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振动筛设计规范

发布时间:2020-10-30 08:40

  振动筛设计规范_机械/仪表_工程科技_专业资料。介绍振动筛设计技术规范。

  ICS 73.120 D 95 JB/T 9022-1999 振动筛设计规范 Design criterion of vibrating screen 1999-06-28 发布 2000-01-01 实施 国家机械工业局 发布 JB/T 9022-1999 目次 前言 1 范围 ……………………………………………………………………………………………………… 1 2 引用标准 ………………………………………………………………………………………………… 1 3 定义 ……………………………………………………………………………………………………… 1 4 产品分类 ………………………………………………………………………………………………… 3 5 设计总则 ………………………………………………………………………………………………… 4 6 设计依据 ………………………………………………………………………………………………… 4 7 结构 ……………………………………………………………………………………………………… 4 8 参数的确定 ………………………………………………………………………………………………11 9 主要零件的设计与计算 ……………………………………………………………………………… 21 I JB/T 9022-1999 前言 本标准是对 JB/Z 252—85《振动筛设计规范》的修订。 本标准与 JB/Z 252—85 相比,主要技术内容改变如下: ——增加了快速校核产量的计算公式; ——提出了大型振动筛动强度设计; ——修改了高强度螺栓的扭矩值; ——取消了附录 A、附录 B 和附录 C。 本标准自实施之日起,代替 JB/Z 252—85。 本标准由全国矿山机械标准化技术委员会提出并归口。 本标准负责起草单位:洛阳矿山机械研究所。 本标准主要起草人:张翠萍、魏少强、郭勤淘、黄嘉琳、马连福。 II 中华人民共和国机械行业标准 振动筛设计规范 Design criterion of vibrating screen JB/T 9022-1999 代替 JB/Z 252—85 1 范围 本标准规定了振动筛设计的有关定义、产品分类、设计总则、设计依据、结构、参数的确定,以 及主要零件的设计与计算。 本标准适用于 JB/T 145—1999 规定的直线振动筛和圆振动筛(以下统称振动筛)。 2 引用标准 下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本 均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T 1231—1991 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈技术条件 GB/T 3633—1995 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副 技术条件 GB/T 7679.7—1987 矿山机械术语 选煤设备 GB/T 15716—1995 煤用筛分设备工艺效果评定方法 JB/T 1604—1998 矿山机械产品型号编制方法 JB/T 3687.1—1999 矿用座式振动筛 系列型谱 MT 1—1983 商品煤含矸率和限下率煤样的采取及测定方法 MT/Z 7—1979 选煤厂脱水设备工艺效果评定方法 3 定义 3. 1 GB/T 7679.7 的定义适用于本标准。 3. 2 本标准采用的定义 3. 2. 1 振动筛的设计参数术语见表 1。 表1 序号 1 2 3 4 术语 筛分效率ηs efficiency of screening 脱水效率ηt efficiency of dewatering 规定粒度 designated size 开孔率 percentage open area 定义或基本概念 评定筛分效果所用的指标 评定脱水效果所用的指标 在粒度分级作业中,使原料分离所 遵循的粒度 筛孔总面积与筛面面积之比 曾用名 脱水效果 分离粒度 开孔面积 国家机械工业局 1999-06-28 批准 2000-01-01 实施 1 3. 2. 2 振动筛的应用术语见表 2。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 2 术语 粒度特性曲线 characteristic size curve 粒度上限 top size 粒度下限 lower size 最大给料粒度 maxsize in feed 筛上物 screen overflow 筛下物 screen underflow 筛上粒 oversize 筛下粒 undersize 限下率 undersize rate 限上率 oversize rate 难筛颗粒 near–mesh material 水分 moisture 全水分 total moisture 外在水分 free moisture 内在水分 inherent moisture 散密度γ bulk specrfic grakty 筛分 screening JB/T 9022-1999 表2 定义或基本概念 曾用名 表示各粒级产率或累计产率与各粒 筛分曲线,筛分特性曲线 级关系的曲线 粒级中最大的粒度 粒级中最小的粒度 给料中最大的粒度 未透过筛孔的物料 筛上产品,筛除物 透过筛孔的物料 筛下产品,透筛物 物料中粒度大于筛孔尺寸的颗粒 超粒 物料中粒度小于筛孔尺寸的颗粒 小于规定粒度的物料占试样重量的 百分比 筛下物中大于规定粒度的物料占筛 