免费在线 目 录 TOC \o 1-3 \h \u 1.前言 2 1.1国外研究现状 2 1.1.1国外振动筛发展 2 1.1.2 国外技术发展的新趋势 2 1.2国内研究现状 2 1.2.1国内振动筛发展 2 1.2.2国内技术发展的新趋势 3 1.3 .本次设计目的 3 2直线直线振动强度K及振动次数n和振幅A的选择 4 2.2谷物输送速度的计算 5 2.2.1综合的理论输送速度的计算 5 2.2.2筛面规格的确定 6 2.3.参振质量的计算 8 2.3.1物料在槽体中的体积： 8 2.3.2谷物的参振质量 8 2.3.3.谷物筛分机的结合质量 8 2.4弹簧刚度的计算 8 2.5.偏心块的设计 9 2.5.1轴颈的估算 9 2.5.2偏心块的设计 10 2.6振动电机的计算选择 11 2.6.1振动电机的选择 11 2.6.2振动电机功率的计算 11 2.6.3启动转矩的校核 12 2.7. 筛箱的结构设计 12 2.7.1筛面规格的确定及固定方式 13 2.7.2侧板的设计 14 2.7.3筛框横梁的设计与校核 15 2.7.4筛箱横撑的设计 16 3故障的分析及检测 19 3.1故障分类 19 3.2维修 19 4结论 21 参考文献 22 PAGE 1 PAGE 1 小型谷物干燥机用振动筛设计 PAGE 2 PAGE 2 小型谷物干燥机用振动筛设计 摘要：本次振动筛的设计主要是根据机械在谷物干燥机的使用上的要求作为设计的基本要求。为满足符合使用的要求来选用，对振动筛各项的振动参数的进行选择和各振动部件进行计算选择； 为提高振动筛的寿命和作业效果，对振动筛零件进行应力，强度，刚度的计算；对于振动筛设计选用合理的筛网材料，结构及大小，非金属振动筛，必须着重开发新型的圆型振动筛和直线振动筛。 本次设计为针对谷物干燥机的振动筛的设计主要是使用振动筛对谷物进行筛选和分离。本设计是对传统直线振动筛的改进设计，并在原有基础上做一些简单而大胆的创新尝试，其设计过程将在设计说明书里面详细的介绍。 关键词：振动筛；分级技术；干燥order to meet the requirements of the use, the selection of vibration parameters and the selection of the vibration parameters of the vibrating screen are made.In order to improve the life and effect of the vibrating screen, the calculation of stress, strength and stiffness of vibrating screen parts is made.Screen mesh for vibrating screen design to choose reasonable materials, structure and size of non-metallic vibrating screen, must focus on developing new type of circular vibrating screen and straight vibrating screen. The design of the vibrating screen for grain dryers is designed to screen and separate the grains.This design is the design improvements of traditional linear vibrating screen, and based on the original attempt to do some simple and bold innovation, its design process is introduced in detail in the design specification. Keywords: vibrating screen;Classification techniques;dry 1.