[機械畢業(yè)設計論文]N50高效選粉機設計說明書

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1、鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2007目目 錄錄1 前言.12 選粉機總體設計.22.1 選粉機工作原理.22.2 選粉機的細度調節(jié)方法.32.3 循環(huán)負荷和選粉效率的計算.42.4 工藝平衡計算.53 選粉機結構設計.93.1 殼體的設計.93.2 轉子的設計.103.3 帶傳動的設計.113.4 傳動軸的設計.133.5 軸承的選擇與校核.153.6 軸承座的設計.163.7 鍵的強度校核.173.8 螺栓組聯接的設計和校核.183.9 支架的設計.204 選粉機的安裝與操作.215 結論.22參考文獻 .23致謝 .24附錄 .25摘摘 要要：O-SEPA 選粉機與傳統的離心式、旋風式

2、選粉機相比有如下優(yōu)勢:使用 O-SEPA 選粉機可提高粉磨系統產量 30%50%；降低能耗,提高質量,降低成本，選粉效率高；操作簡單,細度調節(jié)方便。在我國水泥工業(yè)中得到廣泛應用。本課題設計的是 N50 O-SEPA 選粉機，主要設計內容有：總體方案設計、粉磨工如需要圖紙等資料，聯系 QQ1961660126研究成果的嚴肅態(tài)度以及向讀者提供有關信息的出處，正文之后一般應列出參考文獻表引文應以原始文獻和第一手資料為原則。所有引用別人的觀點或文字，無論曾否發(fā)表，無論是紙質或電子版，都必須注明出處或加以注釋。凡轉引文獻資料，應如實說明。對已有學術成果的介紹、評論、引用和注釋，應力求客觀、公允、準確。偽

3、注、偽造、篡改文獻和數據等，均屬學術不端行為致謝一項科研成果或技術創(chuàng)新,往往不是獨自一人可以完成的,還需要各方面的人力,財力,物力的支持和幫助.因此,在許多論文的末尾都列有致謝1) 著錄參考文獻可鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 20071以反映論文作者的科學態(tài)度和論文具有真實、廣泛的科學依據，也反映出該論文的起點和深度。2) 著錄參考文獻能方便地把論文作者的成果與前人的成果區(qū)別開來。3) 著錄參考文獻能起索引作用。4) 著錄參考文獻有利于節(jié)省論文篇幅。01 Brown, H. D. Teaching by Principles: An Interactive Approach to Langu

4、age PedagogyM. Prentice Hall Regents, 1994.02 Brown, J Set al. Situated Cognition and the Culture of LearningJ. Educational Reasercher, 1, 1989.03 Chris, Dede. The Evolution of Constructivist Learning Envi-ronments: Immersion in Distributed Virtual WorldsJ. Ed-ucational Technology, Sept-Oct, 1995.學位

5、申請者如果能通過規(guī)定的課程考試，而論文的審查和答辯合格，那么就給予學位。如果說學位申請者的課程考試通過了，但論文在答辯時被評為不合格，那么就不會授予他學位。有資格申請學位并為申請學位所寫的那篇畢業(yè)論文就稱為學位論文，學士學位論文。學士學位論文既如需要圖紙等資料，聯系 QQ1961660126是學位論文又是畢業(yè)論文中華人民共和國國家標準 VDC 001.81、CB 7713-87號文件給學術論文的定義為：學術論文是某一學術課題在實驗性、理論性或觀測性上具有新的科學研究成果或創(chuàng)新見解的知識和科現象、制定新理論的一種手段，舊的科學理論就必然會不斷地為新理論推翻。 ” （斯蒂芬梅森）因此，沒有創(chuàng)造性，

6、學術論文就沒有科學價值。三、三、創(chuàng)造性學術論文在形式上是屬于議論文的，但它與一般議論文不同，它必須是有自己的理論系統的，不能只是材料的羅列，應對大量的事實、材料進行分析、研究，使感性認識上升到理性認識。一般來說，學術論文具有論證色彩，或具有論辯色彩。論文的內容必須符合歷史唯物主義和唯物辯證法，符合“實事求是” 、 “有的放矢” 、 “既分析又綜合” 的科學研究方法。一般普通刊物（省級、國家級）審核時間為一周，高質量的雜志，審核時間為14-20天。核心期刊審核時間一般為4個月，須經過初審、復審、終審三道程序。3.期刊的級別問題。國家沒有對期刊進行級別劃分。但各單位一般根據期刊的主管單位的級別來對

7、期刊劃為省級期刊和國家級期刊。省級期刊主管單位是省級單位。國家級期刊主管單位是國家部門或直屬部門。如需要圖紙等資料，聯系 QQ1961660126藝計算、結構設計等?？傮w方案設計包括：根據風量及循環(huán)負荷、料氣比等條件進行分離室、轉子等結構方案的選擇。粉磨工藝計算包括：按 N50 O-SEPA 選粉機和 300 筒輥磨及其他設備進行圈流粉磨系統的工藝平衡計算、筒輥磨礦渣工藝流程圖的繪制。結構設計包括：轉子和殼體以及支架的設計、主軸和軸承的設計、傳動系統設計、繪制裝配圖和相關零件圖。此 N50 O-SEPA 選粉機用于過程裝備與控制工程專業(yè)實驗室，預置了測試口和控制閥門，另外機架和進料、出料口的設

8、計N50 高效選粉機2均充分考慮實驗室的布置，可以滿足教學實驗和科研工作需要。關鍵詞關鍵詞：N50 O-SEPA 選粉機；粉磨工藝；選粉效率N50 High Efficient ClassifierAbstract: Compared with the centrifugal classifier and the cyclone-type classifier ,O-SEPA classifier has predominances as follows : the yield of grinding system can be increased 30%50% by useing O-SEP

9、A classifier.Reducing the energy exhaust , raiseing quality , depressing cost , high classify efficiency ; simple operation ,the thin degree adjusting expediently . It is used widely in cement industry .This topic is the design of N50 O-SEPA high efficient classifier,the main contents of design incl

10、ude the total project design、the powder grindings technics compute、the structure design,Etc.The total project design includes choicing structure projects of the separate room、rotor by wind content、circulating burden、the materiel and gas ratio.The powder grindings technics compute includes the techni