下物重量的百分比 粒度接近筛孔尺寸的颗粒 限下含量,含末率 临界颗粒 表示物料的湿度,即试样中所含水 的重量占试样重量的百分比 外在水分和内在水分的总和 在规定条件下试样与周围空气湿度 达到平衡时,所失去的水分,是物料 表面湿度 试样的毛细孔湿度,在规定条件下 试样在空气干燥状态下保持的水分 单位体积内散状物料的重量 风干水分,湿存水分 容积比重,堆比重 物料通过筛面按粒度大小分成不同 粒级的作业 JB/T 9022-1999 序号 18 19 20 21 22 23 24 25 26 术语 干法筛分 dry screening 湿法筛分 wet screening 准备筛分 preliminary screening 检查筛分 control screening 最终筛分 final screening 脱水 dewatering screening 脱泥 desliming screening 脱介 medium drainage screening 分级 sizing screening 表 2(完) 定义或基本概念 不借助水的筛分 曾用名 借助水的冲洗作用的筛分 按下道工序要求将原料分成不同粒级 分 级 筛 分 , 预 先 筛 的筛分 分,选前筛分 从破碎物中分出粒度不合格的物料的 控制筛分 筛分 生产出粒级商品的筛分 独立筛分 以脱去水分为目的的筛分 以脱去泥质为目的的筛分 以脱去重介质(多为磁铁矿粉)为目 的的筛分 泛指:将物料分成若干粒级的作业。 专指:在介质(水或空气)中物料按其 沉降速度的差别分成若干粒级的作业 4 产品分类 根据 JB/T 1604,矿用座式振动筛按其运动轨迹分为圆振动筛、直线振动筛和复合振动筛。其种 类、特点及用途见表 3。 表3 种类 型号 运动轨迹 用 途 直线振动筛 (Z) 圆振动筛 (Y) 复合振动筛 (F) ZK ZKZ ZJZ ZKH YK YJ YH FJ 直线或近似直线的椭圆 中细粒级物料的分级、脱水、脱泥、脱介 直线或近似直线的椭圆 大块或特大块物料的分级、脱水 圆形或近似圆形 准备筛分、检查筛分、最终筛分 大块物料的准备筛分、重介选煤的块精煤和矸石 脱介 给料端为椭圆,排料端为封闭曲线 中细粒级物料的分级 3 JB/T 9022-1999 5 设计总则 5. 1 振动筛的设计应符合机械制图、公差与配合及形位公差等基础标准的规定。 5. 2 振动筛的设计应按其用途、要求和物料特性等实际条件进行,其参数、结构应满足先进性、可靠 性以及经济合理的要求。 5. 3 振动筛各构件的选材应力求合理,注意减少制造和安装工作量,注意抗蚀、抗磨要求。重要构件 拼接时,应在图样中注明部位、接法和要求。 5. 4 易损件、备用件、通用件和外购件等,在同一品种规格中,应能互换并符合相应标准或图样的规 定。 5. 5 振动筛设计除符合本标准规定外,还应符合现行的有关专业技术规范和规程的要求。 6 设计依据 6. 1 振动筛的用途。 6. 2 物料特性 a) 名称; b) 散比重; c) 硬度; d) 水分; e) 颗粒形状; f) 粒度组成(筛析结果); g) 最大给料粒度; h) 物料粘度。 6. 3 工作制度。 6. 4 处理量。 6. 5 规定粒度及相应的筛分(脱水)效率。 6. 6 安装方式。 6. 7 希望使用的筛面种类。 6. 8 希望使用的振动筛种类。 6. 9 工作条件(如尺寸限制、环境温度、防尘装置等)。 7 结构 7. 1 振动器 本系列振动筛采用两种振动器,即块偏心振动器和激振电动机。块偏心振动器见图 1,它由两对 主、副偏心块,一根轴,两套大游隙(3G)轴承及轴承座等构件组成。激振力由主、副偏心块产生, 激振力大小可由主、副偏心块的夹角调整。 4 JB/T 9022-1999 1—主偏心块;2—副偏心块;3—轴承盖;4—轴承座;5—筛箱侧板; 6—压圈;7—挡圈;8—轴承;9—轴;10—轴端压盖 图1 圆振动筛使用两套块偏心振动器,分别安装在筛箱两侧板上;或一台激振电动机安装于筛箱上部 的支撑梁上。 直线振动筛使用四套块偏心振动器,筛箱两侧板各安装两套振动器。小规格直线振动筛亦可使用 两台激振电动机,其激振力的大小可通过调整其偏心块的夹角实现。 7. 2 筛面及其紧固装置 7. 2. 1 为适应大块、大密度物料的筛分与煤矸石脱介的需要,重型振动筛的筛面需有较大的承载能力、 耐磨和耐冲击性能。设计中宜采用梯形断面的钢棒作为筛条。为减少噪声,提高耐磨性,亦可使用成 型橡胶条,用螺栓固定在筛面托架上,见图 2。 1—侧板;2—橡胶条筛面;3—筛面托架;4—Ⅱ型螺栓;5—横梁 图2 5 JB/T 9022-1999 7. 2. 2 圆振动筛与复合振动筛,可采用不锈钢焊接筛板、冲孔筛板、聚氨酯筛板和橡胶筛板等。其紧 固方式为中间用螺栓固定在梁上,见图 3。当筛宽小于 900 mm 时,中间可不固定;筛宽超过 2100 mm 者,中间应固定两排螺栓,筛面两侧用张紧板压紧,见图 4。 图3 图4 7. 2. 3 直线振动筛的筛面,单层筛和双层筛的下层,采用带框架的不锈钢筛面;双层筛的上层筛面, 当筛宽不超过 1.5 m 时采用自承重筛板,超过 1.5 m 时采用冲孔筛板或编织筛网等。其紧固方式是沿 筛面两侧板处采用压木、木楔压紧,见图 5。中间各块筛板之间则用螺栓经压板压紧,见图 6。 图5 6 JB/T 9022-1999 图6 7. 3 筛框 筛框由侧板、后挡板、横梁、承料板和排料嘴等组成。直线振动筛的筛框结构见图 7,圆振动筛 的筛框结构见图 8。 1—振动器支撑梁;2—侧板;3—橡胶条;4—后档板; 5—横梁;6—筛面托架;7—高强度螺栓;8—竖筋 图7 7 JB/T 9022-1999 1—横撑;2—承料板;3—内侧加强板;4—外侧加强板; 5—侧板;6—支撑架;7—抗磨板;8—横梁;9—螺栓夹座;10—排料嘴 图8 筛框所用横梁一般用两端带法兰的封闭型材构成,目前多为圆形和矩形。