Ф5m離心式選粉機(jī)立軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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Ф5m離心式選粉機(jī)立軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要近10年來，水泥工業(yè)的蓬勃發(fā)展， 帶來了水泥工藝、裝備的更新?lián)Q代。水泥圈流生產(chǎn)在全國 8 000多家水泥廠中已經(jīng)占有相當(dāng)大的比重，保守估計(jì)已過5成。其中又有近半數(shù)廠家使用著離心式選粉機(jī)，由于離心式 選粉機(jī)結(jié)構(gòu)、工 藝簡(jiǎn)單 ，不必使用 風(fēng)機(jī)及收塵系統(tǒng)，一次性投資較小，與開流系統(tǒng)相比，效益顯著。本課題主要是立軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，特別是大小風(fēng)葉和撒料盤的的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)于大小風(fēng)葉主要改進(jìn)了風(fēng)葉座的尺寸和形狀，是它更加符合人們的需求。對(duì)于撒料盤主要是將平盤型撒料盤改為徑向帶凸棱式撒料盤，又增加了撞擊導(dǎo)料板。這種改進(jìn)既保留了原有選粉機(jī)的設(shè)備較輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間較小的 優(yōu)點(diǎn)，又改 變了原選粉機(jī)效率低的缺點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)本著結(jié)合理論知識(shí)，尊重實(shí)踐，即做到理 論聯(lián)系實(shí)際，去弊存 優(yōu)，增強(qiáng)功能而設(shè)計(jì)的新型產(chǎn)品。關(guān)鍵詞：立軸，撒料盤，新型，改進(jìn)Design the structural of vertical shaft on the Ф5m conversion of centrifugal separator ABSTRACT This title comes from the tabled. The cement industry’s alfaromeo bring about the cement technology and equipment’ upgrading. The flow of production in the country around 8 000 families in the cement factory has been quite a large share of the past five. And nearly half of the use of the structure, plain, without the use of the blower and the dust of the system. Disposable capital of the smaller and open the workflow system. Remarkable results. My job is design the structure of the vertical shaft, in particular the big and small fan blades and scatters material plate. I improved the seat of fan blades’ size and contour. They are fit of people’s habit. Mainly flat dishes of type let go material increase and assist wind leaf one by one. The improvement keep former to have person who selects power is equipment relatively light structure simple, take space position less and charge former power selecting weak shortcoming,peally it is the odds with the community or the leadership type that selects once of the power machine to be improve greatly. In a word, this improvement in-line with combining the books, respect practice. Accomplish theory integrates with practice, it goes fraud deposit excellent it strengthens the function. Because time urges dark greenly, the knowledge level is limited, the mistakes and slipping unavoidably. Hope criticism. KEY WORDS： Vertical shaft， Scatters material plate, Novel, Improve 目錄前言 . 