目 錄 1前言 . 5 2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài) . 6 3 立式過濾沉降離心機的總體設(shè)計 . 4 4具體設(shè)計說明 . 9 4.1 轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計計算 . 9 4.2 離心機驅(qū)動功率的計算。 . 14 4.3 電機的選擇 . 16 4.4 帶輪的設(shè)計計算 . 16 4.4 卸料口的設(shè)計 . 18 4.5 電機的固定機架調(diào)節(jié)機構(gòu)的設(shè)計 . 20 4.6 柱腳部件減震機構(gòu)的設(shè)計 . 20 5 結(jié) 論 . 21 參 考 文 獻 . 18 致 謝 . 19 附 錄 . 24 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007 1 1 前言 離心機自 1926 年問世以來，已被廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)工程、動植物研究及醫(yī)療衛(wèi)生等各個領(lǐng)域。離心機能有效地分離、純化所需樣品，因而深受人們的重視。 本課題為立式過濾沉降離心機 (總體設(shè)計及外殼部件設(shè)計 ),課題為兩人 ,本人主要負(fù)責(zé)總體設(shè)計。本課題來源于鹽城市制藥廠，現(xiàn)今市場上用于固液分離的沉降離心機工作時，由于濾渣在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的移動是籍其內(nèi)的一套與轉(zhuǎn)鼓同軸線的差動機構(gòu)而實現(xiàn)的 ,故其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高；其被分離出來的濾液流出轉(zhuǎn)鼓前都經(jīng)過出料端的濾網(wǎng)再行過濾，由于濾網(wǎng)容易被堵塞，致使脫液過程中必須定時清理或更換濾網(wǎng)，造成運行操作成本上升和產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。本設(shè)計旨在消除這一弊端，將轉(zhuǎn)鼓改成內(nèi)外兩層，讓濾渣籍其自身所受的離心力而流向出渣端（被分離出來的濾液則沿著與離心力相反的方向流經(jīng)濾網(wǎng)，實現(xiàn)了濾液和濾渣各行其道，徹底分開），從而可將其差動機構(gòu)取消，也克服了濾網(wǎng)被堵塞的現(xiàn)象。本設(shè)計旨在提供一種解決上述缺點和弊端的新機型 -立式過濾沉降離心機。 此設(shè)計的立式過濾沉降離心機的結(jié)構(gòu)比較簡單 ，采用一臺電機作為動力源，采用 V帶傳動。在設(shè)計中使離心機滿足下列要求。 a、離心機為立式機構(gòu)，轉(zhuǎn)鼓由內(nèi)外不同錐度的圓錐組成，其外圓錐為無孔的沉降圓錐，內(nèi)圓錐為安裝了過濾網(wǎng)的過濾圓錐；該兩圓錐之軸線均呈立式安置； b、該立式過濾沉降離心機能使濾料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進行固，液沉降分離的同時，對被分離出來的濾液再次進行過濾分離，從而提高分離效果； c、本機工作時濾料由離心機上部料斗的進料口進入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)圓錐，同時經(jīng)由轉(zhuǎn)鼓底座的徑向均布的通道進入轉(zhuǎn)鼓外圓錐的小端；電機起動運轉(zhuǎn)；濾料在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)外圓錐的夾層內(nèi)同時進行沉降和過 濾分離，被分離的濾液和濾渣分別經(jīng)離心機的出液口和出渣口被引出機外；整個操作過程是在全速、連續(xù)運轉(zhuǎn)下自動進行； d、進料口直徑不小于 50mm；生產(chǎn)率為每小時排出渣 3 立方米； e、該離心機的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)圓錐能延其軸線作稍小軸向移動，以調(diào)整其大端與轉(zhuǎn)鼓外圓錐之間隙以適應(yīng)不同濾料之需； f、本機工作可靠，運行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作維護簡單； g、本機結(jié)構(gòu)緊湊，其進料口、出液口和出渣口便于連接到自動生產(chǎn)線上。 立式過濾沉降離心機（總體設(shè)計及外殼部件設(shè)計） 2 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài) 當(dāng)今市場上的 沉降式離心機 已廣泛用于石油、化工、冶金、煤炭、醫(yī)藥、輕工、食品等工 業(yè)部門和污水處理工程，其中以螺旋卸料沉降式離心機應(yīng)用最為廣泛 螺旋卸料沉降式離心機是高速運轉(zhuǎn)，連續(xù)進料、分離分級、螺旋推進器卸料的離心機，螺旋卸料沉降式離心機分立式螺旋卸料沉降式離心機和臥式螺旋卸料沉降式離心機。它利用離心沉降法來分離懸浮液，能連續(xù)操作、處理量大、無濾布和濾網(wǎng)、單位產(chǎn)量的耗電量較少、適應(yīng)性強、維修方便、能長期運轉(zhuǎn)。 最初的臥式螺旋卸料離心機是由兩對開式齒輪傳動獲得轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間的差轉(zhuǎn)速，以輸送沉渣并被應(yīng)用于淀粉工業(yè)上。真正現(xiàn)代的有實用價值的第一臺螺旋離心機首次使用了二級行星齒輪差速器。