当无合适的规格选用时, 矩形梁亦可压制对焊,其成型方式冷热均可,但在长度方向同一形态只能一次成型。焊接必须焊透, 并进行退火处理,焊缝位置对直线振动筛宜布置在振动方向的垂线上。 筛框侧板和后档板、排料嘴及横梁宜采用高强度螺栓或环槽铆钉联接,受力较小部位也可采用普 通螺栓加锁紧螺母联接。 7. 4 传动装置 采用两种传动方式,直接传动和非直接传动。 7. 4. 1 直接传动 电动机通过联轴器直接驱动振动器,见图 9。其中联轴器有三种型式,设计中视需要选用。 1—电动机;2—万向联轴器;3—振动器;4—筛面 图9 8 JB/T 9022-1999 a) 万向联轴器:该联轴器是汽车的通用件,见图 10,该联轴器也可用于两振动器的联接; 图 10 b) 轮胎联轴器:它由法兰和数片胶带组成,见图 11。由于其周向刚度较大,可以传递很大扭矩, 但径向刚度很小,因而可承受较大的径向跳动变形,可用于电动机与振动器的联接。它的轴向尺寸较 小,可以减少振动筛的宽度; 图 11 c) 橡胶联轴器(三爪挠性联轴器):该联轴器由法兰、圆形平带、压板和螺栓等件组成,见图 12。 这种联轴器轴向尺寸较大,可用于两振动器的联接。 7. 4. 2 非直接传动 电动机经过一级 V 带减速,再通过联轴器与振动器联接,见图 13。可根据需要选用 7.4.1 中所述 的三种联轴器之一。 9 JB/T 9022-1999 图 12 1—电动机;2—V 带;3—轮胎联轴器;4—振动器;5—万向联轴器;6—筛面 图 13 7. 5 支撑装置 根据 JB/T 3687.1,振动筛安装方式为座式。每台振动筛由四组弹簧支撑,每组弹簧视振动筛的规 格不同,可由一个至三个弹簧组成。 支撑弹簧可用橡胶弹簧或螺旋弹簧。亦可用复合弹簧,一般在支撑装置中还设计有摩擦阻尼器, 其结构见图 14。鉴于橡胶弹簧和复合弹簧的橡胶内阻较大,对过共振区时的振幅有一定限制作用,故 亦可不设计阻尼器和其它的限制装置。 1—调整螺栓;2—法兰;3—弹簧座;4—螺旋弹簧;5—橡胶座;6—橡胶体;7—筛箱侧板;8—套筒 图 14 10 JB/T 9022-1999 8 参数的确定 8. 1 工艺参数 8. 1. 1 筛面的宽和长应符合 JB/T 145 的规定。 8. 1. 2 处理量的校核,由于实际工况十分复杂,国内外的计算方法很不统一,本标准推荐下列计算方 法: a) 煤炭筛分 Q Q=Fq t/h……………………………………………(1) 式中:F——筛面有效面积,m2; q——单位处理量(见表 4),t/(h·m2)。 表4 振动筛 种类 筛分种类 筛分 效率 单位处理量 t/(h·m2) 筛孔尺寸 mm 100.00 50.00 25.00 13.00 6.00 0.50 0.25 圆振动筛 准备筛分 70% 110~130 55~65 — — — — — 准备 干法 80% — 35~40 20~25 8~10 — — — 筛分 湿法 85% — — — 10~12 8~10 — — 直 最终 干法 85% — 35~40 18~22 — — — — 线 — — 振 末煤 — — — — — — 7 — 脱水 动 煤泥 — — — — — — 2 2 筛 块煤 — — — — 10 10 — — 脱介 末煤 — — — — — — 3 — 末矸 — — — — — — 2 — b) 冶金及建筑材料的筛分 Q Q=FqγKxiLcuJxNkOshEf t/h……………………………………(2) 式中:q——单位筛分面积的平均容积处理量(见表 5),m3/(h·m2); γ——材料的松散密度,t/m3; Kxi、Lcu、Jx、Nk、Osh、Ef——修正系数(见表 6)。 表5 筛孔尺寸 mm 0.16 0.20 0.30 0.40 0.60 0.80 1.17 2.00 3.15 5.00 8.0010.00 16.00 20.00 25.00 31.50 40.00 50.00 80.00100.00 q m3/(h·m2) 1.9 2.2 2.5 2.8 3.2 3.7 4.4 5.5 7.0 11.0 17.0 19.0 25.5 28.0 31.0 34.0 38.0 42.0 56.0 63.0 11 JB/T 9022-1999 表6 系数 考虑的因素 筛分条件及各系数值 给料中料度小于筛孔 Kxi 细粒的影响 之半的颗粒含量 0 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% Kxi 值 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 给料中过大颗粒(大 Lcu 粗粒的影响 于筛孔)的含量 10% 20% 25% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% Lcu 值 0.94 0.97 1.00 1.03 1.09 1.18 1.32 1.55 2.00 3.26 Jx 筛分效率 筛分效率 Jx 值 40% 50% 60% 70% 80% 90% 92% 94% 96% 98% 2.3 2.1 1.9 1.6 1.3 1.0 0.9 0.8 0.6 0.4 Nk 颗粒形状 Osh 湿度的影响 Ef 筛分的方法 颗粒形状 Nk 物料的湿度 Osh 值 筛分方法 Ef 值 各种破碎后的物料 圆形颗粒 (除煤外) (例如海砾石) 1.00 1.25 筛孔小于 25mm 干料 湿料 成团 1.00 干料 0.75~0.85 0.20~0.60 筛孔小于 25mm 湿料(附有喷水) 1.00 1.25~1.40 煤 1.50 筛孔大于 25mm 视湿度而定 0.90~1.00 筛孔大于 25mm 任何物料 1.00 8. 1. 3 处理量的校核还可参照下述公式进行。 8. 