2ZS1530直线振动筛设计

摘要
振动筛是近几十年来得到迅速发展的一种新型机械，已广泛应用于采矿、冶金、石化、建筑等工业部门。

直线振动筛具有脱水、脱介、脱泥和筛分效果好等优点，是应用最为广泛的筛分产品。

随着采煤机械化程度的提高，对振动筛机的容量要求越来越大，因此，研究、设计、制造大型直线振动筛就成为一项十分重要的研究课题。

本文主要是针对2ZS1530直线振动筛的设计进行的，从整体布局到个别零件的选用都进行了改良。

描述了本次设计2ZS1530直线振动筛设计的计算方法依据和步骤.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；进行了弹簧等设计与计算，包括原始的设计参数，振动电动机的选用与校核；进行了主要零部件的设计与计算，弹簧的设计计算，然后进行了设备维修、安装、润滑及密封的设计。

关键词：2ZS1530，振动筛，振动电机
Abstract
Vibrating screen is in recent decades of rapid development of a new type of machinery, has been widely used in mining, metallurgy, petrochemical, construction and other industries.Linear vibration screener is the most widely used screening products, with advantages of dehydration, sculting, desliming and effective screening.With the improvement of mining mechanization degree, the capacity of the requirements of vibrating machine is more and more big, therefore, research, design, manufacture large linear vibrating screen will become a very important research subject.
This paper is mainly aimed at 2ZS1530 linear sieve of the design, from the overall layout to the individual parts of all choose has improved.Describes the design 2ZS1530 straight line design calculation method of the sieve basis and the steps. Including the vibrating screen classification and characteristics and the design scheme of the sure; The movement of material analysis of the vibration sieve dynamics analysis and kinetics parameters calculation and rational design of vibrating structure size; The spring design and computation, including the original design parameters, and the selection of vibration motor and checking; The main parts of the design and calculation, the design and calculation of the spring, and then make the equipment maintenance, installation, lubrication and seal design.
Key Words: 2ZS1530，vibration sieve，Vibration motor
目录
1. 绪论 (1)
1.1. 本课题的提出和研究意义 (1)
1.1.1. 本课题的提出 (1)
1.1.2. 本课题的研究意义 (2)
1.2. 振动筛在国内外发展的回顾 (3)
1.2.1. 国内的发展回顾 (3)
1.2.2. 国外的发展回顾 (4)
1.3. 振动筛的发展方向 (5)
1.4. 筛分 (6)
1.4.1. 筛分的概念 (6)
1.4.2. 筛分设备的作用 (6)
1.4.3. 筛分作业的分类 (7)
2. 直线振动筛的总体设计 (9)
2.1. 2ZS1530直线振动筛的规格及主要参数 (9)
2.2. 设计总则 (9)
2.3. 设计依据 (9)
2.4. 2ZS1530直线振动筛的工作原理及结构特点 (10)
2.5. 结构设计 (10)
2.5.1. 总体设计方案 (10)
2.5.2. 筛网 (11)
2.5.3. 筛箱 (12)
2.5.4. 如何选择振动筛的振动电机 (13)
2.5.5. 支撑装置 (13)
2.6. 2ZS1530直线振动筛的设计步骤 (14)
3. 振动筛参数的设计及计算 (16)
3.1. 工艺参数 (16)
3.1.1. 处理量的校核 (16)
3.1.2. 物料运动平均速度 (16)
3.2. 运动学参数 (17)
3.2.1. 振动强度K (17)
3.2.2.
抛射强度v K ................................................................................................... 17 3.2.3. 筛面倾角α . (17)
3.2.4. 振动方向角δ (18)
3.2.5. 振动筛振动频率f (18)
3.2.6.
实际振动强度s K ........................................................................................... 18 3.3. 动力学参数 . (19)
3.3.1. 振动筛参振质量初步确定 (19)
3.3.2. 弹簧刚度K (19)
3.3.3. 块偏心振动器的偏心块质量和回转半径关系 (20)
3.3.4. 激振力 (21)
3.3.5. 筛箱重心及振动电机位置的选择 (21)
3.4. 电动机的计算选择 (23)
4. 主要零件的设计计算 (25)
4.1. 弹簧的设计和选用 (25)
4.2. 筛框 (28)
4.2.1. 筛框侧板及后挡板的厚度 (28)
4.2.2. 筛框横梁 (29)
4.2.3. 紧固件 (32)
4.3. 进料斗和出料斗 (34)
4.3.1. 进料斗 (34)
4.3.2. 出料斗 (35)
4.4. 筛网的选择 (35)
4.5. 侧板 (35)
4.6. 筛面张紧装置 (36)
4.7. 弹簧支座 (36)
4.7.1. 弹簧上支座 (37)
4.7.2. 弹簧下支座 (37)
4.8. 机架 (38)
5. 安装维护及润滑 (39)
5.1. 振动电机 (39)
5.1.1. 振动电机使用中有那些注意事项 (39)
5.1.2. 振动电机要做那些方面的检修 (39)
5.1.3. 振动电机的使用维护及预防措施 (40)
5.2. 直线振动筛 (42)
5.2.1. 直线振动筛的维护 (42)
5.2.2. 直线振动筛日常保养 (42)
5.2.3. 振动筛的使用注意事项 (42)
6. 结论 (44)
参考文献 (45)
附录............................................................................................................. 错误！未定义书签。

