3090型直線振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD+SOLIDWORKS】
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（設(shè)計(jì)）
題目名稱：3090型直線振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
所在學(xué)院：
專業(yè)（班級(jí)）：
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3090型直線振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
總計(jì)：畢業(yè)論文： 51 頁(yè)
表 格： 0 表
插 圖： 21 幅
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評(píng) 閱 人：
完成時(shí)間：
vii
摘 要
直線振動(dòng)篩可能普通人沒(méi)有接觸過(guò)，也不怎么了解，但是對(duì)于在礦場(chǎng)工作過(guò)的人來(lái)說(shuō)那肯定是非常熟悉的，因?yàn)樵谌魏蔚V場(chǎng)都離不開對(duì)開采礦物的篩選，常用的篩選工具則是振動(dòng)篩了，而直線振動(dòng)篩則是眾多篩選工具中最為常用的一種，它的結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、型號(hào)多樣適用于各種大中小型礦場(chǎng)，隨著機(jī)械化程度的不斷提高，對(duì)于篩分容量的要求越來(lái)越大，篩機(jī)技術(shù)要求也越來(lái)越高。
其他還有兩種振動(dòng)篩也有不少的應(yīng)用，他們分別是利用圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)分離礦石的圓運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩和利用共振原理來(lái)實(shí)現(xiàn)礦物篩選的共振篩，我們這里主要研究的是直線振動(dòng)篩，另外兩種振動(dòng)篩我們就不多做描述了。直線振動(dòng)篩不僅僅可以應(yīng)用于篩煤礦，將小顆粒篩選下來(lái)，將大塊煤礦篩出，進(jìn)行大煤塊與小煤塊的分離工作；振動(dòng)篩可以用于豆芽脫皮，通過(guò)不停的振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)豆芽與豆芽皮的自動(dòng)分離，操作簡(jiǎn)單生產(chǎn)效率高；此外振動(dòng)篩還可以根據(jù)孔的大小不同來(lái)篩選不同規(guī)格的網(wǎng)釘；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可以用振動(dòng)篩篩選玉米、黃豆、小麥、花椒等，他們的工作原理基本相同，只是篩網(wǎng)種類不同，最終目的是達(dá)到兩種介質(zhì)的分離。目前人們通過(guò)對(duì)振動(dòng)篩的不斷改進(jìn)，不斷研發(fā)與更新，已經(jīng)發(fā)明了陶瓷振動(dòng)篩和超聲波振動(dòng)篩，能達(dá)到很高的分篩精度（200-600目），并且可以24小時(shí)連續(xù)不間斷的工作。
雖然目前我國(guó)振動(dòng)篩水平在制造加工工藝等方面已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成果但是我們的缺點(diǎn)和不足也同樣存在著，這就需要我們來(lái)根據(jù)生產(chǎn)的需求對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品不斷改進(jìn)、更新，核心技術(shù)上不斷開發(fā)、研究與深入，自主研發(fā)，做自己的產(chǎn)品。只有掌握其真正的核心技術(shù)，才能成為技術(shù)的主導(dǎo)者，才能在日益嚴(yán)峻的采礦工具市場(chǎng)中站穩(wěn)腳跟與時(shí)俱進(jìn)從而不被淘汰，振動(dòng)篩的發(fā)展不但會(huì)對(duì)分離技術(shù)帶來(lái)巨大技術(shù)還會(huì)帶動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此生產(chǎn)及研發(fā)滿足生產(chǎn)需求的新型振動(dòng)篩具有很廣闊的市場(chǎng)前景。
關(guān)鍵詞：篩選、大功率雙電機(jī)直線振動(dòng)篩、電同步、Solidworks三維建模軟件、整體構(gòu)造的計(jì)算與制作
II
Abstract
Linear vibrating screen may have no contact with ordinary people, do not know how, but for the people who worked in the mines that must be very familiar with, because in any field cannot do without screening on mining, screening tools commonly used is the linear vibrating screen, vibrating screen is large screen one of the most commonly used tools, its structure is simple, stable performance, suitable for various types of large and small mines, along with the increasing degree of mechanization, the requirement for screening capacity is more and more big screen machine, the technical requirements of increasingly high.
There are two kinds of vibration sieve also has many applications, they are circular motion to separate vibration sieve and ore utilization of circular motion using resonance principle to realize the resonance sieve screening mineral, here we mainly study the linear vibrating screen, the other two vibrating screen we do not describe. Linear vibrating screen can not only be applied to sieve coal mine, the small particle filtering down, to screen out the large coal mine, coal separation large and small coal; can be used for peeling sprouts shaker, through continuous vibration, automatic separation of bean and bean sprouts skin, simple operation and high production efficiency; in addition, vibration sieve according to the size of the hole is different to screen different net nail; agricultural production of corn, soybeans, wheat can be screened, the pepper shaker, its working principle is basically the same, but different types of screen, the ultimate goal is to achieve the separation of two media. At present people through the continuous improvement of the vibrating screen, development and renewal, has invented the ceramic vibrating screen and ultrasonic vibration sieve, can achieve high screening precision (200-600), and 24 hours of continuous work.
Although China's vibrating screen level in the manufacturing process and has achieved good results but our shortcomings also exist, which we need to according to the production requirements of existing products continue to improve and update the core technology research and development, in-depth, independent research and development, to do their own products. Only by grasping the real core technology, to become a leader in technology, in order to gain a firm foothold in the times of increasingly severe market mining tools so as not to be eliminated, the development of vibrating screen will not only bring huge technology for separation technology will promote the development of the national economy, so the production and development of production to meet the new demand with a vibration sieve broad market prospects.
