轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器

1、濟濟南南大大學(xué)學(xué)泉泉城城學(xué)學(xué)院院 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計計 題題 目目 轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器 專專 業(yè)業(yè) 機械設(shè)計制造及其制動化 班班 級級 機設(shè) 07Q2 學(xué)學(xué) 生生 侯勝同 學(xué)學(xué) 號號 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 潘永智 二一一 年 五 月 二十 日 目 錄 摘要. .I ABSTRACT. .II1 緒 論.1 1.1 轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器的背景. 1 1.1.1 轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器的運用.1 1.1.2 轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器的現(xiàn)狀.1 1.2 轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器的意義.2 1.3 轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器主要內(nèi)容. .3 1.3.1 籽棉分離器的總體內(nèi)容.3 1.3.2 籽棉分離器的避風(fēng)閥.3 1.3.3 籽棉分離器的轉(zhuǎn)

2、網(wǎng).3 2 轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器總體設(shè)計.5 2.1 籽棉分離器的工作原理.5 2.2 籽棉分離器的結(jié)構(gòu)特點.6 2.2.1 籽棉分離器的傳動機構(gòu).6 2.2.2 籽棉分離器的動力.8 2.2.3 籽棉分離器的執(zhí)行機構(gòu). . .8 2.3 籽棉分離器的傳動路線.8 3 轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器的避風(fēng)閥和轉(zhuǎn)網(wǎng)的設(shè)計.10 3.1 避風(fēng)閥的設(shè)計.10 3.2 轉(zhuǎn)網(wǎng)的設(shè)計.11 4 軸和軸承的校核與確定. . .13 4.1 軸的校核與確定. . .13 4.1.1 一級軸的計算. . .15 4.1.2 避風(fēng)閥軸的強度校核與計算.16 4.2 電機的選擇. . . .18 4.3 部分軸承的校核. . . .

3、 .18 5 結(jié)論.20 參考文獻.21 致謝.22 1 緒論 1.1 轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器的背景 1.1.1 轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器的運用 籽棉分離器的主要作用是將籽棉與運送籽棉的載體-空氣分離，以便籽棉進 入下一道工序處理，它也能有效地清楚籽棉中的輕小雜質(zhì)，如塵土、棉葉等。籽棉、 空氣兩相流運動到分離器進口前的變截面管處，由于截面面積的擴大，氣流速度開 始下降。由于分離器內(nèi)部的過流斷面面積進一步擴大，氣流速度迅速下降（要求氣 流速度下降到 105-2.0m/s） 。籽棉進入分離器后，因慣性作平拋運動，受機殼邊壁 的限制，在重力作用下落入閉風(fēng)閥，依靠閉風(fēng)閥旋轉(zhuǎn)而卸出分離器。只有少量小朵 籽棉隨氣流運動

4、到濾網(wǎng)表面受阻，再由撥棉打手落下來?？諝馀c塵土等細小雜質(zhì)穿 過濾網(wǎng)網(wǎng)孔進入回風(fēng)管。隨著社會日新月異的發(fā)展，人們對棉花的需求呈現(xiàn)一種越 來越多的現(xiàn)象，因此帶動了棉花行業(yè)的不斷發(fā)展。而棉花發(fā)展的必要前提那就是棉 花加工機械的發(fā)展，只有棉織行業(yè)的機械有完整的技術(shù)才能正常推動棉織的發(fā)展。 作為棉紡織過程中的第一步籽棉分離，是確保棉花正常紡織的前提。籽棉分離器的 作用是將棉花通過氣力輸送到車間機床的第一步，它可以起到對棉花清理的第一步， 實現(xiàn)將棉花與重雜物分離。由于現(xiàn)在社會對棉花的需求，原本的通過手工采摘的棉 花根本滿足不了棉花行業(yè)的正常生產(chǎn)，機采棉的出現(xiàn)能夠滿足此需求。但是機采棉 的含雜率遠遠高于手工

5、采棉的含雜率，因此更顯示出籽棉分離器的作用。1, 2 籽棉分離器的經(jīng)過這么多年的發(fā)展，也更新了很多，由最初的離心式籽棉分離 器發(fā)展到定網(wǎng)式的籽棉分離器，提高了分離的效率。但是我感覺將定網(wǎng)改為轉(zhuǎn)網(wǎng)式 的，可以免除很多復(fù)雜的機構(gòu)，節(jié)省了機構(gòu)的空間，也使得機構(gòu)更加的簡潔，更利 于機構(gòu)裝在軋花機的上面，利于整個棉花紡織的進行。 1.1.2 轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器的現(xiàn)狀 進入 21 世紀，我國棉紡行業(yè)得到了快速的發(fā)展，但是受到多種因素的影響， 企業(yè)效益不斷下降，面對如此局面，梅院士表示：“為緩解行業(yè)面臨的困難，我們 要加快調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加快棉紡織企業(yè)更新改造步伐，提高工藝、技術(shù)裝備水平， 增強產(chǎn)品競爭力。 ”