致谢 (46)
1.绪论
1.1.本课题的提出和研究意义
1.1.1.本课题的提出
随着我国采矿、冶金、石化、建筑等工业部门的迅速发展，振动筛分设备在工程中广泛应用，对整个国民经济的发展起着至关重要的作用。

因此，针对振动筛分机械进行的研究具有重大的现实意。

从目前国内外的研究动向看，一方面致力于现存筛分机械的运动分析和结构调整；另一方面瞄准新颖的设计目标，探求合理的结构形式，动力配置和动力学参数，以便进一步推进筛分机的应用。

随着科技水平的提高，人们对各种商品的需求也越来越精细，质量越来越高，振动筛的技术在制造也上也有更高的要求。

国内振动筛特别是旋转筛系列产品，还停留在80年代的水平，很多厂家还是处于仿造阶段。

国外的振动筛技术早已更新换代，包括美国、日本、德国等老牌工业国家，他们开发出很多能满足不同需求的振动筛产品，而我国依然还是统一的采用那种老式振动筛，许多客户不得不去进口德国或者美国的产品。

最主要的还是技术打不到国外的水平。

振动筛分机在一定的筛分效率下要得到较高的单位表面处理能力，在很大的程度上取决于筛网的运动轨迹。

不同的运动轨迹会对物料的输送产生不同的影响。

通常，振动筛工作过程的运动轨迹包括：直线、圆、和椭圆。

圆运动筛工作时，会产生一个旋转着的加速度矢量，使筛面上的物料极易分散，堵塞筛孔的可能性小。

但圆运动轨迹的抛郑角陡峭,物料输送速度较低,因而在相同条件下处理量不如直线振动筛.而直线振动筛在筛面上只是做单调的直线抛郑运动,物料运动速度均匀,因此没有堆积现象,更不用人工清砂,所以筛网寿命长。

圆振动筛是一种做圆形振动、多层数、高效新型振动筛。

圆振动筛采用筒体式偏心轴激振器及偏块调节振幅，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，该振动筛广泛应用于矿山、建材、交通、能源、化工等行业的产品分级。

由于国内大型化的振动筛技术还不是很成熟，生产的小型振动筛质量可靠，大型振动筛暴露的问题很多，需要认真对待和解决。

考虑到筛分机械的这种发展趋势，本课题主要是对圆振动筛的整体进行设计。

1.1.
2.本课题的研究意义
在工业部门中，筛机的种类很多，例如固定筛、滚动筛、筒筛、摇动筛和振动筛等，其中以振动筛（包括普通振动筛、共振筛、概率筛和等厚筛）应用最为普遍。

