碎石筛分振动给料机的分析设计毕业论文

安工业大学北方信息工程学院大学毕业设计（论文）西安工业大学北方信息工程学院本科毕业设计(论文)题目：碎石筛分振动给料机的分析设计系 别： 机电信息系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： B090207 姓 名： 高禄江 学 号： B09020705 指导老师： 张蔚宁 阮红芳 2013年 5月 毕业设计（论文）任务书系别：机电信息系专业：机械设计制造及自动化班级：B090207姓名：高禄江学号：B090207051.毕业设计（论文）题目： 碎石筛分振动给料机的分析设计 2.题目背景和意义：给料机在冶金、煤炭、电力、化工、建材、轻工和粮食等行业中广泛应用，可与其他设备配套，实现给料、喂料、配料、定量包装和流程自动化作业，随着工业的不断发展对给料机的品种、质量和功能等要求愈来愈高，从而使给料机的发展提高到了一个新的阶段。本课题针对目前碎石筛分现场，人工给料劳动强度大，效率低，合理设计一种振动给料机，以提高工作效率。通过设计，综合灵活运用大学所学的知识，并培养学生独立分析问题、解决实际问题的能力。 3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）：阅读相关文献了解目前振动给料机内外研究现状，在分析现有给料机的基础上，针对碎石筛分现场，利用所学的专业知识设计一种给料机；在选取合适的材料考虑如何加工，完成主要结构参数、传功装置等的总体设计；利用AutoCAD或三维设计软件PREO/E绘制相关原理及重要零件工作图；最后分析所设计给料机的特点，指出今后需要改进和进一步完善的地方。 4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）： 第12周 ： 选题、收集与课题相关资料、文献，所需软件的了解与准备； 第34周：通过文献阅读、了解振动给料机研究现状，初步形成本课题设计思路与方案，并完成开题报告； 第56周 ：振动给料机设计思路的明确、设计方案与框架的确定； 第710周: 完成振动机主要结构参数设计与传动装置设计，并完成中期报告； 第911周：主要零件图绘制； 第1213周 ：完成论文撰写与装订与图纸的打印；第14周 ：送论文评阅，准备答辩； 第15周 ：论文答辩 。 5.毕业设计（论文）的工作量要求 完成不少于1.5万字的毕业论文。 实验（时数）*或实习（天数）： 100小时 。 图纸（幅面和张数）*： （折算后）3张A0 图纸的工作量 。 其他要求： 一篇相关外文翻译。 指导教师签名： 年 月 日 学生签名： 年 月 日 系主任审批： 年 月 日说明：1本表一式二份，一份由学生装订入册，一份教师自留。2 带*项可根据学科特点选填。碎石筛分振动给料机设计摘 要机械振动式给料机是给料设备中常用的一种。它广泛应用在冶金、煤炭、电力、化工、建材、轻工和粮食等行业中，与其他设备配套，实现给料、喂料、配料、定量包装和流程自动化作业。随着工业的不断发展，对给料机的品种、质量和功能等要求愈来愈高，从而使给料机的发展提高到了一个新的阶段。本课题针对目前碎石筛分现场，人工给料劳动强度大、效率低、给料不均匀，合理设计一种筛分与给料相结合的惯性振动给料机，以提高工作效率。 本论文分析论述了设计方案，包括振动给料机的分类与特点和设计方案的确定；对物料的运动分析，对振动给料机的动力学分析及动力学参数的计算，合理设计振动给料机的结构尺寸；对激振器的偏心块等进行了设计与计算，包括原始的设计参数，电动机的设计与校核；对主要零部件进行了设计与计算，皮带的设计计算与校核，弹簧的设计计算，轴的强度计算，轴承的选择与计算，然后进行了设备维修、安装、润滑的设计，最后进行了振动给料机的环保和可靠性进行了评估与分析。