6、2000 年至 2007 年，全國棉紡紗錠由 3440 萬錠增加到 9900 萬錠， 棉紡織企業(yè)的技術(shù)改造已經(jīng)有了很大進步，企業(yè)裝備水平有了很大提高，國產(chǎn)成套 棉紡新設(shè)備已經(jīng)達到 20 世紀末 21 世紀初國際先進水平，其中清梳聯(lián)合機技術(shù)可以 說是最成功的。目前國內(nèi)主要生產(chǎn)廠家有鄭州紡機、青島紡機，這兩家紡機廠生產(chǎn) 的清梳聯(lián)占到全國的 80%，已經(jīng)基本取代進口。清梳聯(lián)單機和全流程采用的光電檢 測、壓力傳感、位移傳感、信號轉(zhuǎn)換、伺服系統(tǒng)控制、計算機處理、變頻調(diào)速、自 調(diào)勻整、計算機綜合監(jiān)控等技術(shù)提高了全流程運行的穩(wěn)定性、可靠性，保證了全流 程連續(xù)、同步、平穩(wěn)運行，使輸出棉條長片斷、超長片斷、甚至

7、短片段的均勻度都 能穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，從而保證了成紗質(zhì)量的穩(wěn)定性。近年發(fā)展起來的異性纖維自 動檢測清除裝置，采用彩色數(shù)碼攝像技術(shù)，通過面掃描，修正照度差異，光譜分析 能精確判定異纖大小及位置，由高速氣流將異性纖維排出。3 國際上細絡(luò)聯(lián)技術(shù)在上世紀 80 年代中期也已進入了實用階段，使棉紡生產(chǎn)中用 人最多、勞動強度最大的兩個工序直接連接，不僅保證和提高了產(chǎn)品質(zhì)量、大幅度 減少了用人、提高了勞動生產(chǎn)率，而且較好地解決了紡紗生產(chǎn)中長期難以解決的紡 紗速度和細紗卷裝的矛盾，大幅度提高了環(huán)錠細紗機的錠速。細絡(luò)聯(lián)技術(shù)是棉紡生 產(chǎn)中由傳統(tǒng)技術(shù)向現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志。雖然近年來我國棉紡織技術(shù)取得了很大的 進展，

8、但是和國際先進水平相比還有較大的差距。梅院士指出：“國產(chǎn)棉紡新設(shè)備 和國際先進水平的差距，主要反映在自動化程度、生產(chǎn)效率、設(shè)備運行的穩(wěn)定性、 可靠性等方面；反映在工藝性能、產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性等方面；還反映在勞 動條件和勞動用工等方面。 ”因此，為縮小與國際先進水平的差距，由紡機協(xié)會提出 的“新一代紡織裝備”已列入國家科技支撐計劃，其中由經(jīng)緯股份有限公司提出的 “高效能現(xiàn)代化棉紡成套設(shè)備生產(chǎn)線”已于 2007 年 4 月通過專家評審。其攻關(guān)目標(biāo) 是開發(fā)研制成套設(shè)備中的數(shù)字化關(guān)鍵單元設(shè)備，實現(xiàn)工藝參數(shù)的在線檢測和控制， 并在此基礎(chǔ)上建立自動化、連續(xù)化生產(chǎn)示范線，產(chǎn)品質(zhì)量和勞動用工達到國際先進

9、 水平。4 1.2 轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器的意義 籽棉分離器是籽棉氣力輸送系統(tǒng)中的重要裝置，其主要作用是將籽棉從氣體 籽棉兩相流中分離出來，有時根據(jù)加工工藝需要，還在分離出籽棉的同時對籽棉進 行清理、開松。因此，根據(jù)籽棉分離器的使用目的，對其性能有如下要求：1分離 效率要高。分離器應(yīng)盡可能將氣流中的所有籽棉加以回收，以提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性。 2性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單。由于在籽棉的氣力輸送過程中，隨機因素對系統(tǒng)的運行影 響較大，籽棉分離器應(yīng)能夠在輸送條件如風(fēng)量、混合比發(fā)生變化時，也能穩(wěn)定分離。 簡單的結(jié)構(gòu)可降低分離器的造價，有利于分離器長時間連續(xù)工作，故障率低，維修 便利。3籽棉分離器應(yīng)具有較好的密封性和較低

10、的壓力損失。密封性能好、壓力損 失小，不僅提高整個籽棉輸送系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，還能降低系統(tǒng)的能源消耗， 減少籽棉的加工成本。4籽棉分離器應(yīng)盡量減少對籽棉的機械摩擦和沖擊，便于提 高皮棉的加工質(zhì)量。籽棉分離器屬于棉花清理機械領(lǐng)域，包括殼體，殼體上開設(shè)進 料口，殼體外安裝吸風(fēng)管道，殼體內(nèi)安裝轉(zhuǎn)網(wǎng)，轉(zhuǎn)網(wǎng)側(cè)面的殼體上開設(shè)吸風(fēng)口，吸 風(fēng)口與吸風(fēng)管道連通，殼體內(nèi)分別設(shè)置出料倉和排異倉，轉(zhuǎn)網(wǎng)一側(cè)安裝脫雜輥。本 實用新型通過設(shè)置轉(zhuǎn)網(wǎng)和吸風(fēng)口等設(shè)備，可以有效清除籽棉中毛發(fā)、羽毛、塑料絲 等異性纖維類雜質(zhì)；殼體內(nèi)為負壓吸風(fēng)，能夠有效防止灰塵外逸；可以方便控制殼 體內(nèi)氣流方向，保證除雜質(zhì)徹底高效；可以實現(xiàn)內(nèi)部自動

