φ450臥式螺旋卸料離心機(jī)設(shè)計說明書

1、Abstract- PAGE II -臥式螺旋卸料離心機(jī)設(shè)計摘 要本課題的任務(wù)為設(shè)計轉(zhuǎn)鼓直徑為450mm的臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)。臥式螺旋卸料離心機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于過程工業(yè)的分離懸浮液的離心分離機(jī)械。本文首先對臥式螺旋卸料離心機(jī)工作原理和主要部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹；對臥式螺旋卸料離心機(jī)進(jìn)行了設(shè)計，對該機(jī)的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)時所需的功率進(jìn)行了計算，對該離心機(jī)的主要零部件，包括轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓底盤、連接螺釘與轉(zhuǎn)鼓大底的強(qiáng)度進(jìn)行了校核；以上設(shè)計計算，反映了設(shè)計臥式螺旋離心機(jī)的最基本方法。最后，對當(dāng)今國內(nèi)外臥式螺旋離心機(jī)的研究發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了總結(jié)和展望。關(guān)鍵詞：臥式螺旋離心機(jī) 設(shè)計 校核Design of the H

2、orizontal type helix centrifuge AbstractThe topic for the task is to design a drum diameter of 450 mm horizontal type helix centrifuge. The Horizontal type helix centrifuge is a centrifuge machine which is widely used in processing industrial to separate of slurry.First there is a introduce to the o

3、perating principle and the critical piece of the horizontal types helix centrifugal machine in this paper; And then the output and the power during production of the horizontal type helix centrifugal machine has been processed. By the emending of intensity of the barrate , the linking screw on the b

4、ig bottoms of the barrate and the barrate chassis, by the fact that all above calculating , we can draw forth the most fundamental method of designing step of the centrifugal machine. Finally, the situation of current domestic and foreign centrifuge research and development is summed up and expected

5、. Key Words: Horizontal helix centrifuge、 design、 emend目 錄摘要ABSTRACT第一章 緒論 11.1沉降離心機(jī)簡介11.2 工作原理11.3主要部件結(jié)構(gòu)2轉(zhuǎn)鼓2 螺旋輸送器21.3.3 液位調(diào)節(jié)裝置31.3.4 排渣41.3.5 變速器4第二章 功率與生產(chǎn)能力的計算52.1離心機(jī)的功率計算5啟動轉(zhuǎn)鼓等傳動件所需功率N1；5啟動物料達(dá)到操作轉(zhuǎn)速所需功率N2；62.1.3克服軸與軸承摩擦所需功率N3；72.1.4克服轉(zhuǎn)鼓、物料與空氣摩擦所需功率N4；8卸出物料所需功率N5；8離心機(jī)功率確定122.2沉降式離心機(jī)的生產(chǎn)能力13第三章 強(qiáng)度的校

6、核183.1轉(zhuǎn)鼓圓筒強(qiáng)度的校核183.2轉(zhuǎn)鼓底盤連接螺釘強(qiáng)度的193.3校核轉(zhuǎn)鼓大底強(qiáng)度的校核21第四章 結(jié)語24參考文獻(xiàn)26第一章 緒論南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文- PAGE 24 - PAGE 3 -第一章緒論1.1 沉降離心機(jī)簡介沉降離心機(jī)是用離心沉降法分離懸浮液的機(jī)器,沉降離心機(jī)有三足式、臥式刮刀卸料式和螺旋卸料式沉降離心機(jī)。我的課題是臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)。連續(xù)操作螺旋卸料離心機(jī)按本身結(jié)構(gòu)乃是一臺由全蘇化工機(jī)械制造研究所于1954年擬訂螺旋卸料離心機(jī)之第三標(biāo)準(zhǔn)系列外形尺寸的機(jī)器，按照這一系列的設(shè)計，對于全部構(gòu)成它的外型尺寸是由同一分離因數(shù)來規(guī)定的。這類離心機(jī)的操作經(jīng)驗表明，在此分離因數(shù)

7、下它只適用于分離含有粗晶粒之固相工業(yè)用懸浮液，但是現(xiàn)有巨大的化學(xué)、礦山、食品及其他工業(yè)部門仍要求加工含有幼碎固相并獲得極純凈的濾液（其中殘留的固相不應(yīng)超過15克/公斤）之懸浮液。因此在許多情況下對固相脫水程度就提出很好要求。在HOT型具有分離因數(shù)630650之離心機(jī)中要保證完成這樣的要求是不可能的。這個情況以及HOT型離心機(jī)中分離過程規(guī)律性的理論研究作為建立和掌握高速離心機(jī)系列的課題列入全蘇化工機(jī)械制造工作計劃內(nèi)的基礎(chǔ)及特點，首先應(yīng)用于高分離因數(shù)以及超過標(biāo)準(zhǔn)系列離心機(jī)因數(shù)3倍多及超過目前伏龍芝機(jī)械廠大批量生產(chǎn)的HOY-230離心機(jī)分離因數(shù)6倍多，其次應(yīng)用螺旋輸送器的的小相對轉(zhuǎn)速等于轉(zhuǎn)鼓絕對轉(zhuǎn)速