臥螺 離心機出現(xiàn)后，由于具有突出的優(yōu)點而得到了迅速的發(fā)展。在各種國際展覽會上，各種各樣的螺旋離心機，是所展示出的離心機中最吸引人的機型，可見各國對螺旋離心機的重視。 螺旋卸料沉降式離心機是國際上五十年代發(fā)明的機械，七十年代，我國開始引進。國產(chǎn)化一些機型成為原化工部七五科技攻關(guān)項目。八十年代我國就開始測繪，己測繪美國 SHAPLESS 公司、法國 GUINARD 公司等國外著名公司生產(chǎn)的多種規(guī)格的離心機，并進行仿制，國家當(dāng)時在全國組織 6 個生產(chǎn)廠家進行仿制生產(chǎn)。現(xiàn)國內(nèi)己能生產(chǎn)的螺旋卸料沉降式離心機有 WL200、 WIJ350、 WL450、 WL600、 LW800、LW350、 LW400、 LW50O、 LW620 等。 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品種繁多，各具特色，并且都向提高技術(shù)參數(shù)、系列化、機電一體化方向發(fā)展。螺旋卸料沉降離心機由于能夠連續(xù)出料，生產(chǎn)能力大，對物料的適應(yīng)性強，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少等特點，因此應(yīng)用越來越廣泛。目前其發(fā)展速度很快，但從總的趨勢看 : a、為了提高單機生產(chǎn)能力，采取加大轉(zhuǎn)鼓直徑，增加長徑比的方法，如 GUINARD公司的 D 型螺旋卸料沉降式離心 機，轉(zhuǎn)鼓直徑最大的為 1500mm，長徑比為 4.7，我國目前生產(chǎn)的螺旋卸料沉降離心機的直徑最大為 1000mm，長徑比還不到 2。 b、為了分離固相顆粒比較細(xì)，粘度大的懸浮液，采取提高轉(zhuǎn)速度方法，如阿法拉法公司生產(chǎn)的 4500 型 離心機，轉(zhuǎn)鼓直徑 310mm，轉(zhuǎn)速達 7600r/min，這樣高的轉(zhuǎn)速，目前我國還不能達到。 c、目前國外離心機正向著機電一體化方向發(fā)展，己實現(xiàn)在離心機上對分離物料的自動檢測與調(diào)節(jié)，機械性能自動保護，振動的隨機檢測和自動報警，過載保護分離反饋等。我國目前己開始注意機電一體化的研究與應(yīng)用，但在離 心機方面也只是剛剛起步。 d、適應(yīng)不同物料及工況的需要，目前國內(nèi)外離心機制造廠又推出來許多不同型號的防爆型離心機，用于易燃易爆場合的物料分離。 近來由于石油化學(xué)工業(yè)的迅猛發(fā)展，以及污水治理的需要，使臥螺沉降式離心機得到了進一步的發(fā)展。例如在合成塑料 (聚氯乙烯、聚丙烯 )及合成纖維 (聚對苯二甲酸乙二脂 )生產(chǎn)分離設(shè)備中，臥螺沉降式離心機是關(guān)鍵設(shè)備之一，在聚乙烯醇的生鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007 3 產(chǎn)中也要使用螺旋離心機 ；在污泥脫水中使用了高分子絮凝劑，是螺旋離心機的固相回收率大大提高，因而它成為污水治理的有效分離設(shè)備。在連續(xù)離心機中，臥螺沉降式 離心機是對物料適應(yīng)性較好、應(yīng)用范圍較廣的一種離心機 通過對市場上的 臥螺沉降式離心機研究發(fā)現(xiàn) 現(xiàn)今市場上用于固液分離的沉降離心機工作時，由于濾渣在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的移動是籍其內(nèi)的一套與轉(zhuǎn)鼓同軸線的差動機構(gòu)而實現(xiàn)的 ,故其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高；其被分離出來的濾液流出轉(zhuǎn)鼓前都經(jīng)過出料端的濾網(wǎng)再行過濾，由于濾網(wǎng)容易被堵塞，致使脫液過程中必須定時清理或更換濾網(wǎng)，造成運行操作成本上升和產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。本設(shè)計旨在消除這一弊端，將轉(zhuǎn)鼓改成內(nèi)外兩層，讓濾渣籍其自身所受的離心力而流向出渣端（被分離出來的濾液則沿著與離心力相反的方向流經(jīng)濾網(wǎng) ，實現(xiàn)了濾液和濾渣各行其道，徹底分開），從而可將其差動機構(gòu)取消，也克服了濾網(wǎng)被堵塞的現(xiàn)象。 為解決上述弊端，為克服現(xiàn)行沉降式離心機的缺點，本設(shè)計旨在提供一種解 全套資料帶 CAD 圖， QQ 聯(lián)系 414951605 或 1304139763 立式過濾沉降離心機（總體設(shè)計及外殼部件設(shè)計） 4 目 錄 1前言 . 5 2國內(nèi)外 研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài) . 6 3 立式過濾沉降離心機的總體設(shè)計 . 4 4具體設(shè)計說明 . 9 4.1 轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計計算 . 9 4.2 離心機驅(qū)動功率的計算。 . 14 4.3 電機的選擇 . 16 4.4 帶輪的設(shè)計計算 . 16 4.4 卸料口的設(shè)計 . 18 4.5 電機的固定機架調(diào)節(jié)機構(gòu)的設(shè)計 . 20 4.6 柱腳部件減震機構(gòu)的設(shè)計 . 20 5 結(jié) 論 . 21 參 考 文 獻 . 18 致 謝 . 19 附 錄 . 