直徑800機械翻倒卸料離心機設(shè)計

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?，F(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；AbstractCentrifugeistheuseofcentrifugalforce,themechanicalcomponentsofthemixtureofliquidandsolidparticlesorliquidandliquid.Centrifugeismainlyusedforseparatingsolidparticlesandliquidsuspension;oremulsionoftwodifferentdensities,butalsoseparationofmiscibilityliquids(e.g.frommilkcream);itcanalsobeusedtoremovemoistureinsolidliquid,suchaswashingmachineoffwetclothes;specialspeedingtubularseparatorcanseparatethegasmixtureofdifferentdensity;settlementvelocityinliquidswithdifferentsolidparticlesofdifferentdensityorsize,somesettlingcentrifugecanalsoaccordingtothedensityofsolidparticlesorparticlesizeclassification.Themaincharacteristicsofthecentrifugeistheuseofawiderangeoftwoismoreapplicablematerials;threeistheproductspecificationvariety.Centrifugalpostprocessingequipment,theprocessisdirectlyrelatedtotheTheendofthecentrifugequality.Comparedwithothermechanicalseparation,solidphasecannotonlygetlowmoisturecontent,highpurityliquid,andsavelabor,reducelaborintensity,improveworkingconditions,andcontinuousoperation,automaticcontrol,safeandreliableoperation,smallfootprint.Therefore,since1836,thefirstthreefootcentrifugefortheindustryinGermany,sofarmorethanonehundredyears,hasachievedgreatdevelopment.Varioustypesofcentrifuges,manyvarietiesofdifferentfeatures.Toimprovethetechnicalparameters,series,automaticdirection,andtheincreaseofthecombinationstructureofdrumspecialvarietiesaremoreandmore.Now,thecentrifugeiswidelyusedinchemicalindustry,oilrefining,lightindustry,medicine,food,textile,metallurgy,coal,mineralprocessing,transportation,environmentalprotection,militaryandotherdepartments.Suchaswetcoalrecovery;oildrillingandmudpurification;uraniumisotope;sewagesludgeConcentrationanddehydration;therefinementofpetroleumandchemicalproducts;extractionofantibiotics,pesticides,milk,yeast,beer,fruitjuice,sugar,orangeoil,vegetableoil,ricebranoil,starchandotherfoodmanufacturing;fiberwanderings;lubricatingoilandfueloilpurificationandsoonneedtousecentrifuge.Centrifugeisfortherapiddevelopmentofthenationaleconomybecomewidelyusedageneralmachinery.ThegraduationdesigntopicisthephiΦ800mechanicaloverturnedcentrifugedesign.Ihavecarriedonthedrumwallthicknesscalculation,calculationofliquidplatestopped,designofdrumbottom,powercalculationandmotor,beltdrivedesignandtheselectionofthe,spindledesignandstrengthcheck,bearingselection,turntoframethedesignandstrengthcalculation,structuredesignandstrengthcalculationofthebrake,overturnedtransmissionpartofthedesignandcalculation,andtheothersomedesigncalculation.

