φ800機械翻倒卸料離心機設(shè)計,φ800機械翻倒卸料離心機設(shè)計,機械,翻倒,卸料,離心機,設(shè)計
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計
題 目： Φ800機械翻倒卸料離心機設(shè)計
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及自動化
班 級： 1201班
學(xué)生姓名： 周磊
指導(dǎo)教師： 王敬伊
論文提交日期： 2016年 5 月 30 日
論文答辯日期： 2016年 6 月 6 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
機械制造及其自動化
1201班
學(xué)生：周磊
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：Φ800機械翻倒卸料離心機設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容：相關(guān)文獻檢索
計算說明書一份
1張0#裝配圖，2張零件圖
畢業(yè)設(shè)計（論文）專題部分： 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計
起止時間：2016.03-2016.06
指導(dǎo)教師： 王敬伊 2016年6月6日
前言
離心機的發(fā)展有著悠久的歷史，早在19世紀(jì)30年代在德國便問世了第一臺離心機。在隨后的時間里，離心機的技術(shù)發(fā)展獲得了很大的進步，結(jié)構(gòu)越來越緊湊，體積越來越小，分離效率不但提高等優(yōu)點，使其在生產(chǎn)過程中得到廣泛應(yīng)用。
離心機可以得到含濕量較低的固相和高純度的液相，節(jié)省大量勞動時間和精力,減輕勞動強度，改善工作條件，提高工作效率，還具有連續(xù)運轉(zhuǎn)，自動遙控，操作可靠安全，占地面積小等優(yōu)點，很受歡迎。它的工作原理是以用轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心慣力，實現(xiàn)懸濁液，乳濁液及其它固液混合物料的分離或濃縮。
機械翻倒卸料離心機是在三足式離心機的基礎(chǔ)上，經(jīng)過改良設(shè)計而成的。它保留了三足式離心機對物料適應(yīng)性強，分離精度高，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，做簡單等優(yōu)點。而新增了對翻到架的設(shè)計，采用機械反倒卸料的方式，簡化了操作過程，降低了勞動強度，提高了工作效率，同時液避免了刮刀卸料會破壞濾網(wǎng)和破壞物料晶粒的缺點。廣泛的應(yīng)用于松散晶體物料的分離脫水及化工，輕工，食品等行業(yè)。
摘要
離心機是利用離心力，分離液體與固體顆粒或液體與液體的混合物中各組分的機械。離心機主要用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開；或?qū)⑷闈嵋褐袃煞N密度不同，又互不相溶的液體分開(例如從牛奶中分離出奶油)；它也可用于排除濕固體中的液體，例如用洗衣機甩干濕衣服；特殊的超速管式分離機還可分離不同密度的氣體混合物；利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點，有的沉降離心機還可對固體顆粒按密度或粒度進行分級。
離心機的主要特點,一是使用范圍廣泛,二是材料的適用性更強;三是產(chǎn)品規(guī)格多樣。離心后處理設(shè)備,工藝流程直接關(guān)系到最終的質(zhì)量。離心機與其他分離機械相比,不僅可以得到低水分含量的固相,液相純度高,而且節(jié)省勞動力,減輕勞動強度,改善工作條件,和連續(xù)操作,自動控制、安全可靠的操作,占地面積小等。因此,自1836年以來,前三足離心機用于工業(yè)在德國,到目前為止超過一百年，取得了巨大的發(fā)展。各種類型的離心機,許多品種各有特色。是用來提高技術(shù)參數(shù)、系列化、自動化方向,和鼓的組合結(jié)構(gòu)增加使得有越來越多的特殊品種。
現(xiàn)在,離心機廣泛應(yīng)用于化工、煉油、輕工、醫(yī)藥、食品、紡織、冶金、煤炭、礦產(chǎn)加工、運輸、環(huán)保、軍工等各部門。如濕煤煤粉復(fù)蘇;石油鉆井和泥漿凈化;鈾同位素濃縮;污水處理污泥濃度和脫水;石油和化工產(chǎn)品的細化;提取抗生素、殺蟲劑、牛奶、酵母、啤酒、果汁、糖、橙油、動植物油、米糠油、淀粉等食品制造;纖維脫水;潤滑油、燃油凈化等等都需要使用離心機。離心機是為國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展成為廣泛使用的一種通用機械。
畢業(yè)設(shè)計題目是Φ800機械翻倒離心機的設(shè)計。進行了轉(zhuǎn)鼓壁的厚度計算，攔液板的計算，轉(zhuǎn)鼓底的設(shè)計，功率計算和電動機的選擇，傳動皮帶的設(shè)計及選擇，主軸的設(shè)計和強度校核，軸承的選擇，翻到架的設(shè)計和強度計算，剎車的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度計算，翻倒傳動部分的設(shè)計計算，和其它的一些設(shè)計計算。
在設(shè)計中，首先要了解到離心機的工作原理：先由控制電路接通帶動轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動的電動機，通過皮帶的傳動使轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動使物料固液分離，液體通過離心機底部的排液管流出，固體留在轉(zhuǎn)鼓壁上，然后再由控制電路接通翻倒電動機使離心機翻轉(zhuǎn)倒出固體，這樣就完成了分離的整個過程，這也是我們設(shè)計必須明白的。然后使了解離心機的各個零部件的構(gòu)造和它們的材料工藝要求。最后對離心機進行整體的評定。
關(guān)鍵詞： 離心機； 轉(zhuǎn)鼓壁； 轉(zhuǎn)鼓底； 主軸；
Abstract
Centrifuge is the use of centrifugal force, the mechanical components of the mixture of liquid and solid particles or liquid and liquid. Centrifuge is mainly used for separating solid particles and liquid suspension; or emulsion of two different densities, but also separation of miscibility liquids (e.g. from milk cream); it can also be used to remove moisture in solid liquid, such as washing machine off wet clothes; special speeding tubular separator can separate the gas mixture of different density; settlement velocity in liquids with different solid particles of different density or size, some settling centrifuge can also according to the density of solid particles or particle size classification. The main characteristics of the centrifuge is the use of a wide range of two is more applicable materials; three is the product specification variety.