11、cs balance compute of the closed circuit grinding system by N50 O-SEPA high efficient classifier、300 horo 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 20073mill and the other equipments,and the horo mill slag technics flow chart design.The structure design includes rotor 、hull and bracket design、the spindle and the axletree des

12、ign、the transmission system design、drawing the assembly and the correlative parts drawing.This N50 O-SEPA high efficient classifier is used for Process Equipment and Control Departments lab.There are test meatus and control valves.Otherwise,the bracket and feed-in、feed-out meatus are fit for the lab

13、s disposing.It can meet the demands of teaching and scientific research.Key word: N50 O-SEPA high efficient classifier;Powder grindings technics; Classify efficiency.1 前言選粉機是建材、礦物加工、化工、糧食加工、食品、醫(yī)藥等行業(yè)粉體制備系統中非常重要的設備之一。隨著科技的發(fā)展和能源的日趨緊張，各行各業(yè)對分級設備提出了更多更高的要求，不僅要求節(jié)能和分級效率高，而且要求成品的顆粒級配滿足專門的要求。如用于水泥行業(yè)的動態(tài)分級機就經歷了

14、離心式分級機、旋風式分級機和以奧塞帕(O-Sepa)為代表的渦流空氣分級機 3 代產品。渦流空氣分級機一出現就因其工作穩(wěn)定、分級效率和精度高、生產能力大而得到了迅猛的發(fā)展，并逐漸占據了主導地位1。O-Sepa 選粉機是利用空氣動力學中的水平渦流原理對粉體進行分級的分級設備，適用于水泥工業(yè)對粉狀物料或其它工業(yè)中相當的物料進行分級。O-Sepa 選粉機與傳統的離心式或旋風式選粉機相比，具有體積小、選粉效率高、成品細度調節(jié)方便、產品質量穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，因而受到廣泛使用。它的使用，大大促進了我國圈流粉磨技術的進步。但是，這種選粉機與離心式或旋風式選粉機相比，在結構和系統配置上有很大差別，且技術要求較高

15、。該選粉機系統是集選粉與除塵于一體，它的細N50 高效選粉機4粉(成品)是依靠一、二級除塵設備收集，產量的高低很大程度取決于除塵設備的效果。因此，只有系統配置合理，除塵設備選型正確，才能取得理想效果。本課題是 N50 高效選粉機，來源于機械工程學院過程裝備與控制工程實驗室建設項目。機械工程學院的過程裝備與控制工程專業(yè)投資建設一項以前沿粉磨設備和前沿選粉技術為主線的綜合教學及科研功能的實驗系統。項目將基于 O-SEPA 原理，同時將結合天津院組合選粉機的合理部分。與其他用于實際工程中的渦流高效選粉機相比，具有的相同點是它們工作穩(wěn)定、分級效率和精度高；而本選粉機用于實驗室中，受實驗室面積以及高度的

16、限制，體積和高度都不會太大，高度大約在一米七，結構緊湊，這樣可以方便學生觀察設備的各部分和與其他設備的連接。另外，考慮到教學和科研這兩個主要目的，其選粉的粒度可以方便地調節(jié)，以滿足不同實驗條件下的數據記錄。設計的總體思路將熟悉此課題的工藝流程、背景、給定參數及要求等，確定電動機功率。根據風量及循環(huán)負荷、料氣比等條件設計分離室直徑，轉子直徑分離器直徑等結構參數。根據此設計的原則和機械設計手冊的規(guī)定設計具體結構。然后再對設計出來的結構進行強度校核。在設計過程中要注意零件的易加工性、裝得上、拆得下、用得起來，另外要考慮到整個機器的安裝。所設計的 O-SEPA N50 高效選粉機將滿足實驗室教學和科研

17、的使用。2 總體方案設計根據設計任務書的要求，設計一臺配置在筒輥磨圈流粉磨系統的 O-SEPA 式選粉機，型號為 N50。2.1 選粉機工作原理O-SEPA 式選粉機的工作過程是：物料從管道喂入，經撒料板和緩沖板使顆均勻的擴散，并且被拋入從切向延伸管和進入的選粉氣流內。選粉氣流（其中大部分可用出磨的含塵氣流代替）通過固定的導向葉片被引進選粉區(qū)。憑借旋渦流調節(jié)葉片及水平隔板，在選粉區(qū)內氣流穩(wěn)定均勻，為精確的選粉創(chuàng)造了良好的條件。經過選粉之后，細粉被帶出，并加以收集，當粗粉在導向葉片內側旋轉向下時，受到來自含塵氣流入口管或二次風入口管下部的氣流的沖洗，然后又一次受到三次風的選粉，最后，粗粉從選粉機

18、底部排出。O-SEPA 型選粉機的選粉原理：每個顆粒都能反復多次地經受選粉過程，而且每一個選粉過程都是在力獲得精確平衡的條件下進行的，因而顆粒在選粉區(qū)內的停留鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 20075時間相當長，而且選粉過程本身是分段地和多方式地進行的。借助于旋渦流調節(jié)葉片和水平隔板甚至在大容量的設備內也能形成穩(wěn)定的水平渦流。由 O-SEPA 選粉機的工作原理決定了工作著的選粉機內顆粒受力特點：顆粒在循環(huán)氣流作用力 F2，慣性離心力 F1 和重力 G 三力共同作用下進行分級，如圖2.1。將該三力分解為互相垂直的三個分力：A）軸向力 Fp：它是上升氣流對顆粒的作用力 F2 沿豎直方向分力與顆粒重

19、力 G的合力。若 G 小于 F2 的軸向分力，則軸向合力向上，顆粒脫離撒料盤的運動軌跡是螺旋向上，即顆粒被選走；若 G 大于 F2 的軸向分力，則軸向合力向下，顆粒脫離撒料盤的運動軌跡是螺旋向下并沉降；若 G 等于 F2 的軸向分力，則軸向合力為零，在慣性離心力作用下，顆粒向殼體壁面作水平減速運動，脫離撒料盤后的運動軌跡是在撒料盤平面內近似漸開線，最終于殼體內壁碰撞，瞬時動能為零。又因在貼近殼體內壁處循環(huán)氣流減弱，即該顆粒在重力作用下沿殼體內壁逐漸下滑沉降。B）切向力 Fa：顆粒隨撒料盤旋轉和旋轉氣流一起的圓周運動力。C）徑向力 Fr：是物料在撒料盤的旋轉過程中所產生的離心慣性力。顆粒在軸向力