8、的1%。同時對于標(biāo)準(zhǔn)系列的機(jī)器來講，這個數(shù)值未達(dá)到2%，這樣降低螺旋輸送器的相對速度，其目的是減少由于螺旋輸送器對懸浮液的攪拌。這應(yīng)當(dāng)容許更完全利用高分離因數(shù)的效果。現(xiàn)在所設(shè)計的高速離心機(jī)具有的計算生產(chǎn)能力較之325離心機(jī)的生產(chǎn)能力超過一倍多（12立方米/小時按懸浮液的計算對5m3/小時）。并應(yīng)用于化學(xué)、礦山、食品和其它工業(yè)部門。應(yīng)當(dāng)指出，按照1956年國外的參考資料（美國，瑞士，英國）同樣是開始生產(chǎn)具有分離因數(shù)20002100的高速離心機(jī)，但只有一種外型尺寸轉(zhuǎn)鼓直徑為14（356mm），但是分析我國的工業(yè)需要，則表明必須掌握外型尺寸系列的高速離心機(jī)，保證按懸浮液計的生產(chǎn)能力在2m3/小時（2

9、30）至2530m3/小時（600）的范圍內(nèi)。1.2 工作原理 臥螺沉降離心機(jī)在機(jī)殼內(nèi)有兩個同心裝在主軸承上的回轉(zhuǎn)部件，分別為外面的無孔轉(zhuǎn)鼓和里面具有螺旋葉片的輸送器。主電機(jī)通過三角皮帶輪帶動轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)鼓通過左軸承處的空心軸與行星差速器的外殼相連接，行星差速器的的輸出軸帶動螺旋輸送器與轉(zhuǎn)鼓做同向旋轉(zhuǎn)，但轉(zhuǎn)速不同，其轉(zhuǎn)差率一般為轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的0.23%。懸浮液從右端的中心加料管連續(xù)送入機(jī)內(nèi)，經(jīng)過螺旋輸送器內(nèi)筒加料隔倉的進(jìn)料口進(jìn)到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)。在離心力的作用下，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)形成一環(huán)形液池，重相固體粒子離心沉降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面上形成沉渣，由于螺旋葉片與轉(zhuǎn)鼓的相對運動，沉渣被螺旋葉片推送到轉(zhuǎn)鼓小端的干燥區(qū)，從排渣孔卸出

10、。在轉(zhuǎn)鼓大端蓋上開設(shè)有若干溢流孔，澄清液便從此孔流出，經(jīng)機(jī)殼的排液室排出。 上圖為離心機(jī)內(nèi)粒子運動示意圖13 主要部件結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)鼓：轉(zhuǎn)鼓有圓筒形、圓錐形和筒錐組合形。圓錐有利于固相脫水，圓筒有利于液相澄清，筒錐形兼有兩者特點。轉(zhuǎn)鼓筒體錐形部分磨損較大，為了減少磨損，在其表面沿母線方向塞焊若干筋條。其一使轉(zhuǎn)鼓表面形成密實的保護(hù)層，其二防止沉渣在轉(zhuǎn)鼓上打滑，利于螺旋輸送。轉(zhuǎn)鼓全長同最大直徑比（稱長徑比）是很關(guān)鍵的參數(shù)。對易分離的物料，長徑為12，一般為1.5；對難分離的物料，長徑比為2.54，一般為3。轉(zhuǎn)鼓的半錐角是指母線與軸線的夾角，錐角的大小，主要取決于沉渣輸送的難易，對于易于輸送的沉渣，錐角取5

11、度到18度，絕大多數(shù)錐角為1011左右。轉(zhuǎn)鼓體外表面上有環(huán)狀凸緣，他與機(jī)殼內(nèi)相應(yīng)的閣板配合，形成迷宮密封，以防止澄清液進(jìn)入排渣室轉(zhuǎn)鼓的材料通常用不銹鋼或鑄造或焊接，通常用高強(qiáng)度的不銹鋼和鈦鋼制造，也可用玻璃鋼制造。 螺旋輸送器螺旋輸送器也是一個主要部件。他的結(jié)構(gòu)、材料和參數(shù)直接關(guān)系到離心機(jī)的分離效果、生產(chǎn)能力及使用壽命。螺旋的主要作用是推送沉渣，但在沉降區(qū)和和干燥區(qū)對其要求又有所不同。在沉降區(qū)懸浮液中的固體顆粒逐漸向轉(zhuǎn)鼓壁形成沉渣層，螺旋應(yīng)有利于移動沉渣而又不致劇烈地將沉渣攪起，造成已分離的沉渣和澄清液再混合。在干燥區(qū)螺旋不僅繼續(xù)移動沉渣而且應(yīng)為沉渣和水分分離創(chuàng)造有利條件。螺旋輸送器一般有螺旋