前言 1.1国外研究现状 1.1.1国外振动筛发展 国外振动筛的筛分机械开发比我国早几十年，筛分机械如今已发展到功能齐全，设备精确。德国的筛分机最早发展并且都已经很成熟，“双倾角筛分设施”；美国开发的“双频率振动筛”，采纳了以速度的变化的激振器；DRK开发的新型“三路分配器振动机械”；日本利用“旋转运动”和“旋回运动”开发了新型振动筛，可以对细料进行一次性分级。英国研制成功的“旋流概率筛”是为了处理从潮湿的煤中筛分出颗粒较细的煤。以下是国外一些新型的振动筛种类： （1）聚氨酯系列旋振筛 （2）超细微粉筛分机 （3）液体振动筛 （4）三次元振动筛 1.1.2 国外技术发展的新趋势 国外振动筛分机器仍以开发振动筛为最大的目的，振动筛的开发越来越普及全行业各种职业 ；随着工作环境的改变和一些未知的工作环境要着力于研发适用于更加恶劣的环境的振动机器；振动机器在工作中遇见的情况做先行性分析及获取解决方案；逐渐的把新的科学技术融入振动机械中（超声、太阳能、微粒、核能等）；时振动不在局限于日常生活，开发微小的，精密的，高智能的振动机械 1.2国内研究现状 1.2.1国内振动筛发展 我国近几十年的工业发展比较快，在机械上的发展更为迅速尤其在振动筛上的发展。振动筛在我国的应用也体现出愈来愈重要的地位。以下是我国的一些新式振动筛及其用途： （1）河沙直线）DZSF直线）上海纳维加特公司在超声筛分领域Navector获得重大突破，让不同大小的颗粒进行更加简易并快速的分离。振动机是利用振动的多孔工作面，将颗粒大小不同的混合物料依照颗粒的不同进行系统化的分离，该机械也可在物料的脱水、脱介及清洗物料等方面做作业。 振动筛不仅仅在工业工程中被大范围的应用，还在农业中逐渐兴起并且起到很重要的作用，对我国全面发展起着及其重要的作用。从现如今的国内外的振动筛的研究方向来看，一方面针对当前振动机结构和运动的改进 ；另一方面振动机械不断融入新的科技以适应作业环境的变化、探索更加新颖的机械，以便逐步扩大振动筛机在人类社会的发展。 1.2.2国内技术发展的新趋势 积极开发筛分技术的进程，不断的提高筛分技术，降低分级下限，着重解决物料颗粒的大小、水分含量较高和潮湿度较大的较为难筛的物料的分级技术 ；为满足符合使用的要求来选用，开发的振动筛，适用于一定筛孔或物料颗粒大小及以下物料筛分 ；为提高振动筛的寿命和作业效果，一定要重视开发新型的筛网材料，结构及大小，非金属振动筛，必须着重开发新型的圆型振动筛和直线 .本次设计目的 本次设计为针对谷物干燥机的振动筛的设计主要是使用振动筛对谷物进行筛选和分离。对谷物潮湿而产生损失可以轻松又有效地控制并且小型谷物干燥机振动筛设计能够完全满足广大农户的基本使用上的要求。振动筛的小型便捷对机器工作地点没有硬性要求，对设计的基本要求也要考虑到因工作点不同出现的的情况也要进行考虑。 以下的谷物筛分机根据所要求的谷物筛分特性的参数做出合理的选择和计算设计。 2直线-法兰盘；3-箱体；4-压块；5-筛面；6-弹簧 2.1.1直线振动筛的原理 直线振动筛由两根不同的轴作同步相反转动而进而产生筛面振动，其筛面的安装一般为水平或倾斜。它和圆运动相比具有如下优点： （1）直线振动筛的运动系统平衡与谷物在振动筛面上的状态良好。 （2）谷物在筛面上的振动不是筛面的倾斜原因，而是靠振动筛上的激振器的转动使筛面进行振动。 （3）因为筛箱在作业的时候中会有较大加速度，那么此运动轨迹就应该适用于对物料颗粒大小的分级。 所以根据设计需要以及上面的分析，此次设计采用直线振动强度K及振动次数n和振幅A的选择 主要是根据材料强度及构件刚度等要求来对K值做出合理的选择。对于谷物运输长度的参考，谷物的运输的工作量较大，为了在满足振动筛零部件的结构强度及刚度，并且会使振动筛拥有较耐久的工作，就会使一般取振动强度 K==(5～6) 振动筛的转速n与振幅A在很大的范围内变动，与振动筛的结构、工艺要求有关。 