φ800液壓翻倒卸料離心機(jī)設(shè)計(jì)

φ800液壓翻倒卸料離心機(jī)設(shè)計(jì),φ800液壓翻倒卸料離心機(jī)設(shè)計(jì),液壓,翻倒,卸料,離心機(jī),設(shè)計(jì) 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院 本科畢業(yè)論文 題 目： Φ800液壓翻倒卸料離心機(jī)設(shè)計(jì) 院 系： 機(jī)械與交通工程系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 1203 學(xué)生姓名： 張繼濤 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 8 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 機(jī)械與交通工程系機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè) 1203班 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：Φ800液壓翻倒卸料離心機(jī)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容：相關(guān)文獻(xiàn)檢索并翻譯 設(shè)計(jì)計(jì)算書一份 繪圖折合A0號(hào)圖2張 畢業(yè)設(shè)計(jì)專題：剎車裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師： 簽字 年 月 日 教研室主任： 簽字 年 月 日 院 長： 簽字 年 月 日 摘要 該畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是Φ800液壓翻倒卸料離心機(jī)的設(shè)計(jì)。進(jìn)行了轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度計(jì)算與校核，轉(zhuǎn)鼓壁的厚度計(jì)算，攔液板的計(jì)算，轉(zhuǎn)鼓底的設(shè)計(jì)，功率計(jì)算和電動(dòng)機(jī)的選擇，所有回轉(zhuǎn)件質(zhì)量，質(zhì)心及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算，傳動(dòng)皮帶的設(shè)計(jì)校核及選擇，主軸的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核，主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，受力分析以及主軸的臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算，軸承的選擇，翻到架的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算，一些固定件的質(zhì)量，質(zhì)心計(jì)算，右軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及鍵的校核，剎車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算，制動(dòng)系統(tǒng)的選擇，帶式制動(dòng)器的強(qiáng)度校核，翻倒傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算，液壓缸的選擇，液壓缸壁厚計(jì)算，和其它的一些設(shè)計(jì)計(jì)算。 在設(shè)計(jì)中，首先要了解到離心機(jī)的工作原理：先由控制電路接通帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，通過皮帶的傳動(dòng)使轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)使物料固液分離，液體通過離心機(jī)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(dòng)機(jī)使離心機(jī)翻轉(zhuǎn)倒出固體，這樣就完成了分離的整個(gè)過程，這也是我們設(shè)計(jì)必須明白的。然后使了解離心機(jī)的各個(gè)零部件的構(gòu)造和它們的材料工藝要求。最后對離心機(jī)進(jìn)行整體的評(píng)定。 關(guān)鍵詞： 離心機(jī)；轉(zhuǎn)鼓壁；轉(zhuǎn)鼓底；剎車 Abstract The graduation project topic is φ 800 hydraulic tipping over of centrifuge design. For has turned drum strength calculation and check, turned drum wall of thickness calculation, stopped liquid Board of calculation, turned drum end of of design, power calculation and motor of select, all Rotary pieces quality, mass and the inertia calculation, drive belt of design check and the