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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
題目：型砂處理機(jī)篩分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
班 級
姓 名
學(xué) 號
導(dǎo) 師
2012 年 12 月 26 日
8
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述
課題背景：
篩分機(jī)（篩粉機(jī)）screening machine 利用散粒物料與篩面的相對運(yùn)動，使部分顆粒透過篩孔，將砂、礫石、碎石等物料按顆粒大小分成不同級別的振動篩分機(jī)械設(shè)備。篩分的顆粒級別取決于篩面，篩面分篦柵、板篩和網(wǎng)篩三種。篦柵適用于篩分大顆粒物料，篦柵縫隙為篩下物粒徑的1.1～1.2倍，一般不宜小于50毫米。板篩由鋼板沖孔而成，孔呈圓形、方形或矩形，孔徑一般為10～80毫米，使用壽命較長，不易堵塞，適用于篩分中等顆粒。網(wǎng)篩由鋼絲編成或焊成，孔呈方形、矩形或長條形，常用孔徑一般為6～85毫米,長條形篩孔適合于篩分潮濕的物料，網(wǎng)篩的優(yōu)點(diǎn)是有效面積較大。
篩分機(jī)類型 篩分機(jī)分固定篩和活動篩兩類，活動篩又分轉(zhuǎn)動篩和振動篩。 固定篩大多采用篦柵裝在破碎機(jī)進(jìn)口上方，以防止超規(guī)格的物料落入。轉(zhuǎn)動篩大多由板篩折成多角形或圓形筒體而成，其結(jié)構(gòu)簡單、壽命長,但生產(chǎn)率低、機(jī)體笨重、龐大,目前很少采用
相關(guān)研究情況：
進(jìn)入21世紀(jì)以來，又經(jīng)過將近10年的不斷改進(jìn)和提高，日臻完善，形成了系列化產(chǎn)品，能適應(yīng)不同細(xì)度不同產(chǎn)量的各種難篩物料的篩分要求，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、高效和環(huán)保的客觀效果。經(jīng)過將近30年的發(fā)展，3代技術(shù)科研革新，現(xiàn)在已經(jīng)日益成熟，廣泛應(yīng)用于化工、食品、建材、涂料等幾十個(gè)行業(yè)。
1、氣流篩
氣流篩 具有獨(dú)特的旋轉(zhuǎn)空氣噴射式噴口設(shè)計(jì), 并具有高效的1200w工業(yè)真空清潔器，能持續(xù)清理篩分網(wǎng)面，不易堵塞篩分網(wǎng)面，篩分精度好高，篩分時(shí)間短，高效，耐用，操作簡便，廣泛適用于各種類型的干燥粉末狀及顆粒狀物質(zhì)分析。
作用與原理：從理論上講，氣流篩擯棄了傳統(tǒng)的重力勢能作業(yè)原理，開辟了載流體動能做功的篩理新途徑，它是在密閉狀態(tài)下利用高速氣流做載體，使充分?jǐn)U散的粉料微粒以足夠大的動能向篩網(wǎng)噴射，達(dá)到快速分級之目的。通俗地講：氣流篩利用粉料微粒質(zhì)量小而輕、易漂浮、流動性好的特點(diǎn)，將其充分?jǐn)U散到氣流中，粉料不再團(tuán)聚，而是以單個(gè)微粒依次隨氣流透過篩網(wǎng),因此氣流篩的產(chǎn)量大、效率高、不粘網(wǎng)、不堵網(wǎng)孔、細(xì)度精確。
2、滾筒篩
滾筒篩 分機(jī)是繼電動振動篩，國內(nèi)各大公司生產(chǎn)的普通型網(wǎng)狀滾筒篩之后的又一代新型自清式篩料專用設(shè)備，它廣泛適用于粒徑小于300mm以下各種固體物料的篩分，具有篩分效率高、噪音低、揚(yáng)塵量小、使用壽命長、維修量小、檢修方便等諸多特點(diǎn)，其篩分能力為60噸/小時(shí)~1000噸/小時(shí)。目前以燃燒劣質(zhì)煤為主的綜合利用電站（主要為循環(huán)流化床鍋爐）在國內(nèi)迅速興起，以煤礦石、煤泥為主的燃料通常存在粘、濕、臟、雜等特點(diǎn)，輸煤系統(tǒng)普通存在著篩分機(jī)堵塞、篩分效率低、破碎機(jī)磨損大、能耗高等現(xiàn)象?；\式滾筒篩分機(jī)，因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，完全有效地解決了其他型式篩分設(shè)備所存在的缺點(diǎn)，是綜合利用電站的首選篩型。
作用與原理：滾筒篩主要有電機(jī)、減速機(jī)、滾筒裝置、機(jī)架、密封蓋、進(jìn)出料口組成。滾筒裝置傾斜安裝于機(jī)架上。電動機(jī)經(jīng)減速機(jī)與滾筒裝置通過聯(lián)軸器連接在一起，驅(qū)動滾筒裝置繞其軸線轉(zhuǎn)動。當(dāng)物料進(jìn)入滾筒裝置后，由于滾筒裝置的傾斜與轉(zhuǎn)動，使篩面上的物料翻轉(zhuǎn)與滾動，使合格物料（篩下產(chǎn)品）經(jīng)滾筒后端底部的出料口排出，不合格的物料（篩上產(chǎn)品）經(jīng)滾筒尾部的排料口排出。由于物料在滾筒內(nèi)的翻轉(zhuǎn)、滾動，使卡在篩孔中的物料可被彈出，防止篩孔堵塞。滾筒篩砂機(jī)、滾筒篩分機(jī)與滾筒篩的原理構(gòu)造幾乎相同，是人們對它的認(rèn)識和叫法上存在差異。
