摘要：離心機是一種借助離心力，分離液體和固體顆?；蛞后w與液體的混合物中的各組份的機械產(chǎn)品。其主要應(yīng)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；它也適用于將固體中的液體排除；特殊的超管式分離機還可以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以對固體顆粒按密度或粒度進行分級?；钊屏想x心機是一種連續(xù)操作的過濾式離心機。在高速運轉(zhuǎn)的情況下，料漿不斷由進料管送入，沿著錐形進料斗的內(nèi)壁流至轉(zhuǎn)鼓的濾網(wǎng)上，濾液穿過濾網(wǎng)經(jīng)濾液出口不斷排出，積留在濾網(wǎng)上面的的濾渣被往復(fù)運動的活塞推料盤沿著轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁不斷推出。與二級活塞推料離心機原理相似，懸浮液通過進料管和布料部件，均勻的分布在一級轉(zhuǎn)鼓上，不同的是：空心主軸帶動各級轉(zhuǎn)鼓做旋轉(zhuǎn)運動，而推桿推動二級轉(zhuǎn)鼓和固定在二級轉(zhuǎn)鼓上的推料盤做往復(fù)運動，三級轉(zhuǎn)鼓和固定在三級轉(zhuǎn)鼓上的一級轉(zhuǎn)鼓只做旋轉(zhuǎn)運動。懸浮液通過各級轉(zhuǎn)鼓和分布在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的篩網(wǎng)逐級過濾，固相經(jīng)推料片逐級推出固相收集器，液相則由液相出口排出。由此，達到了分離固相、液相的目的關(guān)鍵詞：離心機、多極化、轉(zhuǎn)鼓、柱錐形ABSTRACTAcentrifugeisamechanicalproductthatusescentrifugalforcetoseparatethecomponentsofaliquidandsolidparticlesoramixtureofliquidandliquid.Itismainlyusedtoseparatethesolidparticlesinthesuspensionfromtheliquid,ortoseparatetwoliquidswithdifferentdensitiesintheemulsionthatareincompatiblewitheachother.Thetypeseparatorcanalsoseparategasmixturesofdifferentdensities.Takingadvantageofthedifferentsedimentationspeedofsolidparticleswithdifferentdensitiesorparticlesizesinliquids,somesedimentationcentrifugescanalsoclassifysolidparticlesaccordingtodensityorparticlesize.Thepistonpushcentrifugeisafiltercentrifugethatoperatescontinuously.Inthecaseofhigh-speedoperation,theslurryiscontinuouslyfedbythefeedpipeandflowsalongtheinnerwalloftheconicalfeedhoppertothefilterscreenofthedrum.Thefilterresidueiscontinuouslypushedoutalongtheinnerwallofthedrumbythereciprocatingpistonpushingdisc.Similar

to

the

principle

of

the

two-stage

piston

push

centrifuge,

the

suspension

is

evenly

distributed

on

the

first-stage

drum

through

the

feed

pipe

and

the

cloth

parts.

The

difference

is

that:

the

hollow

main

shaft

drives

the

drum

at

all

levels

to

rotate.

The

pusher

pushes

the

two-stage

drum

and

the

pusher

plate

fixed

on

the

two-stage

drum

to

reciprocate,

and

the

three-stage

drum

and

the

one-stage

drum

fixed

on

the

three-stage

drum

only

perform

rotary

motion.

The

suspension

is

filtered

step

by

step

through

the

drum

at

each

level

and

the

screens

distributed

on

the

inner

wall

of

the

drum.

The

solid

phase

is

pushed

out

of

the

solid

phase

collector

through

the

pusher

piece

by

step,

and

the

liquid

phase

is

discharged

from

the

liquid

phase

outlet.

