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摘要
振動(dòng)篩是近幾十年來(lái)得到迅速發(fā)展的一種新型機(jī)械，已廣泛應(yīng)用于采礦、冶金、石化、建筑等工業(yè)部門。直線振動(dòng)篩具有脫水、脫介、脫泥和篩分效果好等優(yōu)點(diǎn)，是應(yīng)用最為廣泛的篩分產(chǎn)品。隨著采煤機(jī)械化程度的提高，對(duì)振動(dòng)篩機(jī)的容量要求越來(lái)越大，因此，研究、設(shè)計(jì)、制造大型直線振動(dòng)篩就成為一項(xiàng)十分重要的研究課題。
本文主要是針對(duì)2ZS1530直線振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)進(jìn)行的，從整體布局到個(gè)別零件的選用都進(jìn)行了改良。描述了本次設(shè)計(jì)2ZS1530直線振動(dòng)篩設(shè)計(jì)的計(jì)算方法依據(jù)和步驟.包括振動(dòng)篩的分類與特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方案的確定；對(duì)物料的運(yùn)動(dòng)分析，對(duì)振動(dòng)篩的動(dòng)力學(xué)分析及動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算，合理設(shè)計(jì)振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)尺寸；進(jìn)行了彈簧等設(shè)計(jì)與計(jì)算，包括原始的設(shè)計(jì)參數(shù)，振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選用與校核；進(jìn)行了主要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算，彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算，然后進(jìn)行了設(shè)備維修、安裝、潤(rùn)滑及密封的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：2ZS1530，振動(dòng)篩，振動(dòng)電機(jī)
Abstract
Vibrating screen is in recent decades of rapid development of a new type of machinery, has been widely used in mining, metallurgy, petrochemical, construction and other industries.Linear vibration screener is the most widely used screening products, with advantages of dehydration, sculting, desliming and effective screening.With the improvement of mining mechanization degree, the capacity of the requirements of vibrating machine is more and more big, therefore, research, design, manufacture large linear vibrating screen will become a very important research subject.
This paper is mainly aimed at 2ZS1530 linear sieve of the design, from the overall layout to the individual parts of all choose has improved.Describes the design 2ZS1530 straight line design calculation method of the sieve basis and the steps. Including the vibrating screen classification and characteristics and the design scheme of the sure; The movement of material analysis of the vibration sieve dynamics analysis and kinetics parameters calculation and rational design of vibrating structure size; The spring design and computation, including the original design parameters, and the selection of vibration motor and checking; The main parts of the design and calculation, the design and calculation of the spring, and then make the equipment maintenance, installation, lubrication and seal design.
Key Words: 2ZS1530，vibration sieve，Vibration motor
目 錄
1. 緒論 1
1.1. 本課題的提出和研究意義 1
1.1.1. 本課題的提出 1
1.1.2. 本課題的研究意義 2
1.2. 振動(dòng)篩在國(guó)內(nèi)外發(fā)展的回顧 3
1.2.1. 國(guó)內(nèi)的發(fā)展回顧 3
1.2.2. 國(guó)外的發(fā)展回顧 4
1.3. 振動(dòng)篩的發(fā)展方向 5
1.4. 篩分 6
1.4.1. 篩分的概念 6
1.4.2. 篩分設(shè)備的作用 6
1.4.3. 篩分作業(yè)的分類 7
2. 直線振動(dòng)篩的總體設(shè)計(jì) 9
2.1. 2ZS1530直線振動(dòng)篩的規(guī)格及主要參數(shù) 9
2.2. 設(shè)計(jì)總則 9
2.3. 設(shè)計(jì)依據(jù) 9
2.4. 2ZS1530直線振動(dòng)篩的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 10
2.5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
2.5.1. 總體設(shè)計(jì)方案 10
2.5.2. 篩網(wǎng) 11
2.5.3. 篩箱 12
2.5.4. 如何選擇振動(dòng)篩的振動(dòng)電機(jī) 13
2.5.5. 支撐裝置 13
2.6. 2ZS1530直線振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)步驟 14
3. 振動(dòng)篩參數(shù)的設(shè)計(jì)及計(jì)算 16
3.1. 工藝參數(shù) 16
3.1.1. 處理量的校核 16
3.1.2. 物料運(yùn)動(dòng)平均速度 16
3.2. 運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù) 17
3.2.1. 振動(dòng)強(qiáng)度K 17