select, spindle of design and strength check, spindle of structure design, by force analysis and spindle of critical speed calculation, bearing of select, turned to frame of design and strength calculation, some fixed pieces of quality, mass calculation, right axis of structure design and the key of check, Structure design and strength calculation of the brake, and selection of brake system, brake strength, overturned part of the design, selection of hydraulic cylinder, hydraulic cylinder wall thickness calculation, and other design. In design in the, first to understand to centrifugal machine of work principle: first by control circuit connected led turned drum turned of motor, through belt of drive makes turned drum turned, turned drum turned makes material solid liquid separation, liquid through centrifugal machine bottom of row liquid tube outflow, solid left in turned drum wall Shang, then again by control circuit connected overturned motor makes centrifugal machine flip pour out solid, such on completed has separation of whole process, this is we design must understand of. Then learn all parts of centrifuges construction materials and their processing requirements. Final overall evaluation of centrifuge. Key words: Centrifuges; Drum wall; Brake 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 啟動(dòng)時(shí)間： 60～120s 固液比 ： 1:1 目 錄 第一章 緒論 1 1.1 離心機(jī)的應(yīng)用及其發(fā)展 1 1.2 離心機(jī)的分類 2 1.3 離心沉降 3 1.3.1 離心沉降分離技術(shù)的基本原理 3 1.3.2 離心沉降分離機(jī)的種類 4 第二章 離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的強(qiáng)度計(jì)算 6 2.1 轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度計(jì)算與校核 6 第三章 功率計(jì)算 8 3.1 所有回轉(zhuǎn)件質(zhì)量、質(zhì)心及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 8 3.2 功率的計(jì)算與電機(jī)的選擇 10 第四章 皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與校核 13 4.1 皮帶及皮帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 13 4.1.1 材料的選擇 13 4.1.2 設(shè)計(jì)步驟 13 第五章 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 16 5.1 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 5.2 主軸的受力分析 16 5.3 軸承的選擇、設(shè)計(jì)及壽命校核 18 5.4 主軸臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算 20 第六章 翻倒架的設(shè)計(jì)計(jì)算 21 6.1 一些固定件的質(zhì)量、質(zhì)心計(jì)算 21 6.2 翻倒架的強(qiáng)度計(jì)算 23 6.3 右軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算 24 6.4 鍵的校核 26 第七章 剎車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算 28 7.1 制動(dòng)系統(tǒng)的選擇 28 7.2 帶式制動(dòng)器的強(qiáng)度校核 28 第八章 翻倒傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算 30 8.1 液壓缸的選擇 30 8.2 液壓缸壁厚計(jì)算 30 結(jié)論與展望 33 參考文獻(xiàn) 34 致謝 35 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(jī)的應(yīng)用及其發(fā)展 在離心力的作用下，能夠?qū)崿F(xiàn)液-固、液-液-固、液-液等混合物的分離，我們把這個(gè)過程稱為離心分離。