Centrifugal post processing equipment, the process is directly related to the The end of the centrifuge quality. Compared with other mechanical separation, solid phase can not only get low moisture content, high purity liquid, and save labor, reduce labor intensity, improve working conditions, and continuous operation, automatic control, safe and reliable operation, small footprint. Therefore, since 1836, the first three foot centrifuge for the industry in Germany, so far more than one hundred years, has achieved great development. Various types of centrifuges, many varieties of different features. To improve the technical parameters, series, automatic direction, and the increase of the combination structure of drum special varieties are more and more.
Now, the centrifuge is widely used in chemical industry, oil refining, light industry, medicine, food, textile, metallurgy, coal, mineral processing, transportation, environmental protection, military and other departments. Such as wet coal recovery; oil drilling and mud purification; uranium isotope; sewage sludge Concentration and dehydration; the refinement of petroleum and chemical products; extraction of antibiotics, pesticides, milk, yeast, beer, fruit juice, sugar, orange oil, vegetable oil, rice bran oil, starch and other food manufacturing; fiber wanderings; lubricating oil and fuel oil purification and so on need to use centrifuge. Centrifuge is for the rapid development of the national economy become widely used a general machinery.
The graduation design topic is the phi Φ800 mechanical overturned centrifuge design.I have carried on the drum wall thickness calculation, calculation of liquid plate stopped, design of drum bottom, power calculation and motor, belt drive design and the selection of the, spindle design and strength check, bearing selection, turn to frame the design and strength calculation, structure design and strength calculation of the brake, overturned transmission part of the design and calculation, and the other some design calculation.?
In the design, first I have to understand the working principle of centrifuge: first control circuit is connected to the drum is driven to rotate the motor, belt drive through the rotary drum to rotate, drum rotation causes the material to solid-liquid separation, liquid through the bottom of the centrifuge tube for discharging liquid outflow, remained in the solid walls of the basket, then by the control circuit is connected to the overturned motor enable centrifuge flip poured out solid, thus completing the separation of the whole process, this is our design must understand. Then to understand the structure of the various parts of the centrifuge and their material technology requirements at the end of the centrifuge is used for the overall evaluation.
