阳煤五矿选煤厂振动筛设计　.doc

1、摘 要选煤厂的筛分机数量很多，所以对筛分机的要求也越来越高。不但要求它具有较高的生产率、较好的筛分效率或脱水效果、较低的动力消耗；而且还要具备结构简单、制造容易、安装维修方便等机械性能。由于滚轴筛、圆筒筛上述性能较差，在使用上受到了限制，逐渐被工艺效果好、构造简单、维修方便的振动筛所代替。自同步振动筛是一种广泛用于散体物料分级的设备。在选煤等工业领域，用于分级、脱水、脱泥和脱介。其筛分性能尤其重要。本文系统地阐述了双电机自同步振动筛的应用现状和发展趋势，论述了设计高效双电机自同步振动筛的必要性；同时对双电机自同步振动筛的原理进行了分析，计算了振动筛的动力学参数、运动学参数，设计计算了激振器的轴

2、、偏振块的参数和结构，减震装置，筛框的设计，并进行联轴器的选型等。关键词:双电机；自同步振动筛；激振器 目 录摘要i第1章 绪论11.1课题研究的目的及意义11.1.1课题研究的目的11.1.2课题的意义11.2国内外振动筛分机械的发展31.3本次设计的内容4第2章 整体结构设计62.1传动方式的选择62.2设计方案介绍与选择72.3减振装置的确定82.4激振器结构设计92.4.1激振器结构类型的选择92.4.2工作原理分析92.5本章小结11第3章 双电机自同步振动筛参数确定123.1自同步筛的工艺参数的确定123.2振动筛动力参数计算133.2.1惯性振动筛参振质量的计算133.2.2计算

3、隔振弹簧刚度143.2.3所需激振力力幅及质量矩的计算143.2.4振动筛传给地基的负荷153.3电动机功率的计算与电机选择153.4本章小结17第4章 激振器的设计计算184.1偏心块的设计184.2激振器传动轴的设计与计算224.3 键的强度校核254.4轴承的校核254.5 轴承的润滑264.6 本章小结26第5章 筛箱的设计分析与计算275.1 筛面选择275.2 筛面固定方法的确定295.3筛框的设计315.4本章小结31结论32参考文献33致谢34iii第1章 绪 论1.1课题研究的目的及意义 1.1.1课题研究的目的筛分技术广泛应用于煤炭、冶金、化工、医药、轻工、环保等领域。在我

4、国煤炭是主要的能源。其筛分性能尤其重要。据国际能源机构和美国能源部能源消息局最近预测：世界煤炭消费量将由2000年的42.98亿吨增长到2020年的58亿吨。久已来我国便是以煤炭为主要能源的国家，煤炭在一次能源的生产和消费结构中约占3/4。国家煤炭洗选加工业“十五”计划和2015年发展规划要求，到2005年，全国原煤入洗率由2000年的25.7%提高至35%40%；全国商品煤灰分由现在的20.5%降到19.5%；含矸率达到0.5%；调整煤炭产品结构，洗选、筛选产品和直销原煤的比例由2000年的345511，调整至45505。 目前我国的选煤厂，特别是大型选煤厂多采用跳汰工艺，由于跳汰机分选精度

5、低，即便处理易选煤，矸石中精煤损失也高于2%(全国平均约5%)，损失于中煤中的精煤则更高(全国平均约30%)。精煤质优、价廉、竞争力强与采用最先进的选煤技术密切相关。因此，研制高质、高效的振动筛刻不容缓。1.1.2课题的意义70年代以前，国内振动筛主要依靠进口；70年代以后，国内研制出一系列振动筛，例如ZK，ZS，DS等系列自同步振动筛以及仿国外的产品，ZK系列振动筛为自同步振动筛，主要建立在消化吸收德国KHD公司的USL。USK系列振动筛结构形式、工作原理、参数的合理选择，在此基础上结合现场实际使用情况和我国国情特点，设计出新型的ZK系列自同步振动筛。目前我国各种选煤厂使用的设备中，振动筛是

