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一、課題的目的、意義、國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展方向
1、目的
該振動篩的篩分物料為球磨機產(chǎn)品。該產(chǎn)品的大小不是很平均，為了做出更符合要求的物料就需要用振動篩來將球磨機產(chǎn)品進一步細分，將不符合要求的物料從新用球磨機磨小。經(jīng)過這樣的反復處理最終將物料全部做成符合要求的產(chǎn)品[1]。
2、意義
礦山機械產(chǎn)品屬于小批量、多品種、使用面廣的機械設備，按用途可分為采掘設備、提升設備、礦用車輛、破碎粉磨設備、篩分設備、洗選設備及焙燒設備等七大類[2] 。礦山機械為重機裝備，是為基礎原材料工業(yè)服務的，是我國機械工業(yè)中的一個重要分支。長期以來，礦山機械在開發(fā)我國礦業(yè)資源、促進礦業(yè)經(jīng)濟發(fā)展、實現(xiàn)礦山生產(chǎn)現(xiàn)代化的進程中起著十分重要、不可替代的支撐作用。而礦業(yè)資源的開發(fā)、利用主要是通過礦山機械來實現(xiàn)、完成的。因此，礦山機械的先進性與現(xiàn)代化，在一定程度上反映了一個國家的工業(yè)化水平?？梢?，礦山機械對于國民經(jīng)濟的發(fā)展有著特別重要的地位和作用[3] 。篩分設備在礦山機械中占有重要地位，它的發(fā)展不僅僅代表著中國礦山機械的發(fā)展，它還代表著中國國力的增強，著一個國家的基礎工業(yè)的實力和工業(yè)科技水平[4]。
3、國內(nèi)外現(xiàn)狀
目前國內(nèi)篩機產(chǎn)品種類有圓振動篩、直線振動篩、橢圓振動篩、高頻振動篩、弧形篩、等厚篩、概率篩、冷礦篩、熱礦篩、節(jié)肢篩等，旋振篩和各種振動給料機械，多達50多個系列近1000種規(guī)格，產(chǎn)品已在冶金、礦山、煤炭、輕工等許多行業(yè)得到廣泛的應用，基本上滿足了國內(nèi)國民經(jīng)濟建設的需要[5]。據(jù)2002年行業(yè)調(diào)查了解，全國篩分機械制造企業(yè)已多達300余家，從所有制來看，除國營、集體、股份制外，還有外資和合資企業(yè)，特別是股份制、民營企業(yè)發(fā)展很快。全國篩分機械市場年產(chǎn)值約為5億元左右，今年又有大的增長，年產(chǎn)值超過1500萬元以上的企業(yè)有10余家[6] 。由于我國東部經(jīng)濟發(fā)展較快，篩分機械制造企業(yè)也主要分布在東北、華北、華東和中南地區(qū)，尤其是鞍山新鄉(xiāng)地區(qū)，這兩個地區(qū)的篩分機械產(chǎn)值約占全國總產(chǎn)值的50％左右，可是在西部地區(qū)，還沒有一家像樣的篩分設備制造企業(yè)。我國篩分設備制造企業(yè)雖然很多，但是真正具備實力的很少。目前全國具有獨立研究開發(fā)新產(chǎn)品能力的企業(yè)不多，大約有3～4家，每年能創(chuàng)新開發(fā)幾個新產(chǎn)品，而大多數(shù)企業(yè)仍是生產(chǎn)常規(guī)較為陳舊的產(chǎn)品。在產(chǎn)品設計和制造水平上，全國大約只有4～5家企業(yè)的機械裝備和工藝水平真正具備制造較大篩分機械的能力[7]。德國申克和K H D公司是國際著名的篩分機械制造企業(yè)，他們的新產(chǎn)品開發(fā)是和工程設計同時進行的：首先要對被篩物料的物理、化學性質(zhì)以及在工藝流程中所需達到的要求進行分析，選擇合理的技術參數(shù)、進行模擬樣機試制、進行必要的設計計算、工作圖設計、產(chǎn)品試制、檢驗、服務、工藝試驗、跟蹤服務、產(chǎn)品改進設計、定型等一系列程序，最后實現(xiàn)交鑰匙工程[8]。