Key words： Drum Wall; Centrifuges; Basket Bottom; Principal Axis;
目 錄
原始數(shù)據(jù) 1
第一章緒論 2
1.1 離心機的概述 2
1.2 離心機的特點應(yīng)用范圍及材料的選擇 3
1.2.1 主軸的材料 4
1.3 離心機的分離過程及分類 4
1.4 國外離心分離技術(shù)的進展 4
1.5 國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀 6
第二章離心機轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計和強度計算 7
2.1 轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計分析 7
2.2 轉(zhuǎn)鼓和主軸材料的選擇 7
2.3 離心機轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計與校核 9
2.3.1 轉(zhuǎn)鼓筒體壁厚計算 9
2.4 攔液板厚度的計算 11
2.4.1 攔液板的厚度按錐形轉(zhuǎn)鼓計算 11
第三章質(zhì)量，質(zhì)心，轉(zhuǎn)動慣量計算 14
3.1 加強箍的計算 14
3.2 攔液板的計算 14
3.3 轉(zhuǎn)鼓筒體的計算 16
3.4 轉(zhuǎn)鼓底的計算 17
第四章功率的計算與電機的選擇 24
4.1 功率的計算 24
4.2 電機的選擇 27
第五章三角帶傳動設(shè)計的計算 28
第六章主軸的設(shè)計和計算 31
6.1 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 31
6.2 主軸的受力分析 31
6.3 主軸的強度計算 34
6.4 軸承的選擇設(shè)計及壽命校核 34
第七章翻倒架的設(shè)計計算 35
7.1 質(zhì)心位置的確定 35
7.2 翻倒架的設(shè)計計算 37
7.2.1 一些固定件的質(zhì)量質(zhì)心計算 37
7.2.2 翻倒架的強度計算 38
第八章右軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度計算 40
8.1 右軸的設(shè)計 40
第九章鍵的校核 42
第十章剎車的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度計算與總結(jié) 43
10.1 制動系統(tǒng)的選擇 43
10.2 帶式制動器的強度校核 43
10.3 總結(jié) 44
參考文獻 45
致謝 47
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 原始數(shù)據(jù)
原始數(shù)據(jù)
轉(zhuǎn)鼓直徑： 800mm
工作轉(zhuǎn)速： 1200r/min
物料密度： 1.0510kg/m
最大加料量: 115kg
啟動時間： 60～120s
固液比 ： 1：1
設(shè)計專題： 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計
47
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論
第一章 緒論
1.1 離心機的概述
離心機使用所產(chǎn)生的離心慣性力實現(xiàn)滾筒的旋轉(zhuǎn)異構(gòu)系統(tǒng)的液體混合物(如混合液體和固體顆粒懸浮,兩個不兼容的液相混合乳化,等等)分離機械。離心機是后處理設(shè)備,主要用于液體,濃度,澄清,凈化和固體顆粒,如分級過程,廣泛應(yīng)用于資源開發(fā)、生產(chǎn)的過程中,“三廢”處理和國防工業(yè)等領(lǐng)域。
離心分離過程可分為一般離心過濾,離心沉降和離心分離三種類型。在此基礎(chǔ)上,離心機可分為過濾離心機,沉降離心機,離心三類。
離心機和其它機械分離相比,不僅可以得到低水分含量的固相,液相純度高,而且節(jié)省勞動力,減輕勞動強度,改善工作條件,連續(xù)操作,自動控制、安全可靠操作,占地面積小等。因此,自1836年以來,前三足離心機用于工業(yè)在德國,到目前為止已經(jīng)超過一百年以來取得了很大的發(fā)展。各種類型的離心機,許多品種各有特色,是提高技術(shù)參數(shù)、系列化、自動化方向,和鼓的組合結(jié)構(gòu)增加是越來越多的?，F(xiàn)在,離心機已廣泛應(yīng)用于化工、石油化工、輕工、醫(yī)藥、食品、紡織、冶金、煤炭、造船、軍工等領(lǐng)域。離心機已成為國民經(jīng)濟各部門廣泛使用的一種通用機械。
18世紀(jì)工業(yè)革命之后,紡織工業(yè)的快速發(fā)展,1836年,為了適應(yīng)乳品加工業(yè)的發(fā)展,1877年發(fā)明了分離器分離牛奶,進入20世紀(jì)后,隨著離心機綜合利用的發(fā)展,要求的固液體混合材料,煤焦油材料移除,使重油作為燃料,”50年的成功發(fā)展翻倒卸料離心機和60年代發(fā)展完美的系列產(chǎn)品與現(xiàn)代環(huán)境保護的需要發(fā)展“三廢”處理,將工業(yè)廢水和污泥脫水處理的非常高,所以臥式螺旋卸料沉降離心機,蝴蝶分離器和沉降式離心機進一步發(fā)展,尤其是臥式螺旋卸料沉降離心機的發(fā)展尤其迅速。