3.2.2. 拋射強(qiáng)度 17
3.2.3. 篩面傾角 17
3.2.4. 振動(dòng)方向角 18
3.2.5. 振動(dòng)篩振動(dòng)頻率 18
3.2.6. 實(shí)際振動(dòng)強(qiáng)度 18
3.3. 動(dòng)力學(xué)參數(shù) 19
3.3.1. 振動(dòng)篩參振質(zhì)量初步確定 19
3.3.2. 彈簧剛度K 19
3.3.3. 塊偏心振動(dòng)器的偏心塊質(zhì)量和回轉(zhuǎn)半徑關(guān)系 20
3.3.4. 激振力 21
3.3.5. 篩箱重心及振動(dòng)電機(jī)位置的選擇 21
3.4. 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選擇 23
4. 主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 25
4.1. 彈簧的設(shè)計(jì)和選用 25
4.2. 篩框 28
4.2.1. 篩框側(cè)板及后擋板的厚度 28
4.2.2. 篩框橫梁 29
4.2.3. 緊固件 32
4.3. 進(jìn)料斗和出料斗 34
4.3.1. 進(jìn)料斗 34
4.3.2. 出料斗 35
4.4. 篩網(wǎng)的選擇 35
4.5. 側(cè)板 35
4.6. 篩面張緊裝置 36
4.7. 彈簧支座 36
4.7.1. 彈簧上支座 37
4.7.2. 彈簧下支座 37
4.8. 機(jī)架 38
5. 安裝維護(hù)及潤(rùn)滑 39
5.1. 振動(dòng)電機(jī) 39
5.1.1. 振動(dòng)電機(jī)使用中有那些注意事項(xiàng) 39
5.1.2. 振動(dòng)電機(jī)要做那些方面的檢修 39
5.1.3. 振動(dòng)電機(jī)的使用維護(hù)及預(yù)防措施 40
5.2. 直線振動(dòng)篩 42
5.2.1. 直線振動(dòng)篩的維護(hù) 42
5.2.2. 直線振動(dòng)篩日常保養(yǎng) 42
5.2.3. 振動(dòng)篩的使用注意事項(xiàng) 42
6. 結(jié)論 44
參考文獻(xiàn) 45
附 錄 46
致 謝 47
第 4 頁(yè)
1. 緒論
1.1. 本課題的提出和研究意義
1.1.1. 本課題的提出
隨著我國(guó)采礦、冶金、石化、建筑等工業(yè)部門的迅速發(fā)展，振動(dòng)篩分設(shè)備在工程中廣泛應(yīng)用，對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。因此，針對(duì)振動(dòng)篩分機(jī)械進(jìn)行的研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意。從目前國(guó)內(nèi)外的研究動(dòng)向看，一方面致力于現(xiàn)存篩分機(jī)械的運(yùn)動(dòng)分析和結(jié)構(gòu)調(diào)整；另一方面瞄準(zhǔn)新穎的設(shè)計(jì)目標(biāo)，探求合理的結(jié)構(gòu)形式，動(dòng)力配置和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，以便進(jìn)一步推進(jìn)篩分機(jī)的應(yīng)用。隨著科技水平的提高，人們對(duì)各種商品的需求也越來(lái)越精細(xì)，質(zhì)量越來(lái)越高，振動(dòng)篩的技術(shù)在制造也上也有更高的要求。
國(guó)內(nèi)振動(dòng)篩特別是旋轉(zhuǎn)篩系列產(chǎn)品，還停留在80年代的水平，很多廠家還是處于仿造階段。國(guó)外的振動(dòng)篩技術(shù)早已更新?lián)Q代，包括美國(guó)、日本、德國(guó)等老牌工業(yè)國(guó)家，他們開發(fā)出很多能滿足不同需求的振動(dòng)篩產(chǎn)品，而我國(guó)依然還是統(tǒng)一的采用那種老式振動(dòng)篩，許多客戶不得不去進(jìn)口德國(guó)或者美國(guó)的產(chǎn)品。最主要的還是技術(shù)打不到國(guó)外的水平。
振動(dòng)篩分機(jī)在一定的篩分效率下要得到較高的單位表面處理能力，在很大的程度上取決于篩網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)軌跡。不同的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)對(duì)物料的輸送產(chǎn)生不同的影響。通常，振動(dòng)篩工作過程的運(yùn)動(dòng)軌跡包括：直線、圓、和橢圓。圓運(yùn)動(dòng)篩工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)著的加速度矢量，使篩面上的物料極易分散，堵塞篩孔的可能性小。但圓運(yùn)動(dòng)軌跡的拋鄭角陡峭,物料輸送速度較低,因而在相同條件下處理量不如直線振動(dòng)篩.而直線振動(dòng)篩在篩面上只是做單調(diào)的直線拋鄭運(yùn)動(dòng),物料運(yùn)動(dòng)速度均勻,因此沒有堆積現(xiàn)象,更不用人工清砂,所以篩網(wǎng)壽命長(zhǎng)。圓振動(dòng)篩是一種做圓形振動(dòng)、多層數(shù)、高效新型振動(dòng)篩。圓振動(dòng)篩采用筒體式偏心軸激振器及偏塊調(diào)節(jié)振幅，篩分規(guī)格多，具有結(jié)構(gòu)可靠、激振力強(qiáng)、篩分效率高、振動(dòng)噪音小、堅(jiān)固耐用、維修方便、使用安全等特點(diǎn)，該振動(dòng)篩廣泛應(yīng)用于礦山、建材、交通、能源、化工等行業(yè)的產(chǎn)品分級(jí)。由于國(guó)內(nèi)大型化的振動(dòng)篩技術(shù)還不是很成熟，生產(chǎn)的小型振動(dòng)篩質(zhì)量可靠，大型振動(dòng)篩暴露的問題很多，需要認(rèn)真對(duì)待和解決?？紤]到篩分機(jī)械的這種發(fā)展趨勢(shì)，本課題主要是對(duì)圓振動(dòng)篩的整體進(jìn)行設(shè)計(jì)。
1.1.2. 本課題的研究意義
在工業(yè)部門中，篩機(jī)的種類很多，例如固定篩、滾動(dòng)篩、筒篩、搖動(dòng)篩和振動(dòng)篩等，其中以振動(dòng)篩（包括普通振動(dòng)篩、共振篩、概率篩和等厚篩）應(yīng)用最為普遍。振動(dòng)篩是利用振動(dòng)的多孔工作面將顆粒大小不同的混合物料按粒度進(jìn)行分級(jí)的機(jī)械，這種分級(jí)作業(yè)叫做篩分。篩分工作一般適用于尺寸為1-300毫米或更細(xì)物料（大0.05毫米，甚至更?。┑姆旨?jí)。當(dāng)用于分級(jí)時(shí)，一層篩面可獲得兩種產(chǎn)品；用n層篩面分級(jí)，可得到n+1中產(chǎn)品。
振動(dòng)篩除了用于分級(jí)外，還常用于物料的脫水，即除去物料中的水分；脫介，即在篩分機(jī)中用水清洗并回收重介微粒（在重介質(zhì)選煤工作中，選別后的精煤矸石常常粘附著重介質(zhì)，通常用水清洗并回收）；振動(dòng)篩也常用于清洗物料表面的污泥。
振動(dòng)篩是我國(guó)20年來(lái)迅速發(fā)展的新型機(jī)械?；谡駝?dòng)篩的三種不同的運(yùn)動(dòng)軌跡（圓、直線、橢圓），采用不同的篩分方法，并針對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的個(gè)行各業(yè)的特殊需要，形成了各種形式的篩分機(jī)械，并在各個(gè)工業(yè)部門得到廣泛的應(yīng)用。
