ZXS直线振动筛的改造和制作

职业技能鉴定高级技师论文

维修钳工论文

论文题目：ZXS直线振动筛的改进和制作

作者：

所在单位：

日期：

目录

摘要 (1)

前言 (1)

一、振动筛的结构改造 (2)

(一)振动筛的轴数 (2)

(二)筛面改造 (3)

(三)筛箱改造 (5)

(四)筛箱支座制作 (6)

(五)支承方式与隔振装置 (6)

(六)生产率 (7)

(七)传动装置 (8)

(八)激振器与电动机的选择 (8)

二、振动筛的安装及调试 (9)

（一）、安装 (3)

（二）、调试 (10)

结论 (11)

参考文献 (12)

ZXS直线振动筛的改造和制作

[摘要]：矿用振动筛分机是基于传统工业技术而发展起来的重要工程机械设备，它的使用对于提高选矿效率及矿产的有效使用率有着至关重要的作用，通过有效的筛分、细化，我们可以对焦炭进行很好的分类，这样有利于提高焦炭的综合利用率及其衍生品的产品质量有着重要的作用。龙钢集团规模不断扩大，设备装配水平不断提高，在生产过程中对原料的要求及利用率都提出了新的、更高的要求。在生产最初阶段对原料的筛分处理不断细化，以便合理的、科学的提高原料的利用率，对生产所产生废旧产品重新筛分。由于料场原直线振动筛是一级筛分不能对焦炭进行逐级筛分使原料达不到最佳的利用，本次主要对直线振动筛的筛箱、筛面进行改造达到对焦炭按颗粒大小进行分级筛分。

关键词：振动筛筛箱改造振动筛筛面改造筛面倾角前言

现状分析

物资总库焦炭料场一台筛分焦炭的直线振动筛，只能把焦炭和焦丁分离，不能有效的分离焦丁和焦沫且在实际生产中每小时产量只有30吨，随着集团公司规模不断扩大，焦炭筛分需求量不断增大，质量要求越来越严格，仅靠现有的直线振动筛来筛分焦炭远远不能满足生产需求。现需用一台每小时筛分量在100吨的直线振动筛来进行对焦炭多级筛分。

改造必要性

由于筛分机长时间使用各部件老化，原设计筛面为单级筛面，在筛分过程中对焦炭不能进行比较细化的筛分，高炉对焦炭的质量要求越来越严格，仅靠现有的直线筛分机来筛分根本达不到产品供给要求和质量要求，同时单级筛分对焦炭不能逐级筛分对原料也是一种不可估量的浪费，在集团公司设备技术水平不断升级和深度实施低成本战略中改造此台设备显得尤为重要。

改进措施

根据多年工作实践经验和查阅资料，请教相关方面的专家，将原单级直线振动筛分机通过对筛箱进行改造成为双级筛面，主要通过增大筛面和增加筛分层次来对焦炭进行逐级筛分，加强筛分机的支撑结构，适

当的加大电机功率，合理的对筛分机筛箱、筛面、及筛面的固定方式进行改造达到使用要求，改造达到对焦炭的逐级筛分合理利用及贮存。

改造后直线分级振动筛的工作原理及示意图

直线振动筛利用同步异向旋转的两个激振器激振，激振器中的两组偏心质量m1=m2，作同步反向运转。在各瞬时位置中，两组偏心质量产生的离心力沿振动方向的分力总是互相叠加，而在其法向离心力的分力总是互相抵消，从而形成单一方向的激振力，使筛箱作往复直线振动。筛箱运动轨迹与水平线成45°，二级筛面与一级筛面夹角成30°，一级筛面将大于20㎜的焦炭直接分离，剩余小于20㎜的焦丁、焦沫由二级筛面进行分离，从而实现焦炭的分级、脱介之目的。工作原理见图1-1

图1-1 工作原理

一、振动筛的结构改造

（一）、振动筛的轴数

因设计的振动机为高效重型振动筛，故振动筛为双轴振动筛。

（二）、筛面改造

筛面是筛分机用以完成筛分过程的重要工作部件。每台筛分机都要选择一种符合它的工作要求的筛面。一般按照被筛物料的性质和粒度来及筛分工艺的要求来选用 不同形式的筛面。筛面应有足够的强度，较高的开孔率和不易堵孔等性能。