20、 Fp 和徑向力 Fr 的共同作用下，作傾斜向上或傾斜向下運動。由以上三種力共同作用的結果，形成的顆粒運動情況。1.撒料盤 2.水平隔板 3.調節(jié)葉片 4.緩沖板 5.導向葉片 6.細粉排出管 7.主軸 8.喂料管道 9.氣流入口管 10.二次風管 11.三次風管圖 2-1 O-SEPA 型選粉機示意圖及選粉原理圖2.2 選粉機的細度調節(jié)方法選粉機成品細度可以通過變更各工藝參數及各部尺寸的相互關系來改變。N50 高效選粉機6具體做法有:A）改變上升氣流風速: 由文獻3中公式 (2-1)2232()()hhmemk wdkDnk式中:，物料密度,kg/ ，氣體密度,，g/m3me3m可知,上，氣

21、流風速加大,分離粒徑，大;風速變小,則分離粒徑變小。在生產中要使風速加大可采用以下幾種措施 a)，快大風葉轉速,，加大風葉尺寸,增加風葉個數。但風葉個數加大到一定數量后不再起作用;b，減少內部阻力,回風葉處通風順暢，c)減少漏風,粗細粉出料口裝鎖風閥。B）調整離心力: 離心力，大使成品變細,離心力減小則變粗。影響離心力的是撒料，的大小和轉，,撒料盤，大,轉速加快,離心力增加。C）變動選粉室內部尺寸: 對新設計調整各部比例尺寸有可能改變成品控制細，。如增加高度,產品，細;降低高度,產品變粗。但在已有的選粉機上變動有困難。 其中轉速控制是調節(jié)產品細度最靈敏、最方便的措施，應充分發(fā)揮轉速的調節(jié)作用。

22、轉速可在規(guī)定范圍內根據需要任意調節(jié)，轉速越高細度越細。2.3 循環(huán)負荷和選粉效率的計算通常用循環(huán)載荷和選粉效率來表示選粉機工作效能好壞的指標。根據文獻3:A）循環(huán)負荷 L：是指選粉機回料量 G 與成品量 F 之比。L = (2-2)GF用下法：設進入選粉機的料中，在控制篩，篩下料含量 a,選粉機粗粉中（即回料量）在控制篩上，下料含量是 g,選粉機成品（細粉）在控制篩上，下料含量是 f,根據物料平衡，得:A(選粉機喂料量 t/h) = G + F (2-3)A a = G g + F f (2-4) = (2-5)GFfaag L = (2-6)faag由此可知：只要從細粉、粗粉及選粉機進料中取

23、出一定試樣進行篩粉，分別測出各自在控制篩上的篩下含量就可算出選粉機的循環(huán)負荷。B）選粉效率 ：是指選粉后成品中所含某一粒級的細粉量與選粉機喂料中含有該粒級的細粉量之比的百分數，以下式表示：= 100% (2-7)，與(2-2),(2-3)聯立解得FfA a鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 20077 = (2-8)FAagfg = 100% (2-9)agfgfaL 增加意味著通過磨機物料量增加，從而喂入選粉機的物料也增加，選粉機負荷增大，分離就不可能清晰，當然 要降低，從另外意義上說，選粉機回料多，則合格粒度進入到成品中就會少， 就低。如果選粉能力富裕， 高，肯定回料，就少，L 就低,所以 隨

24、著 L 的增加而降低。C）循環(huán)負荷 L 和選粉效率 的相應值：不是 越高越好，在磨機的粉碎能力與選粉機的選粉能力基本平衡的條件下，在一定范圍內適當提高循環(huán)負荷就會使通過磨機內物料增加，從而使磨內物料流速加快，增大細磨倉的物料粒度，更加減輕襯墊作用，于是進一步強化磨機粉磨能力，使全套粉磨設備生產能力提高。粉磨水泥時，增加 L 會使回料中所含的水化較慢的 3080 微米顆粒增加，成品中小于30 微米顆粒增加，從而提高水泥的強度。因此適當增大循環(huán)負荷是有好處的，但當L 過大時會使磨內物料流速過快，粉磨介質來不及對物料發(fā)揮粉碎作用，反而會使顆粒組成過于均勻，小于 30 微米，粒的含量減少,以至使水泥強

25、度下降。因此，選粉機的 和 L 必須有一定的適應值。在實際操作中，對于短磨機，L=300400%，其相應的 為 4050%。管磨機 L=100200%，其相應的 為 5070%。磨機的生產率隨循環(huán)負荷的增加而增大。如選粉，成品細度不變,，機生產率增大,，環(huán)負荷就增加,或磨機的生產率不變，成品細度減小,循環(huán)負荷也增加。循環(huán)負荷的數量取決于磨機排料中粗級別含量與合，產品含量之比,比值，大即排料愈粗,，循環(huán)負荷，大,反過來說，循環(huán)負荷愈大,則磨機排料中，級別含量愈高, 磨機中，級別含量也高,因而磨機的粉磨效率也愈高。因為粉磨只對粗級，起作用。但是,選粉效率又隨循環(huán)負荷的增，而降低。因此,回磨機的循環(huán)

26、量中，級別含量變少,也即磨內粗，別含量也變少,磨機的粉磨效率又將降低。所以說粉磨效率也將隨選粉，率增加而增加,隨選粉效率降低而降低。2.4 工藝平衡計算設計原始數據選粉機規(guī)格：N50選粉機形式：O-SEPA產品細度：300m2/kg600m2/kg 可調最大風量：3t/h選粉效率：80%循環(huán)負荷：L=5系統阻力0.6kpaA）筒輥磨產量 400/hN50 高效選粉機8令循環(huán)負荷 L=5 則物料通過能力為 400（L+1）=2400（/h）B）提升機G提=K(1+L)G (2-10)式中：G提提提升機提升能力，t/h; K提升機提升物料不均衡系數，K=1.2-1.3; L選粉機循環(huán)負荷率； G磨