在冶金工業(yè)部門，選礦廠普遍采用圓振動(dòng)篩對(duì)礦石進(jìn)行預(yù)先篩分和檢查篩分；用振動(dòng)細(xì)篩對(duì)磨礦機(jī)的產(chǎn)品進(jìn)行分級(jí)以提高精礦品位；針對(duì)燒結(jié)廠熱燒結(jié)礦和冷燒結(jié)礦分級(jí)的要求，采用直線運(yùn)動(dòng)軌跡和二次隔振原理，形成了熱礦篩和冷礦篩；另外采用直線篩對(duì)焦炭進(jìn)行篩分，取代了原始的滾軸篩。
在煤炭工業(yè)部門，煤的分級(jí)在不同的場(chǎng)合分別采用圓振動(dòng)篩，利用概率篩分法的概率篩和等厚篩分法的等厚篩；用直線振動(dòng)篩作為精煤和末煤的脫水脫介；針對(duì)6mm以下含水7%-14%的潮濕細(xì)微粒煤的分級(jí)先后出現(xiàn)了琴弦篩、旋轉(zhuǎn)概率篩、滾動(dòng)篩以解決堵孔問題和提高篩分效率；另外將弧形篩和直線篩結(jié)合在一起，形成弧形高頻細(xì)篩來(lái)解決脫水問題。
在水利電力部門，火電廠對(duì)煤的預(yù)先篩分是通過圓振動(dòng)篩或等厚篩來(lái)實(shí)現(xiàn)的；利用直線篩解決煤炭的處理，在水電站的建設(shè)工作中，如三峽工程需要個(gè)中大型篩機(jī)對(duì)砂石進(jìn)行分級(jí)。
在交通部門，針對(duì)鐵路石渣的清沙和除泥，采用概率等厚原理的概率等厚篩效果很好；用熱石篩可對(duì)瀝青混凝土的石頭分級(jí)，在高速公路建設(shè)中起著重要作用。
在化工部門，對(duì)于化工原料和產(chǎn)品的篩分，化肥和復(fù)合肥分級(jí)，振網(wǎng)篩和化肥篩是關(guān)鍵設(shè)備。
隨著“十五”規(guī)劃建設(shè)投資的加大，冶金、能源、交通、水電等部門的新建項(xiàng)目和技術(shù)改造項(xiàng)目不斷增加，大大的推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，全國(guó)篩分機(jī)械制造業(yè)成發(fā)展趨勢(shì)。據(jù)了解，全國(guó)篩分制造企業(yè)已達(dá)450余家，篩分機(jī)械年產(chǎn)值1000萬(wàn)以上的有10余家。由于我國(guó)東部經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，篩分機(jī)械制造企業(yè)也主要分布在東北、華北、華東和中南地區(qū)，尤其是鞍山，新鄉(xiāng)地區(qū)，在鞍山機(jī)械礦機(jī)和河南太行振機(jī)企業(yè)的影響下，已發(fā)展成篩分機(jī)械制造基地，這倆個(gè)地區(qū)的篩分機(jī)械產(chǎn)值約占全國(guó)總產(chǎn)值的50%左右，特別是股份制、民營(yíng)企業(yè)發(fā)展很快。可是在西部地區(qū)，基本上沒有一家像樣的篩分設(shè)備制造企業(yè)，目前西部開發(fā)用的篩分裝備均是從東部采購(gòu)的，這與當(dāng)前西部開發(fā)的形式是不相稱的。我國(guó)篩分設(shè)備企業(yè)雖然很多，但是真正具備實(shí)力的很少，首先，從產(chǎn)品水平上，全國(guó)只有鞍礦和洛礦先后從美國(guó)R.S公司、德國(guó)KHD公司和日本神戶制鋼所引進(jìn)過世界先進(jìn)的篩分設(shè)備制造技術(shù)，而洛礦的引進(jìn)，由于多方面的原因，未能達(dá)到預(yù)期效果。
對(duì)于篩分機(jī)械首先要滿足工藝過程和工作過程等振動(dòng)的需要，其次，還應(yīng)滿足工作壽命長(zhǎng)、環(huán)保、可靠性高等基本要求。由于篩分機(jī)械工況往往比較惡劣，且在激振力和篩上物料的作用下長(zhǎng)期承受交變載荷，所以極易產(chǎn)生疲勞失效及腐蝕。目前，振動(dòng)篩的振動(dòng)普遍存在強(qiáng)度低、適用壽命短、噪聲大、共振幅度大、工作動(dòng)負(fù)荷大、軸承溫度升大等問題，并且沒有得到很好的解決。本文通過對(duì)圓振動(dòng)篩的總體設(shè)計(jì)，使篩體的結(jié)構(gòu)能夠盡量合理，從而滿足靜載荷和動(dòng)載荷的要求，提高其使用壽命和可靠性。
1.2. 振動(dòng)篩在國(guó)內(nèi)外發(fā)展的回顧
1.2.1. 國(guó)內(nèi)的發(fā)展回顧
我國(guó)煤炭資源豐富，儲(chǔ)量多，品種齊全。煤炭占我國(guó)能源的75%以上，是當(dāng)今和未來(lái)幾十年內(nèi)我國(guó)最主要的能源。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)能源需求的不斷增大以及煤礦采掘機(jī)械化程度的不斷提高，對(duì)于振動(dòng)篩分機(jī)械的工作效率的要求越來(lái)越高，因而研制大容量的大型振動(dòng)篩的重要性越顯突出。我國(guó)對(duì)篩分機(jī)械的研制主要經(jīng)歷了三個(gè)階段：仿制階段、自行研制階段、提高階段。
五十年代初至六十年代中期，主要是從前蘇聯(lián)和波蘭引進(jìn)，并部分仿制了偏心式和單慣性式圓振動(dòng)篩。如前蘇聯(lián)的系列圓振動(dòng)篩、MZ型搖動(dòng)篩；波蘭的WK-15振動(dòng)篩，WPI,WPZ型吊式直線振動(dòng)篩。這些篩分機(jī)械的仿制成功，為我國(guó)篩分機(jī)械的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并培養(yǎng)了一批技術(shù)人員。
從60年代中期我國(guó)開始獨(dú)立研制，主要成果有DD系列、ZD系列單軸振動(dòng)篩和ZS系列、DS系列雙軸振動(dòng)篩。這些設(shè)備雖然存在一定的故障，壽命較短等問題，但是它們的研制成功基本上滿足了國(guó)內(nèi)的需求，同時(shí)也標(biāo)志著我國(guó)的篩分機(jī)械走上了獨(dú)立發(fā)展的道路。
在80年代，我國(guó)的篩分機(jī)械邁進(jìn)了一個(gè)新的發(fā)展里程碑。成功研制了振動(dòng)概率篩系列，旋轉(zhuǎn)概率篩系列，完成了箱式激振器等系列，自同步等系列，例如螺旋三段篩，物料直線振動(dòng)篩，琴弦振動(dòng)篩，立式圓筒篩的研制取得了一定的成功。于此同時(shí)，我國(guó)篩分機(jī)械的制造水平也有了很大的提高。我國(guó)生產(chǎn)使用的篩分設(shè)備有200多個(gè)品種，其中絕大部分為振動(dòng)篩。
我國(guó)目前使用的圓振動(dòng)篩有：吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上研制的YK系列圓振動(dòng)篩；引進(jìn)美國(guó)TaborTI型振動(dòng)篩技術(shù)制造的YA系列篩；在YA型圓振動(dòng)篩基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的YAC系列篩；在消化吸收YA型圓振動(dòng)篩基礎(chǔ)上研制的DYS大型圓振動(dòng)篩；具有概率篩和圓振動(dòng)篩綜合篩分效果的YFS型圓振動(dòng)分級(jí)篩；采用高振幅、高頻率圓形軌跡振動(dòng)特性的GDS型概率圓振動(dòng)篩；主要為瀝青混凝土拌和設(shè)備配套以及用于不高于200℃的散狀物料分級(jí)的YAR系列熱石篩。