離心機的結(jié)構(gòu)、品種和應(yīng)用離心機的發(fā)展非常迅速,和單個理論背后的實踐是一個長期存在的問題。目前獲得的知識在理論研究方面,主要用于顯示測試結(jié)果,并在對機器的性能的預(yù)測,選擇和設(shè)計計算,往往依然依靠經(jīng)驗或測試。這一現(xiàn)象的主要原因是由于離心分離過程的多樣性和復(fù)雜性,如懸掛的物理性質(zhì)和濃度很容易變化,沉積速度、滲透率、孔隙度、和其他幾個參數(shù)變化,改變了懸掛性質(zhì)的變化。特別適用于固體粒子大小、形狀和運動的雜亂狀態(tài)學(xué)問題,目前無法解決過程理論帶來的巨大困難,其次,要真正了解液體和固體顆粒在離心力場的真理運動,這些運動有沒有干擾,這就要求科學(xué)觀察和測試手段,也許是因為這個原因,受到一定的離心分離理論研究的影響,隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,更多的關(guān)注轉(zhuǎn)到固體和液體分離技術(shù),離心分離理論研究現(xiàn)狀是積極的,離心機是一種固液分離技術(shù)的主要設(shè)備,一個未來有前途的發(fā)展。
1.2 離心機的特點應(yīng)用范圍及材料的選擇
離心機的主要特點,一是使用范圍廣泛,二是材料的適用性更強;三是產(chǎn)品規(guī)格多樣。離心后處理設(shè)備,工藝流程直接關(guān)系到最終的質(zhì)量。離心機與其他分離機械相比,不僅可以得到低水分含量的固相,液相純度高,而且節(jié)省勞動力,減輕勞動強度,改善工作條件,和連續(xù)操作,自動控制、安全可靠的操作,占地面積小等。因此,自1836年以來,前三足離心機用于工業(yè)在德國,到目前為止超過一百年，取得了巨大的發(fā)展。各種類型的離心機,許多品種各有特色。是用來提高技術(shù)參數(shù)、系列化、自動化方向,和鼓的組合結(jié)構(gòu)增加使得有越來越多的特殊品種。
現(xiàn)在,離心機廣泛應(yīng)用于化工、煉油、輕工、醫(yī)藥、食品、紡織、冶金、煤炭、礦產(chǎn)加工、運輸、環(huán)保、軍工等各部門。如濕煤煤粉復(fù)蘇;石油鉆井和泥漿凈化;鈾同位素濃縮;污水處理污泥濃度和脫水;石油和化工產(chǎn)品的細化;提取抗生素、殺蟲劑、牛奶、酵母、啤酒、果汁、糖、橙油、動植物油、米糠油、淀粉等食品制造;纖維脫水;潤滑油、燃油凈化等等都需要使用離心機。離心機是為國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展成為廣泛使用的一種通用機械。
0Cr18Ni12Mo2Ti鋼有良好的冷、熱加工性能，熱加工適宜溫度為900～1200℃，此鋼可進行冷軋、冷拔、深沖、彎曲、卷邊、折疊等冷加工成型而無特殊困難。固溶處理溫度為1000～1100℃，加熱后需快冷(水冷或空冷)。
此類鋼的焊接性能均佳，可采用通用的方法進行焊接。但鎢極氬弧焊、金屬極氬弧焊和手工電弧焊最為常用，焊后均無晶間腐蝕傾向。一般采用奧202，奧207，奧212焊條。
1.2.1 主軸的材料
主軸零件要求材料具有良好的機械強度、韌性和耐磨性。這些性質(zhì)是通過熱處理方法實現(xiàn)的。因此要求材料具有良好的淬火硬度，同時保持材料內(nèi)在的韌性。一般機器的主軸用45鋼。
45鋼的特性：45鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB/T699-1999)。
1.3 離心機的分離過程及分類
離心分離按工作原理可分為兩種不同類型的過程——離心過濾和離心沉降。及其相應(yīng)的模型可分為過濾離心機和沉降離心機。
在廣義離心過濾過程的概念,可以理解為包括喂養(yǎng),過濾、洗滌、干燥、排渣等五個步驟。如果狹義的概念而言,可分為兩個物理階段:產(chǎn)生殘渣和壓縮濾渣。原則上第一階段與普通濾波器原理,近似其驅(qū)動力;第二階段與正常過濾規(guī)則是不同的。離心沉降過程可分為兩個物理相:固體顆粒的沉降和致密沉積物層的形成。前者遵循固體液體的相對運動,而后者服從土力學(xué)的基本規(guī)則。離心沉降過程本身可以分為離心沉降和離心分離。在離心過濾和離心沉降分離固體顆粒的過程中有“壓縮”現(xiàn)象,這一現(xiàn)象值得關(guān)注。離心過濾的過程中,壓縮效果 使濾渣毛孔收縮,變得難以穿透,這阻礙了脫水;離心沉降的過程,壓縮效應(yīng)減少了泥沙,差距已經(jīng)幫助減少沉積物的含水率。
1.4 國外離心分離技術(shù)的進展
受到新技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的影響,國外離心分離技術(shù)的進展主要體現(xiàn)在以下方面:
⑴ 加強理論研究,選擇最佳的設(shè)計方案
瑞典阿法拉伐公司,發(fā)現(xiàn)在研究盤端口盤間隙速度分布的橫向部分取決于一個無量綱數(shù)“λ”、“λ”工業(yè)離心機通常5 ~ 28日之間。與“λ”值的增加,閥瓣速度增加,薄層減少,可以提高雷諾數(shù)和減少渦流。通過巧妙設(shè)計的閥瓣和孔之間的分布,加料速度可以增加了20%。此外,還研究了相分離技術(shù)。
近年來,研究人員選擇最佳解決方案,流場分離方法,有限元模擬方法,和大梯度密度級聯(lián)方法,模態(tài)分析方法等,對離心機的研究工作性能和關(guān)鍵部件,為離心機的設(shè)計提供理論基礎(chǔ)和優(yōu)良性能。翻倒卸料離心機的清洗堰池深度和翻倒卸料離心機的關(guān)系研究工藝參數(shù)優(yōu)化。
⑵ 技術(shù)參數(shù)的改善和新模式的出現(xiàn)