27、機產量，t/h帶入數據計算得： G提提= =1.2（1+4）0.5=3 （t/h）提升機設計計算：原始數據：提升能力:2，00kg/h,高度：3000mm功率 N=2.2kw n=47.5rad/s速度 v=1m/s p=0.6103kg/m3設計計算，Q實實=Q/K,選供料不均勻系數 K=1.2Q=K Q實實=1.225=3 （t/h）由于輸送粉磨礦渣，查表得 =0.6根據已知條件，選用 D 型斗式提升機由3中公式 i0/a0= Q/3.6pv=3/（3.60.61030.6）=2.3110-3 （m3/m）查表：選取 D160 型斗式提升機，斗寬為 160mm ，S 制法，斗，為 300m

28、m,料斗容積為 1.1010-3 m3/m。輸送能力 3.1m3/h（淺斗） ，減速機 JZQ250 主軸轉速 47，速比 i=31,電機 Y100L1-4，功率 2.2KWC）選粉機選粉機選粉所需要的空氣量 Qa是根據在分級腔內料氣濃度來確定的，即每立方米空氣內所含的物料量，稱為料氣濃度比，簡稱料氣比，用 kg/m3表示。對此次設計的 O-SEPA 選粉機而言，其選粉空氣量是按料氣比 I=1kg/m3確定的。因此選粉空氣量可按下式計算：100016.760aAAQII式中 A喂料量，取 A=3(t/h)31000316.716.750.1(/min)601aAAQmII即 3000m3/h，

29、選粉機型號為 N50 O-SEPA。選粉機需用功率的計算：選粉機所需用的功率可按下式（高效選粉機 ）計算 (2-11)Vr撒料盤外直徑的圓周速度，m/s；230()(1)720018200arrQ VIPfV S鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 20079f型號系數；轉子的阻力系數；I分級腔內的料氣比，kg/m3分級氣體的單位重量，kg/m3S漩渦葉片的總面積，m2其中 f、S、 查高效選粉機P89 圖 3 得到。分別為 f=2.9，S=1，=1.38 =2.848(kw)電動機功率的確定：根據 O-SEPA 選粉機所需的功率 P0，就可按3中公式確定電動機的功率：01aPP (2-12)式中：

30、電機的儲備系數，一般取 =0.20.3傳動裝置的機械效率，皮帶傳動效率取 =0.92。0110.252.8483.87()0.92apPkw故電動機選擇功率：4KW對電機的要求：1.型式：三相異步電動機，豎直放置；2.工作制度：連續(xù)工作；3.轉速范圍：7001400r/minD）電子皮帶秤根據筒輥磨的物料通過能力 2400/h，選擇 TDG（SK）400。給料量 0.2-4（t/h）可控。E）螺旋輸送機螺旋輸送機的作用是把由選粉機篩選下的粗粉送回筒輥磨中進行再次粉磨。根據選粉機循環(huán)負荷為 5 以及通過量為 3t/h，得：1.2 回粉量=3t/h，所以回粉量為2.5t/h。F）磨機的通風和除塵a

31、）通風的作用冷卻磨內物料，改善物料的易磨性。80%以上的能量轉變?yōu)闊崮?，使磨內物料溫度上升，且物料的易磨性隨溫度上升而降低，因物料溫度高會產生靜電效應，使物料拈成團，粘附在研磨體和襯板上，降低粉磨效率。23023()(1)72001820050.1 (160.201)1.38(1 0.1)(12.9)(160.201)17200182002.848arrQ VIPfV SkwN50 高效選粉機10及時排除磨內水蒸汽，可降低糊球和阻塞蓖孔現象。消除磨頭冒灰，改善環(huán)境衛(wèi)生，減少設備的磨損，同時還可以減少細粉的緩沖墊層作用。因此合理選擇通風量有很重要意義。b）磨機需要通風量的計算按磨機容積計算Q=（

32、34）V （m3/min） (2-13)或 Q=（141188）DL （m3/h）式中 V-磨機有效容積，m3； L-磨機有效長度所以 Q= 150 0.31.1=49.5按磨機產量計算：Q=(300 400)G (2-14)式中 G -磨機產量 t/h由磨機產量 G=0.3 0.5 （t/h）得 Q=90 200 （m3/h）采用不同的方法計算出的通風量相差很大。因此，應全面衡量各方面的情況，選擇合理的通風量，以求得最佳的經濟效率。G）除塵設施為了達到排放標準的要求， ，一般采用兩級除塵。第一級多采用旋風除塵器，第二級采用袋式除塵器。本設計采用，旋風，離器+袋收塵,在旋風分離器和袋收塵間，置

33、串并聯閥門, 原始數據：選粉通過量2500kg/h ;成品細度 430m2/kg; 風機風量 2500m3/h ; 風壓 1800pa =60%得風機功率 P=2.78Qtp/10-7 =2.78(25001800)/0.610-7 =2.085(Kw)或者如下計算：P=DH/102n=(25001800)/(601020.5)=1.5 (Kw)綜合以上計算，選定功率 P=1.5( Kw)選定風機為 C4-73-11，轉速，800rpm,電機 4kw。 （或選用 9-26 風機）選用 LFX（）4-8 型脈沖袋除塵器。其在風量和產量上滿足實驗室的要求。鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 20071

34、11.料倉 2.電子皮帶秤 3.筒輥磨 4.斗式提升機 5.螺旋輸送機 6.O-SEPA 選粉機7.風機 1 8.組合分離器 9.雙出風口旋風分離器 10.脈沖袋收塵器 11.風機 2圖 2-2 粉磨工藝流程圖3 詳細的設計3.1 殼體的設計根據 N500 O-SEPA 選粉機的尺寸參數確定 N50 的具體尺寸。選粉室直徑DN500:D=1700， 022500/603.67(/ )0.78540.7854 1.7QVm sD (3-1) 取D=556 013000/36000.515,0.78540.7854 4QDmw 1180/1700=0.69選粉機轉子直徑dz=0.7 D=385mm