我國(guó)目前使用的直線振動(dòng)篩豐要有：可用于脫介、脫水、脫泥和分級(jí)的ZSM、DSM型雙軸振動(dòng)篩；適用于各種煤炭的脫水、脫介、脫泥及濕式分級(jí)的ZKB、ZKBX型自同步直線振動(dòng)篩；廣泛用于各種物料分級(jí)、脫水、脫介的zK系列直線振動(dòng)篩；引進(jìn)美國(guó)TaborTH型振動(dòng)篩技術(shù)制造的ZKX系列直線振動(dòng)篩；消化吸收Z(yǔ)KX基礎(chǔ)上研制成功的DZS大型直線振動(dòng)篩；適用于溫度在150℃以下的冷燒結(jié)礦整粒工序進(jìn)行分級(jí)的LZS和SLZS型冷礦振動(dòng)篩；專為冶金部門溫度在800℃"850℃的中小粒度燒結(jié)礦進(jìn)行分級(jí)的SZR型熱礦振動(dòng)篩。
同樣還有其他類型的篩分機(jī)械：GS型、ZBG型、QGS型、XGS型概率篩分機(jī)；ZD型、ZDS型等厚篩；GXS型、SQDI型琴弦式篩分機(jī)；GPS型高頻振動(dòng)細(xì)篩；C型、M型電磁振動(dòng)旋流篩；SL型螺旋篩分機(jī)；QZK曲面振動(dòng)篩；LYS型立式圓筒篩等。
1.2.2. 國(guó)外的發(fā)展回顧
國(guó)外從16世紀(jì)開始篩分機(jī)械的研究與生產(chǎn)，到了18世紀(jì)歐洲工業(yè)革命時(shí)期，篩分機(jī)械得到了迅速的發(fā)展，使篩分機(jī)械發(fā)展到較高的水平。比如，德國(guó)的申克公司能提供260種篩分設(shè)備，STK公司生產(chǎn)的篩分設(shè)備系列品種較全，技術(shù)水平較高，KHD公司生產(chǎn)200多種規(guī)格篩分設(shè)備，通用化程度較高，KUP公司和海因曼公司都研制了雙傾角的篩分設(shè)備。美國(guó)NRO公司研制出了DFN型雙頻率振動(dòng)篩，采用不同的速度激振器，DKR公司研制成三路分配給料，一臺(tái)高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)篩。英國(guó)為解決從濕原煤中篩出細(xì)粒末煤，研制成功了旋流概率篩。前蘇聯(lián)也研制了一種多用處兼有直線振動(dòng)篩優(yōu)點(diǎn)的自同步直線振動(dòng)篩。
這些國(guó)外知名企業(yè)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)及制造技術(shù)，不但生產(chǎn)出適用于各種場(chǎng)合的不同類型的振動(dòng)篩，而且生產(chǎn)出了性能優(yōu)良的大型振動(dòng)篩，受到用戶的歡迎，幾乎壟斷了國(guó)內(nèi)大型振動(dòng)篩市場(chǎng)。如德國(guó)的篩子技術(shù)公司和申克公司分別制造出了50㎡和34㎡的大型直線振動(dòng)篩，日本的神戶制鋼所和川崎重工也制造出了34㎡和48㎡的產(chǎn)品，美國(guó)的CONN WELD公司制造出了27㎡的產(chǎn)品。在對(duì)全國(guó)幾家使用大型振動(dòng)篩的廠家的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，全套進(jìn)口的德國(guó)篩子技術(shù)公司和日本神戶制鋼所的27㎡直線振動(dòng)篩均可正常使用3～5年。
1.3. 振動(dòng)篩的發(fā)展方向
直線振動(dòng)篩，作為對(duì)物料進(jìn)行分級(jí)、脫水、脫泥、脫介的有效設(shè)備，已廣泛用于煤炭、礦山、化工、醫(yī)藥等行業(yè)。由于目前有些用戶不僅對(duì)設(shè)備質(zhì)量有要求，對(duì)工期也要求很高。所以，高速高效的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)已很必要。
振動(dòng)篩采用拋射式篩分，篩子每振動(dòng)一次，物料便被拋射一次，相對(duì)篩面沖擊一次，被篩分物料的這種特點(diǎn)使得振動(dòng)篩的篩分效率高，生產(chǎn)能力大，因此被廣泛使用。振動(dòng)篩是通過激振設(shè)備對(duì)篩體的激振而是物料得以分離，從而達(dá)到生產(chǎn)要求的一種設(shè)備。在給定的振動(dòng)強(qiáng)度下振動(dòng)，使篩面的物料獲得一定的動(dòng)能，使動(dòng)能小的細(xì)粒到達(dá)篩面附件從而得到分離。振動(dòng)篩分機(jī)械主要由以下三部分組成：激振器、篩體、彈性元件等。
在振動(dòng)篩產(chǎn)生以后，人們開始重視建立和發(fā)展篩分理論。早期的篩分理論形成于50年代初，它是以單個(gè)顆粒為研究對(duì)象而發(fā)展起來(lái)的，一般稱為單顆粒運(yùn)動(dòng)理論。該理論系統(tǒng)的描述了振動(dòng)篩對(duì)物料進(jìn)行拋射式篩分時(shí)，單個(gè)顆粒的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)而提出了篩分機(jī)特性值。振動(dòng)篩是我國(guó)20年來(lái)迅速發(fā)展的新型機(jī)械?；谡駝?dòng)篩的三種不同的運(yùn)動(dòng)軌跡（圓、直線、橢圓），采用不同的篩分方法，并針對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中各行業(yè)的特殊需求，產(chǎn)生了各種形式的篩分機(jī)械，并在各個(gè)工業(yè)部門得到廣泛的應(yīng)用。振動(dòng)篩分機(jī)械在工程中廣泛應(yīng)用，對(duì)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)起著重要作用。從目前國(guó)外的研究動(dòng)向看，一方面致力于現(xiàn)存篩分機(jī)械的運(yùn)動(dòng)分析和結(jié)構(gòu)調(diào)整；另一方面瞄準(zhǔn)新穎的設(shè)計(jì)目標(biāo)。探求合理的結(jié)構(gòu)形式、動(dòng)力配置和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，以便進(jìn)一步推動(dòng)振動(dòng)篩的應(yīng)用。
綜合國(guó)內(nèi)外篩分機(jī)械狀況，篩分機(jī)械應(yīng)向以下幾個(gè)方向發(fā)展。
a. 篩分機(jī)械大型化
篩分機(jī)械大型化是提高處理量的方法之一。近十年來(lái)，許多國(guó)家都在設(shè)計(jì)大型振動(dòng)篩，其中其中以西德最為突出。1976年德國(guó)已能制造單機(jī)處理量為1000噸／時(shí)的預(yù)先篩分振動(dòng)機(jī)。西德篩子技術(shù)公司制造的50m2振動(dòng)篩，寬5.5m，為了加大激振力，將四個(gè)激振器并聯(lián)安裝，篩體用耐疲勞、耐腐蝕能力強(qiáng)的材料制成。兩年多生產(chǎn)實(shí)踐證明，其使用效果良好。
b. 應(yīng)用等厚篩分法
等厚篩分法也叫大厚度篩分法，60年代首先出現(xiàn)于法國(guó)，70年代初期國(guó)外廣泛應(yīng)用這一種新篩分法。該法的特點(diǎn)是：不管入料中小于篩孔的顆粒所占的百分比如何，在篩分過程中篩上物料層的厚度保持不變或遞增，而采用普通篩分法時(shí)，篩上物料厚度都是遞減的。等厚篩分法目前在我國(guó)某些大型選煤廠中使用，其產(chǎn)量約較普通篩分法提高兩倍以上。
c. 應(yīng)用概率篩分法