24 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007 5 1 前言 離心機自 1926 年問世以來，已被廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)工程、動植物研究及醫(yī)療衛(wèi)生等各個領(lǐng)域。離心機能有效地分離、純化所需樣品，因而深受 人們的重視。 本課題為立式過濾沉降離心機 (總體設(shè)計及外殼部件設(shè)計 ),課題為兩人 ,本人主要負(fù)責(zé)總體設(shè)計。本課題來源于鹽城市制藥廠，現(xiàn)今市場上用于固液分離的沉降離心機工作時，由于濾渣在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的移動是籍其內(nèi)的一套與轉(zhuǎn)鼓同軸線的差動機構(gòu)而實現(xiàn)的 ,故其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高；其被分離出來的濾液流出轉(zhuǎn)鼓前都經(jīng)過出料端的濾網(wǎng)再行過濾，由于濾網(wǎng)容易被堵塞，致使脫液過程中必須定時清理或更換濾網(wǎng)，造成運行操作成本上升和產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。本設(shè)計旨在消除這一弊端，將轉(zhuǎn)鼓改成內(nèi)外兩層，讓濾渣籍其自身所受的離心力而流向出渣端（被分離出來的 濾液則沿著與離心力相反的方向流經(jīng)濾網(wǎng)，實現(xiàn)了濾液和濾渣各行其道，徹底分開），從而可將其差動機構(gòu)取消，也克服了濾網(wǎng)被堵塞的現(xiàn)象。本設(shè)計旨在提供一種解決上述缺點和弊端的新機型 -立式過濾沉降離心機。 此設(shè)計的立式過濾沉降離心機的結(jié)構(gòu)比較簡單，采用一臺電機作為動力源，采用 V帶傳動。在設(shè)計中使離心機滿足下列要求。 a、離心機為立式機構(gòu)，轉(zhuǎn)鼓由內(nèi)外不同錐度的圓錐組成，其外圓錐為無孔的沉降圓錐，內(nèi)圓錐為安裝了過濾網(wǎng)的過濾圓錐；該兩圓錐之軸線均呈立式安置； b、該立式過濾沉降離心機能使濾料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進行固，液沉降分離的同 時，對被分離出來的濾液再次進行過濾分離，從而提高分離效果； c、本機工作時濾料由離心機上部料斗的進料口進入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)圓錐，同時經(jīng)由轉(zhuǎn)鼓底座的徑向均布的通道進入轉(zhuǎn)鼓外圓錐的小端；電機起動運轉(zhuǎn)；濾料在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)外圓錐的夾層內(nèi)同時進行沉降和過濾分離，被分離的濾液和濾渣分別經(jīng)離心機的出液口和出渣口被引出機外；整個操作過程是在全速、連續(xù)運轉(zhuǎn)下自動進行； d、進料口直徑不小于 50mm；生產(chǎn)率為每小時排出渣 3 立方米； e、該離心機的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)圓錐能延其軸線作稍小軸向移動，以調(diào)整其大端與轉(zhuǎn)鼓外圓錐之間隙以適應(yīng)不同濾料之需； f、本機工作可靠，運行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作維護簡單； g、本機結(jié)構(gòu)緊湊，其進料口、出液口和出渣口便于連接到自動生產(chǎn)線上。 立式過濾沉降離心機（總體設(shè)計及外殼部件設(shè)計） 6 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài) 當(dāng)今市場上的 沉降式離心機 已廣泛用于石油、化工、冶金、煤炭、醫(yī)藥、輕工、食品等工業(yè)部門和污水處理工程，其中以螺旋卸料沉降式離心機應(yīng)用最為廣泛 螺旋卸料沉降式離心機是高速運轉(zhuǎn)，連續(xù)進料、分離分級、螺旋推進器卸料的離心機，螺旋卸料沉降式離心機分立式螺旋卸料沉降式離心機和臥式螺旋卸料沉降式離心機。它利用離心沉降法來分離懸浮液，能連續(xù)操作、處理量大、無濾布和 濾網(wǎng)、單位產(chǎn)量的耗電量較少、適應(yīng)性強、維修方便、能長期運轉(zhuǎn)。 最初的臥式螺旋卸料離心機是由兩對開式齒輪傳動獲得轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間的差轉(zhuǎn)速，以輸送沉渣并被應(yīng)用于淀粉工業(yè)上。真正現(xiàn)代的有實用價值的第一臺螺旋離心機首次使用了二級行星齒輪差速器。臥螺離心機出現(xiàn)后，由于具有突出的優(yōu)點而得到了迅速的發(fā)展。在各種國際展覽會上，各種各樣的螺旋離心機，是所展示出的離心機中最吸引人的機型，可見各國對螺旋離心機的重視。 螺旋卸料沉降式離心機是國際上五十年代發(fā)明的機械，七十年代，我國開始引進。國產(chǎn)化一些機型成為原化工部七五科技攻關(guān)項目 。八十年代我國就開始測繪，己測繪美國 SHAPLESS 公司、法國 GUINARD 公司等國外著名公司生產(chǎn)的多種規(guī)格的離心機，并進行仿制，國家當(dāng)時在全國組織 6 個生產(chǎn)廠家進行仿制生產(chǎn)?，F(xiàn)國內(nèi)己能生產(chǎn)的螺旋卸料沉降式離心機有 WL200、 WIJ350、 WL450、 WL600、 LW800、LW350、 LW400、 LW50O、 LW620 等。 