关键词：振动给料机；激振器；偏心块 IFeeder gravel screening analysis and designAbstractMechanical vibration feeder is feeding equipment commonly used in a. It widely used in metallurgy, coal, electric power, chemical industry, building materials, light industry and food industry, and other equipment, realization of feed, feed, ingredients, packaging and process automation. With the continuous development of industrial, feeder is the variety, quality and features, the rising demand, so that the feeder has been raised to a new stage of development. This issue is for the current gravel screening, hand feed-intensive, inefficient, feeding is not uniform, rational design of a screening and feeding a combination of inertial vibrating feeder, to improve efficiency. This papers analysis discusses has design programme, including vibration to material machine of classification and features and design programme of determines; on material of movement analysis, on vibration to material machine of dynamics analysis and the dynamics parameter of calculation, reasonable design vibration to material machine of structure size; on stress vibration Manager of eccentric block, for has design and calculation, including original of design parameter, motor of design and check; on main parts for has design and calculation, belt of design calculation and check, spring of design calculation, axis of strength calculation, The selection and calculation of the bearing and lubrication of equipment maintenance, installation, design, culminating in a vibrating feeder of environmental and reliability evaluation and analysis.Key words: shaker；Vibrator；EccentricII目 录1 绪论11.1前言11.2背景11.3振动机械的分类41.4我国振动式给料机发展方向41.5本文研究的思路与方向42 筛面物料运动理论42.1筛上物料的运动分析42.2正向滑动72.3反向滑动82.4跳动条件的确定82.5物料颗粒跳动平均运动速度93 碎石筛分振动给料机的工作原理及结构组成103.1碎石筛分振动给料机的工作原理103.2碎石筛分振动给料机基本结构103.2.1给料槽103.2.2激振器103.2.3支承装置和隔振装置113.2.4传动装置114 