為了提高產(chǎn)品的純度,并滿足能源和環(huán)境保護的要求,高參數(shù)已成為國外模型的發(fā)展特點。由于生物工程需要分離的微粒,如細菌,如酶和胰島素,所以最新的圓盤機它可以處理0.1μm粒子,和5000的分離系數(shù)。如德國Westphalia CSA160模型和瑞典阿法拉伐公司BTAX510模型屬于這種情況。改進的工藝要求,新模型是可用的。多爾-奧利弗BH公司46圓盤式機,滾筒直徑已達1.2米,鼓重量是4.5噸,2 220千瓦電機驅(qū)動的力量,最大的生產(chǎn)能力450 m3 / h,相當(dāng)于沉降面積已達到250000平方米,是圓盤式機器。
——瑞典阿法拉伐公司生物技術(shù)BTUX510圓盤式機,自動調(diào)節(jié)渦流噴嘴。
使用噴嘴材料粘度和濃度,可以提供一個恒定的固相濃度之間的關(guān)系,無關(guān)與進給速度的變化和固體含量。
800翻倒卸料離心機的分離系數(shù)在某種程度上彌補了管式離心機。BTNX3560 -類型的特點是先進的旋轉(zhuǎn)動態(tài)設(shè)計:主軸承,安裝靈活,可以延長壽命,減少機器噪音和振動。德國克勞斯?馬斐在深圳活塞機的最新發(fā)展,規(guī)模很小,但對固相分離更有效。Flowerpot和德國公司來處理困難的雙錐臥式螺旋離心機分離材料等。
⑶ 新材料的應(yīng)用
為了提高分離機械的性能,強度、剛度和耐磨性和耐蝕性,開發(fā)出一批新材料，如工程塑料和硬質(zhì)合金,性能優(yōu)良的耐磨耐腐蝕不銹鋼材料。
但在一盤機,由于高強度和耐腐蝕性能,雙相不銹鋼組織的廣泛應(yīng)用。俄羅斯最近,成功開發(fā)了一種雙相鋼04 x25h5m2(04 cr25ni5mo2),有足夠的強度和塑性。德國Mischievous發(fā)現(xiàn)鼓離心機等新材料,強度高、塑性和良好的耐腐蝕特性。為了彌補耐腐蝕和強度之間的矛盾,一些先進的制造商通常使用圓筒自增強技術(shù)。
1.5 國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀
最初的機械翻倒卸料離心機是通過兩對開放鼓和螺旋齒輪傳動速度差異,運輸沉積物和淀粉行業(yè)的使用。真正的現(xiàn)代實用價值是1954年第一次翻倒卸料離心機,機器首次使用第二個行齒輪變速器。翻倒卸料離心機出現(xiàn)之后,因為它有突出的優(yōu)勢,得到了迅速發(fā)展,它總是有一個特殊的地方在離心場。
翻倒卸料離心機在我國發(fā)展相對較晚,但近年來的快速發(fā)展。目前我國已經(jīng)能夠生產(chǎn)的翻倒卸料螺旋離心機其他規(guī)范。
離心分離行業(yè)在我國發(fā)展?fàn)顩r整體水平不高。隨著社會的進步,人們對環(huán)境保護、能源和配備有了新的認識。與此同時,通過引進外國技術(shù)和成套項目的交流與合作,消化和吸收,促進離心分離技術(shù)在中國的快速發(fā)展,主要體現(xiàn)在:
⑴ 已基本形成了科研、設(shè)計和制造系統(tǒng)。
⑵ 建立學(xué)術(shù)領(lǐng)域的組織分離。
⑶ 研究方面的基本理論和應(yīng)用。
⑷ 以滿足特殊工藝的要求(污染預(yù)防、密封、防爆等),一些新的離心機：旋轉(zhuǎn)過濾離心機,立式螺旋密封機、復(fù)合機也先后已經(jīng)投入生產(chǎn)。
⑸ 自動控制技術(shù)和CAD技術(shù)的應(yīng)用。
⑹ 標(biāo)準(zhǔn)的過程。
⑺ 技術(shù)合作與海外著名離心機制造商。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 離心機轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計和強度計算
第二章 離心機轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計和強度計算
2.1 轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計分析
⑴ 工程實際中, 對離心機轉(zhuǎn)鼓設(shè)計計算時, 僅對薄膜區(qū)進行強度計算是不夠的, 對于邊緣效應(yīng)區(qū)的強度核算也是非常必要的, 因為邊緣效應(yīng)區(qū)的應(yīng)力有時會遠遠超過許用應(yīng)力。按現(xiàn)行的轉(zhuǎn)鼓設(shè)計計算方法設(shè)計出的轉(zhuǎn)鼓, 從宏觀上看, 往往偏于保守( 如轉(zhuǎn)鼓底) , 相關(guān)尺寸有較大富裕, 使得轉(zhuǎn)鼓質(zhì)量無謂地增加, 既增加了轉(zhuǎn)鼓運行的能耗也造成了材料的浪費, 存在著不經(jīng)濟性; 從微觀上看, 局部地方( 如邊緣效應(yīng)區(qū)) 的應(yīng)力值, 往往得不到正確估價, 而直接影響到轉(zhuǎn)鼓運行的安全性。
⑵ 對于邊緣效應(yīng)區(qū), 在進行應(yīng)力計算時采用經(jīng)過結(jié)構(gòu)簡化所推導(dǎo)出的公式計算出的數(shù)值不僅近似性較大, 而且計算出的數(shù)值也明顯偏大, 其實用性和可信度較差。而采用有限元分析技術(shù)能較好地計算出邊緣效應(yīng)區(qū)的應(yīng)力, 且計算數(shù)值也較為接近實際, 工程實際中應(yīng)該很好地去實施。
⑶ 采用局部加強和局部優(yōu)化的方法, 對減小局部區(qū)域的應(yīng)力值的效果是非常明顯的, 是解決危險區(qū)域強度不足的較好方法。
⑷ 先用現(xiàn)行的轉(zhuǎn)鼓設(shè)計計算方法進行轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計, 再用有限元技術(shù)對轉(zhuǎn)鼓進行應(yīng)力分析, 并對局部尺寸進行修正和優(yōu)化, 應(yīng)是目前轉(zhuǎn)鼓設(shè)計的較好方法之一。尤其是利用集成有有限元分析軟件的 CAD/ CAM 軟件對轉(zhuǎn)鼓進行有限元分析, 可方便地實現(xiàn)對轉(zhuǎn)鼓尺寸的修正和優(yōu)化。
