2YAH1548型圆振动筛设计摘要目前我国各种选煤厂使用的设备中,振动筛是问题较多、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。
本次设计的振动筛为2YAH1548型圆振动筛，该系列振动筛主要用于煤炭行业中物料分级、脱水、脱泥、脱介等作业。
其工作可靠，筛分效率高，但设备自身较重。
设计分析论述了设计方案，包括振动筛的分类与特点和设计方案的确定；对物料的运动分析，对振动筛的动力学分析及动力学参数的计算，合理设计振动筛的结构尺寸；进行了激振器的偏心块等设计与计算，包括原始的设计参数，电动机的设计与校核；进行了主要零部件的设计与计算，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、润滑及密封的设计，最后进行了振动筛的环保以及经济分析。
关键词：振动筛；激振器；圆振动筛Abstract目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................... I I 1 绪论 (1)1.1前言 (1)1.2背景 (1)1.2.1振动筛的发展概况 (1)1.2.2我国振动筛的发展概况 (1)1.3振动筛的分类 (1)1.4筛分机械发展方向 (1)2振动筛筛面物料运动理论 (1)2.1筛上物料的运动分析 (1)2.2正向滑动 (3)2.3反向滑动 (4)2.4跳动条件的确定 (4)2.5物料颗粒跳动平均运动速度 (5)3.振动筛的工作原理及结构组成 (6)3.1圆振动筛的工作原理 (6)3.2振动筛基本结构 (7)3.2.1筛箱 (7)3.2.2激振器 (7)3.2.3支承装置和隔振装置 (7)3.2.4 传动装置 (7)4.振动筛动力学基本理论 (7)5.振动筛参数计算 (11)5.1运动学参数的确定 (11)5.2振动筛工艺参数的确定 (13)5.3动力学参数 (14)5.4电动机的选择 (14)5.4.1电动机功率计算 (14)5.4.2选择电机 (15)5.4.3电机的启动条件的校核 (15)6主要零件的设计与计算 (16)6.1轴承的选择与计算 (16)6.1.1轴承的选择 (16)6.1.2轴承的寿命计算 (17)6.2皮带的设计 (17)6.2.1选取皮带的型号 (18)6.2.2传动比 (18)6.2.3带轮的基准直径 (18)6.2.4带速 (18)6.2.5确定轴间距和带的基准长度 (18)6.3轴的设计 (20)6.3.1轴的设计特点 (20)6.3.2轴的常用材料 (20)6.3.3轴的强度验算 (20)6.4支承弹簧设计验算 (23)7振动筛的安装维护及润滑 (27)7.1振动筛的安装及调试 (30)7.1.1安装前的准备 (30)7.1.2安装 (30)7.1.3试运转 (30)7.2操作要点 (31)7.3维护与检修 (28)7.3.1维护 (31)7.3.2常见故障处理 (29)7.4振动筛的轴承润滑的改进 (29)7.4.1措施 (29)7.4.2效果 (30)8 设备的环保、可靠性和经济评价 (31)8.1 设备的环保 (31)8.2 设备的可靠性 (31)8.2.1可靠度的计算 (31)8.2.2可靠度的计算 (31)8.3设备的经济评价 (32)8.3.1投资回收期 (32)8.3.2设备合理的更新期 (33)结束语 (34)致谢 (34)参考文献 (39)附录 (40)1 绪论1.1前言从井下或露天采矿开采出来的或经过破碎的物料，是以各种大小不同的颗粒混合在一起的。
在选矿厂、选煤厂和其它的工业部门中，物料在使用或进一步处理前，常常需要分成粒度相近的几种级别。
物料通过筛面的过孔分级称为筛分。
筛分所用的机械称为筛分机械。
1.2背景1.2.1振动筛的发展概况1.2.2我国振动筛的发展概况目前我国各种选煤厂使用的设备中,振动筛是问题较多、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。
1.3振动筛的分类惯性振动筛是靠固定在其中部的带偏心块的惯性振动器驱动而使筛箱产生振动。
惯性振动筛按振动器的形式可分为单轴振动筛和双轴振动筛。
1.4筛分机械发展方向2振动筛筛面物料运动理论2.1筛上物料的运动分析由文献[1]可知关于筛上物料的分析，如图2.1所示：图2.1 圆振动筛上物料运动振动筛运动学参数（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振动筛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。
圆振动筛的筛面做圆运动或近似于圆运动的振动筛，筛面的位移方程式可用下式来表示：ωϕϕcos cos )180cos(A A A x -=-=-︒=t （2-1） ωϕϕsin sin )180sin(A A A y ==-︒=t （2-2） 式中: A ——振幅;ϕ——轴之回转相角，ϕ=ωt;ω ——轴之回转角速度；t ——时间。
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方向上的速度和加速度：ωωsin A v X =t （2-3）ωωcos A v y =t （2-4）ωωcos 2A a X =t （2-5）ωωsin 2A a y -=t （2-6）由运动特征，来研究筛子上物料的运动学。