11、清理。本實用新型具有： 結(jié)構(gòu)簡單；除雜質(zhì)效率高；容易操作控制；不會污染工作環(huán)境等優(yōu)點。 1.3 轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器主要內(nèi)容 1.3.1 籽棉分離器的總體設(shè)計能容 設(shè)計的主要內(nèi)容：設(shè)計的關(guān)鍵部分主要有殼體的外形設(shè)計，避風(fēng)閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計， 電機傳動系統(tǒng)的參數(shù)的確定以及整個結(jié)構(gòu)傳動系統(tǒng)關(guān)鍵部件的選擇。 a.殼體的設(shè)計主要是為了滿足棉花進入結(jié)構(gòu)的順暢行，確定棉花可以流暢的 進入，而不會發(fā)生由于結(jié)構(gòu)的缺陷而導(dǎo)致的堵塞，影響正常的生產(chǎn)效率。 b.避風(fēng)閥的設(shè)計為主要，它影響整個機構(gòu)的正常運行，避風(fēng)閥的轉(zhuǎn)動一方面 可以實現(xiàn)阻礙空氣的流動，實現(xiàn)棉花在機器中的運動，另一方面實現(xiàn)運送 棉花的目的。轉(zhuǎn)網(wǎng)的運動實現(xiàn)了吸附棉

12、花的作用，通過將棉花吸附在專網(wǎng) 上，轉(zhuǎn)網(wǎng)的運動，可以帶動棉花由一邊帶到另一邊，而轉(zhuǎn)網(wǎng)另一邊的毛刷 將其刷下，完成其功能。 c.傳動系統(tǒng)的設(shè)計也是關(guān)鍵部分，本傳動圖主要有帶傳動和鏈傳動組成，起 初，動力從 電機經(jīng)過傳動軸傳動到帶輪上，然后經(jīng)過帶傳動帶動分離器上第一個帶輪 運動，經(jīng)過中心傳動軸帶動第一個鏈輪的運動，由其帶動避風(fēng)閥的轉(zhuǎn)動， 然后再由其帶動轉(zhuǎn)網(wǎng)的運動，使其能達到一種同步運動。 1.3.2 籽棉分離器的避風(fēng)閥 避風(fēng)閥是用來隔絕空氣的，阻止負壓對棉花下落的影響。由于轉(zhuǎn)網(wǎng)的吸風(fēng)， 所形成的負壓，把外邊的棉花吸進機構(gòu)，為了使棉花可以在機構(gòu)中正常的下落，所 以有了避風(fēng)閥這個部件。 1.3.3 籽

13、棉分離器的轉(zhuǎn)網(wǎng) 根據(jù)轉(zhuǎn)網(wǎng)的方案，提出了兩種不同的結(jié)構(gòu)，一種是風(fēng)膽式設(shè)計，一種是毛刷 式設(shè)計，兩種結(jié)構(gòu)稍微有些差距，雖然差距很小，不過，在作用和正常的生產(chǎn)中所 產(chǎn)生的不同結(jié)果是挺大的，它對動力的需求和裝配的復(fù)雜度上都有了很大的改進， 提高了效率，并且節(jié)省了能源。 圖 1.1 轉(zhuǎn)網(wǎng)結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)網(wǎng)式外吸棉分離器想到了兩種方案將轉(zhuǎn)網(wǎng)上的棉花取下，一種是利用風(fēng)膽設(shè) 計，轉(zhuǎn)網(wǎng)轉(zhuǎn)動，但是風(fēng)膽不轉(zhuǎn)，這樣，風(fēng)膽的下邊就可以形成一個正常的氣壓，與 風(fēng)膽上部隔絕，當(dāng)吸有棉花的轉(zhuǎn)網(wǎng)轉(zhuǎn)到風(fēng)膽下部的時候，棉花就可以隨重力而落下。 另一種方案就是通過毛刷將棉花刷下，而不是隨重力了?？紤]了兩種方案的具體的 實施性，本人感覺還是第

14、二種方案比較合適，原因一：風(fēng)膽的設(shè)計要求太高，必須 要求密封性好，顯然通過毛刷可以省很多。原因二：具體想了一下，風(fēng)膽設(shè)計效率 不如毛刷的高。綜合上述兩個原因，所以選擇第二個作為設(shè)計的方案。 2 轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器的總體設(shè)計 電機 傳動機構(gòu) 含雜質(zhì) 的棉花 分離 較純凈的棉花 電控器 減速機 電動機 運行指令通 電斷電 圖 2.1 轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器黑箱圖 2.1 籽棉分離器工作原理 根據(jù)籽棉分離器的黑箱圖，我們可以清楚的看出籽棉分離器的作用和用途。籽 棉分離器，是通過機構(gòu)，實現(xiàn)棉花由車間外部運輸?shù)杰囬g內(nèi)部機床上的過程，在此 過程中一并對棉花實現(xiàn)初步的清理作用，排除一些重雜物和棉鈴殼，以便于對后續(xù)