⑸ 從對離心機轉(zhuǎn)鼓的有限元應(yīng)力分析知, 轉(zhuǎn)鼓底部分的應(yīng)力水平很低, 這說明靠經(jīng)驗設(shè)計的轉(zhuǎn)鼓底尺寸的富裕量較大。若能在考慮剛度的情況下, 對轉(zhuǎn)鼓底結(jié)構(gòu)尺寸進行有限元分析優(yōu)化, 這將對轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計更具實際的指導(dǎo)意義。
2.2 轉(zhuǎn)鼓和主軸材料的選擇
本次設(shè)計的相關(guān)介質(zhì)為Na Cl，此介質(zhì)與轉(zhuǎn)鼓有直接接觸，對一般的材料具體腐蝕作用，故需采用抗腐蝕材料對轉(zhuǎn)鼓進行設(shè)計，選用不銹鋼進行轉(zhuǎn)鼓設(shè)計，不銹鋼鋼種很多，性能又各異，常見的分類方法有：
⑴ 按鋼的組織結(jié)構(gòu)分類，如馬氏體不銹鋼、鐵索體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼等。
⑵ 按鋼中的主要化學(xué)成分或鋼中一些特征元素來分類，如鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼以及超低碳不銹鋼、高鉬不銹鋼、高純不銹鋼等。
⑶ 按鋼的性能特點和用途分類，如耐硝酸(硝酸級)不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐點蝕不銹鋼、耐應(yīng)力腐蝕不銹鋼、高強度不銹鋼等。
⑷ 按鋼的功能特點分類，如低溫不銹鋼、無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、超塑性不銹鋼等。
鉻鎳奧氏體不銹鋼是不銹鋼中最重要的鋼類，與其它幾類不銹鋼相比，鉻鎳奧氏體不銹鋼在多種腐蝕介質(zhì)中具有優(yōu)秀的耐蝕性，并且綜合力學(xué)性能良好，同時工藝性能和可焊性等優(yōu)良，因此選用此類不銹鋼作為轉(zhuǎn)鼓的材料制造，由于介質(zhì)中含有Cl-1離子，所以要加入鉬這種合金元素，加入鉬后的鉻鎳奧氏體不銹鋼，提高了鋼的耐還原性介質(zhì)的腐蝕性能和耐點腐蝕、耐縫隙腐蝕等的性能，所以在實際應(yīng)用中此類不銹鋼常常比不含鉬鋼具有更好的耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能。選用的不銹鋼的鋼號為：（1Cr8Ni9Ti）。
（1Cr8Ni9Ti）的性能如下：
（1Cr8Ni9Ti）鋼有良好的冷、熱加工性能，熱加工適宜溫度為900～1200℃，此鋼可進行冷軋、冷拔、深沖、彎曲、卷邊、折疊等冷加工成型而無特殊困難。固溶處理溫度為1000～1100℃，加熱后需快冷(水冷或空冷)。
此類鋼的焊接性能均佳，可采用通用的方法進行焊接。但鎢極氬弧焊、金屬極氬弧焊和手工電弧焊最為常用，焊后均無晶間腐蝕傾向。一般采用奧202，奧207，奧212焊條。
（1Cr8Ni9Ti）的物理性能
主軸零件要求材料具有良好的機械強度、韌性和耐磨性。這些性質(zhì)是通過熱處理方法實現(xiàn)的。因此要求材料具有良好的淬火硬度，同時保持材料內(nèi)在的韌性。一般機器的主軸用45鋼。
45鋼的特性：45鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB/T699-1999),
調(diào)質(zhì)是淬火加高溫回火的雙重?zé)崽幚?，其目的是使工件具有良好的綜合機械性能。 調(diào)質(zhì)鋼有碳素調(diào)質(zhì)鋼和合金調(diào)質(zhì)鋼二大類，不管是碳鋼還是合金鋼，其含碳量控制比較嚴格。如果含碳量過高，調(diào)質(zhì)后工件的強度雖高，但韌性不夠，如含碳量過低，韌性提高而強度不足。為使調(diào)質(zhì)件得到好的綜合性能，一般含碳量控制在0.30~0.50%。
調(diào)質(zhì)淬火時，要求工件整個截面淬透，使工顯微組織。小型工廠不可能每爐搞金相分析，一般只作硬度測試，這就是說，淬火后的硬度必須達到該材料的淬火硬度，回火后硬度按圖要求來檢查。
工件調(diào)質(zhì)處理的操作，必須嚴格按工藝文件執(zhí)行，我件得到以細針狀淬火馬氏體為主的顯微組織。通過高溫回火，得到以均勻回火索氏體為主的們只是對操作過程中如何實施工藝提些看法。
45鋼的調(diào)質(zhì)45鋼是中碳結(jié)構(gòu)鋼，冷熱加工性能都不錯，機械性能較好，且價格低、來源廣，所以應(yīng)用廣泛。它的最大弱點是淬透性低，截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用。
45鋼淬火溫度在A3+(30~50)℃，在實際操作中，一般是取上限的。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快，表面氧化減少，且能提高工效。為使工件的奧氏體均勻化。
2.3 離心機轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計與校核
2.3.1 轉(zhuǎn)鼓筒體壁厚計算
轉(zhuǎn)鼓使用的材料：不銹鋼（1Cr8Ni9Ti）
密度：(機械設(shè)計手冊)
離心機的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)半徑為
離心機的轉(zhuǎn)速為
(2-3)
由筒體本身質(zhì)量的高速運轉(zhuǎn)引起環(huán)向應(yīng)力
求
（離心機轉(zhuǎn)鼓設(shè)計沒有篩網(wǎng)）
開口削弱系數(shù)。
孔的斜向或軸向中心距（兩者中取小值）
開口直徑
開口率 開口轉(zhuǎn)鼓應(yīng)力為
對于間歇翻倒卸料的離心機
開口率 ,孔徑. 現(xiàn)取,.