碎石筛分振动给料机动力学基本理论115 碎石筛分振动给料机参数计算165.1运动学参数的确定165.2工艺参数的确定175.3动力学参数185.4电动机的选择185.4.1电动机功率计算185.4.2选择电机195.4.3电机的启动条件的校核196 主要零件的设计与计算21III6.1轴承的选择与计算216.1.1轴承的选择216.1.2轴承的寿命计算216.2皮带的设计226.2.1选取皮带的型号226.2.2传动比226.2.3带轮的基准直径226.2.4带速226.2.5确定中心距和带的基准长度226.3轴的设计246.3.1轴的设计特点246.3.2轴的常用材料246.3.3轴的强度验算246.4支承弹簧设计验算277 振动给料机的安装维护307.1振动给料机的安装及调试307.1.1安装前的准备307.1.2安装307.1.3试运转307.2操作要点307.3维护与检修318 设备的环保、可靠性评价328.1设备的环保328.2设备的可靠性328.2.1可靠度的计算329 结论34结束语35参考文献36致 谢38毕业设计（论文）知识产权声明39毕业设计（论文）独创性声明40IV 1 绪论1 绪论1.1前言振动可以分为两大类：有害的振动，如：共振造成机械设备的破坏；交通工具的振动会给乘客带来不适感等。有益的振动，如：工矿企业使用的一些设备是利用振动来实现工艺过程或者提高机器的工作效率；土建工程经常用到的混凝土灌注时的振动捣固、振动沉桩及振动拔桩等2。振动机械（即机械的工作原理是振动）在近三十多年，得到了快速的发展和广泛的应用，如粮食和食品加工厂、水泥厂、建筑工地、铸造厂、发电厂、化工厂、洗煤厂、以及冶金和矿山工厂等企业。目前，根据不完全统计发现，几十种振动机械已投入到工业生产中，如振动沉拔桩机、振动压力机、振动成型机、振动球磨机、振动筛、振动输送机以及振动给料机等，并且在工业生产的各个企业中发挥着重要的作用3。1.2背景回顾振动给料设备的发展历程, 我国与世界上工业发达国家一样, 都是经历了一个以机械往复式、电磁振动、电机振动以至机械惯性振动为主一导的发展过程。20世纪50年代初，矿井用给料设备主要依赖机械式往复给料机。该机型结构简单，动力消耗较大，设备笨重。其原理是：由连杆及偏心轴传动，往复作业，处理量小且成间接成堆式不均匀给料。但该机型维修量小、耐用，布置所需高度低，且对物料的粒度组成、外在水分等物理性质要求不严。已广泛用在各类矿井生产中。60年代，随着生产技术的发展，相继出现了电磁振动给料机，并迅速得到广泛应用。原机械工业部相继在东北的辽阳、河南鹤壁和江苏海安设立定点3家生产厂。该机型属于双质体共振钢型弹力振动，相对于K型往复给料机，其适应性更加广泛。但由于有一定的缺陷，需要进一步改进。到了70年代末至80年代初，一种单质体以振动电机加偏心块离心力为振源的给料设备应运而生。该机型简单明快，自动调节同步运动。选用46极电机、转数为9601450转min，振幅可达412 mm。但使用中发现，该机型有先天缺陷：振源为特殊电机；参振电机在振动槽上采用直接连接方式安装，轴承除承受正常径向力外，尚有较大的轴向力，严重影响电机寿命。电机直接参振的槽体，其2台电机开机需强制1 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）步，会因振动使槽体破裂。在80年代末90年代初，针对强制同步振动电机为振源的给料设备的使用状况，研 3 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）制开发了一种电机不参振型新型给料设备。GZY型是参照波兰设备研制的单质体振动给料机。该机以普通电机为振源，绕性连接槽体下方的激振器。激振器内有2根可调偏心轴。通过电机绕性传动，一对齿轮转动产生激振力。它的出现是强制式电机振动给料设备的更新换代产品，给料均匀、运行可靠、对料物的水分及粒度适用性强。该机采用前吊后座配置，以不烧电机著称。