1. 3. 1 用于筛分时(包括煤炭、冶金及建材行业) a) 修正平均法 Q=FqLcuKxiIsEfGkHxDcJx+Qd 式中:q——单位面积的小时透筛量(见表 7),t/(h·m2); t/h………………………………(3) Gk——筛面开孔率的影响系数; Gk = 实际使用的筛面开孔率 设计选用的筛面开孔率 ; Dc——筛面层数影响系数,上层 1.0,中层 0.9,下层 0.8; Hx——筛孔形状影响系数,短长孔(L/B=3~4)为 1.15,长孔(L/B>4)为 1.20; Qd——单位时间内给料中大于筛孔尺寸的物料含量,t/h; Lcu、Kxi、Is、Ef、Jx——修正系数(见表 8~表 12)。 12 JB/T 9022-1999 筛孔尺寸 mm 开孔率 q t/(h·m2) 筛孔尺寸 mm 开孔率 q t/(h·m2) 表7 102.0 75% 75.1 22.0 63% 33.0 89.0 77% 68.6 19.0 61% 30.1 76.0 70.0 64.0 51.0 45.0 38.0 74% 74% 72% 71% 68% 69% 60.3 57.1 53.9 47.8 44.0 41.0 16.0 13.0 10.0 6.0 5.0 3.0 2.0 59% 54% 51% 46% 45% 40% 45% 27.5 24.1 20.3 15.6 12.4 9.3 7.4 32.0 66% 38.0 1.6 37% 5.7 25.0 64% 34.8 0.8 41% 3.8 大于筛孔尺寸的物料含量 系 数 Lcu 大于筛孔尺寸的物料含量 系 数 Lcu 表8 5% 1.21 50% 0.79 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 1.13 1.08 1.02 1.00 0.96 0.92 0.88 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 0.75 0.70 0.66 0.62 0.58 0.53 0.50 0.46 45% 0.84 95% 0.33 表9 小于筛孔尺寸之半的物料含量 系 数 Kxi 小于筛孔尺寸的物料含量 系 数 Kxi 0 0.40 45% 1.10 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 0.45 0.50 0.55 0.60 0.70 0.80 0.90 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 1.20 1.30 1.40 1.55 1.70 1.85 2.00 2.20 40% 1.00 90% 2.40 松散密度 t/m3 系 数 Is 表 10 2.4 2.0 1.6 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.8 0.5 1.50 1.25 1.00 0.90 0.80 0.75 0.70 0.60 0.50 0.30 表 11 筛孔尺寸 mm 0.8 1.6 3.2 4.8 6.4 9.5 12.7 19.1 25.4 湿筛时 系 数 Ef 1.00 1.25 2.00 2.50 2.00 1.75 1.40 1.30 1.25 干 筛 时 Ef 1.00 表 12 筛分效率 95% 90% 85% 80% 75% 70% 系 数 Jx 1.00 1.15 1.35 1.50 1.70 1.90 b) 流量法 13 JB/T 9022-1999 Q=3600Bhvγ t/h………………………………………(4) 式中:B——筛面宽度,m; h——筛面上物料层的厚度(见表 13),m; v——物料运动的平均速度,m/s; γ——物料的松散密度,t/m3。 对于圆振动筛,物料运动的平均速度 v 可按下式计算: v = K q N n2 A (1 + 22 tg3 α ) α …………………………………(5) 1000 g 18 式中:Kq——修正系数(其数值按表 14 选用); N——常数,取 0.18 m/s; n——振动次数,r/min; A——振幅,m; g——重力加速度,取 9.81 m/s2; α——筛面倾角,(°)。 表 13 序号 1 2 3 4 5 作业名称 分级 脱介 块煤 末煤 脱水 末煤 煤泥 振动筛种类 圆振动筛 直线振动筛 给料端料层最大厚度 mm 4a(a 为筛孔尺寸) 100 50 50 20 表 14 每小时单位筛宽的容积生产率 m3/(m·h) 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 100 120 180 修正系数 Kq 1.70 1.40 1.25 1.15 1.05 1.00 0.95 0.92 0.89 0.85 0.80 0.78 0.75 对于直线振动筛,物料运动平均速度 v 可按下式计算: 式中:ω——角速度,rad/s; v=0.9ωACaChCmCwcosδ……………………………………(6) Ca——倾角对平均速度的影响系数(见表 15); Ch——物料厚度影响系数(见表 16); Cm——物料形状影响系数,对块状物料取 0.8~0.9,对颗粒物料取 0.9~1.0,对粉状物料取 0.6~0.7; Cw——滑行运动影响系数(见表 17); δ——振动方向角,(°)。 