Key words: screening, high-power dual motor linear vibration screen, electrical synchronous, Solidworks three-dimensional modeling software, the overall structure of the calculation and production
?
III
IV
目錄
摘 要 I
Abstract II
目錄 IV
第一章 緒論 1
1.1論文的目標(biāo)選擇與制作意義 1
1.2國(guó)內(nèi)外振動(dòng)分選機(jī)械的發(fā)展 1
1.2.1我國(guó)振動(dòng)分選機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2.2篩分機(jī)械發(fā)展方向 2
1.2.4國(guó)內(nèi)振動(dòng)篩的發(fā)展計(jì)劃及展望 2
第二章 整體方案的初步擬定 3
2.1直線振動(dòng)細(xì)篩的工作原理 3
2.2振動(dòng)篩的比較與選取 5
2.2.1常規(guī)篩選分揀法 5
2.2.2概率分揀分類法 6
2.2.3等厚度分揀法 6
2.2.4概率等厚分揀篩選法 6
顧名思義就是它將概率篩分和等厚篩分的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起從而做出來(lái)的篩選機(jī)械。 6
2.2.5選用哪種篩分方法 6
2.3振動(dòng)形式采用哪一種 6
2.3.1非共振篩 7
2.3.2共振篩 7
2.4篩體運(yùn)行路徑的設(shè)計(jì) 7
2.4.1圓形運(yùn)動(dòng)路徑 7
2.4.2直線運(yùn)動(dòng)軌跡 7
2.5 確定振動(dòng)形式 8
2.5.1彈性連桿式 8
2.5.2確定激振方式 8
2.6選擇隔振系統(tǒng) 8
2.7選擇篩箱和篩面 9
2.7.1篩箱 9
2.7.2篩面的固定方法 9
第三章 直線振動(dòng)篩設(shè)計(jì)計(jì)算 10
3.1確定工藝參數(shù) 10
3.2 直線振動(dòng)篩運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的選擇及計(jì)算 10
振動(dòng)次數(shù)的計(jì)算 10
3.3 動(dòng)力學(xué)參數(shù)的選擇計(jì)算 11
3.3.1 動(dòng)力學(xué)參數(shù)的初算 11
3.3.2 驗(yàn)算動(dòng)力學(xué)參數(shù) 12
3.3.3 選擇振動(dòng)電機(jī) 14
3.4 彈簧參數(shù)計(jì)算 14
第四章 振動(dòng)篩三維模型的建立 19
4.1 Solidworks軟件概述 19
4.1.1 Solidworks軟件簡(jiǎn)介 19
4.1.2 Solidworks軟件的特點(diǎn) 19
4.2 直線振動(dòng)篩零件三維模型的建立 19
4.2.1 側(cè)板 19
4.2.2 橫梁 20
4.2.3 箱體支撐 20
圖4.4 箱體支撐 21
4.2.4 電機(jī)支架 21
4.2.5 加強(qiáng)板 22
4.2.6 出料擋板 23
4.2.7 后擋板 23
4.2.8 篩體裝配 24
4.2.9 標(biāo)準(zhǔn)件 25
4.3激振器裝配圖 26
4.3.1激振頭裝配 26
4.3.2激振器裝配圖 26
4.4直線振動(dòng)篩三維模型的總裝圖 27
4.5三維模型向二維工程圖的轉(zhuǎn)換 28
第五章 經(jīng)濟(jì)環(huán)保性分析 30
第六章 總結(jié) 31
參考文獻(xiàn) 32
結(jié)束語(yǔ) 34
東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄
vii
3090型直線振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第一章 緒論
1.1論文的目標(biāo)選擇與制作意義
在機(jī)械化日益發(fā)達(dá)的這個(gè)時(shí)代，很多的傳統(tǒng)行業(yè)都運(yùn)用了振動(dòng)篩，小的有豆芽去殼振動(dòng)篩，大的有煤礦大型振動(dòng)篩，都在相關(guān)行業(yè)起到不可或缺的作用。同時(shí)隨著現(xiàn)代工業(yè)化不斷的革新與發(fā)展振動(dòng)篩行業(yè)也在順應(yīng)市場(chǎng)的潮流不斷的創(chuàng)新與改進(jìn)。
近年來(lái)篩分理論不斷發(fā)展,使得振動(dòng)篩的發(fā)展提高了廣闊的市場(chǎng)。從篩分效率和處理能力來(lái)講，當(dāng)被篩物料或給料量有變化時(shí)，都會(huì)影響篩機(jī)篩分效果。振動(dòng)篩在剛開始振動(dòng)與振動(dòng)停止時(shí)用時(shí)都是比較長(zhǎng)的，并且這兩個(gè)過(guò)程都會(huì)出現(xiàn)共振現(xiàn)象，尤其在停止時(shí)特備明顯，共振現(xiàn)象使機(jī)體的使用壽命大大縮短，提前報(bào)廢。因此，需要對(duì)振動(dòng)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)力特性分析的研究，從而進(jìn)行更好的優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到更好的性能,更加簡(jiǎn)單實(shí)用的結(jié)構(gòu)，更加大的產(chǎn)量以及更加穩(wěn)定的性能。
