圆振动筛分机设计.doc
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圆振动筛分机设计.doc
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摘要
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,物料筛淌线长,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。
随着国民经济和工业的快速发展,在矿山、建材环卫等行业中,对物料的筛分、脱水脱介的处理的质量要求越来越高。
现有的市场却不能够提供此类振动筛。
本设计在原有圆振动筛的设计基础上,对其主要的参数和机械性能进行了优化设计,并在其底座上设计了移动小车,以及在应用中需要注意的问题。
激振器采用新乡威猛生产的筒式激振器,重量轻且激振效果好。
主弹簧采用橡胶复合弹簧,噪声小,减振效果好、运行安全可靠。
采用普通的钢板筛面,筛分效果好,分级颗粒较好。
该圆振筛机处理能力强,筛分效率高,具有技术参数合理,结构强度、刚度高,运转可靠,噪音小,维修方便等特点。
关键词:
振动筛移动小车激振器效率方便
Abstract
CircularVibratingScreenisakindofdoingacircularvibration,multi-number,high-performancenewshaker.CircularVibratingScreenusedtube-typeeccentricshaftvibrationexciterandpartialblockofconditioningamplitude,thematerialscreendriplineslong,screeningmorethanspecifications,withstructure,reliable,strongexcitingforce,highscreeningefficiency,thevibrationnoiseissmall,rugged,maintenancetofacilitatetheuseofsecurityfeatures,thevibratingscreeniswidelyusedinmining,buildingmaterials,transportation,energy,chemicalindustryproductsclassification.Withtherapideconomicandindustrialdevelopment,mining,buildingmaterialsandsanitationandothersectors,thesievingofthematerials,treatmentofdehydration-mediatedremovalqualityrequirementsareincreasing.Existingmarketisnotabletoprovidesuchashaker.Thedesignintheoriginaldesignofcircularvibratingscreen,basedonitsmainparametersandmechanicalpropertiesofoptimizeddesignandinitsbasetodesignamobilecart,aswellasintheapplicationneedtopayattentionto.ExciterwithXinxiangmightyproductionofcylindricalexciter,lightweight,andtheexcitationeffectisgood.Themainspringwithrubbercompoundspring,noise,vibrationreductioneffectisgood,safeandreliableoperation.Useofordinarysteelsievesurfacescreeningeffectisgood,betterparticleclassification.TheCircularsieveshakerprocessingcapability,highscreeningefficiency,withtechnicalparametersandreasonable,structuralstrength,highstiffness,operationreliability,noiseissmall,easymaintenanceandsoon.
Keyword:
Shaker,Thecardriver,Screening,Efficiency,Easy
目录
1绪论………………………………………………………………………1
2运动参数的选择…………………………………………………………4
2.1筛面倾角………………………………………………………………5
