矿大毕业设计直线振动筛设计.docx
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矿大毕业设计直线振动筛设计
摘要
振动筛的研究不断地向着标准化、系列化、通用化发展,并引入现代化设计手段,采用新材料、新技术、新工艺,其目的在于不断扩大筛机应用领域,满足国民经济建设发展的需要,并担当对外出口的任务。
本文所设计的振动筛的筛分物料为球磨机产品。
该产品的大小不是很平均,为了做出更符合要求的物料就需要用振动筛来将球磨机产品进一步细分,将不符合要求的物料重新用球磨机磨小。
经过这样的反复处理最终将物料全部做成符合要求的产品。
本课题的振动筛为自同步双振动电机驱动的,其特点是结构简单、安装方便、成本低、容易操作及维护等。
其筛箱为板梁铆焊组合结构,由主副侧板、管梁、入料挡板、出料板、筛板等组成,侧板选用低合金压力容器钢板,强度高、可焊性好,周边折弯,并在振动方向及沿纵向连接多根角钢,使侧板刚度大大增强,有利于强度的提高和噪音的降低。
管梁由法兰盘、无缝钢管、加强槽钢等组成,重量轻、强度大,便于制造安装,具有互换性。
加强槽钢上有T形孔,使用T形螺栓,便于筛板的安装维护,消除U形螺栓对管梁的磨损。
工作原理:
两台振动电机的型号相同,可以产生一种组合的直线振动。
这种振动可以使输送槽体中的物料运动,并与筛面发生碰撞,使小于筛孔的物料透过,从而实现物料的几何分级,实现筛分。
总体方案为:
采用普通筛分法,振动形式为共振,运动轨迹为直线运动,激振方式为惯性式,隔振方式为一级隔振,隔振弹簧为金属螺旋式隔振弹簧。
关键词:
振动筛;筛箱;振动电机
Abstract
Theshakerresearchunceasinglytothestandardization,theseriation,theuniversalizeddevelopment,andtheintroductionmodernizationdesignmethod,usesthenewmaterial,thenewtechnology,thenewcraft,itsgoalliesinunceasinglyexpandsthesievemachineapplicationdomain,satisfiesnationaleconomyconstructiontheneedtodevelop,andtakesontheforeignexportationtheduty.
Finallycompletelymakesaftersuchrepeatedlyprocessingthematerialltalliestherequestproduct.Thistopicshakerforself-synchronizingpairvibrationmotor-driven,Itscharacteristicisthestructuresimple,theinstallsconvenient,thecostlow,iseasytooperateandthemaintenanceandsoon.Itsievestheboxisboardcrossbeamrivetinghitchweldsbuilt-upsection,Byhostvice-sidebar,Hollowbeam,Entersthematerialbackplate,Leavesmaterialboard,Sievesboardandsooncomposition,Thesidebarselectsthelow-alloypressurevesselsteelplate,Theintensityishigh,Theweldabilityisgood,Peripheralkneebend,Andinthevibrationdirectionandalonglongitudinalconnectsthemulti-rootsanglesteel,Causesthesidebarrigiditybigenhancement,Isadvantageoustotheintensityenhancementandnoisereducing.Hollowbeambyflangeplate,Seamlesssteelpipe,Strengthenscompositionandsoonchannelsteel,Theweightlight,theintensityisbig,isadvantageousforthemanufactureinstallment,Hastheinterchangeability.StrengthensinthechannelsteeltohavetheTshapehole,UsestheTshapebolt,Isadvantageousforscreenboardinstallsthemaintenance,EliminatestheUshapebolttothehollowbeamattrition.Principleofwork:
