JB/T 9022-2012 振动筛设计规范

ICS 73.120D 95备案号: 36601- -2012JB中华人民共和国机械行业标准JB/T 9022- -2012代替JB/T 9022- 1999振动筛设计规范Design specification of vibrating screen2012-05-24发布2012-11-01实施中华人民共和国工业和信息化部发布中华人民共和国机械行业标准振动筛设计规范JB/T9022- -2012机械工业出版社出版发行北京市百万庄大街22号邮政编码: 100037210mmX297mm.2印张●66千字2012年12月第1版第1次印刷定价: 30.00 元书号: 15111 ●10698网址: http: //www.cmpbook.com编辑部电话: (010) 88379778直销中心电话: (010) 88379693封面无防伪标均为盗版版权专有侵权必究JB/T 9022- -2012目次2规范性引用文件.3术语和定 义设计总则.设计依据.6基本结 ..........6.1 振动器6.2 筛面及其紧固装置.6.3筛框6.4 传动装置.6.5支撑装置.....7技术参数的确定.7.1工艺参数.97.2运动学参数.67.3 动力学参数.77.4电动机的计算选择 ...........198主要零部件的设计与计算.8.1轴.......198.2轴的强度验 算......参考文献.JB/T 9022- -2012言本标准按照GB/T 1.1- 2009给出的规则起草。本标准代替JB/T 9022- - 1999《振动筛设计规范》，与JB/T 9022-1999相比主要技术变化如下:一扩 大了标准适用范围，由原适用于JB/Z 145- -1979规定的振动筛修订为适用于直线振动筛和圆振动筛;补充了本标准涉及的术语和定义，删去了本标准未提及的术语和定义;-增加了宽度为3.0m、 3.6 m和4.2 m的振动筛用于脱水时快速校核处理量表;-修订了筛分效率的计算方法;-修订了脱水率的计算方法;-完善了高强度螺栓和环槽铆钉的选用;增加了参考文献;- 取消了原产品分类。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国矿山机械标准化技术委员会(SAC/TC88)归口。本标准起草单位:鞍山重型矿山机器股份有限公司、河南太行振动机械股份有限公司、洛阳矿山机，械工程设计研究院有限责任公司、上海 建设路桥机械设备有限公司、山东山矿机械有限公司。本标准主要起草人:刘春玉、杨永柱、黄全印、郝兵、朱伟良、于春成、张媛、杜光辉、黄嘉琳。本标准所代替标准的历次版本发布情况为:JB/Z 252- 1985;-JB/T 9022- -1999。IJB/T 9022- -2012振动筛设计规范1范围本标准规定了振动筛设计的术语和定义、设计总则、设计依据、基本结构、技术参数的确定以及主要零部件的设计与计算。本标准适用于直线振动筛和圆振动筛(以下统称振动筛)的设计。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 1231钢结 构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件GB/T3632钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副GB/T 7679.6矿山机械术语 第6 部分:矿用筛分设备JB/T 3687.1矿用座式振动筛 第1部分:系列型谱3术语和定义GB/T 7679.6界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1筛分效率efficiency of screening评定筛分效果所用的指标，以粗粒物的正配效率(E。)与细粒物的正配效率(Ep)之和减100计。[GB/T 15716- -2005， 定义3.11]3.1.1粗粒物料coarse material大于参考粒度的物料。[GB/T 15716- -2005， 定义3.2]3.1.2细粒物料fine material小于参考粒度的物料。[GB/T 15716- -2005， 定义3.3]3.1.3产品product从筛分设备中排出，进一步处理或再循环之前的物料。[GB/T 15716- -2005， 定义3.4]3.1.4粗粒产品coarse product筛上物screen overflow筛分后得到的筛上产品，其中粗粒物料含量高于入料。[GB/T 15716- -2005，定义3.5]3.1.5细粒产品fine productJB/T 9022- -2012筛下物screen underflow筛分后得到的筛下产品，其中细粒物料含量高于入料。[GB/T 15716- -2005， 定义3.6]3.1.6粗粒物料的正配效率coarser material placement efficiency粗粒产品中的粗粒物料占计算入料中粗粒物料的百分率。[GB/T 15716- -2005， 定义3.9]3.1.7细粒物料的正配效率finer material placement efficiency细粒产品中的细粒物料占计算入料中细粒物料的百分率。