2.2振动方向角……………………………………………………………5
2.3振幅……………………………………………………………………6
2.4振动次数………………………………………………………………6
2.5物料的速度……………………………………………………………6
3振动工艺参数的计算…………………………………………………8
3.1生产率的计算…………………………………………………………8
3.2筛面长和宽的确定……………………………………………………9
3.3筛面的设计…………………………………………………………10
3.4筛面开孔率的计算…………………………………………………11
3.5筛分效率计算………………………………………………………11
4动力学分析和参数计算………………………………………………13
4.1振动筛动力学分析……………………………………………………13
4.2单轴振动筛的工作状态………………………………………………17
4.3隔振弹簧的确定……………………………………………………19
4.4激振器偏心质量偏心距………………………………………………20
5电动机的选择……………………………………………………………22
6筛箱的设计………………………………………………………………26
6.1侧板和横梁……………………………………………………………26
6.2筛箱结构的焊接……………………………………………………26
6.3筛面的固定方法………………………………………………………27
7V型带的设计……………………………………………………………28
8激振器轴承的选用及校核……………………………………………32
8.1振动筛轴承的选择……………………………………………………31
8.2轴承的校核……………………………………………………………33
9移动小车的设计…………………………………………………………36
9.1实现功能………………………………………………………………36
9.2结构设计………………………………………………………………36
9.3设计中的注意事项……………………………………………………38
10振动筛安装与维护……………………………………………………39
10.1安装及调试…………………………………………………………40
10.2操作要点……………………………………………………………41
10.3维护与检修…………………………………………………………42
11结论………………………………………………………………………43
致谢………………………………………………………………………44
参考文献…………………………………………………………………45
1绪论
最近几年,节能、环保、减耗成了国家可持续发展的主要方向。
我国既是生产大国又是能源消耗大国。
如何高效的利用资源已成为重要的国家发展战略。
中央的发展规划给振动筛分机械行业带来了重大的发展机会。
中央政府在《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》已明确指出要研制有重大影响的重大技术装备,其中包括大型冶金设备、大型筛分洗选设备等。
振动机械主要运用于钢铁、电力等能源行业以及交通道路行业。
随着国民经济的发展,技术的进步,筛分机械广泛应用于矿山、冶金、化工建材工业、筑路行业及环卫行业中。
无论是露天开采或者是经过破碎的物料,或是其它某些工业产品所用的天然原料、人工原料,在未处理前常常是以大小不同的颗粒混合在一起的形式存在,有些物料甚至含有许多水分或其它有用或无用的介质。
为了正确合理的使用物料和满足产品的质量要求。
所以要对物料的筛分、分级、洗涤、脱介、脱水之用。
筛分设备技术水平的高低和质量的优劣,关系到工艺效果的好环,生产效率的高低和能源节省的程度,从而直接影响企业的经济效益。
基于振动筛的不同的运动轨迹、采用不同的筛分方法、并针对国民经济中各行业的特殊要求、形成了各种形式的振动筛分设备、并使其在工业门得到广泛应用、在治金工业部门、选矿厂普遍采用振动筛对矿石进行预先筛分和检查筛分、用振动筛对磨矿机的产品进行分级以提高精矿品位、在煤炭工业部门、用振动筛作为精煤和末煤的脱水、脱介、针对6mm以下含水7%~14%的潮湿细煤粒的分级采用了高频细筛来解决脱水问题、在水利电力部门、火电厂对煤预先筛分是通过高频振动筛来实现的、在水电站的建设工作中如三峡工程需要各种振动筛对沙石进行分级、在交通部门针对铁路石渣的清沙和初泥进行筛选、及对沥青混泥土的石头进行筛选、其在高速工路建设中起着重要的作用、在化工部门、对于化工原料和产品的筛分、化肥和复合肥的分级、都离不开振动筛、此外、针对环保部门的垃圾处理及水煤浆在电厂的应用、振动筛均成为关健筛分设备
筛分机在工业上正式应用,有上百年的历史,大体上可以分为三个阶段:
(1)仿制阶段:
上世纪50年代,我国的筛分设备极为落后,生产上使用的都是从前苏联引进的TY11型圆振动筛;波兰的Wp1型和Wp2型吊式直线振动筛。