完成此操作過程的機(jī)器叫做離心機(jī)[1]。同其他分離機(jī)器比較而言，離心機(jī)可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少人力物力的損耗，并且可以把工作條件得到有效的改善，此外，它可以通過自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作，工作可靠性高，占地面積小。經(jīng)過離心機(jī)的作用，可以實(shí)現(xiàn)液相的高濃度提取，并且保證固相中含濕量較低。1836年，在德國的研究下，出現(xiàn)了第一臺(tái)工業(yè)用三足式離心機(jī)，并且自此迅速發(fā)展起來。離心機(jī)的種類繁多，并且每種都有自身的特點(diǎn)，在未來的發(fā)展中，其技術(shù)水平和自動(dòng)化程度越來越高，轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)的組合形式增加，并且朝著系列化發(fā)展。發(fā)展至今，離心機(jī)已經(jīng)有著廣泛的應(yīng)用，逐漸被應(yīng)用在了化工業(yè)、醫(yī)療業(yè)、食品業(yè)、紡織業(yè)、冶金業(yè)等多領(lǐng)域[2]。比如，采煤過程中煤粉回收，廢水的污泥脫水，放射性元素的濃縮，三廢治理中的污泥脫水，各種石油化工產(chǎn)品的制造，各種抗菌素、淀粉及農(nóng)藥的制造，牛奶、酵母、啤酒、果汁、砂糖、桔油、食用動(dòng)物油、米糠油等食品的制造，織品、纖維脫水及合成纖維的制造，各種潤滑油，燃料油的提純等都使用離心機(jī)。離心機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用，并且已經(jīng)被各個(gè)部門大范圍使用。 離心機(jī)主要被應(yīng)用在后處理環(huán)節(jié)，它主要完成脫水、濃縮、分離、澄清、凈化及固體顆粒分級(jí)等工藝，它是在在各工業(yè)部門發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。18世紀(jì)，在產(chǎn)業(yè)革命的作用下紡織業(yè)迅速發(fā)展。與此同時(shí)，1836年，棉布脫水機(jī)由此而生。1877年，為了滿足乳酪加工業(yè)的需求，研制出一種可以將牛奶分離的分離機(jī)械。20世紀(jì)后，石油的使用越來越多，這就需要除去其水、固體雜質(zhì)、焦油狀物料等，提取重油，將其用于燃料。20世紀(jì)50年代，研制出碟式活塞排渣分離機(jī)，它可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排渣。60年代到發(fā)展成完善的系列產(chǎn)品。近些年來，國家越來越重視環(huán)境保護(hù)和三廢治理問題，因此工業(yè)廢水和污泥脫水處理顯得尤為重要，而且技術(shù)要求也很高。臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)、碟式分離機(jī)和三足式下部卸料沉降離心機(jī)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，特別是臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)的發(fā)展速度最快。 同國外的發(fā)展比較，我國的研究起步晚，直到70年代，我國開始從國外引進(jìn)。80年代，螺旋卸料沉降式離心機(jī)越來越得到很多學(xué)者的重視，同時(shí)也投入了大量的時(shí)間和精力研究螺旋離心機(jī)。90年代，我國研制出臥螺離心機(jī)，WL200，WLIO00，LWB500，LWG500等型號(hào)的產(chǎn)品出現(xiàn)在國內(nèi)的市場。我國目前對立式螺旋卸料沉降離心機(jī)(以下簡稱立螺離心機(jī))的研究比較少，投入并不多，相關(guān)資料更是少見，公司投入使用的立螺離心機(jī)基本上都從國外進(jìn)口，自主研發(fā)的很少。出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因主要有如下兩個(gè)：一是工業(yè)的迅速發(fā)展，導(dǎo)致出現(xiàn)很多廢水需要處理，因此需要大量的臥螺離心機(jī)，同時(shí)越來越多的企業(yè)和高校都致力于該機(jī)器的研究。二是目前很多立螺離心機(jī)中部件壽命短，效率低，經(jīng)常出現(xiàn)故障。這些原因都阻礙了立螺離心機(jī)的發(fā)展。但在某些場合，如可用地面積小，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下難分離物的提取等，立螺離心機(jī)顯得非常有優(yōu)勢。立螺離心機(jī)不僅具備臥螺離心機(jī)的特點(diǎn)，而且需要空間小。所以，利用有效的條件和資源，針對上述問題，進(jìn)一步創(chuàng)新性研究新型結(jié)構(gòu)的立螺離心機(jī)至關(guān)重要。 