14 JB/T 9022-1999 表 15 倾角α (°) –15 –10 –5 0 5 10 15 倾角对平均速度的影响系数 Ca 0.60~0.80 0.80~0.90 0.90~0.95 1.00 1.05~1.10 1.30~1.40 1.50~2.00 物料层厚度(a 为筛孔尺寸) 料层厚度影响系数 Ch 薄料层 (1~2)a 0.9~1.0 表 16 中厚料层 (3~5)a 0.8~0.9 厚料层 (10~20)a 0.7~0.8 表 17 抛射强度 Kv 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.50 3.00 滑行运动影响系数 Cw — — — 1.10~1.15 1.05~1.10 1.00~1.05 1.00 8. 1. 3. 2 块煤脱介时 Q=qkB t/h……………………………………………(7) 式中:qk——单位筛宽的处理量(见表 18),t/(h·m)。 表 18 物料粒度 mm 1.7~12.7 6.4~19.1 6.4~25.4 6.4~31.8 6.4~50.8 6.4~76.0 qk 23.8 29.8 35.7 47.6 53.6 59.5 注:本表适用于最大给料粒度为 76.0 mm 时的单层筛,若最大给料粒度大于 76.0 mm 时,则此值为上层筛面负 担给料量的 35%时下层筛的处理量 8. 1. 3. 3 块矸石脱介 8. 1. 3. 4 脱水时 Q=1.15qkB t/h………………………………………(8) 根据筛孔尺寸、物料粒度不同,处理量可参照表 19~表 23 选取。 表 19 是筛孔为 6.3 mm 的振动筛作分级脱水时的处理量,t/h。 表 20 是筛孔为 0.5 mm 的振动筛作分级脱水时的处理量,t/h。 表 21 是筛孔为 0.25 mm 的振动筛作细粒煤脱水时的处理量,t/h。 表 22 是筛孔为 0.5 mm 的振动筛作细粒煤脱水时的处理量,t/h。 表 23 是筛孔为 1 mm 的振动筛作细粒煤脱水时的处理量,t/h。 15 振动筛 宽度 m 给料最大 水分 m3/h 0.91 170 1.22 240 1.52 310 1.83 370 2.13 440 2.44 510 6.3~9.0 54 76 98 120 142 163 JB/T 9022-1999 6.3~31.5 59 83 106 130 154 177 表 19 处理量 t/h 煤的粒度 mm 6.3~50.0 6.3~75.0 6.3~100.0 68 73 82 95 102 114 122 134 147 150 163 180 177 195 212 204 225 245 12.5~125.0 86 121 155 190 224 259 12.5~150.0 91 127 163 200 236 272 表 20 处理量 振动筛 给料最大 t/h 宽度 m 水分 m3/h 煤的粒度 mm 2.38~11.20 6.30~19.00 6.30~31.50 2.38~41.30 3.15~57.20 4.75~69.90 6.30~90.00 6.30~100.00 0.91 80 41 45 50 54 59 64 68 73 1.22 110 57 64 70 76 83 89 95 102 1.52 140 73 82 90 100 106 114 122 134 1.83 170 90 100 110 120 130 140 150 163 2.13 210 106 118 130 142 154 165 177 195 2.44 240 122 136 150 163 177 191 204 225 振动筛 宽度 m 0.91 1.22 1.52 1.83 2.13 2.44 给料最大 水分 m3/h 40 50 70 80 90 110 0~25.00 32 44 57 70 83 95 0~12.50 27 38 49 60 71 82 表 21 处理量 t/h 煤的粒度 mm 0~9.50 0~8.00 0~6.30 24 23 20 34 32 29 45 41 36 54 50 44 64 59 53 74 68 61 0~4.75 18 25 33 40 47 54 0~3.15 14 19 24 30 35 41 0~1.70 11 15 20 24 29 34 16 振动筛 宽度 m 0.91 1.22 1.52 1.83 2.13 2.44 给料最大 水分 m3/h 60 90 110 140 160 190 0~25.00 42 59 75 93 109 126 0~12.50 38 54 69 84 100 115 JB/T 9022-1999 表 22 处理量 t/h 煤的粒度 mm 0~9.50 0~8.00 0~6.30 34 32 27 47 44 38 61 57 49 75 70 60 88 83 71 103 95 82 0~4.75 24 34 45 54 64 74 0~3.15 20 29 36 44 53 61 0~1.70 15 22 28 34 41 47 振动筛 宽度 m 0.91 1.22 1.52 1.83 2.13 2.44 给料最大 水分 m3/h 120 170 220 270 320 370 0~25.00 44 62 80 97 115 132 0~12.50 41 57 73 90 106 122 表 23 处理量 t/h 煤的粒度 mm 0~9.50 0~8.00 0~6.30 36 34 28 51 47 41 65 61 53 78 75 65 94 88 77 109 103 88 0~4.75 27 38 49 60 71 82 0~3.15 23 32 41 50 59 68 0~1.70 18 25 33 40 47 54 8. 1. 4 筛分效率 a) 煤炭筛分 根据 GB/T 15716 的规定,筛分效率按下式计算: ηs = (α ?θ )(β ?α )×100 ×100% …………………………………(9) α (β ?θ )(100 ?α) 式中:ηs——筛分效率,有效数字取到小数点后一位; α——入料中小于规定粒度的细粒含量,%; θ——筛上物中小于规定粒度的细粒含量,%; β——筛下物中小于规定粒度的细粒含量,%。 