该机存在的问题是：现场配置需固定电机底架，占用一定空间；绕形连接因槽体载重过量卡死后，强行启动会撕裂；动态与静态配连安装时要求上下左右留有一定的活动量，而且因无减振系统，激振力直接传递给机身的地基，其冲击力及噪声较大；激振器重力轴以及齿轮材质要求高；要求激振箱注油降温，密封不严会漏油，造成2次污染，缺油后齿轮发热起火，存在不安全隐患。目前该机型已经发展成系列产品GZY、GZM、GZK并在国内许多大型矿井及煤炭转运生产线上广泛运用。获得了良好的社会、经济效益1。1.3振动机械的分类振动机械的分类标准包括：结构特点的不同以及动力学特性的不同。根据不同的类型，对振动机械进行分别地研究和分析，总结它们的特性与共性，掌握与了解各自的特点，以更加有效地与合理地利用它们是对其分类的主要目的。1. 根据驱动装置形式的不同进行分类(1) 其驱动装置为惯性激振器，它通常包括轴承座、轴承、偏心块和主轴等（如图所示）。有偏心块旋转运动时产生的离心力来带动工作机体的振动，偏心块的运动变化与工作机体的振动变化均具有周期性。目前，在工业生产部门中，广泛使用惯性式振动机械，如：振捣器、振动成型机、振动落砂机、振动球磨机和惯性振动筛等。(a) 惯性振动机械简图 (b) 惯性激振器 1-激振器 2-工作机体 3-弹性元件 4-偏心块 5-工作轴 6-轴承和轴承座图1.1 惯性式振动机械(2) 弹性连杆式振动机械2其驱动装置为弹性连杆式激振器，它通常包括连杆端部的弹簧、连杆及偏心轴。弹性连杆能够激起工作机体的振动。目前，重介质振动溜槽、振动冷却剂和弹性连杆式振动输送机等弹性连杆式振动机械已经用于工业生产中。通常情况下，它被用于长度比较大的振动机械中。1-工作机体 2-连杆弹簧 3-弹性元件 4-连杆 5-偏心轴图1.2 弹性连杆式振动机械 (3) 电磁式振动机械其驱动装置为电磁激振器，它通常包括衔铁、线圈及铁芯。脉动电流或交变电流经过线圈，电磁铁产生电磁吸力，且力的变化具有周期性，进而引起工作机体的振动。目前，电磁振动试验台、电磁振动筛、电磁振动输送机和电磁振动给料机等电磁式振动机械已经用于工业生产中。(a) 外形图 (b) 电磁激振器1-激振器 2-工作机体 3-弹性元件 4-板弹簧 5-联接叉 6-线圈 7-铁芯 8-衔铁图1.3 电磁式振动机械(4) 其他类型的振动机械其驱动装置为凸轮是激振器、液压式激振器或风动式激振器。2. 根据动力学特性的不同进行分类，可以分为冲击式振动机、非线性振动机、线性近共振类振动机。对振动机械除了根据上述特性的不同进行分类外，还可以根据自由度数目的不同以及振动质体数目的不同进行分类3 4。31.4我国振动式给料机发展方向 根据我国振动式给料机的发展历程，可知我国振动式给料机主要可能向以下几方面发展1：1. 以电机不参振为主导。用普通电机代替振动电机，降低产品成本和维护费用，提高其使用寿命；2. 大型化、提高处理能力。为适应高产高效集约化生产的需要，给料机的处理能力要加大；3. 提高元部件性能和可靠性。设备开机率的高低主要取决于元部件的性能和可靠性。我们除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性，还要不断开发研究新的技术和元部件，如：高性能可控软启动技术、动态分析与监控技术等，使给料机性能得到进一步提高；4. 拓展各机型的适用范围，以满足不同物料运输的需要；5. 降低动力消耗，减小噪声。1.5本文研究的思路与方向单轴惯性振动给料机是根据机械振动原理实现给料的设备，由于具有应用范围广、能耗低、产量高、结构简单等优点，目前广泛应用于煤炭、化工、建材等行业，也是近年来机械行业的新鲜血液。由于本课题的要求是针对目前碎石筛分现场，人工给料劳动强度大，效率低，合理设计一种振动给料机，以提高工作效率，所以单轴惯性振动给料机很适合运用到本课题的研究，其具有的特点能很大程度提高工作效率，为了进一步满足其筛分作用，本课题将单轴振动给料机与圆振动筛进行了结合研究，以二者具有相似的系统，进行了结构的结合与优化，在原有的给料机的结构基础上，在给料槽体上增加了一个筛面。