Thus,

the

purpose

of

separating

the

solid

phase

and

the

liquid

phase

is

achievedKeywords:Centrifuge,multi-polarization,rotatingdrum,columncone目錄第一章：緒論1.1離心機的概述1.2活塞推料離心機的簡介1.3國內(nèi)研究基本現(xiàn)狀1.4活塞推料離心機的發(fā)展趨勢1.5活塞推料離心機的主要技術(shù)參數(shù)、型號表示及安裝要求第一章：緒論1.1離心機的概述離心機是一種借助離心力，分離液體和固體顆?；蛞后w與液體的混合物中的各組份的機械產(chǎn)品。其主要應(yīng)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；它也適用于將固體中的液體排除；特殊的超管式分離機還可以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以對固體顆粒按密度或粒度進行分級。1.2活塞推料離心機的簡介活塞推料離心機是一種連續(xù)操作的過濾式離心機如圖1所示。在高速運轉(zhuǎn)的情況下，料漿不斷由進料管送入，沿著錐形進料斗的內(nèi)壁流至轉(zhuǎn)鼓的濾網(wǎng)上，濾液穿過濾網(wǎng)經(jīng)濾液出口不斷排出，積留在濾網(wǎng)上面的的濾渣被往復(fù)運動的活塞推料盤沿著轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁不斷推出。圖1自1939年瑞士阿巴韋甜菜制糖廠把活塞推料離心機設(shè)備運用于生產(chǎn)中，經(jīng)過幾十年的生產(chǎn)實踐和改良，活塞推料離心機在結(jié)構(gòu)和制造工藝方面有了極大的改進。如今的活塞推料離心機已經(jīng)由單級發(fā)展到雙極和多級，其內(nèi)部轉(zhuǎn)鼓也由傳統(tǒng)的圓柱形發(fā)展為圓柱形與圓錐形結(jié)合；轉(zhuǎn)鼓也由小直徑轉(zhuǎn)鼓發(fā)展至大直徑轉(zhuǎn)鼓，以適應(yīng)如今的工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模日益擴大的需要。因此很多公司也形成了較為完整的產(chǎn)品體系。1.3國內(nèi)外研究基本現(xiàn)狀1.3.1國外研究基本現(xiàn)狀國外由于起步較早，在活塞推料離心機領(lǐng)域有著超前的技術(shù)的和制造工藝。目前，世界上研究活塞推料離心機的廠家較多，而最為典型的是瑞士的ESCCHER-WYSS公司以及聯(lián)邦德國的HUMBOLDTWEDAG公司。半個多世紀以來，國外活塞離心機的技術(shù)水平有了很大的提高。由于薄層過濾有效地降低了濾餅比阻，大大提高了過濾速率，從而有效地降低了產(chǎn)品的含濕量，并且降低了能耗和推料負荷。雙極活塞離心機性能好，制造難度低，使用可靠，而且生產(chǎn)效率高，操作費用低成為世界活塞離心機的代表。而有的國家現(xiàn)在干脆取消了單極活塞離心機的生產(chǎn)，而重點研制柱-錐型雙極活塞離心機，有預(yù)濃縮結(jié)構(gòu)的雙極活塞離心機以及內(nèi)轉(zhuǎn)股底兼作脫水結(jié)構(gòu)的雙極活塞離心機等，還有的則向多級活塞推料離心機方向發(fā)展。1.3.2國內(nèi)研究基本現(xiàn)狀正是由于國內(nèi)離心機行業(yè)起步較晚，在活塞推料離心機方面更是發(fā)展緩慢。長期以來，活塞推料離心機無論在產(chǎn)品規(guī)格上，還是產(chǎn)品性能上都“劣人一等”。產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)不僅簡單，性能低，而其長期無改進，一直“原地踏步”。但其中也不乏一些企業(yè)發(fā)展較早，較國內(nèi)其他企業(yè)一直處于領(lǐng)先地位。例如，四川江北機械廠1987年以來“師夷技長以制夷”，在學習外國的先進技術(shù)后，加以磨合，已陸續(xù)完成了HR500-N、HR400-N和HR630-N離心機的研發(fā)。而且在技術(shù)參數(shù)、機械性能及使用性能上均達到和接近國外同種規(guī)格產(chǎn)品水平。而浙江輕工機器廠同樣也引進瑞士技術(shù)，于1991年研制成功P-500離心機。湘潭通用離心廠借鑒國外技術(shù)與機電部通用機械研究所聯(lián)合設(shè)計研制成功了HR630-N離心機。上?；瘷C廠研制成功了HRZ630-N柱錐離心機等。這些都在使我國內(nèi)活塞離心機與國外活塞離心機技術(shù)水平的差距不斷縮小。然而，要正真使國內(nèi)活塞離心機趕超國際先進水平，不單單要在研究設(shè)計方面下功夫，還必須將制造技術(shù)擺在同等重要的地位，這才是進步的唯一路徑。還有的，則朝多級活塞推料離心機方向研究，這期間也有的企業(yè)和團隊申請了發(fā)明專利。雖然目前國內(nèi)多級活塞推料離心機還未正式投入工業(yè)生產(chǎn)，但相信在日益增長的工業(yè)生產(chǎn)需求下，和社會各界人士的努力下。多級活塞推料離心機也會面向工業(yè)生產(chǎn)，跟緊國外的科技步伐。1.4活塞推料離心機的發(fā)展趨勢1.4.1活塞推料離心機的新型結(jié)構(gòu)到目前為止，國際上除了對活塞離心機過濾理論、技術(shù)參數(shù)、過濾介質(zhì)進行了深入的研究外，對機器的主體結(jié)構(gòu)也進行了卓有成效的改進，使其更加完善。例如，原蘇聯(lián)將錐蘭過濾式離心機的原理移置到了活塞離心機的布料斗，使被分離的懸浮液先經(jīng)預(yù)分離器濃縮分離后，再進入轉(zhuǎn)鼓脫水。隨后美國又將錐蘭離心機原理移置于活塞離心機的推料盤，使被分離的懸浮液先經(jīng)錐型過濾式推料盤分離濃縮后再進入轉(zhuǎn)鼓脫水。