12、葉片，內(nèi)筒和進(jìn)料室等組成。螺旋葉片是直接與沉渣接觸輸送沉渣的部件，常見的形式有：a 連續(xù)整體螺旋葉片，常用并且容易制造b 連續(xù)帶狀螺旋葉片，葉片剛性差，使用不多，主要用于淀粉分離。c 斷開式螺旋葉片d 有附加葉片的螺旋葉片螺旋有單頭雙頭之分，由于雙頭螺旋便于加工并有利于平衡,所以絕大多數(shù)是雙頭螺旋。螺旋葉片的布置有兩種，一種是螺旋葉片垂直于轉(zhuǎn)鼓母線，一種是葉片垂直于回轉(zhuǎn)軸線，由于前者便于焊接和校正，設(shè)計時常使用。螺旋一般多采用等螺距，大致范圍4060mm。螺距的選定是一個比較復(fù)雜的問題，它涉及到產(chǎn)量，沉渣的含濕量，并與轉(zhuǎn)鼓的直徑、轉(zhuǎn)速、螺旋與轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)差率等因素有關(guān)。他根據(jù)具體情況而定。由于螺旋

13、葉片直接與沉渣接觸，沉渣與葉片間有相對運動，所以葉片經(jīng)常磨損，磨損后輸送沉渣能力明顯下降，沉渣濕含量增加。所以要求葉片材料具有高度的耐磨性。一般在葉片表面堆焊或噴焊硬質(zhì)合金。如鈷鉻，鈷鎳，碳化鎢等。但這種剛石加工和修復(fù)比較困難。目前出現(xiàn)了制造耐磨葉片的新工藝，其特點是用耐磨片用釬焊、溶結(jié)或粘接等方式 固定在瓦形工件上（其材料與螺旋葉片相同），然后再將兩者的組合件焊接到螺旋葉片上，使離心機(jī)保持較高的生產(chǎn)能力。1.3.3 液位調(diào)節(jié)裝置為了使機(jī)器有較好的工藝適應(yīng)性，澄清液的溢流半徑是可調(diào)的，溢流擋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮合理的調(diào)節(jié)范圍，便于調(diào)節(jié)、拆裝。目前臥式螺旋卸料離心機(jī)的溢流擋板主要有如下形式。通常的

14、調(diào)節(jié)裝置是在轉(zhuǎn)鼓大端蓋上的溢流口設(shè)置能做徑向移動并用螺釘定位的溢流擋板。另一種形式是在圓形溢流擋板上鉆有偏心孔，當(dāng)旋轉(zhuǎn)溢流擋板位置時，便改變溢流直徑，從而達(dá)到改變液池深度的目的。這兩種結(jié)構(gòu)都比較簡單但都必須在停車時才能調(diào)節(jié)，要中斷操作。1.3.4 排渣為了保證沉渣從轉(zhuǎn)鼓內(nèi)通暢的排出和不致結(jié)聚在外殼中，必須合理設(shè)計出牌渣結(jié)構(gòu)。為了防止轉(zhuǎn)鼓堵塞，在螺旋小頭加裝反向螺旋葉片。有的在離心機(jī)出渣口位置的轉(zhuǎn)鼓上加刮刀，這種結(jié)構(gòu)簡單有效，深受歡迎。近年來國外有采用微型偏心馬達(dá)震蕩除渣的，也有用電磁震蕩器除渣的，但機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高。1.3.5 變速器為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓與螺旋輸送器之間保持一定差轉(zhuǎn)速的同向旋轉(zhuǎn)，必

15、須有變速器，它是螺旋卸料離心機(jī)的一個主要部件。由于該離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓與螺旋的轉(zhuǎn)速差小而傳遞的扭矩大，通常擺線針輪行星變速器和漸開線行星齒輪變速器。第二章 功率與生產(chǎn)能力的計算南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文- PAGE 17 -第二章 功率與生產(chǎn)能力的計算2.1離心機(jī)的功率計算離心機(jī)的功率消耗與離心機(jī)的類型、操作方式和離心機(jī)的結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般情況下，離心機(jī)所需的功率包2括以下幾個方面：啟動轉(zhuǎn)鼓等傳動件所需功率N1；啟動物料達(dá)到操作轉(zhuǎn)速所需功率N2；2.1.3克服軸與軸承摩擦所需功率N3；2.1.4克服轉(zhuǎn)鼓、物料與空氣摩擦所需功率N4；卸出物料所需功率N5；啟動轉(zhuǎn)鼓等傳動件所需功率欲使離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動件，由靜止