限下率按 MT 1 确定。而限上率按下式计算: 限上率= Wd ×100% ………………………………………(10) Wx 17 JB/T 9022-1999 式中:Wd——煤样中大于规定粒度的煤的重量,kg; Wx——筛下物中所取煤样重量,kg。 b) 冶金部门按下式计算 ηs = β (α α(β ?θ ) ×100% ?θ) ………………………………………(11) 8. 1. 5 脱水效率 煤炭脱水,根据 MT/Z 7 的规定,脱水效率为评定脱水设备工艺效果的综合指标,产品水分为辅 助评定指标(双层筛上层的脱水效率只用“产品水分”指标评定)。 脱水效率为: ηt = (a ? b)(c ? a) ×100 ×100% …………………………………(12) a(c ? b)(100 ? a) 式中:ηt——脱水效率,有效数字取到小数点后一位; a——入料重量浓度,%; b——筛下水重量浓度,%; c——脱水产品的重量浓度,%。 8. 2 运动学参数 8. 2. 1 振动强度 K,根据目前的机械水平,K 值一般在 3~8 的范围内。 8. 2. 2 抛射强度 Kv,根据振动筛的用途选取,直线;圆振动筛一般取 Kv=3.0~5.0; 难筛物料取大值,易筛物料取小值;筛孔小时取大值,筛孔大时取小值。 8. 2. 3 筛面倾角α,对直线°,为适应不同需要可在±10°内选取;对圆振动筛一般取 15°~25°,推荐取 20°±2.5°,振幅小时取大值,振幅大时取小值。 8. 2. 4 推荐方向角δ,是直线振动筛的重要参数之一,一般取δ=30°~65°。难筛物料取大值,易筛物 料取小值,我国目前多用 40°~45°。 8. 2. 5 筛箱振幅 A,是设计振动筛的重要参数之一,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 A=3~6 mm,其中筛孔大者取大值,筛孔小者取小值。 8. 2. 6 振动筛振动频率 f,按下式计算: 对直线 gK v cos α ………………………………………(13) 2 π2 A sin δ 对圆振动筛: f = 1 gK v cos α ………………………………………(14) 2 π2 A 式中:f——振动频率,Hz; Kv——抛射强度; α——筛面倾角,(°); δ——振动方向角,(°)。 8. 2. 7 实际振动强度 Ks,按下式校核: 18 JB/T 9022-1999 Ks = A? 2 g ≤K…………………………………………(15) 式中:K——预选的振动强度(见 8.2.1),若 Ks 值过大,应在调 A 和ω的同时并验算 Kv(见 8.2.2); g=9.8 m/s2。 8. 3 动力学参数 8. 3. 1 参振质量 M=M1+M2+M3+M4+M5+M6 式中:M1——筛箱质量,kg; M2——振动器质量,kg; M3——支撑装置的上弹簧座总质量,kg; M4——联轴器及其罩的质量,kg; M5——物料质量,kg; M5=fwBLγ∑Hi fw——物料结合系数,取 0.2; L——筛面的长度,m; kg………………………………(16) ∑Hi——各层筛面上料层平均厚度的总和,m; M6——其它参振质量,kg。 8. 3. 2 弹簧刚度 K 对单质量系统: K=ωg2M………………………………………………(17) 式中:K——系统中弹簧的总刚度,N/m; ωg——系统的固有频率,rad/s; ωg=(1/3~1/7)ωj; ωj——振动的圆频率,rad/s; ωj = πn 30 n——筛箱振动次数,r/min; M——参振质量,kg。 8. 3. 3 块偏心振动器的偏心块质量和回转半径关系 式中:M——参振质量,kg; MA=nzWkr………………………………………………(18) nz——偏心块的组数; Wk——每组偏心块的质量,kg; r——偏心块的回转半径,m。 这种振动器通常用改变主、副偏心块的夹角的方法来改变激振力,从而达到调整筛箱振幅的目的。 参考图 15 得: Wk r = Wz2 rz2 + 2Wz rzWf rf cos ? + Wf2 rf2 ……………………………(19) 19 JB/T 9022-1999 式中:Wz——主偏心块的质量,kg; Wf——副偏心块的质量,kg; rz——主偏心块的回转半径,m; rf——副偏心块的回转半径,m; ? ——主、副偏心块的夹角,(°)。 图 15 在主、副偏心块已定的情况下,可按式(19)计算其夹角? 。 8. 3. 4 筛箱重心计算及振动器位置的选择 a) 鉴于振动筛筛箱的对称性,重心可在垂直于筛面的纵平面内进行计算,筛宽方面的重心即在 筛箱宽度的中间; b) 平面坐标系原点的选取尽量与设计基准一致,一般选在筛箱侧板的左下角,垂直方向为 Y 轴, 水平方向为 X 轴,如图 16 所示。 图 16 c) 重心计算 x = ∑(Wi Xi ) ∑Wi y = ∑(WiYi ) ∑Wi 式中:Wi——第 i 个构件的重量,kg; ΣWi——i 个构件重量的总和,kg; xi、yi——第 i 个构件的重心坐标,mm。 实际重心可根据物料分布特性作适当的调整; mm……………………………………(20) mm……………………………………(21) d) 圆振动筛的振动器,多装在略偏于给料端的接近参振重量的重心的位置;直线振动筛的振动 器多装在重心的上方,并使振动力的合力通过参振重量的重心,因物料粒度过大或结构需要亦可装在 下方。 20 JB/T 9022-1999 8. 4 电动机的计算选择 8. 4. 1 根据振动筛起动力矩较大的特点,采用 Y 系列电动机。计算中需进行静转矩的校核。 8. 4. 