振动筛是利用振动的多孔工作面将颗粒大小不同的混合物料按粒度进行分级的机械，这种分级作业叫做筛分。

筛分工作一般适用于尺寸为1-300毫米或更细物料（大0.05毫米，甚至更小）的分级。

当用于分级时，一层筛面可获得两种产品；用n层筛面分级，可得到n+1中产品。

振动筛除了用于分级外，还常用于物料的脱水，即除去物料中的水分；脱介，即在筛分机中用水清洗并回收重介微粒（在重介质选煤工作中，选别后的精煤矸石常常粘附着重介质，通常用水清洗并回收）；振动筛也常用于清洗物料表面的污泥。

振动筛是我国20年来迅速发展的新型机械。

基于振动筛的三种不同的运动轨迹（圆、直线、椭圆），采用不同的筛分方法，并针对国民经济中的个行各业的特殊需要，形成了各种形式的筛分机械，并在各个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炭进行筛分，取代了原始的滚轴筛。

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；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%的潮湿细微粒煤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筛结合在一起，形成弧形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；利用直线筛解决煤炭的处理，在水电站的建设工作中，如三峡工程需要个中大型筛机对砂石进行分级。

在交通部门，针对铁路石渣的清沙和除泥，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，振网筛和化肥筛是关键设备。

随着“十五”规划建设投资的加大，冶金、能源、交通、水电等部门的新建项目和技术改造项目不断增加，大大的推动了机械工业的发展，全国筛分机
械制造业成发展趋势。

据了解，全国筛分制造企业已达450余家，筛分机械年产值1000万以上的有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，在鞍山机械矿机和河南太行振机企业的影响下，已发展成筛分机械制造基地，这俩个地区的筛分机械产值约占全国总产值的50%左右，特别是股份制、民营企业发展很快。

可是在西部地区，基本上没有一家像样的筛分设备制造企业，目前西部开发用的筛分装备均是从东部采购的，这与当前西部开发的形式是不相称的。

我国筛分设备企业虽然很多，但是真正具备实力的很少，首先，从产品水平上，全国只有鞍矿和洛矿先后从美国R.S公司、德国KHD公司和日本神户制钢所引进过世界先进的筛分设备制造技术，而洛矿的引进，由于多方面的原因，未能达到预期效果。

对于筛分机械首先要满足工艺过程和工作过程等振动的需要，其次，还应满足工作寿命长、环保、可靠性高等基本要求。

由于筛分机械工况往往比较恶劣，且在激振力和筛上物料的作用下长期承受交变载荷，所以极易产生疲劳失效及腐蚀。

目前，振动筛的振动普遍存在强度低、适用寿命短、噪声大、共振幅度大、工作动负荷大、轴承温度升大等问题，并且没有得到很好的解决。

本文通过对圆振动筛的总体设计，使筛体的结构能够尽量合理，从而满足静载荷和动载荷的要求，提高其使用寿命和可靠性。

1.2.振动筛在国内外发展的回顾
1.2.1.国内的发展回顾
我国煤炭资源丰富，储量多，品种齐全。

煤炭占我国能源的75%以上，是当今和未来几十年内我国最主要的能源。

随着我国经济的高速发展，对能源需求的不断增大以及煤矿采掘机械化程度的不断提高，对于振动筛分机械的工作效率的要求越来越高，因而研制大容量的大型振动筛的重要性越显突出。