概率篩方法是瑞典人摩根森首先提出的。這種方法有效地按照概率理論去完成物料篩分的整個(gè)過程，它有以下一些特點(diǎn)：由于采用了大篩孔、大傾角和多層篩面，物料入篩后能迅速透篩，同時(shí)也克服了普通篩分法中容易堵塞篩孔的缺點(diǎn)，減小了篩面的磨損，提高了單位面積的處理量。適合于篩分水分大和難篩分的細(xì)粒級(jí)物料。
d. 慣性振動(dòng)篩的迅速發(fā)展
60年代，共振篩曾受到各國(guó)重視，發(fā)展很快。但生產(chǎn)實(shí)踐證明，它具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機(jī)重大、難調(diào)整和故障多等缺點(diǎn)?，F(xiàn)在德國(guó)、日本等已停止制造。與此相反，近幾年來(lái)，慣性振動(dòng)篩，尤其是直線慣性振動(dòng)篩，由于其性能較好，結(jié)構(gòu)和維護(hù)工作都較簡(jiǎn)單，故目前得到迅速發(fā)展。
1.4. 篩分
1.4.1. 篩分的概念
廣義的篩分是指將粒子群按粒子的大小、比重、帶電性以及磁性等分體學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分離的方法。一般來(lái)講，篩分是利用篩子把粒度范圍較寬的物料按粒度分為若干個(gè)級(jí)別的作業(yè)。具有直線軌跡的慣性振動(dòng)篩為直線振動(dòng)篩。其支承方式有懸掛支撐和座式支承兩種，懸掛支承，篩面固定在篩箱上，篩箱由彈簧懸掛或支承，主軸的軸承安裝在篩箱上，主軸帶輪帶動(dòng)而高速旋轉(zhuǎn)。由于主軸是偏心軸，產(chǎn)生離心慣性力，使可以自由振動(dòng)的篩箱產(chǎn)生直線軌跡的振動(dòng)。
1.4.2. 篩分設(shè)備的作用
篩分作業(yè)是煤炭加工的重要環(huán)節(jié)，它廣泛地應(yīng)用于篩選廠和選煤廠，對(duì)煤炭進(jìn)行粒度分級(jí)、脫水、脫泥、脫介。就煤炭加工而言，篩分技術(shù)和分選技術(shù)處于同等重要的地位。我國(guó)生產(chǎn)的原煤一半以上是動(dòng)力用煤，不同的用戶對(duì)動(dòng)力用煤的粒度要求是不一樣的，尤其是化工，發(fā)電等部門，對(duì)煤碳粒度要求很嚴(yán)格，如果超過規(guī)定限度，不但影響這些部門的正常生產(chǎn)，還會(huì)造成不小的浪費(fèi)。例如在煤炭氣化的過程中，若使用粉煤含量過高的塊煤，不僅影響爐內(nèi)氣流暢通，降低造氣量，嚴(yán)重時(shí)還導(dǎo)致氣化爐填塞；機(jī)車和船舶由于鍋爐通風(fēng)強(qiáng)，煙筒短，如燃用含有較多粉煤的塊煤時(shí)，粉煤不僅燃燒不完全而且還隨著煙氣飛走，造成浪費(fèi)和環(huán)境污染；大型火力發(fā)電廠，絕大部分使用粉煤鍋爐，若供應(yīng)原煤和塊煤，顯然是不經(jīng)濟(jì)的。總之，將原煤篩選成多種粒度的產(chǎn)品，對(duì)路供應(yīng)給各類客戶，對(duì)合理利用煤炭資源是十分必要的。
篩分可以為其他選煤創(chuàng)造條件。目前的各種選煤方法和分選設(shè)備往往都受到粒度的限制。不同的選煤方法都有一定的入料限度，過粗的大塊不能分選，而粒度過細(xì)也很難回收。在選煤廠主要是將原煤分成塊煤和末煤兩種粒級(jí)，分別進(jìn)行跳汰選煤和重介選煤。重介選煤對(duì)入料中的煤泥含量很敏感，它直接影響到介質(zhì)系統(tǒng)的正常工作和重介分選的效果。通過分選去除細(xì)泥，減少煤泥對(duì)介質(zhì)系統(tǒng)的污染，以及髙灰細(xì)泥對(duì)精煤產(chǎn)品的污染；也可使跳汰機(jī)洗水粘度降低，有利于細(xì)粒煤的分選，從而提高分選效果。
在動(dòng)力煤選煤廠中，通常將小于6ｍｍ的干粒粉煤供給發(fā)電廠或者其他用戶，而大于6ｍｍ的煤送入跳汰機(jī)餓、分選，這也是依靠篩分作用來(lái)完成的。
總之，在煤炭加工過程中，篩分作業(yè)不僅關(guān)系著動(dòng)力煤產(chǎn)品對(duì)路供應(yīng)，關(guān)系著動(dòng)力煤和煉焦煤洗選產(chǎn)品質(zhì)量的提高，也關(guān)系到煤炭資源的合理利用，環(huán)境保護(hù)和生產(chǎn)部門的經(jīng)濟(jì)效益。
1.4.3. 篩分作業(yè)的分類
（1）獨(dú)立篩分 其目的是得到適合于用戶要求的最終產(chǎn)品。例如，在黑色冶金工業(yè)中，常把含鐵較高的富鐵礦篩分成不同的粒級(jí)，合格的大塊鐵礦石進(jìn)入高爐冶煉，粉礦則經(jīng)團(tuán)礦或燒結(jié)制塊入爐。
（2）輔助篩分 這種篩分主要用在選礦廠的破碎作業(yè)中，對(duì)破碎作業(yè)起輔助作用。一般又有預(yù)先篩分和檢查篩分之別。預(yù)先篩分是指礦石進(jìn)入破碎機(jī)前進(jìn)行的篩分，用篩子從礦石中分出對(duì)于該破碎機(jī)而言已經(jīng)是合格的部分，如粗碎機(jī)前安裝的格條篩、篩分，其篩下產(chǎn)品。這樣就可以減少進(jìn)入破碎機(jī)的礦石量，可提高破碎機(jī)的產(chǎn)量。
檢查篩分是指礦石經(jīng)過破碎之后進(jìn)行的篩分，其目的是保證最終的碎礦產(chǎn)品符合磨礦作業(yè)的粒度要求，使不合格的碎礦產(chǎn)品返回破碎作業(yè)中，如中、細(xì)碎破碎機(jī)前的篩分，既起到預(yù)先篩分，又起到檢查篩分的作用。所以檢查篩分可以改善破碎設(shè)備的利用情況，相似于分級(jí)機(jī)和磨礦機(jī)構(gòu)成閉路循環(huán)工作，以提高磨礦效率。
（3）準(zhǔn)備篩分 其目的是為下一作業(yè)做準(zhǔn)備。如重選廠在跳汰前要把物料進(jìn)行篩分分級(jí)，把粗、中、細(xì)不同的產(chǎn)物進(jìn)行分級(jí)跳汰。
（4）選擇篩分 如果物料中有用成分在各個(gè)粒級(jí)的分布差別很大，則可以篩分分級(jí)得到質(zhì)量不同的粒級(jí)，把低質(zhì)量的粒級(jí)篩除，從而相應(yīng)提高了物料的品位，有時(shí)又把這種篩分叫篩選。
脫水、脫介篩分 篩分的目的是脫除物料的水分，一般在洗煤廠比較常見。此外，物料含水泥較高時(shí)，也用篩分進(jìn)行脫泥。
2. 直線振動(dòng)篩的總體設(shè)計(jì)
2.1. 2ZS1530直線振動(dòng)篩的規(guī)格及主要參數(shù)
1) 篩面規(guī)格 3000mm×1500mm
2) 最大進(jìn)料粒度 60mm
3) 處理能力 ≤28t/h
4) 功率 4KW
5) 設(shè)備重量 2.8t
6) 振幅 4mm
2.2. 設(shè)計(jì)總則
1) 振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)應(yīng)符合機(jī)械制圖、公差與配合及形位公差等基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2) 振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)應(yīng)按其用途、要求和物料特性等實(shí)際條件進(jìn)行，其參數(shù)、結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足先進(jìn)性、可靠性以及經(jīng)濟(jì)合理的要求。
3) 振動(dòng)篩各構(gòu)件的選材應(yīng)力求合理，注意減少制造和安裝工作量，注意抗蝕、抗磨要求。重要構(gòu)件拼接時(shí)，應(yīng)在圖樣中表明部位、接法和要求。