35、 取dz=390 N50 高效選粉機12轉子高 hz=0.5dz=195 取hz=200對N500，a=700，b=680， 0500/6017.5/,0.7*0.68jQwm sab選粉機進風口ab，取風速wj=18m/s， 203000/36000.046,18jQabmw由hz=200，取a=260，則b=0.046/0.26=0.178，取b=0.18二次風口a=260，b=0.09出風口直徑，取風速w=20，對N500，do=800，當量風速vo=500/(600.78540.80.8)=16.57本設計取 vo=16，則出風口直徑取 do=0.26m 03000/36000.257

36、5,0.78540.7854 16oQDmw選粉機按功能可分成兩大部分，粗細粉分級選粉由選粉機回轉部分和殼體完成，細粉與氣體分離并被捕集由旋風分離器完成，兩部分結構尺寸的其余參數均可由D、d 進行參數優(yōu)化設計求得. 蝸殼形狀的確定圖 3-1 蝸殼殼體以 0 點為圓心、278 為半徑(選粉室半徑)作圓。在 G 點向上做垂線，再做一直線與前一直線相距 90（二次風口寬度 b） ，做其中心線。一次風口的中心線與二次風口的中心線距中心距離基本相等。根據一次風中心線的位置和其寬度 b，做出一次風口，一次風口與選粉室圓相交與 A 點，保留 AB 段。B 點到二次風口右側距離為OG+GH=OH，在 Y 軸上

37、找一點 O1，O1B=OH，以 O1圓心、OH 為半徑作弧與二次風口右側相切與 C，保留 BC 段。將 GH 段長度補到 OF 上，即 EF=GH。找出一點 O2，使O2E=E 點到一次風口左側的水平距離。以 O2為圓心、O2E 為半徑作弧，與一次風口左側相切與 F，保留 EF 段。找 O2關于 O 點的對稱點 O3，以 O3為圓心、EO3為半徑作鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 200713弧，與二次風口左側相交與 D，保留 DE 段。至此，該蝸殼即被確定下來。3.2 轉子的設計為使剛進入選粉機的物料吧被氣流帶入出風筒，在殼體與轉子上設置由迷宮密封，其設計按手冊設計。根據選粉室尺寸確定轉子的尺

38、寸：轉子高 200mm；轉子直徑 390mm。與傳動軸配合的那段，較其他 O-SEPA 的短，因為考慮到下封環(huán)會造成一個密閉的空間，故省略掉下封環(huán)，所以與軸配合的那段提升至錐封環(huán)頂部位置。在軸的最下端為保護螺紋不受粉塵的磨損，設有圓螺母蓋。撒料盤為方便更換，用十字槽沉頭螺釘固定在轉子上部，M1020，4 個。由于轉子高度較小，故使用一個分隔板。撐柱由兩個作用，一個是在安裝是便于支撐，二是固定。撐柱分為兩段，中間的分隔板安置在撐柱的階梯上。撐柱上下端由螺紋。因為轉子的轉速較快，所以其渦流調整葉片的寬度和數量都不能太大，參考N500 O-SEPA 轉子直徑與其渦流調整葉片的關系，取葉片尺寸厚寬高=

39、8mm18mm187mm，數量為 16 個，均布。3.3 帶傳動的設計由于此設計的 O-SEPA 式選粉機直徑較小，傳動比為 2 左右，故采用皮帶傳動減速。圖 3.1 為傳動機構簡圖。這樣設計，結構簡單，安裝方便。圖 3-2 傳動機構簡圖按機械設計中公式:主軸輸入功率Pw=P0 (3-2) 為 V 帶傳動效率，取 92%Pw=492%=3.68（KW）主軸輸出轉矩：103.689550955073.22()1480PTNMn (3-3)電動機軸輸出：N50 高效選粉機1400049550955049.79()960PTNMn將以上算得的運動和動力參數列表如下：表 3-1 運動和動力參數表電動機

40、工作軸轉速n（r/min）960480功率 P（kw）43.68轉矩 T（NM）49.7973.22傳動比 i2效率 0.92已知參數：電動機功率 P=4（KW） ，轉速 n=960（r/min） ，傳動比 i=2A）確定計算功率 Pc查機械設計表 11.3 KA=1.2 故 PC=KAP=1.24=4.8（KW）B）選擇帶型號根據 PC=4.8（KW） ，n=960（r/min） ，由圖 11.11 初選用 A 型帶C）選取帶輪基準直徑 dd1，dd2由表 11.4 選取小帶輪基準直徑 dd1=125（mm） （設滑動率 =1%） 21(1)(1 0.01) 125 2247.5()dddd

41、imm (3-4)由表 11.4 取直徑系列值 dd2=250（mm）D）驗算帶速 V 19606.28/60 100060 1000dd nVm s(/ )m s (3-5)在 525（m/s）范圍內，帶速合適E）確定中心距 a 和帶的基準長度 Ld在120120.7()2()ddddddadd范圍，初選中心距 400（mm） ，222100120()(250 125)2()2 400(125250)1398.8244 400dddddddLaddmma()mm(3-5)查圖 11.10 選取 A 型帶的標準長度 Ld=1400（mm）實際中心距鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2007152

42、2121221222()2()8()82 1400(125250)2 1400(125250)8(250 125)8400.6ddddddddLddLddddamm (3-6) =400.6(mm)取 a=401（mm）F）驗算小帶輪包角 211250 12518057.318057.3162.14120401dddda (3-7)包角適合G）確定帶的根數 z因為 dd1=125（mm） ，帶速 v=6.28（m/s） ，傳動比 i=2，由表 11.6 查得P0=1.38kw由表 11.8 查得 P0=0.11（kw） ，由表 11.10 查得 Ka=0.958，由表 11.11 查得KL=0

43、.96004.82.92()(1.380.11) 0.958 0.96clPzPP K K (3-8)取 z=3 根H）確定初拉力 F0由公式的單根普通 v 帶的初拉力為2022.5500(1)4.82.5500(1)0.1 6.283 6.28 0.958209()cPFqvzv kN (3-9)I）計算帶輪軸所受壓力 FQ0162.142sin2 3 209 sin1238.822QFzF （N ） (3-10)J）傳動帶的結構設計主動輪采用實心輪結構。根據機械設計手冊第 3 卷表 12-1-10 查得，bd=11；hamin=2.75，取 2.9；hfmin=8.7，取 11；e=150