电动机通过三角皮带使激振器主轴回转，主轴上的偏心块转动产生的惯性力，使给料槽体产生近共振的振动，碎石落入给料槽上的筛面，由于振动的影响 给料槽体沿倾斜方向相对振动，达到尺寸要求的碎石会通过筛孔进入槽体下层，并沿着斜面方向向下运动，以达到筛分给料的效果。就筛分与给料这两个单纯的效果来说，筛分在先，后有给料，所以在选择各个参数的时候，筛分为选择的重点。4 2 筛面物料运动理论2 筛面物料运动理论2.1筛上物料的运动分析由于本次设计的振动式给料机的槽体加有筛面，具有筛分作用，振动给料机运动学参数（振幅、振次、筛面倾角和振动方向角）通常根据所选择的物料运动状态选取。筛上物料运动状态直接影响给料机的筛分效率和生产率，所以为合理地选择筛子的运动参数，必须分析筛上的物料的运动特性。关于筛上物料的分析5，如图2.1所示：图2.1 筛上物料的运动碎石筛分振动给料机的筛面做圆运动或近似于圆运动，筛面的位移方程式可用下式来表示：t (2.1)t (2.2)式中: A振幅；轴之回转相角，=t； 轴之回转角速度； 时间。5 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）求上式中的x和y 对时间t的一次导数与二次导数，即得筛面沿x和y 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）方向上的速度和加速度：t (2.3)t (2.4)t (2.5)t (2.6)由运动特征，来研究给槽体上物料的运动学。物料在筛面上可能出现三种运动状态：正向滑动、反向滑动和跳动。2.2正向滑动当物料颗粒与筛面一起运动时，其位移、速度和加速度与筛面的相等。筛面上质量为的物料颗粒动力平衡条件5：对质量为的颗粒受力分析（如图2.1）：1. 物料颗粒重力： (2.7)2. 筛面对颗粒的反作用力，由可以得到： (2.8)式中为筛面倾角3. 筛面对物料颗粒的极限摩擦力为： (2.9)式中为颗粒对筛面的静摩擦系数。颗粒沿着筛面开始正向滑动时临界条件： (2.10)将，用已知式子(2.9)与(2.5)替代，且（为滑动摩擦角），简化整理得： (2.11)式中，为正向滑始角。令，则： (2.12)6式中称为正向滑动系数。由上式得知，正向滑动系数。当的时候，可以求得使物料颗粒沿着筛面产生正向滑动时最小转数应该为： (2.13)为了使物料颗粒沿着筛面产生正向滑动，必须取筛子转数。2.3反向滑动临界条件为： (2.14)将，用(2.9)与(2.5)替代，并简化后： (2.15)式中：反向滑始角 反向滑动系数则可以得到： (2.16)由上式可以知道，反向滑动条件。当时，可以求得使物料沿着筛面反向滑动的最小转数应该是： (2.17)为了使物料颗粒沿着筛面产生正向滑动，必须使筛子转数5。2.4跳动条件的确定颗粒产生跳动的条件是颗粒对筛面法向压力。即，或者是。由此可以得到： (2.18)式中：物料跳动系数 跳动起始角振动强度抛射强度，它表明物料在筛面上跳动的剧烈程度。上式可以写成：7 (2.19)当时或者，则颗粒出现跳动。当或时，则可求得物料开始跳动时的最小转数为： (2.20)为了使物料产生跳动，必须取筛子的转数。由于目前使用的振动给料机采用跳动状态，因此要讨论跳动终止角，跳动角及运动速度5。2.5物料颗粒跳动平均运动速度物料颗粒从振动相角起跳，到振动相角跳动终止时，沿方向的位移为5： = (2.21)式中为物料颗粒起跳时沿方向的运动速度： (2.22)由此，则： (2.23)同一时间内，筛面位移为： (2.24)物料颗粒在每个循环中，对筛面的位移为：= (2.25)当筛子在近似于第一临界转数下工作时，即，则上式中方括号内的数值接近于 8零。故得到： (2.26)物料跳动平均速度： (2.27)当时，则，因此，式(2.26)可以化简为： (2.28)或者化简为： (2.29)由式(2.29)和式(2.28)，可以将式(2.27)化简为: (2.30)按照上式计算得的结果与实际相比，计算值较大，因为未考虑物料特点,摩擦和冲击等因素.