1第 1章離心式選粉機(jī)的基本知識(shí) 4 §1.1 離心式選粉機(jī)的構(gòu)造與工作原理.. 4 §1.2 選粉細(xì)度調(diào)節(jié) 10第 2章離心式選粉機(jī)工藝參數(shù) . 12 §2.1 基本工藝參數(shù) 12 §2.1.1 主要工藝尺寸.. 12 §2.1.2 生產(chǎn)能力 . 12 §2.1.3 主軸轉(zhuǎn)速 . 13 §2.1.4 功率 13第 3章離心式選粉機(jī)立軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 §3.1 立軸的設(shè)計(jì) 14 §3.1.1 確定軸的最小直徑.14 §3.1.2 確定軸上各標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格 15 §3.1.3 軸的校核 . 15 §3.1.4 檢驗(yàn)鍵的強(qiáng)度.. 20 §3.1.5 檢驗(yàn)軸承的壽命 20第 4章離心式選粉機(jī)零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 22 §4.1 減速箱箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).. 22 §4.2 風(fēng)葉座底座設(shè)計(jì).23 §4.3 風(fēng)葉座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).24 §4.4 撒料盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).24第 5章離心式選粉機(jī)的相關(guān)調(diào)整 26 §5.1 小風(fēng)葉的調(diào)整 26 §5.2 大風(fēng)葉的調(diào)整 26 §5.3 隔風(fēng)板的調(diào)整 26 §5.4 風(fēng)口的調(diào)整 27 §5.5 主軸的調(diào)整 27第 6章選粉機(jī)的維護(hù)修理 . 28 §6.1 安裝要求： 28 §6.2 錐齒輪安裝及其運(yùn)轉(zhuǎn)中的技術(shù)要求：. 28 §6.3 殼體和回轉(zhuǎn)部分的安裝要求： . 29 §6.4 檢修調(diào)整 . 29 §6.4.1 選粉機(jī)內(nèi)部主要磨損件的修理： . 30 §6.4.2 滾動(dòng)軸承的拆卸修理 . 30 §6.4.3 大小錐齒輪裝配間隙的調(diào)整 30 §6.5 操作維護(hù) . 31 §6.5.1 選粉機(jī)允許運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)價(jià)和運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的嚴(yán)重缺陷程度： . 31 §6.5.2 啟動(dòng)前和運(yùn)轉(zhuǎn)中的檢查工作：. 31 §6.5.3 潤滑工作 . 32 §6.5.4 故障原因及處理辦法： . 32第 7章結(jié)論 35參考文獻(xiàn) . 36致謝.37 前言一、選粉機(jī)的發(fā)展前景在現(xiàn)代的建材行業(yè)的擠壓粉磨系統(tǒng)中，選粉機(jī)是其重要組成部分。隨著新型干法窯的發(fā)展，水泥工業(yè)生產(chǎn)中的熱耗有了大幅度的下降，而 電 耗反而有所上升。因此如何降低水泥生 產(chǎn)占電耗的 65%~70%的磨機(jī)粉磨作用的電耗，已經(jīng)成 為當(dāng)今水泥工作者極為關(guān)注的課題，也是節(jié)能的重要課題，并已經(jīng)研 發(fā)出擠壓磨、新型立磨、高細(xì)磨和高效選粉機(jī)等機(jī)電設(shè)備，取得了降低粉磨電耗的效果。節(jié)能高效已 經(jīng)成為設(shè)備改革的一大趨勢(shì)。僅就選粉機(jī)而言，各國水泥開發(fā)部對(duì)選粉機(jī)都作了大量的研究工作，并相繼推出了各自的新型高效選粉機(jī)。如日本小野田的 O-Sepa選粉機(jī)，三菱的 MDS型選粉機(jī)，F(xiàn)LS 的 sepa型，西德伯利鳩斯的 caropol型，石川島公司的 SD型，西德洪堡公司 維達(dá)格的 ZVB-J型等，可謂是品種繁多，功能各自有各自的 優(yōu)點(diǎn)，我國對(duì) O-sepa選粉機(jī)也作了技術(shù)引進(jìn)。