在选择筛面的同时，要选择筛孔尺寸的大小。选择筛孔尺寸取决于被筛物料，筛下产品的最大粒度。

以前使用不锈钢筛板其价格昂贵，不便于更换使工作效率大大降低，根据本次改造要求本机选用钢板Q235－A 作筛面。一级筛面采用δ12㎜钢板，二级筛面采用δ10㎜钢板，以减少筛体自身重量。

钢板Q235－A 分级筛面具有以下特点：

1、使用寿命较长。钢板Q235－A 筛面具有较高的耐磨性，制作成本较低且在龙钢集团机动厂加工方便。

2、提高了筛分效率。由钢板Q235－A 筛板于本身具有一定的弹性，在筛分过程中又使筛板产生二次振动，使粉状物料不易粘附在筛板上，块状物料不易卡堵。

3、噪声小，改善了工作环境。由于钢板Q235－A 筛板弹性体能有效地吸收冲击振动和摩擦而产生的噪声，使筛分机的工作噪声降低，因而大大改善了筛分机的工作环境。

筛孔的形状有圆形、正方形和长方形。筛孔形状的选择，取决于筛分产物粒度和对筛子生产能力的要求。由于筛分工作量不是很大，从加工条件和更换方便两方面综合评定选用圆形孔。

根据本次改造要求本机筛面选用下圆形筛孔。

由文献三公式1-1可知

d m a x = K a

式中 d m a x ——筛下产品最大粒度（mm ）；

a ——筛孔尺寸（mm ）；

K ——系数，圆筛孔K=0.7，方筛孔K=0.9，长方形筛孔K=1.2～

1.7。

由此可知K=0.9，且由设计说明书可知dmax=15mm 则

一级筛面筛孔为：

287

.020max ===k d a 二级筛面筛孔为：

147

.010max ===k d a 钢板Q235－A 筛板分级筛板的规格有标准型、效率型和寿命型三种。标准型是常用的，其筛分效率和使用寿命适中。效率型是筛分效率较高，使用寿命较低。而寿命型是使用寿命较长，筛分效率较低。故本机选项用标准型。

由文献三表2-9可得出一级筛面筛孔尺寸为φ28mm 的标准开孔率为53%。二级筛面筛孔尺寸为φ14mm 的标准开孔率为83%。

筛面的张紧程度对筛面的使用寿命影响极大,不同种类的筛面,固定方法也不同。归纳起来有4类:木楔压紧、拉钩张紧、螺栓固定和斜板压定。本次改造本机上筛面选用拉钩张紧固定方式（图2-1），下筛面用螺栓压紧的方式固定。

图2-1 上筛面固定固定方法

图2-2 二级筛面固定方法

（三）、筛箱改造

筛箱是筛子的承载部分和参振部件，由筛箱及固定在它上面的筛面组成。典型的振动筛筛框结构由侧板、后档板、下横梁和上横梁组成。侧板是由钢板制成利用横梁将两侧傍连接起来，使筛箱成为整体结构，为了加强侧板的刚度，在适当的位置铆接角钢以补强。下横梁采用无缝钢管，上横梁采用无缝钢管。

由于筛子是在高频振动下工作，筛框不仅承受筛子物料的重量，而且还要承受很大的振动力。因此筛框的连接都要牢固，不但有足够的整体刚度；使筛箱不致因发生变形而损坏。对于这样大的振动筛面犹为重要。下面对各部分分别选取：

下筛面通过筛箱的侧板延伸，使用高强度螺栓连接，其构造为箱式结构其抗震抗变形能力较强，筛板使用螺栓紧固在二级筛箱之中与一级筛面成30°夹角。一级筛面筛舌必须超出二级筛面的前端150-200㎜，一级筛面筛舌必须与二级筛面的前端在垂直方向距离为150㎜，此距离减少物料从一级筛面落到二级筛面的时间，保证二级筛面有效的筛分率。侧板和横梁是主要受力构件，由于筛箱是借助于侧板支撑在机架上，所以侧板承受物料和筛箱的重量，并将激振力传递到筛框的各个部分，侧板一般选用6～16mm的钢板或角钢组成，这里选用16mm的钢板，连接一级和二级筛面的侧板需加相应的筋板尺寸为200×100×200的梯形板且均匀分布在两侧用高强度螺栓紧固。