16、狀態(tài)達(dá)到工作轉(zhuǎn)速具有一定的功能，必須由外界作功，該功為： 式中 轉(zhuǎn)動件線速度，m/s；為轉(zhuǎn)動件繞軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動慣量，kgm2。啟動轉(zhuǎn)動件的平均功率N1為： KW （2-1） = =8.88KW 式中 啟動時間， S； 離心機(jī)的角速度，1/s。轉(zhuǎn)動件的轉(zhuǎn)動慣量，主要考慮轉(zhuǎn)鼓、皮帶輪、制動輪等質(zhì)量較大、半徑較大的轉(zhuǎn)動件的轉(zhuǎn)動慣量。此外還有一些較小的轉(zhuǎn)動件，啟動時也需要功率，可不逐一計算，只要將上述計算的功率增加58%即可。啟動物料達(dá)到操作轉(zhuǎn)速所需功率加入轉(zhuǎn)鼓中的物料有靜止?fàn)顟B(tài)達(dá)到工作轉(zhuǎn)速時也需要外界做功，它與加料方式有關(guān)。加入的物料被分離為濾渣和濾液（過濾式離心機(jī)），或沉渣和分離液（沉降式離心機(jī)），

17、或沉渣、輕液和重液（分離機(jī)）等組分?？煞謩e求出某一種分離操作中每種組分所需的功率，然后求和。假設(shè)某種分離操作，單位時間內(nèi)排出的z個組分中，各組分的質(zhì)量（kg/s），各組分在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)卸出位置半徑為（m），則使加入的物料達(dá)到工作轉(zhuǎn)素所需功率為： KW （2-2）=2.84KW 式中 物料被分離的組分?jǐn)?shù)m1沉渣質(zhì)量r1沉渣卸出位置半徑m2分離液質(zhì)量r2分離液卸出位置半徑。2.1.3克服軸與軸承摩擦所需功率運動件由于摩擦所消耗功率，應(yīng)為摩擦力與摩擦面之間的線速度之積。 KW （2-3） 式中 軸與軸承間的摩擦系數(shù)；滑動軸承=0.050.1，滾動軸承0.0050.02、分別為軸頸表面的線速度，m/s；、分

18、別為兩軸承處支反力，N；、分別為兩軸承處軸頸直徑，m。關(guān)于軸承支反力、，應(yīng)考慮在轉(zhuǎn)子的靜載荷與動載荷作用下軸承的支反力。靜載荷為轉(zhuǎn)鼓及其它轉(zhuǎn)動件總質(zhì)量，動載荷為由于轉(zhuǎn)動件偏心產(chǎn)生的離心慣性力。一般按偏心距（為轉(zhuǎn)鼓直徑）計算。所以軸上的總載荷為：e=0.45 N 由總載荷計算出支反力，代入（3）式中求出。 由圖可知：F1+F2=4353F1975=F590求得：F1=2634 , F2=1719 N3= =0.46 KW2.1.4克服轉(zhuǎn)鼓、物料與空氣摩擦所需功率離心機(jī)工作時，轉(zhuǎn)鼓外表面、物料層內(nèi)表面與空氣摩擦消耗功率，可根據(jù)下式計算： N （2-4）NKW轉(zhuǎn)鼓的長度，m；轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)角速度，red

19、/s；轉(zhuǎn)鼓外半徑，m；轉(zhuǎn)鼓中物料層內(nèi)半徑，m；空氣密度，常壓下取=1.29kg/m3。卸出物料所需功率一些離心機(jī)卸料時的阻力增加了主軸的負(fù)荷而消耗一部分主軸的功率。此功率的大小與卸料方式有關(guān)。螺旋卸料是將沉渣從轉(zhuǎn)鼓上某處推送到卸料口卸出機(jī)外，故卸料功率消耗應(yīng)包括：克服沉渣的離心慣性力沿轉(zhuǎn)鼓母線的分力消耗功率；克服沉渣與轉(zhuǎn)鼓壁摩擦所消耗功率；克服沉渣與螺旋葉片摩擦消耗功率；功率計算式推導(dǎo)如下，有兩種情況：第一種 螺旋葉片垂直于轉(zhuǎn)鼓軸線，如圖所示。螺旋卸料轉(zhuǎn)鼓設(shè)每秒鐘獲得沉渣質(zhì)量為公斤，回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生離心慣性力，沿轉(zhuǎn)鼓母線的分力為，則 = N沉渣在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)被推移的距離不等，設(shè)平均路程為母線的，即 m則克