[GB/T 15716- 2005， 定义3.10]3.2脱水率efficiency of dewatering评定脱水效果所用指标，以脱除的水量占入料水量的百分率计。3.3规定粒度designated size在粒度分级作业中，使原料分离所遵循的粒度。3.4开孔率percentage open area筛孔总面积与筛面面积的百分比。. 3.5水分moisture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。3.6松散密度bulk density单位体积内散状物料的质量。3.7最大给料粒度max. feed size给料中最大的粒度。3.8筛分screening使不同粒度的固体物料通过筛面按粒度分成不同粒级的作业。[GB/T 7679.6- -2003， 定义2.1.2]3.8.干法筛分dry screening不借助水的筛分。3.8.2湿法筛分wet screening借助水的冲洗作用的筛分。3.8.3准备筛分preliminary screening按下道工序要求将原料分成不同粒级的筛分。3.8.4检查筛分control screening从破碎物中分离出粒度不合格物料的筛分。JB/T 9022- -20123.8.5最终筛分final screening生产出粒级商品的筛分。3.9脱水dewatering screening以脱去水分为目的的筛分。3.10脱泥desliming screening以脱去泥质为目的的筛分。3.11脱介medium drainage screening以脱去重介质(多为磁铁矿粉)为目的的筛分。3.12分级lassification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F粒级的作业。3.13激振圆频率exciting are value frequency振动器每秒钟的振动弧度值。4设计总则.4.1振动筛的设计应符合机械制图、公差与配合及几何公差等基础标准的规定。4.2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。其参数与结构应满足先进、可靠以及经济合理的要求。4.3振动筛 各构件的选择应合理，尽量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。4.4易损件、备用件、通用件和外购件等，在同--品种规格中应能互换，并符合相应标准和图样的规4.5振动筛设计应当考虑其在生命周期中对人类健康和环境的影响，优先选择无毒、无害、易于降解或者便于回收利用的材料。4.6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。5设计依据振动筛的设计依据如下:a)用途。b)物料特性，包括:1)名称;2)松散密度;3)硬度;4)水分;5)颗粒形状;6)粒度组合(筛析结果);7)最大给料粒度;3JB/T 9022- -20128)物料粘度。c) 工作制度。d)处理量。e)规定粒度及相应的筛分(脱水)效率。f)安装方式。g)筛面种类。h)振动筛种类。i)工作条件，如尺寸限制、环境温度和防尘装置等。6基本结构6.1 振动器振动筛采用两种振动器，即块偏心振动器和激振电动机。块偏心振动器如图1所示，它由两对主、副偏心块，- 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。脏1一主偏心块; 2一副偏心块; 3一轴承盖; 4一轴承座; 5一筛 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。小规格圆振动筛可使用-台或多台激振电动机串联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。6.2筛面及 其紧固装置6.2.1为适应大块、大密度物料的筛分与煤矸石脱介的需要，重型振动筛的筛面应有较大的承载能力、耐磨和抗冲击性能。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，如图2所示。6.2.2圆振动筛可采用编织筛网、 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，如图3所示。当筛面宽度小于900 mm时，中间可不用螺栓固定;筛面宽度超过2100 mm者，中间应用两排螺栓固定，筛面两侧用张紧板压紧，如图4所示。6.2.3直线振动筛 单层筛和双层筛的下层筛面，采用带框架的不锈钢筛面;双层筛的上层筛面，当筛面宽度不超过1.5 m时，采用中间不需压板紧固的自承重筛板;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，如图5所示。中间各块筛板之间则用螺栓经压板压紧，如图6所示。JB/T 9022- -2012A-Aj41一侧板; 2一橡胶条筛面; 3--筛面托架; 4一U 形螺栓; 5一横梁 。图2I)21一螺母; 2一-U 形螺栓; 3一橡胶支撑条; 4一振动筛 支撑梁。图31一张紧板;2- 一筛网; 3一张紧螺栓; 4一螺母; 5-振动筛侧板。图41一-侧板阻挡角钢:2-一木楔;3一压木:4一筛面;5一振动筛托架。图5JB/T 9022- -2012. jA1一螺母; 2一-筛板; 3一-压板: 4一螺栓; 5一-振动筛横梁; 6一底 部压板。