15、棉花的加工提供方便。根據(jù)此種思想，粗略的畫出黑箱圖。由電機帶動整個機構(gòu)的 而正常運行，此種運動根據(jù)指令信息來調(diào)控，實現(xiàn)正常的機構(gòu)的正常運行。轉(zhuǎn)網(wǎng)式 籽棉分離器通過連接吸風(fēng)機在轉(zhuǎn)網(wǎng)處形成吸力，從而在整個箱體內(nèi)形成負壓，然后 經(jīng)過三角箱連接的通道將外部的棉花吸入箱體內(nèi)部，并附在轉(zhuǎn)網(wǎng)上，轉(zhuǎn)網(wǎng)上的網(wǎng)孔 必須設(shè)計合理，保證棉花不會進入轉(zhuǎn)網(wǎng)內(nèi)部。轉(zhuǎn)網(wǎng)的下部會有一個毛刷，轉(zhuǎn)網(wǎng)轉(zhuǎn)動 到毛刷時，上面所附著的棉花會被毛刷刷下，由于機構(gòu)的下部的避風(fēng)閥阻擋的負壓 對棉花下落的影響，從而使棉花能正常的下落，不會繼續(xù)吸附在轉(zhuǎn)網(wǎng)上。而棉花隨 避風(fēng)閥的轉(zhuǎn)動而被帶走，運送到下處的機構(gòu)中。此間會對棉花進行初步的清理作用， 從而達

16、到初步的清理作用，并且完成其功用。5 2.2 籽棉分離器的結(jié)構(gòu)特點 2.2.1 籽棉分離器傳動機構(gòu)籽棉分離器傳動機構(gòu) 圖 2.2 結(jié)構(gòu)簡圖 主要結(jié)構(gòu)： 本機結(jié)構(gòu)主要有殼體，三角箱，塵籠，閉風(fēng)閥，刷棉毛刷，擋棉板 。 離心轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器主要依靠離心力的作用在殼體內(nèi)完成籽棉與氣流分離的， 籽棉在未進入分離器前的輸棉管道中以每秒 20 多米的速度作直線運動，進入分離器 的三角箱后，由于三角箱的界面比輸棉道大，籽棉以略低于其在圓形管道內(nèi)的速度 繼續(xù)前進，當(dāng)進入分離器的雞心殼體時截面突然增大迫使籽棉速度降低，由于殼體 直徑是 1520mm 的大圓弧，籽棉也改作圓周運動，由于離心力的作用，絕大部分籽 棉

17、貼著殼體內(nèi)壁劃入下方的閉風(fēng)閥門，閉風(fēng)閥阻外部空氣從排氣管吸入分離器工作 箱內(nèi)，另一部分籽棉及部分細小的雜質(zhì)塵土等由于風(fēng)力克服慣性吸向塵籠，細小雜 質(zhì)和塵土透過排雜網(wǎng)孔進入風(fēng)機送到除塵器，少部分籽棉附在塵籠表面通過裝在塵 籠下方的刷棉毛刷除落入閉風(fēng)閥內(nèi)排出，刷棉毛刷不斷清掃塵籠網(wǎng)面，使塵籠網(wǎng)面 始終保持氣流通暢。 （1）殼體：從產(chǎn)品構(gòu)造有構(gòu)造特點上習(xí)慣的一種稱謂，它具有包容內(nèi)部組成部 件，且厚度較薄的特征。如：電視機機殼、手機殼 等。相比更多的是從零部件功能 和結(jié)構(gòu)方面的，具有包容等功能，且相對封閉。6 （一） 按照零部件的定位是固定的零部件和運動的零部件在結(jié)構(gòu)上需要有不 同的考慮。 （二） 要

18、便于拆裝，為了便于拆、裝、修、護殼，箱體都設(shè)計成粉體結(jié)構(gòu)。 個零部件通過螺絲 鎖扣等，進行連接。 耐用的拆裝結(jié)構(gòu)。如：塑殼上嵌金屬的螺紋件。 要快速拆裝結(jié)構(gòu)。如：塑殼上的彈性螺扣。 無需拆裝的結(jié)構(gòu)。如：小型電產(chǎn)品。 （2）因為本設(shè)計所用的殼體體積比較大，需要選用焊接來達到所需的殼體。下 面就簡單介紹一下焊接的殼體。 焊接也是制造殼體箱體的一種方法，主要用于金屬薄板外殼。一般采用機加 工或壓力加工預(yù)制件，然后焊接組裝外殼薄壁的預(yù)制件，常采用壓力加工的方法。 焊接的方法主要用于金屬鋼板的外殼加工處理，也適用于有色金屬，及其金屬外殼。 5 焊接殼體 箱體的特點 優(yōu)點：1適用范圍廣。2。使用靈活。3。

19、周期短 4。強度高 缺點：1。造型較差 2。加工密度低 3。局部質(zhì)量差 4。造型成品變形 焊接的方法與適用場合 焊接的方法很多，常用的電弧焊：利用電弧作為熱源的熔焊方法稱為弧焊。 有：受供電弧焊、埋弧身動焊、氣體保護焊。 電阻焊：是利用電流通過工件及焊接接觸面之間所產(chǎn)生的電阻面，就是說江漢界面 加熱到局部熔化的狀態(tài)再施加壓力，形成焊接接頭的方式。 分別：電焊、縫焊、相對焊。 焊接殼體 箱體的設(shè)計 1焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇，應(yīng)選含碳量底的鋼和合金鋼作為合金材料。如果大批量生 產(chǎn)形狀復(fù)雜的薄壁焊接結(jié)構(gòu)時，盡量設(shè)計成沖壓、焊接、組合的結(jié)構(gòu)。 2焊接方法的選擇：根據(jù)選擇的焊接性，工作的厚度，焊接方法的使用

