畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)---磨料水射流切割機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p>　　題目：磨料水射流切割機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　系 別： 機(jī)電信息系 </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 </p><p>　　班 級： </p>

2、;<p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　2011年06月</b></p><p>　

3、　磨料水射流切割機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　磨料水射流切割技術(shù)是近年來迅速發(fā)展起來的新型射流技術(shù)。 但磨料水射流切割目前也存在一些問題，為了提高其生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本以及避免產(chǎn)生事故，本文對磨料水射切割機(jī)整體系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)和防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。核心是對過濾系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先，在整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通過對磨料引入方式的不同的

4、分析，采用前混合式設(shè)計(jì)方案。其次，對過濾系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，為達(dá)到在有限的容積內(nèi)完成磨料的均勻，噴射、回收、分離，采用臥式螺旋離心機(jī)。本文對臥式螺旋離心機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：磨料；水射流; 過濾系統(tǒng)</p><p>　　Abrasive Water Jet Cutting Machine System</p><p><b>　　Ab

5、stract</b></p><p>　　Abrasive water jet cutting technology is developing rapidly in recent years, the new jet technology.But the abrasive water jet cutting is also some problems, in order to increase th

6、eir production efficiency, reduce production costs and avoid the accident, the paper abrasive water-jet cutting machine as a whole system, filtration system design.First, in the overall system design, through the introdu

7、ction of abrasive different analytical methods, the use of the former hybrid design.Secondly, the d</p><p>　　Key Words:Abrasive; water jet; filtration system</p><p><b>　　目 錄</b><

8、/p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1磨料水射流切割概況1</p><p><b>　　1.2課題背景1</b></p><p><b>　　1.3研究意義2</b></p><p>　　1.4本文主要研究工作2

9、</p><p>　　2 磨料水射流切割機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案確定3</p><p>　　2.1 磨料水射流切割原理3</p><p>　　2.2 磨料水射流切割機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案確定4 </p><p>　　3 磨料水射流切割機(jī)整體系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6</p><p>　　3.1設(shè)計(jì)原理和要求

10、6</p><p>　　3.2主要技術(shù)參數(shù)的確定7</p><p>　　3.2.1泵組工作參數(shù)7</p><p>　　3.2.2水射流反力確定7</p><p>　　3.2.3磨料罐容積的計(jì)算（磨料采用鋼砂）8</p><p>　　3.2.4高壓管路的確定8</p><p>　　4 防

11、護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)10</p><p>　　4.1防護(hù)罩的設(shè)計(jì)原則10</p><p>　　4.2防護(hù)罩的種類與選用10</p><p>　　4.3設(shè)計(jì)參數(shù)的確定10</p><p>　　5循環(huán)過濾系統(tǒng)的設(shè)計(jì)10</p><p>　　5.1離心分離的基本原理10</p><p>　　5.2

12、 離心分離的分類10</p><p>　　5.3離心過濾設(shè)備的選用10</p><p>　　5.4臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)的生產(chǎn)能力計(jì)算10</p><p>　　5.4.1生產(chǎn)能力概述10</p><p>　　5.4.2生產(chǎn)能力計(jì)算10</p><p>　　5.5臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)的功率計(jì)算與電機(jī)選擇10

13、</p><p>　　5.5.1 功率計(jì)算10</p><p>　　5.5.2 電機(jī)選擇10</p><p>　　5.6V帶設(shè)計(jì)計(jì)算10</p><p>　　5.6.1 帶動轉(zhuǎn)鼓的V帶設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　5.6.2帶動螺旋輸送器的V帶設(shè)計(jì)計(jì)算10</p><p>　　5.7轉(zhuǎn)

14、鼓壁厚度校核10</p><p>　　5.8擺線針輪差速器設(shè)計(jì)計(jì)算10</p><p>　　5.8.1擺線針輪差速器概述11</p><p>　　5.8.2擺線針輪行星差速器參數(shù)的確定10</p><p><b>　　6結(jié)論11</b></p><p><b>　　61總結(jié)1

15、1</b></p><p><b>　　6.2體會11</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)12</b></p><p><b>　　致 謝13</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明14</p><p>

16、　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明15</p><p><b>　　附錄116</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 磨料水射流切割概況</p><p>　　磨料水射流技術(shù)是近年來迅速發(fā)展起來的新型射流技術(shù)。磨料水射流【1】是在高速連續(xù)水射流中加入磨料顆

17、粒形成的高能磨料射流束對材料具有極強(qiáng)的沖蝕和磨削作用,而不改變材料的力學(xué)、物理和化學(xué)性能，它具有良好的切割、磨削、沖蝕、粉碎功能，并且在加工時(shí)不產(chǎn)生熱應(yīng)力，與傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法相比具有無可比擬的優(yōu)越性。它可應(yīng)用在許多行業(yè)，如：機(jī)械設(shè)備和金屬構(gòu)件表面低層處理和清洗，金屬材料、非金屬材料和復(fù)合材料的切割等廣闊的領(lǐng)域。近年來在材料的切割、銑削和車削等加工中應(yīng)用日趨成熟。</p><p><b>　　1.2課題