離心機(jī)經(jīng)歷發(fā)展后，其結(jié)構(gòu)和機(jī)器的應(yīng)用等方面飛快發(fā)展，但是理論研究比較薄弱，同實(shí)踐研究差距較大。目前理論研究主要針對的是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，而對于機(jī)器的選擇、設(shè)計(jì)計(jì)算和性能預(yù)測等方面研究不充分，通常由經(jīng)驗(yàn)獲得?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，固-液分離技術(shù)引起了極大的重視，逐漸改善了離心分離理論研究遲緩落后的局面。 1.2 離心機(jī)的分類 按照操作原理的不同，離心分離主要包括離心過濾和離心沉降[3]。與其對應(yīng)與分類可以有過濾式離心機(jī)和沉降式離心機(jī)，具體分類如圖1.1所示。 圖1.1 離心機(jī)的分類 1.3 離心沉降 離心沉降由三個(gè)物理過程組成[4]，（1）利用介質(zhì)與有物體運(yùn)動(dòng)的流體間的離心對其進(jìn)行固體沉降（2）按照分散系得離心規(guī)律進(jìn)行沉渣壓實(shí)，（3）從沉渣中排出部分由分子力所保持的液體。1952年，安布勒(Ambler)首次提出離心沉降理論，并且在后續(xù)過程中對其進(jìn)行深層次的探究。 1.3.1 離心沉降分離技術(shù)的基本原理 通過離心力的作用，將分散在懸浮液中的固相粒子或乳濁液中的液相粒子沉降的過程稱為離心沉降。沉降速度與粒子的密度、顆粒直徑以及液體的密度和黏度有關(guān)，并隨離心力亦即離心加速度的增大而加快。離心加速度值可隨回轉(zhuǎn)角速度和回轉(zhuǎn)半徑r的增大而迅速增加。因此，離心沉降操作主要用在兩相密度差小和粒子速度小的懸浮液或乳濁液的分離。 圖1.2 離心沉降分離原理圖 離心沉降離心沉降它是利用混合物各組分的質(zhì)量不同，采用離心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力大小的差別，使顆粒下沉而液體上升，達(dá)到清潔、分離目的的方法。 組成懸浮系的流體與懸浮物因密度不同，在離心力場中發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，因而使懸浮系得到分離的沉降操作。當(dāng)懸浮系作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，密度大的懸浮物（固體顆?；蛞旱危┰趹T性離心力的作用下，沿回轉(zhuǎn)半徑方向向外運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，顆?；蛞旱问苋齻€(gè)徑向作用力：①慣性離心力，式中為顆粒質(zhì)量；為回轉(zhuǎn)角速度；r為旋轉(zhuǎn)半徑。②浮力(方向與慣性離心力相反)。③流體對顆粒作繞流運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的曳力。顆粒在此三力的共同作用下,沿徑向向外加速運(yùn)動(dòng)。對于符合斯托克斯定律的微小顆粒，徑向運(yùn)動(dòng)的加速度很小，上述三力基本平衡。 離心沉降同一顆粒在相同介質(zhì)中分別作離心沉降和重力沉降時(shí),推動(dòng)顆粒運(yùn)動(dòng)的慣性離心力與重力之比稱為離心分離因數(shù)，它是反映離心沉降設(shè)備性能的重要參數(shù)。 1.3.2 離心沉降分離機(jī)的種類 （1）旋風(fēng)分離器 含塵氣體由矩形進(jìn)口管沿切向進(jìn)入器內(nèi),在器壁的作用下作圓周運(yùn)動(dòng)。顆粒被慣性離心力拋至器壁，并匯集于錐形底部的集塵斗（灰斗）中。凈化了的氣體從中央排氣管離去。旋風(fēng)分離器的分離因數(shù)約為5～2500，一般可分離5～75μm的細(xì)小塵粒。旋風(fēng)分離器構(gòu)造簡單，沒有運(yùn)動(dòng)部件，操作不受溫度、壓力的限制，廣泛應(yīng)用于很多工業(yè)部門，用于除去氣體中的粉塵，或從氣體中回收有用粉料。 （2）旋液分離器 其構(gòu)造和工作原理與旋風(fēng)分離器基本相同，主要用于懸浮液的增稠或所含固體顆粒的水力分級(jí)。 （3）螺旋卸料離心機(jī) 在長錐形轉(zhuǎn)鼓內(nèi)裝有螺旋推料器，料漿加在轉(zhuǎn)鼓中部，澄清液從轉(zhuǎn)鼓大頭端面的窗口溢出，沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁的沉淀，由螺旋推料器推向轉(zhuǎn)鼓小頭，經(jīng)瀝干后卸出。此機(jī)適宜于處理細(xì)分散懸浮液，能獲得含水率較小的固體沉淀。 （4）碟式分離機(jī) 在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)裝有許多倒錐形碟片，碟片直徑一般為0.2～0.6m，碟片數(shù)為50～100。轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為4700～8500r/min，分離因數(shù)可達(dá)4000～10000。碟式分離機(jī)可用于分離乳濁液(如油料脫水等)，也可用于澄清含有少量微細(xì)顆粒的液體。 （5）管式高速離心機(jī) 采用長徑比很大的管狀轉(zhuǎn)鼓，以便增加轉(zhuǎn)速，提高分離因數(shù)。此種離心機(jī)的轉(zhuǎn)速通常高于15000r/min，分離因數(shù)可達(dá)12500。