Twovibratetheelectricalmachinerythemodeltobesame,Mayhaveonekindofcombinationstraight-lineoscillation.Thiskindofvibrationmaycauseinthetransportationtroughbodythematerialmovement,Andhasthecollisionwiththescreeningsurface,Andhasthecollisionwiththescreeningsurface,Thusrealizationmaterialgeometrygraduation,Realizationscreening.Theoverallplanis:
Usestheordinaryscreeninglaw,Thevibrationformforresonates,Thepathisthetranslation,Stirsupthestrengthvibrationthewayistheinertiatype,Thevibrationisolationwayislevelofvibrationisolations,Thevibrationisolationspringisthemetalscrewtypevibrationisolationspring。
Keywords:
thevibrationscreen;theboxscreen;thevibrationelectricmachinery
第1章概述
1.1国内外现状
直线振动筛是目前我国煤炭企业使用最多的一种振动筛。
这种筛子的激振器是由两根带有不平衡重量的轴组成。
两根轴做反向同步回转,所产生的离心力使筛箱发生振动。
根据不平衡重心在轴的位置不同,筛箱振动的轨迹可以是直线和椭圆两种形式。
目前一般使用的双轴筛筛箱的运动轨迹都是直线,所以,这种筛子又叫直线振动筛。
直线振动筛有固定的抛射角(筛面上物料被抛起的方向与筛面最小夹角),一般为30度,45度,60度,国产筛抛射角一般为45度。
直线振动筛有很大的加速度,因此特别使用于煤炭中细粒级的脱水和脱泥,也可用于中细物料的筛分。
我国的直线振动筛已有DS和ZS两个系列,并且性能良好。
我国在筛分机大型化方面发展很快,2ZS2570型振动筛,于1980年通过国家鉴定,并推广应用,这是我国直线振动筛发展的标志,并且此种振动筛解决了过去振动筛温升高,漏油及噪音大等问题。
为加快我国筛分机制造技术的发展步伐,国内一些制造厂纷纷引进国外专利制造技术,在消化引进及吸收国外新技术的基础上, 研制定型的产品有:
YK型和ZKX型直线振动筛。
这些类型的筛分机正在国内推广应用。
70年代以来,筛分技术发展的很快,世界上涌现了不少新型筛分机.对比归纳,结构上比较具有代表性,技术上比较先进的是德国KHD公司制造的USK型和USL型振动筛,日本神户制刚所制造的HLW型振动筛等.
目前国内筛机产品种类有圆振动筛、直线振动筛、椭圆振动筛、高频振动筛、弧形筛、等厚筛、概率筛、冷矿筛、热矿筛、节肢筛等,产品已在冶金、矿山、煤炭、轻工等许多行业得到广泛的应用,基本上满足了国内国民经济建设的需要。
据2002年行业调查了解,全国筛分机械制造企业已多达300余家,从所有制来看,除国营、集体、股份制外,还有外资和合资企业,特别是股份制、民营企业发展很快。
全国筛分机械市场年产值约为5亿元左右,今年又有大的增长,年产值超过1500万元以上的企业有10余家。
由于我国东部经济发展较快,筛分机械制造企业也主要分布在东北、华北、华东和中南地区,尤其是鞍山新乡地区,这两个地区的筛分机械产值约占全国总产值的50%左右,可是在西部地区,还没有一家像样的筛分设备制造企业。
我国筛分设备制造企业虽然很多,但是真正具备实力的很少。
目前全国具有独立研究开发新产品能力的企业不多,大约有3~4家,每年能创新开发几个新产品,而大多数企业仍是生产常规较为陈旧的产品。
在产品设计和制造水平上,全国大约只有4~5家企业的机械装备和工艺水平真正具备制造较大筛分机械的能力。
德国申克和KHD公司是国际著名的筛分机械制造企业,他们的新产品开发是和工程设计同时进行的:
首先要对被筛物料的物理、化学性质以及在工艺流程中所需达到的要求进行分析,选择合理的技术参数、进行模拟样机试制、进行必要的设计计算、工作图设计、产品试制、检验、服务、工艺试验、跟踪服务、产品改进设计、定型等一系列程序,最后实现交钥匙工程。
随着我国采矿、冶金、石化、建筑等工业部门的迅速发展,振动筛分设备在工程中广泛应用,对整个国民经济的发展起着至关重要的作用。
因此,针对振动筛分机械进行的研究具有重大的现实意。
从目前国内外的研究动向看,一方面致力于现存筛分机械的运动分析和结构调整;另一方面瞄准新颖的设计目标,探求合理的结构形式,动力配置和动力学参数,以便进一步推进筛分机的应用。
随着科技水平的提高,人们对各种商品的需求也越来越精细,质量越来越高,振动筛的技术在制造也上也有更高的要求。
国内振动筛特别是旋转筛系列产品,还停留在80年代的水平,很多厂家还是处于仿造阶段。
国外的振动筛技术早已更新换代,包括美国、日本、德国等老牌工业国家,他们开发出很多能满足不同需求的振动筛产品,而我国依然还是统一的采用那种老式振动筛,许多客户不得不去进口德国或者美国的产品。
最主要的还是技术打不到国外的水平。
振动筛分机在一定的筛分效率下要得到较高的单位表面处理能力,在很大的程度上取决于筛网的运动轨迹。
不同的运动轨迹会对物料的输送产生不同的影响。
通常,振动筛工作过程的运动轨迹包括:
直线、圆、和椭圆。
圆运动筛工作时,会产生一个旋转着的加速度矢量,使筛面上的物料极易分散,堵塞筛孔的可能性小。
但圆运动轨迹的抛郑角陡峭,物料输送速度较低,因而在相同条件下处理量不如直线振动筛.而直线振动筛在筛面上只是做单调的直线抛郑运动,物料运动速度均匀,因此没有堆积现象,更不用人工清砂,所以筛网寿命长。
圆振动筛是一种做圆形振动、多层数、高效新型振动筛。
圆振动筛采用筒体式偏心轴激振器及偏块调节振幅,筛分规格多,具有结构可靠、激振力强、筛分效率高、振动噪音小、坚固耐用、维修方便、使用安全等特点,该振动筛广泛应用于矿山、建材、交通、能源、化工等行业的产品分级。
由于国内大型化的振动筛技术还不是很成熟,生产的小型振动筛质量可靠,大型振动筛暴露的问题很多,需要认真对待和解决。
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。
随着我国经济的高速发展,对能源需求的不断增大以及煤矿采掘机械化程度的不断提高,对于振动筛分机械的工作效率的要求越来越高,因而研制大容量的大型振动筛的重要性越显突出。
我国对筛分机械的研制主要经历了三个阶段:
仿制阶段、自行研制阶段、提高阶段。
五十年代初至六十年代中期,主要是从前苏联和波兰引进,并部分仿制了偏心式和单惯性式圆振动筛。
如前苏联的系列圆振动筛、MZ型摇动筛;波兰的WK-15振动筛,WPI,WPZ型吊式直线振动筛。
这些筛分机械的仿制成功,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。
从60年代中期我国开始独立研制,主要成果有DD系列、ZD系列单轴振动筛和ZS系列、DS系列双轴振动筛。
这些设备虽然存在一定的故障,寿命较短等问题,但是它们的研制成功基本上满足了国内的需求,同时也标志着我国的筛分机械走上了独立发展的道路。
在80年代,我国的筛分机械迈进了一个新的发展里程碑。
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系列,自同步等系列,例如螺旋三段筛,物料直线振动筛,琴弦振动筛,立式圆筒筛的研制取得了一定的成功。
于此同时,我国筛分机械的制造水平也有了很大的提高。
我国生产使用的筛分设备有200多个品种,其中绝大部分为振动筛。
我国目前使用的圆振动筛有:
吸收国外先进技术的基础上研制的YK系列圆振动筛;引进美国TaborTI型振动筛技术制造的YA系列筛;在YA型圆振动筛基础上设计的YAC系列筛;在消化吸收YA型圆振动筛基础上研制的DYS大型圆振动筛;具有概率筛和圆振动筛综合筛分效果的YFS型圆振动分级筛;采用高振幅、高频率圆形轨迹振动特性的GDS型概率圆振动筛;主要为沥青混凝土拌和设备配套以及用于不高于200℃的散状物料分级的YAR系列热石筛。
我国目前使用的直线振动筛丰要有:
可用于脱介、脱水、脱泥和分级的ZSM、DSM型双轴振动筛;适用于各种煤炭的脱水、脱介、脱泥及湿式分级的ZKB、ZKBX型自同步直线振动筛;广泛用于各种物料分级、脱水、脱介的zK系列直线振动筛;引进美国TaborTH型振动筛技术制造的ZKX系列直线振动筛;消化吸收ZKX基础上研制成功的DZS大型直线振动筛;适用于温度在150℃以下的冷烧结矿整粒工序进行分级的LZS和SLZS型冷矿振动筛;专为冶金部门温度在800℃"850℃的中小粒度烧结矿进行分级的SZR型热矿振动筛。