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品種繁多，各具特色，并且都向提高技術(shù)參數(shù)、系列化、機電一體化方向發(fā)展。螺旋卸料沉降離心機由 于能夠連續(xù)出料，生產(chǎn)能力大，對物料的適應(yīng)性強，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少等特點，因此應(yīng)用越來越廣泛。目前其發(fā)展速度很快，但從總的趨勢看 : a、為了提高單機生產(chǎn)能力，采取加大轉(zhuǎn)鼓直徑，增加長徑比的方法，如 GUINARD公司的 D 型螺旋卸料沉降式離心機，轉(zhuǎn)鼓直徑最大的為 1500mm，長徑比為 4.7，我國目前生產(chǎn)的螺旋卸料沉降離心機的直徑最大為 1000mm，長徑比還不到 2。 b、為了分離固相顆粒比較細(xì)，粘度大的懸浮液，采取提高轉(zhuǎn)速度方法，如阿法拉法公司生產(chǎn)的 4500 型 離心機，轉(zhuǎn)鼓直徑 310mm，轉(zhuǎn)速達 7600r/min，這樣高的轉(zhuǎn)速，目前我國還不能達到。 c、目前國外離心機正向著機電一體化方向發(fā)展，己實現(xiàn)在離心機上對分離物料的自動檢測與調(diào)節(jié)，機械性能自動保護，振動的隨機檢測和自動報警，過載保護分離反饋等。我國目前己開始注意機電一體化的研究與應(yīng)用，但在離心機方面也只是剛剛起步。 d、適應(yīng)不同物料及工況的需要，目前國內(nèi)外離心機制造廠又推出來許多不同型號的防爆型離心機，用于易燃易爆場合的物料分離。 近來由于石油化學(xué)工業(yè)的迅猛發(fā)展，以及污水治理的需要，使臥螺沉降式離心機得到了進一步的發(fā)展。例如在合成塑料 (聚氯乙烯、聚丙烯 )及合成 纖維 (聚對苯二甲酸乙二脂 )生產(chǎn)分離設(shè)備中，臥螺沉降式離心機是關(guān)鍵設(shè)備之一，在聚乙烯醇的生鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007 7 產(chǎn)中也要使用螺旋離心機 ；在污泥脫水中使用了高分子絮凝劑，是螺旋離心機的固相回收率大大提高，因而它成為污水治理的有效分離設(shè)備。在連續(xù)離心機中，臥螺沉降式離心機是對物料適應(yīng)性較好、應(yīng)用范圍較廣的一種離心機 通過對市場上的 臥螺沉降式離心機研究發(fā)現(xiàn) 現(xiàn)今市場上用于固液分離的沉降離心機工作時，由于濾渣在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的移動是籍其內(nèi)的一套與轉(zhuǎn)鼓同軸線的差動機構(gòu)而實現(xiàn)的 ,故其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高；其被分離出來的濾液流出轉(zhuǎn)鼓前都經(jīng)過出料端的濾網(wǎng) 再行過濾，由于濾網(wǎng)容易被堵塞，致使脫液過程中必須定時清理或更換濾網(wǎng)，造成運行操作成本上升和產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。本設(shè)計旨在消除這一弊端，將轉(zhuǎn)鼓改成內(nèi)外兩層，讓濾渣籍其自身所受的離心力而流向出渣端（被分離出來的濾液則沿著與離心力相反的方向流經(jīng)濾網(wǎng)，實現(xiàn)了濾液和濾渣各行其道，徹底分開），從而可將其差動機構(gòu)取消，也克服了濾網(wǎng)被堵塞的現(xiàn)象。 為解決上述弊端，為克服現(xiàn)行沉降式離心機的缺點，本設(shè)計旨在提供一種解決上述缺點和弊端的新機型 立式過濾沉降離心機。 立式過濾沉降離心機（總體設(shè)計及外殼部件設(shè)計） 8 3 立式過濾沉降離心機的總體設(shè)計 由于此次設(shè)計的立式過濾沉降 離心機重在內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計，因此總的設(shè)計路徑應(yīng)是從內(nèi)部結(jié)構(gòu)開始進行設(shè)計，再根據(jù)設(shè)計完成的各機構(gòu)，結(jié)合結(jié)構(gòu)和設(shè)計要求，進行其它外部零部件的設(shè)計。 該離心機為立式機構(gòu)，轉(zhuǎn)鼓由內(nèi)外不同錐度的圓錐組成，其外圓錐為無孔的沉降圓錐，內(nèi)圓錐為安裝了過濾網(wǎng)的過濾圓錐；該兩圓錐之軸線均呈立式安置；該立式過濾沉降離心機能使濾料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進行固，液沉降分離的同時，對被分離出來的濾液再次進行過濾分離，從而提高分離效果；本機工作時濾料由離心機上部料斗的進料口進入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)圓錐，同時經(jīng)由轉(zhuǎn)鼓底座的徑向均布的通道進入轉(zhuǎn)鼓外圓錐的小端；電機起動運 轉(zhuǎn)；濾料在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)外圓錐的夾層內(nèi)同時進行沉降和過濾分離，被分離的濾液和濾渣分別經(jīng)離心機的出液口和出渣口被引出機外；整個操作過程是在全速、連續(xù)運轉(zhuǎn)下自動進行；進料口直徑不小于 50mm；生產(chǎn)率為每小時排出渣 3 立方米；該離心機的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)圓錐能延其軸線作稍小軸向移動，以調(diào)整其大端與轉(zhuǎn)鼓外圓錐之間隙以適應(yīng)不同濾料之需；本機工作可靠，運行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作維護簡單，具體結(jié)構(gòu)如圖 3-1 所示 。 