图66.3 筛框筛框由侧板、后挡板、横梁和排料嘴等组成。直线振动筛的筛框结构如图7所示。圆振动筛的筛框结构如图8所示。e1一振动器支撑孔; 2一-侧板: 3一.上支承梁: 4-横梁; 5一-螺栓 夹座;6--排料嘴; 7-支座; 8--后挡板; 9一抗磨板。图7x -8at3.61一振动器支撑孔: 2一侧板; 3--上支承梁; 4一-横梁; 5一排 料嘴;6一 -外侧加强板; 7一 支座; 8一 后挡板。图8JB/T 9022- -2012筛框所用横梁一般用两端带法兰的封闭型材构成，目前多为圆形或矩形。当无适合的规格选用时，矩形梁亦可压制对焊，其成形方式冷热均可，但在长度方向同- -形态只能一次成形。 焊缝必须焊透，并进行消除应力处理。直线振动筛焊缝位置宜布置在振动方向的垂线上。筛框侧板和后挡板、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。6.4 传动装置6.4.1振动筛采用两种传动方式， 直接传动和非直接传动。6.4.2直接传动是 由电动机通过联轴器直接驱动振动器，如图9所示。其中联轴器有三种形式，设计中视需要选用:a)万向联轴器是汽车的通用件，如图10所示。该联轴器也可用于两振动器的联接。b)轮胎联轴器由法兰和数片胶带组成，如图11所示。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圆跳动变形，可用于电动机与振动器的连接。它的轴向尺寸较小，可以减少振动筛的宽度。=0心1一一电动机;2一万向联轴器;3-振动器:4一筛面。图9191图101一-胶带; 2一压板; 3一螺栓; 4一联轴器法兰I; 5一联轴器法兰 II。图17JB/T 9022- -2012c)橡胶联轴器(三爪挠性联轴器)由三爪法兰、圆形橡胶平带、压板和螺栓等组成，如图12所示。这种联轴器轴向尺寸较大，可用于两振动器的联接。.1一三爪法兰; 2-圆形橡胶平带: 3-- 螺栓; 4一-压板。图126.4.3非直接传动是由电动机经- 级V带减速，再通过联轴器与振动器联接，如图13所示。可根据需要选择用6.4.2中所述的三种联轴器之一。啪777力1一电动机;2---V带;3--轮胎联轴器;4一振动器:5一万向联轴器;6-筛面。图1:6.5支撑装置根据JB/T3687.1,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，可由一个至多个弹簧组成。支撑弹簧可用橡胶弹簧或螺旋弹簧，亦可用复合弹簧。- -般在支撑装置中还设计有摩擦阻尼器，其结构如图14所示。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，亦可不设计阻尼器和其他的限制装置。1一调整螺栓; 2一法兰; 3一弹簧座; 4一螺旋弹簧; 5一橡胶座;6一橡胶体; 7一筛箱侧板; 8一套简。图14JB/T 9022- -20127技术参数的确定7.1 工艺参数7.1.1筛面的宽度 和长度应符合JB/T 3687.1的规定。7.1.2处理量的校核， 本标准推荐下列计算方法:a)煤炭筛分的处理量按公式(1) 计算: :式中:Q处理量，单位为吨每小时(t/h);-筛面有效面积，单位为平方米(m2);q-单位面积处理量，见表1,单位为吨每小时平方米[t/ (h. m2)]。表1筛分单位面积处理量q U (h.m2)振动筛筛分种类效率筛孔尺寸mm种类%100.0050.0025.0013.006.000.500.25圆振动筛准备筛分7(110~130 55~65-一准备|干法835 ~4020~258~10筛分|湿法10~12直最终干法8:35~40 1 8~ 22线10~12 8~ 10辰脱水末煤二动煤泥2帝块煤0脱介末煤末矸b)冶金及建筑材料的筛分，处理量按公式(2)计算:Q= F..w........................... (2)处理量，单位为吨每小时(th);筛面有效面积，单位为平方米(m2);q一单位面积的平均容积处理量，见表2，单位为立方米每小时平方米[m3/(h. m?)];物料的松散密度，单位为吨每立方米(tm3 ); .Kx、Lu、小Nk、Osh、 E。一-修正系数，见表3。表20.160.200.300.400.600.801.173.155.00q m3/ (h.m?)1.2.22.52.83.23.74.45.57.011.08.0010.0016.00 20.00 25.00 31.50 40.00 50.0080.0| 100.00|q m/ (h.m2)25.534.038.042.056.063.09JB/T 9022- -2012表3| 修正系数|影响因素筛分条件及系数值给料中粒度小于筛孔10% 20%| 30% 40% 50%| 60%| 70% 80%| 90%Ki细粒.