振動篩
振動篩 有偏心環(huán)動篩、慣性振動篩和共振篩等，其共同特點(diǎn)是篩面作高頻、小振幅振動，使篩面上的物料發(fā)生離析。篩孔不易堵塞，篩分效率高,構(gòu)造簡單,重量較輕，耗電少，還能篩分粘性或潮濕的物料，應(yīng)用廣泛；當(dāng)原物料中含有粘土、淤泥或其他雜質(zhì)時(shí)，還可在篩分機(jī)上用壓力水沖洗，進(jìn)行濕法篩分。
作用與原理：基本原理系借電機(jī)軸上下端所安裝的重錘（不平衡重錘），將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樗?、垂直、傾斜的三次元運(yùn)動，再把這個(gè)運(yùn)動傳達(dá)給篩面。若改變上下部的重錘的相位角可改變原料的行進(jìn)方向。
本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施
一、 研究的主要內(nèi)容：
（一）型砂的主要成分和形態(tài)
1、型砂的水分：入料型砂的外在水分是影響篩分的主要因素，一般外在水分在6%以下，可以很好地進(jìn)行干式篩分；如外在水分超過6%，篩分困難。沖水的濕式篩分往往取得較好的篩分效率。一般篩選廠都采用干式篩分，選煤產(chǎn)品可應(yīng)用濕式篩分。在外在水分6%以下，篩孔采用13mm可用一般振動篩進(jìn)行干式篩分取得較好效果，如篩孔6mm進(jìn)行干篩，用一般篩子則得不到好的效果。
2、型砂的粒度組成：如果型砂中與篩孔大小相近的某含量較少時(shí)，其篩分效率較高；如果該粒度的含量較多，就影響透篩的效率。
（二） 篩分機(jī)構(gòu)研究內(nèi)容
1、篩板和篩孔的形狀 ：篩分粒度在25mm以上，一般用沖孔或鉆孔篩板，孔眼多數(shù)采用圓孔，菱形排列。25mm以下可用編織篩網(wǎng)，編織篩網(wǎng)為方孔。25mm的篩孔，可以用沖孔篩板，或編織篩網(wǎng)，編織篩網(wǎng)應(yīng)防止篩條滑動，篩孔變形。對于1mm以下篩分（包括脫泥、脫水、脫介）采用條縫篩板0.5mm以下的可以用條縫篩板（用螺桿穿篩條上圓環(huán)或焊接的）或尼龍篩網(wǎng)。不論是篩板或篩網(wǎng)，本身須繃緊，并和篩箱緊固，這是十分重要的。既可以延長篩板、篩網(wǎng)、篩箱的壽命，提高篩分效率，而且可以減輕噪音。對于50mm以上的篩板，經(jīng)常由鋼筋或輕軌制成。尤其是固定篩使用舊鋼軌更是合適。棒形篩條都制成楔形的，上寬下窄，便于物料通過。圓形篩孔，以圓的直徑標(biāo)明篩孔的大小，能保證通過的粒度都小于篩孔的尺寸，其篩下產(chǎn)品基本不含大于篩孔的大小，但天上石麟形的對角線是邊長的1.414倍，有的資料認(rèn)為通過方孔的最大顆粒，相當(dāng)于通過圓孔的最大粒度的1.23倍。矩形篩孔以矩形的短邊作為篩孔的名義尺寸，在這種情況下，超過篩孔尺寸的粒度，特別是扁平顆粒將順著篩眼長邊透篩。還有一些不規(guī)則形狀的篩孔，如一些編織篩網(wǎng)。概率篩的篩孔常大于分離粒度而用篩孔的投影進(jìn)行計(jì)算。無論如何，篩分產(chǎn)品的粒度是衡量粒度標(biāo)準(zhǔn)。
2、篩面的長度和寬度：篩面的寬度決定篩分機(jī)的處理能力，若篩面寬物料的通過能力大；篩面的長度決定篩分機(jī)的篩分效率，篩面越長物料經(jīng)過篩分的時(shí)間越長，篩分越徹底，但是，過長的篩面對提高篩分效率并不顯著，而僅僅多余地加長了篩分機(jī)的尺寸。我國現(xiàn)有篩分機(jī)其篩面長度，粗粒級的篩分3.5-4m，中細(xì)粒級的篩分5.5-5.6m，脫水、脫介6.5m。
3、篩面的傾角：篩面傾角的大小，影響篩上物料的移動速度。傾角大，物料的移動快，處理能力高。篩面的傾角和篩子的結(jié)構(gòu)形式與篩分產(chǎn)品的質(zhì)量要求有關(guān)。一般篩孔在50mm以上，作預(yù)先篩分時(shí)，都采用圓運(yùn)動篩分機(jī)，如慣性振動篩和自定中心振動篩，其傾角為15°-20°。而直線運(yùn)動的篩分機(jī)，一般作水平安裝，其傾角為零度，物料在篩面上運(yùn)動，依靠篩面對物料的拋射力，這種篩分機(jī)一般用于煤的脫水、脫泥和脫介。
4、振幅和頻率：振幅是指篩箱行程的一半，頻率是指篩箱分種往復(fù)振動的次數(shù)。篩箱除篩面傾角外必須具備足夠大的速度才能使篩面上的物料前進(jìn)。經(jīng)試驗(yàn)研究得出煤用振動篩篩箱的加速度不超過70-80m/s2,振幅大致為2-5mm，轉(zhuǎn)速為800-1500r/min。為了測量直線運(yùn)動篩分機(jī)的振幅，一般直線振動篩篩幫上都畫著測量振幅的三角形，在測量三角形畫著一組平行于基線的平行線，上面標(biāo)有刻度，表示三角形相應(yīng)截割的寬度。當(dāng)篩箱振動，人在視覺上的滯留，將看到兩個(gè)三角形，斜邊的交點(diǎn)所指截寬，就是篩分機(jī)的行程（兩倍的振幅）。