整個機體的所有部分都由三個支撐腳 (三足式 )來支撐，三個支撐腳安裝在底盤上，底盤則通過地腳螺釘來定固。轉(zhuǎn)鼓體用螺栓固定于 轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤安裝于主軸上，由電機通過 V 帶把動力傳遞到主軸上帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)。 圖 3-1 離心機結(jié)構(gòu)原理圖 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007 9 4 結(jié)構(gòu)設(shè)計 立式沉降過濾離心機，由內(nèi)轉(zhuǎn)鼓、外轉(zhuǎn)鼓、主軸、殼體、帶傳動組件（皮帶輪及皮帶等）組成。 立式沉降過濾離心機的基本參數(shù)包括：轉(zhuǎn)鼓的直徑、轉(zhuǎn)鼓的的工作轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)鼓的一次最大加料量、物料密度、物料的固液比、離心機由靜止到達工作轉(zhuǎn)速所需要的啟動時間等。對于這些參數(shù)，設(shè)計過程中可以通過查閱有關(guān)資料和老師所給的設(shè)計要求中找到所需要 的參數(shù)。 4.1 轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計計算 離心機轉(zhuǎn)鼓優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)選為轉(zhuǎn)鼓的質(zhì)量。質(zhì)量為最小，不僅可節(jié)省機器造價還可以降低離心機的啟動功率，降低消耗。 離心機的轉(zhuǎn)鼓是離心機的關(guān)鍵部件之一。一方面，轉(zhuǎn)鼓的結(jié)構(gòu)對離心機的用途、操作、生產(chǎn)能力和功率等均有決定性影響。另一方面，轉(zhuǎn)鼓自身因高速旋轉(zhuǎn)（其工作轉(zhuǎn)速通常在每分鐘幾百轉(zhuǎn)至幾萬轉(zhuǎn)之間），受到了離心力的作用，在離心力的作用下轉(zhuǎn)鼓體內(nèi)會產(chǎn)生很大的工作應(yīng)力，一旦發(fā)生強度破壞，必將產(chǎn)生極大的危害，尤其是有時由于應(yīng)力過高發(fā)生的“崩裂”，常會引起嚴(yán)重的人身傷害事故。同時，對于高速 旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓而言，轉(zhuǎn)鼓的剛度同樣非常重要。若轉(zhuǎn)鼓剛度不足，工作中轉(zhuǎn)鼓的的幾何形狀將會發(fā)生明顯的變化，輕則會出現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓與機殼撞擊、摩擦，損壞零部件；重則同樣會引起轉(zhuǎn)鼓的爆裂，甚至出現(xiàn)人生傷害事故。多年來，由于轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計不當(dāng)、轉(zhuǎn)鼓制造質(zhì)量不高等原因?qū)е轮卮笫鹿实默F(xiàn)象頻頻發(fā)生。這已引起了設(shè)計人員、制造廠家和使用部門的重視，經(jīng)常進行三足式離心機事故原因的診斷、分析與研究。因此，對離心機轉(zhuǎn)鼓部件的設(shè)計計算的分析研究也是十分必要。 由于本人此次主要負(fù)責(zé)總體設(shè)計，轉(zhuǎn)鼓部件由另一位一同學(xué)設(shè)計，因此轉(zhuǎn)鼓部件的壁厚計算和強度校核的 計算這里不再重述，這里主要對轉(zhuǎn)鼓的質(zhì)量進行計算。 4 1 1外轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計 A) 外轉(zhuǎn)鼓的壁厚設(shè)計 由于所設(shè)計的離心機轉(zhuǎn)鼓是錐形。 所以， 0 02 c o s2 c o s HsS K RS （ 4-1） 0022SHS K RS 002 c o s2 c o sSHS K RS 2S mS RL （ 4-2） 立式過濾沉降離心機（總體設(shè)計及外殼部件設(shè)計） 10 式中： S ， S 轉(zhuǎn)鼓厚度和篩網(wǎng)當(dāng)量厚度； R 轉(zhuǎn)鼓中心內(nèi)半徑； K 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料的填充系數(shù)； m 篩網(wǎng)質(zhì)量。 0022R （ 4-3） 0 轉(zhuǎn)鼓的密度； 旋轉(zhuǎn)角速度。 0 337 . 8 5 1 0 /k g m 0 223 3 2327 . 8 5 1 0 / 0 . 2 8 2 0 0 0 2 / 6 0 /2 6 9 5 9 . 1 4 1 0 /k g m m sk g s m 210 1052ssM P a M P an 許用應(yīng)力為 105M Pa 25o 331 . 5 1 0 /mf k g m 0337 . 8 5 1 0 0 . 1 9 11 . 5 1 0mf 1H 0.2 0.5K 02 c o s2 c o ssoHS k RS 321 . 52 0 . 0 1 2 c o s 2 5 0 . 3 0 . 2 82 6 9 6 8 . 8 5 1 0 / 7 . 8 52 c o s 2 5 1 0 5 1 2 6 . 9 6 95 . 