18、背景 </b></p><p>　　本課題來源于精密加工研究所所承擔(dān)的省教育廳研究項(xiàng)目，編號為09JK499“基于人工智能的磨料水射流切割機(jī)的工藝參數(shù)優(yōu)化和研究方法”。該項(xiàng)目主要研究磨料參數(shù)(材料、形狀、流量和粒度)和磨料動能大小對切割能力的影響，工件材料性能、射流系統(tǒng)參數(shù)(磨料參數(shù)、射流壓力、混合腔、水噴嘴及磨料噴嘴參數(shù))和機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)(切割角度、速度、靶距、執(zhí)行機(jī)構(gòu)精度)對切割效果的影響。本課題是

19、該項(xiàng)目內(nèi)容的一部分，主要為該項(xiàng)目的研究提供實(shí)驗(yàn)裝備設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　1.3研究意義</b></p><p>　　磨料水射流【1】是在高速連續(xù)水射流中加入磨料顆粒形成的高能磨料射流束對材料具有極強(qiáng)的沖蝕和磨削作用,而不改變材料的力學(xué)、物理和化學(xué)性能，近年來在材料的切割、銑削和車削等加工中應(yīng)用日趨成熟。磨料射流的引入大大提高了液體射流的作用效果，使得射流

20、在較低壓力下即可進(jìn)行除銹、清砂以及切割作業(yè)；或者在同等壓力下，極大地增加作業(yè)速度或效率。磨料水射流切割機(jī)是通過固液兩相高速射流束對被加工材料的研磨、刮削、沖蝕和擠壓等作用完成材料加工。磨料水射流切割機(jī)工作原理【2】是：普通水經(jīng)過高壓泵，將水壓增至幾十至幾百M(fèi)Pa，在噴頭與磨料(如石英砂、金剛砂、石榴石、碳化硅等)混合后，經(jīng)通過特殊設(shè)計(jì)的、孔徑極小的砂噴管小孔射出一能量集中的，幾百m／s的高速磨料水射流，當(dāng)射流能量大于被切割工件強(qiáng)度時(shí)，通

21、過沖擊、剪切破壞和氣蝕作用來分割工件，達(dá)到切斷工件的目的，而不會改變材料的物理和化學(xué)性能。</p><p>　　1.4本文主要研究工作</p><p>　　磨料水射流切割機(jī)設(shè)計(jì)包括整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)、過濾循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和防護(hù)裝置的設(shè)計(jì)。</p><p>　　磨料水射流切割機(jī)的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖一：</p><p>　　數(shù)據(jù)庫訪問接口實(shí)現(xiàn)程序與手機(jī)數(shù)據(jù)

22、庫的連接。</p><p>　　過濾循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心部分。循環(huán)系統(tǒng)可以在有限的容積內(nèi)完成磨料的均勻，噴射、回收、分離。整套裝置具有占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，供料均勻，磨料自動循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)。過濾裝置能夠防止固體顆粒等雜質(zhì)進(jìn)入而引起密封的損壞或噴嘴的堵塞。</p><p>　　防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的作用防止高壓水射流作業(yè)潛在的危險(xiǎn)性和傷害性，大大減少事故隱患或事故損失。</p>

23、<p>　　2 磨料水射流切割機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案確定</p><p>　　2.1 磨料水射流切割原理</p><p>　　磨料水射流切割機(jī)工作原理【4】是：普通水經(jīng)過高壓泵，將水壓增至幾十至幾百M(fèi)Pa，在噴頭與磨料(如石英砂、金剛砂、石榴石、碳化硅等)混合后，經(jīng)通過特殊設(shè)計(jì)的、孔徑極小的砂噴管小孔射出一能量集中的，幾百m／s的高速磨料水射流，當(dāng)射流能量大于被切割工件強(qiáng)度時(shí)，通過沖擊、

24、剪切破壞和氣蝕作用來分割工件，達(dá)到切斷工件的目的，而不會改變材料的物理和化學(xué)性能。超高壓力磨料水射流切割機(jī)工作原理示意圖見圖2：</p><p>　　圖2超高壓力磨料水射流切割機(jī)工作原理示意圖</p><p>　　2.2磨料水射流切割機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案確定</p><p>　　磨料水射流切割機(jī)的整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)按磨料是引入方式分為：（1）前混合式；（2）后混合式；（3）外部

25、混合式；（4）磨料層【5】。外部混合式為獨(dú)立的磨料流與液體射流在到達(dá)工作表面之前交叉混合。這種方式多用于清洗作業(yè)。磨料層方法是將磨料鋪于工件表面。由于效率低，實(shí)際中幾乎不使用。前混合方式與外部混合方式相比，由于改變了磨料與水的混合機(jī)理，改善了混合效果，使磨料進(jìn)入水射流核心部分，在噴嘴出口處具有很大的速度，獲得較高的能量，因而提高了磨料的切割性能，射流的質(zhì)量明顯優(yōu)于后者。與此同時(shí)，設(shè)備的可靠性、安全性也得到提高，設(shè)備壽命也進(jìn)一步延長。理論

26、上已證明了前混合射流比后混合射流具有較高的能量傳輸效率和較大的磨料顆粒速度。大量試驗(yàn)表明：用前混合式磨料射流進(jìn)行切割，所需工作壓力約為后混合式磨料射流工作壓力的1／7～l／10【6】。所以，整體設(shè)計(jì)選用前混合式設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　在循環(huán)過濾裝置的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)方案有以下兩種：</p><p>　?。?）循環(huán)過濾器：利用濾網(wǎng)直接攔截水中的雜質(zhì)，去除水體懸浮物、顆粒物，降低濁度，減少