20、范圍和設(shè)備 條件綜合考慮，比如：對比焊接良好的低碳鋼，中等源度（1020 毫米）采用手工 電工焊，埋弧自動焊，氣體保護焊，氬弧焊（成本高 一般不采用）對于薄板輕結(jié)構(gòu)。 無密封要求的時候，可優(yōu)先考慮生產(chǎn)率較高的電焊，對于合金鋼 不銹鋼等重要工件， 應(yīng)采用氬弧焊以保證焊接質(zhì)量，鋁合金也優(yōu)先考慮氬弧焊。 3焊接接頭的工藝設(shè)計：焊接接頭以坡口形式的選擇，應(yīng)接根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)的形狀尺 寸材料強度要求，焊接方法及焊接難易度等，都要考慮來決定工藝設(shè)計。 手工電接焊有幾種 ：對接、角接、T 形接、搭接。 （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要取決于軸在機器上的安裝位置及形式，軸上零件的定位， 固定以及連接方法，軸所承受的載荷，軸

21、的加工工藝以及裝配工藝要要求等。如果 軸的設(shè)計不合理，可能會影響軸的工作能力，增加軸的制造成本或軸上零件的裝配 困難，因此軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是軸設(shè)計任務(wù)中的重要內(nèi)容。 （4）認真檢查軸和軸上零件的完整程度，若發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時更換和維修。軸的 維修部位主要是軸頸和軸端。對精度要求較高的軸，在磨損量較小時，可采用電鍍 法在其配合表面鍍上一層硬質(zhì)合金層，并磨削至規(guī)定尺寸精度。7對尺寸較大的軸 頸和軸端，還可采用熱噴涂進行修復(fù)。認真檢查軸以及軸上主要傳動零件工作位置 的準(zhǔn)確性，軸承的游隙變化并及時調(diào)整。軸上的傳動零件和軸承必須保證良好的潤 滑。 2.2.2 籽棉分離器的動力籽棉分離器的動力 本機構(gòu)的配用動力是

22、 MFZ-3 型：BWY22-23-3KW。 2.2.3 籽棉分離器的執(zhí)行機構(gòu)籽棉分離器的執(zhí)行機構(gòu) 籽棉分離器的執(zhí)行機構(gòu)由一系列的軸和鏈傳動組成，在軸承和鏈輪的配合下完 成了整個機構(gòu)的正常運行，各部分的分工明確，缺一不可，轉(zhuǎn)網(wǎng)，避風(fēng)閥，電機， 毛刷，三角箱等每個部分都有其特殊的功用。 2.3 籽棉分離器的傳動路線籽棉分離器的傳動路線 圖 2.3 籽棉分離器的傳動簡圖 由上圖的傳動機構(gòu)簡圖我們可以看出籽棉分離器的傳動路線，電機輸出功率， 帶動鏈輪轉(zhuǎn)動，鏈輪通過鏈條的傳動，將動力傳給一級傳動軸，一級傳動軸將帶動 避風(fēng)閥的轉(zhuǎn)動，同時通過減速器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，之后將動力帶給轉(zhuǎn)網(wǎng)，使轉(zhuǎn)網(wǎng)轉(zhuǎn)動，從 而完成整個機

23、構(gòu)的運轉(zhuǎn)。 3 轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器的避風(fēng)閥和轉(zhuǎn)網(wǎng)的設(shè)計 3.1 避風(fēng)閥的設(shè)計 圖 3.1 避風(fēng)閥結(jié)構(gòu)簡圖 避風(fēng)閥是轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器上的重要部件，它的主要作用是隔絕空氣，阻止負壓 對棉花下落到凹槽的影響。避風(fēng)閥的設(shè)計主要包括對避風(fēng)閥刷條的設(shè)計、軸的選擇、 箱體的大小。避風(fēng)閥刷條的設(shè)計是選擇合適的刷條材料，保證刷條與箱體的鏈接可 以無縫隙，確保起到避風(fēng)的具體作用，而且也要保證刷條轉(zhuǎn)動的時候可以通暢，無 阻礙，避免由于刷條不能正常的轉(zhuǎn)動而導(dǎo)致對生產(chǎn)的影響，造成的不必要損失。軸 的選擇是選擇合適的軸，保證電機傳遞的功率能順暢的傳給避風(fēng)閥。首先，軸的直 徑不能過大，如果軸的直徑過大，會影響整個避風(fēng)閥的體積

24、，影響刷條每一次轉(zhuǎn)動 所帶走的棉花量，從而對有效的生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響。軸的直徑也不能太小，避風(fēng)閥 刷條帶動棉花轉(zhuǎn)動，而且要克服刷條與箱體摩擦?xí)r的阻力，為了能夠保證帶動避風(fēng) 閥的正常轉(zhuǎn)動，必須擁有足夠的動力，這就要軸能夠承受足夠的扭矩和強度。箱體 的設(shè)計更需要認真的考慮，避風(fēng)閥箱體體積關(guān)系到避風(fēng)閥運走棉花的速度。箱體的 體積必須滿足一定的條件，箱體的體積需要大小正合適，過大的話會造成避風(fēng)閥轉(zhuǎn) 動的阻力增大，過小的話會影響避風(fēng)閥的效率，同時會對棉花落入凹槽造成影響， 太小不利于棉花的下落。避風(fēng)閥的尺寸和轉(zhuǎn)速時影響分離器使用效果的很重要的因 素，在滿足產(chǎn)量的前提下，避風(fēng)閥的尺寸和轉(zhuǎn)速要盡可能的小，最大