新型選粉機(jī)的特點(diǎn)可歸納如下：（1）在選粉機(jī)結(jié)構(gòu)中采用新的物料分散裝置，使入選粉機(jī)的物料能得到良好的分散度，提高β值，是粗細(xì)顆粒均勻分散；（2）在選粉機(jī)內(nèi)部控制空氣流動(dòng)方向的裝置，盡力減小渦流對(duì)選粉機(jī)的干擾；（3）擴(kuò)大選粉機(jī)粗細(xì)分離能力和區(qū)域部位，延長(zhǎng)物料分選時(shí)間；（4）在生產(chǎn)工藝中引入新的熱風(fēng)和冷風(fēng)，使之減小物料的內(nèi)循環(huán)，使選粉機(jī)具有烘干生料，冷卻水泥，還有微粉碎的功能；（5）在分離上是使靜態(tài)和動(dòng)態(tài)選粉裝置組成為一體化，稱之為組合機(jī)型，以簡(jiǎn)化流程?？傊?，都是為了提高選粉機(jī)效率，選出需要的分級(jí)產(chǎn)品，減小 設(shè)備重量，簡(jiǎn)化流程以減低消耗，提高產(chǎn)量，有益于高效化、組合化發(fā)展。二、離心式選粉機(jī)的介紹及發(fā)展前景離心式選粉機(jī)是物料選粉機(jī)的必備設(shè)備，廣泛用于水泥廠粉磨的閉路系統(tǒng)中。它結(jié)構(gòu)比較緊湊，功率消耗比較低，操作方便，分級(jí)、鼓風(fēng)及收塵設(shè)備全部都包含在選粉機(jī)內(nèi)。然而離心式選粉機(jī)也存在較多缺點(diǎn)：機(jī)內(nèi)用來產(chǎn)生循環(huán)氣流的大風(fēng)葉由于同濃度較大的粉塵接觸，磨損嚴(yán)重；撒料盤旋轉(zhuǎn)時(shí)依靠物料的重力向物料傳遞動(dòng)能，由于粉塵的特殊性以及內(nèi)筒中氣流的影響，物料得不到理想的速度，甚至有的大團(tuán)粉料（物料水分 過大）從撒料盤邊緣滑落，影響均勻性，明顯 降低了選粉效率。針對(duì)離心式 選粉機(jī)撒料盤這 一缺點(diǎn)，特改平板式撒料 盤也就是徑向帶凸棱的撒料盤。這種徑向 帶凸棱的平板式撒料盤在旋轉(zhuǎn)過程中，使粒子速度增加了徑向分力，非常有利于分級(jí)，提高了選 粉率，改進(jìn)后有下面優(yōu)點(diǎn)：（1）撒料盤采用徑向帶凸棱的，提高了粒子的分級(jí)，提高了選粉率；（2）內(nèi)部殼體裝有導(dǎo)料板；（3）調(diào)整了選粉區(qū)和提升區(qū)的位置，重點(diǎn)是提高了選粉區(qū)的能力；（4）內(nèi)部的主輔風(fēng)葉匹配進(jìn)行了重新組合，提高了粒子分級(jí)分散能力。以上可以說是幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，但這種選粉機(jī)缺點(diǎn)和問題也是存在的。首先，離心式選粉機(jī)在選粉過程中實(shí)際是干擾沉降，如何降低選粉濃度可減少干擾沉降的影響，使分離清晰，根據(jù)資料和別人的實(shí)驗(yàn)我發(fā)現(xiàn)了選粉效率隨著選粉濃度的降低而提高，但有一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在一定范 圍內(nèi)影響很小。為要降低選粉濃度的一個(gè)辦法就是擴(kuò)大規(guī)格，這當(dāng)然不是分本措施，另一個(gè) 辦法是增加循環(huán)風(fēng)量，但增加 風(fēng)量后使上升風(fēng)速提高，成品將變粗，為了保持細(xì)度不變，就 該增加小風(fēng)葉的作用，提高小風(fēng)葉的轉(zhuǎn)速或增加小風(fēng)葉的數(shù)量，在安裝，操作中用降低風(fēng)量的辦法來減小細(xì)變的做法是不妥的，這將降低效率，再由于選粉機(jī)的大風(fēng)葉和小風(fēng)葉作用正好相反，所以用統(tǒng)一調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的辦法改變細(xì)度效果不大。為此發(fā)展了大小風(fēng)葉分別傳動(dòng)的離心式選粉機(jī)，大風(fēng)葉滿足風(fēng)量，小風(fēng)葉適應(yīng)細(xì)度調(diào)整， 這樣單位面積的能力和選粉小路均有所提高，但由于結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，后來很少采用。為了減少選粉區(qū)濃度，減小回風(fēng)所帶粉塵也是很有效的措施，但是這一點(diǎn)在離心式選粉機(jī)上很難做到，此外離心式 選粉機(jī)從選粉機(jī)理上也有兩個(gè)根本缺點(diǎn)：（1）選粉機(jī)存在著風(fēng)速梯度，由于風(fēng)速不同，使分離粒徑不均勻，高速 處會(huì)把過粗的顆粒帶出來；（2）邊壁效應(yīng)的影響，將使微細(xì)顆粒隨粒一起碰壁而降落。這將造成細(xì)粉中含有粗粒，粗粒中含有細(xì)粒的不利情況，這都是離心式選粉機(jī)自身不能克服的缺點(diǎn)，只有讓位于高效 籠式選粉機(jī)了。