27、系統(tǒng)污垢、銹蝕等產(chǎn)生,以凈化水質(zhì)循環(huán)水再利用，水由進(jìn)水口進(jìn)入自清洗過濾器機(jī)體，由于智能化（PLC、PAC）設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可自動識別雜質(zhì)沉積程度，給排污閥信號自動排污。</p><p>　?。?）離心過濾：以離心力作為推動力，在具有過濾介質(zhì)(如濾網(wǎng)、濾布)的有孔轉(zhuǎn)鼓中加入懸浮液，固體粒子截留在過濾介質(zhì)上，液體穿過濾餅層而流出，最后完成濾液和濾餅分離的過濾操作。</p><p>　　在此次設(shè)計(jì)中選

28、用離心過濾。</p><p>　　在防護(hù)裝置設(shè)計(jì)中，主要是防止水射流濺出，對人體的傷害，故對工作區(qū)進(jìn)行防護(hù)。采取的措施有：（1）水射流切割區(qū)的周圍應(yīng)設(shè)置隔離屏；（2）對絲杠安裝防護(hù)罩。</p><p>　　3磨料水射流切割機(jī)整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1設(shè)計(jì)原理和要求</p><p>　　前混式磨料水射流切割機(jī)的工作原理為接通電源、

29、水源，啟動高壓泵組后，低壓水被高壓泵增壓后經(jīng)過高壓膠管3流至磨料罐底部的三通，由此分為兩路，一路經(jīng)高壓膠管1進(jìn)入磨料罐，使事先裝入罐中的磨料部分流態(tài)化成砂漿，并經(jīng)由控砂閥進(jìn)入混合器，同時(shí)另一路水流也流入混合器，使砂、水在混合器中充分混合，然后經(jīng)高壓膠管2 流向噴槍，從噴嘴射出高能量密集的磨料水射流，高速沖蝕物料，以達(dá)到切割或清洗的目的。</p><p>　　主要設(shè)計(jì)要求：走刀速度為0.0033～0.005m/s;

30、切割深度0～240mm；裝砂質(zhì)量為≤150kg；砂罐供砂連續(xù)工作時(shí)間為1200～1800s。</p><p>　　3.2主要技術(shù)參數(shù)的確定</p><p>　　3.2.1 泵組工作參數(shù)</p><p>　　經(jīng)驗(yàn)指出：一般水切割割壓力為250MPa，機(jī)組功率多在55kW.液壓泵選用柱塞高壓往復(fù)泵，qv=qηv=D2SnZπηv/240 A=πD2/4 Um=

31、Sn/30 ψ=S/D </p><p>　　式中qv———泵的實(shí)際流量，m3/s</p><p>　　q———泵的理論流量，m3/s</p><p>　　D———柱塞直徑，m</p><p>　　Q———泵流量，m3/s</p><p>　　S———柱塞行程，m</p><p>　　Z——

32、—柱塞個數(shù),m</p><p>　　n———轉(zhuǎn)速，s-1</p><p>　　ηv———泵的容積系數(shù)</p><p>　　Um———柱塞平均速度，m/s</p><p>　　A ———柱塞截面積，m2</p><p><b>　　ψ———程徑比</b></p><p>　　

33、取Um=1.1m/s,Z=3,n=8s-1,ηv=0.9,ψ=0.8則S=0.4m，D=0.5m，qv=0.0286m3/s。</p><p>　　3.2.2水射流反力確定</p><p>　　Fr=0.745qv</p><p>　　式中Fr———水射流反力，N</p><p>　　qv———水射流量，L/min</p>&l

34、t;p>　　P———水射流壓力，MPa</p><p>　　3.2.3磨料罐容積的計(jì)算（磨料采用鋼砂）</p><p><b>　　V=tq/ρ</b></p><p>　　式中V———磨料罐容積m3</p><p>　　t———系統(tǒng)連續(xù)工作時(shí)間，s</p><p>　　q———磨料流量，㎏

35、/s</p><p>　　ρ———磨料的比重，㎏/m3</p><p>　　取t=1800s,q=0.0833kg/s,ρ=8700kg/m3,可以確定磨料罐容積約為0.017m3.</p><p>　　度校核，加工完成后，還必須做水壓實(shí)驗(yàn)，以確保其安全性。</p><p>　　3.2.4 高壓管路的確定</p><p&g

36、t;　　由液—固兩相流理論可知，壓力管道中磨料漿液的流動速度需大于臨界流速的1.2～1.4m/s,，磨料才不會沉積。高壓管內(nèi)徑按下式確定：d=</p><p>　　式中d———高壓膠管內(nèi)徑，m</p><p>　　Q———管流量，m3/s</p><p>　　V———流速，m/s</p><p>　　取Q=0.0002167m3/s,1.4m

37、/s≤V≤6m/s,，可得d=0.007～0.014，可以選用8mm、10mmm 系列高壓膠管。</p><p><b>　　4防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于在磨料水射流工作時(shí)，噴射出的磨料對人的傷害巨大，故對機(jī)床安裝防護(hù)罩。</p><p>　　4.1 防護(hù)罩的設(shè)計(jì)原則</p><p>　　防護(hù)罩的設(shè)