20、服沉渣離心慣性力沿轉(zhuǎn)鼓母線分力所消耗的功率為：= KW （2-5）沉渣離心慣性力垂直于轉(zhuǎn)鼓母線的分力為， N則克服沉渣與轉(zhuǎn)鼓壁間摩擦消耗的功率為： = KW （2-6）若螺旋外徑處的螺旋升角為，則垂直與葉片的沉渣的作用力為： 若螺旋圈數(shù)為，設(shè)沉渣在螺旋葉片表面上行走的路程為螺旋表面全長的，即 = m則克服沉渣與螺旋葉片間的摩擦消耗的功率為： = = KW （2-7）螺旋輸送器推卸沉渣消耗的總功率為： = （2-8） 式中 轉(zhuǎn)鼓平均內(nèi)半徑，m； 圓錐形轉(zhuǎn)鼓半錐角；沉渣與轉(zhuǎn)鼓壁間摩擦系數(shù) 取0.2；沉渣與螺旋葉片間摩擦系數(shù) 娶0.1；螺旋葉片圈數(shù)。第二種 螺旋葉片垂直于轉(zhuǎn)鼓母線，如圖所示，螺旋卸料

21、轉(zhuǎn)鼓假設(shè)每秒鐘獲得沉渣質(zhì)量為 kg。根據(jù)第一種情況的推導(dǎo)，可得到克服沉渣離心慣性力沿轉(zhuǎn)鼓母線分力消耗的功率與（5）式相同，為： = KW （2-9）克服沉渣與轉(zhuǎn)鼓壁摩擦消耗的功率也同式= KW （2-10）沉渣垂直于螺旋葉片的作用力為：沉渣沿螺旋葉片表面行走路程為： = m則克服沉渣于螺旋葉片間摩擦消耗的功率為： = （2-11） 由于我設(shè)計的離心機(jī)的螺旋采用的是垂直于轉(zhuǎn)鼓壁的形式，故螺旋輸送器推卸沉渣所消耗的總功率為： =（2-12） =67.5（0.15+0.15+0.71）=67.5 KW離心機(jī)功率確定上述各種離心機(jī)的功率計算，都不是在同一時間內(nèi)存在的，因而在確定離心機(jī)功率時，不能把它們

22、全部迭加起來，應(yīng)根據(jù)離心機(jī)的結(jié)構(gòu)、操作方式等具體情況來決定。連續(xù)運轉(zhuǎn)、連續(xù)加、卸料離心機(jī)啟動階段消耗的總功率為： KW運轉(zhuǎn)階段消耗的總功率為： KW一般情況下，這類離心機(jī)常以運轉(zhuǎn)階段的總功率作為選擇電機(jī)的主要依據(jù)。2.2沉降式離心機(jī)的生產(chǎn)能力懸浮液從進(jìn)料口進(jìn)入沉降式離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓后，液相沿轉(zhuǎn)鼓的軸向流動至溢流口處溢流出轉(zhuǎn)鼓外，固相粒子一邊隨液相沿軸向流動，一邊在離心機(jī)作用下沿徑向沉降。較小的粒子由于離心力小沉降速度小，沉降到轉(zhuǎn)鼓壁的時間長，若粒子沉降所需的時間長于液相在轉(zhuǎn)鼓停留時間，則粒子將隨液相溢流出轉(zhuǎn)鼓而不能分離。因此沉降離心機(jī)的生產(chǎn)能力，應(yīng)理解為將所分離的最小固相粒子沉降在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，而不被液相

23、帶走的最大的懸浮液流量。達(dá)到分離的條件是固相粒子沉降到鼓壁上的時間必須小于顆粒在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時間（即液相在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留時間）。對于圓筒形轉(zhuǎn)鼓，固相粒子在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)沉降過程處于層流區(qū)，故沉降符合斯托克斯定律，于是得出沉降速度： m/s （2-12）式中 粒子所處位置半徑， m； 粒子直徑，m；固、液相密度差，kg/m3；轉(zhuǎn)鼓角速度，1/s；液相粘度，kg/（ms）。 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)固體顆粒運動狀態(tài)固相粒子從液面沉降到轉(zhuǎn)鼓壁處所需時間為： = （2-13）設(shè)固相粒子隨液相做軸向運動過程中液相之間無相對滑動，則粒子的軸向速度與液相軸向速度相同。即粒子在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時間等于液相沿轉(zhuǎn)鼓軸相所走沉降區(qū)長度所需時間。 m