速度梯度和邊壁效應(yīng)隨著世界工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，雖有新型效率選粉機(jī)的不斷涌現(xiàn)，但國內(nèi)離心式選粉機(jī)仍占統(tǒng)治地位，新型選粉機(jī)除在個(gè)別結(jié)構(gòu)上較之有所改進(jìn)外，就其空氣分 級(jí)最核心的撒料盤結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)上也有較大改進(jìn)，但并沒有根本上有變化，分級(jí)理論 也沒實(shí)現(xiàn)飛躍。因此 進(jìn)一步 討論新的分級(jí)方法是研制新型選粉機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵。第1章離心式選粉機(jī)的基本知識(shí) §1.1離心式選粉機(jī)的構(gòu)造與工作原理下圖是 f5m離心式選粉機(jī)的簡(jiǎn)圖。它主要由傳動(dòng)部分、立軸部分、殼體和控制板調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成。圖 1.1 5000離心式選粉機(jī) 1—進(jìn)料口；2—主風(fēng)葉；3—輔助風(fēng)葉；4—控制板；5—撒料盤；6—回風(fēng)葉； 7—細(xì)粉室；8—粗粉室；9—細(xì)粉出口；10—粗粉出口 (1) 殼體殼體由頂蓋和內(nèi)外殼體組成。頂蓋結(jié)構(gòu)是以槽鋼板為主的梁架結(jié)構(gòu)件。梁架中部是支承整個(gè)回轉(zhuǎn)部分基座的基礎(chǔ)架，梁架的一 側(cè)是支承電動(dòng)機(jī)的滑軌基礎(chǔ)架。頂蓋板用 4～6mm鋼板制成。蓋板的一 側(cè)設(shè)有人孔門。外殼由上部筒體和下部 錐體組裝而成。下部錐體的溜角為 60 °，下口直徑 為 400mm。內(nèi)殼也是由上部筒體和下部錐體組裝而成。上部筒體的頂部有一圈固定的擋風(fēng)板。下部錐體的中段裝有一圈與圓周切線成 60°相交的回風(fēng)葉，其數(shù)為 64片(或 72片)。下部錐體的下口與出料管相連接，出料管的溜角為 60°。 選粉機(jī)外殼有四個(gè)鑄鐵底座用螺栓與基礎(chǔ)相連接。 (2) 傳動(dòng)部分傳動(dòng)部分包括電動(dòng)機(jī)、三角皮帶輪和減速裝置。電動(dòng)機(jī)通過三角皮帶帶動(dòng)齒輪箱內(nèi)的一對(duì)圓錐齒輪而使立軸回轉(zhuǎn)。 f5m離心式選粉機(jī)配用的電動(dòng)機(jī)功率為 75kW，轉(zhuǎn)速為 985r/min。電動(dòng)機(jī)出軸端裝有 D型三角皮帶輪，通過 7根 D型三角皮帶與選粉機(jī)橫軸軸端的三角皮帶輪相連動(dòng)。 (3) 立軸部分立軸部分是選粉機(jī)的主體，處于選粉機(jī)中央的立軸 8是用 45號(hào)碳素鋼經(jīng)熱處理加工而成。立軸的上端部裝有滾動(dòng)軸 27，系單列圓錐滾子軸承。該軸承裝在上軸承座 22內(nèi)，它承受立 軸的全部負(fù)荷?？梢酝ㄟ^旋動(dòng)軸 承調(diào)整螺母 23將立軸作上下位移，以便調(diào)整立軸上大錐齒輪 21與小錐齒輪 20齒的嚙合間隙。大、小錐齒輪被密封在齒輪箱 30內(nèi)，箱內(nèi)加入一定數(shù)量的潤滑油， 齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)中借助油的飛濺而潤滑。 齒輪箱固定在機(jī)架座 29上。立 軸的下部裝有下部 滾動(dòng)軸承 10， 該軸承系單列向心短圓柱滾子軸承，它通 過下軸承座 11固定在機(jī)架座上。立軸的下端裝有撒料盤轂 1，用螺母 31鎖緊。撒料 盤 2用螺栓 連接在撒料盤轂上。 風(fēng)葉座 4固定在撒料盤轂上。 風(fēng)葉座上部裝有主風(fēng)葉 9。主 風(fēng)葉全部裝上為 12片。風(fēng)葉座的下部裝有輔助風(fēng)葉盤和輔助風(fēng)葉 5。輔助風(fēng)葉全部裝上為 36片(或 48片)。風(fēng)葉座與立軸之間裝設(shè)下料斗 32。立軸在下料斗的一段上，裝有襯套 6，以保護(hù)立軸不受磨損。下料斗與 風(fēng)葉座之間裝有密封漲圈 7。圖 1.2離心式選粉機(jī)傳動(dòng)部分和回轉(zhuǎn)部分結(jié)構(gòu)圖 1—撒料盤轂； 2—撒料盤； 3—撒料盤架子護(hù)板； 4—風(fēng)葉座； 5—輔助風(fēng)葉； 6— 襯套； 7—漲圈； 8—立軸； 9—主風(fēng)葉； 10—下部軸承； 11、22—軸承座； 12—精鋼梁架； 13—橫軸； 14—端蓋； 15— 鎖緊螺母； 16、19—軸承； 17—軸承套； 18—墊片； 20—小錐齒輪； 21—大錐齒輪； 23 —調(diào)整螺母； 24—軸承蓋； 25—軸承軸心螺母； 26—銷子； 27—上部軸承； 28—傳動(dòng)軸座； 29— 機(jī)架座；30—齒輪箱；31—撒料盤螺母；32—下料斗 (4) 控制板調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)如圖 11.4所示，緊貼在內(nèi)殼固定擋風(fēng)板 1上的一圈控制板 2共有 16塊，它與 調(diào)節(jié)桿 3連接一體。