38、計(jì)應(yīng)遵循安全防護(hù)的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)：首先要考慮操作者的人身安全，安全防護(hù)裝置必須達(dá)到相應(yīng)的安全要求，保證在規(guī)定的使用期限內(nèi)有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐磨性、耐腐蝕、抗高低溫性和抗疲勞性?？傊ＷC防護(hù)罩本身有足夠的安全可靠度。此外，在防護(hù)裝置的設(shè)計(jì)時(shí)，還要考慮可能發(fā)生的危險(xiǎn)狀態(tài)，如誤操作、突發(fā)事件等特殊情況，絕對保障人身安全。</p><p>　　4.2 防護(hù)罩的種類與選用</p><p>　　防

39、護(hù)罩從材質(zhì)上分為鋼板護(hù)罩和風(fēng)琴式防護(hù)罩（尼龍布+PVC板支撐）和橡膠防護(hù)罩。鋼板和不銹鋼防護(hù)罩，具有密封好，能防鐵屑，防冷卻液，防工具偶然事故，堅(jiān)固耐用，外形美觀等特點(diǎn)。風(fēng)琴式防護(hù)罩，外用德國尼龍布，內(nèi)加PVC板支撐，邊緣則用不銹鋼板夾護(hù)。護(hù)罩具有壓縮小和行程長等優(yōu)點(diǎn)?？赡陀?，耐腐蝕，硬用沖撞不變形，壽命長，密封好，行走平穩(wěn)，堅(jiān)固耐用給機(jī)床的使用帶來完美效果。風(fēng)箱速度可達(dá)200m/分。其次造型規(guī)則，外形美觀，為整機(jī)的整體造型增添了光彩，

40、在為整機(jī)提供實(shí)用性保護(hù)的同時(shí)，也為機(jī)床整機(jī)增加了更多視覺上的美感，使機(jī)床的整機(jī)價(jià)值得到了提升。可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成各種不同的形狀，如：U字型，一字型，方型，T字型，圓形等各種形狀。</p><p>　　在此，選用風(fēng)琴式防護(hù)罩。</p><p>　　4.3 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定</p><p>　　5循環(huán)過濾系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　為了使磨料在

41、有限的空間完成均勻、噴射、回收、分離，防止固體顆粒雜質(zhì)進(jìn)入磨料，在此采用離心過濾設(shè)計(jì)。</p><p>　　5.1 離心分離的基本原理</p><p>　　離心過濾是將料液送入有孔的轉(zhuǎn)鼓并利用離心力場進(jìn)行過濾的過程，以離心力為推動力完成過濾。兼有離心和過濾的雙重作用。</p><p>　　5.2 離心分離的分類</p><p>　　根據(jù)離心原

42、理，離心分離方法可分為：</p><p>　　1.差速離心法(Differential centrifugation)</p><p>　　2.密度梯度離心法（Density gradient centrifugation）</p><p>　　速率區(qū)帶離心法（Rate zonal centrifugation）</p><p>　　等密度離

43、心法（Isopycniccentrifugation）</p><p>　　在此，根據(jù)磨料顆粒與雜質(zhì)沉降速度不同，選擇差速離心法。</p><p>　　差速離心法是利用不同的顆粒在離心力場中沉降差異的原理，在同一離心條件下，沉降速度不同，通過不斷增加離心速度，使一個非均勻混合液中大小、形狀不同的顆粒分步沉淀。</p><p>　　5.3 離心過濾設(shè)備的選用</

44、p><p>　　工業(yè)生產(chǎn)中常采用的離心機(jī)有：（1）管式離心機(jī)；（2）碟片式離心機(jī)；（3）螺旋式離心機(jī)。在此，臥式螺旋式離心機(jī)有以下特點(diǎn)：</p><p>　?。?）設(shè)備占用面積較??； （2）操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定； （3）能自動、連續(xù)，長期運(yùn)轉(zhuǎn)，維修方便，能夠進(jìn)行封閉操作；</p><p>　　（4）清洗方便； （5）磨料回收率高 。</p>&l

45、t;p>　　根據(jù)以上特點(diǎn)，采用臥式螺旋式離心機(jī)。</p><p>　　5.4 臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)的生產(chǎn)能力計(jì)算</p><p>　　5.4.1 生產(chǎn)能力概述</p><p>　　懸浮液自進(jìn)料口進(jìn)入沉降離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓后，液相沿轉(zhuǎn)鼓軸向流動至溢流口處溢出轉(zhuǎn)鼓外，其中的固相粒子隨液相作軸向移動外，還在離心力作用下沿徑向沉降。較細(xì)的粒子由于沉降速度較慢，沉降到轉(zhuǎn)鼓壁

46、所需的時(shí)間較長。如懸浮液進(jìn)料量過大，軸向流速過快，使較細(xì)粒子在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時(shí)間少于沉降所需時(shí)間，則細(xì)粒子將隨液流溢出轉(zhuǎn)鼓外而不能被分離。因此，沉降離心機(jī)的生產(chǎn)能力，應(yīng)理解為能將所需分離的最小固相粒子沉降在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，而不致隨分離液帶出的最大懸浮液流量。這樣，分離因素一定的同一離心機(jī)，對于不同的物料或同一物料在不同的分離要求下，生產(chǎn)能力也將是不同的。</p><p>　　5.4.2 生產(chǎn)能力計(jì)算</p>