由于增大气体流动会给振动筛带来损伤，所以一般都会采用高频率小振幅。 n=3000次/min，单振幅A一般为0.5--1mm； n=1500次/min 单振幅A一般为1.5--3mm； 直线型振动筛绝大部分都会采纳中频率中振幅，还有很少的一部分选取高频率小振幅。振动次数n通常为500--1800次/分钟，单振幅A为2-10毫米。假如要是选取过大的振幅的时候就将要适当的增大偏心块的m，太过高的振动频率将会增大振动筛中零部件的动应力。 假如振动筛的作用于细孔筛分的时候，根据工作效果应该选取小数值的振动幅值；当作业于较为粗大的孔进行筛分时，应该选取较大的振动幅值。 当根据作业情况去选用振动次数n与振动幅值A的时候，应当尽量的满足许用振动强度[K]的范围要求，[K]通常选取为4--12，所以，按以下式验算振动强度： K=w2Ag=π2 依据筛分机的要求对K进行设计 K=8 2.2谷物输送速度的计算 2.2.1综合的理论输送速度的计算 图2.谷物层厚度对运输速度的影响 1一极薄料层; 2一薄层; 3一中厚料层; 4一厚利层 依照图2对谷物颗粒的大小进行的分析，得出块状谷物和颗粒状谷物的运输速度随物料层厚度的变化比较缓慢，而粉末状谷物随物料层厚度的变化，运输速度的变化很明显。 为了计算需要，估略谷物层对输送速度的影响系数Ch的数值大小。由下表可知；对于小颗粒状谷物，一般取下限值；对于抛掷运动状态下的颗粒状谷物，因为谷物层的厚度变化对运送速度作用很大。并变化很复杂，在实验条件有限的条件下，可参考现有的试验资料做估计。大致估取Ch=0.8 由于不同的谷物的性质对运输速度的Cm的大小将会有一定的影响；关于块状物料，Cm=0.7~0.8；对于颗粒状物料，Cm 安装倾角和谷物的基本特性对平均vm的影响，已经在公式中已经做多元化的分析。所以，在计算v实际时，只需要对谷物层的厚度情况和v输送的影响系数 υm=Ch（ 当在D＜1.70抛掷运动状态下作业的筛分机，其平均速度为 υm=ChC 当在D＞1.70抛掷运动状态下作业的筛分机，其平均速度为 υm= 其中υd 依据以上对v实际 υm= Cm QUOTE —物料性质的影响系数，取0.7； Ch Cw Cα 因此实际平均速度为： Vm=0.324m/s QUOTE 。 2.2.2筛面规格的确定 根据对筛面规格的分析结果，在此次的设计中振动筛的面选取为1170毫米×790毫米。物料的一次工作量约为300Kg~500Kg／小时。 本次设计的振动频率为400Hz~500Hz 生产率的计算 振动筛的生产率Q（t/h）为： Q=3600hBυ 式中 B——工作面宽带（m） h——物料层厚度（m） γ——物料松散密度（t/m3 对于槽式振动筛，一般取h=0.7~0.8H(H为槽体高度)，对于有侧板的振动筛，可以适当加大。对于管式振动筛可取h＜D/2（D为管体直径）。一般振动筛，选择h=1~3a；普通振动筛，取h=3~5a；对厚层振动筛，h=10~20a 根据上式变化得： h=Q 查表取γ=1.6 t／； 关于直线振动筛，谷物 v 式中： ——与抛掷指数D有关的系数，取=0.95 ——筛面倾斜角度有关的系数， 计算公式为; ω——角速度，rad／s, ω=100.5 rad／s； ——振幅，=0.004m； ——振动方向角 ， =； 依据谷物一次工作量Q=500千克/小时 分析计算得到谷物层的厚度为： ==13.5mm 选其厚度为中料层厚度，返回检验的取值合适。 2.3.参振质量的计算 2.3.1物料在槽体中的体积： V=BLh=1.15×0.75×0.0135 =0.0116 槽体中物料的重量： =0.0116×1.6 =0.0186吨 2.3.2谷物的参振质量 =0.2×0.23 =0.046吨=46kg 总参振质量：经过精确的计算：G电机 =409 QUOTE 2=818kg G箱体=1089kg 工作机体重量：G=818+1089=1905kg 工作机体参振质量：m机=G/980=1905/980=1.94kg.s2/cm 2.3.3.