某雙軸慣性式振動脫水機的設計含11張CAD圖
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一、選題依據(jù)
1.論文(設計)題目
某型雙軸慣性式振動脫水機的設計
2.研究領域機械設計
3.論文(設計)工作的理論意義和應用價值
近年來物料脫水是很多行業(yè)重要的一個環(huán)節(jié),大多數(shù)脫水機是利用振動篩來脫水。因此,提高振動篩的性能非常必要。脫水設備技術水平的高低和質量的優(yōu)劣,關系到工藝效果的好壞,生產(chǎn)效率的高低和能源節(jié)省的程度,從而直接影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。通過脫水可以提高物料的質量,從而達到所需的產(chǎn)品,因此作為物料脫水的主要設備振動脫水機也不斷發(fā)展。如提高穩(wěn)定可靠性、降低消耗、降低噪音、提高振型穩(wěn)定性、提高篩分效率高等方面都有了很大的提高。
通過對篩分過程進行深入的理論研究,可以進一步認識物料在振動著的篩面的運動機理,在此基礎上尋找篩分機的最佳運動學參數(shù)(振幅、轉速、篩面傾角、振動方向角),從而提高篩分效率,降低能耗,延長篩分機和篩面使用壽命,促進篩分機械設計的改進、優(yōu)化及新型篩分機械的研制。全球每年都有數(shù)百億噸的粒狀物料要經(jīng)過篩分處理,僅在我國.每年經(jīng)過篩分作處理的煤炭就有十幾億噸,對篩分過程的深入認識顯然具有十分重要的經(jīng)擠意義。
本課題的設計就是在現(xiàn)有的振動篩的基礎上改造并提高設備的性能來延長機體的壽命和降低生產(chǎn)與維護成本。利用雙電機驅動可以達到自同步振動并簡化結構,降低故障率。
4.目前研究的概況和發(fā)展趨勢
篩分技術及其發(fā)展方向篩分工作是一個非常簡單的分離作業(yè):通過顆粒和篩孔的大小進行對比,比篩孔小的那些物質透過篩孔變成篩下物質,比篩孔大的東西留在篩子上面變成篩上物,從而達到粗細顆粒分開的目的。但是在現(xiàn)實工作應用中,由于要求有一定的工作余量,要使物料達到很好的按顆粒大小分離不是很容易。因為篩分的過程很復雜,現(xiàn)在大部分的篩分原理更加關注篩分結果而不是篩分過程的研究,對篩分過程認識不足,現(xiàn)在還不能達到工程實際的需要;采用傳統(tǒng)的設計原理很難使問題得到深層次研究,需要想別的辦法,引入更加新的思想和理論,才有取得突破的可能。目前,篩分領域的研究呈現(xiàn)出多學科相互滲透和交叉的局面,建立以試驗為基礎,以計算機技術為依托的綜合考慮物料性質及其相互影響物料運動模型和篩分過程數(shù)學模型,將是必然的發(fā)展趨勢。
國外篩分設備仍以發(fā)展振動篩為主,振動篩向標準化、通用化和系列化方向發(fā)展; 向大型化方向發(fā)展,但最大到 55 平方米已夠用了;增大篩面傾角,提高篩分效率;
發(fā)展細粒篩分設備,篩孔尺寸小到 0.1-0.3 毫米;旋流篩使用逐漸增多;共振篩發(fā)展停滯。
國內振動篩的技術發(fā)展趨勢表現(xiàn)在:積極開展篩分技術研究,提高原煤干式深度篩分技術降低分級下限和增加煤炭品種,著重解決粒度細、水分高和粘度大的難篩物料的分級技術;為滿足大露天礦選用,研制重型分級篩,適用于 500 毫米以下物料篩分;為提高篩板的壽命和效果,著重發(fā)展焊接篩網(wǎng),非金屬篩面;共振篩有被淘汰之勢,應大力發(fā)展塊偏心圓振動篩和直線振動篩。
二、論文(設計)研究的內容
1.重點解決的問題
(1)總體設計:了解國內外相關研究的水平、了解振動脫水機基本原理,以及設計的基本步驟。明確技術難度及主攻方向,通過調查研究,確定設計計劃。
(2)脫水機零件設計計算及校核:激振器,篩箱,篩網(wǎng),減震彈簧等的設計;
(3)繪制二維裝配圖及部分零件圖、部件圖。
2.擬開展研究的幾個主要方面(論文寫作大綱或設計思路)
(1)根據(jù)振動篩脫水原理進行結構設計;
(2)激振器的計算選型,校核;
(3)脫水機及部分零部件的強度、壽命校核;
(4)三維實體設計
3.本論文(設計)預期取得的成果
(1)完成雙軸慣性式振動脫水機的總體結構設計
(2)完成各參數(shù)的計算,確定加工工藝,繪制二維裝配圖及部分零件圖 cad
(3)完成三維實體建模 solidworks