47、<p>　　沉降離心機(jī)的生產(chǎn)能力取決于液體的軸向流速和粒子的離心沉降速度，前者由于不同的流動理論而有不同的計(jì)算方法，因而得出不同的生產(chǎn)能力計(jì)算方法。</p><p>　　（1）按∑理論計(jì)算生產(chǎn)能力；</p><p>　?。?）按層流理論計(jì)算生產(chǎn)能力； </p><p>　?。?）按線性理論計(jì)算生產(chǎn)能力；</p><p>　　此處以∑

48、理論計(jì)算臥螺沉降離心機(jī)的生產(chǎn)能力。</p><p>　　∑理論是由安布勒（Ambler）于1952年提出的，由于其表達(dá)式簡單，概念明確，一直沿用至今。在保證具有一定澄清度條件下的生產(chǎn)能力Q(m/h)，按照∑理論，對于具有圓錐形轉(zhuǎn)鼓的螺旋型離心機(jī)，實(shí)際生產(chǎn)能力的計(jì)算公式可表達(dá)為：</p><p>　　Q=∑ （1）&

49、lt;/p><p>　　式中 Q——實(shí)際生產(chǎn)能力，m/h；</p><p>　　——分離效率系數(shù)； </p><p>　　——懸浮液中固相顆粒的重力沉降速度，m/s；</p><p>　　∑——當(dāng)量沉降面積, ㎡；</p><p>　　柱錐形轉(zhuǎn)鼓的當(dāng)量沉降面積∑的計(jì)算 </p><p>　　圖3

50、柱錐形轉(zhuǎn)鼓的幾何形狀尺寸</p><p>　　∑= （2） （2）</p><p>　　式中 ——分離系數(shù)； </p><p>　　D——轉(zhuǎn)鼓大端公稱直徑，m；</p><p>　　——轉(zhuǎn)鼓圓柱段的沉降區(qū)長度，m；</p><p>　　——轉(zhuǎn)鼓錐段的沉降區(qū)

51、長度，m；</p><p>　　L——轉(zhuǎn)鼓沉降區(qū)總長度（+），m；</p><p>　　h——液池深度，m；</p><p>　　r——轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑，m；</p><p><b>　　——取2h/D；</b></p><p>　　LW400×1200逆流型的主要性能參數(shù)可知如下：</p

52、><p>　　最大分離因素為2580</p><p>　　最大轉(zhuǎn)速為3400 r/min</p><p>　　D=0.4m，=0.542m， 轉(zhuǎn)鼓錐角=8°</p><p>　　液池最大最小深度分別為0.0826m和0.0542m.</p><p>　　且分離因數(shù)與轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的平方成正比，取轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速n為2800r

53、/min,則此時(shí)分離因數(shù):</p><p>　　=2580×=1736.2</p><p>　　當(dāng)h=0.0826m時(shí)：</p><p>　　=2h/D=0.4132, =h/sin8°=0.5935m</p><p>　　∴L=（+）=1.1355m</p><p><b>　　則

54、 ∑=</b></p><p><b>　　=1353.7㎡</b></p><p>　　2. 懸浮液中固相顆粒的重力沉降速度</p><p>　　= （3） </p><p>　　式中 ——阻滯

55、情況下的沉降速度修正系數(shù)；</p><p>　　——固相（氧化鐵）密度，㎏/；</p><p>　　——液相（水）密度，㎏/；</p><p>　　——懸浮液的動力粘度，；</p><p>　　——懸浮液中固相顆粒的計(jì)算直徑，；</p><p>　　——懸浮液中固相顆粒的粒子形狀修正系數(shù)。</p>&l

56、t;p>　　其中 =（1+4.5） </p><p>　　上式中 ——懸浮液中液相動力粘度，；</p><p>　　——固相單位體積濃度；</p><p>　　取 =0.008，=0.15；</p><p>　　則 =0.008（1+4.5×0.15）=0.0134</p>

57、<p>　　由表3-7與3-8可取:</p><p>　　=5×10 =2.12 =0.48,查表1－1－5得：</p><p>　　=2.4×10㎏/ =1.0×10㎏/</p><p>　　由上參數(shù)數(shù)值，有： </p><p><b>　　∴ ==0.48</b>&l

58、t;/p><p>　　=1.447×10/s</p><p><b>　　分離效率數(shù)</b></p><p>　　可按下列經(jīng)驗(yàn)公式求得：</p><p>　　=16.42 （4）</p><p>　　式中 ——沉降區(qū)計(jì)算長度，m。</p>

59、;<p>　　對于柱錐型轉(zhuǎn)鼓：=+</p><p>　　=0.542+×0.5935</p><p><b>　　=0.839m</b></p><p><b>　　其它參數(shù)意義同上。</b></p><p><b>　　∴ </b></p>

60、;<p><b>　　=0.2247</b></p><p>　　結(jié)合以上各參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　可得， 生產(chǎn)能力Q=∑=1.585 m/h</p><p>　　同理，當(dāng)h=0.542m時(shí)，</p><p>　　5.5 臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)的功率計(jì)算與電機(jī)選擇</p><p&

61、gt;　　5.5.1 功率計(jì)算</p><p>　　臥螺離心機(jī)的功率計(jì)算及電機(jī)選擇是臥螺離心機(jī)設(shè)計(jì)中的重要組成部分。根據(jù)臥螺離心機(jī)的工作要求進(jìn)行功率計(jì)算，可以合理地確定主、輔電動機(jī)的功率，選擇電機(jī)及差速器。臥螺離心機(jī)的功率消耗與臥螺離心機(jī)的類型，操作方式和臥螺離心機(jī)的結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般情況下，臥螺離心機(jī)所需功率包括下幾個方面：</p><p>　?。?）啟動轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動件所需功率；</p