主要用于含細(xì)小液滴的乳濁液分離和含少量微細(xì)顆粒的懸浮液分離。 36 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(jī)轉(zhuǎn)鼓的強(qiáng)度計(jì)算 第二章 離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的強(qiáng)度計(jì)算 2.1 轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度計(jì)算與校核 （1）體壁厚的計(jì)算 轉(zhuǎn)鼓材料：不銹鋼（1Cr18Ni9Ti），密度：ρ0=7.9×103 Kg／m3，離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)半徑R=400mm，轉(zhuǎn)速n=1200 r／min。 0=7.9×103×（50×3.14）2÷9.8=11.15MPa 0—由筒體自身質(zhì)量高速旋轉(zhuǎn)引起的環(huán)向應(yīng)力。 取鼓壁開孔直徑d=6mm,開孔間距t=18mm (2-1) —開孔削弱系數(shù)； t－孔的軸向或斜向中心距（兩者取小值）； d－開孔直徑。 (2-2) (2-3) 式中： －物料的密度； (2-4) = =4.15mm K－轉(zhuǎn)鼓的填充系數(shù)，取值K=0.36。 －焊縫系數(shù)，取值。 －許用應(yīng)力，取ns=2.0， nb=3.5。 =100MPa 所以取=3㎜ （2）液板壁厚計(jì)算、攔液板的厚度計(jì)算 材料同轉(zhuǎn)鼓選用1Cr18Ni9Ti擋液板壁厚按圓錐形轉(zhuǎn)鼓計(jì)算P514。 (2-5) —轉(zhuǎn)鼓材料的密度，kg/m3 —轉(zhuǎn)鼓材料的許用應(yīng)力，Pa —焊逢系數(shù)，按100%探傷取值=1。 =0.134 （2-6） =0.336mm 所以取=3mm。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 功率計(jì)算 第三章 功率計(jì)算 3.1 所有回轉(zhuǎn)件質(zhì)量、質(zhì)心及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 （1）攔液板直邊段 （3-1） （3-2） （3-3） （2）攔液板錐形段 （3）轉(zhuǎn)鼓壁 （4）加強(qiáng)箍 （5）轉(zhuǎn)鼓 將其分段計(jì)算： ①空心圓柱體： ②圓臺(tái)體： ③圓筒體： ④圓臺(tái)體： ⑤圓錐塊： ⑥空心圓臺(tái)體： ⑦圓筒： （6）總體計(jì)算： 總質(zhì)量： 總質(zhì)心： 總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 3.2 功率的計(jì)算與電機(jī)的選擇 （1）啟動(dòng)轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動(dòng)件所需功率N１?。? 考慮其他轉(zhuǎn)動(dòng)件功率增加5～8%，取5%，計(jì)算得： （2）啟動(dòng)物料所需的功率N２： 3 (3-4) (3-5) (3-6) (3-7) （3）克服軸與軸承摩擦所需的功率N3： ，。 (3-8) （4）克服轉(zhuǎn)鼓、物料與空氣摩擦所需的功率N4: (3-9) 其中： （5）間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的離心機(jī)啟動(dòng)階段消耗的功率N5 : 由三角皮帶傳動(dòng)效率：，?。? 離心式摩擦離心器傳動(dòng)效率：，取； 安全裕量系數(shù)：； 則實(shí)際功率： 。 因?yàn)殡x心機(jī)啟動(dòng)階段消耗的功率最大，由此選電動(dòng)機(jī)。 選：額定功率：4 kw 固定轉(zhuǎn)速為：1440 r / min 電機(jī)型號(hào)為： Y112M4 質(zhì)量： 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與校核 第四章 皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與校核 4.1 皮帶及皮帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1.1 材料的選擇 皮帶輪選用：鑄鐵，0=7.0×103kg/m3 4.1.2 設(shè)計(jì)步驟 （1）設(shè)計(jì)功率Pd Pd=KA·P KA—工況系數(shù)，每天工作大于10小時(shí)，載荷變動(dòng)小KA=1.2 P—傳動(dòng)功率，kw，P=4kw Pd=1.2×4=4.8kW （2）帶型 根據(jù)Pd=4.8kW ，n1=1440r/min，查圖13－1－2。 