雖然振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式比較單一，但是在振動(dòng)篩的發(fā)明到現(xiàn)在許多工業(yè)上依舊實(shí)用傳統(tǒng)的振動(dòng)篩而沒(méi)有更好的產(chǎn)品來(lái)替換它由此可見振動(dòng)篩在現(xiàn)代工業(yè)上的應(yīng)用在以后任然會(huì)占據(jù)一方市場(chǎng)，同時(shí)因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，性能穩(wěn)定以及成熟的設(shè)計(jì)使得它在篩分機(jī)械中的地位可以說(shuō)是非常的牢固。所以說(shuō)振動(dòng)篩在當(dāng)今的市場(chǎng)甚至以后很長(zhǎng)一段時(shí)期都將處于一個(gè)非常重要的地位。
1.2國(guó)內(nèi)外振動(dòng)分選機(jī)械的發(fā)展
1.2.1我國(guó)振動(dòng)分選機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家，工業(yè)的發(fā)展水平一直跟不上發(fā)達(dá)國(guó)家，技術(shù)核心力量也比較薄弱，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，知道本世紀(jì)50年代，國(guó)內(nèi)的篩分機(jī)技術(shù)才開始起步，它主要經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段。
(1)仿制階段
我國(guó)分篩機(jī)剛剛起步時(shí)，完全沒(méi)有自主研發(fā)能力，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，我國(guó)仿制了一些發(fā)達(dá)國(guó)家，向前蘇聯(lián)、波蘭等國(guó)生產(chǎn)的利用圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)分離礦石的圓運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩和利用共振原理來(lái)實(shí)現(xiàn)礦物篩選的共振篩。并且根據(jù)它們各自的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)都被產(chǎn)品都成功的用于了工作生產(chǎn)。
(2)自行研制階段
19世紀(jì)后期我國(guó)開始自行研發(fā)篩分機(jī)，先后生產(chǎn)出了重型振動(dòng)篩及共振篩，單軸雙軸振動(dòng)篩，同步直線振動(dòng)篩等。雖然這些設(shè)備存在著各種缺點(diǎn)，如不能解決共振問(wèn)題，振動(dòng)篩的壽命很短，生產(chǎn)成本高、效率低等眾多問(wèn)題，但是他們的成功研制標(biāo)志著我國(guó)振動(dòng)篩的研制基本滿足了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的需求。
(3)提高階段
改革開發(fā)以來(lái)，在原來(lái)的研發(fā)基礎(chǔ)上，對(duì)振動(dòng)篩的不足之處進(jìn)行了改進(jìn)，并成功了一系列的新產(chǎn)品。但是即使在現(xiàn)代工業(yè)的推動(dòng)下振動(dòng)篩的研發(fā)與制造行業(yè)有了一個(gè)質(zhì)的變革，但是我們?nèi)稳徊粷M足，在新型振動(dòng)產(chǎn)品的研發(fā)與改進(jìn)方面也有了一定得發(fā)展。
1.2.2篩分機(jī)械發(fā)展方向
在重型篩分機(jī)這塊（這里的重指大塊物料)，現(xiàn)在好多工作場(chǎng)合需要處理大的物料，尤其是煤礦工程上，國(guó)外已經(jīng)設(shè)計(jì)制作出了篩選直徑在1.5米以上的棒式振動(dòng)篩選機(jī)。
同時(shí)振動(dòng)強(qiáng)度增大。篩機(jī)的振動(dòng)過(guò)程逐漸強(qiáng)化，以取得較大的速度和加速度，從而提高生產(chǎn)能力和篩分效率。日本和德國(guó)的篩機(jī)所采用的振次為980r/min，振動(dòng)強(qiáng)度為4. 5～7g，圓振動(dòng)篩的傾角達(dá)25～30°。
1.2.4國(guó)內(nèi)振動(dòng)篩的發(fā)展計(jì)劃及展望
我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家，要想在世界經(jīng)濟(jì)中占有一定地位，就必須努力發(fā)展工業(yè)，真正掌握其核心技術(shù)，向大、重和超重型方向發(fā)展；研究反共振振動(dòng)篩來(lái)提高其使用壽命；引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)水平，在我國(guó)自主研發(fā)的同時(shí)，也要與世界接軌，不斷借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平，提高自己，千萬(wàn)不能閉門造車，一定要施行走出去策略，與世界工業(yè)水平共同發(fā)展。
35
第二章 整體方案的初步擬定
2.1直線振動(dòng)細(xì)篩的工作原理
直線振動(dòng)篩是利用偏心塊的圓周運(yùn)動(dòng)利用慣性來(lái)使得整個(gè)篩體實(shí)現(xiàn)不停的振動(dòng)，它是由電機(jī)來(lái)提供動(dòng)力，激振器來(lái)提供振動(dòng)慣性的。一般情況來(lái)看直線振動(dòng)篩是有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)的，同時(shí)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸反向轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就消除了水平方向的運(yùn)動(dòng)慣性同時(shí)疊加了豎直方向的振動(dòng)力。
圖2.1 直線振動(dòng)篩示意圖
1. 物料在篩面上的拋射