6、问题较多、维修量较大的设备之一。这些问题突出表现在筛箱断梁、裂帮，稀油润滑的箱式振动器漏油、齿轮打齿、轴承温升过高、噪声大等问题，同时伴有传动带跳带断带等故障。这类问题直接影响了振动筛的使用寿命，严重影响了生产。为此我研制了一种双电机自同步振动筛，由于其优良的工作特点：振动强度大，分选效果好，简化了激振器的结构，噪音较低，机器润滑和检修等日常维护工作减少，设备的故障率降低。但是国外生产的代表世界先进水平的自同步振动筛系列产品，从噪音、工作稳定性，寿命及工艺性能参数，都是国产设备无法比拟的。但进口设备普遍价格较高，因此在现有自同步振动筛的基础上，提高我国自同步振动筛的设计方法，改进、完善自同步振

7、动筛的结构，具有重要的社会和经济意义。振动筛国内外发展现状：振动机械与其它类型的机械相比，优点；结构简单，制造容易，重量较轻，金属消耗量少、成本低、安装方便、维修容易等。缺点；振幅不够稳定，调整复杂，传给地基的振动较大，零部件工作寿命较短、噪声大等缺点。振动筛分机械是最近发展起来的一种新型机器，目前广泛用于选矿、冶金、石油化工、水利电力、轻工、建筑、交通运输等工业部门，用来完成各种不同的工艺过程。例如在选煤厂，普遍采用圆振动筛、概率筛、等厚筛和自同步振动筛对粗煤、精煤和末煤的分级脱水和脱介等工艺；在建筑工程中需要各种大型筛机对沙石进行分级；在焦化厂采用自同步振动筛对焦碳筛分；在环卫部门的垃圾处

8、理中，出现了驰张筛。综合国内外的筛分机发展现状，筛分机将向以下几个方向发展。(1)大型化：近年来随着煤矿开采能力和入洗原煤量的提高，作为物料分级筛选的主要设备振动筛也不断向大型化发展。德国KHD公司生产的USK型筛机尺寸45006000 。筛面的面积达27，德国的另一个筛分公司生产的550011000筛机，工作面积己达60. 5。(2)大型化和超重型化：大的矿业工程需要处理大块物料，法国素梅斯塔公司生产的振动棒可以处理直径lm以上的大块的物料。(3)轨迹的理想化：为了提高各区段的筛分效率和整个筛机生产率为目标，研发一种以理想的轨迹运动为基础的新型筛分机。在垂直方向，入料端的振幅大于出料端的振幅

9、；沿筛面的方向，从入料端到出料端，物料的速度递减，在这样的工况下，该筛分机的筛分效果优于一般的筛分机械。(4)标准化、系列化、通用化：国的KHD公司生产的USL。 USK筛机的侧板、横梁、传动轴，同属德国的申克公司生产的系列筛，均已实现标准化、系列化、通用化。(5)采用自同步技术：用双电机自同步技术替代齿轮同步，可简化结构，降低噪音，从而减少了机器润滑和检修等日常维护工作，减少设备的故障率。(6)振动强度增大：机的振动过程逐渐强化，以取得较大的速度和加速度，提高生产能力和筛分效果。(7)空间化发展：物料，先后出现了旋流振动筛、锥型振动筛、旋转概率筛等，既减少占地面积，又提高生产能力和筛分效率。

10、由于科学技术的飞速发展和惯性激振器的固有特点，人们开始积极探索新的激振方式，德国宝马公司研制了一种新型的液压激振装置，其主要技术特点是采用换向阀控制油缸往复运动，由于换向阀必须高频换向，必须使换向阀寿命受到影响，所以该项装置尚未得到推广使用。1.2国内外振动筛分机械的发展1.2.1国内振动筛概况我国煤炭资源丰富，储量多，品种齐全。煤炭占我国能源的75%以上，是当今和未来几十年内我国最主要的能源。随着我国煤矿采掘机械化程度的不断提高，泥煤含量加大，原煤水分增高，所生产的煤炭质量不断恶化。在我国提出的洁净煤炭战略，煤炭洗选是龙头，因而发展煤炭的洗选加工业是目前提高煤炭质量的重要措施。我国的筛分机械