選用普通V型A帶 ,dd1=112～140mm,取dd1=125mm，dd1—小帶輪基準(zhǔn)直徑 （3）傳動(dòng)比： i==1.217，取0.01；i=1；dd2=125mm (4-1) （4）帶速V： V==3.14×100×1440/60×1000=7.31120o (4-6) （9）單根V帶額定功率P1=2.82 kw，P 表 13-1-15 （10）K—包角的修正系數(shù) K=0.99 KL－帶正修正系數(shù) KL=0.93 P=1.32 ，△P=0.09 V帶根數(shù)Z Z==4.8/(1.3+0.09)×1×0.91=3.7， (4-7) 所以Z=4 （11）單根V帶初張緊力F0=520·+mv2=107.84N (4-8) m—單根V帶的質(zhì)量；m=0.1kg/m （12）作用在軸上的力Q Q=2F0Zsin=2×107.84×4×sin176.7/2=862.36 N (4-9) （13）帶輪寬B B=（Z-1）e+2f (4-10) Z—輪槽數(shù) e—槽間距，其累積誤差不得超過m e=15+1.3 fmin=9 B=（4-1）×15+2×10=65mm （14）帶輪槽形狀尺寸 P13-6 bd=11mm b13.2mm hamin=2.75mm hfmin=8.7mm =6mm 帶輪的設(shè)計(jì)： 由于V=7.31 m/s<20 m/s 帶輪材料?。篐T150（P13-9） =（1.8～2）d=110mm L=（1.5～2）d=90mm B=（4-1）×19+2×15=106mm dd2=193mm d= dd2+ hamin=193+7=200mm 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 第五章 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.選擇的材料: 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 彎曲疲勞極限：　　　　 　 剪切疲勞強(qiáng)度極限：　　　 2. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): a.擬定軸上零件的裝配方案。 b.根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長度。（詳見附圖） 5.2 主軸的受力分析 1．根據(jù)受力列方程： 其中： 代入方程解得： 根據(jù)受力圖畫彎矩圖、扭矩圖： (5-1) 2.主軸的強(qiáng)度校核 （1）載荷計(jì)算 總軸向力： P=G物+G鼓+G輪+G軸=[60+（10+22.5+21.44）+25.61+6.36]×9.8=1430N (5-2) 偏心載荷： e=D/1000=0.6×103mm (5-3) M= (G物+G鼓)e=(10+22.5+21.44+60)×0.6×103×9.8=0.670N.m (5-4) 軸傳遞扭矩T=9550×5。5/1500=35n.m 轉(zhuǎn)鼓的離心力： Fr=mw2e=(10+22.5+21.44)1572×0.6×103=798N （5-5） ∑=w/t=157×80=1.9625 軸的扭矩T=35N.m 壓軸力：Q=1298N R1+R2+Fr=Q Q+105+R1×171+M+Fr×258.3=0 R1+R2+798=1298 1298×105+ R1×171+670+798×258.3=0 解得：R1=1983N，R2=2430N 根據(jù)第四強(qiáng)度理論： Mca = （5-6） Mca1==139.62 N.m Mca2==80.26N.m 1289= R1+R2798-1298×105+ R1×171=798×258.3+670 解得：R1=465N，R2=1631N。 經(jīng)以上計(jì)算分析：第一種情況的支坐反力大，所以要按第一種方法計(jì)算。 （2）按彎矩合成應(yīng)力校核強(qiáng)度： W1=∏/32×0.0552=0.00006325m3. W2=∏/32×0.0452=0.00008941 m3. ca1=M ca1/W2=136.29/0.0000016325=8.34MPa<[] ca2= M ca2/W2=80.26/0.000008941=8.9 MPa<[] []=60 MPa 所以，軸的強(qiáng)度理論符合要求。 （3）判斷危險(xiǎn)截面彎曲合成他應(yīng)力最大，最小截面處的彎矩合成應(yīng)力也較小，所以，通過兩軸承處校核得出整個(gè)軸校核完成，故疲勞校核采用以上兩個(gè)截面。 （4） 軸的疲勞校核（單向旋轉(zhuǎn)的軸） S=-1/≥[S] （5-7） -1=60N/mm2 [S]=1.7 對于1-1截面： M1=136.29N.m T2=32N.m T1=∏/32×5.52=16.325cm2 Ip=2T1=32.651cm3 S=60/=3147>[s] 所以合格。 5.3 軸承的選擇、設(shè)計(jì)及壽命校核 1.軸承選擇： a. 基本尺寸：50mm；選擇軸承型號(hào)：46210 D=90mm B=20 b. 基本尺寸：40mm；選擇軸承型號(hào)：46408 D=80mm B=19 2. 確定軸承的徑向載荷： 已知： 解得： 3. 確定軸承的軸向載荷A1、A2 ： （1）已知轉(zhuǎn)鼓和物料的總質(zhì)量 126.43 kg ∴FA = mg = 1239.1N （2）附加軸向力的確定： （3）軸向力的確定： （4）計(jì)算兩軸承的當(dāng)量載荷： 可查得： 載荷系數(shù) .2 ∴ 查表得： ∴ 靜載荷安全系數(shù)為： （5）確定軸承壽命： 按軸承的受力大小計(jì)算： 壽命系數(shù)取。 （5-8） 軸承每天工作16h，則軸承工作天數(shù)：n=168152.7/16=1050.9(天) 所以軸承A、B都合格。 5.4 主軸臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算 1.計(jì)算階梯軸的當(dāng)量直徑 dv==37.92mm （5-9） --經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù) 取為1.094。 