我国对筛分机械的研制主要经历了三个阶段：仿制阶段、自行研制阶段、提高阶段。

五十年代初至六十年代中期，主要是从前苏联和波兰引进，并部分仿制了偏心式和单惯性式圆振动筛。

如前苏联的系列圆振动筛、MZ型摇动筛；波兰的WK-15振动筛，WPI,WPZ型吊式直线振动筛。

这些筛分机械的仿制成功，为我国筛分机械的发展奠定了坚实的基础，并培养了一批技术人员。

从60年代中期我国开始独立研制，主要成果有DD系列、ZD系列单轴振动筛和ZS系列、DS系列双轴振动筛。

这些设备虽然存在一定的故障，寿命较
短等问题，但是它们的研制成功基本上满足了国内的需求，同时也标志着我国的筛分机械走上了独立发展的道路。

在80年代，我国的筛分机械迈进了一个新的发展里程碑。

成功研制了振动概率筛系列，旋转概率筛系列，完成了箱式激振器等系列，自同步等系列，例如螺旋三段筛，物料直线振动筛，琴弦振动筛，立式圆筒筛的研制取得了一定的成功。

于此同时，我国筛分机械的制造水平也有了很大的提高。

我国生产使用的筛分设备有200多个品种，其中绝大部分为振动筛。

我国目前使用的圆振动筛有：吸收国外先进技术的基础上研制的YK系列圆振动筛；引进美国TaborTI型振动筛技术制造的YA系列筛；在YA型圆振动筛基础上设计的YAC系列筛；在消化吸收YA型圆振动筛基础上研制的DYS 大型圆振动筛；具有概率筛和圆振动筛综合筛分效果的YFS型圆振动分级筛；采用高振幅、高频率圆形轨迹振动特性的GDS型概率圆振动筛；主要为沥青混凝土拌和设备配套以及用于不高于200℃的散状物料分级的YAR系列热石筛。

我国目前使用的直线振动筛丰要有：可用于脱介、脱水、脱泥和分级的ZSM、DSM型双轴振动筛；适用于各种煤炭的脱水、脱介、脱泥及湿式分级的ZKB、ZKBX型自同步直线振动筛；广泛用于各种物料分级、脱水、脱介的zK系列直线振动筛；引进美国TaborTH型振动筛技术制造的ZKX系列直线振动筛；消化吸收ZKX基础上研制成功的DZS大型直线振动筛；适用于温度在150℃以下的冷烧结矿整粒工序进行分级的LZS和SLZS型冷矿振动筛；专为冶金部门温度在800℃"850℃的中小粒度烧结矿进行分级的SZR型热矿振动筛。

同样还有其他类型的筛分机械：GS型、ZBG型、QGS型、XGS型概率筛分机；ZD型、ZDS型等厚筛；GXS型、SQDI型琴弦式筛分机；GPS型高频振动细筛；C型、M型电磁振动旋流筛；SL型螺旋筛分机；QZK曲面振动筛；LYS型立式圆筒筛等。

1.2.2.国外的发展回顾
国外从16世纪开始筛分机械的研究与生产，到了18世纪欧洲工业革命时期，筛分机械得到了迅速的发展，使筛分机械发展到较高的水平。

比如，德国的申克公司能提供260种筛分设备，STK公司生产的筛分设备系列品种较全，技术水平较高，KHD公司生产200多种规格筛分设备，通用化程度较高，KUP 公司和海因曼公司都研制了双倾角的筛分设备。

美国NRO公司研制出了DFN 型双频率振动筛，采用不同的速度激振器，DKR公司研制成三路分配给料，一台高速电机驱动的振动筛。

英国为解决从湿原煤中筛出细粒末煤，研制成功了旋流概率筛。

前苏联也研制了一种多用处兼有直线振动筛优点的自同步直线振
动筛。

这些国外知名企业采用先进的设计技术及制造技术，不但生产出适用于各种场合的不同类型的振动筛，而且生产出了性能优良的大型振动筛，受到用户的欢迎，几乎垄断了国内大型振动筛市场。

如德国的筛子技术公司和申克公司分别制造出了50㎡和34㎡的大型直线振动筛，日本的神户制钢所和川崎重工也制造出了34㎡和48㎡的产品，美国的CONN WELD公司制造出了27㎡的产品。