做圓周運(yùn)動(dòng)的偏心塊，點(diǎn)O在篩箱上的運(yùn)動(dòng)軌跡為AB，它的加速度是a（圖2.2），如圖中所示是加速度a的方向：在AO之間運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)a，面向右側(cè)；而當(dāng)a在BO之間時(shí)，面向左側(cè)，可以看成它是一個(gè)AB為直徑，O為圓心的圓上面向心加速度在AB上的投影的一點(diǎn)L1。設(shè)A為篩箱的振幅（等于AO或BO），振動(dòng)頻率為ω，則
a=Aω2sinφ （2-1）
式中 —為OL1與OC之間的夾角，OC為垂直于軌跡AB的直線。
垂直于篩面的加速度分量ay為：
ay=isinα+β=Aω2sinφsinα+β （2-2）
式中 α—振動(dòng)曲線與水平線之間的夾角；
β—篩面所傾斜的角度。
圖2.2
使振動(dòng)篩上的篩選物做拋射運(yùn)動(dòng)的工作原理：
ay≥gcosβ （2-3）
令這時(shí)的運(yùn)動(dòng)角度φ作為一開始的拋射角度那么
Aω2sinφLsinα+β≥gcosβ （2-4）
sinφL=gcosβAω2sinφLsinα+β=cosβKsinα+β=1KV （2-5）
式中 K=Aω2g為篩子的加速度系數(shù)，KV是物料的拋射系數(shù)。[1]
KV與K的關(guān)系在此為
KV=Ksinα+βcosβ （2-6）
為了保證篩分效率高，篩子的生產(chǎn)量大，必須選擇合適的KV值。[1]
2.2振動(dòng)篩的比較與選取
根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求我對(duì)目前現(xiàn)有的幾種振動(dòng)篩的功能及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析對(duì)比然后選取了直線振動(dòng)篩這一結(jié)構(gòu)形式來(lái)作為本次論文的主體設(shè)計(jì)。在此我了解了振動(dòng)分選的幾種基本方法：常規(guī)篩選分揀法、概率分揀分類法、等厚度分揀法等。在這了我們來(lái)分析一下每種方法的原理及優(yōu)缺點(diǎn)。
2.2.1常規(guī)篩選分揀法
在常見的分揀篩選方法已經(jīng)在相關(guān)的工業(yè)部分應(yīng)用了很長(zhǎng)的時(shí)間，同時(shí)在使用過(guò)程中不斷的改進(jìn)與創(chuàng)新已經(jīng)使得普通振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)趨于完美并且還在不斷的改進(jìn)與完善中。這種振動(dòng)篩工作的時(shí)候它篩網(wǎng)上的物料厚度是呈現(xiàn)一個(gè)遞減趨勢(shì)的，因?yàn)樵谶M(jìn)料口端是物料容易堆積的地方，而隨著物料向出口方向移動(dòng)，經(jīng)過(guò)振動(dòng)篩的篩選，物料的厚度自然是逐漸的降低的。但是這種機(jī)構(gòu)的物料厚度需要大于等于2-3倍的篩孔直徑，能夠?qū)⒘６扰c篩孔直徑相差不多的物料進(jìn)行振動(dòng)分離，在整個(gè)工作進(jìn)行的同時(shí)，因?yàn)楹穸炔煌沟谜w物料自動(dòng)形成了分層，即顆粒小的物料向下走，顆粒大的向上移這一現(xiàn)象。這樣的話顆粒小與篩孔的物料就會(huì)透過(guò)篩體向下輸送顆粒大的物料就會(huì)順著篩體向前移動(dòng)，從而達(dá)到了分離不同粒度的物料的目的。
由上面的原理我們很容易就能知道，篩面長(zhǎng)短很關(guān)鍵，篩面越長(zhǎng)效率就越高。
這樣的振動(dòng)篩有一下的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
（1）總的物料厚度一般不高于篩面上留下的物料厚度的3倍
（2）整體結(jié)構(gòu)裝配簡(jiǎn)潔，維修方便
（3）更換不同的篩網(wǎng)可以進(jìn)行多種精度物料的篩分
（4）安裝調(diào)試過(guò)程簡(jiǎn)單。
（5）篩網(wǎng)為易損件，需要經(jīng)常維護(hù)及更換。
（6）整體效率偏低同時(shí)占用很大的工作場(chǎng)地。
（7）由于物料非理想化，在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)出現(xiàn)堵料現(xiàn)象。
（8）進(jìn)料口料層厚很難分層。
（9）整體噪音很大，影響周圍環(huán)境。
2.2.2概率分揀分類法
概率分揀從字面意思來(lái)看就是利用了篩分成功的概率學(xué)來(lái)進(jìn)行篩分的一種機(jī)械。其中最常見的振動(dòng)篩則是多層篩。
多層篩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
（1） 篩體的傾斜角度大，使得物流能夠快速的下滑同時(shí)整體物料層變薄。
（2） 多層篩的篩孔直徑一般偏大，解決了普通篩篩孔堵塞的問(wèn)題。
（3） 整體布局緊湊小巧，不需要占用很大的使用場(chǎng)地。
（4） 由于篩孔較大影響了整體的篩分精度。
（5） 由于多層篩選同時(shí)選用大篩孔，這就解決了臨界顆粒難分篩的難題。
2.2.3等厚度分揀法
等厚度分揀法是通過(guò)在進(jìn)料口為物料提供一個(gè)使物料有更大的運(yùn)動(dòng)加速度的裝置，使物料迅速的鋪平和通過(guò)篩面，來(lái)使物料實(shí)現(xiàn)快速通過(guò)及分層的設(shè)備。這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)快速分層，它有一下特點(diǎn)。
（1） 由于加裝了進(jìn)料口的加速裝置使得進(jìn)料口的料層厚度與出料口的料層
厚度相近，這樣的結(jié)構(gòu)形式在細(xì)粒篩分上非常實(shí)用。
（2）提高了整體的生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