3 2oommk g s mM P a M P amm 在生產(chǎn)過程中有腐蝕，焊接等因素的影響，取 S=7mm。 B) 外轉(zhuǎn)鼓質(zhì)量的計算 a.轉(zhuǎn)鼓的質(zhì)量的計算 圓臺1 2 1 21 ()3V h s s s s （ 4-4） 所以外轉(zhuǎn)鼓體積 V ： 1 0 . 5 2 ( 0 . 5 2 0 . 0 9 0 . 5 2 0 . 0 9 ) ( 0 . 5 0 2 0 . 0 8 1 0 . 5 0 2 0 . 0 8 1 ) 3V 30.00667m 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007 11 1 37 . 8 5 1 0 0 . 0 0 6 6 7mV 52.343Kg b.法蘭的質(zhì)量的計算 2 3 2 27 . 8 5 1 0 ( 0 . 4 2 3 0 . 4 0 5 ) 0 . 0 1mV 3.67Kg 3 3 2 27 . 8 5 1 0 ( 0 . 2 0 9 0 . 1 7 1 ) 0 . 0 1mV 3.56Kg 1 2 3m m m m 總 5 2 . 3 4 3 3 . 6 7 3 . 5 6 59.573Kg 4 1 2內(nèi)轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計 A 內(nèi)轉(zhuǎn)鼓開孔及計算 保證內(nèi)轉(zhuǎn)鼓有一定的開空率（一般為 10% 15%），現(xiàn)定空直徑為 10mm，空與空之間平均距離不小于 25mm，且如圖（ 4-1）所示，孔的中心線與焊接處相差 5o 。 圖 4-1 內(nèi)轉(zhuǎn)鼓展開圖 開孔分上下兩部分，下面部分有中心線 (180 -4 5 )/2.5 =64 在這 64 條中心線中， 32 條上孔是 4個，另 32 條上孔是 5個 上面部分孔數(shù)是 1 3 2 5 3 2 4 2 8 8n 立式過濾沉降離心機（總體設(shè)計及外殼部件設(shè)計） 12 在上面部分中心線數(shù) （ 180 -4 5） /1.25 =128 這 128 條中心線上有 5個空，上面部分孔數(shù) 2 1 2 8 5 6 4 0n 轉(zhuǎn)鼓總面積 1 1 222m R R （ 4-5） 式中 1R 內(nèi)轉(zhuǎn)股大徑 2R 內(nèi)轉(zhuǎn)鼓小徑 1 22( 8 0 2 2 3 0 ) / 2m 2295152 mm 所有孔的面積 2 25 2 8 8 6 4 0m 223200mm 內(nèi)轉(zhuǎn)鼓開孔率為 2123200 8%295152mm B 內(nèi)轉(zhuǎn) 鼓的厚度計算 轉(zhuǎn)鼓是錐形 002 c o s2 c o s HsS K RS 0022SHS K RS 002 c o s2 c o sSHS K RS 2S mS RL （ 4-6） 式中： S ， S 轉(zhuǎn)鼓厚度和篩網(wǎng)當(dāng)量厚度； R 轉(zhuǎn)鼓中心內(nèi)半徑； K 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料的填充系數(shù)； m 篩網(wǎng)質(zhì)量 0022R （ 4-7） 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007 13 式中：0 轉(zhuǎn)鼓的密度 旋轉(zhuǎn)角速度 0 337 . 8 5 1 0 /k g m 0 223 3 2327 . 8 5 1 0 / 0 . 2 5 9 2 0 0 0 2 / 6 0 /2 3 0 6 6 . 9 1 1 0 /k g m m sk g s m 210 1052ssM P a M P an 許用應(yīng)力為 105MPa 25o 331 . 5 1 0 /mf k g m 0337 . 8 5 1 0 0 . 1 9 11 . 5 1 0mf 1H 0.2 0.5K 202 c o s2 c o ssoHS k RS 321 . 5 0 . 3 0 . 2 5 92 3 0 6 6 . 9 1 1 0 / 7 . 8 52 c o s 3 0 1 0 5 1 2 3 . 0 6 64 . 4 8omk g s mM P a M P amm 在生產(chǎn)過程中有腐蝕，焊接等因素的影響，取 2S =6mm。 C 內(nèi)轉(zhuǎn)鼓質(zhì)量的計算 a.轉(zhuǎn)鼓的質(zhì)量的計算 圓臺1 2 1 21 ()3V h s s s s （ 4-8） 所以內(nèi)轉(zhuǎn)鼓體積 1 0 . 4 8 8 ( 0 . 5 2 3 0 . 0 4 9 0 . 5 2 3 0 . 0 4 9 ) ( 0 . 4 9 7 0 . 0 4 23V 0 . 4 9 7 0 . 0 4 2 ) 0 . 9 2 =0.00747m3 1 37 . 8 5 1 0 0 . 0 0 7 4 7mV 58.64Kg b.法蘭的質(zhì)量的計算 2 3 2 27 . 8 5 1 0 ( 0 . 4 2 3 0 . 4 0 5 ) 0 . 0 1mV 立式過濾沉降離心機（總體設(shè)計及外殼部件設(shè)計） 14 3.67Kg 3 3 2 27 . 8 5 1 0 ( 0 . 1 4 7 0 . 1 2 8 ) 0 . 0 1mV 1.29Kg 1 2 3m m m m 總 5 8 . 6 4 3 . 6 7 1 . 2 9 63.6Kg 4.2 離心機驅(qū)動功率的計算。 離心機所需要的功率主要包括以下幾個方面的功率： a.啟動轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動部件所需要的功率 1N ； b.啟動物料達到操作轉(zhuǎn)速所需要的功率所需要的功率 2N ； c.