4) 易損件、備用件、通用件和外購(gòu)件等，在同一品種規(guī)格中，應(yīng)能互換并符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)或圖樣的規(guī)格。
5) 振動(dòng)篩設(shè)計(jì)除符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定外，還應(yīng)符合現(xiàn)行的有關(guān)專業(yè)技術(shù)規(guī)范和規(guī)程的要求。
2.3. 設(shè)計(jì)依據(jù)
1) 振動(dòng)篩的用途
2) 物料特性：名稱，散比重，硬度，水分，顆粒形狀，粒度組成，最大給料粒度，物料粘度
3) 工作制度
4) 處理量
5) 規(guī)定粒度及相應(yīng)的篩分效率
6) 安裝方式
7) 希望使用的篩面種類
8) 工作條件（如尺寸限制、環(huán)境溫度、防塵裝置等）
2.4. 2ZS1530直線振動(dòng)篩的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： (1)、體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，維修容易。 (2)、噪聲小，耗能少，效率高，造價(jià)低。 (3)、篩分精度高，無(wú)粉塵污染，有利于環(huán)境保護(hù)。 (4)、可更換多種篩網(wǎng)，使用壽命長(zhǎng)。
工作原理： 當(dāng)縱向安裝在篩體上的兩臺(tái)振動(dòng)電機(jī)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩臺(tái)振動(dòng)電機(jī)兩端的偏心塊便產(chǎn)生額定激振動(dòng)力，其產(chǎn) 生在橫向的激振力而想互抵消，其縱向的激振力通過傳振體傳遞到整個(gè)篩面上，從而使篩面上的物料受激 振力而在篩網(wǎng)面上向出料口方向跳躍運(yùn)動(dòng)，小于篩孔的物料通過篩孔落到下層，經(jīng)連續(xù)跳躍后經(jīng)出料口流 出，由于篩分過程合理，便可將物料經(jīng)振動(dòng)篩分級(jí)后，取得幾種不同程度的物料，完成物料的分級(jí)作業(yè)。
本篩機(jī)主要由篩箱、篩框、篩網(wǎng)、振動(dòng)電機(jī)‘電機(jī)臺(tái)座、減震彈簧、支架組成。
1) 篩箱：由數(shù)張厚度不同的鋼板焊制而成，具有一定的強(qiáng)度和剛度，是篩機(jī)的主要組成部分。
2) 篩架：可選多種形式，如木網(wǎng)架、鐵架網(wǎng)、不銹鋼網(wǎng)架等，主要用來(lái)保持篩網(wǎng)平整，達(dá)到正常篩分。
3) 篩網(wǎng):有低碳鋼、黃銅、青銅、不銹鋼等多種篩網(wǎng)。
4) 電機(jī)臺(tái)座：下振式，電機(jī)安裝在篩箱下方，使用前螺釘必須擰緊，特別是新篩機(jī)試用前三天必須反復(fù)緊固，以免松動(dòng)造成事故。
5) 減震彈簧：阻止振動(dòng)傳給地面同時(shí)支持篩箱的全部重量，安裝時(shí)，彈簧必須垂直于地面。
6) 支架：由四個(gè)支柱和兩個(gè)槽鋼組成，支撐篩箱。安裝時(shí)支柱垂直于地面，支柱下面的地鋼應(yīng)相互平行。
7) 振動(dòng)電機(jī)：產(chǎn)生激振力，使篩面上物料受振。
2.5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.5.1. 總體設(shè)計(jì)方案
根據(jù)我們?cè)诮ù蟊静繀⒂^實(shí)習(xí)、老師講解、圖書館及網(wǎng)上收集資料、我們小組相互間討論。我設(shè)計(jì)了如下總體設(shè)計(jì)方案,圖2-1所示：
圖2-1 總圖設(shè)計(jì)方案圖
2.5.2. 篩網(wǎng)
聚氨酯分級(jí)篩網(wǎng)、篩板廣泛使用于冶金、礦山、煤炭、建材、水利、筑路等行業(yè)的篩分機(jī)上，是鋼板沖孔篩網(wǎng)、鋼絲編織網(wǎng)、不銹鋼篩板及橡膠篩板的換代產(chǎn)品，具有重量輕、篩分效率高、不堵孔、抗摩擦、抗沖擊、抗撕裂、壽命長(zhǎng)（是不銹鋼篩板的2-3倍）、噪聲低、安裝方便、綜合效益高等優(yōu)點(diǎn)。
本次設(shè)計(jì)的2ZS1530直線振動(dòng)篩具有兩層篩網(wǎng)，見下圖圖2-2。
圖2-2 篩網(wǎng)
2.5.3. 篩箱
篩框由側(cè)板、后擋板、橫梁、承料板和排料嘴等組成，如圖圖2-3所示。
篩框所用橫梁一般用兩端帶法蘭的封閉型材構(gòu)成。目前多為圓形和矩形。當(dāng)無(wú)合適的規(guī)格所選用時(shí)，矩形梁亦可壓制對(duì)焊，其成型方式冷熱均可，但在長(zhǎng)度方向同一形態(tài)只能一次成型。焊接必須焊透，并進(jìn)行退火處理，焊縫位置對(duì)直線振動(dòng)篩宜布置在振動(dòng)方向的垂線上。
篩框側(cè)板和后擋板、進(jìn)料嘴及橫梁宜采用高強(qiáng)度螺栓或環(huán)槽鉚釘聯(lián)接，受力較小部分可采用普通螺栓加鎖緊螺母聯(lián)接。
圖2-3 篩箱
2.5.4. 如何選擇振動(dòng)篩的振動(dòng)電機(jī)
振動(dòng)電機(jī)的原理是動(dòng)力源與振動(dòng)源結(jié)合為一體的激振源，振動(dòng)電機(jī)是在轉(zhuǎn)子軸兩端各安裝一組可調(diào)偏心塊，利用軸及偏心塊高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力得到激振力。振動(dòng)電機(jī)的激振力利用率高、能耗小、噪音低、壽命長(zhǎng)。振動(dòng)電機(jī)的激振力可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，使用方便。
選用合適的振動(dòng)電機(jī)對(duì)于直線振動(dòng)篩很重要，這不僅會(huì)影響到篩分質(zhì)量，篩分效率，而重要的是影響到篩機(jī)的使用壽命。直線振動(dòng)篩的篩箱依靠?jī)膳_(tái)相同的臥式振動(dòng)電機(jī)做相反方向同步旋轉(zhuǎn)，使支撐在減振器上的整個(gè)篩機(jī)做直線運(yùn)動(dòng)，物料從入料端落入篩箱后，迅速前進(jìn)、松散透篩，完成篩分作業(yè)。
在振動(dòng)篩行業(yè)里，直線振動(dòng)篩上配套使用最多的電機(jī)是：JZO振動(dòng)電機(jī)和YZS振動(dòng)電機(jī)。
為什么有的時(shí)候兩種型號(hào)的振動(dòng)電機(jī)都可以選用呢？原因在于客戶篩分物料的產(chǎn)量以及篩子需要配用的振動(dòng)電機(jī)功率等多種因素來(lái)決定的；另外就是JZO振動(dòng)電機(jī)和YZS振動(dòng)電機(jī)系列振動(dòng)電機(jī)有很多型號(hào)是一樣的，而同一種型號(hào)的兩種電機(jī)的激振力是一樣的。一般來(lái)說(shuō)，同種型號(hào)的兩種振動(dòng)電機(jī)相比，JZO振動(dòng)電機(jī)的功率要稍大于YZS系列振動(dòng)電機(jī)，所以當(dāng)客戶的篩選物料比重，產(chǎn)量等等比較大時(shí)就要選用功率大一點(diǎn)的JZO振動(dòng)電機(jī)，相反則選用YZS的。此外JZO振動(dòng)電機(jī)要比YZS振動(dòng)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定一些。就是同種型號(hào)的YZS振動(dòng)電機(jī)要比JZO的重量輕、價(jià)格便宜一些。所以如果篩分物料比重大，篩分精度高，篩分產(chǎn)量大，篩機(jī)需要運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的話，最好選用JZO振動(dòng)電機(jī)；相反可以選擇用YZS振動(dòng)電機(jī)，這樣即實(shí)惠又可以達(dá)到篩分目的。