谷物筛分机的结合质量 Gm= QL/3600Vm 将各值代入，得到Gm =288kg。 由D=2.08查得km=0.2， 所以得到 结合质量：mm = =0.058kg.s2/cm； 总参振质量：m= m机+ mm =1.998 kg.s2/cm。 此公式为估算公式。 2.4弹簧刚度的计算 对单质量系统： 式中：K——弹簧刚度N／m； ——固有频率，rad／s； =（1／3～1／7） ——振动的圆频率，rad/s = ω= QUOTE = QUOTE =150 QUOTE r/s ——筛箱振动次数，r/min; 所以 =3.14×960／30＝100.5rad/s =(1/3～1/7) ×100.5=14.35～33.5rad/s M——参振质量，kg。 隔振系统弹簧总刚度 ∑K= QUOTE mω2= QUOTE ×1.998×1502=1782kg/cm 筛面需要用四个弹簧撑持，每个弹簧刚度： K= QUOTE = QUOTE =445.5 2.5.偏心块的设计 2.5.1轴颈的估算 对于实心轴的计算公式: 式中： ——轴的直径（mm） M——轴传递的额定转矩 （） P——轴传递的额定功率 （kw） ——轴的转速 （r/min） ——许用切应力（） A——按定的因数 现用第二个公式计算 选用45钢，故，取115 因为在轴上要安设一个键，所以把轴的直径增加5% 所以 依据轴的刚度和强度来分析,因为轴承可能受力较大,所以在轴的最小部位直径定为40mm，对安装的偏心块的轴颈参数初定为70mm。则选择a=70mm。这样将进一步对偏心块进行系统的计算。 2.5.2偏心块的设计 偏心块的结构如图所示 图3.偏心块简图 扇形部分的面积： 其形心坐标： 又由偏心块的偏心距 所以，每个偏心块的质量为 偏心块的厚度： 由 所以把偏心块的厚度为 2.6振动电机的计算选择 2.6.1振动电机的选择 依据振动筛所受到的力的大小所得到的数值分析，选取Y型号的振动电机。计算过程中必须要对转矩分析验证。 2.6.2振动电机功率的计算 kW 式中： ——传动效率;取0.95； ——振动消耗的功率； kW C——阻尼系数，推荐;取0.25； ——振动次数，； ——总参振质量，； ——摩擦消耗的功率； kW ——摩擦系数； 取0.005 ——振动器轴的直径，。 所以 单个振动电机的功率为 4.3kw 所选取的振动电机静启动转矩一定要满足：转速 900r/min。 2.6.3启动转矩的校核 式中：——静转矩； 单个振动电机静转矩为： ——电动机的静启动转矩应N*m 查手册得， 选择振动电机为：YZD型 功率为 5.5kw 转速为960r/min 2.7. 筛箱的结构设计 振动筛的箱体由侧边挡板、后挡板、横梁、进料口、出料口等结构部件组成。筛箱为钢板及刚焊接或由连接件连接形成的箱体，并用弹性元件支撑在非常快速地旋转的作用下获得连续振动，以此来实现物料的筛分。其结构用多为圆形和矩形。本次设计考虑选材的统一，及结构实现的方便性，横梁采用槽钢，由法兰铆接在侧板上。 筛面在箱体上的安装固定方法有三种：用拉钩拉紧、用木楔条压紧、用压板和螺钉固定。 （1）用拉钩拉紧 该方法适用与固定网丝直径较小的编织筛面，其厚度小于6mm的筛板。 （2）用木楔条固定压紧筛面 筛面被筛箱两侧的角钢支承，筛面上部压一木条，在箱体侧板上斜焊小条钢（相隔一定距离），然后将木楔条用离嵌入小角钢下（该木条一定要有自锁性），这样就将筛面压紧了。 （3）用木条和螺钉紧固筛面 对于网丝直径大于9.5mm以及厚度大于8mm的筛板，可用压条和螺钉将其固定与筛箱上。 由于本次设计的网丝直径大于9.5mm以及厚度大于8mm的筛板，可用压条和螺钉将其固定与筛箱上。 综上所述，本设计采用木楔条固定压紧装置。 2.7.1筛面规格的确定及固定方式 筛面型号为790×1170mm,结构及形式为新型悬臂棒条筛面，其为独立结构，由螺栓将其固定在筛箱侧板上，在维修时可以在较短的时间完成。 