44、.3；fmin=9，min=6，根據軸直徑取 32；齒上圓角取 1。因為 dd118，所以 =38。d1=(1.82)d=68；L=(1.52)d=80；d2=da-2(ha+hf+)=130.8。從動輪采用孔板輪結構。根據機械設計手冊第 3 卷表 12-1-10 查得，bd=11；hamin=2.75，取 2.9；hfmin=8.7，取 11；e=150.3；fmin=9，min=6；齒上圓角取 1。因為 dd118，所以 =38?？装宓男倍葹?1：25；d1=(1.82)N50 高效選粉機16d=60；L=(1.52)d=55；d2=da-2(ha+hf+)=212；d0=(d1+d2)=

45、136。3.4 傳動軸的設計傳動軸是此皮帶傳動設計的一個重點，軸的設計關健是軸的強度要符合要求，在盡量節(jié)省材料的同時，要保證軸的強度符合設計要求.選擇軸的材料及熱處理。根據此減速系統對其重量和尺寸無特殊要求，根據資料中的經驗，選擇常用材料 45鋼，調質處理。A）擇軸的材料及熱處理。 根據此減速系統對其重量和尺寸無特殊要求，根據資料中的經驗，選擇常用材料 45 鋼，調質處理。B）初估軸徑安裝 V 帶輪的軸段，不但受扭矩作用，還要受彎矩作用，A=126103，取A=12033/120 3.68/ 48023.66dAp n (3-11)軸的最小直徑取 d24（mm）選擇軸承形式。本設計初選用深溝球

46、軸承承受徑向力，型號為 6009（GB/T292-1994） 。 ；選用推力球軸承承受軸向力，型號為 51108（BG/T301-1995） 。C）結構設計，如圖 2.3J I H G F E D C B A圖 3-3 軸的簡圖a）轉子的定位。在軸的下端（A-B 段）要安裝圓螺母以托住轉子，選取 M30的圓螺母，故此軸段 d 取 30mm。b）與轉子配合的軸段，B-C 段，取 d=35mm，與轉子配合為 H7/k6，轉子的轂孔長 L=180mm，故軸與其配合段長 L=175mm?？紤]到此軸段較長，在此開兩個位于軸的同一條母線上的鍵槽，平鍵截面尺寸為 A 型 bh=108，鍵長40(GB/T10

47、96-1990)c）軸承的定位。根據軸的受力，選取 6009 深溝球軸承承受徑向力，其尺寸為dDB 為 457515。與其配合的軸段的軸徑 d1=d2=45(公差為 n6)。上端軸承安裝在軸套上(軸套安裝在 G-F 段)，采用軸套作軸向定位。按 6009 軸承，由手冊確定軸肩處直徑 d51mm，軸套底部直徑取 57mm。下端軸承采用軸肩和透蓋作軸向定位。選取 51108 型推力球軸承承受由軸和轉子產生的軸向力。在 F 處下安裝此軸承，此段和 G-F 段的表面粗糙度分別為 3.2 和 12.5。d）為了支撐軸及轉子的重量，此設計采用螺母承重，而不采用在軸上使用擋圈，因為重量較大，且在轉動中可能有

48、一定的振動。螺母使用 M39，螺距 2mm，鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 200717厚 19.5mm（GB6172） 。此軸段，H-G 段，長 L=20mm。螺母將重量傳遞到軸套上，再由軸套傳遞到推力球軸承上，最后傳遞到軸承座上。e）大帶輪的定位。大帶輪的孔徑 d=32mm，與軸配合為 H7/k6，其轂孔長53mm，故軸與其配合段，J-I 段，長 50mm。按軸徑選用平鍵截面尺寸bh=108，鍵長 40mm(GB/T1096-1990)。f）軸的結構工藝性。取軸端倒角 C1.5。按規(guī)定確定各軸肩的圓角半徑。下端M30 螺紋處與上端 M39 螺紋處留有退刀槽。D）軸的強度校核：按許用彎曲應力

49、校核軸徑a）繪制軸的計算簡圖轉子質量為 45.1kg，軸的質量為 8.3kg。此軸受軸向力與徑向力。圖 3-4 軸的受力簡圖b）按拉桿的強度計算查工程力學表 5.1，45 鋼許用應力為 190Mpa0.5439M 190NpaMpaA2（45. 1+8. 3）9. 835（）2 (3-12)c）按彎扭合成計算帶輪軸所受壓力 FQ=1238.8NF=0FA-FQ-FC=0又MC=0MC-MA=0即 FCLCQ=FALAQ其中 LAC=564.5，LBC=106.5 1238.81526.86()564.5106.5288()ACQACACFFFFNFFFN根據第三強度理論：221() CCMTW

50、 (3-13)N50 高效選粉機18查機械設計表 19.1：=-1=180Mpa，=-1/00.6W=0.1d3=0.1353=4287.5 (3-14)MC=FCLAC=288458=131.904（NM） (3-15)221131904(0.6 73220)0.032pa4287.5CM()Mpa (3-16)小于所以該軸的彎扭合成強度是足夠的3.5 軸承的選擇與校核本設計初選用深溝球軸承承受徑向力，型號為 6009（GB/T292-1994） 。預期壽命 4500 小時；選用推力球軸承承受軸向力，型號為 51108（BG/T301-1995） ，預期壽命 4500 小時。 A）首先校核兩

51、個深溝球軸承。分析得，兩軸承只承受徑向力。圖 3-5 深溝球軸承部件受負荷示意圖因為 Fr1Fr2，所以只要校核軸承 1 即可。查機械設計手冊第二卷，表 7-2-52，軸承 6009，d=45(mm)，Cr=15.6(KN)，DW=7.144(mm)，Z=15，C0r=12.2(KN)因為該軸承只承受徑向力，所以 Fa=0。故20awFizD，0arFF查機械設計手冊表 7-2-51：e=0，Fa/Fr=e所以，X=1，Y=0Pr=XFr+YFa=11526.86+0=1526.86(N) (3-17)查表 7-2-87-2-11：fd=1.1，fT=1，fn=0.411，fh=2.08，fm