而波蘭則將過濾式推料盤螺旋離心機與活塞離心機有機的結(jié)合，使被分離的懸浮液先經(jīng)濃縮過濾后再由螺旋推送到活塞離心機轉(zhuǎn)鼓內(nèi)脫水。為了得到最低含濕量的產(chǎn)品和更有效的節(jié)約能源，德國又研制成功了帶有圓柱—圓錐轉(zhuǎn)鼓的雙極活塞離心機。這樣由于轉(zhuǎn)鼓直徑的不斷增大，使料層不斷減薄，加上轉(zhuǎn)鼓直徑的增大，分離因數(shù)得以直線增加，從而使產(chǎn)品含濕量大幅度降低。美國還改進了活塞離心機的推料裝置，利用電機提供活塞軸向的力，并采用部分濾液或水作工作液體。這些研究成果充分保證了對被分離物料的預(yù)分和再分離，在不增加能耗的情況下，有效地降低活塞離心機的脫水負荷，從而大大降低了產(chǎn)品的含濕量。1.4.2活塞推料離心機的發(fā)展趨勢多級化發(fā)展自活塞推料離心機發(fā)展以來，經(jīng)歷了由單級到雙極乃至多級的發(fā)展，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求，未來活塞推料離心機必然朝多級化發(fā)展。這也是本次設(shè)計研究的著重點。多錐復(fù)合型多錐復(fù)合型雙極活塞離心機薄層過濾理論的出現(xiàn)帶來了雙極及多級活塞離心機的新發(fā)展。有試驗表明：相同工況下，用柱-錐形活塞離心機時，相比傳統(tǒng)的柱形活塞離心機，分離的產(chǎn)量不僅大為提高，而且產(chǎn)物的含濕量也大大降低。過濾介質(zhì)除了主體結(jié)構(gòu)外，活塞離心機中的過濾介質(zhì)--篩網(wǎng)也是直接影響離心機主要性能的重要部分。其表面粗糙度的大小可影響離心機的推料功率，尤其是開孔率即過濾面積的大小對濾渣含濕量的影響十分明顯。HR500-N離心機分離重堿的實驗表明，當銑制板式篩網(wǎng)的開孔率增大2.38%時，重堿含濕量可降低0.72%；分離碳銨實驗表明，當銑制板式篩網(wǎng)的開孔率增大2.25%時，碳銨的含濕量可降低0.3%。實驗證明當銑制板式篩網(wǎng)的內(nèi)表面十分光滑時，推料功耗就會很小。然而，不論是從理論分析，還是使用效果，銑制板式篩網(wǎng)的過濾面積，制造成本等均不能與焊接板網(wǎng)相比。分離強化為了進一步強化過程，一些場輔助離心分離技術(shù)相繼出現(xiàn)。例如：德國KraussMaffei公司首先申請虹吸刮刀離心機專利，利用虹吸效應(yīng)強化分離過程；國內(nèi)四川大學和重慶江北機械有限責任公司自上世紀九十年代聯(lián)合開展了“虹吸刮刀離心機關(guān)鍵技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化”專項工作，完成了GKH系列虹吸刮刀離心機的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。物料改性與工藝優(yōu)化待分離物料的物性參數(shù)對分離設(shè)備效果的影響很大，一系列物料改性技術(shù)得到重視和廣泛應(yīng)用，包括加溫降低母液的粘度；絮凝與凝聚技術(shù)增大顆粒的粒度；分散降低液相表面張力；濃縮提高固形物的濃度可以提高設(shè)備的產(chǎn)能。高效驅(qū)動和節(jié)能技術(shù)近年來有大量研究工作集中在提高螺旋離心機的能效，幾乎在同一時間出現(xiàn)了大量不同的技術(shù)解決方案，例如Hilller公司Decapress螺旋離心機所采用的SEE驅(qū)動系統(tǒng)。螺旋離心機的輸渣功率在能耗中占比較大，一些制造商通過特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計利用分離液的壓力輔助推料，提高輸渣效率，降低功率消耗。日本KotobukiTechrex和三井東亞化學公司聯(lián)合研制成功的MTC雙錐螺旋離心機，在相同轉(zhuǎn)鼓直徑和長度下，其液池更深、轉(zhuǎn)鼓有效長度更長，當量沉降面積更大，分離效果更好。GEAWestfalia公司的Ecoforce螺旋離心機其液池深度與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑之比達到0.52,比傳統(tǒng)螺旋離心機提高了30%，新機型比原有機型可以節(jié)能30%，用于污泥脫水的能耗低到0.7kWh/h。（七）結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及特殊專用型1.5活塞推料離心機的主要參數(shù)、安裝要求及操作與使用1.5.1活塞推料離心機的主要技術(shù)參數(shù)（1）國內(nèi)目前生產(chǎn)的活塞推料離心機主要技術(shù)如下：轉(zhuǎn)鼓直徑：400-1200轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速：500-2600r/min推料次數(shù)：20-108次/min推料行程：40-80㎜本次設(shè)計在數(shù)據(jù)方面的要求如下設(shè)計轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)直徑（一、二、三級轉(zhuǎn)鼓）（mm）：680/740/800過濾區(qū)長度（mm）：380/530/650轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速（r/min）：1500分離因素：1007.1推料行程（mm）：50推料次數(shù)（次/min）：20～108主電機/油泵電機功率（kw）：1.5.2活塞推料離心機的安裝要求（1）活塞推料離心機在使用過程中由于受到懸浮液密度波動等方面的原因，容易產(chǎn)生較大的震動，在安裝是必須采取減震措施即將離心機通過地腳螺栓固定在重達幾頓或是十幾噸的鋼筋混凝土或者鑄鐵板的抗震座上，而抗震座和樓板之間則必須通過減震墊塊進行隔振。