62、><p>　　（2）啟動物料達(dá)到操作轉(zhuǎn)速所需功率；</p><p>　?。?）螺旋輸送沉渣所需功率N。</p><p>　　1 啟動轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動件所需功率</p><p>　　欲使臥螺離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動件，由靜止?fàn)顟B(tài)達(dá)到工作轉(zhuǎn)速具有一定的動能，必須由外界作功，該功為</p><p>　　A=

63、 （5）</p><p>　　式中 A——外界所作的功，J；</p><p>　　v ——轉(zhuǎn)動件線速度，m/s；</p><p>　　J——轉(zhuǎn)動件繞軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動慣量，kg.㎡</p><p>　　∴啟動轉(zhuǎn)動件的平均功率，為：</p><p>　　=

64、 （6）</p><p>　　式中 ——啟動轉(zhuǎn)動件的平均功率，kW；</p><p>　　t——啟動時(shí)間，s；</p><p>　　——臥螺離心機(jī)的角速度，rad/s。</p><p>　　而==303.7 rad/s</p><p>　　1. 計(jì)算轉(zhuǎn)動件繞軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動慣量J</

65、p><p>　　圓柱段轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)動慣量J</p><p>　　由表1-1-85公式</p><p>　　J= （7）</p><p>　　式中 J——圓柱段轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)動慣量，kg.㎡；</p><p>　　m——旋轉(zhuǎn)體的質(zhì)量，kg； </p&

66、gt;<p>　　K——系數(shù)，見表中；</p><p>　　——旋轉(zhuǎn)體的飛輪計(jì)算直徑，m。</p><p>　　由表，取K=0.5, =</p><p>　　式中 ——轉(zhuǎn)鼓圓柱段的外徑，m；</p><p>　　——轉(zhuǎn)鼓圓柱段的內(nèi)徑，m；</p><p>　　取=0.42m, =0.40m, m=80

67、kg</p><p>　　則 ==0.3364㎡</p><p>　　∴J==3.5743 kg.㎡</p><p>　　圓錐段轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)動慣量J</p><p>　　由Soliworks 2006 作出長度為625mm，大小端直徑分別為424mm和390mm，拔模角為8°，厚為15mm的圓臺殼體。再由質(zhì)量分析得出下列相關(guān)參數(shù)：<

68、;/p><p>　　零件( Part Configuration - 默認(rèn) ) 的質(zhì)量特性</p><p>　　輸出坐標(biāo)系 : -- 默認(rèn) --</p><p>　　密度 = 0.01 克/立方毫米</p><p>　　質(zhì)量 = 83869.57 克</p><p>　　體積 = 10752508.36 立方毫米</

69、p><p>　　表面積 = 1299409.01 平方毫米</p><p>　　重心 : ( 毫米 )</p><p><b>　　X = 0.00</b></p><p><b>　　Y = 0.00</b></p><p>　　Z = 283.82</p>&l

70、t;p>　　慣性主軸和慣性力矩 : ( 克 * 平方毫米 )</p><p><b>　　由重心決定。</b></p><p>　　Ix = (0.00, 0.00, 1.00) Px = 2301548159.95</p><p>　　Iy = (0.00, -1.00, 0.00) Py = 3811901499.34&l

71、t;/p><p>　　Iz = (1.00, 0.00, 0.00) Pz = 3811901499.34</p><p>　　慣性張量 : ( 克 * 平方毫米 )</p><p>　　由重心決定，并且對齊輸出的坐標(biāo)系。</p><p>　　Lxx = 3811901499.34Lxy = 0.00Lxz = 0.00</p&g

72、t;<p>　　Lyx = 0.00Lyy = 3811901499.34Lyz = 0.00</p><p>　　Lzx = 0.00Lzy = 0.00Lzz = 2301548159.95</p><p>　　慣性張量: ( 克 * 平方毫米 )</p><p><b>　　由輸出座標(biāo)系決定。</b></p&g

73、t;<p>　　Ixx = 10567760827.14Ixy = 0.00Ixz = 0.00</p><p>　　Iyx = 0.00Iyy = 10567760827.14Iyz = 0.00</p><p>　　Izx = 0.00Izy = 0.00Izz = 2301548159.95</p><p>　　由上分析可得，其轉(zhuǎn)動慣

74、量P=2.3015 kg.㎡</p><p>　　考慮到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)設(shè)的筋條，取k=1.1,則</p><p>　　J= k. P=2.53 kg.㎡</p><p>　　∴轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)動慣量為J= J+ J=5.64 kg.㎡</p><p>　　考慮到螺旋葉片、螺旋軸、螺旋葉片軸等轉(zhuǎn)動件的轉(zhuǎn)動慣量，J=kJ</p><p>

75、<b>　　此處取k=1.35</b></p><p>　　∴所有轉(zhuǎn)動件繞軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動慣量J=kJ=7.614 kg.㎡</p><p><b>　　2、啟動時(shí)間</b></p><p>　　取啟動時(shí)間t=20s</p><p>　　綜上，啟動轉(zhuǎn)動件的平均功率</p><p>

