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畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
設(shè) 計(jì) 題 目: 雙驅(qū)動(dòng)同步振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
院 系 名 稱(chēng): 機(jī)電工程學(xué)院
專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí): 機(jī)械08-3班
學(xué) 生 姓 名: 張 強(qiáng)
導(dǎo) 師 姓 名: 任忠先
開(kāi) 題 時(shí) 間: 2012年3月24日
指導(dǎo)委員會(huì)審查意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日
2
1課題研究的目的和意義
1.1 設(shè)計(jì)目的
選煤廠的篩分機(jī)數(shù)量很多，所以對(duì)篩分機(jī)的要求也越來(lái)越高。不但要求它具有較高的生產(chǎn)率、較好的篩分效率或脫水效果、較低的動(dòng)力消耗；而且還要具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、安裝維修方便等機(jī)械性能。由于滾軸篩、圓筒篩上述性能較差，在使用上受到了限制，逐漸被工藝效果好、構(gòu)造簡(jiǎn)單、維修方便的振動(dòng)篩所代替。
1.2設(shè)計(jì)意義
隨著社會(huì)的發(fā)展，振動(dòng)篩在許多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，它是利用振動(dòng)原理完成物料篩分的機(jī)械設(shè)備?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛用于采礦、冶金、水利、電力、輕工業(yè)、建筑、煤炭、石油化工、交通運(yùn)輸和鐵道等工業(yè)部門(mén)中，用于完成各種不同的工作，成為重要的篩分設(shè)備。另外，振動(dòng)篩是振動(dòng)設(shè)備中行業(yè)需求量較大、發(fā)展最快的設(shè)備，它利用孔狀或縫隙狀的篩網(wǎng)把大小不一的顆粒狀混合物料篩分出來(lái)，生產(chǎn)過(guò)程中不僅可以將物料篩分成成品；而且還可以為下道工序做分級(jí)準(zhǔn)備；甚至可以為破碎生產(chǎn)提供需要的物料顆粒。還可以用于脫泥、脫水等工作，以提高物料的精度，篩分出需要的物料。振動(dòng)篩設(shè)備質(zhì)量的優(yōu)劣和操作水平的高低，直接關(guān)系到生產(chǎn)效率的高低、物料精度的高低和節(jié)約能源的程度。因此，直接影響著企業(yè)的生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益。振動(dòng)篩以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)大的處理能力等優(yōu)點(diǎn)在各種篩分設(shè)備中占有無(wú)法取代的地位。
特別是近幾年，世界各國(guó)越來(lái)越重視振動(dòng)篩篩分技術(shù)的研究，而且在普通振動(dòng)篩的基礎(chǔ)上提出許多改進(jìn)措施，比如優(yōu)化振動(dòng)篩的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，設(shè)備朝著大型化發(fā)展，改變零部件材料等。
自同步振動(dòng)篩是一種廣泛用于散體物料分級(jí)的設(shè)備。在選煤等工業(yè)領(lǐng)域，用于分級(jí)、脫水、脫泥和脫介。其篩分性能尤其重要。
本文系統(tǒng)地闡述了雙電機(jī)自同步振動(dòng)篩的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，論述了設(shè)計(jì)高效雙電機(jī)自同步振動(dòng)篩的必要性；同時(shí)對(duì)雙電機(jī)自同步振動(dòng)篩的原理進(jìn)行了分析，計(jì)算了振動(dòng)篩的動(dòng)力學(xué)參數(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，設(shè)計(jì)計(jì)算了激振器的軸、偏振塊的參數(shù)和結(jié)構(gòu)，減震裝置，篩框的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行聯(lián)軸器的選型等。
2文獻(xiàn)綜述