25、限度的降低避 風(fēng)閥的漏風(fēng)率。但是，在避風(fēng)閥的實際使用中，落入避風(fēng)閥的籽棉往往會懸浮在卸 料器葉片的圓周方向，不能落入到卸料器葉片的凹槽中。這種現(xiàn)象不僅使避風(fēng)閥輸 送籽棉的量大大減少，而且往往會發(fā)生堵塞，發(fā)生這種現(xiàn)象時，人們一般會通過提 高避風(fēng)閥的轉(zhuǎn)速來解決這個問題，而轉(zhuǎn)速的提高會使漏風(fēng)率的增大，加大了整個網(wǎng) 管的系統(tǒng)的壓損。因此避風(fēng)閥的轉(zhuǎn)速不能太高。如果仔細分析一下，發(fā)生這種現(xiàn)象 的根本原因是避風(fēng)閥上口處風(fēng)速太大，不利于籽棉的下落。我們應(yīng)該設(shè)法減小避風(fēng) 閥上口處風(fēng)速，使籽棉易于下落到卸料器的凹槽中，進一步提高產(chǎn)量，降低消耗， 增加經(jīng)濟效益。所以根據(jù)以上幾點要求，自己對避風(fēng)閥進行了初步的確定，確

26、定了 其形狀和大體的尺寸，其結(jié)構(gòu)簡圖如上圖 3.1 所示。 3.2 轉(zhuǎn)網(wǎng)的設(shè)計 圖 3.2 轉(zhuǎn)網(wǎng)示意圖 轉(zhuǎn)網(wǎng)部分主要包括轉(zhuǎn)網(wǎng)的直徑大小和塵籠的設(shè)計，根據(jù)整個箱體的大小，我 們可以確定合適的轉(zhuǎn)網(wǎng)直徑，塵籠是轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器的關(guān)鍵部分，他的設(shè)計參數(shù) 直接影響到其使用效果。 1.塵籠的直徑和長度 塵籠的直徑和長度是決定分離器處理量大小的因素。這 里說的處理量包含了兩個因素，即字面處理量和風(fēng)處理量。應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的分配進 行合理的計算，確定塵籠的直徑和長度。塵籠的直徑為 720mm，長度為 975mm。 2.塵籠的轉(zhuǎn)速 塵籠轉(zhuǎn)速的大小直接影響塵籠表面棉層的厚度，塵籠轉(zhuǎn)速太快， 會使棉層變薄，導(dǎo)致有效纖維

27、的損失增加。塵籠轉(zhuǎn)速太慢，會使棉層變厚，又會增 加排風(fēng)阻力。對于籽棉分離器，在籽棉與氣流分離時有效纖維的損失較小，可適當(dāng) 提高塵籠的轉(zhuǎn)速，一增加籽棉的匯集量，有利于產(chǎn)量的提高。14 3塵籠濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu) 塵籠濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)是由網(wǎng)孔的直徑及網(wǎng)孔的中心局決定的。 這兩個參數(shù)的決定直接影響塵籠的透風(fēng)率，及處理風(fēng)量，進而影響產(chǎn)量。 根據(jù)塵籠的有效透風(fēng)面積計算公式： =Q/v (3.1) 有 S =1400/240=5.83 有 S 式中：為塵籠的有效透風(fēng)面積 有 S Q 為塵籠處理風(fēng)量 V 為通過塵籠網(wǎng)孔的風(fēng)速，根據(jù)經(jīng)驗，對于濾網(wǎng)式分離器 v 一般為 1.4m/s-4m/s. 由此可以看出，塵籠的處理風(fēng)量和有

28、效透風(fēng)面積成正比的關(guān)系。因此，在符合強度 條件的情況下啊，我們應(yīng)該合理選擇塵籠網(wǎng)孔直徑及網(wǎng)孔之間的中心距，盡量增加 有效透風(fēng)面積，從而增加塵籠的處理風(fēng)量，進一步提高產(chǎn)量。 4 軸和軸承的校核與確定 4.1 軸的校核與確定 軸是機械中非常重要的零件，用來支承回轉(zhuǎn)運動零件，如帶輪、齒輪、蝸輪等， 同時實現(xiàn)同一軸上不同零件間的回轉(zhuǎn)運動和動力的傳遞。軸的設(shè)計時應(yīng)考慮多方面 因素和要求，其中主要問題是軸的選材、結(jié)構(gòu)、強度和剛度。其中對于軸的強度校 核尤為重要，通過校核來確定軸的設(shè)計是否能達到使用要求，最終實現(xiàn)產(chǎn)品的完整 設(shè)計。 本文根據(jù)軸的受載及應(yīng)力情況采取相應(yīng)的計算方法，對于 1、僅受扭矩的軸 2、

29、僅受彎矩的軸 3、既承受彎矩又承受扭矩的軸三種受載情況的軸的強度校核進行了 具體分析，并對如何精確計算軸的安全系數(shù)做了具體的簡紹。7 1.校核結(jié)果如不滿足承載要求時，則必須修改原結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果，再重新校核。 軸的強度校核方法可分為四種： 1）按扭矩估算 2）按彎矩估算 3）按彎扭合成力矩近視計算 4）精確計算（安全系數(shù)校核） 2.根據(jù)承受載荷的不同分為： 1）轉(zhuǎn)軸：定義：既能承受彎矩又承受扭矩的軸 2）心軸：定義：只承受彎矩而不承受扭矩的軸 3）傳送軸：定義：只承受扭矩而不承受彎矩的軸 3.根據(jù)軸的外形，可以將直軸分為光軸和階梯軸； 4.根據(jù)軸內(nèi)部狀況，又可以將直軸分為實心軸和空。 軸是組成機械