76、;　　===17.5567kw</p><p>　　2 啟動物料達(dá)到操作轉(zhuǎn)速所需功率</p><p>　　對于連續(xù)進(jìn)料臥螺離心機(jī)，加入的物料被分離為沉渣和分離液等組分，可分別求出操作中每種組分所需的功率，然后求其和。</p><p>　　假設(shè)此種分離操作，單位時(shí)間內(nèi)排出分離液（水）和沉渣（氧化鐵）2個組分，各組分的質(zhì)量分別為m、m（kg/s），各組分在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)卸出的

77、位置半徑分別為r、r(m)，則使加入物料達(dá)到工作轉(zhuǎn)速所需的功率為：</p><p>　　= （8）</p><p>　　物料每分鐘移動的距離S為：</p><p><b>　　S=L×</b></p><p>　　式中 L——葉片距，m；</p>&l

78、t;p>　　——轉(zhuǎn)速差，r/min。</p><p>　　已知L=0.08m, =20 r/min</p><p>　　∴S=L×=1.6m/min</p><p>　　排渣能力可按下式計(jì)算：</p><p>　　/60 （9）</p><p>　　式中 G

79、——排渣能力，kg/h；</p><p>　　——沉渣的厚度，m；</p><p><b>　　其它的參數(shù)同上。</b></p><p>　　已知G=1800 kg/h,D=0.38m,=2.4kg/m</p><p><b>　　則代入上式便得：</b></p><p>　

80、　-0.38+0.002488=0</p><p>　　從中可解出=0.0067m</p><p><b>　　又 =-</b></p><p>　　式中 ——液池的平均厚度，m；</p><p>　　——液池中水的厚度，m；</p><p>　　已知=0.065m,則=-=0.0583m

81、</p><p>　　∴ r=D/2－-/2=0.1745m</p><p>　　r= D/2－/2=0.1962m</p><p>　　根據(jù)排渣能力的定義，可得</p><p>　　m==0.5 kg /s </p><p>　　由物料中分離液與沉渣的體積比，可得</p><p><

82、b>　　m=</b></p><p>　　式中 ——固相單位體積濃度；</p><p>　　——固相（氧化鐵）密度，㎏/</p><p>　　——分離液（水）的密度，kg/m。</p><p>　　其中, =0.15，=2.4kg/m，=1.0kg/m</p><p>　　∴ m=1.181kg

83、/s </p><p>　　綜上可得，啟動物料達(dá)到操作轉(zhuǎn)速所需功率</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=2.546kw</b></p><p>　　3 螺旋輸送沉渣所需功率&l

84、t;/p><p>　　對于螺旋卸料離心機(jī)，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，螺旋輸送沉渣時(shí)所需功率大小與螺旋葉片和轉(zhuǎn)鼓軸線的相對位置有關(guān)，本機(jī)中螺旋葉片垂直于轉(zhuǎn)鼓回轉(zhuǎn)軸線，故卸料功率應(yīng)包括：</p><p>　　克服沉渣產(chǎn)生的離心力沿轉(zhuǎn)鼓圓錐段母線的分力所消耗的功率：</p><p>　　kW （10）</p

85、><p>　　克服沉渣與轉(zhuǎn)鼓壁摩擦所消耗的功率：</p><p>　　kW （11）</p><p>　　克服沉渣與螺旋葉片摩擦所消耗的功率：</p><p>　　kW （12）</p><p>　　螺旋輸送沉渣消耗的總功率為以上三項(xiàng)功率之和，即：</p>

86、;<p>　　= kW （13）</p><p>　　式中 ——轉(zhuǎn)鼓圓錐段的平均內(nèi)半徑，m，=；</p><p>　　——出渣口處轉(zhuǎn)鼓內(nèi)半徑，m；</p><p>　　——轉(zhuǎn)鼓圓錐大端內(nèi)半徑，m；</p><p>　　H——轉(zhuǎn)鼓的長度，m；</p><p>　　Z——螺旋葉片的圈數(shù)；

87、</p><p>　　——沉渣與轉(zhuǎn)鼓壁的摩擦系數(shù)，一般為0.3～0.85；</p><p>　　——沉渣與螺旋葉片的摩擦系數(shù)，一般為0.15～0.4；</p><p>　　G——按螺旋排渣能力計(jì)算的生產(chǎn)能力，kg/s。</p><p>　　其中，=0.1142m, =0.20m</p><p>　　∴==0.1571

88、m</p><p>　　H=1.20m，Z=14，排渣能力G=1800/3600=0.5 kg/s，取=0.6，=0.3</p><p>　　綜合以上各參數(shù)，得螺旋輸送沉渣所需功率N：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=4.22kW</b></p>

89、<p><b>　　5.5.2電機(jī)選擇</b></p><p>　　考慮到摩擦與效率，以上，，修正為：</p><p><b>　　（14）</b></p><p>　　式中 ——軸承效率；</p><p>　　——考慮到克服轉(zhuǎn)鼓物料和空氣摩擦的效率；</p><p&

90、gt;<b>　　——V帶傳動效率。</b></p><p>　　式中 各參數(shù)同上。</p><p>　　式中 ——擺線針輪減速器的效率；</p><p><b>　　其它參數(shù)同上。</b></p><p><b>　　由表1－7</b></p><p

91、>　　取=0.98，=0.985，=0.96，=0.92</p><p><b>　　分別計(jì)算，，：</b></p><p>　　=18.945kW </p><p><b>　　=2.744kW</b></p><p><b>　　=4.872</b></p&g