尺寸之半的颗粒含量取值0.20.0.60.8.0 1.21.41.6| 1.8| 2.0 |给料中大于筛孔10% 20% 25%30% 40%| 50%| 60% 70% 80% 90%Lu粗粒尺寸的物料含量0.94 0.97 1.00 1.03 | 1.09 | 1.18 1.32| 1.55 2.00 3.26 |筛分效率40% 50% 60%| 70% 80% 90%| 92%| 94% 96%| 98%、| 筛分效率2.32.111.6|13|1.0|.90.8 0.6| 0.4|各种破碎后的物料圆形颗粒颗粒形状Nk颗粒形状(除煤外)(例如海砾石)1.001.25筛孔尺寸小于25 mm筛孔尺寸大于25 mm物料的湿度湿度干料湿料成团视湿度而定0.75~0.850.20~0.600.90~1.00筛分方法干料.湿料(附有喷水)任何物料1.25~1.407.1.3处理量的校核还可参照下述公式进行。7.1.3.1用 于筛分时(包括煤炭、冶金及建材行业)a)修正平均法，按公式(3) 计算:Q=. FqLKxILE.GjHDJx+ ................. (3)式中:Q一-处理量，单位为吨每小时(th);筛面有效面积，单位为平方米(m2);-单位面积处理量，见表4，单位为吨每小时平方米[t (h. m?)];G筛面开孔率的影响系数，按公式(4) 计算:G, ............................. (4)A- -实际使用的筛 面开孔率;B一-设计选用的筛面开孔率:D-筛面层数影响系数， 上层1.0、 中层0.9、 下层0.8;~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;Qx--单位时间内给料中大于筛孔尺寸的物料含量，单位为吨每小时(th);Louv Kxi、I、E。、J一修正系数，见表5~表9。表4筛孔尺寸mm102.070.064.051.045.038.032.025.0开孔率75%77%74%73%72%71%68%69%66%64%q t/ (h.m2)75.168.660.357.153.947.844.041.034.80JB/T 9022- -2012表4 (续)筛孔尺寸mm| 22.019.016.0| 13.010.06.05.03.02.0.60.开孔率63% 61%59% 54% 51%46% 45%40% 45% 37%41%q t/ (h.m2)33.00.127.5 24.120.315.612.49.7.45.73.表5大于筛孔尺寸的物料含量5%10%15%20%25%30%35%40%45%系数Lu1.211.131.081.021.000.960.920.8850% 55% 60%65%| 70% 75% 80% 85% 90% 95%系数Lcu0.790.75 0.700.66 0.620.58 0.530.50| 0.460.33表小于筛孔尺寸之半的物料含量系数Kxi0.400.450.500.550.600.700.800.90小于筛孔尺寸之半的物料含量| 45%50%| 55%60% 65%70% 75%80% 85%90%系数K;1.101.20| 1.301.40 1.55 .1.70 1.852.00 2.202.40表7物料松散密度t/m3 2.41.41.31.21.11.00.80.5系数1,1.501.250.750.30表8湿法筛分时筛孔尺寸mm.83.24.86.4.512.719.125.4系数E。1 .252.002.501.751.401.30干法筛分时E。表9筛分效率95%85%80% .75%70%系数J、1.00 .1.151.351.701.90b)流量法按公式(5) 计算:式中:处理量，单位为吨每小时(th);B- 筛面宽度，单位为米(m);-筛面上物料层的厚度，见表10， 单位为米(m);v-物料运动的平均速度， 单位为米每秒(m/s);γ一物料的松散密度， 单位为吨每立方米(t/m3)。对于圆振动筛，物料运动的平均速度v可按公式(6) 计算:1JB/T 9022- -2012v=KgKNn'A(1+ 22/tan3 a ..................... (6)1000 g“/1式中:物料运动平均速度，单位为米每秒(m/s);K修正系数，其数值按表11选取;常数，取0.18 m/s; .每分钟振动次数，单位为转每分(r/min);振幅，单位为米(m);-重力加速度，取9.81 m/s';a--筛面倾角，单位为度(° )。表1作业名称振动筛种类给料端料层最大厚度分级圆振动筛4a块煤00脱介末煤50直线振动筛脱水.煤泥20注: a为筛孔尺寸。单位筛宽的容积处理量2530| 34(4555 60| 78(100 | 120| 180 |m3/ (m.h)修正系数K。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，物料运动的平均速度v可按公式(7)计算:=0.9xcC.............0--角速度，单位为弧度每秒(rad/s);-振幅，单位为米(m);Ca一倾角对平均速度的影响系数，见表12;物料层厚度影响系数，见表13;-物料形状影响系数。块状物料取0.8~0.9， 颗粒物料取0.9~ 1.0， 粉状物料取0.6~0.7;Cw--滑行运动影响系数， 见表14;δ一振动方向角， 单位为度(° )。表12筛面倾角a (° )-15-10-5515C0.60~0.80 0.80-~0.900.90~0.951.001.05~1.10 1.30~1.40 1.50~2.002JB/T 9022- -2012表，13薄料层中厚料层厚料层物料层厚度(1~2) a .