2 电动机功率 N 的计算 N = 1 η (N1 + N2 ) kW……………………………………(22) 式中:η——传动效率;取 0.95; N1——振动消耗的功率; N1 = CMA2 n3 1740480 kW……………………………………(23) C——阻尼系数,推荐 C=0.2~0.3; n——振动次数,r/min; N2——摩擦消耗的功率; fm——摩擦系数; d——振动器轴的直径,m。 N2 = f m MAn3d 1740480 kW…………………………………(24) 8. 4. 3 起动转矩的校核 所选电动机静起动转矩应满足: Mq>Mj……………………………………………(25) 式中:Mj——静转矩; Mj=9.8nzWkr N·m Mq——电动机的静起动转矩(查有关电机手册),N·m。 9 主要零件的设计与计算 9. 1 轴承 9. 1. 1 轴的受力分析 圆振动筛和直线振动筛所用的块偏心振动器,有一根通轴,其上装有两组偏心块,偏心块的旋转 产生强大的激振力,激发振动筛也使自身振动,因此该轴承受着偏心块旋转产生的离心力 F1 及偏心块 产生的惯性力 Fg,轴及偏心块的自重 Wz 及 Wk,支撑反力 RA、RB,静转矩 MJ。当 F1、Wz、Wk 方向一 致时,轴受力最大。受力状态如图 17 所示。 图 17 21 JB/T 9022-1999 9. 1. 2 轴承的计算与选择 图 17 中,力 Wz 及 Wk 与 F1 相比很小,为简化计算略去不计;力 Fg 与 F1 方向相反,略去 Fg 使之 偏于安全。这样轴承上的轴向力为零,径向力为: 式中:ωj——振动的圆频率,rad/s。 轴承的额定动负荷为: R=RA=RB=F1=Wkrωj2 N…………………………………(26) C = f h f p P ……………………………………………(27) fn ft 式中:C——轴承额定动负荷,N; P——当量动负荷 P=R,N; fh、fp、fn、ft——在轴承手册的有关表中选取,其中额定寿命为 10000 h。 根据振动器的工作特点,选用大游隙(3G)轴承。 9. 2 轴的强度验算 根据振动器的结构,轴的形状、载荷分布及弯矩、扭矩图见图 18。 图 18 轴材料为 45 钢,按Ⅱ类载荷计算,其许用弯曲应力为: 危险断面的当量弯矩 Mt 为: [σw]=93.1 MPa。 22 JB/T 9022-1999 式中:M——弯矩,N·m; M t = M 2 + (αT ) 2 N·m…………………………………(28) M=F1L F1——离心力,N; L——危险断面到 F1 点的距离,m; α——根据扭矩性质而定的折合系数;对不变扭矩取α≈0.3; T——扭矩,N·m; T = 9.55 N ×103 n N——输入的功率,kW; n——轴的转速,r/min。 危险断面的应力应满足: σw = Mt Z ≤[σW]………………………………………(29) 式中:σw——弯曲应力,Pa; Z——截面模数,m3。 9. 3 弹簧 9. 3. 1 圆柱型橡胶弹簧的计算 圆柱型橡胶弹簧几何尺寸见图 19。 图 19 Z0 = ωj ωg = 3 ~ 7 …………………………………………(30) 式中:Z0——频率比,小型筛取小值,大型筛取大值。 Kd = K nt ……………………………………………(31) 式中:Kd——单个弹簧的刚度,N/m; K——弹簧的总刚度,N/m; nt——支撑弹簧的个数。 23 JB/T 9022-1999 Δh=(4~6)A(对小型筛Δh=0.014 m)…………………………(32) 式中:Δh——弹簧的最大变形量,m。 ?h ≤0.15~0.20…………………………………………(33) H0 D = 0.5 ~ 1.0 …………………………………………(34) H0 式中:H0——弹簧的自由高度,m; D——弹簧的外径,m。 式中:φ——受压面积与自由面积之比; φ = D ? d …………………………………………(35) 4H 0 d——弹簧内孔直径,m。 Kx=1.2(1+1.65φ2)……………………………………(36) Ed=1.2Ej……………………………………………(37) 式中:Kx——外形系数; Ed——动弹性模量,N/m2; Ej——静弹性模量,N/m2。 静弹性模量与邵氏硬度的关系式为: E j = 3.57 ×105 e 0.033Hs ……………………………………(38) 式中:Hs——橡胶弹簧的邵氏硬度,度。 静弹性模量与橡胶邵氏硬度关系曲线。 Kd = Ed Kx F H 0 ? ?h ………………………………………(39) 式中;F——弹簧的受压面积,m2。 强度应满足: [ ] σ j = ?hKd F < σ j ………………………………………(40) 式中:σj——橡胶的压缩应力,Pa; [σj]——橡胶的许用压缩应力,Pa,取[σj]=980 kPa。 图 20 24 JB/T 9022-1999 9. 3. 2 金属螺旋弹簧的设计计算按《机械设计手册》(弹簧)的规定进行。 9. 3. 3 振动筛还可使用金属螺旋弹簧与橡胶弹簧组合而成的复合弹簧。因国内尚无成熟公式,不作推荐。 9. 4 筛框 筛框强度的设计计算,对筛宽大于 2000 mm 的大型振动筛,建议进行动强度计算,可在微机上应 用 NT 网络的有限元软件计算应力和模态。其中侧板及横梁的应力值应小于所选材料的疲劳强度许用 应力值;计算出的各阶固有频率应远离其工作频率。本标准仍对筛框一些重要构件作些静强度计算和 推荐。 9. 4. 1 筛框侧板及后挡板的厚度,用类比法确定。见表 24。 表 24 筛 宽 mm 600~900 1200~1500 1800~2400 3000 3600~4200 钢板厚度 mm 6 8 10 12 16 9. 4. 2 筛框横梁 横梁断面形状及结构应符合 7.3 的规定,并应进行下列验算: a) 横梁受力分析 横梁与其附件(筛面托架、筛面、紧固件等)构成一体,按频率 f 和振幅 A 振动,因此其受力由 动载(惯性力)和静载(自重力)组成。