Inthedesign,firstIhavetounderstandtheworkingprincipleofcentrifuge:firstcontrolcircuitisconnectedtothedrumisdriventorotatethemotor,beltdrivethroughtherotarydrumtorotate,drumrotationcausesthematerialtosolid-liquidseparation,liquidthroughthebottomofthecentrifugetubefordischargingliquidoutflow,remainedinthesolidwallsofthebasket,thenbythecontrolcircuitisconnectedtotheoverturnedmotorenablecentrifugeflippouredoutsolid,thuscompletingtheseparationofthewholeprocess,thisisourdesignmustunderstand.Thentounderstandthestructureofthevariouspartsofthecentrifugeandtheirmaterialtechnologyrequirementsattheendofthecentrifugeisusedfortheoverallevaluation.Keywords：DrumWall;Centrifuges;BasketBottom;PrincipalAxis;目錄TOC\o"1-3"\h\u17295原始數(shù)據(jù) III必須的剛度和振動穩(wěn)定性以及良好的制造加工工藝性能⑵選材1、選擇45鋼，調(diào)質(zhì)處理。2、根據(jù)需要，軸一般經(jīng)過熱處理或者表面強化處理，以提高其力學性能，耐磨性及加工性能等綜合機械性能。在一般情況下，合金鋼和碳鋼的彈性模量相差不大，故采用合金鋼不能提高軸的剛度，故選用45鋼并做調(diào)質(zhì)處理。45鋼調(diào)質(zhì)處理后的力學性能：硬度：217--255HB強度：許用彎曲應(yīng)力：6.2主軸的受力分析⑴載荷計算總軸向力：P=G物+G鼓+G輪+G=120+149.76+20.4+40=330Kg=3234N⑵計算軸受到的支反力及彎矩離心力與壓軸力方向相同根據(jù)力學關(guān)系：RA+RB=F+Fr86F+M+103RB-267Fr=0離心力:F=mw2e=5320NM=(G物+G鼓)×e=0.22NxmFr=1553.6N所以：RA=6455NRB=418N⑶按彎扭合成較合軸的強度d=21.68=42.7mm查[2]P6-7表6-1-5由于離心機單向旋轉(zhuǎn)，所以取=0.3或0.6其為脈動循環(huán)取=0.6d=42.7mm考慮鍵對軸強度的削弱，軸徑應(yīng)增大3%--5%所以d42.7×(1+4%)=44.4mm取d=46mm]所以校合該軸合格。⑷危險截面的判斷經(jīng)過對整個軸的分析得到最大截面處的彎矩合成的應(yīng)力相應(yīng)也最大，而彎矩較小的截面處的應(yīng)力合成也較小，所以通過對軸的力情況分析校合，完成對軸強度的校合應(yīng)用以上的兩個截面來進行。⑸軸的疲勞強度校合S=[S]查[2]P6-4表6-1-1=257MPa鍵的選?。篸=46mmb×h=14×9輪轂寬80所以取標準長度L=63mmt=5.5mm所以查[2]P6-29表6-1-25較小截面Z=8.81cm3Zp=17.7cm3在較大截面Z=41.4cm3Zp=82.8cm3⑴彎曲和扭轉(zhuǎn)時平均應(yīng)力折合為應(yīng)力幅的等效系數(shù)選用45鋼屬于中碳鋼，所以有效應(yīng)力集中系數(shù)：查[2]P6-26表6-1-28到30K=1.66K=1.23（小徑）表6-1-28K=2.07K=1.52（大徑）⑵絕對尺寸影響系數(shù)查[2]P6-28表6-1-32=0.84=0.78（小徑）=0.73=0.72（大徑）⑶表面粗糙度系數(shù)查[2]P6-29表6-1-32kR=1.08⑷表面狀態(tài)系數(shù)查[2]P6-29表6-1-33到35=2.07=2.8所以：=1=1.05=0.794所以S小徑=34.87>[S]=3S大徑=23.7>[S]=3所以該軸合格。