结构如下图： 图4.筛面机构示意图 2.7.2侧板的设计 侧板是整个箱体的联接平台。筛箱侧板的厚度按筛面宽度选取，查表 表2 钢板厚度与筛宽关系 筛宽 mm 钢板厚度 mm 600～900 6 1200～1500 8 1800～2400 10 2700~33 12 3600～4200 16 本设计的筛面宽度为790毫米，故选取侧板厚度为6mm 图5.横梁联结结构示意图 2.7.3筛框横梁的设计与校核 参考《机械设计手册》，选取横梁为45号钢；横撑采纳无缝钢管。 横梁受力分析: 横梁所受集中力： 式中：——偏心块的质量； A —— 振幅，mm； ——振动圆频率，rad/s； ——激振器总成的质量。 F=22.3×0.004×+195/4×9.8=1378.69N 图6. 横梁受力图 横梁强度计算 M=F×l=1378.69×0.14 =193Nm 由设计规范查得=24.5MPa 式中： Z——型材截面系数，为25.9× ； M——横梁所受弯矩 计算得： =193/25.9×=7.45MPa=24.5MPa 满足规定的要求。 2.7.4筛箱横撑的设计 横撑在振动筛的整体系统中主要起到加固支撑的作用。 (1)横撑的选择 横撑材料使用热轧无缝钢管，其外径D=60mm，壁厚为h=8mm，长度l=1250mm。(2)法兰的设计 法兰的材料选取Q235钢，钢板厚度h=16mm，结构尺寸如下图： 图7.圆法兰结构示意图 图8.方法兰结构示意图 振动筛的支撑方式有吊式和座式两种。吊式常用于小型振动筛，座式应用于大型振动筛。本设计是直线振动细筛所以采用座式支撑装置。支撑装置主要是弹性材料，常用的有金属螺旋弹簧、板弹簧和橡胶弹簧。 （1）金属螺旋弹簧 因为断面圆柱形金属螺旋弹簧是目前振动机械中应用最广泛的一种弹性元件。它具有的优点是制造方便、内摩擦小、能耗较为经济。在正确的设计情况下具有较长的寿命。其缺点是体积较大、易产生噪音、调节其刚度不便、横向刚度小容易使机体出现横向摇晃。 （2）板弹簧 其优点是增减弹簧片数便能调节弹簧的总刚度，能使机体实现定向振动。缺点是加工量大、制造工艺技术要求较严、所占空间大。 （3）橡胶弹簧 该弹簧得到普遍应用，可做主振弹簧也可做隔振弹簧。其特点是结构紧密相连、可调节硬度或结构来改变其刚度、振幅稳定、能耗大、隔绝声音的效果好、噪音小。比金属弹簧适应高低温度能力差，刚度受温度影响大，抗油性、光性差、易老化[18]。 综上所述，本设计采用圆柱形金属螺旋弹簧。  3故障的分析及检测 对振动筛的故障检验测试从不同的角度进行分类就是从不同的侧面，深度进行问题的研究，技术诊断的目的是准确和迅速的判断系统是正常运行还是有故障，分析故障发生部位，以便快速的解决出现的故障。 3.1故障分类 （1）按故障产生的原因分类磨损性故障，错用性故障，固有的薄弱性故障。 （2）按工程技术的安全性分类危险性故障，安全性故障。 （3）按系统功能丧失的程度分类 不可修复性故障，可修复性故障。 （4）技术诊断的分类 对于工程系统运行的各种状态的技术诊断可分类 功能诊断和运行诊断 定期诊断和在线监控 直接诊断和间接诊断 常规诊断和特殊诊断 简易诊断和精密诊断 振动筛维修 现代机械设施每年出现故障而造成的损失是巨大的，其中由于不恰当的维修方法也造成了很大的资源浪费。 3.2维修 1.预防维修 就是对振动筛进行定期体检（周检和月检）。以便在事故发生之前就进行检修和更换零部件。 2.事后维修 就是让设备损坏后在做维修。 3.预测维修就没有故障就不修。 4.主动维修就是查出问题出现的原因，精确的进行维修，一切基于可靠性。 5振动筛日常简单维护的内容一般是关于筛面的维修情况和接触零部件之间的磨擦损耗及润滑，振动筛的紧固特别是筛面紧固情况，假如振动筛上的零部件出现松动时工作人员应及时的对其做修复。此外振动筛也要应该定期清理振动筛的

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