調(diào)節(jié)桿穿過外殼 6支承在 壓蓋座 7和支座 10上。支架 8焊接在外殼體上。調(diào)節(jié)桿的端部絲桿配有手輪螺母 11， 轉(zhuǎn)動(dòng)手輪可將控制板推進(jìn)或拉出。離心式選粉機(jī)的工作是利用選粉機(jī)立軸上的主風(fēng)葉以一定轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的內(nèi)部循環(huán)氣流，使不同大小的物料顆粒因沉降速度的差別而被分離。圖 1.3離心式選粉機(jī)控制板調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 1—擋風(fēng)板；2—控制板；3—調(diào)節(jié)桿；4—螺栓；5—固定座；6—外殼；7—壓蓋座；8—支架；9—套筒；10—支座；11—手輪螺母；12—螺母圖 1.4顆粒在選粉機(jī)內(nèi)的運(yùn)動(dòng) (a) 顆粒受力情況；(b) 顆粒運(yùn)動(dòng)情況在離心式選粉機(jī)內(nèi)，顆粒重力的影響可略去不計(jì)。由于撒料盤的旋轉(zhuǎn)作用，顆粒在水平方向所受到的剩余慣性離心力為： 2 FCD ? 6p(d pp 3 r ? )r r u p （1.1)式中 CDF ——剩余慣性離心力，N； up——撒料盤邊的顆粒圓周速度，m/s； r——撒料盤半徑，m。在垂直方向上，氣流對(duì)顆粒的作用 R ???4pd p 2 r 2 u f 2 (1.2) 圖 1.5粉料在選粉機(jī)內(nèi)的分級(jí)式中 R——垂直方向氣流對(duì)顆粒的作用， N； uf——空氣向上流速，m/s。合力方向決定顆粒走向， R FCD ?tana （1.3）從上述三式可解得： 3xrru 2fd ??tan a (1.4) pi 4(rp ??)u 2p 對(duì)于一定的選粉機(jī)處理一定物料時(shí)，式（1.4）尚可化簡(jiǎn)為： 2 d pi ?k x u 2f （1.5）rn 式中 n——主軸轉(zhuǎn)數(shù)，r/min； k——常數(shù)。式（1.4）及式(1.5)為離心式選粉機(jī)的分級(jí)界限公式。大于 dpi的顆粒將碰撞于內(nèi)殼的內(nèi)壁或擋風(fēng)板上面，在內(nèi)殼空 間降落，作 為粗粉排出。小于 dpi的顆粒剛被氣流帶出，經(jīng)大風(fēng)葉進(jìn)入內(nèi)外殼的環(huán)形空間，在重力作用下沉降，成 為細(xì) 粉排出。因此，分 級(jí)界限尺寸一定程度上也反映了產(chǎn)品細(xì)度。顯然，分級(jí)界限尺寸增大， 則產(chǎn)品 變粗；反之，產(chǎn)品則變細(xì)。分級(jí)界限尺寸的大小主要是通過調(diào)整氣流的上升和旋轉(zhuǎn)速度以及增減小風(fēng)葉的作用來實(shí)現(xiàn)。 1、增加轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或增多大風(fēng)葉，都會(huì)使上升氣流速度增大，使 細(xì)粉的細(xì)度下降；反之，則可提高細(xì)粉的細(xì)度。 2、改變回風(fēng)葉的角度，會(huì)影響到旋轉(zhuǎn)氣流速度，回 風(fēng)葉片偏向內(nèi)筒壁時(shí)，葉片之間通道縮小，旋轉(zhuǎn) 速度增加，則可提高細(xì)粉的細(xì)度；反之， 則會(huì)降低 細(xì)粉的細(xì)度。3、增加風(fēng)葉數(shù)目，旋轉(zhuǎn)柵欄的作用加強(qiáng)，可增加撞 擊顆粒次數(shù)，有利于顆粒分離出來，可提高細(xì)粉的細(xì)度。當(dāng)增加輪 子轉(zhuǎn)速時(shí)，亦會(huì)使小 風(fēng)葉撞 擊顆粒的次數(shù)增加，但是大 風(fēng)葉所引起的上升氣流速度增加較為顯著，因而總的還是使得細(xì)粉的細(xì)度下降。 4、當(dāng)擋風(fēng)板向里推時(shí)，上升氣流的折流增大，可提高細(xì)粉的細(xì)度；反之，細(xì)粉的細(xì)度則降低。增減大小風(fēng)葉時(shí)，必須按直徑方向成對(duì)增減，以保持轉(zhuǎn)子的平衡。改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和大小風(fēng)葉的數(shù)目，對(duì)細(xì)度調(diào)整幅度 較小。 調(diào)整擋風(fēng)板位置比 較方便且效果較好,至于正確的調(diào)節(jié)幅度要通過實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來確定。 §1.2選粉細(xì)度調(diào)節(jié)選粉機(jī)成品細(xì)度可以通過變更各工藝參數(shù)及各部尺寸的相互關(guān)系來改變。具體做法有下列幾點(diǎn)。（1）改變上升氣流風(fēng)速由以上公式可知，上升氣流風(fēng)速加大，分離粒徑 變大，風(fēng)速變小，則分離粒徑變小。