24、/s （2-14）式中 懸浮液流量，m3/s固相粒子在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時間為： （2-15）按分離條件，則可得沉降離心機(jī)生產(chǎn)能力計算式： （2-16）將按無窮級展開，取其首項得： 令 代入（5）式整理得： m3/s （2-17）其中 m/s （2-18） m2 （2-19）為固體粒子的重力沉降速度，為當(dāng)量沉降面積，是沉降離心機(jī)的生產(chǎn)能力指標(biāo)。對于圓筒圓錐組合形轉(zhuǎn)鼓、的計算公式為： （2-20）從以上各式可以看出：沉降離心機(jī)的生產(chǎn)能力取決于物料性質(zhì)和離心機(jī)的技術(shù)參數(shù)。上述計算是以單個粒子離心沉降進(jìn)行計算的。實際離心機(jī)沉降過程中，固相粒子間相互影響，流體流動的影響及卸料方式等因素的影響都使生產(chǎn)能力有所

25、降低，實際生產(chǎn)能力為： （2-21）為修正系數(shù)，它于機(jī)器的結(jié)構(gòu)、操作及物料有關(guān)。對于螺旋沉降離心機(jī) （2-22）式中 固、液相密度差， 液相密度； 固相密度； 粒子當(dāng)量直徑； 沉降區(qū)長度。有的文獻(xiàn)提出化工生產(chǎn)用快速螺旋卸料離心機(jī)生產(chǎn)能力計算公式的修正系數(shù)按下式計算： 式中 雷諾準(zhǔn)數(shù)，； 弗魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)，；液層深度，m；螺旋葉片間流道寬度（螺距），m； 液體運動粘度，m2/s； 液層平均半徑，?；蛘吒鶕?jù)經(jīng)驗選取，如管式分離機(jī)；碟式分離機(jī)；螺旋卸料離心機(jī)。已知臥式螺旋卸料離心機(jī)，轉(zhuǎn)鼓的尺寸如下圖所示，液層深度為45mm，螺旋為單頭，螺距為140mm，分離因數(shù)為1000，處理固相密度為1400kg/m3

26、的水懸浮液，液溫為75C，要分離的臨界顆粒直徑為5螺旋卸料離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓 由于在實際生產(chǎn)過程中，固相離子相互影響，流體流動的影響以及卸料等影響都會都會使生產(chǎn)能力有所降低，因此離心機(jī)實際生產(chǎn)能力為12m3/h。第三章 強(qiáng)度的校核南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文- PAGE 25 -第三章 強(qiáng)度的校核3.1 轉(zhuǎn)鼓壁的強(qiáng)度離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓是在較高轉(zhuǎn)速下工作的高速回轉(zhuǎn)容器。工作時轉(zhuǎn)鼓要受到很大的離心力作用，因此轉(zhuǎn)鼓要有足夠的強(qiáng)度保障正常工作，進(jìn)行強(qiáng)度計算是非常必要的。轉(zhuǎn)鼓的形式有圓柱型、圓錐型和圓柱圓錐組合型。離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓一般由轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓壁及擋液板組成。回轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)鼓受到的力有：轉(zhuǎn)鼓質(zhì)量產(chǎn)生的離心慣性力，篩網(wǎng)質(zhì)量產(chǎn)生的離心

27、慣性力，物料質(zhì)量產(chǎn)生的離心慣性力；此外還有：在轉(zhuǎn)鼓壁與鼓底、擋液板的連接處，組合型轉(zhuǎn)鼓的圓桶與圓錐的連接處等，由于變形的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的邊緣力和邊緣力矩。在這些里的作用下轉(zhuǎn)鼓壁內(nèi)要產(chǎn)生邊緣應(yīng)力。鼓壁，篩網(wǎng)，物料質(zhì)量產(chǎn)生的離心慣性力作用在鼓壁上引起的應(yīng)力，如同受內(nèi)壓的薄壁容器一樣，只不過這里的內(nèi)壓是由鼓壁、篩網(wǎng)、物料等質(zhì)量產(chǎn)生的單位面積上的離心壓力，因此我們可由加厚圓筒邊緣來補(bǔ)償，故可忽略。因此只計算：1.懸浮由于圓筒本身質(zhì)量回轉(zhuǎn)所生的離心力，2.液的離心壓力。圓筒本身質(zhì)量回轉(zhuǎn)引起的圓環(huán)應(yīng)力 （3-1）式中 R圓筒半徑轉(zhuǎn)鼓密度帶入數(shù)據(jù)得：懸浮液壓力引起的圓環(huán)應(yīng)力 （3-2）式中：c=懸浮液比重 =