（3）總體制作結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修也不方便，正產(chǎn)成本增加。
（4）機(jī)構(gòu)笨重，占地面積大。
2.2.4概率等厚分揀篩選法
顧名思義就是它將概率篩分和等厚篩分的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起從而做出來(lái)的篩選機(jī)械。
2.2.5選用哪種篩分方法
由以上對(duì)各種篩分方法的介紹與了解我們可以知道概率篩分的精確度不高，等厚篩速度不好把握，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，兩者都不太理想。普通的直線篩分方法雖然存在一定得問(wèn)題：噪音大，占地面積大等，但是它的優(yōu)點(diǎn)是其它機(jī)型無(wú)法比擬的：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、設(shè)計(jì)成熟、高篩分精度。
2.3振動(dòng)形式采用哪一種
工作頻率與固有頻率的比是Z，數(shù)值為2-10。
2.3.1非共振篩
這種振動(dòng)篩的振動(dòng)形式使非共振形式的，也就是說(shuō)這種振動(dòng)篩沒(méi)有共振加持，使得整個(gè)篩體的運(yùn)動(dòng)載荷較小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。[3]
2.3.2共振篩
共振篩的運(yùn)用主要是在礦上比較多，因?yàn)樗鼊?dòng)力強(qiáng)勁所以大型的振動(dòng)篩一般都選取共振。主要利用共振原理來(lái)進(jìn)行工作。波蘭的ZDR型振動(dòng)篩雖然取得了比較好的成就，但是它的振動(dòng)比較大，要求彈簧質(zhì)量比較高，所以目前仍處于試驗(yàn)研究階段。
該篩為近共振型振動(dòng)機(jī)械，具有以下特點(diǎn)：
（1）產(chǎn)量可以說(shuō)是大的，同時(shí)效率也很高。
（2）彈簧剛度不變或與常數(shù)相近。
（3）需要較小的激振力，傳動(dòng)部件較為緊湊。
（4）振幅擁有良好的穩(wěn)定性，工作穩(wěn)定，振動(dòng)良好。
2.4篩體運(yùn)行路徑的設(shè)計(jì)
2.4.1圓形運(yùn)動(dòng)路徑
圓形運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩的工作原理是它本身具有兩個(gè)激振器，這兩個(gè)激振器為不平衡鐘的，它們運(yùn)作時(shí)會(huì)將運(yùn)動(dòng)與力加載在篩體上，使它的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓形。
當(dāng)物料與物料分離時(shí)，通過(guò)調(diào)整角度來(lái)改變物料的運(yùn)動(dòng)速度。該材料的反向運(yùn)動(dòng)是用來(lái)提高篩子的效率。
2.4.2直線運(yùn)動(dòng)軌跡
直線振動(dòng)篩它是由四個(gè)激振器組成，兩個(gè)激振器通過(guò)激振主軸連接，兩個(gè)激振系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)同步且方向相反，這樣的話就抵消了水平方向的振動(dòng)，加強(qiáng)了豎直方向的振動(dòng)幅度，從而提高了整體的效率以及生產(chǎn)能力。它的篩面可以一層也可以多層，而激振器一般多采用箱式的。
它比圓周運(yùn)動(dòng)有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）振動(dòng)篩堅(jiān)固，運(yùn)動(dòng)性強(qiáng)，不易堵塞。
（2）篩上物料的運(yùn)動(dòng)取決于篩的振動(dòng)而不是滑動(dòng)力。激振力由激振器產(chǎn)生。
（3）由于篩箱運(yùn)動(dòng)的加速度較大，物料的分類特別適用。
因此，根據(jù)設(shè)計(jì)需要和以上的比較，采用直線運(yùn)動(dòng)軌跡。
2.5 確定振動(dòng)形式
目前，在工業(yè)篩機(jī)的應(yīng)用中，按振子的形式可分為：彈性桿振動(dòng)機(jī)、慣性振動(dòng)電機(jī)振動(dòng)、電磁振動(dòng)電機(jī)等動(dòng)機(jī)（如氣動(dòng)、液動(dòng)和凸輪式等）。以下是一些比較常見的振動(dòng)比較模式。
2.5.1彈性連桿式
彈性桿振動(dòng)篩用于物料的篩選，以及冷卻工作，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作力小，平衡機(jī)好。因此，廣泛應(yīng)用于水泥廠、鑄造廠和冶金廠。作為篩分機(jī)械應(yīng)用的彈性桿主要是一種諧振式，但由于驅(qū)動(dòng)偏心軸連桿端很難調(diào)試，目前國(guó)外只采用，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有推廣。
2.5.2確定激振方式
通過(guò)對(duì)各種激振方式的比較，可以看出彈性連桿式和電磁式激振器不適用于大型篩。適用于中小型篩分機(jī)械及物料輸送，只有慣性類型適合。由主軸、偏心塊、軸承、軸承座組成是通常慣性式激振器的組成方法，分為單軸式、雙軸式、多軸式三種，是按照激振器的軸數(shù)來(lái)分的。
我選用了自同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的雙軸慣性式振動(dòng)篩。
2.6選擇隔振系統(tǒng)
大多數(shù)機(jī)床的振動(dòng)，因?yàn)榇笳駝?dòng)頻率高，偏心塊質(zhì)量的離心慣性力是巨大的，如果他們沒(méi)有合適的隔離措施或平衡措施，可能會(huì)把很大的動(dòng)載荷傳給地基，使地基和建筑物產(chǎn)生有害振動(dòng)，所以一定要對(duì)其采取一定的措施。