合格 (2-4)
物料的密度，
物料層內(nèi)半徑，
轉(zhuǎn)鼓的填充系數(shù)，
(2-5)
焊接系數(shù)， （按無損檢測計算）
許用應(yīng)力取 （塑性材料可取）
取 （脆性材料）
對1Cr18Ni9Ti的
屈服極限
強度極限 （機械設(shè)計手冊）
一般情況下，轉(zhuǎn)股的焊縫處是不開孔的
所以許用應(yīng)力可選取即兩個值中較小者
(2-6)
所以取82MPa
轉(zhuǎn)鼓壁的厚度
計算
(2-7)
所以經(jīng)圓整后
2.4 攔液板厚度的計算
2.4.1 攔液板的厚度按錐形轉(zhuǎn)鼓計算
材料同轉(zhuǎn)鼓選用1Cr18Ni9Ti
既應(yīng)考慮機構(gòu)設(shè)置及操作的方便又應(yīng)考慮不使容渣空間過小
一般情況下?。淮藭r最大濾餅厚度為
取
所以
濾餅體積 (2-8)
攔液板容積 (2-9)
換料容積 (2-10)
填充系數(shù)
攔液板的許用應(yīng)力計算如下
查得
取
(2-11)
則
取兩者最小值
(2-12)
大端周向應(yīng)力
攔液板的厚度計算
(2-13)
壁厚圓整
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 質(zhì)量，質(zhì)心，轉(zhuǎn)動慣量計算
第三章 質(zhì)量，質(zhì)心，轉(zhuǎn)動慣量計算
3.1 加強箍的計算
材料1Cr18Ni9Ti h=80mm 厚度
(3-1)
(3-2)
(3-3)
(3-4)
3.2 攔液板的計算
圖3.2 攔液板
⑴ 第I段
(3-5)
(3-6)
(3-7)
(3-8)
⑵ 第II段
(3-9)
(3-10)
(3-11)
(3-12)
(3-13)
(3-14)
(3-15)
⑶ 第III段
(3-16)
(3-17)
(3-18)
(3-19)
3.3 轉(zhuǎn)鼓筒體的計算
轉(zhuǎn)鼓高
已知
圖3.1 轉(zhuǎn)鼓筒體
(3-20)
(3-21)
(3-22)
(3-23)
3.4 轉(zhuǎn)鼓底的計算
轉(zhuǎn)鼓底的材料：灰鑄鐵
轉(zhuǎn)鼓分為五段
圖3.4 轉(zhuǎn)鼓
⑴ 第I段
圖3.5 轉(zhuǎn)鼓第一段
(3-23)
(3-24)
(3-25)
(3-26)
(3-27)
(3-28)
(3-29)
(3-30)
(3-31)
⑵ 第II段
圖3.6 轉(zhuǎn)鼓第二段
(3-32)
(3-33)
(3-34)
(3-35)
(3-36)
=0.0418m
(3-37)
(3-38)
(3-39)
(3-40)
(3-41)
⑶ 第III段
圖3.7 轉(zhuǎn)鼓第三段
(3-42)
(3-43)
(3-44)
(3-45)
(3-46)
(3-47)
(3-48)
(3-49)
(3-50)
(3-51)
⑷ 第IV段
圖3.8 轉(zhuǎn)鼓第四段
(3-52)
(3-53)
(3-54)
(3-55)
(3-56)
(3-57)
(3-58)
(3-59)
⑸ 第V段
圖3.9 轉(zhuǎn)鼓第五段
(3-60)
(3-61)
(3-62)
(3-63)
對于轉(zhuǎn)鼓底（以轉(zhuǎn)鼓底下底邊為基準(zhǔn)）
轉(zhuǎn)動件總轉(zhuǎn)動慣量
轉(zhuǎn)動件總質(zhì)量
以轉(zhuǎn)鼓中心為基準(zhǔn)
轉(zhuǎn)動件的總質(zhì)心為
=153.732mm
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 功率的計算與電機的選擇
第四章 功率的計算與電機的選擇
4.1 功率的計算
(4-1)
⑴ 啟動轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動件所需的功率（達到工作轉(zhuǎn)速所需的功率）
(4-2)
：繞軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動件的轉(zhuǎn)動慣量，
啟動時間
離心機的角速度，
⑵ 啟動物料達到工作轉(zhuǎn)速所需的功率
所設(shè)計的為間歇加料離心機，考慮加料時物料攪動和流動阻力損耗能量，故功率增加，以損耗系數(shù) 則
(4-3)
式中 ：
每次加料得到的濾液質(zhì)量 kg
濾渣層內(nèi)半徑 m
濾渣層外半徑 m
每次加料得到的濾液的質(zhì)量 kg
濾液排除位置半徑 m
每次加料的時間 s