(3~5) a(10~20) a .0.9~100.8~0.90.7~0.8注: a为筛孔尺寸。表14抛射强度K,1.001.251.501.752.002.503.00C1.10~1.151.05~1.101.00~1.057.1.3.2用于块煤脱 介时处理量按公式(8)计算:Q=qk B.... (8)式中:处理量，单位为吨每小时(t/h);-单位筛面宽度的处理量，见表15， 单位为吨每小时米[t/ (h. m)];B一-筛面宽度，单位为米(m)。表，15粒度范围mm1.7~ 12.76.4~19.16.4~25.46.4~31.86.4~50.86.4~76.09%23.829.835.747.653.659.5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。7.1.3.3用于块矸石脱介时处理量按公式(9) 计算:7.1.3.4用于脱水时筛孔尺寸为6.3mm,分级脱水时处理量可参照表16快速选取。表16筛面|给料最大处理量th宽度水量煤的粒度mmnm/h6.3~9.0 6.3~31.5 6.3~50.0 6.3~75.0 6.3 ~ 100.012.5~125.0| 12.5~ 150.00.I 70459687:86911.247633910211121271.531098106122134147155163370120130150181902002.44014254177195 .2242362.45102042252592723.6602122622943313483.67902612763223584064289403083283804292691795053JB/T 9022- -2012筛孔尺寸为0.5 mm，分级脱水时处理量可参照表17快速选取。表17筛面给料最大处理量宽度水量煤的粒度mmmm/h 2.38~11.206.30~ 19.006.30~31.502.38 ~41.30|3.15~ 57.204.75~ 69.906.30~ 90.006.30~ 100.000.98044:5595468731.2110576468389)5101.51407:829100106141221341.8170401502.121011813014215465177192.4240136163912042253.03001561742432612943.63702122352562762993213584.2450226250278303328353378429筛孔尺寸为0.25mm，细粒煤脱水时处理量可参照表18快速选取。表18给料最大处理量t/h水量m'/h0~25.00 0~12.50 0~9.50| 0~8.00 0~6.30| 0~4.75 0~3.15 0~ 1.7032222018115(3836312925157492486(3047359:74341051712911717815213812511110175筛孔尺寸为0.5mm，细粒煤脱水时处理量可参照表19快速选取。表1处理量t/宽度m/h0~25.00 0~12.50| 0~9.500~8.000~6.30 0~4.75 0~3.15| 0~ 1.70604232271.069128)37050JB/T 9022- -2012表19 (续)筛面|给料最大处理量tl宽度水量煤的粒度mmnm2/h0~25.00| 0~12.50| 0~9.50| 0~ 8.000~6.30| 0~4.75| 0~3.15 0~1.702.1600900883153412.4190126115103827461473.0594633220592909878641501179233023221219217815213811187筛孔尺寸为1mm,细粒煤脱水时处理量可参照表20快速选取。表20筛面给料最大处理量t/mm'/h0~25.00 0~12.50| 0~9.500~8.000~6.300~4.75 0~3.15| 0~ 1.70.9120436342827238.217065383225.52208(726:49.8270907565500.1320107.4370 .132121095854.047015613311337.65802016616439290686690 .24226200521251017.1.4筛分效率分为煤炭筛分效率和冶金行业筛分效率进行计算。7.1.4.1参照参考文献 [1],煤炭筛分效率按公式(10) ~公式(12)计算:E。=%二=x 100.. (11)Ye,tE,=Y-Mx100Ytt式中:n。- -筛分效率，有效数字取到小数点后- -位，%。E-粗粒物料的正配效率， %。细粒物料的正配效率，%。Mc粗粒(筛上)产品中的错配物含量，即粗粒(筛上)产品中的细粒物占入料的百分数，%。Mr-细粒(筛下)产品中的错配物含量，即细粒(筛下)产品中的粗粒物占入料的百分数，%。-粗粒(筛上)产品的实际产率，%。.rγ一 细粒(筛下)产品的实际产率，%。JB/T 9022- -2012-粗粒(筛上)产品的理论产率，%;可按r,=γ;-M。+ Mr计算出。斯一细粒(筛下)产品的理论产率，%;可按%= 100-%t计算出。M。、Mc、心y通过采样试验获得，取小数点后两位。