机底架，占用一定空间；绕形连接因槽体载重过量卡死后，强行启动会撕裂；动态与静态配连安装时要求上下左右留有一定的活动量，而且因无减振系统，激振力直接传递给机身的地基，其冲击力及噪声较大；激振器重力轴以及齿轮材质要求高；要求激振箱注油降温，密封不严会漏油，造成 2 次污染，缺油后齿轮发热起火，存在不安全隐患。目前该机型已经发展成系列产品
19、GZY、GZM、GZK并在国内许多大型矿井及煤炭转运生产线上广泛运用。获得了良好的社会、经济效益 1。1.3 振动机械的分类振动机械的分类标准包括：结构特点的不同以及动力学特性的不同。根据不同的类型，对振动机械进行分别地研究和分析，总结它们的特性与共性，掌握与了解各自的特点，以更加有效地与合理地利用它们是对其分类的主要目的。1. 根据驱动装置形式的不同进行分类(1) 其驱动装置为惯性激振器，它通常包括轴承座、轴承、偏心块和主轴等（如图所示） 。有偏心块旋转运动时产生的离心力来带动工作机体的振动，偏心块的运动变化与工作机体的振动变化均具有周期性。目前，在工业生产部门中，广泛使用惯性式振动机械，如
20、：振捣器、振动成型机、振动落砂机、振动球磨机和惯性振动筛等。(a) 惯性振动机械简图 (b) 惯性激振器 1-激振器 2-工作机体 3-弹性元件 4-偏心块 5-工作轴 6-轴承和轴承座图 1.1 惯性式振动机械(2) 弹性连杆式振动机械西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）3其驱动装置为弹性连杆式激振器，它通常包括连杆端部的弹簧、连杆及偏心轴。弹性连杆能够激起工作机体的振动。目前，重介质振动溜槽、振动冷却剂和弹性连杆式振动输送机等弹性连杆式振动机械已经用于工业生产中。通常情况下，它被用于长度比较大的振动机械中。1-工作机体 2-连杆弹簧 3-弹性元件 4-连杆 5-偏心轴图 1.2 弹
21、性连杆式振动机械(3) 电磁式振动机械其驱动装置为电磁激振器，它通常包括衔铁、线圈及铁芯。脉动电流或交变电流经过线圈，电磁铁产生电磁吸力，且力的变化具有周期性，进而引起工作机体的振动。目前，电磁振动试验台、电磁振动筛、电磁振动输送机和电磁振动给料机等电磁式振动机械已经用于工业生产中。(a) 外形图 (b) 电磁激振器1-激振器 2-工作机体 3-弹性元件 4-板弹簧 5-联接叉 6-线圈 7-铁芯 8-衔铁图 1.3 电磁式振动机械(4) 其他类型的振动机械其驱动装置为凸轮是激振器、液压式激振器或风动式激振器。2. 根据动力学特性的不同进行分类，可以分为冲击式振动机、非线性振动机、线性近共振类振动机。对振动机械除了根据上述特性的不同进行分类外，还可以根据自由度数目的不同以及振动质体数目的不同进行分类 3 4。