为此,上式应该乘以修正系数，所以： (2.31)9 3 碎石筛分振动给料机的工作原理及结构组成3 碎石筛分振动给料机的工作原理及结构组成3.1碎石筛分振动给料机的工作原理本次设计的振动给料机又称单轴惯性振动给料机，其支承方式有悬挂支承与座式支承两种，因为本次设计的振动给料机适用于碎石筛分现场，结合实际，选择座式支撑。其原理为：筛面固定于给料槽上，给料槽由弹簧支承，主轴的轴承安装在给料槽体上，主轴由皮带轮带动而高速旋转。由于主轴是偏心轴，产生离心惯性力，使给料槽体产生近共振的振动，给料槽体沿倾斜方向相对振动，并使槽体中的物料向前运动由于隔振系统的固有频率很小，隔振弹簧刚度不大，从而产生良好的隔振效果。3.2碎石筛分振动给料机基本结构本次设计碎石筛分振动给料机是由激振器、给料槽、隔振装置、传动装置等部分组成。3.2.1给料槽给料槽由筛框、筛面及其压紧装置组成。1. 筛面：为适应大块大密度的碎石筛分的需要，给料机的筛面需要有较大的承载能力，耐磨和耐冲击性能。为减少噪声，提高耐磨性设计中采用成型橡胶条，用螺栓固定在筛面拖架上。筛面采用带筐架的不锈钢筛面。其紧固方式是直接用螺栓将筛面压紧在筛框上，本设计采用的螺栓压紧方式见3.1图。中间各块筛板之间则用螺栓经压板压紧。图3.1 螺栓固定筛面结构简图2. 筛框：筛框由侧板、横梁等部分组成。侧板采用厚度为616mm的20号钢板制成。横梁常用圆形钢管、槽钢、方形钢管或工字钢制造。筛框必须要由足够的刚性。筛框各部件的联接方式有铆接、焊接和高强度螺栓联接三种。3.2.2激振器 10 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）本次设计的振动给料机采用单轴振动器。单轴振动给料机是利用单不平衡重激振使机体振动，筛面倾斜，槽体的运动轨迹一般为圆形或椭圆形。激振器装设在槽体的两侧,主要由偏心轴、皮带轮和偏心块组成，给料机的激振力是由偏心轴惯性产生的，偏心块安装在平衡轮上，平衡轮固定于皮带轮上，激振器通过轴承固定在筛箱侧板上。3.2.3支承装置和隔振装置支承装置主要是支承槽体的弹性元件，有吊式和座式两种。振动给料机的隔振装置常用的有螺旋弹簧、板弹簧和橡胶弹簧。由于本次设计的振动式给料机需要应用于碎石筛分现场，所以支撑装置与隔振装置分别选择了座式与螺旋弹簧5。3.2.4传动装置本次设计的振动式给料机采用三角皮带传动装置，它机构简单，可以任意选择振动器的转数。12 4 碎石筛分振动给料机动力学基本理论4 碎石筛分振动给料机动力学基本理论惯性振动给料机的振动系统是由振动质量（给料槽和振动器的质量）、弹簧和激振力（由回转的偏心块产生的）构成。为了保证给料机的稳定工作，必须对给料机的振动系统进行计算，以便找出振动质量、弹簧刚性、偏心块的质量矩与振幅的关系，合理地选择弹簧的刚性和确定偏心块的质量矩5。图4.1 振动系统力学模型图 图4.1表示惯性振动给料机的振动系统。为了简化计算，假定振动器转子的回转中心和机体的重心重合激振力和弹性力通过机体重心。此时，筛面只作平面平移运动。今取机体静止平衡时(即机体的重量为弹簧的弹性反作用力所平衡时的位置)的重心所在点o作为固定坐标系统(xoy)的原点，而以振动器转子的旋转中心作为动坐标系统()的原点。 偏心重块质量m的重心不仅随机体一起作平移运动(牵连运动)，而且还绕振动器的回转中心线作回转运动(相对运动)，则其重心的绝对位移为5：+rcos+=y+rsin式中： 偏心质量的重心至回转轴线的距离。 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） 轴之回转角度，,为轴回转之角速度,t为时间。偏心质量m运动时产生的离心力为： (4.1) (4.2)式中和为偏心质量m在x与y方向之相对运动离心力或称激振力。在惯性振动给料机的振动系统中，作用在机体质量M上的力除了和外，还有机体惯性力(其方向与机体加速度方向相反)、弹簧的作用力 (和表示弹簧在x和y方向的刚度，弹簧作用力的方向永远是和机体重心的位移方向相反)及阻尼力(c称为粘滞阻力系数，阻尼力的方向与机体运动速度方向相反)。 