7.1.4.2冶金行业筛分效率按公式 (13)计算: .1s=β(a-θ)a(β-日)式中:-筛分效率，有效数字取到小数点后- -位，%;-入料中小于规定粒度的细粒物料含量，%;-粗粒产品中小于规定粒度的细粒物料含量，%;细粒产品中小于规定粒度的细粒物料含量，%。7.1.5 参照参考文献[2]， 煤炭的脱水率按公式(14) 计算:η(b-a)(100-c)x100.................... (14)(b-c)(100-a)η一脱水率，有效数字取到小数点后一位，%;-入料中固体质量百分率，%;b--产品中固体质量百分率，%;一煤泥水(筛下水)中固体质量百分率，%。a、b、c通过采样试验获得，取小数点后两位。7.2 运动学参数7.2.1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。7.2.2抛射 强度Kv根据振动筛的用途选取。直线振动筛宜取Kv=2.5~4.0;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。7.2.3筛面倾角a， 对直线振动筛- -般取 0°，为适应不同需要可在-10° ~ 10°内选取;对圆振动筛一-般取15° ~25°，推荐取20°土2.5° ，振幅小时取大值，振幅大时取小值。7.2.4振动方向角8, 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，推荐采用40° ~45°7.2.5筛箱振幅A, 是设计振动筛的重要参数之一一，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 mm~ 6 mm，其中筛孔大者取大值，筛孔小者取小值。7.2.6直线 振动筛的振动频率f按公式(15) 计算，圆振动筛的振动频率f按公式(16) 计算:I = 2πV Asin8_1 ， gKv cosaf=2元V一A(16)振动频率，单位为赫(Hz);-抛射强度;a一-筛面倾角，单位为度(° );振动方向角，单位为度(° );-重力加速度，取9.81 m/s';16JB/T 9022- -2012A一一振幅， 单位为米(m)。7.2.7振动强度按公式 (17)校核:K。=_Ao8式中:Ks一实际振动强度;预选的振动强度(见7.2.1)， 若K,值过大，应在调整A和@}的同时验算Kv (见7.2.2);- 激振圆频率，单位为弧度每秒(rad/s)， o =0'n- -每分钟振动次数，单位为转每分( r/min)。7.3动力学参数7.3.1 参振质量参振质量按公式(18) 计算:m=m+m2+ ms +m+ m..................... (18)-参振质量，单位为千克(kg);m一-筛箱质量，单位为千克(kg);n2振动器质量，单位为千克(kg);m3一-支撑装置的上弹簀座总质量，单位为千克(kg);-联轴器及其罩的质量，单位为千克(kg);ns--物料质量，单位为千克(kg);m6-其他参振质量，单位为千克(kg)， 计算按公式(19):ms=1 00......................... (19)fi物料结合系数， 取0.2;B-- 筛面宽度，单位为米(m);L一筛面长度， 单位为米(m);γ一物料散密度， 单位为吨每立方米(t/m');ZH一各 层筛面上料层平均厚度的总和，单位为米(m)。7.3.2弹簧刚度K单质量系统弹簧刚度K按公式(20)计算:K一系统中弹簧的总刚度， 单位为牛每米(N/m);- 系统的固有频率，o%= (1/3~1/7) a，单位为弧度每秒(rad/s);-激振圆频率，单位为弧度每秒(rad/s);m-参振质量， 单位为千克(kg)。 .7.3.3偏心块质量 与回转半径块偏心振动器的偏心块质量与回转半径的关系按公式(21) 计算:mA =w........................... (21)m-参振质量， 单位为千克(kg); .17JB/T 9022- -2012式中:x-- i个构件总重心的X方向坐标，单位为毫米(mm); .Y一i个构件总重心的Y方向坐标，单位为毫米(mm);W:一 第i个构件的重量，单位为千克(kg);EW;一i 个构件重量的总和，单位为千克(kg); .X、Y一-第i个构件的重心坐标，单位为毫米(mm)。实际重心可根据物料分布特性作适当的调整。7.3.4.4圆振动筛的振动器多数装在略偏于给料端的接近参振重量重心的位置;直线振动筛的振动器多数装在重心的上方，并使振动力的合力沿振动方向角方向通过参振重量的重心，因物料粒度过大或结构需要，振动器亦可装在下方。7.4电动机的计算选择7.4.1根据振动 器起动力矩较大的特点，采用Y系列电动机，需进行静转矩的校核。7.4.2电动机功率 N按公式(25) 计算。N==(N, ......................... (25)1N-- -电动机功率，单位为千瓦(kW);η一传动效率，取0.95;Nr一振动消耗的功率， 单位为千瓦(kW)，计算方法按公式(26);CmA?n3 .. ............................... (26)1 740 480m一 参振质量，单位为千克(kg);A一振幅，单位为米(m);C-阻尼系数， 推荐C=0.2~0.3;n-每 分钟振动次数，单位为转每分(r/min);N2--摩擦消耗的功率，单位为千瓦(kW)， 计算方法按公式(27); .fmAn'dN2=(27)fm--摩擦因数;-振动器轴的直径，单位为米(m)。