横梁承受筛板和物料的重量及它在工作中的惯性力，横梁可以采用工字钢、槽钢、无缝钢管、箱形梁、重压梁等在这里选用10mm厚的槽钢。

筛箱的刚度是指其抵抗变形的能力。在筛子工作时，筛框受振动产生的高频惯性力可使局部构件发生动力变形，这种变形往往是横梁或侧板断裂的重要原因。所以加强筛框结构的刚度。特别是连接部件的刚度是重要问题,在横梁间设置纵向小梁.横梁上铺设筛板,横梁与侧板相接处采用较大弯钢等都是提高刚度的有效措施。

筛框结构常用的连接方式有铆接和焊接两种.铆接结构尺寸准确而且无内应力.对振动有较好的适应能力,但制造工艺繁杂,焊接结构施工简便。焊接结构施工简便,但由于焊缝复杂,内应力大.在强烈的振动负荷下往往产生焊缝开裂甚至构件断裂,为了清除焊接结构的内应力,采用回火处理。实践证明，铆接结构的筛框，其损坏一般比焊接结构要少一些。根据两种连接方法的特点，又因此振动筛为高效重型振动筛，故此次设计采用铆接件。

（四）、筛箱支座制作

为了便于筛下物能够快速运输，必须将筛面提升到一定高度所以制作具有一定高度和一定强度的筛箱支架，采用25＃工字钢做筛箱支架。（五）、支承方式与隔振装置

振动筛的支承方式有吊式和座式两种。根据设计要求本设计选项用座式。

振动筛的隔振装置常用的有螺旋弹簧、板弹簧和橡胶弹簧。根据此次设计要求我们选用Φ180×180×Φ40的橡胶弹簧。

橡胶弹簧是属于粘弹性阴尼材料制作的弹性元件，它在较小的变形量下，具有线性特性，如压缩变形量在10%以内，剪切变形量在20%以内，具有线性特性。在较大变形量时，具有非线性特性。

橡胶弹簧的优点：

1、橡胶弹簧可以做成各种需要的开关和规格，有良好的弹性和足够的强度。

2、可以承受较大的弹性变形，改变其内部结构和硬度，就能改变其刚度。

3、由于其内阻较大，所以在振动筛超动和停车过程中，通过共振区时，共振振幅比金属弹簧小。

4、橡胶弹簧具有宽频带抑制噪声的特性，因此，其工作噪声比金属螺旋弹簧小。

5、安装方便，更换容易，使用寿命也较长。

橡胶弹簧的性质：

1、由于橡胶的体积是几乎不能被压缩的，因此橡胶弹簧的开关要易于变形，即橡胶弹簧的结构在受压时，要有变形的余地；在一个方向上受压，在其他方向上膨胀的余地；就是橡胶弹簧的自由表面越大，它的变形能力就越大。

2、橡胶弹簧有内阻，工作时会产生热量。橡胶是热的不良导体，热量不易付出，所以橡胶弹簧要有一定的散热面积。

3、橡胶弹簧的形式和尺寸

橡胶弹簧有很多种结构形式，主要根据使用场所的不同，选用不同的形式。筛分机械常明智的弹簧有空心圆柱形、实心圆柱形和矩形。在有些情况下也采用剪切橡胶弹簧。

当作为筛分机的隔振弹簧时，最普遍使用的是带中心孔的空心圆柱橡胶弹簧和不带中心孔的实心圆柱橡胶弹簧，并两端不带金属薄板。

（六）、生产率

现就龙钢集团物资总库料厂的焦碳振筛的改造、制作、安装、调试及维护保养作以叙述。

1、去除对生产有害的10㎜以下焦炭粉沫及小于20mm的焦炭颗粒;

2、要求使用直线振动筛分机作业，工作能力从原来的30吨提高到

每小时处理量达到50-100吨;

3、场地条件限制筛机为座式安装;

4、筛体由原来的单级3800×1500尺寸改为双级5000mm×1800mm.