5、 拋射角：拋射角是篩箱運(yùn)動方向與篩面所形成的角度。如拋射角較大，有利于物料透篩，但處理量較小。直線運(yùn)動篩主要靠拋射作用推動物料前進(jìn)，并使細(xì)粒透篩。直線運(yùn)動篩的拋射角一般在30°-55°之間，我國采用45°，圓運(yùn)動篩分機(jī)，也有拋射作用，但其拋射角不固定，并與篩分機(jī)的頻率和振幅有關(guān)。
6、處理量:過大地加大處理量（單位面積或是單位寬度的處理量），嚴(yán)重的影響篩分效率，使篩上物中含小于篩孔粒級的數(shù)量增加。
二、具體方案與措施
通過物理功能分解功能元得：
型砂處理機(jī)篩分機(jī)構(gòu)的低層形態(tài)學(xué)矩陣
分功能 分功能解
1
2
3
4
執(zhí)行機(jī)構(gòu)
振動篩
滾筒篩
氣流篩
固定篩
傳動機(jī)構(gòu)
齒輪傳動
蝸輪傳動
連桿傳動
絲杠傳動
驅(qū)動機(jī)構(gòu)
步進(jìn)電機(jī)
直流電動機(jī)
交流電動機(jī)
液壓機(jī)
1、可能組合方案N=4 X 4 X 4 X 4=64
2、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：根據(jù)型砂中含有的雜質(zhì)選擇振動篩、滾筒篩。
3、傳動機(jī)構(gòu)：由于經(jīng)濟(jì)條件和工作條件選擇齒輪傳動、連桿傳動。
4 、驅(qū)動機(jī)構(gòu)：根據(jù)現(xiàn)實(shí)的供能方式選擇交流電動機(jī)、直流電動機(jī)。
方案一：執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇振動篩，傳動機(jī)構(gòu)選擇齒輪傳動，驅(qū)動機(jī)構(gòu)選擇交流電動機(jī)。
優(yōu)點(diǎn)：振動篩設(shè)計(jì)簡單、功能可靠。齒輪運(yùn)動精確。交流電動機(jī)運(yùn)用廣泛。
缺點(diǎn)：齒輪造價(jià)高，有嚴(yán)格的中心距限制
方案二：執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇滾筒篩，傳動機(jī)構(gòu)選擇連桿傳動，驅(qū)動機(jī)構(gòu)選擇交流電動機(jī)。
優(yōu)點(diǎn)：滾筒篩的執(zhí)行效率高、功能可靠。連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡單易于實(shí)現(xiàn)。交流電動機(jī)運(yùn)用廣泛。
缺點(diǎn)：連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動非勻速運(yùn)動，滾筒篩設(shè)計(jì)復(fù)雜。
重點(diǎn)及難點(diǎn):
（1）篩分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算和分析。
（2）篩分機(jī)構(gòu)與傳動機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)的相容性的鑒別。
完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫）
1-3周：接受設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱相關(guān)資料，了解課題的背景和發(fā)展?fàn)顩r。
4-5周：了解學(xué)習(xí)常用篩分的基礎(chǔ)知識，初步原理方案的提出。
6周：設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化比較，論證并選擇最優(yōu)方案。
7-8周:篩分機(jī)設(shè)計(jì)。
9-10周:繪制相關(guān)設(shè)計(jì)的零件圖和裝配圖
11-12周:撰寫畢業(yè)論文。
13-15周：準(zhǔn)備答辯。
5 指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見）
指導(dǎo)教師： 年 月 日
6 所在系審查意見：
系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日
注：1. 正文：宋體小四號字，行距22磅。
2. 開題報(bào)告由各系集中歸檔保存。
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