2.臨界轉(zhuǎn)速 nc1==1688.9r/min>1200r/min （5-10） 設(shè)計(jì)為剛性軸應(yīng)滿足n<0.75nc1=0.75*1688.9=1266.7r/min n=1200r/min 所以此軸處于穩(wěn)定狀態(tài)。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第六章 翻倒架的設(shè)計(jì)計(jì)算 第六章 翻倒架的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1 一些固定件的質(zhì)量、質(zhì)心計(jì)算 a．電機(jī)： 型號(hào)Y112M4，m1 = 43kg 電機(jī)座： 相對鼓底質(zhì)心位置：；。 b. 離合器： c. 小帶輪： d. 大帶輪： e. 翻倒架： f. 上機(jī)殼：如下圖6-1. 6-1上機(jī)殼結(jié)構(gòu)示意圖 （6-1） g. 下機(jī)殼：如下圖6-2。 6-2下機(jī)殼結(jié)構(gòu)示意圖 h. 軸承支座： i. 軸： j. 法蘭： k. 減震器： 總質(zhì)量（不含物料）： （6-2） 翻倒架的位置，即未加物料的整個(gè)離心機(jī)質(zhì)心： （6-3） 6.2 翻倒架的強(qiáng)度計(jì)算 材料： HT200 將翻倒架視為一均布載荷架，承受均布載荷q 如圖： （6-4） 整個(gè)機(jī)器總質(zhì)量： （6-5） 彎矩及彎矩圖： （6-6） 將整個(gè)截面分成三個(gè)部分： Ⅰ： Ⅱ： Ⅲ： 整個(gè)型心坐標(biāo)： Ⅰ段：A1=2000mm2 x1=50mm Z1=110mm Ⅱ段：A2=1600mm2 x2=10mm Z2=60mm Ⅲ段：A3=1000mm2 x3=25mm Z3=10mm 整個(gè)型心坐標(biāo)： 抗彎矩： （6-7） 抗彎矩組合由第三強(qiáng)度理論校核： （6-8） ，鼓翻倒架強(qiáng)度滿足要求。 6.3 右軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算 1. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：材料：45鋼；調(diào)質(zhì)處理,如下圖6-3。 6-3右軸結(jié)構(gòu)示意圖 2. 軸的受力分析： F圖：(N) 1885.78 1885.78 M圖：(N·m) 540.68 T圖：(N·m) 286.9 6-4彎矩示意圖 計(jì)算彎矩： ，?。? (6-9) 3. 右軸的靜強(qiáng)度安全系數(shù)校核： (6-10) Ⅰ截面： 其中 ； （6-11） ； 材料的屈服極限： ； ，靜強(qiáng)度安全許用系數(shù)=1.5。 代入公式： Ⅱ截面：； ； ∴右軸的靜強(qiáng)度符合要求。 6.4 鍵的校核 鍵連接的強(qiáng)度驗(yàn)算公式： （6-12） （6-13） 其中轉(zhuǎn)矩： 軸直徑： 　　　　　　　　 鍵與輪轂的接觸高度： 　　　 鍵的工作長度： =0.04mm　　　　　　　 鍵連接的許用應(yīng)力[P] ： 所以合格。 許用剪切應(yīng)力： 所以合格。經(jīng)校核鍵滿足要求。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第七章 剎車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算 第七章 剎車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算 7.1 制動(dòng)系統(tǒng)的選擇 選用帶式制動(dòng)器： D = 400 mm 制動(dòng)力矩： Mt1 = 1765 N·m 制動(dòng)帶寬度： B = 100 mm 制動(dòng)帶厚度： = 8 mm 7.2 帶式制動(dòng)器的強(qiáng)度校核 1. 摩擦面的比壓校核： (7-1) 制動(dòng)帶的最大拉力： (7-2) 帶式制動(dòng)器的摩擦系數(shù) 代入公式： 摩擦材料許用比壓： 則： 所以摩擦比壓符合要求。 2. 鋼帶拉伸應(yīng)力的校核： 強(qiáng)度要求： (7-3) 被柳釘削弱的最多截面的系數(shù)： m = 3 鋼帶連接柳釘孔徑： d = 8 mm 制動(dòng)鋼帶厚度： , 材料45鋼滿足要求。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第八章 翻倒傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算 第八章 翻倒傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算 8.1 液壓缸的選擇 根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和機(jī)構(gòu)的要求，選用單桿活塞非差動(dòng)雙作用液壓缸。選用液壓缸內(nèi)徑D=100mm,缸的材料為45鋼,=598Mpa，如下圖8-1. 8-1液壓缸結(jié)構(gòu)原理圖 8.2 液壓缸壁厚計(jì)算 取額定壓力為P=4MPa，允許最高壓力Pmax<1.5Pn=1.54=6MPa，許用應(yīng)力[]=/n取n=5則[]=119.6 MPa 壁厚計(jì)算= 當(dāng)=0.08—0.3時(shí)，用 〉=1.74mm (8-1) 壁厚t=10mm>1.74，所以可以使用。 