为计算方便,将附件重量均匀地分配给各梁,然后将动载的 最大值和静载合成作为外载均布在横梁上,即将横梁简化为受均布载荷的简支梁,作静态计算,其载 荷分布及弯矩图见图 21。 均布载荷: q = 9.8W1 + Smax ………………………………………(41) l 式中:q——梁的均布载荷,N/m; W1——梁及其附件的重力(包括物料重力),N; Smax——梁的最大惯性力,N; Smax=W1Aωj2 l——梁的长度,m。 25 JB/T 9022-1999 图 21 b) 横梁强度计算 σw = M Z ≤[σW]…………………………………………(42) M = qJl 2 8 N·m………………………………………(43) 式中:σw——梁的弯曲应力,Pa; M——梁的弯矩,N·m; Z——横梁截面模数,m3; [σw]——梁的许用弯曲应力,Pa,取[σw]=24.5 MPa; qJ——均布截荷,N/m; l——横梁长度,m。 c) 横梁固有频率的验算 按简支梁计算,固有频率为: ωg = an2 l2 EI ml >3ω j ………………………………………(44) 式中:ωg——梁的固有频率,rad/s; an——振型常数,an=nnπ(nn=1,2,3,…,nn,这里取 nn=1); E——材料弹性模量,N/m2; I——惯性矩,m4; ml——单位长度上的质量,kg/m; ωj——振动圆频率,rad/s。 9. 4. 3 紧固件 振动筛的关键联接部位(例如:振动器体、横梁、后挡板及排料嘴与侧板)应采用高强度螺栓或 环槽铆钉联接。 螺栓与环槽铆钉的工作原理基本上是一致的。在联接中,构件间力的传递是靠钢板间的摩擦力实 现的,而摩擦力则是由紧固件给钢板的夹紧力产生的。在装配时要求钢板表面进行喷砂或去油污、消 除杂物等处理,以保证有足够的接触面积和摩擦系数。 26 JB/T 9022-1999 联接形式和受力状态如图 22 所示,其中高强度螺栓联接见图 22(a)、环槽铆钉联接见图 22(b)。 (a) 图 22 (b) Sg=WjAωj2……………………………………………(45) 式中:Sg——联接件的滑动力,即振动筛联接件的最大惯性力,N; Wj——被联接件的质量,kg。 Fm=njnmNz fm……………………………………………(46) 式中:Fm——摩擦力,N; nj——紧固件的数量; nm——摩擦面数; Nz——正压力,N; fm——摩擦系数。钢板联接件经喷砂处理时,fm=0.45,未经喷砂时应适当降低。 对高强度螺栓: 式中:[σ1]——许用拉应力,Pa; Fj——紧固件的截面积,m2; Fj = 1 4 πd 2 j Nz=[σ1]Fj……………………………………………(47) dj——紧固件的计算直径,m。 dj=(d1+d2)/2。d1 为紧固件的螺纹内径,d2 为紧固件的螺纹中径。 对环槽铆钉: Nz = 1 4 πd 2 0 N………………………………………(48) 式中:d0——环槽铆钉的径部直径,m。 27 JB/T 9022-1999 [σ1]=σs/ζ…………………………………………(49) 式中:σs——材料的屈服强度,参照表 25 选取。 ζ——安全系数; ζ=ζ1ζ2ζ3ζ4=1.60 ζ1——复合应力系数,取ζ1=1.20; ζ2——预拉力损失系数,取ζ2=1.05; ζ3——扭矩误差系数,取ζ3=1.15; ζ4——材料均匀系数,取ζ4=1.10。 当 Fm>Sg 时,工作可靠。 表 25 种别 材料 抗拉强度 MPa 屈服强度 MPa 伸长率 收缩率 硬度 HRC 45 784~980 627 12% 45% 24~31 螺栓 40B 1078~1274 970 10% 42% 34~40 高强度螺栓 20MnTiB — — — — 螺母 35,45,15MnVB — — — — 220~270 垫圈 45 — — — — 36~45 环槽铆钉 铆钉 铆钉环 40Mn2 Y12 790 770 14% — 26~35 — — — — 65~80 当 Fm=1.75 Sg 时,由式(45)和式(46)导出紧固件数量为: nj = 1.7Wj Aω Nznm f 2 j (1.7 为安全系数) 当 nj 小于 2 时,可按结构确定,但数目必须大于 2。紧固件的抗拉能力参照表 26 选取。 表 26 12 (14) 16 (18) 20 (22) 24 材质 抗拉载荷 kN 45 70.6~87.2 96.0~118.6 130.3~161.7 159.7~198.0 203.8~251.9 252.8~311.6 294.0~363.6 40B 20MnTiB 91.7~107.8 124.5~147.0 169.5~199.9 206.8~245.0 264.6~312.6 326.3~386.1 380.2~450.0 高强度螺栓、螺母和垫圈按 GB/T 1231、GB/T 3633 技术条件选取。欢乐麻将, 扭矩值参照表 27 选取。 表 27 螺栓规格 12 16 20 24 30 终拧扭矩 N·m 120 280 520 900 1600 28 JB/T 9022-1999 中华人民共和国 机械行业标准 振动筛设计规范 JB/T 9022-1999 * 机械工业部机械标准化研究所出版发行 机械工业部机械标准化研究所印刷 (北京首体南路 2 号 邮编 100044) * 开本 880×1230 1/16 印张 2 14 字数 60,000 1999 年 8 月第一版 1999 年 8 月一次印刷 印数 1-500 定价 25.00 元 编号 99-092


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