振動(dòng)篩是廣泛應(yīng)用于煤炭、化工、冶金、港口、水利電力等行業(yè)的重要設(shè)備，以完成各種不同的工藝過(guò)程。在煤炭行業(yè)的選煤廠和篩選廠中，篩分作業(yè)主要應(yīng)用于原煤準(zhǔn)備和產(chǎn)品處理上，在實(shí)現(xiàn)煤炭資源的合理利用、保護(hù)環(huán)境及為煤炭企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益等方面，發(fā)揮著重要的作用。振動(dòng)篩在煤炭行業(yè)的應(yīng)用歷史可以追溯到20世紀(jì)60年代，在吸收國(guó)外經(jīng)驗(yàn)和自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，振動(dòng)篩無(wú)論在設(shè)計(jì)技術(shù)、制造工藝、品種規(guī)格上，還是在技術(shù)性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上都有了很大提高。
2.1國(guó)外振動(dòng)篩的發(fā)展?fàn)顩r
用篩分機(jī)把碎散物料篩分成不同的顆粒，已經(jīng)有悠久的歷史。從英國(guó)煤炭工業(yè)的文獻(xiàn)記載，在1589年提到煤的篩分。為了向市場(chǎng)提供各種顆粒的商品煤，廣泛的對(duì)煤進(jìn)行篩分，是到19世紀(jì)下半業(yè)才盛行起來(lái)。
固定篩是古老的篩分機(jī)。當(dāng)時(shí)，有的固定篩用若干木條構(gòu)成，也叫棒篩，后來(lái)出現(xiàn)了有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的棒條篩。這就是沿用至今的輥軸篩。為滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，圓筒篩，搖動(dòng)篩和振動(dòng)篩也先后問(wèn)世。與固定篩相比，雖然輥軸篩，圓筒篩和搖動(dòng)篩的工作效率有較大的改善，而且仍不失為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和工作可靠，但是卻步能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要。因此，早在60年代，這些篩子在我國(guó)就開(kāi)始被逐漸淘汰。固定篩不消耗動(dòng)力和非常簡(jiǎn)單可靠的結(jié)構(gòu)，仍具有很強(qiáng)的生命力，目前仍大量用于初步篩分。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐，人們發(fā)覺(jué)按照上述篩分理論設(shè)計(jì)的振動(dòng)篩，對(duì)細(xì)物料進(jìn)行篩分時(shí)的生產(chǎn)能力太小，遂意識(shí)到以單個(gè)顆粒物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)代表成群的物料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)具有交大的片面性。隨著研究工作的深入，自1965年開(kāi)始逐步建立起顆粒在篩面上的運(yùn)動(dòng)理論。該理論以力群為研究對(duì)象，根據(jù)物體在碰撞時(shí)傳遞能量的原理，提出了篩面上整個(gè)料層中不同位置顆粒的速度變化規(guī)律，突破了單顆料理論關(guān)于振動(dòng)強(qiáng)度小于3.3的臨界值。在此基礎(chǔ)上，建立了薄層篩分法和變傾角篩分法，研制出等厚振動(dòng)篩。
用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究碎散物料在篩面上透篩概率，稱(chēng)為概率篩分理論。該理論是由瑞典的摩根森于1951年最先提出的，故在該理論指導(dǎo)下設(shè)計(jì)的振動(dòng)篩稱(chēng)為摩根森概率篩。
隨著工業(yè)企業(yè)的發(fā)展和篩分機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的進(jìn)步，自70年代以來(lái)，世界上一些國(guó)家先后研制出了大型振動(dòng)篩，篩寬在3.6m以上的已不罕見(jiàn)。如日本身剛所生產(chǎn)的振動(dòng)篩達(dá)4.8x7.2 ，德國(guó)K.H.D公司生產(chǎn)的振動(dòng)篩寬達(dá)5.5m，面積約為50 。振動(dòng)篩大型化標(biāo)志著篩分機(jī)技術(shù)已達(dá)到先進(jìn)水平。
零部件標(biāo)準(zhǔn)化，通用化和產(chǎn)品系列化，生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化，是近代機(jī)械工業(yè)的重要標(biāo)志，篩分機(jī)械也不例外。如德國(guó)K.H.D公司生產(chǎn)的USK圓振動(dòng)篩和USL直線振動(dòng)篩，其激振器可以通用，同一個(gè)篩框既可以裝分級(jí)篩面，也可裝脫水篩面。又如美國(guó)振動(dòng)篩，其基形已經(jīng)穩(wěn)定，主要力量放在改進(jìn)結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化制造和應(yīng)用新技術(shù)的方面。有的篩子除激振器外，篩框也作成單體結(jié)構(gòu)，可以在現(xiàn)場(chǎng)組裝，極大地方便了制造，運(yùn)輸和維修。