为适应生产的发展,当时以洛阳矿山机器厂,锦州矿山机械厂和上海冶金矿山机械厂为主的几个制造单位,通过对以上几种进口筛机进行测绘仿制,形成了国产型号为SZZ系列的自定中心筛、SZ系列的惯性筛和SSZ系列的直线筛等,初步奠定了我国筛分机械的基础。
(2)自行研制阶段:
通过对用户的走访和调研,1967年由洛阳矿山机械研究所、鞍山矿山机械厂、北京煤矿设计院、沈阳煤矿设计院、平顶山选煤设计研究院组成了联合设计组,制定了我国第一个煤用单、双轴振动筛系列型谱,并进行了ZDM(DDM)系列单轴振动筛和ZSM(DSM)系列双轴振动筛的产品设计工作。
1974年,两个系列设计工作完成,并投入生产制造,基本上满足了当时国内中、小型选煤厂建设的需要。
在此基础上,由洛矿所、鞍矿厂、西安煤矿设计院、东北大学等9个单位又组成了矿用基型振动筛设计组。
通过采用自同步理论、块偏心振动器、复合弹簧、环槽铆钉等先进技术,进行了2ZKB2163直线振动筛,YK1545和2YK2145圆振动筛、YH1836重型振动筛、FQ1244复合振动筛等4种基型新系列振动筛设计工作。
1980年,鞍矿厂完成了这四种基型筛的制造,并通过了技术鉴定,在工业上得到了广泛的应用,这标志着我国筛分机械走上了自行研制发展的道路。
(3)引进提高阶段:
上世纪80年代以来,冶金和煤炭系统不断从国外引进先进的振动筛产品。
在冶金行业:
上海宝钢引进了日本神户制钢所和川崎重工株式会社制造的用于原料分级、焦炭筛分、电厂煤用分级的振动筛和烧结矿用的冷矿筛;鞍钢、唐钢从德民申克公司引进了热矿筛。
在煤炭行业:
山东兖州矿务局兴隆庄选煤厂引进了美国RS公司的TI倾斜筛和TH水平筛;河北开滦矿务局范各庄选煤厂引进了德国KHD公司制造的USK圆振动筛、USL直线振动筛;钱家营矿选煤厂引进了波兰米克乌夫采矿机械厂制造的PWK圆振动筛、PWP直线振动筛;山西西山矿务局西曲选煤厂和淮北矿务局临涣选煤厂从日本神户制钢所引进的HLW型直线振动筛等。
这些筛机技术参数先进、结构合理、工作平稳、可靠耐用,基本上代表了20世纪70年代国际振动筛的技术水平。
在引进筛机产品的同时,国内生产振动筛的专业厂——鞍矿厂先后派谴专业技术人员去美国和德国进行技术考察,并进行技术引进。
1980年鞍矿厂从美国RS公司引进TI和TH型振动筛制造技术,转化为国内型号定为YA系列圆振动筛和ZKX系列直线振动筛,在国内得到广泛应用。
1996年鞍矿厂又引进了德国KHD公司USK系列圆振动筛和USL系列直线振动筛制造技术,这是KHD公司20世纪80年代的改进型产品,其中USL直线筛宽达4.5m,这表明我国中、大型振动筛制造水平向前迈进了一大步。
此外,1986年洛矿厂也从日本神户制钢所引进了HLW型振动筛制造技术,转化后国内型号定为ZK系列振动筛,该筛结构紧凑、重量轻,最大规格的筛分面积达27,是当时国内最大的直线振动筛。
国外振动筛产品和制造技术的引进,拓宽了我国筛分机械设计制造人员视野,他们从中了解和学习到了先进国家设计制造振动筛的理论、方法、设计技术、制造工艺,生产管理,业务水平也大大提高。
工业的发展对振动筛的品种和质量要求愈来愈高、从而使振动筛的发展提高到了一个新的阶段、综合国内外筛分机的状况、筛分机向以下几个方向发展:
(1)向高效率高产量化发展:
工业的现代化进程促使企业规模增大、生产能力大大提高、需要高效高产能筛分机与之配套
(2)向标准化、系列化、通用化发展:
这是便于设计、组织专业化生产、保证质量和降低成本的途径
(3)振动强度的增大:
筛机的振动过程逐渐强化、即提高筛机的振动参数、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、如冠宇机械厂有限公司生产的高频振动筛所采用的振为2940转/分
(4)向轻型、环保、结构简化方向发展:
80年代的老式振动筛、换网特别不方便、压网螺栓每层就有48支、换一个网时间最少要4个钟、且高目数的粉体容易从螺栓处泄漏出去。
基于以上发展状况,以及现在企业的需求,大家都知道新乡周围的企业生产振动筛分机械的厂家在国内占据了几乎一半的市场,所以得自于优厚的环境和条件,在以前的振动筛的设计和研发的基础上参考了大量的文献资料,振动筛YA型运动轨迹为圆,利用激振器中偏心轴旋转产生激振力迫使筛箱产生振动,使加到筛面上的物料产生抛掷运动,从而使小于筛孔尺寸的物料透过筛孔,实现筛分操作,广泛适用于冶金、矿山等部门,进行各种物料的分级。
目前YA型振动筛都是定式的,振动筛固定在一个地方工作,由于振动筛重量大,尤其在野外,吊运更不方便,为了解决这一问题,在对提高2YA1530型振动筛的设计过程中,在振动筛的下部设计了行走装置,振动筛拖在动力头的后边,能容易地从一个工作场地移动到另一个场地,同时迫切需要一些效率高、移动方便、噪声小环保性能好且不受工作场地的限制的振动筛。
就目前市场的现状我们设计了一种移动方便且不受场地和环境限制的振动筛。
2运动学参数的选择
振动筛的适用范围很广泛,几乎生活中的方方面面在加工和制造时都需要用到各种类型的振动筛!