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m 的物料颗粒动力平衡条件：对质量为m 的颗粒受力分析（如图2-1）：1、物料颗粒重力：G mg = （2-7）2、筛面对颗粒的反作用力，由2cos sin y N mg ma mA t αωω-==-可以得到：2cos sin N mg mA t αωω=- （2-8） 式中α为筛面倾角3、筛面对物料颗粒的极限摩擦力为：2(c o s s i n )F f N f m g m A t αωω==-（2-9）式中f 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：c o s x m g F m a α-= （2-10） 将F ，x a 用已知式子（2-9）与（2-5）替代，且f tg μ=（μ为滑动摩擦角）， 简化整理得：2cos()sin()k g A ϕμμαω-+=- （2-11） 式中，k ϕ为正向滑始角。
令cos()k k b ϕμ-=+，则：n = （2-12） 式中d b 称为正向滑动系数。
由上式得知，正向滑动系数1k b <。
当1k b =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：min N += （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min n n +>。
2.3反向滑动临界条件为：sin x mg F ma α+=（2-14） 将F ，x ma 用（2-9）与（2-5）替代，并简化后：2c o s ()s i n ()q q gb A ϕμμαω-=+=（2-15） 式中：q ϕ——反向滑始角q b ——反向滑动系数则可以得到：)n =（2-16） 由上式可以知道，反向滑动条件1q b <。
当1q b =时，可以求得使物料沿着筛面反向滑动的最小转数应该是：m i n )n -=（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min n n ->。
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0N =。
即cos y mg ma α=，或者是2cos sin d g A αωϕ=。
由此可以得到：2c o s c o s1s i n d d vg b A k k ααϕω====（2-18） 式中：d b ——物料跳动系数d ϕ——跳动起始角k ——振动强度，2A k gω= v k —— 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：0n == （2-19） 当1d b <时或者1kv >，则颗粒出现跳动。
当1=d b 或1=V K 时，则可求得物料开始跳动时的最小转数为：βπαs i n c o s 302min 0A g n = （2-20） 为了使物料产生跳动，必须取筛子的转数min 0n n >。
由于目前使用的振动筛采用跳动状态，因此要讨论跳动终止角，跳动角及运动速度。
2.5物料颗粒跳动平均运动速度物料颗粒从振动相角d ϕ起跳，到振动相角b ϕ跳动终止时，沿x 方向的位移为：2sin 21t g t V S d αδ+= =22sin 21δωαωδg V d + （2-21） 式中d V 为物料颗粒起跳时沿x 方向的运动速度：d x d A V V ϕωs i n == （2-22） 由此，则：2)(s i n 21s i nωδαϕδg A S d += （2-23） 同一时间内,筛面位移为： ]cos )[cos(cos cos 3d d d b c A A A db S ϕδϕϕϕ-+=-== （2-24） 物料颗粒在每个循环中,对筛面的位移为：C S S b b x S -===δ43 =221sin sin [cos()cos ]2d d d g A A αϕδδϕδϕω+-+- （2-25）当筛子在近似于第一临界转数下工作时,即︒≈360δ，则上式中方括号内的数值接近于零。
故得到：221s i n s i n2d g S A αϕδδω=+ （2-26） 物料跳动平均速度：]).(sin 21sin [602ωδαϕg A Sn V d +== （2-27） 当︒≈360δ时,则d d tg ϕϕ≈sin ,0sin ≈δ,0cos 1≈-δ,因此, 式（2-40）可以化简为：δϕϕ2s i n≈≈d d tg （2-28） 或者化简为：dϕδs i n 2= （2-29） 由式（2-42）和式（2-18）,可以将式（2-40）化简为:)1(30αtg k An V v += （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0k ,15.013.00-≈k ,所以：)1(30αtg k An k V v += （2-31）3.振动筛的工作原理及结构组成3.1圆振动筛的工作原理具有圆形轨迹的惯性振动筛为圆振动筛，简称圆振筛。