（2）在活塞推料離心機安裝過程中應(yīng)當留足夠的維護空間，尤其是應(yīng)當在門蓋側(cè)，考慮到在主軸更換時，轉(zhuǎn)鼓及主軸需要從離心機內(nèi)部移除所需空間位置，另外在離心機的上方應(yīng)當設(shè)置起重機，以便于后續(xù)的維護工作。（3）另外，活塞推料離心機管道安裝時，物料從粘稠器或旋流器到離心機之間的進料管應(yīng)當較短、直或有大的斜角，變徑處應(yīng)當保持光滑不堵塞，以保證濃稠物質(zhì)順利通過，并且與離心機進料管法蘭應(yīng)有一段繞性連接，以免離心機的震動導致連接管道損壞。（4）為了得到良好的分離效果，一般在離心機的排液口處需要設(shè)置氣液分離器，以便將大量夾帶的氣體排出，氣體排出接管應(yīng)當為垂直狀態(tài)，高度應(yīng)當大于兩米，用來保證濾液排放流暢；同樣，固體排出口也應(yīng)當保持通暢，不造成堵塞。（5）在電機安裝過程中，應(yīng)當注意：主電機需采用星-三角降壓啟動或者軟啟動，而不能直接啟動，避免對離心機零部件造成損壞。1.5.3操作與使用（1）啟動前：開機前應(yīng)當檢查是否根據(jù)說明書正確的安裝、連接；管道和容器內(nèi)是否清洗干凈，保證轉(zhuǎn)鼓內(nèi)無異物；是否用手轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)鼓；V型帶張緊程度是否合適；保護殼是否安裝好；油泵旋轉(zhuǎn)方向是否正確；推料機構(gòu)是否能作前后運動；轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)方向是否正確；冷卻水、洗滌水、沖洗水是否供給正常等。（2）啟動時：再次檢查轉(zhuǎn)鼓內(nèi)無異物方能開機；啟動離心機物料排出口的輸出裝置；開啟冷卻水閥門，通過冷卻器冷卻液壓油，冷卻水流量以將油溫調(diào)整至50-55℃為宜；啟動電機后注意電流值是否正常；推料機是否正常工作，空載油壓應(yīng)該小于1.5MPa；啟動后，推料運動時，轉(zhuǎn)鼓不轉(zhuǎn)動的時間不得超過5分鐘。（3）運行時：確認轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動無異常，時刻關(guān)注電流、油壓等觀測儀器的變化，一旦出現(xiàn)異常，立馬停機。（4）停機：關(guān)閉進料閥，沖洗轉(zhuǎn)鼓、罩殼即進料管，待沖洗完成后關(guān)閉沖洗水閥門；關(guān)閉主電機；待轉(zhuǎn)鼓停止后，立即關(guān)閉油泵電機；關(guān)閉冷卻水閥門；打掃工作現(xiàn)場，保持清潔干凈；做好離心機的維護工作。1.6故障分析及保養(yǎng)1.6.1故障分析油溫過高（原因：冷卻水閥門未打開或則管路堵塞等）油起泡（原因：油品太低、油位太低或者溫度太低、油被污染等）推料次數(shù)減少（原因：油起泡、油泵吸入管路泄露、溢流閥泄露、推料間活塞間隙過大、油泵受損等）油泵電機電流過大（原因：油溫過低、溢流閥卸荷壓力太高等）周期性震動（原因：不規(guī)則加料、懸浮液濃度波動、軸承損壞、篩網(wǎng)破損或者堵塞、推料片和篩網(wǎng)間隙過大或則不均勻等）主電機電流過大（原因：V型帶張緊程度太緊、加料過多、固體或者液體排出受阻等）1.6.2保養(yǎng)離心機的保養(yǎng)與維護工作應(yīng)當由接受過專門培訓的工作人員進行保養(yǎng)與維護，做到每班、每周、每月、每年進行保養(yǎng)與維修。三級活塞推料離心機總體方案設(shè)計2.1活塞推料離心機的結(jié)構(gòu)特點及工作原理2.1.1活塞推料離心機的結(jié)構(gòu)特點與刮刀卸料離心機相比，活塞推料離心機的優(yōu)點在于分離的物料破碎程度小、離心機轉(zhuǎn)速高、推料次數(shù)多，并且可以根據(jù)物料顆粒定制板網(wǎng)縫隙，表面光滑，可降低推料功耗，縫隙均勻能提高固體回收率，具有良好的過濾性能。缺點：活塞推料離心機對懸浮液的固相濃度十分敏感，適應(yīng)性差。例如，當懸浮液固相含量過少時，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)不會形成濾餅層；當懸浮液固相含量較大時，就會造成懸浮液流動性差，物料不能均勻分布，使得機器發(fā)生較為強烈的震動。因此，懸浮液應(yīng)當經(jīng)流一個預(yù)處理裝置，調(diào)整料液的固相濃度，使機器充分發(fā)揮其性能，提高物料分離的質(zhì)量。條網(wǎng)的縫隙較大，固體顆粒容易被活塞在往復(fù)運動過程中擠出網(wǎng)孔，造成固料漏損和濾液混蝕，降低分離的質(zhì)量轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速提高受到約束，當轉(zhuǎn)速較高時，物料緊貼篩網(wǎng)，退料盤受到的摩擦阻力過大，在已限定的液壓推力下，活塞無法動彈，或是濾餅層拱起，不能完成正常的卸料過程。2.1.2三級活塞推料離心機的工作原理活塞推料離心機適用于分離中、粗顆粒，需要洗滌的固相濃度較大的懸浮液。不宜用來分離膠狀物料，無定形物料，以及具有較高摩擦系數(shù)的物料。與單雙級活塞推料離心機的使用范圍基本相同，三級活塞退料離心機要求懸浮液的濃度需均勻、穩(wěn)定，固形物含量一般應(yīng)＞30%（具體要視物料定，如纖維類甚至＞5%也能分離；當采用螺旋輸送進料時，固形物含量可達80%），顆粒粒徑分布較寬泛，固相顆粒的平均粒徑一般≥0.1mm。三級活塞推料離心機是（如圖2所示）在原有的二級活塞推料離心機上又增加一級轉(zhuǎn)鼓，同樣，物料經(jīng)過布料盤均勻分布到一級轉(zhuǎn)鼓(1)上，所述一級轉(zhuǎn)鼓通過六角螺栓與三級轉(zhuǎn)鼓（3）鼓底連接，而二級轉(zhuǎn)鼓（2）鼓底安裝有支撐環(huán)（11），支撐環(huán)上安裝有推料盤（5），而推料盤上安裝有布料部件（23）。