6.3主軸的強度計算查[2]P6-33表6-1-40⑴計算階梯軸的當量直徑dv==71mm(6-1)--經(jīng)驗修正系數(shù)取為1.094nc1==10085r/min>1200r/min(6-2)設(shè)計為剛性軸應(yīng)滿足n<0.75nc1=0.75×10085=7563.75r/minn=1200r/min所以此軸處于穩(wěn)定狀態(tài)。6.4軸承的選擇設(shè)計及壽命校核⑴軸承參數(shù)對于46000型號的軸承，a=25s=0.63Fr所以：RA=6455NRB=418NS1=4067NS2=263.1NFr=p=3234N⑵計算軸承的軸向力及壽命A1=max(s1,s2+Fa)=4067NA2=max(S2,S1-Fa)=842N軸承參數(shù)：46112C1=27.8KNC0r=24.2KN46115C2=36.0KNC0r=33.5KN經(jīng)計算P1=fd×fm(X1RA+Y1AA)=1.2×(0.67×6455+1.41×4067)=5197NP2=1760.7N所以P1>P2L10h==3693h第七章翻倒架的設(shè)計計算7.1質(zhì)心位置的確定⑴上機殼的質(zhì)量、質(zhì)心計算材料1Cr18Ni9Ti質(zhì)心計算以下底面為基準Ⅰ段：MⅠ=×0.008×(-0.3082+0.3962)×7.85×103=12.216kgSⅠ=0.155mmⅡ段：MⅡ==15.7kgSⅡ=Ⅲ段：MⅢ=SⅢ=Ⅳ段Ⅵ：M4=7.85×103××（D2-d2）×h=22.56kgSⅣ=上機殼總質(zhì)量：M=63.6kg上機殼質(zhì)心：S=⑵下機殼總質(zhì)量、質(zhì)心計算Ⅰ段：MⅠ=5.64kg,SⅠ=0.217mⅡ段：MⅡ==15.7kg,SⅡ=0.1605mⅢ段：MⅢ=98.6kg,SⅢ=0.01mⅣ段；MⅢ=6.3kg,SⅣ=0.01975mmⅤ段：MⅤ=4.61kg,SⅤ=0.0295mm下機殼的質(zhì)量：M=MⅠ+MⅡ+MⅢ+MⅢ+MⅤ=147.6kg下機殼的質(zhì)心：S=⑶軸承架的質(zhì)量、質(zhì)心計算材料：HT200查：材料與零件質(zhì)心計算以下底面為參考如圖所示：Ⅰ段：MⅠ=,SⅠ=129.32mmⅡ段：MⅡ==4.3kg,S、Ⅱ=所以SⅡ=0.0.08317mⅢ段：MⅢ=5.61kg,SⅢ=0.058mⅣ段；MⅢ=1.43kg,SⅣ=0.065mⅤ段：MⅤ=1.351kg,SⅤ=0.045kgⅥ段：MⅥ=2.1kg,SⅥ=0.0515mⅦ段：MⅦ=3.351kg,SⅥ=0.0165m軸承座總質(zhì)量：M=MⅠ+MⅡ+MⅢ+MⅢ+MⅤ+MⅥ+MⅦ=21.24kg軸承座質(zhì)心：S=⑷大小耳朵的設(shè)計材料選為A3鋼質(zhì)心計算以下底邊為基準大耳子：底邊G1=0.43kgS1=3mm側(cè)邊2：G2=0.286kgS2=9.8mm大耳子質(zhì)量：G=G1+G2=0.716kg共四個大耳GO=4G=2.864kg大耳子質(zhì)心：S=小耳子設(shè)計：底邊G1=0.348kgS1=3mm側(cè)邊2：G2=0.172kgS、2=9mmS、、2=8.2mm小耳子質(zhì)量：G=G1+G2=0.52kg共四個小耳GO=4G=2.081kg小耳子質(zhì)心：S=電機座的設(shè)計電機座材料HT200M=62.76kgS、2=0.21mm以外殼底為基準：S=S、-0.1=0.11m7.2翻倒架的設(shè)計計算7.2.1一些固定件的質(zhì)量質(zhì)心計算⑴翻倒架的安裝位置的設(shè)計與計算a.電機型號Y132S2-2Wm=71kg電機座（HT200）m=62.76kgma=133.76kgZa=0.1mb.皮帶B型普通V帶q=0.17kg/m帶基準長度Ld=1800mm所以mb=1.224kgZb=-0.16mc.離合器選帶彈簧閘塊離心器可轉(zhuǎn)送功率：p=6.77kw（180-x）/（7.5-6.77）=（180-132）/（7.5-6.45）所以x=147mmD=147mm（125-x、）/（7.5-6.77）=（125-80）/（7.5-6.45）x、=94所以B=94,M=7.1x103xD2xB=11.32mmZc=-0.137md.帶輪及剎車輪m=65.7kgZd=-85me.上機殼m=63.7kgS=0.389mf.下機殼m=147.6kgS=0.052mn.翻倒架m=110.3kgi.軸承支座M=21.24kgS=0.0686mj.軸m=15.35kgS=0.028mmk.耳朵：m=4.944kgZ=170mmj.