圆振动筛设计开题报告

本科毕业设计（论文）开题报告

课题名称：圆振动筛设计

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1.1,课题背景

1，随着我国社会主义建设事业的发展，筛分机械的需求量日益增长，对产品的质量的要求也越来越高。在这种市场需求的促使下，针对筛分机械及筛分技术有大量的研究工作正在进行着。2002年，中国矿大机械厂为解决大型振动筛强度问题，提出了超静定网梁结构理论并使用成功，获得国家专利。中国科技大学为铁法矿务局晓青矿研制了筛框不动、筛网振动的大型振动筛。目前，国内对于细和超细物料的分级，含水分7％-13％粘性物料的分级还存在问题。重机网曾联系国内外需要100目以下，生产能力为15t/h 的细筛，国内就没厂家能接。基于以上内容，我的本次毕业设计选择了自行式一次冷烧结矿圆运动振动筛的课题。

2，圆振动筛是一种做圆形振动、多层数、高效新型振动筛。圆振动筛（震动筛）结构：主要由筛箱、激振器、悬挂（或支承）装置及电动机等组成。电动机经三角皮带，带动激振器主轴回转，由于激振器上不平衡重物的离心惯性力作用，使筛箱获振动。改变激振器偏心重，可获得不同振幅。

圆振动筛性能特点：

1）圆振动筛采用筒体式偏心轴激振器及偏块调节振幅，使用维修方便。2）圆振动筛采用弹簧钢编织筛网或冲孔筛板，使用寿命长，不易堵孔。3）圆振动筛采用橡胶隔振弹簧，寿命长、噪声小、过共振区平稳等。

但圆振动筛和其他类型振动筛一样都存在振动筛的普遍缺点：

1）质心定位不准确。由于在设计过程中，很多计算在一开始是估计值，而且计算繁琐，通过人工计算很容易出现质心定位不准确的问题，而对振动筛而言，质心的准确与否是至关重要的。

2）箱体强度。振动筛在工作过程中主要受到的是冲击载荷，所以在对箱体的抗冲击载，韧性，强度要求都很高。

3）弹簧。在振动过程中，弹簧是很重要的，与激振器共同完成振动，所以对弹簧要求较高，同时为了能够产生平稳的振动，使箱体两头受到的力对称，弹簧的位置及数量都很重要。

4）激振器。振动过程中产生大量的热，冷却问题需要解决。激振器中的连接装置很重要，在保持振动的同时要求能够有很好的传播力，一般用十字万

向联轴器，但是由于其中有小轴承，在长时间的振动冲击载荷下，很容易损坏，所以考虑新型的特代联轴器。

3，筛分机械设计中要解决的问题：

1）振动筛筛面上物料的运动分析；

2）运动学参数的选择与工艺参数的计算；

3）惯性振动筛的动力学分析及动力学参数的计算；

4）惯性振动筛的技术设计及施工设计；

1.2 ,筛分技术及筛分机械国内外发展现状。

1.2.1筛分机的分类

筛分是利用多孔工作面将颗粒大小不同的混合物进行分级的作业。利用筛粉可以把物料加工成成品(独立的筛分)；也可以为下道工序作准备(预备筛分)；可以为破碎作业服务(辅助筛分)；也可以脱水、脱泥、脱介。筛分机械的种类很多。

振动筛是利用振子激振所产生的复旋型振动而工作的。振子的上旋转重锤使筛面产生平面回旋振动，而下旋转重锤则使筛面产生锥面回转振动，其联合作用的效果则使筛面产生复旋型振动。其振动轨迹是一复杂的空间曲线。该曲线在水平面投影为一圆形，而在垂直面上的投影为一椭圆形。调节上、下旋转重锤的激振力，可以改变振幅。而调节上、下重锤的空间相位角，则可以改变筛面运动轨迹的曲线形状并改变筛面上物料的运动轨迹。