二級轉(zhuǎn)鼓鼓底通過六角螺釘與推桿（14）固定連接，外部的空心主軸（15）通過六角螺栓與三級轉(zhuǎn)鼓鼓底固定連接。而推料盤、一級轉(zhuǎn)鼓、二級轉(zhuǎn)鼓上都安裝有推料片。三級轉(zhuǎn)鼓與三級轉(zhuǎn)鼓錐形段通過螺栓進行連接。各級轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁都設(shè)置有對應(yīng)的篩網(wǎng)。其工作原理：與二級活塞推料離心機原理相似，懸浮液通過進料管和布料部件，均勻的分布在一級轉(zhuǎn)鼓上，不同的是：空心主軸帶動各級轉(zhuǎn)鼓做旋轉(zhuǎn)運動，而推桿推動二級轉(zhuǎn)鼓和固定在二級轉(zhuǎn)鼓上的推料盤做往復(fù)運動，三級轉(zhuǎn)鼓和固定在三級轉(zhuǎn)鼓上的一級轉(zhuǎn)鼓只做旋轉(zhuǎn)運動。懸浮液通過各級轉(zhuǎn)鼓和分布在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的篩網(wǎng)逐級過濾，固相經(jīng)推料片逐級推出固相收集器，液相則由液相出口排出。由此，達到了分離固相、液相的目的。圖2與雙極活塞推料離心機基本相同，三級活塞推料離心機結(jié)構(gòu)包括：一級、二級、三級轉(zhuǎn)鼓（所述三級轉(zhuǎn)鼓采用柱錐結(jié)構(gòu)）、空心主軸、推料軸、軸承座、機殼、機座、電機、復(fù)合油缸、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等。2.2結(jié)構(gòu)簡介機座：機座部件是由鋼板焊接而成，是整機裝配的根基。底部安裝有油箱，為液壓部件提供油壓，在機座上端裝有注油孔、油位計、排氣閥門、空氣濾清器等。其前部安裝有軸承座（整個轉(zhuǎn)動部分的支撐零件）。機座上還安裝有主動電機、油泵電機以及油泵，壓力表、溫度計、油冷卻也安裝在機座上。而整個機座底部有較大的安裝基面，整機安裝在澆筑的鋼筋混凝土上的構(gòu)件上，通過橡膠緩沖塊，保證機器運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，減少噪音和劇烈震動。轉(zhuǎn)鼓：轉(zhuǎn)鼓包括第一、二、三級轉(zhuǎn)鼓，第三級采用柱錐結(jié)構(gòu)，所述錐形段與圓形段通過螺釘連接，所述圓形段與第三級轉(zhuǎn)鼓鼓底固定連接，而第三級轉(zhuǎn)鼓鼓底通過螺栓固定在推料軸上，第三級轉(zhuǎn)鼓鼓底通過六角螺栓與第一級鼓底相連，所述第二級轉(zhuǎn)鼓鼓底與第二級轉(zhuǎn)鼓固定連接，第二級轉(zhuǎn)鼓鼓底中部通過六角螺釘固定有防護帽和空心軸，第二級轉(zhuǎn)鼓鼓底安裝有支撐環(huán)，支撐環(huán)上安裝有推料盤，而推料盤上安裝有布料部件，第一級轉(zhuǎn)鼓鼓底與第一級轉(zhuǎn)鼓固定連接。而推料盤與與第一級轉(zhuǎn)鼓通過第一級推料片相接，第一級轉(zhuǎn)鼓端部與第二級轉(zhuǎn)鼓通過第二級推料片相接，第二級轉(zhuǎn)鼓端部與第三級轉(zhuǎn)鼓圓形段通過第三級推料片相接，而第一級轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁設(shè)有一級篩網(wǎng)、第二級轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁設(shè)有二級篩網(wǎng)、第三級轉(zhuǎn)鼓錐形段設(shè)有三級篩網(wǎng)。軸和軸承部件：包括空心主軸、推料軸、導向襯套、密封襯套、前后密封圈和轉(zhuǎn)動軸承等。推料軸與空心主軸一起做旋轉(zhuǎn)運動，同時推料軸又在空心軸內(nèi)導向襯套做往復(fù)運動。滾動軸承由液壓系統(tǒng)提供油潤滑，活塞推料離心機采用特殊無油潤滑前導向襯套和少油潤滑的方式。前后密封圈可以防止外來雜物侵入并且防止?jié)櫥托孤?。?fù)合油缸：實現(xiàn)推料軸往復(fù)運動的部件，主要由壓力油缸、推料活塞、導閥、滑閥、導向桿、油缸蓋、進出油殼體、輸油密封、鎖緊螺母等組成。當壓力油進入油缸，在自有的換向裝置的作用下活塞產(chǎn)生軸向往復(fù)運動，與活塞連接在一起的推桿也做同樣的運動。液壓部件：主要由油泵電機、油泵、溢流閥、調(diào)速閥、壓力表、溫度計及油冷卻器等機電配套組件組成，并且還包括潤滑進給系統(tǒng)。機殼：機殼主要由壁板、機殼、前蓋、門、進料管、洗滌管、集料槽、刮刀等組成。壁板與機殼通過螺釘連接并且一起由壁板的法蘭連接在機座上。機殼上有液體和固體出口及管接頭用來連接清洗管道，清洗轉(zhuǎn)鼓外部和機殼內(nèi)部。集料槽、刮刀等都裝在機殼內(nèi)。由螺釘連接在機殼前部的前蓋上裝有門、洗滌管、進料管等。主動電機：安裝與機座上，通過V形帶傳動為轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)提供動力，皮帶的松緊靠托板的螺栓進行調(diào)整。電氣控制柜：是該機配套的專用電氣設(shè)備，控制油泵電機和主電機的啟動和關(guān)閉。2.3離心機的操作循環(huán)除了濾餅層移動的過濾離心機（例如：活塞推料離心機、離心卸料離心機和螺旋卸料離心機）是連續(xù)操作意外，其余都是間歇操作。如何根據(jù)過濾離心機的性能特點與生產(chǎn)工藝的要求，去合理的安排過濾離心機的各個操作階段，關(guān)系到提高離心機的生產(chǎn)效率。間歇操作過濾離心機的操作一般包括以下幾個階段：EQ\o\ac(○,1)第一加速階段；EQ\o\ac(○,2)加料階段；EQ\o\ac(○,3)第二加速階段；EQ\o\ac(○,4)母液分離、回收階段；EQ\o\ac(○,5)洗滌階段；EQ\o\ac(○,6)脫液甩干階段；EQ\o\ac(○,7)降速階段；EQ\o\ac(○,8)卸料階段；EQ\o\ac(○,9)過濾介質(zhì)洗滌再生階段。