在生產(chǎn)中要使風(fēng)速加大可以a.加快大風(fēng)葉轉(zhuǎn)速，或加大風(fēng)葉尺寸、增加風(fēng)葉個(gè)數(shù)。但 風(fēng)葉個(gè)數(shù)加大到一定數(shù)量后不再起作用。b.減少內(nèi)部阻力，回風(fēng)葉處通風(fēng)順暢。如有撒料 盤罩子應(yīng)去除，該罩子不僅增加阻力，而且還影響小風(fēng)葉的作用。 c.減少漏風(fēng)，粗細(xì)粉出料口裝鎖風(fēng)閥。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況兩處出料口均是正壓，如不鎖風(fēng)， 則很大一部分由此處漏掉，起不到循 環(huán)作用，使內(nèi)部選粉室的上升氣流速度降低。（2）調(diào)整離心力離心力加大使成品變細(xì)，離心力減小則變粗。影響離心力的一是撒料盤的大小和轉(zhuǎn)速，撒料 盤增大，轉(zhuǎn)速加快，離心力增加。二是小風(fēng)葉大小、轉(zhuǎn)速和數(shù)量。小風(fēng)葉增大， 轉(zhuǎn)速加快，能增強(qiáng)顆粒由撒料盤獲得的離心力。特別是小風(fēng)葉還起屏障作用，阻擋顆粒的通過。因此小 風(fēng)葉數(shù)量的調(diào)整對(duì)細(xì)度特別敏感。一般增加一對(duì)小風(fēng)葉， 細(xì)度可降低0.8% 左右；減少一對(duì)小風(fēng)葉，細(xì)度增加 0.8%左右。（3）變動(dòng)選粉室內(nèi)部尺寸對(duì)新設(shè)計(jì)調(diào)整各部比例尺寸有可能改變成品控制細(xì)度。如增加高度產(chǎn)品變細(xì)，降低高度產(chǎn)品變粗。但在已有的選粉機(jī)上 變動(dòng)有困難，但拉開或推進(jìn)平板起類似的作用。拉開使 細(xì)度變粗，推進(jìn) 使細(xì)度變細(xì)。但這一措施， 僅能起微調(diào)作用。第2章離心式選粉機(jī)工藝參數(shù) §2.1基本工藝參數(shù) §2.1.1主要工藝尺寸選粉機(jī)內(nèi)相關(guān)的工藝尺寸，將影響選粉機(jī)的選粉性能，不同型號(hào)的選粉機(jī)為適應(yīng)不同的工藝要求，其各部分的相對(duì) 尺寸比例也不相同，但由于選粉機(jī)的因素較多，靈活 應(yīng)性較大，我們可以尋求一個(gè)統(tǒng)一的基本尺寸作為設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中調(diào)整的依據(jù)，在配合可變的其他工藝參數(shù)，就能滿足不同的需要。選粉機(jī)各部分相對(duì)尺寸可以看作直徑的函數(shù)，并且可以視為簡(jiǎn)單的函數(shù)關(guān)系，可建議選粉機(jī)的主要尺寸比例關(guān)系為下表，各部分 結(jié)構(gòu)見圖 1 表 2-1 離心式選粉機(jī)主要尺寸比例關(guān)系 以上數(shù)據(jù)時(shí)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)所得 ,若有特殊需要，可以做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 §2.1.2生產(chǎn)能力影響選粉機(jī)生產(chǎn)能力的因素很多，例如， 選粉機(jī)的結(jié)構(gòu)、尺寸、 轉(zhuǎn)速、物料性 質(zhì)和產(chǎn)品細(xì)度燈，都可以影響選粉機(jī)的生 產(chǎn)能力。有 經(jīng)驗(yàn)公式得 Q = KD2.65 （2.1） 52.65 各部分尺寸名稱 符號(hào) 比例 實(shí)際尺寸內(nèi)殼體內(nèi)徑 di 0.7D 3500 主風(fēng)葉內(nèi)徑 d1 0.7D 3500 主風(fēng)葉寬度 b1 0.1D 500 輔助風(fēng)葉外徑 d2 0.5D 2500 撒料盤外徑 d3 0.33D 1650 副主風(fēng)葉寬度 b2 0.045D 225 小風(fēng)葉到底風(fēng)板 h1 0.11D 550 小風(fēng)葉到隔風(fēng)板 h2 0.15D 750 =0.85×=60.5 K~系數(shù)，此處為 0.85 §2.1.3主軸轉(zhuǎn)速選粉機(jī)主軸轉(zhuǎn)速快慢影響到循環(huán)風(fēng)量的改變及選粉區(qū)氣流上升速度，從而還影響選粉機(jī)生產(chǎn)能力，功率， 選粉效率，一般離心式選粉機(jī)的轉(zhuǎn)速 n和直徑 D的乘積在 600~900 r / min的范圍，即 nD =600 ~ 900 取 n=180 r / min §2.1.4功率離心式選粉機(jī)的功率可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 K = KD2.4 (2.2) ?1.5852.4 ???????W 以上就是離心式選粉機(jī)的各種工藝尺寸，在設(shè)計(jì)離心式選粉機(jī)是主要的參考數(shù)據(jù)，這次設(shè)計(jì)也是以這些數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)在原來的基礎(chǔ)上改進(jìn)部分尺寸從而達(dá)到要求的目的。