在单轴振动系统中，作用在机体质量上的力除了和之外，还有机体的惯性力和（其方向与机体的速度方向相反）、弹簧的作用力，（表示弹簧在方向的刚度），及阻尼力（称为粘滞阻力系数，阻尼力的方向与机体的运动方向相反）。当振动器在作等速圆周运动时，将作用在机体上的各力，按照理论力学中的动静法建立的运动微分方程式为： (4.3) 式中：机体的计算质量 (4.4)式中：。，。根据单轴振动给料机运动微分方程式的全解可知，机体在x和y轴方向的运动是自由振动和强迫振动两个简谐振动相加而成的，事实上，由于有阻尼力存在的缘故，自由振动在机器工作开始后就会逐渐消失，因此，机体的运动就只剩下强迫振动了。所以，只需要讨论公式的特解3：; (4.5)其特解为 (4.6) 13 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）14 5 碎石筛分振动给料机参数计算 (4.7)式中：。系统的自振频率为： (4.8)下面根据图4.2来分析惯性振动给料机的几种工作状态5：1. 低共振状态 ：即若取 ，则机体的振幅。在这种情况下，可以避免给料机的起动和停车时通过共振区，从而能提高弹簧的工作耐久性，同时能减小轴承的压力，延长轴承的寿命，并能减少给料机的能量消耗，但是在这种工作状态下工作的给料机，弹簧的刚度要很大，因此，必然会在地基及机架上出现很大的动力，以致引起建筑物的震振动。所以，必须设法消振，但目前尚无妥善和简单的消振方法。图4.2 振幅和转子角速度的关系曲线2. 共振状态 即。振幅A将变为无限大。但由于阻力的存在，振幅是一个有限的数值。当阻力及给料量改变时，将会引起振幅的较大变化。由于振幅不稳定，这种状态没有得到应用。3. 超共振状态 ，这种状态又分为两种情况：(1) n稍大于，即稍小于。若取，则得。因为，所以给料机起动与停车时要通过共振区。这种状态的其它优缺点与低振状态相同。(2) ，即为远离共振区的超共振状态。此时，。从图可以 16 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）明显地看出：转速愈高，机体的振幅A就愈平稳，即振动给料机的工作就愈稳定。这种工作状态的优点是：弹簧的刚度越小，传给地基及机架的动力就愈小，因而不会引起建筑物的振动。同时，因为不需要很多的弹簧，给料机的构造也简单。目前设计和应用的振动给料机，通常采用这种工作状态。为了减少给料机对地基的动负荷，根据振动隔离理论，只要使强迫振动频率大于自振动频率的五倍即可得到良好的效果，采用这种工作状态的给料机，必须设法消除筛子在起动时，由于通过共振区而产生的共振现象。目前采用的消振方法如前所述。 15 5 碎石筛分振动给料机参数计算5 碎石筛分振动给料机参数计算5.1运动学参数的确定选取和计算振动给料机运动学5振动机械的工作平面通常完成以下各种振动：简谐直线振动、非简谐直线振动、圆周振动和椭圆振动等。依赖上述各种振动，使物料沿工作面移动。当振动机械采用不同的运动学参数（振幅、频率、振动角和倾角）时，便可使物料在工作面上出现下列不同形式的运动：相对运动、正向滑动、反向滑动和抛掷运动。1. 抛掷指数由于本次设计的给料机具有筛分功能，与圆振动筛同样都属于单轴振动型，所以在筛分方面可以参考圆振动筛的参数。圆振动筛一般取=35，直线振动筛宜取=2.54；。难筛物料取大值，易筛物料取小值。筛孔小时取大值，筛孔大是取小值。本次设计参考圆振动筛，选取。2. 振动强度K 振动强度K的选择。主要受材料强度及其构件刚度等的限制，目前的机械水平K值一般在38的范围内，为了同时达到筛分与给料作用，本次设计选择K=4。3. 筛面倾角对于单轴振动筛的倾角为：作预先分级用 作最终分级用 对于圆振动筛一般取，振幅大时取小值，振幅小时取大值。本次设计的振动式给料机具有筛分作用，与圆振动筛同样都属于单轴振动型，所以在筛分方面可以参考圆振动筛的参数，故选取。4. 给料槽的振幅给料槽振幅；是设计给料机的重要参数，其值必须适宜，以保证物料充分分层，减少堵塞，以利透筛。通常取=36mm，其中筛孔大者取大值，筛孔小者取小值。