4、發(fā)展方向
(1)深入研究新的篩分理論和技術
2002年，中國礦大機械廠為解決大型振動篩強度問題，提出了超靜定網(wǎng)梁結(jié)構理論并使用成功，獲得國家專利。最近，新鄉(xiāng)威猛集團將12臺2m×3m的節(jié)肢篩組合在一起，形成了目前國內(nèi)最大的7.2m振動篩，用于選煤系統(tǒng)的分級和脫水、脫介，效果很好。同樣，中國科技大學為鐵法礦務局曉青礦研制了篩框不動、篩網(wǎng)振動的大型振動篩 [9]。
(2)引入現(xiàn)代化設計手段，采用新材料、新技術、新工藝
對現(xiàn)有的篩分機械進行運動分析和結(jié)構改進，引入現(xiàn)代化設計手段，采用優(yōu)化設計，計算機輔助設計，用計算機對篩分結(jié)構強度進行計算，提高設計的可靠性；建立振動篩試驗臺，對篩機產(chǎn)品進行檢測。全面推廣使用新材料、新技術新工藝。對振動機械用的鋼材、軸承、彈簧、篩網(wǎng)進行專門研究，篩面應從金屬篩網(wǎng)向非金屬篩網(wǎng)發(fā)展，應用橡膠篩板、聚氨酯篩網(wǎng)、彈性桿篩面；支承元件應采用橡膠彈簧和復合彈簧；推廣環(huán)槽鉚釘和高強度螺栓聯(lián)接[10]。
(3)向標準化、系列化、通用化發(fā)展
提高三化水平，這是便于設計、組織專業(yè)生產(chǎn)和保證質(zhì)量的途徑。有些零部件如標準化、通用化了，組織專業(yè)化生產(chǎn)，可大大降低成本，提高企業(yè)效益。4.5強化篩機技術參數(shù)根據(jù)不同用途研制新篩機。發(fā)展大型、重型、超重型篩分設備，篩機振動篩強度可達5.4以上，篩分面積向27m2以上發(fā)展(德國一家篩子技術公司曾生產(chǎn)5m×llm、篩分面積達55m的篩機)，提高篩機的處理能力和承載能力[11]。
(4)不斷擴大篩機應用領域
根據(jù)不同用途，研制出各種不同型式的篩機，目前，國內(nèi)對于細和超細物料的分級，含水分7％-13％粘性物料的分級還存在問題。重機網(wǎng)曾聯(lián)系國內(nèi)外需要100目以下，生產(chǎn)能力為15t/h的細篩，國內(nèi)就沒廠家能接，我們應發(fā)展特殊用途篩分設備，滿足國民經(jīng)濟建設發(fā)展的需要，并擔當對外出口的任務[12]。
二、課題主要研究內(nèi)容
1、振動篩分的基本原理
直線振動篩(直線篩)工作原理：振動篩工作時，兩電機同步反向放置使激振器產(chǎn)生反向激振力，迫使篩體帶動篩網(wǎng)做縱向運動，使其上的物料受激振力而周期性向前拋出一個射程，從而完成物料篩分作業(yè)[13]。
2、振動篩總體方案的比較與確定
經(jīng)過仔細的研究后選擇下列性能參數(shù)的方案：篩面尺寸1000X2000，篩面層數(shù)1，網(wǎng)孔尺寸2-200，產(chǎn)量21t/h，能耗0.74kw，振幅2mm。
3、主要零件選擇方案的比較與確定
主要螺栓、防撞擊墊片等均采用國家標準，以減少制作成本。
三、主要問題及解決方案
1、振動篩降噪措施