我們通分析了一次隔振系統(tǒng)、二次隔振系統(tǒng)和多隔振系統(tǒng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，隔振性能不好，移動(dòng)荷載大。二次隔振，機(jī)構(gòu)雖然較為繁瑣，但隔振效果是較為優(yōu)秀的，相比于一次隔振所產(chǎn)生的的動(dòng)載荷減少了絕大部分，因?yàn)槠錂C(jī)構(gòu)較為繁瑣，所以消耗用料和制作的工藝很復(fù)雜。三次隔振及多次隔振系統(tǒng)，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)及其復(fù)雜，所以只有精密的儀器才能用到。
因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的振動(dòng)篩振幅小，動(dòng)載荷小，所以一次隔振裝置是最佳選擇。
2.7選擇篩箱和篩面
2.7.1篩箱
板梁螺栓通過(guò)連接和組合形成篩箱，由左右側(cè)板、橫梁、入料擋板、出料擋板、后擋板、電機(jī)支架、篩板等組成，側(cè)板的材料選擇20g鍋爐用鋼板，因?yàn)樗膹?qiáng)度比較高、有良好的可焊性。通過(guò)六角頭螺栓、螺母連接篩箱和橫梁并用彈簧墊圈來(lái)防止松動(dòng)。通過(guò)這種較高強(qiáng)度的聯(lián)接，把它變成剛性箱體結(jié)構(gòu)。篩箱整體結(jié)構(gòu)可拆卸，方便維護(hù)和運(yùn)輸。
鑒于橡膠篩面的耐磨、降噪的特性，本次設(shè)計(jì)決定采用橡膠篩面。
2.7.2篩面的固定方法
我們常采用拉鉤拉緊篩網(wǎng)、木楔條壓緊與壓板和螺釘緊固等方法將篩網(wǎng)固定到箱體上。
（1）用拉鉤拉緊
篩子或篩板的末端是鉤狀的。如果網(wǎng)絲直徑小于4.1毫米，可以用薄鋼板和橡膠墊覆蓋屏幕邊緣。當(dāng)導(dǎo)線大于4.1 mm但小于8mm時(shí)，可直接彎曲成鉤狀，然后用鉤和螺釘將篩網(wǎng)固定在篩箱上。
（2）固定木楔條把篩面壓緊
篩面用角鋼軸承在篩箱兩側(cè)，篩壓壓條，斜小鋼焊接在車身側(cè)板（每隔一段時(shí)間），然后在小角度下嵌入楔楔力（它們必須有自鎖），使篩面壓力。
（3）用壓條和螺釘擰緊篩面
當(dāng)網(wǎng)絲直徑大于9mm，厚度大于8mm，采用壓條，將緊固件固定。
首先，由于采用了篩板的厚度，孔徑尺寸較大，所以使用壓條和螺釘?shù)姆椒▉?lái)固定。
3090型直線振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第3章 直線振動(dòng)篩設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1確定工藝參數(shù)
篩板尺寸：
篩孔尺寸：
物料特性：金屬礦石，粒度小于篩孔一半的粒級(jí)含量30%，大于篩孔的粗粒級(jí)含量40%，密度2 t/m3(一般物料密度) 一般的干物料
篩分效率：設(shè)定為80%
生產(chǎn)率
（3-1）
式中——工作面面積，，取2.7；
——單位面積生產(chǎn)率，，取28；
——材料松散密度，，取2；
——校正系數(shù)，分別取、、、、、。
3.2 直線振動(dòng)篩運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的選擇及計(jì)算
本設(shè)計(jì)拋擲指數(shù)
本設(shè)計(jì)是一種直線振動(dòng)篩進(jìn)行分類，所以傾角是
本設(shè)計(jì)采用共同的振動(dòng)方向角。
物料粒度所處的級(jí)別為中等，選擇振幅為。
振動(dòng)次數(shù)的計(jì)算
（3-2）
取則。
3.3 動(dòng)力學(xué)參數(shù)的選擇計(jì)算
3.3.1 動(dòng)力學(xué)參數(shù)的初算
（3-3）
（3-4）
（3-5）
取
（3-6）
（3-7）
（3-8）
（3-9）
（3-10）
（3-11）
每個(gè)電機(jī)都有一個(gè)激勵(lì)力，其值為
（3-12）
每個(gè)電動(dòng)機(jī)上偏心塊質(zhì)量矩為
（3-13）
（3-14）
（3-15）
（3-16）
挑選兩臺(tái)符合要求的電機(jī)。
3.3.2 驗(yàn)算動(dòng)力學(xué)參數(shù)
在建模工作后，篩箱的質(zhì)量為公斤，與振動(dòng)電機(jī)，而質(zhì)量是1006.51公斤。
取則
（3-17）
（3-18）
（3-19）
取
（3-20）
（3-21）
（3-22）
（3-23）
（3-24）
激振力幅值
（3-25）
每個(gè)電機(jī)都有一個(gè)激勵(lì)力，其值為
（3-26）
每個(gè)電動(dòng)機(jī)上偏心塊質(zhì)量矩為
（3-27）
（3-28）
（3-29）
（3-30）
挑選兩臺(tái)符合要求的電機(jī)。
3.3.3 選擇振動(dòng)電機(jī)
根據(jù)計(jì)算出的動(dòng)態(tài)參數(shù)，選擇型號(hào)是VB-15116-W對(duì)振動(dòng)電機(jī)型號(hào)的，，功率，激振力最大值為，額定電流。
3.4 彈簧參數(shù)計(jì)算
；
（3-31）
（3-32）
（3-33）
式中
（3-34）
取16mm
，
（3-35）
，
（3-36）
或取，取
極限載荷驗(yàn)算
（3-37）
工作圈數(shù)
（3-28）
取4
G，
圈數(shù)之和
n1=n+(1.5~3.5) （3-39）
取7
節(jié)距t
（3-40）
取35
彈簧自由高度H
（3-41）
穩(wěn)定指數(shù)
（3-42）
固定彈簧的時(shí)候，；在安裝的時(shí)候把導(dǎo)桿和導(dǎo)套安裝上時(shí)，此時(shí)
根據(jù)計(jì)算，本設(shè)計(jì)采用彈簧的彈簧固定，無(wú)需增加導(dǎo)桿或?qū)к墶！?