7.4.3所选电动机静起动转矩应满足公式(28):M;>M; ......................... (28)一静转矩，Mj=9.81nzWkr, 单位为牛米(N●m);偏心块的组数;Wk--每组偏心块的质量，单位为千克(kg);每组偏心块的回转半径，单位为米(m);Mq-电动机的静起动转矩(查有关电动机手册)，单位为牛米(N●m)。8主要零部件的设计与计算8.1 轴承8.1.1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上，有一-根通轴，其上装有两组偏心块，偏心块的旋转9JB/T 9022- -2012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M。当F1、 W2、W方向-致时，轴受力最大。受力状态如图17所示。4Fg1WW%FARg图178.1.2轴承的计算与选择图17中，W2、Wk与F相比很小，为简化计算略去不计; Fg与F方向相反，略去Fg，使之偏于安全。这样轴承上的轴向力为零，径向力按公式(29) 计算:R= R.= Rp=Fi= Wxr o} ......式中:R一轴承承受的径向力， 单位为牛(N);F--偏心块产生的离心力，单位为牛(N);-激振圆频率，单位为弧度每秒(rad/s);-每组偏心块回转半径，单位为米(m)。轴承的额定动负荷按公式(30) 计算:c_五fnf.C一轴承额定动负荷， 单位为牛(N);p一 当量动负荷，P=R，单位为牛(N);布ffef-在轴承手册的有关表中选取，其中额定寿命为10000h。根据振动器的工作特点，选用大游隙(3G) 轴承。8.2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、扭矩如图18所示。轴材料为45钢，按II类载荷计算，其许用弯曲应力为:[σw] =93.1 MPa危险断面的当量弯矩M按公式(31) 计算:1一 当量弯矩，单位为牛米(N. m);M一弯矩， M=FL，单位为牛米(N .m);F-一离心力， 单位为牛(N);20JB/T 9022- -2012L一危险断面到 F点的距离，单位为米(m);a-根据扭矩性质而定的折合系数，对不变扭矩取a≈0.3;T一扭矩， T=9.55--x10'， 单位为牛米(N. m);N一输入的功率，单位为千瓦(kW);n;一 轴的转速，单位为转每分( r/min)。R|RgM图18危险断面的应力应满足公式(32):σw='M; ..................... (32) .式中:弯曲应力，单位为帕(Pa);截面模数，单位为立方米(m');当量弯矩，单位为牛米(N. m);[σw]许用弯曲应力，单位为兆帕(MPa)。8.3 弹簧8.3.1圆柱形橡胶弹簧的计算方法按公式(33) ~公式(43)。圆柱形橡胶弹簧几何尺寸如图19所示。.图121JB/T 9022- -2012式中:k- -单个弹簧的刚度，单位为牛每米(N/m);Oh--弹簧的最大变形量，单位为米(m);H。一 弹簧自由高度，单位为米(m);E-动弹性模量，单位为牛每平方米(N/m?);Kx一外形 系数;F一弹簧的受压面积，单位为平方米(m2)。强度应满足:σ;=KE<[c].Fo;一 橡胶的压缩应力，单位为帕(Pa);[σ]一 橡胶的许用压缩应力，取[σ;] =980 kPa。4204(08100邵氏硬度Hah HA图208.3.2金属螺旋弹簧的设计计算参照参考文献[3]、参考文献[4]的规定进行。8.3.3振动筛也可选用金属螺旋弹簧与橡胶弹簧组合而成的复合弹簧。橡胶-金属螺旋复合弹簧的设计计算可参照参考文献[5]、参考文献[6]的规定进行。8.4 筛框8.4.1 对筛宽大于2 000 mm的大型振动筛，建议进行强度计算和应力分析。可在计算机上应用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。本标准对筛框的重要构件进行静强度计算。8.4.2筛框侧板及后挡板的厚度用类比法确定，见表21。表21负宽mm钢.板厚度mm600~9001 200~1 5001 800~2 4003000123 600~4 200168.4.3筛框横梁断面形状及结构应符合6.3 的规定，并应进行下列验算:a)横梁受力分析23JB/T 9022- -2012横梁与其附件(筛面托架、筛面、紧固件等)构成一-体，按振动频率f和振幅A振动，因此其受力由动载荷(惯性力)和静载荷(自重力)组成。为计算方便，将附件重量均匀地分配给各梁，然后将动载荷的最大值和静载荷合成作为外载荷均布在横梁上,即将横梁简化为受均布载荷的简支梁进行静态计算，其载荷分布及弯矩图如图21所示。均布载荷计算方法按公式(44):9.81W.+ Smax ..l式中:9j一梁的均布载荷，单位为牛每米(N/m);Wi一-梁及其附件的质量(包括物料质量)，单位为千克(kg); .Smax--梁的最大惯性力，单位为牛(N)， 计算方法按公式(45);一梁的长度， 单位为米(m)。max= W[A o;o一激振圆频率， 单位为弧度每秒(rads);A一振幅，单位为米(m)。