30、的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運動的傳動零件，都必須裝在軸上 才能進行運動及動力的傳遞，同時它又通過軸承和機架聯(lián)接，由此形成一個以軸為 基準(zhǔn)的組合體軸系部件。 5、軸的設(shè)計 軸的工作能力設(shè)計。 主要進行軸的強度設(shè)計、剛度設(shè)計，對于轉(zhuǎn)速較高的軸還要進行振動穩(wěn)定性的 計算。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 根據(jù)軸的功能，軸必須保證軸上零件的安裝固定和保證軸系在機器中的支撐要 求，同時應(yīng)具有良好的工藝性。 一般的設(shè)計步驟為：選擇材料，初估軸徑，結(jié)構(gòu)設(shè)計，強度校核，必要時要進 行剛度校核和穩(wěn)定性計算。 6、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)軸在工作中的作用，軸的結(jié)構(gòu)取決于：軸在機器中的安裝位置和形式，軸 上零件的類型和尺寸，載荷的性質(zhì)、

31、大小、方向和分布狀況，軸的加工工藝等多個 因素。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足：軸上零件布置合理，從而軸受力合理有利于提高強 度和剛度；軸和軸上零件必須有準(zhǔn)確的工作位置；軸上零件裝拆調(diào)整方便；軸具有 良好的加工工藝性；節(jié)省材料等。8 1). 軸的組成 軸的毛坯一般采用圓鋼、鍛造或焊接獲得，由于鑄造品質(zhì)不易保證，較少選用 鑄造毛坯。 軸主要由三部分組成。軸上被支承，安裝軸承的部分稱為軸頸；支承軸上 零件，安裝輪轂的部分稱為軸頭；聯(lián)結(jié)軸頭和軸頸的部分稱為軸身。軸頸上安裝滾 動軸承時，直徑尺寸必須按滾動軸承的國標(biāo)尺寸選擇，尺寸公差和表面粗糙度須按 規(guī)定選擇；軸頭的尺寸要參考輪轂的尺寸進行選擇，軸身尺寸確定時應(yīng)

32、盡量使軸頸 與軸頭的過渡合理，避免截面尺寸變化過大，同時具有較好的工藝性。 2). 結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟 設(shè)計中常采用以下的設(shè)計步驟： a.分析所設(shè)計軸的工作狀況，擬定軸上零件的裝配方案和軸在機器中的安裝情況。 b.根據(jù)已知的軸上近似載荷，初估軸的直徑或根據(jù)經(jīng)驗確定軸的某徑向尺寸。 c.根據(jù)軸上零件受力情況、安裝、固定及裝配時對軸的表面要求等確定軸的徑向 （直徑） 尺寸。 d.根據(jù)軸上零件的位置、配合長度、支承結(jié)構(gòu)和形式確定軸的軸向尺寸。 e.考慮加工和裝配的工藝性，使軸的結(jié)構(gòu)更合理。 7.軸的強度校核 強度校核就是對材料或設(shè)備的力學(xué)性能進行檢測并調(diào)節(jié)的一種方式，并且這種 方式以不破壞材料或設(shè)備性能為

33、前提。 進行軸的強度校核計算時，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計算 方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。 對于傳動軸應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強度條件計算。 對于心軸應(yīng)按彎曲強度條件計算。 對于轉(zhuǎn)軸應(yīng)按彎扭合成強度條件計算。 這種方法是根據(jù)軸所受的扭矩來計算州的強度，對于軸上還作用較小的彎矩時， 通常采用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。通常在做軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，常采用 這種方法估算軸徑。9 4.1.1 一級軸的校核與確定一級軸的校核與確定 圖 4.1 一級軸 對轉(zhuǎn)子進行受力分析：轉(zhuǎn)子受到重力、板錘的不平衡力和轉(zhuǎn)子外端的圓周力。 1 F 2 F 3 F NKFFFF N nr P F N prF F NF 3

34、4.325065 . 1)85.154404.12620000()( ;85.1544 5 . 0680 55 9550 9550 ;04.126 1800 55125 . 0 2000003 . 0 1800 ;20000 0321 3 22 11 2 1 式中： -沖擊系數(shù)，粗碎=3.0；中碎=1.5；細碎=1.2； 0 K 0 K 0 K 0 K n-轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min； r-轉(zhuǎn)子外端半徑，m； P-電機功式率，kw； -軸承的摩擦阻力系數(shù)，取 0.03； -軸承滾柱滾動面的半徑，m。 1 r 對轉(zhuǎn)子軸受力分析得： 其中為轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子軸熱壓配合的端點，為軸承支點。 21 OO、 21 R

35、R、 圖 4.2 主軸受力圖 轉(zhuǎn)子軸上的彎矩為： mNMw （4.1） mNL F Mw96.7508462 2 34.32506 2 1 作用在轉(zhuǎn)子軸上的扭矩為： mNMn （4.2） mN n P Mn43.772 680 55 95509550 作用在轉(zhuǎn)子軸上的當(dāng)量彎矩為 （4.3） mNMMM nw 58.754843.77296.7508 2222 MPaMPa W M ca 245148 172. 01 . 0 58.7548 13 故軸的強度滿足強度要求。 4.1.2 避風(fēng)閥軸的強度校核與計算避風(fēng)閥軸的強度校核與計算 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為： (4.4) .20 9550000 W