52、=1.5根據式（3-18） ，r2.08 1.1 1.5P1526.8612749.80.411 1hdmnTf f fCf f (3-18)軸承 6009 的 Cr=15600(N)12749.8(N)，所以選取合適。校核軸承的額定靜載荷：P0r=0.6Fr+0.5Fa=0.61526.86=916.116(N)P0rFr，取 P0r=Fr=1526.862687.7(N)，極限轉速n=3400r/min502.5r/min，滿足要求。計算需要的最小軸向載荷：FaminA（n3/1000）2查表 7-2-91 得 A=0.024，FaminA（n3/1000）2=0.024（700/1000

53、）2=0.01176=11.76(N)軸承在工作中承受的載荷 523.32N 大于 11.76N，軸承不需要預緊。3.6 軸承座的設計軸承座為焊接件，因為軸承座要承受整個主軸和轉子的重量，及轉子旋轉帶來的偏心力，所以軸承座上端的圓板要厚一些，設計為 14mm，M124 的螺栓組固定，經計算強度校核符合要求。中間筒體部分受力不大，壁厚選 8mm，為了潤滑軸承，在軸承座上部開有一螺紋孔和一光孔，在軸承座上部下端也開有一螺紋孔和一光孔，如圖 3-6，以分別潤滑上下軸承。圖 3-6 軸承座簡圖軸承座上下內孔壁直徑有所選用的軸承直徑決定，即 16009 型軸承，其外徑為N50 高效選粉機2075mm，其

54、他尺寸按照此設計原則和機械手冊要求確定。3.7 鍵的強度校核此設計所用鍵分別為：A 型 1040，C 型 1040鍵材料與軸一樣為 45 鋼強度條件為2 /2pT dTlkdlk (3-22)T傳動的轉矩(NM)d軸直徑(mm)l鍵接觸長度(mm)，A 型鍵：l=L-b，C 型鍵 l=L-b/2k鍵與輪轂接觸的高度，kh/2(mm)p許用擠壓應力(Mpa)查表：p=60(Mpa)A）校核鍵 A 型 104040 1030lLbmm8422hkmm22 7322034.876035 30 4ppTMpaMpadlk ()Mpa所以鍵強度足夠B）校核鍵 C 型 104010403522blL842

55、2hkmm22 7322029.896035 35 4ppTMpaMpadlk ()Mpa所以鍵強度足夠3.8 螺栓組聯接的設計和校核螺栓組聯接的結構設計結構設計的主要目的于合理地確定聯接接合面的幾何形狀和螺栓的布置形式。螺栓組聯接結構設計的基本原則是：盡可能使各螺栓或聯接接合面間受力均勻，便于加工和安裝。具體設計時，應綜合考慮以下幾個方面的問題：A）聯接接合面的幾何形狀必須與整臺機的結構協調一致，且盡量設計成軸對稱的簡單幾何形狀。鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 200721B）螺栓的布置應使各螺栓受力盡可能均等。C）螺栓的排列應有合理的間距和邊距，以便保證聯接的緊密性和必要的扳手空間。D）分

56、布在同一圓周上的螺栓數目應取成 4、6、8 等偶數，以便分度和劃線。E）為避免螺栓受附加彎曲應力，螺栓頭、螺母與被聯接件的接觸表面均應平整，螺紋孔軸線與被聯接件各承壓面應保持垂直。根據以上設計原則，設計螺栓組聯接結構如下：圖 3-7 螺栓組聯接螺栓組聯接的強度校核A）失效形式承受軸向拉力的普通螺栓聯接，在靜載荷作用下，其主要失效形式是螺栓桿和螺紋部分發(fā)生塑性變形或斷裂；在變載荷作用下，其主要失效形式是螺紋部們或尺寸過渡部們發(fā)生疲勞斷裂。對于承受擠壓和剪切作用的紋制孔用螺栓聯接，主要失效形式是螺栓桿的剪斷或螺栓桿與孔壁材料中強度較弱者的壓潰。其設計淮則是保證聯接的擠壓強度和螺栓的剪切強度。根據以

57、上設計原則，設計螺栓組聯接結構如下：B）組受力分析橫向載荷力 FR=FB=3421.4(N)該螺栓組聯接僅受橫向載荷作用C）定單個螺栓的工作載荷FR作用下各螺栓所受橫向載荷3421.4855.354RFFNZ()N (3-23)按結合面數 m=1，取 f=1.0，ks 取 1.1，則單個螺栓的預緊力01.1 855.35940.891 1.0sK FFNmf()N (3-24)D）強度計算許用拉應力選 4.8 級螺栓，s=320(Mpa)，查機械設計表 15.6，不控制預緊力，初估N50 高效選粉機22d=1020mm.查表 15.8，s 取 3.2 1003.2sMpa ()Mpa (3-2

58、5)計算螺栓直徑04 1.34 1.3 940.893.95 100Fdmm (3-26)考慮到轉子旋轉時可能產生的振動，選 M12，強度滿足E）校核結合面上的擠壓應力要求上端接全面間不出現縫隙，下端接合面不被壓潰a)結合面面積 A22222()(150110 )32672.6ARrmm (3-27)b)結合面下端不壓潰0.80.8 320256psMpa (3-28)0max4 940.8900.11532672.6ppzFMMpaAW (3-29)c)結合面上端不開縫0min4 940.8900.115032672.6pzFMMpaAW (3-30)所以此螺栓組聯接合格。3.9 支架的設計

59、由于該 N50 型 O-SEPA 選粉機的重量較小，故不采用將殼體即轉子部分支撐在水泥臺上的辦法，而采用將重量都施加在由角鋼、槽鋼制成的支架上面。蝸殼上一二次風口上焊有角鋼（兩側面） ，在蝸殼的底板上也焊有兩角鋼（前后） ，再將這四個角鋼安裝在支架上，此部分支架根據這四個角鋼來設計。鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 200723圖 3-8 支架的簡圖轉子重量的施加：在支架的上部有一小支架，小支架上有一塊鋼板，以此來承受轉子及其軸的重量。電機重量的施加：根據帶輪的高度來設計此部分支架的高度，圖 3-9 電機支架簡圖在上部亦有一鋼板來承受電機的重量。考慮到 V 帶的張緊，此部分支架被設計成可以在左右