28、圓筒壁后 Rcn =溢流口直徑帶入數(shù)據(jù)得： Kg/m2 圓筒中總應(yīng)力： 是符合要求的3.2轉(zhuǎn)鼓底盤連接螺釘?shù)男：说姿惺茌d荷有螺旋輸送器的壓力耗用在使濾渣延轉(zhuǎn)鼓移動的功率下作用在螺旋輸送器的扭轉(zhuǎn)力矩。此力矩引起的圓周力 式中： Rcp轉(zhuǎn)鼓半徑的平均值螺旋輸送器的輸送部分上螺線傾角的切線平均值 傳遞給轉(zhuǎn)鼓底上螺旋輸送器的軸上壓力 為了確定底上載荷引起的應(yīng)力，必須求出對底上的懸浮液的液壓力，采用轉(zhuǎn)鼓的沉浸區(qū)的最大深度及轉(zhuǎn)鼓運轉(zhuǎn)的最大速度計算 （3-3）式中： R轉(zhuǎn)鼓半徑 Rcn溢流口半徑 c懸浮液比重 1.4 R22.5cm Rcn=16.5cm 在底及螺釘連接上的總載荷 螺釘連接是由16個M12

29、螺釘組成M12的螺紋內(nèi)徑等于d=1.0106cm，因此這些載荷的應(yīng)力為： 對此應(yīng)力應(yīng)增加螺釘?shù)念A(yù)拉應(yīng)力，當(dāng)控制拉緊時，在扳手上允許的力矩 Mk=480Kgcm及拉緊應(yīng)力 螺釘之總應(yīng)力 對于所選材料可選用。3.3校核轉(zhuǎn)鼓大底的強(qiáng)度在螺旋輸送器壓力及按拋物線法則分布的液壓力所規(guī)定的軸向載荷作用下，以及受到底的質(zhì)量圍繞轉(zhuǎn)鼓軸線運轉(zhuǎn)，按照以上規(guī)定，由于螺旋輸送器產(chǎn)生的軸載荷等于：A=1800Kg 為了確定這個載荷在底中引起的應(yīng)力，將底簡化為不變厚度的內(nèi)邊緣被夾緊和外周均布載荷的圓環(huán)薄板來研究，在此情況下發(fā)生的應(yīng)力大小，因為 （3-4） 式中， 表示圓環(huán)薄板直徑的比 h底的厚度 ，h=3.0cm，ln=

30、0.6則 為了計算液壓載荷引起的應(yīng)力，在此情況下，將底當(dāng)作內(nèi)邊緣夾緊且載荷均勻而于外周上的圓環(huán)薄板來研究，如已求得的底上的液壓力軸向載荷的總應(yīng)力等于 作用力 圖解 由離心力作用的應(yīng)力 （3-5）式中： 圓盤的材料比重 R圓盤外半徑 孔的半徑 泊松系數(shù) 在允許應(yīng)力范圍內(nèi)。第四章 結(jié)語南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文第四章 結(jié)語整個畢業(yè)設(shè)計過程中我在顧海明老師的幫助下，加上已掌握的理論力學(xué)、材料力學(xué)及結(jié)構(gòu)力學(xué)、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理、計算機(jī)輔助設(shè)計AutoCAD等課程方面的知識，比較順利的完成了任務(wù)，當(dāng)然從中我也發(fā)現(xiàn)自己知識的貧匱，很多東西學(xué)的一知半解，不懂的還有很多，還要更深入地去學(xué)習(xí)很多專業(yè)方面的知識。通

31、過這樣一個學(xué)期的設(shè)計研究，現(xiàn)在對臥式螺旋離心機(jī)的三維建模及應(yīng)力分析的方法、一般思路已經(jīng)有了較為深刻的了解，使大學(xué)階段所學(xué)的知識得到了全面的運用，我想這也將有利于我今后的學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)與綜合知識的運用。450連續(xù)操作螺旋卸料離心機(jī)按本身結(jié)構(gòu)乃是一臺由前蘇聯(lián)化工機(jī)械制造研究所擬訂螺旋卸料離心機(jī)之第三標(biāo)準(zhǔn)系列外形尺寸的機(jī)器，按照這一系列的設(shè)計，對于全部構(gòu)成它的外型尺寸是由同一分離因數(shù)來規(guī)定的?，F(xiàn)在所設(shè)計的450高速離心機(jī)具有的計算生產(chǎn)能力較之325離心機(jī)的生產(chǎn)能力超過一倍多（12立方米/小時按懸浮液的計算對5m3/小時）。并應(yīng)用于化學(xué)、礦山、食品和其它工業(yè)部門。應(yīng)當(dāng)指出，按照1956年國外的參考資料