11、是在引进国外技术的基础上发展起来的。近20年来，我国对振动筛的研究取得了一些可喜的成果。筛子大型化已取得一些成就。在常规脱水、脱介筛方面，开发了新的干法筛分设备。在煤泥分级脱水方面，开发了曲面筛、高频振动筛和电磁振动细筛等产品；在筛面方面也取得了可喜成就，开发了聚氨酷，超高分子聚乙烯等非金属筛面和多层筛网。由于我国的工业发展缓慢，基础工业比理论水平和技术水平落后，我国的筛分机械的发展只有近60年的历史，可分为三个阶段。（1）仿制阶段：这期间，仿制了前苏年的系列圆振动筛、MZ型摇动筛；波兰的WK-15圆振动筛，WP1。 WP2型吊式自同步振动筛。这些筛分机仿制有15OO3000重型振动筛系列成功

12、，为我国筛分机械的发展奠定了坚实的基础，并培养了一批技术人员。（2）自行研制阶段：从1966年至1980年研制了一批性能优良的新型振动筛分设备。5。 30共振筛系列，煤用单轴、双轴振动筛系列，自同步自同步振动筛系列，等厚概率筛系列，冷热矿筛系列。这些设备虽然存在着故障较多，寿命较短的问题。但是他们的研制成功基本上满足了国内的需要，同时也标志着我国的筛分机走上了独立发展的道路。（3）提高阶段：在80年代，我国的筛分机走上了一个新的发展里程碑。成功研制了振动概率筛系列，旋转概率筛系列，完成了箱式激振器等系列，自同步等系列，例如驰张筛，螺旋三段筛，物料自同步振动筛，琴弦振动筛，立式圆筒筛的研制取得了

13、一定的成功。1.2.2国外振动筛概况国外从16世纪开始筛分机械的研究与生产，到了18世纪欧洲工业革命时期，筛分机械得到了迅速的发展，使筛分机械发展到较高的水平。圆筒筛、等厚筛，摇动筛和概率筛等各种类型的机械振动筛为了适应各种工业的需要而先后问世。德国的申克公司能提供260种筛分设备，STK公司生产的筛分设备系列品种较全，技术水平较高，KHD公司生产200多种规格筛分设备，通用化程度较高，KUP公司和海因曼公司都研制了双倾角的筛分设备。美国RNO公司新研制了DF11型双频率振筛，采用不同的速度激振器。DRK公司研制成三路分配给料，一台高速电机驱动。英国为解决从湿原煤中筛出细粒末煤，研制成功了旋流

14、概率筛。前苏联也研制了一种多用处兼有自同步振动筛优点的自同步自同步振动筛。国外振动筛发展趋于大型化，国外生产大型等厚筛有德国筛子技术公司的2.2m10.45m。筛面为不同倾角的3段。申克公司的3.1m . 9.1m。 筛面也为不同倾角3段。澳大利亚Honert公司已售出70多台等厚筛，最大为2.4m6.1m。筛面已发展成为不同倾角的5段。以上等厚筛都采用箱式激振器。表1.1 国外筛机大型化情况国家（或公司）宽（米）长（米）筛分面积（平方米）德国筛子技术公司5.51050德国申克公司48.534德国洪堡特和韦达克公司4.56.7530日本神户制钢所4.87.134.08美国3.77.327日本川

15、崎重工412481.3本次设计的内容本次设计内容包括筛框的设计；筛面的选择及其与筛框的连接与固定；激振器的结构设计及其轴、键的校核；减震装置的结构设计；振动筛的动力参数与工艺参数的计算。本次设计的振动筛主要用于煤泥脱水，要求入料粒度小于150mm，振幅在3.54mm，振动频率为8001000次/分，生产率不得低于85t/h。由于筛子在高频振动下工作，筛框不仅承受筛分物料的重量，而且还要承受很大的振动力。因此，筛框的结构要牢固，不仅要有足够的强度，还要有足够的整体刚度，使筛框不致因发生变形而损坏。减震装置也保证一定的刚度，要求弹性模量小，减震效果好，制造方便、安装容易、使用寿命长，噪音小等优点。激振器要满足结构简单，安装方便，便于润滑和检修，噪音低等要求。32第2章 整体结构设计2.1传动方式的选择2.1.1非直接传动非直接传动又分为挠性连轴器和非挠性连轴器。采用非挠性连轴器：电动机通过三角胶带减速后。直接驱动激振器工作。优点是结构