36、T 3 N P T TT d 式中： ，。許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， ；計算截面處軸的直徑， ；軸傳遞的功率， ；軸的轉(zhuǎn)速， ；軸的抗扭截面系數(shù)， 軸所受的扭矩， ；扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， Mpa mmd KWP minrn mmW mmNT Mpa T 3 T T 由上式可得軸的直徑 3 0 3 33 n p A n p 2 . 0 9550000 n.20 p9550000 d TT 式中 A0=查表 15-33 T .20 9550000 60.335 303 .11 30.20 9550000 d 33 由于軸只承受扭轉(zhuǎn)力，所以只進行軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計算。10 圖 4.4 避風(fēng)閥軸 階梯軸 (4.5) z

37、 1i i 4 T LG 1 103.75 pi i I l 式中：T軸所承受的扭矩，Nmm； G軸的材料的剪切彈性模量，Mpa，對于鋼材 G=8.1Mpa； 4 10 IP軸截面的極慣性矩，對于圓軸，； 4 mm 32 d I 4 p L階梯軸受扭矩作用的長度，mm； Ti、Li、Ipi分別代表階梯軸低 i 段上所受的扭矩、長度、和極慣性矩，單位 同前； Z階梯軸受扭矩作用的軸段數(shù)。 軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為 式中，為軸每米長的允許轉(zhuǎn)角，與軸的適用場合有關(guān)。對于一般的傳動軸，可取 =0.51（）/m；對于精密傳動軸，可取=0.250.5（）/m；對于精度要 求不高的軸，可大于 1（）/m。 =5.

38、73 4 10 z 1i pi ii 4 I LT 10.18310 1 其中： 軸所承受的扭矩： T=mmN67.934669mmN 303 .11 9550000 p n .412 .918 .315 .025 .315 .918 .04 =79.1156.681=0.529 4- 10 這個數(shù)值在范圍之內(nèi)，符合要求。1112 4.2 電機的選擇電機的選擇 配用動力：MFZ-3 型：BWY22-23-3KW 4.3 部分軸承的選擇 滾動軸承是現(xiàn)代機器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動接觸 來支撐轉(zhuǎn)動零件的。滾動軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，滾動軸承具有摩擦阻力小，功 率消耗少，啟動容

39、易等特點。 （1） 軸承類型及代號的選擇 反擊式破碎機長期在惡劣條件下工作，轉(zhuǎn)子軸承很易損壞，由于調(diào)心滾子軸承 具有承載能力強，調(diào)節(jié)性能好的優(yōu)點，所以選擇調(diào)心滾子軸承。 根據(jù)軸承長度及安裝考慮，以及安裝軸承段直徑為 140mm，取代號為 22228C/W33 的調(diào)心滾子軸承。其基本尺寸為： D=250mm，B=68 . 5 . 2, 9 . 3, 7 . 2,25 . 0 , 5 .14,930,628 0210 YYYeWCC rr （2） 軸承的校核 設(shè)計軸承的壽命為 20000h，且已知轉(zhuǎn)子的總重量為 20000N，以小時數(shù)算的軸承 基本額定壽命軸承壽命為： h L (4.6) nP C

40、 Lh 60 106 即 68060 10628000 20000 6 3 10 P 求得： p=8403.59N20000N 式中：C-基本額定動載荷，N； P-當(dāng)量動載荷，N； -軸承壽命指數(shù)。對于滾子軸承=10/3。 故選擇代號為 22228C/W33 的調(diào)心滾子軸承合適。 （3） 軸承的固定 1）軸承的周向固定 軸承的內(nèi)圈與軸徑采用過盈配合，外圈與軸承座采用過度和間隙配合。 2）軸承軸向固定 采用凸臺、套筒加軸承蓋固定，適用于高速旋轉(zhuǎn)的軸，且承受大的軸 向力。 3）采用一端固定一段游動，適用于溫度變化較大的軸。 （4） 軸承的預(yù)緊 軸承預(yù)緊的目的是為了提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承裝置的

41、剛性，減小機器工作 時軸的振動。 所謂預(yù)緊，就是在安裝時用某種方法在軸承中產(chǎn)生并保持一軸向力，消除軸向游隙， 使之產(chǎn)生初變形。 （5）軸承的潤滑與密封 潤滑劑采用潤滑油，采用滴油潤滑；潤滑的目的在于降低摩擦阻力，改善散熱 條件，降低接觸應(yīng)力，吸振防銹；密封裝置采用毛氈油封。 5 5 結(jié) 論 本次設(shè)計的主要內(nèi)容是轉(zhuǎn)網(wǎng)式籽棉分離器，在本次設(shè)計中，自己根據(jù)以往所有 的產(chǎn)品，對其加以分析和討論，最終發(fā)現(xiàn)它的很多實用技術(shù)，自己通過接觸他們不 斷的增加自己的知識量，多多擴展自己的知識面。然而，在對其的不斷了解中，也 發(fā)現(xiàn)的它的很多不足之處，自己結(jié)合自己以往在學(xué)習(xí)中所學(xué)到的知識，在聯(lián)系實際 的生產(chǎn)運用，對其作出改進之處。例如轉(zhuǎn)網(wǎng)的改進，由以往的風(fēng)膽式改為了現(xiàn)在的 刷條式，減輕以往機器的不足性。提高了生產(chǎn)效率，降低了能量消耗，節(jié)省了人力。 本設(shè)計說明書的寫