在对全国几家使用大型振动筛的厂家的调研发现，全套进口的德国筛子技术公司和日本神户制钢所的27㎡直线振动筛均可正常使用3～5年。

1.3.振动筛的发展方向
直线振动筛，作为对物料进行分级、脱水、脱泥、脱介的有效设备，已广泛用于煤炭、矿山、化工、医药等行业。

由于目前有些用户不仅对设备质量有要求，对工期也要求很高。

所以，高速高效的设计、生产已很必要。

振动筛采用抛射式筛分，筛子每振动一次，物料便被抛射一次，相对筛面冲击一次，被筛分物料的这种特点使得振动筛的筛分效率高，生产能力大，因此被广泛使用。

振动筛是通过激振设备对筛体的激振而是物料得以分离，从而达到生产要求的一种设备。

在给定的振动强度下振动，使筛面的物料获得一定的动能，使动能小的细粒到达筛面附件从而得到分离。

振动筛分机械主要由以下三部分组成：激振器、筛体、弹性元件等。

在振动筛产生以后，人们开始重视建立和发展筛分理论。

早期的筛分理论形成于50年代初，它是以单个颗粒为研究对象而发展起来的，一般称为单颗粒运动理论。

该理论系统的描述了振动筛对物料进行抛射式筛分时，单个颗粒的运动情况，进而提出了筛分机特性值。

振动筛是我国20年来迅速发展的新型机械。

基于振动筛的三种不同的运动轨迹（圆、直线、椭圆），采用不同的筛分方法，并针对国民经济中各行业的特殊需求，产生了各种形式的筛分机械，并在各个工业部门得到广泛的应用。

振动筛分机械在工程中广泛应用，对国家的经济起着重要作用。

从目前国外的研究动向看，一方面致力于现存筛分机械的运动分析和结构调整；另一方面瞄准新颖的设计目标。

探求合理的结构形式、动力配置和动力学参数，以便进一步推动振动筛的应用。

综合国内外筛分机械状况，筛分机械应向以下几个方向发展。

a.筛分机械大型化
筛分机械大型化是提高处理量的方法之一。

近十年来，许多国家都在设计大型振动筛，其中其中以西德最为突出。

1976年德国已能制造单机处理量为1000
吨／时的预先筛分振动机。

西德筛子技术公司制造的50m2振动筛，宽5.5m，为了加大激振力，将四个激振器并联安装，筛体用耐疲劳、耐腐蚀能力强的材料制成。

两年多生产实践证明，其使用效果良好。

b.应用等厚筛分法
等厚筛分法也叫大厚度筛分法，60年代首先出现于法国，70年代初期国外广泛应用这一种新筛分法。

该法的特点是：不管入料中小于筛孔的颗粒所占的百分比如何，在筛分过程中筛上物料层的厚度保持不变或递增，而采用普通筛分法时，筛上物料厚度都是递减的。

等厚筛分法目前在我国某些大型选煤厂中使用，其产量约较普通筛分法提高两倍以上。

c.应用概率筛分法
概率筛方法是瑞典人摩根森首先提出的。

这种方法有效地按照概率理论去完成物料筛分的整个过程，它有以下一些特点：由于采用了大筛孔、大倾角和多层筛面，物料入筛后能迅速透筛，同时也克服了普通筛分法中容易堵塞筛孔的缺点，减小了筛面的磨损，提高了单位面积的处理量。

适合于筛分水分大和难筛分的细粒级物料。

d.惯性振动筛的迅速发展
60年代，共振筛曾受到各国重视，发展很快。

但生产实践证明，它具有结构复杂、机重大、难调整和故障多等缺点。

现在德国、日本等已停止制造。

与此相反，近几年来，惯性振动筛，尤其是直线惯性振动筛，由于其性能较好，结构和维护工作都较简单，故目前得到迅速发展。

1.4.筛分
1.4.1.筛分的概念
广义的筛分是指将粒子群按粒子的大小、比重、带电性以及磁性等分体学性质进行分离的方法。

一般来讲，筛分是利用筛子把粒度范围较宽的物料按粒度分为若干个级别的作业。

具有直线轨迹的惯性振动筛为直线振动筛。

其支承方式有悬挂支撑和座式支承两种，悬挂支承，筛面固定在筛箱上，筛箱由弹簧悬挂或支承，主轴的轴承安装在筛箱上，主轴带轮带动而高速旋转。

由于主轴是偏心轴，产生离心惯性力，使可以自由振动的筛箱产生直线轨迹的振动。

1.4.
2.筛分设备的作用
筛分作业是煤炭加工的重要环节，它广泛地应用于筛选厂和选煤厂，
对煤炭进行粒度分级、脱水、脱泥、脱介。

就煤炭加工而言，筛分技术和分选技术处于同等重要的地位。

我国生产的原煤一半以上是动力用煤，不同的用户对动力用煤的粒度要求是不一样的，尤其是化工，发电等部门，对煤碳粒度要求很严格，如果超过规定限度，不但影响这些部门的正常生产，还会造成不小的浪费。