如圖3所示為間歇操作過濾離心機的循環(huán)操作。圖3第一加速階段是所有操作的開始階段，此階段將轉(zhuǎn)鼓加速到加料所需的轉(zhuǎn)速。圖3中加速曲線的斜率和驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩、離心機轉(zhuǎn)動部件的慣性矩以及電器控制模式等因素有關(guān)。加料階段這一階段，轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在分離物料所需的轉(zhuǎn)速下。如果過濾的物料體積小于轉(zhuǎn)鼓容積時，則采取快速或一次性加料的方法；如果過濾物中固相密度小于液相濃度時，則加料的速率應(yīng)當?shù)陀谶^濾速率，并且還應(yīng)當采用加料粉筆器以獲得均勻的濾餅層；相反，如果過濾的物料大于轉(zhuǎn)鼓容積時，則加料的速率應(yīng)該控制在懸浮液能充滿轉(zhuǎn)鼓的速率。但是對于速率較慢，特別是濾餅可壓縮性較大時，則以上的加料方式都不合適。在確定加料轉(zhuǎn)速時，還應(yīng)當考慮加料階段驅(qū)動所需轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動電機可提供的轉(zhuǎn)矩間的平衡，以及轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料分布是否均勻的問題，以免由于布料不均勻而導致不平衡的情況出現(xiàn)。第二加速階段加料完成后，離心機就可將轉(zhuǎn)速升速至最高工作轉(zhuǎn)速，以盡可能快地完成過濾過程。同樣，在這一階段加速曲線的斜率與驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩、電氣控制模式等因素有關(guān)。此階段，如轉(zhuǎn)鼓達到最高工作轉(zhuǎn)速后，濾餅層尚存較多液體時，則需要繼續(xù)運轉(zhuǎn)一段時間，才能進入下一階段。洗滌階段當母液排除量逐漸減少時，就可以進行濾餅的洗滌。洗滌液的損耗量應(yīng)該根據(jù)工藝要求而定，洗滌時要做到均勻、適量地噴撒到濾餅表面，提高洗滌液的利用率。降速階段當分離后的濾餅含濕量基本符合工藝要求后，就可以進入下一階段—卸料階段，而降速的曲線斜率也與驅(qū)動系統(tǒng)的特性、制動系統(tǒng)的能力吸收速率有關(guān)。卸料階段卸料分為機械卸料和人工卸料。機械卸料與離心機的卸料撰于、卸料機構(gòu)的特性及濾餅的特性等因素有關(guān)；而人工卸料時，機械的運轉(zhuǎn)必須停止，即轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速降為零，然后通過人工或者機械輔助完成卸料，此時，卸料時間取決于濾餅卸料的難易程度以及勞動力等諸多因素。因此，間歇操作的過濾離心機，操作循環(huán)所需要的時間為各個階段消耗時間的總和。所以如何縮短各階段所消耗的時間，提高離心機的生產(chǎn)效率，對此研究尤為重要。另外，如能使加速、降速曲線中的斜率變陡，也可縮短輔助時間，有利于提高離心機的生產(chǎn)能力。2.4分離因素的計算被分離的物料在離心力和他所受的重力的比值，稱為分離因素Fr,即：式中：m——離心力場中物料的質(zhì)量（kg）ω——轉(zhuǎn)鼓角速度：157.08（rad/min）r2——第三級轉(zhuǎn)鼓內(nèi)半徑：r2=400mm代入后得：2.5生產(chǎn)能力的計算對于間歇操作的過濾離心機，雖然操作方法以及每個操作循環(huán)所包括的階段都有所不同，但過濾離心機的生產(chǎn)能力可通過以下公式進行估算：對于每個操作循環(huán)包括哪幾個操作階段及它們所需的時間設(shè)計的因素很多，主要因素有：分離的工藝要求、濾餅層的特性、還有所用的離心機的特性等?，F(xiàn)在僅僅只能通過比例放大試驗和現(xiàn)場試驗來決定。間歇式過濾離心機的操作循環(huán)分為有效分離時間和非有效分離時間，有效分離時間包括：過濾、甩干脫液等所用時間；非有效分離時間包括：加速、降速、加料、洗滌、卸料以及過濾介質(zhì)的沖洗所用時間。而壓縮非有效分離時間有利于提高間歇操作過濾離心機的生產(chǎn)能力。雙極活塞推料離心機的生產(chǎn)能力可以將公式簡化得：式中：LS——生產(chǎn)能力（每小時所推出濾餅的重量），t/h；D——第一級轉(zhuǎn)鼓的直徑，m；h——第一級轉(zhuǎn)鼓內(nèi)濾餅厚度，m；L0——推料行程，m；i——推料次數(shù)，次/min；第三章活塞推料離心機的主要部件及材料選擇3.1轉(zhuǎn)鼓3.1.1轉(zhuǎn)鼓的性質(zhì)本次設(shè)計，設(shè)計總共三級轉(zhuǎn)鼓，一次分為：第一級轉(zhuǎn)鼓、第二級轉(zhuǎn)鼓、第三級轉(zhuǎn)鼓，并且都采用焊接式的厚壁大孔帶篩網(wǎng)的組合式結(jié)構(gòu)，篩網(wǎng)設(shè)置在轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁。設(shè)置大孔有利于液相的分離，篩網(wǎng)縫隙用于分離固相組織。而轉(zhuǎn)鼓鼓底和筒壁采用焊接連接，加工成本低且有利于提高轉(zhuǎn)鼓的穩(wěn)定性，消除螺栓連接帶來的安全隱患。3.1.2轉(zhuǎn)鼓的材料選擇以NaCl為分離對象，NaCl與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁有直接接觸，并且對一般材料都具有腐蝕性，因此需要選擇抗腐蝕性的材料對轉(zhuǎn)鼓進行設(shè)計。于是我們選擇不銹鋼材料。查閱資料后，我們得知316不銹鋼不僅具有良好的抗腐蝕性，還具有良好的焊接性能，非常適合本次轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計，因此我們選擇316不銹鋼作為本次設(shè)計轉(zhuǎn)鼓的材料。