圖3.1 彈簧三維圖
圖3.2 彈簧工作圖
圖3.2 彈簧工作圖
第四章 振動(dòng)篩三維模型的建立
4.1 Solidworks軟件概述
4.1.1 Solidworks軟件簡(jiǎn)介
Solidworks是一款三維建模軟件，主要用于機(jī)械產(chǎn)品加工行業(yè)，它可以實(shí)現(xiàn)三維建模，這樣可以有效減少設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題，并對(duì)設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，分析完成后進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以保證設(shè)計(jì)階段的最合理性、充分性。
4.1.2 Solidworks軟件的特點(diǎn)
目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了許多三維建模軟件，如Proe、Catia等，主要用于產(chǎn)品開發(fā)和圖紙繪制方面，很好地提高了設(shè)計(jì)師的工做效率，有效的避免了因設(shè)計(jì)尺寸不合理出現(xiàn)的問(wèn)題。然而，在產(chǎn)品整個(gè)開發(fā)這才是用戶選擇設(shè)計(jì)工具時(shí)所考慮的的關(guān)鍵所在。
Solidworks軟件的發(fā)展正是充分的考慮到了整體設(shè)計(jì)環(huán)境的協(xié)同性。
4.2 直線振動(dòng)篩零件三維模型的建立
本設(shè)計(jì)采用先創(chuàng)建零件圖最后組裝成整機(jī)。
4.2.1 側(cè)板
側(cè)板是振動(dòng)篩最主要的零件之一，控制著很多零件的形狀和位置，因此優(yōu)先制作側(cè)板。主體為鈑金拉伸，拉伸好以后在繪制上面的孔。
圖4.1 側(cè)板圖
4.2.2 橫梁
橫梁采用草圖回轉(zhuǎn)的方式取得。
圖4.3 橫梁
4.2.3 箱體支撐
箱體支撐是連接箱體和彈簧座的重要零件，建模方法與橫梁類似，但是需要拉伸一個(gè)肋板并進(jìn)行圓形陣列生成四個(gè)。
圖4.4 箱體支撐
4.2.4 電機(jī)支架
電機(jī)支架是十分重要的零件，振動(dòng)電機(jī)安裝在其上，振動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的激振力通過(guò)電機(jī)支架傳給篩箱，因此受到的變載荷較大。我設(shè)計(jì)的電機(jī)支架整體采用焊接結(jié)構(gòu)，為了增加強(qiáng)度，我在上面添加了多個(gè)縱橫肋板。
圖4.5 電機(jī)支架
4.2.5 加強(qiáng)板
加強(qiáng)板的做用是加強(qiáng)側(cè)板，防止側(cè)板變形，使其能很好的支撐。
圖4.6 彈簧座
4.2.6 出料擋板
出料擋板起著防止篩面上下物料混合的作用，另外還對(duì)篩板有一定的支撐作用。
圖4.7 出料擋板
4.2.7 后擋板
后擋板在增加篩箱整體強(qiáng)度，剛度的同時(shí)還可以增加堆料層厚度，提升振動(dòng)篩的生產(chǎn)率。
圖4.8 后擋板
4.2.8 篩體裝配
篩體裝配是振動(dòng)篩的主體部分，它主要有篩面、支撐梁、側(cè)板、支撐板、篩網(wǎng)、支撐做、進(jìn)料擋板、出料擋板等組成。
圖4.9 底座
4.2.9 標(biāo)準(zhǔn)件
在查詢了標(biāo)準(zhǔn)件相應(yīng)的參數(shù)后，進(jìn)行建模。
圖4.10 標(biāo)準(zhǔn)件
4.3激振器裝配圖
4.3.1激振頭裝配
激振頭內(nèi)有偏心塊，來(lái)實(shí)現(xiàn)振動(dòng)篩的振動(dòng)。
4.3.2激振器裝配圖
它由兩個(gè)激振頭、中間軸、中間保護(hù)罩構(gòu)成，各部件間用螺栓緊固到一起。
4.4直線振動(dòng)篩三維模型的總裝圖
在完成所有零件的建模后，進(jìn)入裝配環(huán)境，通過(guò)約束將零件安放到正確的位置，在裝配過(guò)程中，由于螺栓螺母數(shù)量過(guò)多，為了防止計(jì)算機(jī)資源的不必要浪費(fèi)，將螺紋特征省略，以提高運(yùn)行速度。
圖4.11 整機(jī)側(cè)視圖
圖4.12 整機(jī)俯視圖
4.5三維模型向二維工程圖的轉(zhuǎn)換
由于所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的特點(diǎn)，以及我國(guó)裝備制造業(yè)發(fā)展水平的限制，生產(chǎn)中仍需要二維工程圖作為生產(chǎn)的指導(dǎo)。此時(shí)就涉及到三維模型轉(zhuǎn)成二維工程圖的問(wèn)題。目前幾乎所有三維設(shè)計(jì)軟件都支持模型投影生成工程圖的功能，但是由于使用習(xí)慣上的問(wèn)題，國(guó)外三維軟件的工程圖功能對(duì)GB標(biāo)準(zhǔn)支持不到位，國(guó)內(nèi)用戶在作圖過(guò)程中多有不便，因此本設(shè)計(jì)將NX的三維模型轉(zhuǎn)換成二維工程圖之后，再導(dǎo)入CAXA電子圖版進(jìn)行編輯。
但是NX的工程圖轉(zhuǎn)換到其他格式后，圖形的精度有較大的損失，為了避免這種情況的出現(xiàn)，我通過(guò)查詢資料和實(shí)踐找到了比較合適的方法：
（1）在Solidworks軟件內(nèi)新建工程圖，導(dǎo)入所需要的試圖，然后在菜單選擇文件、導(dǎo)出、工程圖。如圖
選好參數(shù)后即可生成工程圖文件。