這些數(shù)據(jù)是經(jīng)驗(yàn)所得，所以更加接近實(shí)際 生產(chǎn)，所以也是工 業(yè)生 產(chǎn)的參考數(shù)據(jù)。第3章離心式選粉機(jī)立軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) §3.1立軸的設(shè)計(jì) §3.1.1確定軸的最小直徑 1、確定軸的最小直徑立軸的傳遞功率為 P ??0.9 ?D2.75 （ 3.1） =75KW 查 有關(guān)資料可得離心式選粉機(jī)的實(shí)耗功率為 60KW 所以由公式 d min ?可得 d min ????????由于軸上的傳遞功率主要是在齒輪處，所以此處的直徑即為最小直徑，因?yàn)榇颂幱羞B接鍵槽，所以要擴(kuò)大軸徑，所以 d min =160mm。 2、確定軸 的各段直徑和長(zhǎng)度軸上依次要安裝銷軸、軸承、大錐齒輪、軸套、 軸承、撒料盤轂、螺紋等，所以確定各段 長(zhǎng)度和直徑如下圖：圖 3.1 主軸的尺寸圖 3、選擇軸的材料：該軸傳動(dòng)中小功率，并且轉(zhuǎn)速不高， 選用 45鋼， 調(diào)質(zhì)處理。其力學(xué)性能由機(jī)械手冊(cè)可得 db ?640MPa ， ds ?355MPa ，d?1 ?275MPa ，t?1 ?155MPa ，3 Pn （ 3.2）???1??60MPa ，t s ?20MPa ，yd ?0.2 ，yt ?????， A =115。 §3.1.2確定軸上各標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格 1、選鍵：根據(jù)軸和齒輪的結(jié)構(gòu)選取平鍵 C20×70；根據(jù)軸和撒料盤轂的結(jié)構(gòu)配合選取 C18×100. 2、選軸承：上部軸承因?yàn)橐惺茌S向力和整個(gè)主軸系統(tǒng)的重量，所以選擇圓錐滾子軸承比較好，故根據(jù)軸的直徑可選擇 32928型號(hào)的圓錐滾子軸承；下部軸承因?yàn)椴恍枰惺軓较蛄Γ恍枰惺茌S的重量，故選用 1218 型號(hào)的軸承， 還可以起到調(diào) 心的作用。 3、選銷軸：根據(jù)銷軸要承受整個(gè)立軸系統(tǒng)的重量，所以要選擇銷軸，由于銷軸不需要承受徑向力和軸向力，只承受靜止力，所以經(jīng)校驗(yàn)得選擇 30×165的銷軸，在銷軸的另一端選用 8m6×50的圓錐銷。 §3.1.3軸的校核 1、受力分析：軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為 6P 6T1 = 9.55 10 ·???3.016 10N （3.3）n 齒輪的圓周力為 2T 4Ft ??d11 ?1.98 10N ?（3.4）齒輪的徑向力為 tana F = 0.73 10N r Ft cosb n ??4 （3.5）齒輪的軸向力?4Fa ????????t b ??0.321 10N 螺紋處的圓周力為 F0??2483N 2、求支反力（ 1）在水平面的支反力由 ? min0得 Rd1BZab)raaFF???（????2 RBZ ????N 由 ? Z = 0 得 R = F -R =1769NAZ r BZ （ 2）在 垂直平面內(nèi)的支反力由圖可知 RAY ???BY ??1 Ft ??????2 （ 3）由 F 0的作用，在支點(diǎn) AB 處的支反力 ? MB = F0 ???A0 ???????（ 4）合成支反力 R = A AZ AY 22RB ???BZ ???BY ???????3、軸 的強(qiáng)度計(jì)算：（ 1）按強(qiáng)度合成強(qiáng)度條件計(jì)算 ①計(jì) 算彎矩畫彎矩圖：由于齒輪的作用力在水平平面則 M DZ ??R a ?1415. AZNmm' d1 DZ ??????a ???????M DZ Nmm 2R 2 ????2 ???????由于齒輪的作用力在垂直平面的彎矩圖 M DY ??R a ??245040. AY Nmm （ 3.6）（ 3.7） （ 3.8）（ 3.9）（ 3.10）（ 3.11） （ 3.12） （ 3.13）(3.14) 由齒輪作用力合成在 D面得最大彎矩 ' M ??M ??M ??282971. N mm (3.15) D DZ DY 由于 F0的作用力做出的彎矩圖 M ??FC ?422110. N mm B00 該彎矩圖的作用平面不定但當(dāng)其與上述合成彎矩圖共面是是危險(xiǎn)情況，這時(shí)其彎矩圖為二者之和，如截面 D的最大彎矩 為 M = M ' ?????????????N mm (3.16) DDD0 ②畫出彎矩圖 T1 ??????????N mm ③校核軸的強(qiáng) 度，選擇計(jì)算彎矩 M ca ??