3.2篩網(wǎng)3.2.1篩網(wǎng)的性質(zhì)篩網(wǎng)作為過濾介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，同樣需要與濁液進行接觸，并且還要滿足連續(xù)分離的要求。因此，在設(shè)計篩網(wǎng)時，除了要考慮其抗腐蝕性能，還應(yīng)當重點考慮其耐磨性。目前應(yīng)用于活塞推料離心機的領(lǐng)域的篩網(wǎng)主要有：焊接式條網(wǎng)、串接式條網(wǎng)和銑制板網(wǎng)，近年來又出現(xiàn)了許多新制的新型板網(wǎng)，在使用性能上面都優(yōu)于前面三種?？紤]到，一、二、三級篩網(wǎng)的作用功能都有所不同，例如第一級篩網(wǎng)的作用是分離大多數(shù)的母液，減少固相組織隨其排出，應(yīng)該選擇網(wǎng)隙較細的篩網(wǎng)，并且網(wǎng)條的寬度宜窄，以獲得較大的過濾面積；相反，第三級篩網(wǎng)主要作用是洗滌、甩干，這一階段固相組織不容易隨濾液排出，因此應(yīng)當選擇網(wǎng)隙較大的篩網(wǎng)以便于，固相組織的排出。3.2.2篩網(wǎng)的材料選擇為了讓篩網(wǎng)滿足抗腐蝕性并且有具有較高的耐磨性，在查閱資料以后得知：現(xiàn)今篩網(wǎng)主要還是采用不銹鋼材料，目前篩網(wǎng)主要采用的材料有316L、304、904L、2205、雙相鋼、鈦材等材料。經(jīng)過比對，綜合考慮篩網(wǎng)需要滿足的性能要求后，本次設(shè)計我們選用不銹鋼304作為本次設(shè)計篩網(wǎng)的材料。3.3軸3.3.1軸的分類及其性質(zhì)在活塞推料離心機中分為兩根軸，空心主軸和推料軸，推料軸套在空心主軸中，推動二級轉(zhuǎn)鼓以及固定在二級轉(zhuǎn)鼓上的推料盤做往復(fù)運動，而空心主軸帶動轉(zhuǎn)鼓做旋轉(zhuǎn)運動，空心主軸又裝在滾動軸承內(nèi)。因此考慮到推料軸和空心主軸受到的力和扭矩，翻閱資料后我們選用40Cr作為推料軸的設(shè)計材料，而45鋼作為空心主軸的設(shè)計材料。3.3.2軸的材料選擇主軸零件要求材料具有良好的機械強度，韌性和耐磨性，這些性質(zhì)是通過熱處理方法實現(xiàn)的，因此要求材料具有良好的淬火硬度。同時保持材料內(nèi)在的韌性。一般機器的主軸用45鋼，45鋼是優(yōu)質(zhì)的碳素結(jié)構(gòu)鋼。因此選用40Cr作為推料軸的設(shè)計材料，而45鋼作為空心主軸的設(shè)計材料。3.4油路系統(tǒng)本次設(shè)計的關(guān)鍵是實現(xiàn)活塞推料離心機的穩(wěn)定、連續(xù)分離；而關(guān)鍵部位就是復(fù)合油缸。活塞推料離心機需要的是一種通過內(nèi)部閥、桿動作來實現(xiàn)自動、機械換向并且確保每分鐘幾十次往復(fù)運動的復(fù)合油缸。這里我們選擇的復(fù)合油缸結(jié)構(gòu)如圖圖導向桿；2-油缸蓋；3-滑閥；4-壓蓋；5-活塞盤；6-先導閥桿；7-活塞；8-油缸體其工作原理：工作時，液壓油由活塞推料離心機的推桿軸芯等途徑進入復(fù)合油缸內(nèi)，通過先導閥的撞擊，位置變換，使控制油通過活塞盤交替進入活塞內(nèi)部，而控制活塞內(nèi)部的滑閥處于左右極端位置，從而實現(xiàn)液壓油交替進入活塞兩側(cè)，推動活塞做往復(fù)運動。推料次數(shù)的調(diào)整可通過改變進入復(fù)合油缸的油量獲得。推料力（工作油壓）的調(diào)整則是通過液壓系統(tǒng)中溢流閥的參數(shù)設(shè)計來改變。復(fù)合油缸的工作原理可以簡化成如圖所示，如圖所示，圖為行程反饋式活塞離心機推料機構(gòu)的液壓控制系統(tǒng)原理圖，該系統(tǒng)主要由活塞和換向閥兩部分組成。其原理為高壓油液經(jīng)過換向閥A口或者B口進入到活塞的前腔或者后腔驅(qū)動活塞進行往復(fù)運動，當活塞運動至反饋孔時，油液經(jīng)過反饋孔進入換向閥的左端或者右端使其換向，活塞前后腔高低壓交替變化推動活塞進行往復(fù)運動。3.5機殼和油箱的材料由于油箱和機殼一般采用鑄造時，當采用鑄造時，常用鑄鐵（HTI150或HT200）制成。鑄鐵易于切削，抗壓性能好，并且有一定的吸振性。但其彈性模量E較小，剛性較差，因為離心機振動較大，故在離心機中比較少使用。當采用鋼板焊接來代替鑄造時，不但不用模具，簡化了毛坯制造，而且由于鋼的彈性模量E與切變模量G均較鑄鐵大40%—70%，因而可以得到重量較輕而剛性較好的油箱和機殼。第四章參數(shù)計算4.1活塞推料離心機轉(zhuǎn)鼓的計算4.1.1離心機轉(zhuǎn)鼓壁厚的計算轉(zhuǎn)鼓作為離心機關(guān)鍵的部件之一，一方面，轉(zhuǎn)鼓的結(jié)構(gòu)對離心機的用途、操作、生產(chǎn)能力和功率都具有決定性的影響；另一方面轉(zhuǎn)鼓自身由于高速旋轉(zhuǎn)，勢必受到離心力的作用，在離心力的作用下轉(zhuǎn)鼓內(nèi)會產(chǎn)生很大的工作壓力，一旦發(fā)生損壞，必然造成極大的危害，例如應(yīng)力過高引起的“崩裂”，通常會造成嚴重的人身傷害事故。同樣，轉(zhuǎn)鼓的剛度條件也同樣重要，若剛度條件不滿足，同樣也會發(fā)生上述事故。因此對離心機的轉(zhuǎn)鼓設(shè)計計算的分析研究就舉足輕重。