筛分的方式分为：脱介、分级。此次改造为焦炭的分级处理。

从文献二中表20-12可查得焦炭的物理性质

、f

物料的松散密度r及静、动摩擦系数f

而此次设计选焦炭的松散密度为0.5 t/m3。

筛分机的生产率是筛分机的一个重要的性能指标。它受很多因素影响，工况也很复杂，如预先筛分，分级脱介筛分和最终筛分等情况各不相同。振动筛的生产率一般均按入筛原料量来计算。生产率的计算方法通常有流量法和平均法两种：

1、流量法：

Q=3600Bhvr吨/小时

式中B—筛面的宽度，米；

h—筛面上物料层的厚度，米；

v—物料运动的平均速度，米/秒；

r—物料的松散比重，吨/米3。

2、平均法：

煤用振动筛的生产率计算公式：

Q=Fq吨/小时

式中F—筛面工作面积，米2；

q—单位筛面面积生产率，吨/米2·小时。

根据本次设计要求本机选用流量法进行计算。由前面数据可选

r=0.5吨/米3。对振动筛，当薄层筛分时，可取h=（1～2）a ，a 为筛分分离粒度；当普通筛分时，取h=（3～5）a ；当厚层筛分时h=（10～

20）a ，筛箱通过高度H 为最大给料粒度的二倍。由要求本机先h=10a=10×15=150mm 。

代入计算:

Q=3600Bhvr=3600×1.8×0.15×0.22×0.5=107。

改造后的振动筛工作效率满足生产需求将工作效率由原来的每小时30吨，提高到每小时107吨。

振动筛一般由振动器、筛箱、隔振装置、传动装置等部分组成。

（七）、传动装置

本次设计就是采用万向联轴器直接驱动的。联轴节可以保持振动器的稳定转数，而且使用寿命很长，但振动器的转数是不可调的。根据本次的设计采用万向联轴器。

（八）、激振器与电动机的选择

惯性振动筛的功率消耗主要由振动器为克服筛子运动阴力而消耗的功率N 1和克服轴在轴承中的摩擦力而消耗的功率N 2来确定。

双轴振动筛的激振力可由文献五中式20-6-16来计算，

P=mr ω2

式中ω—角速度，960100(1/)3030

n s ππω?==≈。 则P=mr ω2=35×0.25×1002=87500N 。

电动机功率计算：

N=（N 1+N 2）

1η

式中η为传动效率，η=0.95。

23

1174000cWA N N = 式中 c —阴尼系数，c=0.2

W —参振质量，W=M+2m=4335+2×35=4405。

代入计算：

2323

10.244050.004960 1.7174000174000

cWA N N kw ???==≈

32174000

fWAN d N = 式中 f —轴承摩擦系数，f=0.005

d —电机轴径，d=0.038。

代入计算：

3320.00544050.0049600.038 1.7174000174000

fWAN d N kw ????==≈ 则 121

1N=(N +N ) (1.7 1.7) 3.60.95

kw η=+?=。 由上可选激振器型号为WJZY-100-6，配用电机为Y132M1-6。

电机工作条件：

1、海拔不超过1000m ；

2、环境温度不超过40°C ，最低温度为-15°C 轴承允许温度（温度计法）不超过15°C ；

3、最温月月平均最高相对温度为90%，同时该月月平均最低温度不高于25°C ；

4、额定电压为380V ，额定频率为50HZ ；

5、3KW 以下为Y 接法，4KW 及以上为△接法；

6、工作方式为连续使用（S1）。

二、安装及调试

（一）、安装

1、安装时，要将基础找平安装筛箱支架。

筛面倾角α筛面与水平面之间的夹角称为筛面倾角α。筛面倾角与筛分处理量及筛分效率密切相关。随着筛面倾角的加大，物料在筛面上的运动速度加快，筛分机的处理量也随之加大。但是物料在筛面上的停留时间缩短，筛分效率降低。如果筛面倾角减小，则筛分机降低筛分效率增加。筛面倾角的大小决定了要求的生产率和筛分效率。所以产品质量要求一定时，就应该有一个合理的倾角。根据实践经验，ZXS 系列高效重型振动筛的筛面倾斜安装，其安装倾角为5～20°。本机选α=15°。

振动方向角β

振动方向线与上层筛面之间夹角称为振动方向角β。双轴振动筛和共振筛一般接近水平安装，为了保证物料的移动，必须有振动方向角。

振动方向角β一般在30～65°范围内选取。β值大，物料抛掷高，筛分效率高，适用于难筛物料。β值小，物料运动速度快，生产率高，适用于易筛物料。为了适应各种筛分的需要，目前，双轴振动筛和共振筛多采用45°的振动方向角。故本机选用β=45°。