32、（美國，瑞士，英國）同樣是開始生產(chǎn)具有分離因數(shù)20002100的高速離心機(jī)，但只有一種外型尺寸轉(zhuǎn)鼓直徑為14（356mm），但是分析我國的工業(yè)需要，則表明必須掌握外型尺寸系列的高速離心機(jī)，保證按懸浮液計的生產(chǎn)能力在2m3/小時（230）至2530m3/小時（600）的范圍內(nèi)。臥式螺旋離心機(jī)是化工機(jī)械的關(guān)鍵設(shè)備，在生產(chǎn)中起著重要作用，我國九五、十五規(guī)劃都是一個高速發(fā)展的態(tài)勢，十一五規(guī)劃預(yù)計將會做些調(diào)整，但總的發(fā)展不會減弱，根據(jù)我國臥式螺旋離心機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀和迎刃國際市場的挑戰(zhàn)，提出以下建議供參考。我國已加入世界貿(mào)易組織。因此，必須獨立地開發(fā)出自有知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。同時要以創(chuàng)新觀念為先導(dǎo)，開發(fā)出實用、可

33、靠、安全、經(jīng)濟(jì)適應(yīng)市場的好產(chǎn)品。當(dāng)然這并非那么容易，還要靠科技，一方面，要利用高新科技求改造、完善、拓寬、提高我國的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，使產(chǎn)品上水平，才能進(jìn)入國際市場，另一方面，科技要面對國情，開發(fā)出適應(yīng)生產(chǎn)需要的大轉(zhuǎn)鼓直徑高速離心機(jī)。只要我們把開發(fā)搞好、設(shè)計水平、制造水平提高了，不僅可以保住我們自己的市場，走出國門，占領(lǐng)國際市場仍有可能性。 根據(jù)國情揚(yáng)棄國外技術(shù)，解決自己的問題。 近年來，我國化工機(jī)械業(yè)通過公關(guān)，在認(rèn)真研究國外技術(shù)，結(jié)合國情實際情況下，研究出不少好產(chǎn)品，很多問題都是自主開發(fā)采用國外關(guān)鍵元器件的辦法實現(xiàn)的，但知識產(chǎn)權(quán)是自主的。按市場規(guī)律強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，提高制造水平。目前，企業(yè)改革改制正在深入開

34、展，要提高我國離心機(jī)整體制造水平以適應(yīng)國內(nèi)外對離心機(jī)的需要，走強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合促進(jìn)集團(tuán)化發(fā)展，不失為有效辦法。當(dāng)然，要按市場規(guī)律辦事，其中發(fā)揮行業(yè)協(xié)會主管部門的作用是不可忽視的，這樣可以加快國內(nèi)外、行業(yè)內(nèi)外的資源整合,揚(yáng)長避短、優(yōu)勢互補(bǔ)，名專業(yè)生產(chǎn)廠家在已有基礎(chǔ)上集中力量，有重點地引進(jìn)、消化、吸收先進(jìn)的東西，創(chuàng)新出自己的特色產(chǎn)品，并注意發(fā)展自主的現(xiàn)代化專業(yè)制造技術(shù)，以近快提高我國臥式螺旋離心機(jī)制造水平，促進(jìn)我國工程機(jī)械由大國變強(qiáng)國，實際與國際市場的融合。參考文獻(xiàn)- PAGE 26 -參考文獻(xiàn)1 高慎琴主編 化工機(jī)器M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 1992.52 南京化工學(xué)院化機(jī)專業(yè)編 化工機(jī)器(離心機(jī)) M

35、 1981.93 成大先主編 機(jī)械設(shè)計手冊M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2000.34 徐穎編 機(jī)械設(shè)計手冊M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1991.15 何利民 尹全英主編 電氣制圖與讀圖M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1993.56 林述溫主編 機(jī)電裝備設(shè)計M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002.47 陳紹華主編 機(jī)械裝備電氣控制M 廣州 華南理工大學(xué)出版社 20018 姜培正編 過程流體機(jī)械M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 19999 劉燦軍編 實用傳感器M 北京 國防工業(yè)出版社 2004.110 張憲主編 電工技術(shù)M 北京 國防工業(yè)出版社 200311 楊岳主編 電氣安全M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 200312 徐有忠主編 機(jī)械工程基礎(chǔ)M 南京 東南大學(xué)出版社13 姚學(xué)軍 紅外測溫原理與測溫技術(shù)J 中國儀器儀表 1999.114 黃海峰主編 LLL1030550B型立式煤泥離心機(jī)的選用J 淮北礦也集團(tuán)公司林渙選煤廠15 任云丹主編 高速離心機(jī)主軸模糊可靠性設(shè)計J 蘇州職業(yè)大學(xué)學(xué)