軸承質(zhì)量：M=M1+M2=1.03kg查機設(shè)3-2P171質(zhì)心S=0.087總質(zhì)量：M=84.6kg翻倒架位置，即加物料時整個離心機的質(zhì)心Z=0.134（以外殼底為基準）加物料時質(zhì)心：Zs=0.142m7.2.2翻倒架的強度計算材料HT200查機設(shè)3-1P3-1-35將翻倒架看作一個均布載荷作用。均布載荷總質(zhì)量：M=846kg總質(zhì)心：Zs=0.142mT扭=T翻+T摩=1.1T翻=73N.mR1=R2=彎矩彎矩圖：M=R1×-0.5q×2=2157.7N.m將整個底面分為三部分：以底面為基準面Ⅰ段：A1=2000mm2x1=50mmZ1=110mmⅡ段：A2=1600mm2x2=10mmZ2=60mmⅢ段：A3=1000mm2x3=25mmZ3=10mm整個型心坐標：查機設(shè)3-1P1-106表慣性矩I=抗彎截面模量Wz=抗彎矩組合的第三強度理論核算取nb=2.5MPa所以翻倒架強度滿足要求。Ⅱ段：A2=1600mm2x2=10mmZ2=60mmⅢ段：A3=1000mm2x3=25mmZ3=10mm整個型心坐標：第八章右軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度計算8.1右軸的設(shè)計⑴結(jié)構(gòu)設(shè)計：材料：45鋼調(diào)質(zhì)處理。圖8.1右軸⑵軸的受力分析：計算彎矩：?。?8-1)⑶右軸的靜強度安全系數(shù)校核：(8-2)Ⅰ截面：其中材料的屈服極限：靜強度安全許用系數(shù)=1．5代入公式：Ⅱ截面：

∴右軸的靜強度符合要求．第九章鍵的校核鍵連接的強度驗算公式：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]：所以合格許用剪應(yīng)力：所以合格。經(jīng)校核鍵滿足要求。第十章剎車的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度計算與總結(jié)10.1制動系統(tǒng)的選擇選用帶式制動器：D=400mm制動力矩：Mt1=1765N·m制動帶寬度：B=100mm制動帶厚度：=8mm10.2帶式制動器的強度校核⑴摩擦面的比壓校核：(10-1)制動帶的最大拉力：帶式制動器的摩擦系數(shù)代入公式：摩擦材料許用比壓：則：所以摩擦比壓符合要求。⑵鋼帶拉伸應(yīng)力的校核：強度要求：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=8mm材料45鋼滿足10.3總結(jié)本設(shè)計根據(jù)任務(wù)書的要求，對Φ800機械翻倒卸料離心機的結(jié)構(gòu)原理進行了分析，對于關(guān)鍵參數(shù)的選取進行了詳細的說明，同時對于分離因數(shù)，生產(chǎn)能力等進行了計算，對于轉(zhuǎn)鼓、主軸等關(guān)鍵部分進行了相應(yīng)的分析和計算校核。通過理論計算、校核，Φ800機械翻倒卸料離心機可以滿足使用要求，各項技術(shù)性能指標達到預(yù)期目標。本人所做的設(shè)計，具有如下的技術(shù)創(chuàng)新點或技術(shù)進步點：a.離心機主體結(jié)構(gòu)采用了大長徑比，提高了離心機的沉降分離效果，可使固、液分離更加徹底，提高分離液的澄清度；由于時間限制，以及本人的經(jīng)驗、資質(zhì)較淺，專業(yè)知識相對貧匱，許多東西的研究還不夠深入，比如對于一些組件的設(shè)計計算不夠詳細，對于一些參數(shù)的選擇缺乏嚴格的理論基礎(chǔ)，許多參數(shù)只能參考其他工業(yè)用機或根據(jù)經(jīng)驗選擇等等。設(shè)計中難免有不妥之處，還望指正。參考文獻[1]袁惠新．分離過程與設(shè)備[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2008．[2]孫啟才．分離機械[M]．北京：化學工業(yè)出版社，1992．[3]孫啟才，金鼎伍．離心機原理結(jié)構(gòu)與設(shè)計計算[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1978．[4]湯慧華，楊德武，汪洋，等．螺旋卸料過濾離心機的理論研究[J]．過濾與分離，2004(4)：14-16．

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