2、将筛箱连接在支承上。装好后，应按规定倾角进行调整。一般先进行横向水平度的调整，以消除筛箱的偏斜。水平校正后，再调整筛箱纵向倾角。隔振弹簧的受力应该均匀，其受力情况可通过测量弹簧的压缩进行判断。一般，给料端两组弹簧的压缩量必须一样，排料端两组弹簧也应如此。排料端和给料端的弹簧压缩量可以有所差别。

3、安装时，电动机的基础应该找平，电动机的水平需要校正。

4、按要求安装并固定筛面。

5、检查筛子各连接部件（筛板、激振器等）的固定情况，筛面应均匀张紧，以防止产生局部振动。检查传动部分的润滑情况，电动机及控制箱的接线是否正确，并用手转动传动部分，查看运转是否正常。

6、检查筛子的入料、出料溜槽及筛下漏斗在工作时有无碰撞现象。（二）、调试

筛分机安装完毕，应该进行空车试运转，初步检查安装质量，并进行必要的调整。

1、筛子空车试运转时间不得小于8h。在此时间内，观察筛子是否启动平稳迅速，振动和运行是否稳定，无特殊噪音，通过振幅观察其振幅是否符合要求。

2、筛子运转时，筛箱振动不应产生横摆，其原因可能是两侧弹簧高差过大，应进行相应的调整。

3、开车2-4h后停机检查各连接部件有否松动，如果有松动，等紧固后再开车。

4、试车8h后如无故障，才可对安装工程验收。

结论

在此之前，我所学的知识，比较零散，通过这次高级技师论文设计，通过对教材的复习和资料的查阅，使我加深了对理论知识的深刻理解和熟练掌握初步锻炼了自己解决问题的方法和途径。通过对直线振动筛分机的研究和根据龙钢集团现有筛分设备的状况。在研究了直线振动筛机的工作原理及各部分组成的问题，对筛分机有了相关认识的基础上，完成了对筛分机的筛面筛箱改造和多级筛分能力，在机械尺寸，机械的主要零件、组成部分及在筛体上位置结构改造，支承或悬挂的改造，解决了物料在二级筛面上运动情况，改造后的筛分系统实现了筛分量大，能将物料按颗粒大小逐级筛分，其特点有，便于安装及工艺布置，能耗少，可有效的节约能源，机构简单备件量少，使用方便等，通过本次使我更深一步掌握了很多有关直线振动筛分机的知识，为以后的工作积累了很多经验，为以后的直线振动筛分机的制作、维修、安装提供的科学保障。

其各部件的设计改造，为生产直线振动筛点奠定了理论基础。为完成改造中的问题，我采取多查相关资料，多了解筛分实际情况，并去部分筛分机生产厂家询问相关技术问题，同时参照国内外的有关筛分机械的先进技术，按照国家有关标准设计直线振动筛。通过理论经验公式，校核和实践检验，每一个步骤仔细检查运算和有关的数据，综合协调个部分的关系，从而得出最佳的结论。我们十分感谢在改造中给予我们大力帮助的老师，虽然有一定的生产实践经验，但理论知识不很丰富，在实际设计中难免有一些不足和失误的地方，望各位老师和评委给予指正以便以后进一步提高。

最后，我们再一次感谢在改造中给予我指导的老师以及全体评委老师，衷心希望能在以后的工作中得到进一步提高，为龙钢集团的发展作出更大的贡献。

参考文献

[1]唐敬麟.破碎与筛分机械设计选用手册[M].北京：学工业出版社.2001年.420-669

[2]屈维德,唐恒龄.北京：机械振动手册.北京：出版社[M].2000年

[3]王编,王皓.筛分机械.北京：机械工业出版社[M]. 1998年

[4]江仲明.选矿机械设备安装、调试、运行、操作与维护保养实务全书第一册[M].当代中国音像出版社

[5]成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社.2002

[6]刘明保，李宏德，王志伟实用机械设计[M] 吉林：吉林科学技术出版社，2003.3

[7]周明蘅.联轴器选用手册.北京：化学工业出版社.2001

[8]濮良贵.机械设计[M].北京：高等教育出版社.1982.28-90

[9]张绍甫，徐锦康.机械零件[M] 北京：机械工业出版社.1995.24-50

[10]王昆，何小柏，汪信远.机械设计课程设计[M].北京：高等教育出版社.1996.100-120

[11]罗辉.机械弹簧制造技术[M].北京：机械工业出版社.1987.210-220

[12]机械工程手册,机电工程手册编委会编.机械工程师手册[M].北京：机械工业出版社.1989