振動(dòng)電機(jī)的特點(diǎn)有：
1、全封閉結(jié)構(gòu)、可在任何無(wú)防爆要求的粉塵條件下工作；
2、體積小，重量輕，激振力大并可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，使用和維修方便；
3、可以改變安裝方式、改變激振力的方向等，采用強(qiáng)烈型振動(dòng)、具有穩(wěn)定的振幅等。
2.5.5. 支撐裝置
根據(jù)JB/T 3687.1,振動(dòng)篩安裝方式為座式。每臺(tái)振動(dòng)篩由四組彈簧支撐，每組彈簧視振動(dòng)篩的規(guī)格不同，可由一個(gè)至三個(gè)彈簧組成。
支撐彈簧可用橡膠彈簧或，亦可用復(fù)合彈簧，一般在支撐裝置中還設(shè)計(jì)有摩擦阻尼器，其結(jié)構(gòu)見圖2-4所示.鑒于橡膠彈簧和復(fù)合彈簧的橡膠內(nèi)阻較大，對(duì)過共振區(qū)時(shí)的振幅有一定限制作用，故亦不設(shè)計(jì)阻尼器和其它的限制裝置。
圖2-4 支撐裝置
2.6. 2ZS1530直線振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)步驟
在設(shè)計(jì)本振動(dòng)篩時(shí)，根據(jù)資料知物料的處理量為不小于28噸/時(shí),物料的物理性質(zhì)和粒度組成，篩分的方式為（脫水、脫介、分級(jí)）和分級(jí)的粒度，其它特殊要求(準(zhǔn)許占地面積、準(zhǔn)許安裝高度、準(zhǔn)許動(dòng)負(fù)荷等)。然后確定按以下步驟設(shè)計(jì)：
1) 根據(jù)機(jī)器的用途選定采用單軸振動(dòng)篩或雙軸振動(dòng)篩。分級(jí)一般用單軸振動(dòng)篩，脫水、脫介一般用雙軸振動(dòng)篩。
2) 根據(jù)給定的生產(chǎn)率，要求的篩分效率和物料的篩分特性，計(jì)算出需要的篩面面積， 取篩孔尺寸上層為25mm、下層為13mm，根據(jù)公式Q=Fq計(jì)算出振動(dòng)篩的處理能力。
3) 按物料的跳動(dòng)狀態(tài)選定拋射強(qiáng)度Kv值，然后選擇設(shè)計(jì)振動(dòng)次數(shù)n、篩面傾角α、振動(dòng)方向角β和物料運(yùn)動(dòng)速度等工藝參數(shù)。
4) 根據(jù)技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)合理性和使用可靠性的要求，選擇篩框、篩面、振動(dòng)電機(jī)。初算電動(dòng)機(jī)功率，畫出部件裝配圖和零件圖。精確設(shè)計(jì)篩箱的重量和重心。確定振動(dòng)電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)。
5) 計(jì)算隔振彈簧的剛度，然后按最惡劣的工作條件選擇彈簧的許用應(yīng)力來(lái)設(shè)計(jì)橡膠彈簧。
6) 布置篩箱、振動(dòng)器和隔振彈簧的相互位置。雙軸振動(dòng)篩振動(dòng)器的安裝位置應(yīng)使激振力的作用線通過篩箱和振動(dòng)器的總重心。隔振彈簧應(yīng)等距離布置在總重心兩邊，但不可太靠近兩端，以減小側(cè)板壓力。
3. 振動(dòng)篩參數(shù)的設(shè)計(jì)及計(jì)算
3.1. 工藝參數(shù)
3.1.1. 處理量的校核
煤炭篩分：
(3-1)
式中：F—篩面有效面積，
q—單位處理量，（見表4），
根據(jù)表4，取單位處理量為則可得
3.1.2. 物料運(yùn)動(dòng)平均速度
物料運(yùn)動(dòng)的平均速度和物料層厚度的計(jì)算
對(duì)于直線振動(dòng)篩，物料運(yùn)動(dòng)的平均速度可按下式計(jì)算：
（3-2）
式中：——角速度 ，；
——傾角對(duì)平均速度的影響系數(shù)；
——物料厚度影響系數(shù)；
——物料形狀影響系數(shù)；
——滑行運(yùn)動(dòng)影響系數(shù)；
——振動(dòng)方向角 （）。
由《振動(dòng)篩設(shè)計(jì)規(guī)范》書可得，查表15取1.0，查表16得取0.9，查表17得取1.0.
代入上式得：
根據(jù)流量法
（3-3）
其中：--曬面寬度，：
--篩面上物料層的厚度，：
—物料運(yùn)動(dòng)的平均速度，:
—物料的松散密度，。
物料的松散密度取1.2, 則篩面上物料層的厚度
。
3.2. 運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)
3.2.1. 振動(dòng)強(qiáng)度K
根據(jù)目前的機(jī)械水平，K值一般在3～8的范圍內(nèi)。在此K取6。
3.2.2. 拋射強(qiáng)度
拋射強(qiáng)度，根據(jù)振動(dòng)篩的用途選取，直線振動(dòng)篩宜取。難篩物料取大值，易篩物料去小值;篩孔小時(shí)取大值，篩孔大時(shí)取小值。在此取值為2.7。
3.2.3. 篩面傾角
對(duì)于直線振動(dòng)篩一般取，為適應(yīng)不同需要可在內(nèi)選取。在此取值為。
3.2.4. 振動(dòng)方向角
對(duì)于直線振動(dòng)篩一般取。難篩物料取大值，易篩物料去小值，我國(guó)目前多用～。在此取值為40°。
3.2.5. 振動(dòng)篩振動(dòng)頻率
已知振動(dòng)篩的振幅A=4ｍｍ。
直線振動(dòng)篩的振動(dòng)頻率，按下式計(jì)算：
（3-4）
式中:——振動(dòng)頻率 ，HZ；
——拋射強(qiáng)度
——篩面傾角
——振動(dòng)方向角
代入數(shù)據(jù)得：
由振動(dòng)頻率計(jì)算振動(dòng)篩的振動(dòng)次數(shù)：
。
3.2.6. 實(shí)際振動(dòng)強(qiáng)度
實(shí)際振動(dòng)強(qiáng)度。按下式校核：
（3-5）
帶入數(shù)據(jù)得：
式中：K—預(yù)選的振動(dòng)強(qiáng)度
經(jīng)計(jì)算得出：
故符合要求給定。
3.3. 動(dòng)力學(xué)參數(shù)
3.3.1. 振動(dòng)篩參振質(zhì)量初步確定
3-6）
式中： ——篩箱質(zhì)量，kg；
——振動(dòng)電機(jī)質(zhì)量，kg；
——支撐裝置的上彈簧座總質(zhì)量，kg；
——物料質(zhì)量，kg；
——其它參振質(zhì)量，kg；
其中 （3-7）
式中：——物料結(jié)合系數(shù)，取0.2；
——篩面的長(zhǎng)度，m；
——物料松散密度，；
——各層篩面上料層平均厚度的總和，m。
經(jīng)計(jì)算:
3.3.2. 彈簧剛度K
彈簧剛度K的選擇應(yīng)遵循的原則是：使振動(dòng)篩系統(tǒng)的工作過程中傳給基礎(chǔ)的動(dòng)負(fù)荷盡可能的小。
一般地，座式振動(dòng)篩只要使， 取=5。
對(duì)單質(zhì)量系統(tǒng)：
（3-8）
式中： ——系統(tǒng)中彈簧的總剛度，N/m；
——系統(tǒng)的固有頻率，；
=（1/3～1/7），取 =1/5；
——振動(dòng)的圓頻率，.