最大加料量為 115kg
固液比為 1:1
則由 即
由
濾渣的轉(zhuǎn)動慣量：
濾液的轉(zhuǎn)動慣量：
故：
⑶克服軸與軸承摩擦所需要的功率
(4-4)
式中：軸承的摩擦系數(shù)，
對于滾動軸承（）設(shè)
軸頸及其他的總質(zhì)量
轉(zhuǎn)鼓及其他的總質(zhì)量
偏心距，間歇式過濾離心機
主軸承上受到得總載荷力
所以 (4-5)
且因為 設(shè)
(4-6)
⑷轉(zhuǎn)鼓及物料層與空氣層摩擦消耗的功率
(4-7)
式中:轉(zhuǎn)鼓的長度
常壓下取
(4-8)
⑸軸功率
間歇操作的離心機：
啟動階段消耗的功率：
N=1.68+3.729+0.74+0.46=6.609kw
分離階段：
過濾階段：
4.2 電機的選擇
根據(jù)離心機的軸功率確定電機功率時，尚考慮傳動系統(tǒng)的效率，液壓傳動系統(tǒng)應(yīng)考慮液壓系統(tǒng)的效率，并加一個安全余量。
三角帶的傳動效率： 取
離心式摩擦離合器傳動效率 ：
安全裕量系數(shù)： K=1.15
實際需要的功率：
由以上數(shù)據(jù)可以選擇Y系列封閉式三相異步電動機（380V50Hz）
電動機的各相參數(shù)如下所示
表1 Y160M-4
額定功率：11kw
滿載時轉(zhuǎn)速：1460r/min
額定電流：22.6A
效率：88%
功率因數(shù)：
額定扭矩：2.2
轉(zhuǎn)動慣量：
凈重：123kg
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 三角帶傳動設(shè)計的計算
第五章 三角帶傳動設(shè)計的計算
與傳統(tǒng)的齒輪傳動比較，三角帶傳動具有噪聲低、無油污等優(yōu)點。特別當(dāng)兩輥中心距變動較大時，可以通過移動導(dǎo)輪進行調(diào)節(jié)，無需變更快慢輥的帶輪。三角帶傳動的不足之處，是帶輪裝置的平行度要求高，帶的張力調(diào)節(jié)要求嚴格，否則膠帶容易產(chǎn)生跑偏和爬齒的弊病。針對磨輥軸懸置在軸承外端，帶輪換輥時需拆卸重裝，帶輪裝配平行度差的特點，國內(nèi)近期生產(chǎn)的磨粉機，采用導(dǎo)輪軸設(shè)置偏心等措施糾正跑偏，進行補救取得一定效果。爬齒產(chǎn)生的原因是帶的張力松弛，膠帶與輪面產(chǎn)生相對滑動不能同步運行，故又稱為跳齒。
⑴.傳動功率P
由電機的選擇可知 P=11 Kw
⑵.工況系數(shù)
查[3] P13-12表13-1-11，KA=1.3（工作時間為10—16小時）
⑶.設(shè)計功率Pd
查[3]P13-11表13-1-10，得Pd=1.3×11=14.3
⑷.小帶輪轉(zhuǎn)速
參考[5]得電機轉(zhuǎn)速為n1=1460r/min
大帶輪轉(zhuǎn)速
由設(shè)計參數(shù)知：n2=1200 r/min
⑸.帶的彈性滑動系數(shù)
查[3]P13-11 =0.01—0.02取=0.015
⑹.傳動比
查[3] P13-11的i===1.93
⑺.小帶輪的直徑
查[3]P13-6.7表13-1-6 dd1=132mm
驗證帶速V===10.4m/s
120
⑿.單根V帶額定功率增量P1
查[3]P13-17表13-1-15查得P=0.36Kw
⒀.單根V帶傳遞功率
查[3]P13-17表13-1-15得P1=2.54Kw
⒁.包角修正系數(shù)
查[3]P13-14表13-1-13得ka=1.0 KL=0.95
⒂. V帶根數(shù)
查[3]P13-12的Z=4
⒃. V帶單位長度質(zhì)量
查[3]P13-4表13-1-2查的q=0.17Kg/m
⒄.帶的預(yù)緊力
查[3]P13-12 F0=500（）+mv2=194.2N
⒅.有效圓周力
查[3]P13-12 Ft=Pd×103/v=920N
⒆.作用在軸上的力
查[3]P13-12 Fr=2F0Zsin=2×194.2×4×sin=1553.6N
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第六章 主軸的設(shè)計和計算
第六章 主軸的設(shè)計和計算
6.1 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
⑴ 軸的設(shè)計滿足下列幾個方面的要求
I合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計
II足夠的強度