的抽剖面校核計(jì)算，這里以截面 D計(jì)算彎矩最大，截面 E計(jì)算彎矩亦較大， 軸徑較小，確定校核比兩截面，轉(zhuǎn) 矩按脈動(dòng)變化計(jì)算： 10 D 3 ??35.2 MPa (3.17) s ??dD 10 EE 31 ??42.6 MPa (3.18) s ??dD 由 s ??????=60MPa可知，在 D面是安全的，同理其他面得校核也是按照 這個(gè)步驟，經(jīng)校22M 2 ??????3 較大，軸的直徑較小MD 2 ??(aT )3 M 2 ??(aT )3 核都符合要求。（3）按安全系數(shù)校核計(jì)算①按疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù)計(jì)算，根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖，截面 D處彎矩最大，且有齒輪配合和鍵槽引起的應(yīng)力集中，截面 B 處彎矩較大，且有軸承配合引起的應(yīng)力集中；截面 E處彎矩亦較大，軸徑較小。故這些都是危險(xiǎn)截面， 應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)的安全系數(shù)計(jì)算，先檢驗(yàn) D面。由于軸轉(zhuǎn)動(dòng)，彎矩引起對(duì)稱循環(huán)的彎曲應(yīng)力，其 應(yīng)力幅為MD sa ??W ??31.1 MPa (3.19) pd3( ?)2 3btdt W ???15902mm (3.20) 32 2d 彎曲正應(yīng)力的平均應(yīng)力 sm ???所以 sSs ??1 ?????????????Ks s jsa ????mbe 考慮到軸上作用的轉(zhuǎn)矩總是有些變動(dòng)，故單向傳遞轉(zhuǎn)矩的軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力一般視為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力 T1ta ???m ???9.37 MPa (3.22) 2WT pd3( ?)2 3btdt WT ????33143mm (3.23) 16 2d 所以 St ????1 ??6.53 (3.24) Ktta ???imbei Kt =1.7 所以 SSS ??所以截面 D是安全的，可以放心使用。同理其他截面經(jīng)檢驗(yàn)也是安全的，此處不做詳細(xì)檢驗(yàn)。②按靜強(qiáng)度的安全系數(shù)計(jì)算，區(qū)最大瞬時(shí)靜載荷為額定載荷的兩倍，仍以 D面檢驗(yàn) SSS ???????262 (3.25) Ss 2 ??St 2 ?????262 (3.26) Ss 2 ??St 2 sSs ??????5.52 (3.27) t Tmax WT SS SS ??2SS 2sSstst?所以靜強(qiáng)度也是安全的，其他截面檢驗(yàn)也是安全的，此處省略， 檢驗(yàn)方法同 S面。 4、軸的剛度計(jì)算考慮到 D處的撓度大時(shí)，將使齒輪的嚙合狀態(tài)變壞，下面用能量法計(jì)算軸上截面 D的撓度YD，為此，在 D截面上加單位力 Fi=1.其彎矩圖如圖所示。將 軸上存在 M部分分成 5段，其各段長(zhǎng)度，直徑和彎矩值如圖所示。由于齒輪作用力在水平面內(nèi) D截面的撓度為： 1 MM ' ?3YD ??? ?? dl ?1.91 10 ??mm (3.29) zEI 由于齒輪作用力在垂直平面內(nèi) D截面的撓度為： 1 MM ' YD ??dl ??5.225 ?10?3 mm (3.30) y E ? ??I 齒輪作用力在 D截面引起的總撓度為： ' YD D ???????????????D ?Y ??5.563 10 3 zy Ss ??3.94 (3.28) 22 由 F 0作用引起在 D截面的合成撓度為 1 MM ' YD ??dl ??7.149 ?10?3 mm (3.32) 0 E ? ??I 在 S截面可產(chǎn) 生的最大撓度為 Y = Y ' ?Y ??0.013 mm (3.33) DDD0 許用撓度??y??? (0.01 ~ 0.03) Mn 所以軸的剛度符合要求。 §3.1.4檢驗(yàn)鍵的強(qiáng)度 1、對(duì)于一號(hào)鍵有 2t 2?3.016 ?106 ????28.5 ????(3.34) ssP dkl 160 ?13.2 ?100 P 符合要求。 2、對(duì)于二號(hào)鍵有 2t 2?3.016 ?106 ??dkl ??140 ?11.7 ?200 ?18.4 ????（3.35）ssPP 符合要求。 §3.1.5檢驗(yàn)軸承的壽命 1、對(duì) 于圓錐滾子軸承有 ?? ?L = cp ?2744h ?L （3.36）P ?????h??此軸承符合要求。 2、對(duì)于角接觸球軸承有 P =XF r ???a （3.37） P ?1845h ??Lh ??此軸承也符合要求。綜上所述，此軸的設(shè)計(jì)符合題目的要求，可以正常使用。下圖是軸的載荷分布和彎曲變形圖：圖 3.2 軸的受力和彎矩圖