振动筛的主要种类：主要分为直线振动筛、圆振动筛、旋振筛、激振式振动筛

直线振动筛

振动筛工作时，两电机同步反向放置使激振器产生反向激振力，迫使筛体带动筛网做纵向运动，使其表面的物料受激振力而周期性向前抛出一个射程，从而完成物料筛分作业。直线振动筛（直线筛）具有稳定可靠、消耗少、噪音低、寿命长、振型稳、筛分效率高等优点，是一种高效新型的筛分设备，广泛用于矿山、煤炭、冶炼、建材、耐火材料、轻工、化工等行业。

圆振动筛

圆振动筛(圆振筛)做圆形运动，是一种多层数、高效新型振动筛。圆振动筛采用筒

体式偏心轴激振器及偏块调节振幅，物料筛淌线长，筛分规格多，具有结构可靠、激振力强、筛分效率高、振动噪音小、坚固耐用、维修方便、使用安全等特点，圆振筛广泛应用于矿山、建材、交通、能源、化工等行业的产品分级。圆振动筛主要有筛箱、筛网、振动器、减振弹簧装置、底架等组成。振动器在筛箱侧板上，一并有电动机通过联轴器或皮带带动旋转，产生离心惯性力，迫使筛箱振动。筛网是主要易损件。根据物料产品和用户要求，可采用高锰钢编织筛网、冲孔筛板和橡胶筛板，筛板有单层和双层两种，各类筛板均能满足筛分效果的不同要求。该系列圆振动筛为座式安装。筛面倾角的调整可通过改变弹簧支座位置高度来实现。

1.2.2，国内筛分技术的发展。

目前国内筛机产品种类有圆振动筛、直线振动筛、椭圆振动筛、高频振动筛、弧形筛、等厚筛、概率筛、冷矿筛、热矿筛、节肢筛等，旋振筛和各种振动给料机械，多达50多个系列近1000种规格，产品已在冶金、矿山、煤炭、轻工等许多行业得到广泛的应用，基本上满足了国内国民经济建设的需要。据2002年行业调查了解，全国筛分机械制造企业已多达300余家，从所有制来看，除国营、集体、股份制外，还有外资和合资企业，特别是股份制、民营企业发展很快。全国筛分机械市场年产值约为5亿元左右，今年又有大的增长，年产值超过1500万元以上的企业有10余家。由于我国东部经济发展较快，筛分机械制造企业也主要分布在东北、华北、华东和中南地区，尤其是鞍山新乡地区，这两个地区的筛分机械产值约占全国总产值的50％左右，可是在西部地区，还没有一家像样的筛分设备制造企业。我国筛分设备制造企业虽然很多，但是真正具备实力的很少。目前全国具有独立研究开发新产品能力的企业不多，大约有3～4家，每年能创新开发几个新产品，而大多数企业仍是生产常规较为陈旧的产品。在产品设计和制造水平上，全国大约只有4～5家企业的机械装备和工艺水平真正具备制造较大筛分机械的能力。

在烧结矿筛分方面，使用大型筛分机较多，SZR3175热矿筛18.7m2，处理量达600t/h，重量15.9t；ZSL3080冷矿筛27m2，处理量达350t/h，筛分效率达85%，机重为45t。

国内在大型筛分机方面还有一些创新，中国矿大机电设备制造有限公司

的CWS3660超静定网梁激振的大型振动筛，面积为21.6m2，脱水脱介处理达100t/h，机重为19.5t，它通过多组振动器的组合，满足了大型振动筛的大激振力的要求，网梁包容体构成了大截面几何体的激振元，提高了筛体的稳定性和整体度。QLS30120强力筛，面积约30m2的低频大振幅振动筛，13mm 煤炭分级，处理量达500t/h，机重26t，它成功地把大型振动筛参振质量化大为小，分段组合。

目前我国大型筛分机存在的问题：(1)大型筛分机的结构强度仍是一个值得重视的问题。我们希望筛子的寿命能达到3～5年，目前大都是1～2年；(2)大型筛分机的另一个值得研究的问题是减轻机器的重量，确定筛面的合理长度，即大型筛分机的优化轻型结构；(3)提高大型筛分机的制造精度，从而提高大型筛分机的制造质量，延长大型筛分机的使用寿命。