（3-9）
——篩箱振動(dòng)次數(shù)，r/min；
——參振質(zhì)量，kg。
則
所以彈簧的總剛度為：
則
3.3.3. 塊偏心振動(dòng)器的偏心塊質(zhì)量和回轉(zhuǎn)半徑關(guān)系
（3-10）
式中： ——參振質(zhì)量，；
——偏心塊的組數(shù)；
——每組偏心塊的質(zhì)量，；
——偏心塊的回轉(zhuǎn)半徑，m。
則：
3.3.4. 激振力
（3-11）
則代入數(shù)據(jù)得：
3.3.5. 篩箱重心及振動(dòng)電機(jī)位置的選擇
篩子可分成兩大部件，即振動(dòng)電機(jī)和篩箱。如圖所示建立坐標(biāo)系。
圖3-1 篩箱重心計(jì)算及激振器位置的選取
1）篩箱重心的確定
（3-12）
（3-13）
式中 ——篩箱的橫坐標(biāo)；
——篩箱每個(gè)零件的質(zhì)量；
——篩箱每個(gè)零件的橫坐標(biāo)；
——篩箱每個(gè)零件的縱坐標(biāo)；
——篩箱的質(zhì)量
激振器重心的確定
（3-14）
（3-15）
式中 ——振動(dòng)電機(jī)的橫坐標(biāo)；
——振動(dòng)電機(jī)每個(gè)零件的質(zhì)量；
——振動(dòng)電機(jī)每個(gè)零件的橫坐標(biāo)；
——振動(dòng)電機(jī)每個(gè)零件的縱坐標(biāo)；
——振動(dòng)電機(jī)的質(zhì)量
實(shí)際上，振動(dòng)電機(jī)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其重心就在其形心上。振動(dòng)電機(jī)的縱坐標(biāo)通過入料等工藝參數(shù)決定，其重心坐標(biāo)就在點(diǎn)，需要確定的參數(shù)只有了。
設(shè)振動(dòng)電機(jī)中垂線直線方程為：
（3-16）
式中 ——振動(dòng)方向角的正切；
——中間參數(shù)
為其線上一點(diǎn)，代入得：
（3-17）
篩子重心坐標(biāo)為：
，,
點(diǎn)也為直線上一點(diǎn)，代入得：
（3-18）
聯(lián)立方程（21）、（22）得：
即為所求振動(dòng)電機(jī)的位置。
振動(dòng)電機(jī)的位置確定以后，篩箱側(cè)板的結(jié)構(gòu)形狀可以做更合理的調(diào)整。調(diào)整后會(huì)影響篩箱重心，可以如上所述重新計(jì)算。一般影響不大，不再調(diào)整也可。
3.4. 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選擇
（1）篩分機(jī)在負(fù)荷狀態(tài)下工作所需功率的計(jì)算
振動(dòng)篩振動(dòng)消耗的功率
（3-19）
式中： C——阻尼系數(shù)，取0.2；
A——最大振幅，mm；
n——振動(dòng)次數(shù)，r/min；
振動(dòng)篩摩擦消耗的功率
（3-20）
式中：——軸承摩擦系數(shù) 取0.005
d ——軸頸直徑 取0.08m
振動(dòng)篩在工作狀態(tài)下消耗的功率N
（3-21）
式中，——傳動(dòng)效率 取0.95
則
（2）電動(dòng)機(jī)的選擇
選用兩臺(tái)振動(dòng)電機(jī)以自同步形式作為激振器，根據(jù)激振力、激振頻率、功率要求選用如下電機(jī)，滿足設(shè)計(jì)要求。
振動(dòng)電機(jī)的型號(hào)YZO-50-6兩臺(tái)
電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n=1000 r/min
電動(dòng)機(jī)的額定功率 3.70 KW
電動(dòng)機(jī)的激動(dòng)力 50KN
電動(dòng)機(jī)的額定電流 7.4A
4. 主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1. 彈簧的設(shè)計(jì)和選用
我們本次設(shè)計(jì)彈簧使用圓柱形橡膠彈簧，圓柱形橡膠彈簧集合尺寸見下圖圖4-1。
圖4-1 彈簧
前面我們已經(jīng)計(jì)算出彈簧的總剛度，
單個(gè)彈簧的剛度： （4-1）
式中：——支撐彈簧的個(gè)數(shù)
初選 則:
（4-2）
式中： ——彈簧的最大變形量，m；
選
（4-3）
（4-4）
式中： ——彈簧的自由高度，m；
D——彈簧的外徑，m。
根據(jù)公式算出
根據(jù)公式算出
（4-5）
式中： ——受壓面積與自由面積之比；
——彈簧內(nèi)孔直徑，m。
根據(jù)《機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì)》查得，
（4-6）
其中,則可得出彈簧絲直徑，在此彈簧絲直徑 。
由公式算出
（4-7）
(4-8)
式中： ——外形系數(shù)；
——?jiǎng)訌椥阅Ａ浚?
——靜彈性模量，。
（4-9）
式中： ——橡膠彈簧的邵氏硬度；
根據(jù)靜彈性模量與橡膠硬度關(guān)系曲線得知
數(shù)據(jù)代入公式得
數(shù)據(jù)代入公式得
（4-10）
式中： F——彈簧的受壓面積，；
則，
數(shù)據(jù)代入公式得
數(shù)據(jù)代入公式得
（4-11）
式中： ——橡膠的壓縮應(yīng)力，；
[]——橡膠的許用壓縮應(yīng)力，，取。
取 []=
數(shù)據(jù)代入公式（25）得
所以:
所求彈簧符合要求。所選彈簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)為所選彈簧為圓柱螺旋壓縮彈簧，端部并緊磨平，支撐圈為1圈。
4.2. 篩框
篩框托架設(shè)計(jì)如下圖所示圖4-2。
圖4-2 篩框托架
4.2.1. 篩框側(cè)板及后擋板的厚度
篩框側(cè)板及后擋板的厚度，用類比法確定。
根據(jù)下表的數(shù)據(jù)。
因?yàn)檫x用的篩寬為1500mm所以選用的鋼板厚度為8mm。
側(cè)板的材料用Q235鋼，倆塊側(cè)板中間用托架聯(lián)接，連接方式為焊接。
表 4-1 篩寬和側(cè)板厚度關(guān)系
篩 寬（mm）
鋼板厚度（mm）
600—900
6
1200—1500
8
1800—2400
10
3000
12
3600—4200
16
4.2.2. 篩框橫梁
a. 橫梁受力分析
橫梁的設(shè)計(jì)如下圖圖4-3所示。
圖4-3 橫梁和法蘭
材料：選用445鋼
橫梁與其附件（篩面托架、篩面、緊固件等）構(gòu)成一體，按頻率f和振幅A振動(dòng)，因此其受力由動(dòng)載（慣性力）和靜載（自重力）組成。為計(jì)算方面，將附件重量均勻地分配給各梁，然后將動(dòng)載的最大值和靜載合成作為外載軍部在橫梁上，即將橫梁簡(jiǎn)化為受均布載荷的簡(jiǎn)支梁，作靜態(tài)計(jì)算,其載荷分布及彎矩圖見圖4-3所示。
均布載荷：
（4-11）
式中：q— 梁的均布載荷,
— 梁及其附件的重力（包括物料的重力）,N；
— 梁的長(zhǎng)度,m；
— 梁的最大慣性力，N；
(4-12)
(4-13)
式中： — 梁質(zhì)量（Kg）；
— 物料質(zhì)量（Kg）；
— 附件質(zhì)量（Kg）；
先估算梁的長(zhǎng)度為1500mm，梁的外徑140mm，梁的內(nèi)徑為120mm。
則梁的質(zhì)量：
物料質(zhì)量 這里取28Kg。
螺栓等附件質(zhì)量估算為50Kg。
帶入相關(guān)數(shù)據(jù)得出：
所以可以求出
代入數(shù)據(jù)得出：。
圖4-4 受力分析圖
圖4-3
b. 橫梁強(qiáng)度計(jì)算
(4-14)
(4-15)
式中：— 梁的彎曲應(yīng)力，Pa；
M— 梁的彎矩，N·m；
Z— 橫梁載面的模數(shù)，；
[]— 梁的