同样还有其他类型的筛分机械:
GS型、ZBG型、QGS型、XGS型概率筛分机;ZD型、ZDS型等厚筛;GXS型、SQDI型琴弦式筛分机;GPS型高频振动细筛;C型、M型电磁振动旋流筛;SL型螺旋筛分机;QZK曲面振动筛;LYS型立式圆筒筛等。
国外从16世纪开始筛分机械的研究与生产,到了18世纪欧洲工业革命时期,筛分机械得到了迅速的发展,使筛分机械发展到较高的水平。
比如,德国的申克公司能提供260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公司和海因曼公司都研制了双倾角的筛分设备。
美国NRO公司研制出了DFN型双频率振动筛,采用不同的速度激振器,DKR公司研制成三路分配给料,一台高速电机驱动的振动筛。
英国为解决从湿原煤中筛出细粒末煤,研制成功了旋流概率筛。
前苏联也研制了一种多用处兼有直线振动筛优点的自同步直线振动筛。
这些国外知名企业采用先进的设计技术及制造技术,不但生产出适用于各种场合的不同类型的振动筛,而且生产出了性能优良的大型振动筛,受到用户的欢迎,几乎垄断了国内大型振动筛市场。
如德国的筛子技术公司和申克公司分别制造出了50㎡和34㎡的大型直线振动筛,日本的神户制钢所和川崎重工也制造出了34㎡和48㎡的产品,美国的CONNWELD公司制造出了27㎡的产品。
在对全国几家使用大型振动筛的厂家的调研发现,全套进口的德国筛子技术公司和日本神户制钢所的27㎡直线振动筛均可正常使用3~5年。
1.2振动机械的用途和分类
在很多情况下不可避免地会遇到各种各样的振动现象。
许多振动现象是不必要和有害的,会产生噪音污染、降低机器寿命而造成损失,强烈的振动还可能造成人员和建筑物的伤害,应尽量避免。
但是在某些场合振动是有益的,比如利用振动可提高某些机器的工作效率、完成许多工艺的过程。
近年来应用振动原理的机械(简称振动机械)得到了迅速的发展。
它们在矿山、冶金、化工厂、农业生产和加工厂中得到了广泛的应用[2]。
二十几年来,经过国内外科技工作者孜孜不倦的探索和坚持不懈的努力,振动理论日趋完善,振动规律逐渐为人们掌握,振动也逐渐被应用到许多工业部门用来完成某些工艺过程来提高生产率。
振动机械的广泛应用奠定了机械振动学的基础,同时也决定了机械振动学的地位。
现在,机械振动学这门有前途的学科已逐步完善起来了。
据不完全统计,目前已用于生产中的振动机有几十种之多,有不少在工业中各部门发挥着重要的作用。
在工业部门中,筛机的种类很多,例如固定筛、滚动筛、筒筛、摇动筛和振动筛等,其中以振动筛(包括普通振动筛、共振筛、概率筛和等厚筛)应用最为普遍。
振动筛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行分级的机械,这种分级作业叫做筛分。
筛分工作一般适用于尺寸为1-300毫米或更细物料(大0.05毫米,甚至更小)的分级。
当用于分级时,一层筛面可获得两种产品;用n层筛面分级,可得到n+1中产品。
振动筛除了用于分级外,还常用于物料的脱水,即除去物料中的水分;脱介,即在筛分机中用水清洗并回收重介微粒(在重介质选煤工作中,选别后的精煤矸石常常粘附着重介质,通常用水清洗并回收);振动筛也常用于清洗物料表面的污泥。
振动筛是我国20年来迅速发展的新型机械。
基于振动筛的三种不同的运动轨迹(圆、直线、椭圆),采用不同的筛分方法,并针对国民经济中的个行各业的特殊需要,形成了各种形式的筛分机械,并在各个工业部门得到广泛的应用。
在冶金工业部门,选矿厂普遍采用圆振动筛对矿石进行预先筛分和检查筛分;用振动细筛对磨矿机的产品进行分级以提高精矿品位;针对烧结厂热烧结矿和冷烧结矿分级的要求,采用直线运动轨迹和二次隔振原理,形成了热矿筛和冷矿筛;另外采用直线筛对焦炭进行筛分,取代了原始的滚轴筛。
在煤炭工业部门,煤的分级在不同的场合分别采用圆振动筛,利用概率筛分法的概率筛和等厚筛分法的等厚筛;用直线振动筛作为精煤和末煤的脱水脱介;针对6mm以下含水7%-14%的潮湿细微粒煤的分级先后出现了琴弦筛、旋转概率筛、滚动筛以解决堵孔问题和提高筛分效率;另外将弧形筛和直线筛结合在一起,形成弧形高频细筛来解决脱水问题。
在水利电力部门,火电厂对煤的预先筛分是通过圆振动筛或等厚筛来实现的;利用直线筛解决煤炭的处理,在水电站的建设工作中,如三峡工程需要个中大型筛机对砂石进行分级。