轉(zhuǎn)鼓是柱錐形(4-1)(4-2)因此有：(4-3)式中：S,SS—轉(zhuǎn)鼓的厚度和篩網(wǎng)的當量厚度；R—轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)半徑；m—篩網(wǎng)質(zhì)量；K—轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料填充系數(shù)；(4-4)（4-5）式中：ρ0—轉(zhuǎn)鼓壁的密度：ρ0=7.85×103kg/m3ω—旋轉(zhuǎn)角速度；（4-6）式中：ns，nb稱為安全因素，大致范圍分別是：1.2～2.5，2～3.5取ns，nb分別為：2，3.5σs表示抗拉強度，查國標為620MPaσb表示屈服強度，查國標得310MPa取小的，許應(yīng)力為[δ]=155MPaα=12o；ρ0=7.85×103kg/m3ρmf=1.5×103kg/m3（4-7）取K=0.3（4-8）（4-9）所以取S=10mm4.1.2轉(zhuǎn)鼓的強度校核轉(zhuǎn)鼓應(yīng)力：轉(zhuǎn)鼓圓桶部分空轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時，鼓壁內(nèi)的環(huán)向應(yīng)力：（4-10）式中：q—對不開孔轉(zhuǎn)鼓的開孔系數(shù)，取q=1ρ1—轉(zhuǎn)鼓材質(zhì)密度，ρ1=7.85g/cm3R2—轉(zhuǎn)鼓的平均半徑，R2=380mm料載荷離心力產(chǎn)生的鼓壁環(huán)向應(yīng)力：（4-11）圓筒部分應(yīng)力：（4-12）轉(zhuǎn)鼓錐體部分空轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時鼓壁內(nèi)環(huán)向應(yīng)力：物料載荷離心力產(chǎn)生的鼓壁環(huán)向應(yīng)力：（4-13）錐形段,因此轉(zhuǎn)鼓強度滿足要求。4.2離心機驅(qū)動功率計算4.2.1驅(qū)動功率計算本次設(shè)計離心機所需要的功率主要包括以下幾個方面：（1）啟動轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動部件所需的功率N1；（2）啟動物料達到操作轉(zhuǎn)速所需的功率N2；（3）克服支撐軸承摩擦所需功率N3；（4）克服轉(zhuǎn)鼓以及物料與空氣摩擦所需功率N4；（5）卸出物料所需功率N5。啟動轉(zhuǎn)動部件所需功率轉(zhuǎn)動件加速到角速度ω所需的功為：（4-14）式中Jp——轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動慣量，。則啟動轉(zhuǎn)動體的平均功率為：（4-15）式中，為啟動時間。欲使離心機轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動件，由靜止狀態(tài)達到工作轉(zhuǎn)速具有一定的動能，必須由外界作功，該功為:（4-16）式中:V--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,。啟動轉(zhuǎn)動件的平均功率為：（4-17）式中:--啟動時間，s；--離心機的角速度，rad/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5-8%即可。主要轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動慣量計算：第三級轉(zhuǎn)鼓：皮帶輪：取其轉(zhuǎn)動慣量為7kg/m2；則總的轉(zhuǎn)動慣量為考慮到還有其他轉(zhuǎn)動部件因此將轉(zhuǎn)動慣量擴大1.08倍取T1=20s，則求得N1=22.5（kw）啟動物料達到操作轉(zhuǎn)速所需的功率N2懸浮液物料所消耗的功率為沉渣和分離液所需功率之和（4-18）克服支撐軸承摩擦所需功率N3軸承摩擦消耗功率（4-19）式中：f為軸承摩擦系數(shù)，滾動軸承摩擦系數(shù)范圍為0.001~0.002主軸受到的總載荷為：（4-20）式中：m0—轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動件與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料的總質(zhì)量，kge—轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動部件與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料的質(zhì)心對轉(zhuǎn)鼓回轉(zhuǎn)軸線的偏心距，m對于間歇操作沉降離心機和連續(xù)過濾離心機e=1×10-3Rm0大約為360kgN機械密封摩擦消耗的功率：（4-21）式中：4.2.2電機的選擇電機的容量選用是否合適，關(guān)乎到電機的工作性能和經(jīng)濟效益，當容量小于工作要求時，電機不能保證工作裝置的正常工作；或則電機長期過載而易損壞；容量過大，則電機價格過高，造成能量利用率低，效率和功率因數(shù)都較低，造成不必要的浪費。經(jīng)過估算N大小區(qū)間在（30，37）kW之間，所以選用型號為Y225S-4的三相異步電機，其額定功率為37kW,轉(zhuǎn)速為1480r/min。4.2.3帶輪的設(shè)計計算選擇V帶型號確定計算功率，查表得工作情況系數(shù)(kW)查表得，選取C型V型帶確定帶輪直徑選取小帶輪直徑，參考設(shè)計情況及表，選取小帶輪直徑320mm取帶輪傳動比i=1.04，n2=1500。帶輪速度式中：=0.01-0.02代入數(shù)據(jù)求得：大帶輪直徑，查表，取大帶輪直徑為325mm，同樣取小帶輪直徑為320mm（3）確定中心距a和帶長所以根據(jù)實際設(shè)計情況取a0=500（4）驗算小帶輪包角α1（5）確定V帶根數(shù)z式中：求得z=6.217，取z=7（6）確認單根V帶初張緊力F0，以及作用在軸上的力Fr4.3空心主軸的設(shè)計計算4.3.1軸的設(shè)計4.3.2軸的強度校核4.4推料軸的設(shè)計計算4.4.1軸的設(shè)計4.4.2軸的強度校核第五章經(jīng)濟技術(shù)分析5.1技術(shù)可行性分析本次設(shè)計是