振动筛主要用于对石料分级,同时筛分的矿料的处理量不大,体积较小,所以采用单轴振动筛。
振动筛与共振筛的运动学参数有筛面倾角、振动方向角(对于直线振动筛)、振幅、振动次数及物料的运动速度等。
为了选用这些参数,须先确定这些物料的运动状态。
为了防止筛孔堵塞,并能获得较高的筛分效率和生产率,目前,在振动筛中多采用物料的跳动状态。
下图表示筛面振动运动和物料抛掷运动之间的关系。
从图中可以看出,当Kv=3.3时,筛面的一个振动周期正好等于物料的一个跳动周期,这时物料与筛面接触的时间最短,故对减少筛面的磨损是有利的。
为了获得较高的筛分效率,最好使物料的每一个振动周期能接触筛孔,故在一般情况下Kv﹤3.3。
目前,单轴振动筛取Kv=3~3.5;双轴振动筛取Kv=2.2~3;共振筛通常取Kv=2.2~3。
由于圆振动筛是单轴振动筛选取为Kv=3.2。
图2—1筛上物料的跳动状态
2.1筛面的倾角
筛面与水平面之间的夹角称为筛面倾角。
筛面倾角与筛分处理量及筛分效率密切相关。
随着筛面倾角的加大,物料在筛面上的运动速度加快,筛分机的处理量也随之加大。
但是物料在筛面上的停留时间缩短,筛分效率降低。
如果筛面倾角减小,则筛分机降低筛分效率增加。
筛面倾角的大小决定了要求的生产率和筛分效率。
所以产品质量要求一定时,就应该有一个合理的倾角。
根据实践经验,筛面倾角推荐使用以下数据:
单轴振动筛用于预先分级:
a=15~
单轴振动筛用于最终分级:
a=12.5~
双轴振动筛用于预先分级:
a=0~
双轴振动筛或共振筛用于脱水、脱介:
a=-5~
本振动筛的筛面倾角选用。
2.2振动方向角
振动方向线与上层筛面之间夹角称为振动方向角,圆振动筛一般认为=。
取值大,物料每次抛射移动距离较短,物料的运动速度较慢,物料得到充分的筛分。
由于筛分的物质为石料,属于难筛物质取值小,表明物料每次抛射以及前进的距离较远,物料,通过筛面的时间较快,因此这种情况适应于易筛物料的筛分。
2.3振幅
振幅是根据被筛物料的粒度及性质来选用的。
对于粒度较大的选用较大的振幅,粒度较小的选用较小的振幅。
振动筛的振幅通常按照下列数据选取:
单轴振动筛用于预先分级:
A=2.5~3mm;
单轴振动筛用于最终分级:
A=3~4mm;
双轴振动筛:
A=3.5~5.5mm;
共振筛:
A=6~15mm;
所以这里选用振幅为4mm。
2.4振动次数n
振动强度可在选定抛射强度Kv和振幅A后按下式计算。
对于单轴振动筛:
转/分
则代如计算如下:
为了方便后面的计算,在这里圆正到820转/分。
式中振幅为毫米。
目前单轴振动筛的振动次数一般为800~1200次/分;双轴振动筛一般为700~900次/分;共振筛为400~800次/分。
所以此处选用820转/分,适合上面所述的范围。
2.5物料的运送速度
单轴振动筛的物料运送速度可以按照下面的经验公式计算:
式中——修正系数,其值按表可查取;
N——常数,N=0.18毫米/秒;
n——振动次数,次/分;
A——振幅,米;
g——重力加速度,g=9.81米/;
——筛面倾角。
查参考资料[4]表6-4可知:
=0.8把上面的数据代入上面的公式可得:
=0.41m/s
以上把振动筛的所有参数已经选定,为后面的设计做好了基础。
3振动筛工艺参数的计算
振动筛的参数包括筛面的长度和宽度、筛子的生产率和筛分效率。
3.1生产率的计算
振动筛的生产率均按入筛原料量计算。
生产率的计算方法一般由流量法和平均法。
在这里选用平均法。