在交通部门,针对铁路石渣的清沙和除泥,采用概率等厚原理的概率等厚筛效果很好;用热石筛可对沥青混凝土的石头分级,在高速公路建设中起着重要作用。
在化工部门,对于化工原料和产品的筛分,化肥和复合肥分级,振网筛和化肥筛是关键设备。
随着“十五”规划建设投资的加大,冶金、能源、交通、水电等部门的新建项目和技术改造项目不断增加,大大的推动了机械工业的发展,全国筛分机械制造业成发展趋势。
据了解,全国筛分制造企业已达450余家,筛分机械年产值1000万以上的有10余家。
由于我国东部经济发展较快,筛分机械制造企业也主要分布在东北、华北、华东和中南地区,尤其是鞍山,新乡地区,在鞍山机械矿机和河南太行振机企业的影响下,已发展成筛分机械制造基地,这俩个地区的筛分机械产值约占全国总产值的50%左右,特别是股份制、民营企业发展很快。
可是在西部地区,基本上没有一家像样的筛分设备制造企业,目前西部开发用的筛分装备均是从东部采购的,这与当前西部开发的形式是不相称的。
我国筛分设备企业虽然很多,但是真正具备实力的很少,首先,从产品水平上,全国只有鞍矿和洛矿先后从美国R.S公司、德国KHD公司和日本神户制钢所引进过世界先进的筛分设备制造技术,而洛矿的引进,由于多方面的原因,未能达到预期效果。
对于筛分机械首先要满足工艺过程和工作过程等振动的需要,其次,还应满足工作寿命长、环保、可靠性高等基本要求。
由于筛分机械工况往往比较恶劣,且在激振力和筛上物料的作用下长期承受交变载荷,所以极易产生疲劳失效及腐蚀。
目前,振动筛的振动普遍存在强度低、适用寿命短、噪声大、共振幅度大、工作动负荷大、轴承温度升大等问题,并且没有得到很好的解决。
本文通过对圆振动筛的总体设计,使筛体的结构能够尽量合理,从而满足静载荷和动载荷的要求,提高其使用寿命和可靠性。
1.2.1振动机械的组成
振动机械通常由三部分组成
(1)激振器
用以生产周期变化的激振力,使工作机体产生持续的振动,常用的激振器有惯性式激振器、弹性连杆式激振器、电磁式激振器,液压式和气动式激振器以及凸轮式激振器等。
(2)工作机体或平衡机体
工作机体完成工艺过程、平衡架、平衡惯性力,起保护作用。
如:
输送槽、箱体、台面、平衡架体等,为完成各种工艺过程,它们通常做周期性运动。
(3)弹性元件(弹簧)
弹性元件包括隔振弹簧(其作用是支撑振动质体,使机体实现所需要的振动,并减小传给地基或结构架的动载荷)、主振弹簧(即共振弹簧或称蓄能弹簧)和连杆弹簧(传递激振力等)。
1.2.2振动机械的特点
振动机械同其它类型机械相比:
优点是结构简单、制造容易、重量较轻、成本较低、能耗少、安装方便、维修容易等。
缺点是传给地基的振动较大,零部件工作寿命短、噪音较大,并且有些振动机械还存在着振幅不够稳定、调整复杂等。
1.2.3振动机械的用途
物料的输送,物料的筛分、选别、脱水、冷却和干燥,物料的粉磨、物件的清理,松散物料的成型或紧实,仪器、机器及其它零部件的测试等等。
1.2.4振动机械的分类
(1)惯性式振动机
如图1-1所示,惯性式振动机是由惯性激振器驱动,惯性激振器通常是由偏心块、主轴、轴承和轴承座等组成(如图1-2所示)。
图1-1惯性振机简图图1-2惯性激振器
1—激振器2—工作机体3—弹性元件
4—偏心块5—主轴6—轴承和轴承座
(2)弹性连杆式振动机
弹性连杆式振动机是由弹性连杆式激振器驱动的(如图1-3所示),弹性连杆式激振器由偏心轴、连杆及连杆端部的弹簧所组成,工作机体借弹性连杆激起振动。
图1-3弹性连杆式振动机工作原理简图
1—工作机体2—连杆弹簧3—弹性元件4—连杆5—偏心轴
(3)电磁式振动机
电磁式振动机是由电磁激振器驱动的一种振动机。
(4)其它振动机
它们是由风动式激振器、液压式激振器和凸轮式激振器驱动的振动机。
第2章主要问题及解决方案
2.1振动筛降噪措施
紧固振动筛上的所有部件,特别是需要经常更换的筛板,避免由于个别部件的松动而产生的额外振动;将冲孔钢筛板更换为弹性模量小、冲击噪声低的聚氨酯筛板或者橡胶筛板;在筛箱的侧板、入料给料口、排料口和接料底盘内加贴橡胶板,这样可以有效地抑制侧板的高频振动,减少辐射噪声;采用柔性辐板齿轮来代替钢齿轮,即在齿轮的辐板上利用橡胶弹性体传递扭矩,吸收齿轮啮入、啮出所造成的振动;用橡胶弹簧替代钢制弹簧,以减少冲击;在激振器的体外加装软式隔声罩;对轴承的内外套之间加以阻尼处理,轴承的滚动体可以制作成空心滚动体或者在空心滚动体的内部加入阻尼材料,这样能够减小轴承的振动和降低轴承的噪声。
2.2常见故障及处理措施
2
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