（2）刪除已經(jīng)生成的視圖，導(dǎo)入剛才生成的工程圖文件，即可產(chǎn)生新的視圖。
（3）再次從菜單選擇文件、文件另存為Dwg格式，選好相應(yīng)的目錄就可以生成文件了。
這樣生成的Dwg文件精度較高，基本沒(méi)有轉(zhuǎn)換損失，而且用二維CAD和CAXA電子圖版都可以直接對(duì)其編輯操作。
圖4.15 導(dǎo)出為CAD格式
第五章 經(jīng)濟(jì)環(huán)保性分析
目前全球都在號(hào)召環(huán)保，我國(guó)也必須適應(yīng)時(shí)代潮流，推行綠色生產(chǎn)，在降低成本的前提下，實(shí)現(xiàn)資源利用最大化，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)出發(fā)，以綠色環(huán)保為基礎(chǔ)，對(duì)廢品進(jìn)行回收利用，減小能源消耗。
從10年開始，出現(xiàn)全球性的霧霾天氣，尤其前年與去年最嚴(yán)重，人們?cè)诎l(fā)資源緊缺嚴(yán)重，人們過(guò)渡使用原生態(tài)資源。那將是中華民族的災(zāi)難。因此，任何產(chǎn)品都需要環(huán)保和經(jīng)濟(jì)。
環(huán)保項(xiàng)目首先采用可回收的材料和資源，在各系統(tǒng)及部件設(shè)計(jì)中所選用的材料主；用后的零件應(yīng)是能循環(huán)使用可以回收的，原材料應(yīng)該選擇環(huán)保無(wú)害無(wú)污染的。產(chǎn)品在設(shè)計(jì)研發(fā)時(shí), 一定要全面考慮，多出方案，以節(jié)省能源為目的減少產(chǎn)品在試生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生肥料，利用計(jì)算機(jī)軟件提前完成建模，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，避免因設(shè)計(jì)不合理，造成材料浪費(fèi)。
減少制造過(guò)程中能量消耗可采取如下措施：
對(duì)圖紙進(jìn)行多次審核，制定完整的工藝路線，加工方法，選擇合適可行的設(shè)備進(jìn)行機(jī)加工。
采用自動(dòng)化技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)性能的發(fā)展方向社會(huì)的進(jìn)步，人們已經(jīng)能很好地運(yùn)用機(jī)械化與智能化，將機(jī)械自動(dòng)化與系統(tǒng)智能化很好地結(jié)合在一起，運(yùn)用單片機(jī)PLC控制程序系統(tǒng)，CPU主導(dǎo)控制中心，芯片核心技術(shù)等來(lái)達(dá)到某些復(fù)雜工位的精準(zhǔn)定位，精準(zhǔn)操作，方向發(fā)展，完全運(yùn)動(dòng)程序自動(dòng)化控制其輸入輸出，智能系統(tǒng)發(fā)出命令后由機(jī)械方面的設(shè)備來(lái)完成，可以是智能機(jī)器人、機(jī)械手等也可以是氣缸油缸等執(zhí)行操作元件，復(fù)雜加工是目前技術(shù)的難點(diǎn)也是將來(lái)需要攻克的地方，它一般都是通過(guò)最大程度的提高生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量。流程多樣化意味著在生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品時(shí)，不僅有一個(gè)選擇，而且多個(gè)選擇并從中挑選最好的。
第六章 總結(jié)
本論文研究的是直線振動(dòng)篩，介紹了振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)與工作原理，計(jì)算了工藝參數(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。采用現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法以自下而上的方式建立了直線振動(dòng)篩的三維物理模型，通過(guò)變換生成二維工程圖。
本文基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了預(yù)期規(guī)劃任務(wù)。但因?yàn)闀r(shí)間和知識(shí)的限制，本文還存在很多不足之處。本文的進(jìn)一步工作是：
（1）改進(jìn)不合理的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，如擋板篩板后緣距離過(guò)遠(yuǎn)，底座沒(méi)有角度調(diào)節(jié)功能，拆卸篩板安裝不方便。
（2）適當(dāng)?shù)膹?qiáng)化和削弱側(cè)板、電機(jī)支架、篩體支座等部件，并進(jìn)行有限元分析。
（3）經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，驗(yàn)證了試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性。
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東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 英文翻譯
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