例如在煤炭气化的过程中，若使用粉煤含量过高的块煤，不仅影响炉内气流畅通，降低造气量，严重时还导致气化炉填塞；机车和船舶由于锅炉通风强，烟筒短，如燃用含有较多粉煤的块煤时，粉煤不仅燃烧不完全而且还随着烟气飞走，造成浪费和环境污染；大型火力发电厂，绝大部分使用粉煤锅炉，若供应原煤和块煤，显然是不经济的。

总之，将原煤筛选成多种粒度的产品，对路供应给各类客户，对合理利用煤炭资源是十分必要的。

筛分可以为其他选煤创造条件。

目前的各种选煤方法和分选设备往往都受到粒度的限制。

不同的选煤方法都有一定的入料限度，过粗的大块不能分选，而粒度过细也很难回收。

在选煤厂主要是将原煤分成块煤和末煤两种粒级，分别进行跳汰选煤和重介选煤。

重介选煤对入料中的煤泥含量很敏感，它直接影响到介质系统的正常工作和重介分选的效果。

通过分选去除细泥，减少煤泥对介质系统的污染，以及髙灰细泥对精煤产品的污染；也可使跳汰机洗水粘度降低，有利于细粒煤的分选，从而提高分选效果。

在动力煤选煤厂中，通常将小于6ｍｍ的干粒粉煤供给发电厂或者其他用户，而大于6ｍｍ的煤送入跳汰机饿、分选，这也是依靠筛分作用来完成的。

总之，在煤炭加工过程中，筛分作业不仅关系着动力煤产品对路供应，关系着动力煤和炼焦煤洗选产品质量的提高，也关系到煤炭资源的合理利用，环境保护和生产部门的经济效益。

1.4.3.筛分作业的分类
（1）独立筛分其目的是得到适合于用户要求的最终产品。

例如，在黑色冶金工业中，常把含铁较高的富铁矿筛分成不同的粒级，合格的大块铁矿石进入高炉冶炼，粉矿则经团矿或烧结制块入炉。

（2）辅助筛分这种筛分主要用在选矿厂的破碎作业中，对破碎作业起辅助作用。

一般又有预先筛分和检查筛分之别。

预先筛分是指矿石进入破碎机前进行的筛分，用筛子从矿石中分出对于该破碎机而言已经是合格的部分，如粗碎机前安装的格条筛、筛分，其筛下产品。

这样就可以减少进入破碎机的矿石量，可提高破碎机的产量。

检查筛分是指矿石经过破碎之后进行的筛分，其目的是保证最终的碎矿产品符合磨矿作业的粒度要求，使不合格的碎矿产品返回破碎作业中，如中、细
碎破碎机前的筛分，既起到预先筛分，又起到检查筛分的作用。

所以检查筛分可以改善破碎设备的利用情况，相似于分级机和磨矿机构成闭路循环工作，以提高磨矿效率。

（3）准备筛分其目的是为下一作业做准备。

如重选厂在跳汰前要把物料进行筛分分级，把粗、中、细不同的产物进行分级跳汰。

（4）选择筛分如果物料中有用成分在各个粒级的分布差别很大，则可以筛分分级得到质量不同的粒级，把低质量的粒级筛除，从而相应提高了物料的品位，有时又把这种筛分叫筛选。

脱水、脱介筛分筛分的目的是脱除物料的水分，一般在洗煤厂比较常见。

此外，物料含水泥较高时，也用筛分进行脱泥。