前蘇聯(lián)早在60年代中期就組織了篩分機(jī)產(chǎn)品整頓，統(tǒng)一基型，減少雜亂型號(hào)，在此基礎(chǔ)上提高產(chǎn)品的系列化程度。國(guó)外許多篩分機(jī)械公司都是科研，設(shè)計(jì)，制造和銷(xiāo)售的聯(lián)合體，專(zhuān)業(yè)化程度高，產(chǎn)品繼承性好，經(jīng)過(guò)多年改進(jìn)，使產(chǎn)品逐步完善和提高
2.2 我國(guó)振動(dòng)篩發(fā)展?fàn)顩r
由于工業(yè)發(fā)展緩慢，基礎(chǔ)比較薄弱，理論研究和技術(shù)水平落后，我國(guó)篩分機(jī)械的發(fā)展是本世紀(jì)近 50 年的事情，大體上可分為三個(gè)階段。
(1) 仿制階段 ：這期間，仿制了前蘇聯(lián)的ГУП系列圓振動(dòng)篩、BKT-11、BKT-OMZ型搖動(dòng)篩；波蘭的WK-15圓振動(dòng)篩、CJM-21型搖動(dòng)篩和WP1、WP2型吊式直線振動(dòng)篩。這些篩分機(jī)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。
(2) 自行研制階段 ：從1966年到1980 年研制了一批性能優(yōu)良的新型篩分設(shè)備，1500 毫米 ×3000 毫米重型振動(dòng)篩及系列，15m2、30m2共振篩及系列，煤用單軸、雙軸振動(dòng)篩系列，YK 和 ZKB 自同步直線振動(dòng)篩系列，等厚、概率篩系列，冷熱礦篩系列。這些設(shè)備雖然存在著故障較多、壽命較短的問(wèn)題，但是它們的研制成功基本上滿足了國(guó)內(nèi)需要，標(biāo)志著我國(guó)篩分機(jī)走上了獨(dú)立發(fā)展的道路。
(3) 提高階段 ：進(jìn)入改革開(kāi)放的 80 年代，我國(guó)篩分機(jī)也進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。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厚篩系列、自同步重型等厚篩系列、重型冷熱礦篩系列、弛張篩、螺旋三段篩的研制，粉料直線振動(dòng)篩、琴弦振動(dòng)篩、旋流振動(dòng)篩、立式圓筒篩的研制也取得成功。
2.3振動(dòng)篩的發(fā)展趨勢(shì)
近年來(lái),隨著對(duì)振動(dòng)篩的研究不斷深入,在篩箱結(jié)構(gòu)、篩面運(yùn)動(dòng)軌跡和篩面材料等方面進(jìn)行大量的研究工作，從而使其得到迅速發(fā)展和完善。其發(fā)展趨勢(shì)有如下幾方面：
(1)向標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化發(fā)展 這是便于設(shè)計(jì)、組織專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)、保證質(zhì)量和降低成本的途徑。德國(guó)KHD 公司的USL、USK 篩機(jī)的寬度以200 mm 為一檔。長(zhǎng)度以750 mm 為一檔組成了兩個(gè)系列的45 種規(guī)格產(chǎn)品。其篩網(wǎng)、橫梁、傳動(dòng)軸、進(jìn)料板、出料板均實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，振動(dòng)器也只有三種。同時(shí)德國(guó)的申克公司冷熱燒結(jié)礦篩和等厚篩只通用兩種振動(dòng)器，可見(jiàn)三化程度之高。
(2)向大型化發(fā)展 篩分機(jī)械的大型化有利于提高處理量，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提高生產(chǎn)效率，方便管理，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的大型篩分機(jī)械發(fā)展迅猛。所謂大型篩分機(jī)，設(shè)計(jì)規(guī)范中沒(méi)有對(duì)它的規(guī)格范圍作規(guī)定。一般寬度在2.4m 以上，面積在15m2 以上，可以認(rèn)為是大型篩分機(jī)。德國(guó)申克(SCHENCK)公司制造的寬度為4m，長(zhǎng)度為8.5m，面積為34m2 的焦炭篩分機(jī)，處理能力達(dá)800m3/h。
(3)向理想運(yùn)動(dòng)軌跡振動(dòng)篩發(fā)展 篩分機(jī)在一定的篩分效率下單位面積處理能力，在很大程度上取決于篩網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)軌跡。數(shù)十年來(lái)的研究成果很大程度上反映在篩網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)軌跡的變化上。篩網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)軌跡從一條直線發(fā)展到多種曲線；從線性演變到非線性；從平面曲線到空間復(fù)雜曲線，以適應(yīng)處理各種不同特性的被篩物料的要求。