60、方向通過螺釘移動的形式。在整個支架的下部，即支撐腿部分，設有加強角鐵，其形狀為交叉?？紤]到選粉之后粗粉下料的問題，在前部就為設置加強角鐵，以免阻擋粗粉的輸送。4 選粉機的安裝與操作A）裝配前，軸承內應涂適量的 2#二硫化銅復合鈣基潤滑脂。B）密封可靠，不得有漏油現象。C）減速器支架的腿不能防礙卡殼聯軸器的傳動。D）裝配時可刮修軸承座，使上下軸承的不同心度不大于 0.005mm.E）傳動裝置中，各帶輪軸線應相互平行，各帶輪相對應的 V 型槽的對稱平面應重合，誤差不得超過 20。F）帶傳動裝置應加防護置，并應能保證通風.安裝順序見此方框圖N50 高效選粉機24基準放線固定基礎墊板臨時安放轉子及灰斗

61、安裝彎管傳動部分主軸及轉子皮帶輪固定灰斗各個管路圖 4-1 安裝順序方框圖開車前的檢查：1.轉子盤動平穩(wěn)，無卡滯現象；2.潤滑系統的儀表石佛齊全、設置正確，管路是否暢通，回油是否正常；3.主電機的轉向是否正確無誤。開車順序：1.開啟收塵器及其系統風機，風機的調節(jié)閥應該逐漸開大；2.開動O-SEPA 選粉機；3.開動粉磨設備的輸送設備；4.開動粉磨設備 5.開動粉磨設備的喂料系統。停車順序：與開車順序相反。鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2007255 結論本課題為 N50 高效選粉機，將主要用于機械工程學院的過程裝備與控制工程實驗室建設項目，提出了較為切合實際的設計方案，并對傳動、回轉等部件進

62、行了設計：A）在傳動部件方面: 采用兩級 V 帶傳動，電動機為立式電動機,電機配用125mm，帶輪，并由 250mm 皮帶輪與選粉機主軸聯接成一體運轉的方案。避免了傳動部分因采用齒輪箱造成齒輪嚙合不好,產生噪音,振動大,易，件使用壽，短,維，工作量大,維修費，高等傳動缺陷，題,使得不僅使用價格降低，維修量減小,運行成本降低,機械可，性提高,而且，方便安裝與更換，B）在回轉部件方面: 考慮到轉子的轉速較快，故渦流調整葉片不能設計得太寬且太多。在參考了其他選粉機的轉子的尺寸之后，將本設計的葉片尺寸做了相應調整，以解決選粉效果不好的問題，并且在轉子結構上做了優(yōu)化，是結構更加合理。C）此 N50 選粉

63、機為最小型號的 O-SEPA 選粉機。在殼體上設有測試管。在支架、進料口的設計上均考慮到了整個實驗室的布置，可以滿足教學實驗的需要。設計中尚存在一些不足之處，如分級力場不穩(wěn)定；喂料口過小，會產生物料易在此堵住的現象；物料分散不均勻,不充分；一次、二次風，尺寸不適合等問題，我將以此作為改進的方向。N50 高效選粉機26參參 考考 文文 獻獻1張宇,劉家祥,楊儒.渦流空氣分級機回顧與展望J.期中國粉體技術，2003,(5):37-41.2劉家祥，徐德龍，徐通模.改進渦流分級機轉籠通道結構提高分級性能J.西安建筑科技大學學報 ，1999，(3):18-20.3江旭昌.高效選粉機Z.國家建材局技術情報

64、研究所,1993,(5):12-13.4趙孝昆.綜合評價0-SEPA高效選粉機J.新世紀水泥導報，2004， （3）:22-24.5王仲春 .水泥工業(yè)粉磨工藝技術 M.中國建材工業(yè)出版 社，2000,6.6江旭昌.選粉機的發(fā)展與高效選粉機的誕生(二)J.中國建材裝備,1996,(10):10-12.7江旭昌 .高效選粉機 Z.國家建材局技術情報研究所,1993,(9):27-30.8劉平成 .K型內循環(huán)選粉機的原理及其應用J.四川水泥 ,2005,(4):25-27.9王磊明，陳滔.O - SEPA高效渦流選粉機的應用和發(fā)展J.江西建材，2006,(2):16-19.10倪文龍 .雙出風口旋風

65、分離器的研究與應用J.礦山機械 ，2006,(10):52-55.11朱昆泉，許林發(fā) .建材機械工程手冊 M.武漢 : 武漢工業(yè)大學出版社， 2000,7.12李朝宗.XW-300高效渦流選粉機的應用J.中國建材裝備,1996,(3):12-23.13李朝宗.O-Sepa選粉機的結構及作業(yè)特點(一)J.中國建材裝備,1994,(2):10-21.鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 200727致致 謝謝首先，我要感謝這四年來所有教過我的老師，沒有他們的辛勤教導就沒有我今天的成就。另外我要感謝我的指導老師倪文龍。在這一學期里，他帶我們去工廠實習，豐富了我的社會閱歷，同時對我的畢業(yè)設計進行了大量的指導

66、，我的每一個進步都離不開他的細心教導。倪老師淵博的知識、嚴謹的治學態(tài)度和平易近人的高尚品德都給我留下了深刻印象，這些將是今后我人生道路上的一筆珍貴財富。在此謹向倪文龍老師致以最誠摯的感謝。我還衷心感謝咸斌老師，董超及同組其他人員，平時與他們的探討和交流中，我獲得了很多啟示，對我受益匪淺。我感謝在設計期間所有給予過我?guī)椭椭С值睦蠋熀屯瑢W。最后，向百忙中抽出時間來參加我的畢業(yè)設計答辯的各位老師表示衷心的感謝。N50 高效選粉機28附 錄1. N50 選粉機總裝 N50.00 A02. 轉子部裝圖 N50.01 A13. 圓螺母蓋 N50.01-01 A44. 軸承座 N50.01-02 A25. 油管 N50.01-03 A46. 油管 2 N50.01-04 A47. 大動輪 N50.01-05 A38. 軸承透蓋（上） N50.01-06 A49. 軸套 N50.01-07 A410. 軸 N50.01-08 A211. 軸承透蓋（下） N50.01-09 A412. 軸承透蓋（下）壓板 N50.01-10 A413. 籠型轉子部裝 N50.01.01 A214. 轉子 N50.01