活塞桿的計(jì)算 1.由于液壓缸無速比要求，可根據(jù)液壓缸的推力和拉力確定，可按下式初步估算選取d值： d=()D=40—66.67mm 如果活塞桿長小于或等于10倍的缸徑D，不能確定速率比，可按下式計(jì)算： d= (8-2) P1液壓缸推力N []材料的許用應(yīng)力 N/mm2 []= 所以： P1=PA=286.9kN []=取n=2查[2]45鋼=598MPa 所以 []=598/2=299 MPa 圓整d=38mm 2.縱向彎曲軸向應(yīng)力的計(jì)算 當(dāng)縱向力達(dá)到極限力Pk以后缸產(chǎn)生縱向彎曲，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。Pk---活塞桿彎曲失穩(wěn)臨界壓縮力N 活塞受到P1完全作用在軸線上按P1〈驗(yàn)證。 P1=286.9kN；Pk= （8-3） E1—實(shí)際彈性模量， E1= （8-4） 其中a—材料組織缺陷系數(shù)；b—活塞桿橫截面不均勻系數(shù)，a=1/12 b=1/13 所以E=2105。 I---活塞桿橫截面慣性矩。 K---液壓缸安裝及導(dǎo)向系數(shù) P19-222 表19-6-21取K=2 LB---液壓缸支承長度 LB =14d=2m 代如上式 E1=1.8105 I ==8.2410-8m4 （8-5） 所以Pk=1635.8kN nk—安全系數(shù)，通常取取nK=5，所以 =1635.8/5=327.16〉P1=286.9kN 所以滿足要求。 3.活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算 活塞桿在穩(wěn)定工況下，如果只受軸向推力或拉力，可以近似地用直桿承受拉壓負(fù)載的簡單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算： = （8-6） =36.53MPa<=299MPa 活塞桿一般都沒有螺紋、退刀槽等機(jī)構(gòu)，這些部位往往是活塞桿的危險(xiǎn)截面也要進(jìn)行計(jì)算，危險(xiǎn)截面處的合成應(yīng)力： =1.8 P2---活塞桿拉力 d2---危險(xiǎn)截面直徑 P2=A2P106= =18419.3N =1.8 =36.84MPa<=118.MPa 經(jīng)校核活塞桿強(qiáng)度滿足要求。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 結(jié)論與展望 結(jié)論與展望 本文研究對象是Φ800液壓翻倒卸料離心機(jī)，所做的設(shè)計(jì)主要是針對離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并分析了其在工況下轉(zhuǎn)鼓、支撐軸的應(yīng)力強(qiáng)度，本文還分析了機(jī)械翻倒卸料離心機(jī)物料輸送功率以及臥螺離心機(jī)差速器的設(shè)計(jì)和選型。為實(shí)際工程中臥螺離心機(jī)的設(shè)計(jì)與制造提供理論基礎(chǔ)及計(jì)算方法。 本設(shè)計(jì)中對于離心機(jī)中的其他組件設(shè)計(jì)計(jì)算相對較少，只是簡略的選擇進(jìn)行計(jì)算。由于本人的經(jīng)驗(yàn)和資質(zhì)較淺，無法對其做更全面的研究。再者，由于螺旋卸料式沉降離心機(jī)屬于新技術(shù)，國內(nèi)外生產(chǎn)的廠商比較少，能夠借鑒的資料也相對缺乏，很多參數(shù)只能參考其他工業(yè)用機(jī)或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇。設(shè)計(jì)中免有不妥之處，還望指正。 若進(jìn)入下一步深入研究，可對機(jī)械翻到等關(guān)鍵強(qiáng)度部位進(jìn)行有限元分析和一些部件的優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)，從而獲得更加結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的產(chǎn)品與應(yīng)用。 隨著化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展，各化工生產(chǎn)廠家對高精度、高質(zhì)量設(shè)備的需求量不斷增加。當(dāng)前各種類型的離心機(jī)品種繁多，各具特色，并且都向提高技術(shù)參數(shù)、系列化、機(jī)電一體化方向發(fā)展機(jī)械翻倒卸料離心機(jī)由于能夠連續(xù)出料，生產(chǎn)能力大，對物料的適應(yīng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少等特點(diǎn)，因此應(yīng)用越來越廣泛。從總的趨勢看，機(jī)械翻倒卸料離心機(jī)也將向高轉(zhuǎn)速、大型化、機(jī)電一體化、節(jié)能化發(fā)展。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1] 袁惠新. 分離過程與設(shè)備[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008. 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