(4)新的振動(dòng)形式 振動(dòng)篩的振動(dòng)機(jī)理將突破傳統(tǒng)的振動(dòng)形態(tài)，而采取新的振動(dòng)形式，從根本上解決振動(dòng)篩目前難以解決的一些主要問(wèn)題。從所采用的振動(dòng)理論方面看，會(huì)突破傳統(tǒng)的確定性線性振動(dòng)理論，而采用更符合實(shí)際情況的平穩(wěn)線性隨機(jī)振動(dòng)理論及非線性隨機(jī)振動(dòng)理論。
(5)應(yīng)用自同步技術(shù) 采用力學(xué)原理實(shí)現(xiàn)同步的自同步振動(dòng)篩不需要安裝齒輪同步器，可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低噪音，減少設(shè)備故障，節(jié)約維修成本。自同步式振動(dòng)篩將得到進(jìn)一步的發(fā)展。
(6)進(jìn)一步降低噪音 由于振動(dòng)篩分機(jī)械工作噪音大，造成工廠工作條件差。如何改進(jìn)結(jié)構(gòu)，采用更合理的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，降低噪音的研究仍然一個(gè)重要課題。
(7)高可靠性、易維修性振動(dòng)篩的研制?？梢灶A(yù)計(jì)，隨著振動(dòng)篩分技術(shù)的不斷成熟和完善，振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)會(huì)更加合理，會(huì)進(jìn)一步優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)化，使產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和維護(hù)費(fèi)用進(jìn)一步降低，篩分效率和生產(chǎn)率會(huì)進(jìn)一步提高
3基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題
3.1 基本內(nèi)容：
礦用振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)圖
振動(dòng)篩是由篩箱，激振器，減振彈簧，支承座，電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)部分等組成。
1、進(jìn)行總結(jié)分析，確立設(shè)計(jì)方案；
2、對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)；
3、傳動(dòng)方式的選擇；
4、繪制振動(dòng)篩總體裝配圖；
5、繪制主要零件圖；
6、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
3.2 擬解決問(wèn)題：
1、工藝參數(shù)的選擇與確定；
2、動(dòng)力學(xué)分析及參數(shù)計(jì)算；
3、功率計(jì)算及電機(jī)的選擇；
4、零件的計(jì)算；
5、基型及結(jié)構(gòu)的比較和選擇。
4技術(shù)路線或研究方法
1.在圖書(shū)館、書(shū)店收集相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)、連續(xù)期刊、專(zhuān)利文獻(xiàn)等參考文獻(xiàn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查找產(chǎn)品介紹、實(shí)物圖片、技術(shù)參數(shù)等信息。
2.總體方案論證，對(duì)多種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比分析，確定設(shè)計(jì)方案；
3.篩箱結(jié)構(gòu)、激振器、傳動(dòng)方式的選擇；
4. 根據(jù)已知參數(shù)完成振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
5.繪制裝配圖、零件圖。
5進(jìn)度安排
2月27日~3月15日，查找相關(guān)資料，完成文獻(xiàn)綜述。
3月16日~4月19日，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。初步確定設(shè)計(jì)總體方案。
4月20日~5月24日，大體完成各部分的設(shè)計(jì)和繪制裝配圖和相應(yīng)零件圖。撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
5月25日~6月7日 ，提交正式設(shè)計(jì)教師審核。
6月8日~6月15日，按照學(xué)院的規(guī)范要求排版打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。上交畢業(yè)設(shè)計(jì)文件準(zhǔn)備畢業(yè)答辯，參加畢業(yè)答辯。
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