1.2.3，国外发展状况介绍。

德国申克公司(SCHENCK)制造了处理能力达1200t/h，烧结矿温度高达1000℃的热矿振动筛，其宽度为4m，长度为7.3m，重量达50t。更换一台筛子只需4min。申克公司制的脱水筛的宽度达4.5m。

日本和美国的大型圆振动筛，采用双偏轴激振，用同步皮带传动，应用情况比较好。近几年美国举行的矿山建材设备展览会上展出了一些筛分机，其中有一部分是三轴振动筛，仔细分析，有的是椭圆筛，有的是圆振动筛，这些筛分机其宽度都是在２ｍ以上的大型筛分机。DRK 公司研制成三路分配器给料，一台高速电机驱动。日本东海株式会社和 RXR 公司等合作研制了垂直料流筛，把旋转运动和旋回运动结合起来，对细料一次分级特别有效。英国为解决从湿原煤中筛出细粒末煤，研制成功旋流概率筛。前苏联研制了一种多用途兼有共振筛和直线振动筛优点的自同步直线振动筛。

1.2.4，筛分机械的发展现状与展望

筛分机械的应用现状

基于振动筛的三种不同的运动轨迹，采用不同的筛分方法，并针对国民经济中各行业的特殊需要。形成了各种形式的筛分机械，并使其在工业部门得到广泛的应用。

在冶金工业部门，选矿厂普遍采用圆振动筛对矿石进行预先筛分和检查

筛分；用振动细筛对磨矿机的产品进行分级以提高精矿品位；针对烧结厂热烧结矿和冷烧结矿分级的要求，采用直线运动轨迹和二次隔振原理，形成了热矿筛和冷矿筛；另外采用直线筛对焦碳进行筛分，取代了原始的滚轴筛。筛分机械的发展方向

在煤炭工业部门，煤的分级在不同的场合分别采用圆振动筛、利用概率筛分法的概率筛和等厚筛分法的等厚筛；并用直线振动筛作为精煤和末煤的脱水、脱介；针对6mm以下含水7%——14%的潮湿细煤粒的分级先后出现了琴弦筛、旋转概率筛、滚动筛以解决堵孔问题和提高筛分效率；另外将弧形筛和直线结合在一起，形成弧行高频细筛来解决脱水问题。

在水利电力部门，火电厂对煤的预先筛分是通过圆振动筛或等厚筛来实现的；利用直线筛解决其煤炭的处理，在水电站的建设工作中如三峡工程需要各种大型筛机对沙石进行分级。

在交通工业部门，针对铁路石渣的清沙和初泥，采用概率等厚原理的概率等厚筛效果很好；用热石筛可对沥青混凝土的石头分级，在高速公路建设中起着重要作用。

在化工部门，对于化工原料和产品的筛分，化肥和复合肥分级，振网筛和化肥筛的关键设备。

此外，针对环卫部门的垃圾处理，水煤浆在电厂的应用又出现了新型的筛机——弛张筛和水煤浆。

工业的发展对筛分机械的品种和质量要求愈来愈高，从而使筛分机械的发展提高到了一个新的的阶段。综合国内外筛分机械状况，筛分机械向以下几个方向发展:

1）向大型化发展

工业的现代化进程促使企业规模增大，生产能力大大提高，如从前我国选煤厂生产200——300万t/a就是大的，而现在需要1200万t/a选煤厂，跳汰机达5.5m宽，需要大型筛分机与之配套。德国KHD公司生产的USK筛分机已达4500mm*6000mm筛面达27 。同是德国的筛子技术公司生产有5500mm*11000的筛机，面积达60.5 。