(4)完成畢業(yè)設計說明書
(5)翻譯外文文獻 2000 字以上
三、論文(設計)工作安排
1.擬采用的主要研究方法(技術路線或設計參數(shù));
(1)查閱資料
(2)制定雙軸慣性式振動脫水機的方案設計
(3)對雙軸慣性式振動脫水機的具體部分進行理論計算
(4)對雙軸慣性式振動脫水機的結構設計
2.論文(設計)進度計劃
序號
完成進度
時間
1
查閱資料
1-2 周
2
完成開題報告
3-4 周
3
完成雙軸慣性式振動脫水機的篩體、激振器、篩
網(wǎng)等系統(tǒng)總體結構設計
5-6 周
4
完成各參數(shù)的計算
7 周
5
中期檢查
8 周
6
確定加工工藝
9 周
7
繪制二維裝配圖及部分零件圖
10-11 周
8
完成三維實體建模
12 周
9
編寫設計說明書
13 周
10
畢業(yè)答辯
14 周
四、需要閱讀的參考文獻
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文獻綜述
振動是自然界和工程設計領域普遍存在的一種現(xiàn)象,一般情況振動是有害的,但在合理的環(huán)境下加以利用,振動可以是有益的。振動機械應用涉及選礦、沙和煤炭加工工業(yè)。此外也適用于城市污水處理、紙漿、化工和食品工業(yè)。振動機械通常由激振器、工作機體和彈性元件三部分組成。但是目前在我國各種選煤廠使用的設備中,振動篩是問題較多、維修量較大的設備之一。這些問題突出表現(xiàn)在篩箱斷梁、裂幫 ,稀油潤滑的箱式振動器漏油、齒輪打齒、軸承溫升過高、噪聲大等問題 ,同時伴有傳動帶跳帶斷帶等故障。這類問題直接影響了振動篩的使用壽命,嚴重影響了生產(chǎn)。
近年來物料脫水是很多行業(yè)重要的一個環(huán)節(jié),大多數(shù)脫水機是利用振動篩來脫水。因此,提高振動篩的性能非常必要。脫水設備技術水平的高低和質量的優(yōu)劣,關系到工藝效果的好壞,生產(chǎn)效率的高低和能源節(jié)省的程度,從而直接影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。通過脫水可以提高物料的質量,從而達到所需的產(chǎn)品,因此作為物料脫水的主要設備振動脫水機也不斷發(fā)展。如提高穩(wěn)定可靠性、降低消耗、降低噪音、提高振型穩(wěn)定性、提高篩分效率高等方面都有了很大的提高。
在選礦廠、選煤廠、和其他工業(yè)部門中,物料在使用或者進一步處理之前,常常需要用篩分機械分成粒度相近的幾種級別。各工業(yè)部門中使用的篩分機械種類很多如固定格篩、弧形篩、滾軸篩、滾筒篩、搖動曬、旋流篩、振動篩和共振篩等,其中以振動篩應用最為普遍。振動篩用于篩分分級以外,還用于物料的脫水,及去除物料中的水分;脫介,即在篩機中用水清洗并回收重介質;脫泥即在篩機中用水清洗物料表面的污泥。實驗室或者實驗場所,時常用篩機對物料進行篩分分析。
在 16 世紀,英國首先開始了篩分機械的研究,并誕生世界第一臺用于煤炭工業(yè)
的固定篩。到了 18 世紀歐洲工業(yè)革命時期,篩分機械發(fā)展迅速。在 19 世紀初,一些礦山企業(yè)開始使用圓筒篩、搖動篩,有的地方出現(xiàn)一些簡單的振動篩分機械。近些年來,社會對能源和礦產(chǎn)急劇需求,從而使篩分機械迅速發(fā)展。目前,國外知名企業(yè)利用計算機輔助設計技術,先進的制造工藝,不但生產(chǎn)出適用于多種行業(yè)、多種規(guī)格的振動篩,而且生產(chǎn)出了可靠性高,性能好的大型和特大型振動篩。這些振動設備具有世界領先的技術,代表目前行業(yè)的發(fā)展趨勢。國外振動機械企業(yè)注重產(chǎn)品的大型化、高效性、可靠性、專業(yè)性的研發(fā)方向。并根據(jù)不同的行業(yè)特點,提供不同的解決方案, 提供全面系統(tǒng)的服務。但不得不看到是,進口設備價格較高,一般的設備價格是國產(chǎn)設備的 3 倍以上,在大型設備上通常是國產(chǎn)同等型號的 8-10 倍。
國外篩分設備仍以發(fā)展振動篩為主,振動篩向標準化、通用化和系列化方向發(fā)展; 向大型化方向發(fā)展,但最大到 55 平方米已夠用了;增大篩面傾角,提高篩分效率;