M图21b)横梁强度计算计算方法按公式(46)、公式(47):_Mσw=M≤[o](46)q12M =业......................... (47)8w一 梁的弯曲应力，单位为帕(Pa);梁的弯矩，单位为牛米(N. m);横梁截面模数，单位为三次方米(m3);[σw]梁的许用弯曲应力，单位为帕(Pa)， 取[σw]=24.5 MPa;9-横梁长度，单位为米(m)。c)横梁固有频率的验算按简支梁计算，固有频率按公式(48)校验:24JB/T 9022- -2012o。=a2 EI、二> 30; ......................... (48)7Vm式中:梁的固有频率，单位为弧度每秒( rad/s);振型常数，an=nnπ， nn= (1, 2，3，.，nn， 这里取nn=1);E材料弹性模量，单位为牛每平方米(N/m?);惯性矩，单位为四次方米(m*);mr-单位长度的质量，单位为千克每米(kg/m);-激振圆频率，单位为弧度每秒(rad/s)。8.4.4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。高强度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因数[计算见公式(49) ~公式(53)]。联接形式和受力状态如图22所示。斗Sga)高强度螺栓联接b)环槽铆钉联接图22Sg=W;Ao}(49)Sg一联接件的滑动力， 即振动筛连接件的最大惯性力，单位为牛(N);-被联接件的质量，单位为千克(kg);-振幅，单位为米(m);a-激振圆频率， 单位为弧度每秒(rad/s)。............................. (50)Fm- 摩擦力，单位为牛(N); .n;-紧固件的数量;摩擦面数量;N2-正压力， 单位为牛(N);25JB/T 9022- -2012fm-摩擦因数。 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:N-=0.......式中:-单个高强螺栓正压力，单位为牛(N);[σ]一高强度螺栓许用拉应力，单位为帕( Pa);F一紧固件的截面积，F=一πd}， 单位为平方米(m2);d-紧固件的计算直径，d= (d+d2) /2,单位为米(m);d紧固件的螺纹小径， 单位为米(m);d2-紧固件的螺纹中径， 单位为米(m)。对环槽铆钉:Nz=-πd}[σ]Nz- 单个环槽铆钉正压力，单位为牛(N);d。-环槽铆钉的计算直径， d= (d:+d2) /2，单位为米(m);d-一紧固件环槽内径， 单位为米(m);d2-紧固件环槽中径， 单位为米(m)。[σ]= ........................... (53)[σ]-环槽铆钉许用拉应力，单位为帕(Pa);Os一一材料的屈服强度，单位为帕(Pa)， 参照表22选取;安全系数，6=61 5263 ζ4≈1.60;61一-复合应力系数，取61=1.20;62一-预拉力损失系数，取62= 1.05;-扭矩误差系数，取63=1.15;64-材料均匀系数，取64= 1.10。当Fm>Sg时，工作可靠。表22类别材料抗拉强度屈服强度伸长率|收缩率硬度MPa830~1 03066012%45%24 HRC~31 HRC螺栓40B1 040~1 24094010%42%高强度34 HRC~40 HRC20MnTiB1040~1 24042% .螺母35，45， 15MnVB220 HB ~270 HB垫圈436 HRC~45 HRC铆钉40Mn279077014%26 HRC~35 HRC环槽铆钉铆钉环Y1265 HB ~80 HB当Fm=1.7Sg时，由公式(49) 和公式(50)导出紧固件数量[见公式(54)]:26JB/T 9022- -20121.7W;Ao?(54)Nzmfm其中，1.7 为安全系数。当n;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23选取。表23质紧固件直径4540B20MnTiBmm抗拉载荷kN1270.6~87.291.7~ 107.8(14)96.0~ 118.6124.5~ 147.01130.3~ 161.7169.5~199.9(18)159.7~ 198.0206.8 ~ 245.02203.8~251.9264.6~312.6(22)252.8~311.6 .326.3 ~ 386.124294.0~ 363.6380.2~450.03(466.0~578.3598.7~714.7高强度螺栓、螺母和垫圈按GB/T 1231与GB/T 3632选取。扭矩值参照表24选取。表24螺栓规格162030最终拧紧扭矩N.m2805209001 60027JB/T 9022- -2012参考文献[1] GB/T 15716- 2005 煤用筛分设备工艺性能评定方法[2] MT/T995- -2006 选煤厂 - -脱水设备工艺效果评定方法[3] GB/T 23935- 2009 圆柱螺旋弹簧设计计算[4]GB/T2089--2009普通圆柱螺旋压缩弹簧尺寸及参数(两端圈并紧磨平或制扁)[5] JB/T8584- -1997橡胶一 金属螺 旋复合弹簧[6] 成大先.机械设计手册:第3卷[M] .4版.北京:化学工业出版社，2002.版权专有侵权必究书号: 15111 ●10698定价:30.00元