緊固振動篩上的所有部件，特別是需要經(jīng)常更換的篩板，避免由于個別部件的松動而產(chǎn)生的額外振動；將沖孔鋼篩板更換為彈性模量小、沖擊噪聲低的聚氨酯篩板或者橡膠篩板；在篩箱的側(cè)板、入料給料口、排料口和接料底盤內(nèi)加貼橡膠板，這樣可以有效地抑制側(cè)板的高頻振動，減少輻射噪聲；采用柔性輻板齒輪來代替鋼齒輪，即在齒輪的輻板上利用橡膠彈性體傳遞扭矩，吸收齒輪嚙入、嚙出所造成的振動；用橡膠彈簧替代鋼制彈簧，以減少沖擊；在激振器的體外加裝軟式隔聲罩；對軸承的內(nèi)外套之間加以阻尼處理，軸承的滾動體可以制作成空心滾動體或者在空心滾動體的內(nèi)部加入阻尼材料，這樣能夠減小軸承的振動和降低軸承的噪聲[14]。
2、常見故障及處理措施
(1)篩分時篩子不下料或下料不暢
一是給煤溜槽與篩面之間有落差太小，應是其落差在400~500mm之間。二是新更換或新安裝的振動篩實際處理量達不到理論設計時的處理量，即無法滿足生產(chǎn)要求，這時應提高篩子角度、加大激振力，如果還無法滿足要求，就需要對篩面進行改造：將入料端的篩孔加大。還要注意的一點是給料槽寬度要適中，如果過窄，物料則不能均勻地分布于篩面的寬度方向上，篩子的篩分面積也不能合理有效利用，篩分效果將會受到影響[15]。
(2)篩框斷裂根
據(jù)斷裂力學的原理，篩框顫抖容易發(fā)生斷裂，所以解決該問題的最佳辦法就是加厚側(cè)板，或者對激振器附近的側(cè)板局部增加附板以增強整個篩體的剛性，這樣篩框就不容易發(fā)顫和斷裂了[16]。
(3)軸承過熱
第一種最常見的原因是由于軸承徑向游隙太小。由于振動篩上的軸承承載的負荷較大，頻率較高，且載荷一直是變動的，所以軸承必須采用大游隙。如果使用的是普通游隙的軸承，就必須將軸承外圈再次磨削，使之成為大游隙。再者就是軸承壓蓋頂?shù)锰o，也會造成這種現(xiàn)象。壓蓋與軸承外圍之間必須有一定間隙，以保證軸承正常的散熱和一定的軸向串動。該間隙可以通過端蓋和軸承座之間的密封墊來進行調(diào)整[17]。
3、篩分的分級(根據(jù)篩分的目的)
(1)獨立篩分
其目的是得到適合于用戶要求的最終產(chǎn)品。例如，在黑色冶金工業(yè)中，常把含鐵較高的富鐵礦篩分成不同的粒級，合格的大塊鐵礦石進入高爐冶煉，粉礦則經(jīng)團礦或燒結(jié)制塊入爐[18]。
(2)輔助篩分
這種篩分主要用在選礦廠的破碎作業(yè)中，對破碎作業(yè)起輔助作用。一般又有預先篩分和檢查篩分之別。預先篩分是指礦石進入破碎機前進行的篩分，用篩子從礦石中分出對于該破碎機而言已經(jīng)是合格的部分，如粗碎機前安裝的格條篩，篩分其篩下產(chǎn)品。這樣就可以減少進入破碎機的礦石量，可提高破碎機的產(chǎn)量。
(3)準備篩分
其目的是為下一作業(yè)做準備。如重選廠在跳汰前要把物料進行篩分分級，把粗、中、細不同的產(chǎn)物進行分級淘汰[19]。
(4)選擇篩分
如果物料中有用成分在各個粒級的分布差別很大，則可以經(jīng)篩分分級得到質(zhì)量不同的粒級，把低質(zhì)量的粒級篩除，從而相應提高了物料的品位，有時又把這種篩分叫篩選。
(5)脫水篩分
篩分的目的是脫除物料的水分，一般在洗煤廠比較常見。此外，物料含水含泥較高時，也用篩分進行脫泥[20]。
四、日程安排
第4周：查找畢業(yè)設計資料及外文翻譯資料并綜述
第5周：外文翻譯
第6周：完成開題報告
第7周：總體方案設計
第8周：運動學與動力學參數(shù)的選擇與計算
第9～10周：裝配圖設計
第11周：完成裝配圖
第12～13周：零部件設計與修改
第14～15周：撰寫并完善畢業(yè)設計說明書
第16周：準備答辯
第17周：答辯
五、參考文獻：
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