發(fā)展細粒篩分設備,篩孔尺寸小到 0.1-0.3 毫米;旋流篩使用逐漸增多;共振篩發(fā)展停滯。國內振動篩的技術發(fā)展趨勢表現(xiàn)在:積極開展篩分技術研究,提高原煤干式深度篩分技術降低分級下限和增加煤炭品種,著重解決粒度細、水分高和粘度大的難篩物料的分級技術;為滿足大露天礦選用,研制重型分級篩,適用于 500 毫米以下物料篩分;為提高篩板的壽命和效果,著重發(fā)展焊接篩網(wǎng),非金屬篩面;共振篩有被淘汰之勢,應大力發(fā)展塊偏心圓振動篩和直線振動篩。
由于工業(yè)基礎差,研究能力和制造水平落后,在近 50 年,我國篩分機械走過從無到有,從小到大,從落后到先進的發(fā)展過程??傮w上可分為四個階段。
1.進口設備階段
解放以前,我國在選煤、采礦行業(yè)主要依靠人力來完成相應的工作。在少數(shù)一些選煤中國經(jīng)濟的發(fā)展的推動,開始在相關行業(yè)推廣應用篩分機械。并在大部分洗煤廠、采
礦廠和采石場使用一些慢速的搖動篩和老式的振動篩,并開始使用小型的直線振動篩。
2.仿制階段
從 50 年代到 60 年代,我國開始從前蘇聯(lián)和波蘭等歐洲一些國家進口各種篩分機械。這期間,組織全國相關單位,測繪仿制了前蘇聯(lián)的圓振動篩、ВКТ系列搖動篩。 波蘭的 WK—15 圓振動篩、CJM—21 型搖動篩和 WP1、WP2 型吊式直線振動篩。研制出國產(chǎn) SZZ 系列的自定中心篩、SZ 系列的慣性篩和 SSZ 系列的直線篩。這些篩分機械仿制成功以后的發(fā)展初步奠定了基礎,并培養(yǎng)了我國第一批技術人員。
3.引進提高階段
60 年代初開始采用一些前蘇聯(lián)和波蘭引進的快速的搖動篩、脫水篩和振動篩技術。從 70 年代到 80 R·S 公司的 TABOR 振動篩技術。從日本神戶制鋼所引進 HLW 型振動篩技術,從德國 KHD 公司引進 USK 和 USL 型振動篩。進入改革開放的快速發(fā)展的時期,我國篩分機的發(fā)展也進入了一個新的階段。在吸收成功研制了 YA 系列圓振動篩、ZKX 系列直線振動篩、ZK 系列振動篩。完成振動概率篩系列、旋轉概率篩系列,完成了箱式激振器等厚篩系列、重型冷熱礦篩系列、馳張篩、粉料直線振動篩、琴弦篩、旋流振動篩、立式圓筒篩的研制也取得成功。國外振動篩產(chǎn)品和制造技術的引進,提高了我國篩分機械設計制造人員技術水平,使他們從中學習到先進國家設計制造振動篩的理論、方法、設計技術和制造工藝。
4.自行研制階段
我國制定了第一個煤用單、雙軸振動篩系列型譜,自主進行了 ZDM(DDM)系列單軸振動篩和 ZSM(DSM)系列雙
國內中、小型選煤廠建設的需要。在此基礎上,通過采用自同步理論、塊偏心振動器、復合彈簧、環(huán)槽鉚釘?shù)认冗M技術,相繼開發(fā)了 2ZKB2163 直線振動篩,YK1545 和 2YK2145圓振動篩、YH1836 重型振動篩、FQ1224 復合振動篩等 4 種基型新系列振動篩。又相繼開發(fā) YK 和 ZKB 自同步直線振動篩系列、香蕉篩系列、重型冷熱礦篩系列、博厚篩、高頻振動篩系列。這些設備成功研制,標志著我國篩分機械走上了獨立發(fā)展的道路。目前,在國內振動篩研究成果有:中國礦業(yè)大學等單位為東灘煤礦,研制了據(jù)稱是國內篩面寬度尺寸最大的 ZDS2460 型自同步等厚篩,其篩面寬度為 2400mm,篩分能力為
1000t/h 該設備篩面分為兩段,篩分效率達到 90%以上。鞍山重型機器股份有限公司與沈陽理工大學聯(lián)合研制世界最大的大型香蕉篩,該篩面 39.56 平方米,高 5 米,重
40 噸,最大處理能力為 2500t/h,年可篩分上千萬噸。產(chǎn)品性能、篩分面積、工作效率在世界同類產(chǎn)品中居于前列。該產(chǎn)品不但替代了進口,而且打破了國外壟斷該大型設備的歷史。新鄉(xiāng)威猛集團將 12 臺 2m×3m 的節(jié)肢篩組合在一起,組成了目前國內面積最大的 72 平方米節(jié)肢振動篩,用于選煤系統(tǒng)的分級和脫水、脫介、效果很好。
指導教師評閱意見(對選題情況、研究內容、工作安排、文獻綜述等方面進行評閱)
審
核
意 教研室主任意見
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學院教學指導委員會意見
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