由于建材石料属于矿用振动筛的计算公式由参考资料[4]公式6-58可知:
。
式中F——筛子的工作面积,平方米;
——单位筛面面积生产率;
——物料的松散密度;
——校正系数。
以上的系数见参考资料[4]表6-6,6-7可得:
由于上下层的物料的松散密度不一样,,。
则代入上式可知:
3.2筛面的长和宽的确定
根据给定的生产率、要求的筛分效率和物料的筛分特性,按照公式计算所需要的筛分面积。
对于双层筛,按照单层逐层进行计算,算出每层相应的生产能力所需要的筛面面积,对于双层筛,应该按单层筛逐层进行计算,算出每层相应的生产能力所需的筛面面积,然后取中间最大值。
计算出筛面面积后,可按照参考资料[4]公式6-56计算出筛面的宽度。
通常,式中物料层的厚度,a为筛孔的尺寸。
一般说来,当给料端物料层的厚度给定以后,筛面的宽度直接影响筛子的生产率,而筛子的长度,直接影响筛分效率。
通常,矿用振动筛的筛面长度一般为4m左右,长度比约为2。
用于最终分级、脱水和脱介的煤用振动筛筛面长度为6m左右,长度比约为1.5~2.5。
筛面宽度受结构限制,不宜太宽。
筛面宽度以1.25m最小。
矿用振动筛按0.3m的间隔增加成为筛面的宽度系列。
所以根据参考资料[4]6-56公式得:
由上述可知:
,把上面的数据代入上式:
得
由于上下层的筛面面积和筛面宽应该相等,上面所算的数据基本相同,根据0.3m一个间隔增加成为一个系列,所以圆正为1.5m。
则筛面的长度为。
下面对其型号作以说明:
2YA1530
筛面长度为30dm
筛面宽度为15dm
轴偏心振动器
圆振动筛
筛面层数为2层
3.3筛面设计
筛面是筛分机用以完成筛分过程的重要工作部件。
每台筛分机都要选择一种符合它的工作要求的筛面。
一般按照被筛物料的性质和粒度来及筛分工艺的要求来选用不同的筛面.由于建材用的石料大多都用的是石灰石.由文献[1]表1—9及表2—1可知此矿物料属于中等硬物料.由文献[2]表2-1知:
此类振动筛的筛粉效率约为85%。
对于双筛面在这里选用上层为圆孔筛面,下层为长方孔.由文献[2]公式(2-1)可知:
不同形状的筛孔尺寸和筛下产品的最大粒度之间关系,由下式计算:
=ka
式中:
——筛下产品的最大粒度
——筛孔尺寸(mm)
k——系数。
有参考资料[5]可以表如下所示:
表3—1系数k的值
长方形筛孔
方筛孔
圆筛孔
1.2~1.7
0.9
0.7
上层筛孔的尺寸为20mm;下层为6mm则:
=20×0.7=14mm
=6×1.2=7.2mm
上层筛面根据筛分的石料及颗粒的大小,确定选用板状筛面.由于板状筛面比较牢固,刚度较大,使用寿命长等特点.板状筛面一般是由5~8mm的钢板制成,在这里由于石料的密度大撞击力大所以选用8mm的钢板,板上的孔选用圆孔,这样可以严格的饿对上层的石子进行筛选.对于下层的仍然选用板状筛面,对于下层而言由于上层筛分之后其筛面承受的力变小,所以选用6mm的钢板,原材料一般选用Q235A。
3.4筛面开孔率的计算
圆孔:
对于下层方孔:
通过以上计算可以知道使用钢板筛面的开孔率较低,但是寿命长,选材容易。
3.5筛分效率
在生产作业中,筛分效率是衡量筛分过程的质量指标。
筛分效率是指筛下产物重量与原料中筛下级别(筛下级别是指原料中所含粒度小于筛孔尺寸的物料)重量的比值。
筛分效率一般按下式计算:
式中---原料中筛下产物含量的百
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- 振动筛 分机 设计