克服所支撐軸承摩擦所需要的 3N ； a. 起動轉(zhuǎn)鼓及其他回轉(zhuǎn)件消耗的功率 離心機起動時，克服轉(zhuǎn)鼓的慣性力所需的功率： N 1qgtGR204220 kw （ 4-9）式中 : G 轉(zhuǎn)鼓重量， kgf； qt 起動時間， s； G G 內(nèi)轉(zhuǎn)鼓 G 外轉(zhuǎn)鼓 6 3 .6 5 9 .5 7 3 123.19 Kg N 1qgtGR204220 221 2 3 . 1 9 0 . 2 8 ( 2 0 0 0 2 )2 0 4 9 . 8 1 2 0 =16.8Kw b.加入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的物料達到工作轉(zhuǎn)速所消耗的功率 懸浮液物料所消耗的功率 N2 為沉渣和分離液所需功率之和由于該離心機為連續(xù)工作離心機，通過查表選用以下公式。 32 3 1 4 22 22N = 204 G R G Rg （ 4-10） 式中： R 1 濾渣（沉渣）卸出位置的半徑， m； R 2 濾液（分離液）排出口的半徑， m； 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007 15 G 3 按濾渣（沉渣）計的最大生產(chǎn)能力， Kgf/s； G 4 按濾液（分離液）計的最大生產(chǎn)能力， Kgf/s； 查機械工程手冊第 78 篇表 78.1-1 選取過濾離心機的濾渣最大生產(chǎn)能力為10t/h,混合液濃度為 80%。 G 3=10t/h=2.8Kg/s G 4=2.8Kg/s 0.25=0.7Kg/s 所以 32 3 1 4 22 22= 204N G R G Rg 2 222 0 0 0 2( ) 1 . 160 2 . 8 0 . 4 0 . 7 0 . 4 0 2 2 0 4 9 . 8 =0.0645Kw c.軸承及機械密封摩擦消耗的功率 軸承摩擦消耗的功 率 1 1 2 23()204f p d p dN g （ 4-11）式中： f 軸承的摩擦系數(shù)。對于滑動軸承為 0.05 0.1，對于滾動軸承為 0.005 0.02 主軸承受到的載荷 02(1 )ePmg （ 4-12） 式中： 0m 轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動件與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料的總重量， kgf； e 轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動件與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料的質(zhì)心對轉(zhuǎn)鼓回轉(zhuǎn)軸線的偏心距， m； 對于連續(xù)操作沉降離心機和連續(xù)操作過濾離心機 e=0.7 10-3R 0m 大約為 123.19Kg 所以 02(1 )ePmg 232 0 0 0 2( ) 0 . 7 1 0601 2 3 . 1 9 (1 )9 . 8 =674N 0.7 =471.8N 1 1 2 23()204f p d p dN g 2 0 0 0 2 0 . 0 1 4 7 1 . 8 0 . 160204 g 立式過濾沉降離心機（總體設(shè)計及外殼部件設(shè)計） 16 0.049Kw 機械密封摩擦消耗的功率 04 102mmbD b fN P vg （ 4-13） 式中： mD 摩擦副窄環(huán)端面內(nèi)半徑， m； mb 摩擦副窄環(huán)端面寬度， m； 0f 密封端面的摩擦系數(shù)，一般可取為 0.02 0.2； bP 密封端面的比壓力， Pa； v 動環(huán)線速度， m/s； 04 102mmbD b fN P vg 0 . 0 9 2 0 . 0 0 9 2 0 . 1 2 0 0 0 2 3 . 82501 0 2 6 0g =0.103Kw d.離心 機所需要消耗總功率： N =N 1+N 2+N 3+N 4 =16.8KW+0.645KW+0.049KW+0.103Kw =17.0165KW22Kw 符合設(shè)計說明書要求。 4.3 電機的選擇 電機的容量（功率）選 用是否合適，對電機的工作和經(jīng)濟性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時，電機不能保證工作裝置的正常工作，或電機因長時間過載而損壞；容量過大則電機的價格高，能量不能充分利用，且因經(jīng)常不在滿載下運動，其效率和功率因數(shù)都較低，造成浪費。所以通過計算電機選用 Y180L-6 型電動機，定功率為 18.5KW，步轉(zhuǎn)速 r=1000r/min。 4.4 帶輪的設(shè)計計算 11 a.選擇 V 帶型號 （ 1）確定計算功率 Pca 查表 4.6 得工作情況系數(shù) KA=1.1 Pca=KAP （ 4-14） =1.1 18.5Kw =20.35 Kw （ 2）選擇 V帶型號 按 Pca=20.35Kw， n12000r/min 查表 4.11，選 C 型 V 帶 b.確定帶輪直徑 dd1,dd2 （ 1）選擇主動帶輪 dd1 參考圖 4.11 及表 4.4 選取主動帶輪直徑 dd1300mm （ 2）驗算帶速 116 0 1 0 0 0ddnv （ 4-15） 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007 17 3 . 1 4 3 0 0 1 0 0 06 0 1 0 0 0 =15.7m/s 在 5 25m/s 之間，故合適。 （ 3）確定從動帶輪直徑 dd2 i=2000975=2.05 dd2= dd1/i=300/2.05=146.34mm。 