2）向标准化、系列化、通用化发展

这是便于设计，组织专业化生产、保证质量和降低成本的途径。德国KHD 的公司的USL、USK筛机的宽度以200mm为一档，长度以750mm为一档组成了两个系列的45种规格产品。其筛网、横梁、传动轴、进料板、出料板均实现标准化、通用化、振动器也只有三种。同时德国的申克公司冷热烧结矿筛和等厚筛只通用两种振动器，可见三化程度之高。

3）振动强度增大

筛机的振动过程逐渐强化，即提高筛机的振动参数，以取得较大的速度和加速度，从而提高生产能力和筛分效率，如日本，德国的筛机所采用的振次为980r/min，振动强度为(4.5-7)g。圆筛倾角达。

4）应用自同步技术

采用双电机自同步技术以代替齿轮强迫同步，降低噪音，简化结构。5）向重型超重型筛发展

大的矿业工程需要处理大块物料，法国索梅斯塔公司生产的振动棒可处理直径达1m以上的大块物料

1.3，振动筛设计的设计步骤。

设计振动筛时，首先须如下述资料：物料的处理量，物料的物理性质和粒度组成，筛分的方式（脱水﹑脱介﹑分级）和分级的粒度，其他特殊要求（准许占地面积﹑准许安装高度﹑准许动负荷等）。然后按以下步骤设计：1)根据机器的用途选定采用单轴振动筛或双轴振动筛 (单轴 ) 。分级一般

用单轴振动筛，脱水脱介一般用双轴振动筛。

2)根据给定的生产率，要求筛分效率和物料的筛分特性，计算出需要的筛

分面积（2.7*6.62m）,分配筛面的长度和宽度。

3)按物料的跳动状态选定抛射强度KV值，然后选择计算振f，振动次数n，

筛面倾角a和物料运动速度等工艺参数，并演算生产率。

4)估计振动筛的重量，中小型振动筛：0.5吨/平方米筛面。然后计算振动

器的偏心质量并分配之。

5)根据技术先进性，经济合理性和使用可靠性的要求，选择筛框、筛面、

振动器、传动装置的结构。初算轴承、轴及传动装置的零件强度和电动机的功率，画出零件初装图的零件图。

6)精确计算筛框、振动器的重量和重心。精确校核振动器的偏心质量。精

确计算轴承、轴及传动装置的零件强度和电机功率。

7)计算隔振弹簧的强度，然后按最恶劣的工作条件选择弹簧的许用应力来

计算弹簧。

8)布置筛箱、振动器和隔振弹簧的相应位置。单轴振动器的振动器旋转轴

的中心一般通过筛箱的重心，这样可以使激振力的作用线通过筛箱重心，从而使筛箱的各点的运动轨迹接近相同。隔振弹簧应等距离布置在总重心两边，但不可太靠近两端，以减小侧板压力。

9)画出总图。

四，进度安排

1-4周：搜集熟悉资料及总体方案确定，撰写开题报告。

5-8周：理论计算，总装配图。

9-10周：总装配图，部件图，中期考核报告。

11-15周：部件图，零件图，撰写计算说明书。

16-17周：完善设计，准备答辩。

五，参考文献

1，温珍东等圆振动筛激振器密封的改进矿山机械 2000，12；

2，孙海波等振动筛激振器部件的CAD研究矿山机械 2000,10；

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4，闻邦椿等振动机械理论与动态设计方法 [M] 北京:机械工业出版社,2001；

5，曹丰声电机振动给料机的设计 [J] 矿山机械,1991,19；

6，罗贤海自激振动筛的构思景德镇陶瓷学院学报 1995,16；

7，叶恒慷物料振动筛分过程分析及高效筛分途径 [J] 矿山机械,1993,21；

8，韩晓娟机械设计课程设计北京：机械工业出版社，2008,8；

9，机械设计手册编委会机械设计手册第一卷北京：机械工业出版

社，2004；

10，机械设计手册编委会机械设计手册第二册北京：机械工业出版社，2004；

11，机械设计手册编委会机械设计手册第三册北京：机械工业出版社，2004；