本次设计选取=5mm。5. 给料槽的振动频率按照和所确定的A值可以求解出频率n。 16 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） (5.1)6. 振动强度校核实际振动强度K按照下式计算： (5.2) 在本设计中，所以符合振动强度要求。给料槽的实际强度：=3.77 ；即给料槽的振幅、频率和抛 掷指数分别为：A=5；n=823 ；=4。7. 物料的运动速度惯性振动给料机的物料运动速度计算： (5.3)式中：取修正系数0.1。V =0.033m/s 5.2工艺参数的确定选取设计振动给料机工艺参数6：振动给料机的工艺参数包括筛面的长度和宽度、筛分效率。1. 筛面的长度和宽度由公式：Fq式中：Q处理量，根据以上参数的选择，根据文献6可得Q=375t/h F筛面的工作面积 q单位面积处理量, 根据以上参数的选择，根据文献6q=50则可得出F=7.5,选取筛面长度L=4.8m，所以B=F/L=7.5/4.8=1.56m。2. 筛分效率在筛分作业中，筛分效率是衡量筛分过程的质量指标。筛分效率是指筛下产物重量与原料中筛下级别(筛下级别是指原料中所含粒度小于筛孔尺寸的物料)重量的比值。筛分效率一般以百分数表示。筛分效率可按下式计算： (5.4) 17式中 原料中筛下产物含量的百分数； 筛上产物中筛下级别含量的百分数；将原料和筛上产物进行精确的筛分，根据筛分结果即可算出筛下级别含量及。筛分所用筛面的筛孔尺寸和形状，应与测定筛分效率所用的筛子相同。筛分机械的筛分效率与物料的粒度特性、物科的湿度、筛孔形状、筛面倾角、筛面长度、筛面的运动特性及生产率等因素有关。不同用途的筛分机械对筛分效率有不同的要求。总结可得下表：表5.1 碎石筛分振动给料机的运动学参数和工艺参数名称数值名称数值筛面长度4.8m筛面宽度1.56m振动强度3.77抛掷指数4筛面倾角20振动方向角机体振幅5mm筛子频率823rmp处理量375t/h物料运动速度0.033m/s5.3动力学参数振动器偏心质量及偏心距的确定5：工作时，弹簧刚度小，故振幅计算式中值可以略。对于单轴振动给料机： (5.5)式中M振动机体质量，M=883.48kg；m偏心块质量；A筛箱振幅，A=5mm；r偏心距，r=24mm。负号表示重心在振动中心的两个不同方向上。由式(5.5)得，m=91kg5.4电动机的选择5.4.1电动机功率计算惯性振动给料机的功率消耗主要是由振动器为克服槽体的运动阻力而消耗的功率和克服轴在轴承中的摩擦力而消耗的功率来确定21。电机的功率为：18 KW (5.6)式中：. 。，这里对于滚子轴承选取 。=14.7KW由上式可求N=14.7KW5.4.2选择电机根据所得电机功率N=14.7KW，查阅文献19选择传动电机型号为，其额定功率为，n。5.4.3电机的启动条件的校核惯性振动给料机起动时，电动机需克服偏心质量的静力矩和摩擦力矩，起动后由于惯性作用，功率消耗较少，因而需选用高起动转矩的电动机。因此，按公式计算的功率，必须按起动条件校核19： (5.7)式中: 电机的移动转矩； 电机的额定转矩； 振动筛偏心重量的静力矩与轴承的摩擦静力矩之和 =9550=9550=98.1 Nm (5.8)= (5.9)式中： 速比 起动力矩系数，取=2.1 =1.73 (5.10) 19因此有=1.732.1=3.63 (5.11) = (5.12)式中为偏心质量的静力矩与轴承的摩擦力矩之和 = + (5.13)式中为振动器上轴承的摩擦力矩 =2M (5.14)=0.002910.058=2.27Nm (5.15)式中 (5.16)将值带入公式(5-14)得 =22.27=4.54 Nm 为静力矩 =910.0249.8=51.72 Nm (5.17)将与值带入公式(5.13)得=4.54+51.72=56.26 Nm将值带入公式(5.12)得=34.23Nm=0.349由于=3.63,所以满足 ,电机起动校核合格。 表5.2 电动机性能型 号转速 功率 20 6 主要零件图的设计与计算216 主要零件的设计