查表 4.4 可知 dd2=150mm （ 4）計 算實際傳動比 i i=12dddd =0.5 （ 5）驗算從動帶輪實際轉(zhuǎn)速 n2 n2= n1/i=975/0.5=1950r/min 2 0 0 0 1 9 5 01950 100%=0.0256%120 立式過濾沉降離心機（總體設(shè)計及外殼部件設(shè)計） 18 e.確定 V帶根數(shù) z （ 1）確定額定功率 P0 由 dd1=300mm， n1=975r/min， n2=1950r/min ，查表 4-5得單根 C 型 V 帶的額定功率為 0 1 1 . 0 4 8 . 6 58 . 6 5 2 0 0 0 9 8 0P （ 1952-975 ） =10.93Kw （ 2）考慮傳動比的影響，額定功率的增量 1P ，由表 4-7 查得 1P =1.76Kw （ 3）確定 V 帶的根數(shù) z 00()ca LPZ P P K K （ 4-17） 查表 4.8 得 1K ，查表 4.2 得 0.88LK 00()ca LPz P P K K 2 0 . 3 5(1 0 . 9 3 1 . 7 6 ) 0 . 9 6 =1.898 根 所以， z 取 2根合適。 f.計算單根 V 帶初拉力 F0 查表 4.1，得 q=0.3kg 由式 F0= 22 . 55 0 0 ( 1 )caP qvv z K （ 4-18） F0= 22 0 . 3 5 2 . 5 5 0 0 ( 1 ) 0 . 3 2 0 . 3 5 1 5 . 7 2 0 . 9 6 526N g.計算對軸的壓力 FQ 01662 s i n 2 2 5 2 6 s i n22QF z F （ 4-19） 2088N h.確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，繪制帶輪工作圖 4.4 卸料口的設(shè)計 由于該離心機內(nèi)部沒有設(shè)計刮刀、活塞等卸料裝置，所以我在機架上設(shè)計了 4個扇形的喇叭口形狀的出料口如圖 4-2 所示，滑道與底面的夾角要大于物料的最小滑移角度，從而物料能夠靠自身的重力很容易的滑出機外。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007 19 圖 4-2 機架圖 最小滑移角度的確定 :如圖 4-3所示 圖 4-3 物料受力分析示意圖 摩擦力 c o sf f m g 摩 假設(shè)此時 為物料的最小滑移角，此時物料為勻速滑落 所以 sinf 摩 =mg c o s s i nf m g m g 立式過濾沉降離心機（總體設(shè)計及外殼部件設(shè)計） 20 tan =f 查表物料與機架的摩擦系數(shù)為 0.6 0.8，為了使物料更容易的滑落選取物料的摩擦系數(shù)為 1 所以 tan =1 =45 現(xiàn)在選取出料口最高點的高度高為 200mm，這樣可以算出物料的滑移角度大約為 76 大于 45 ，這樣物料可以很容易滑出。 4.5 電機的固定機架調(diào)節(jié)機構(gòu)的設(shè)計 當(dāng)機器使用一段時間后會發(fā)現(xiàn)皮帶和帶輪之間產(chǎn)生打滑的現(xiàn)象，這是帶傳動的主要失效 形式之一，主要是由于帶的松動所造成的。這種打滑不僅造成能量的浪費而且還不能保證所要求的傳動比，因此必須堅決避免。解決這個問題的辦法是采用一種能很方便調(diào)節(jié)帶的松緊結(jié)構(gòu)在安裝電機的固定板時采用一根帶螺紋的可調(diào)節(jié)拉力桿，而電機的另一面用一根主銷桿將其和機架聯(lián)結(jié)，電機可以繞著主銷桿作擺動，這樣，當(dāng)皮帶發(fā)生松動時就可以利用可調(diào)節(jié)拉力桿上的調(diào)節(jié)螺母來調(diào)節(jié)帶輪之間的距離從而達到張緊的效果。 4.6 柱腳部件減震機構(gòu)的設(shè)計 由于整個機器的所有連接部分均屬于剛性聯(lián)結(jié)，而離心機在工作時將會因為轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的離心力而導(dǎo)致 機器的擺動，如果機器擺動超過一定程度，將會引起機器的運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，更嚴(yán)重的將會造成事故。因此，可以設(shè)計彈簧減震器來實現(xiàn)機器的減震。彈簧減震器具有自振頻率低且性能穩(wěn)定的獨特優(yōu)點，在振動強烈或隔振要求高的場合是最佳的選擇。具體結(jié)構(gòu)形式如圖 4-4 所示： 圖 4-4 柱腳部件示意圖 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007 21 5 結(jié) 論 本設(shè)計是一臺立式過濾沉降離心機的設(shè)計，該機器結(jié)構(gòu)簡單，運行平穩(wěn)，維護簡便。通過轉(zhuǎn)鼓的高速運轉(zhuǎn)，讓濾渣籍其自身所受的離心力而流向出渣端（被分離出來的濾液則沿著與離心力相反的方向流經(jīng)濾網(wǎng)，實現(xiàn)了濾液和濾渣各行其道，徹底分開）達到過濾沉降的目的，從而可將其差動機構(gòu)取消，也克服了濾網(wǎng)被堵塞的現(xiàn)象。該設(shè)計思路新穎，結(jié)構(gòu)簡單， 通過創(chuàng)新使過濾過濾沉降同時進行，相信通過不斷改進相信在市場上能占有一席之位。 設(shè)計初，在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，進行畢業(yè)實習(xí)，收集相關(guān)的設(shè)計資料。然后，對所收集的相關(guān)資料進行加工整理，初步 擬定設(shè)計方案。將擬定好的方案轉(zhuǎn)化為實際成果，即繪制好該方案的圖紙，并參考各方面的資料，不斷的修正完善該