92、t;<p>　　得該臥旋離心機(jī)的計(jì)算總功率為：</p><p>　　==26.561kW</p><p>　　由于離心機(jī)是連續(xù)工作的，且一般選用滿載時(shí)較低速的；考慮到以后作業(yè)率的提高，要求電機(jī)功率要留有一定的余量，則選用電機(jī)：</p><p>　　電動機(jī)型號 額定功率 滿載轉(zhuǎn)速</p><p>　　Y220L

93、-4-B5， P=30kW， =1470r/min</p><p>　　5.6 V帶設(shè)計(jì)計(jì)算【7】</p><p>　　5.6.1 帶動轉(zhuǎn)鼓的V帶設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　已知電動機(jī)帶動轉(zhuǎn)鼓以及物料的功率P=21.698kW，轉(zhuǎn)速 =1470r/min，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速（從動輪轉(zhuǎn)速）為2800，傳動比i=2（增速傳動）每天工作10小時(shí)以上。</p&g

94、t;<p><b>　　1.確定計(jì)算功率</b></p><p>　　=P （15）</p><p>　　式中 ——計(jì)算功率，kW；</p><p><b>　　——工作情況系數(shù)；</b></p><p&

95、gt;　　P——傳遞的額定功率，kW；</p><p>　　由表8-6【7】，得工作情況系數(shù)=1.4，則：</p><p><b>　　=P=30 kW</b></p><p><b>　　2.選擇V帶的帶型</b></p><p><b>　　根據(jù)，，選用B型。</b><

96、;/p><p>　　3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速</p><p>　　(1)8-6表8-8選取小帶輪基準(zhǔn)直徑：=178mm</p><p><b>　　(2)驗(yàn)算帶速v：</b></p><p>　　=27.4 m/s﹤30 m/s</p><p><b>　　∴帶的速度合適</b&

97、gt;</p><p>　　(3)從動輪基準(zhǔn)直徑</p><p><b>　　= i=355mm</b></p><p>　　4. 確定普通V帶的基準(zhǔn)長度和中心距</p><p>　　根據(jù)0.7(+)﹤﹤2(+),</p><p>　　初步確定=600mm</p><p>

98、<b>　　根據(jù)=2+</b></p><p>　　式中 ——初步確定的中心距，mm。</p><p><b>　　得=2249</b></p><p>　　由表8-2選帶的基準(zhǔn)長度=2800mm</p><p><b>　　計(jì)算實(shí)際中心距a:</b></p>

99、<p><b>　　a=+=976mm</b></p><p>　　5、驗(yàn)算從動輪上的包角</p><p>　　=180°-57.3/a=169.54°>90°</p><p>　　故從動輪上的包角合適。</p><p>　　6、計(jì)算普通V帶的根數(shù)</p>&l

100、t;p><b>　?。?6）</b></p><p>　　式中 ——單根V帶的基本額定功率，kW;</p><p>　　——計(jì)入傳動比的影響時(shí)，單根V帶額定功率的增量，kW;</p><p><b>　　——包角系數(shù)；</b></p><p><b>　　——長度系數(shù)；</

101、b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查表13-1-18得：</p><p><b>　　=5.76kW</b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查表13-1-21,13-1-22得：</p><p>　　得=0.98，=1.05</p><p><b>　　∴ =5.04<

102、;/b></p><p><b>　　取Z=5根</b></p><p><b>　　7．計(jì)算預(yù)緊力</b></p><p><b>　?。?7）</b></p><p>　　式中 ——預(yù)緊力，N；</p><p>　　q——傳動帶單位長度的質(zhì)

103、量，kg/m；</p><p><b>　　其它參數(shù)同上。</b></p><p>　　由表13-1-23得q=0.17 kg/m</p><p><b>　　∴ </b></p><p><b>　　=248.92N</b></p><p>　　8、計(jì)

104、算作用在軸上的壓軸力</p><p><b>　?。?8）</b></p><p>　　式中 ——作用在軸上的壓軸力，N；</p><p><b>　　其它參數(shù)同上。</b></p><p><b>　　則有：</b></p><p>　　=2464.

105、308N</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)略。</b></p><p>　　5.6.2 帶動螺旋輸送器的V帶設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　已知電動機(jī)為螺旋輸送器提供的功率=4.872kW，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速=2382r/min, 傳動比=1.2174（減速傳動），一天運(yùn)轉(zhuǎn)16小時(shí)以上，設(shè)計(jì)一普通V帶傳動。</p><p>

106、;　　由此可知，從動輪的轉(zhuǎn)速==1957r/min。</p><p><b>　　確定計(jì)算功率</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　由表8-6，得工作情況系數(shù)=1.4，故</p><p><b>　　==6.82kW</b></p>

107、<p><b>　　確定普通V帶帶型</b></p><p>　　根據(jù)、，由圖8-8確定選用B型。</p><p><b>　　確定帶輪基準(zhǔn)直徑</b></p><p>　　由表8-3和表8-7取主動輪基準(zhǔn)直徑：=170mm。</p><p><b>　　則從動輪基準(zhǔn)直徑：&l

108、t;/b></p><p><b>　　==206.9mm</b></p><p>　　根據(jù)表8-7，取=200mm。</p><p><b>　　驗(yàn)算帶的速度：</b></p><p>　　=21.19m/s﹤25m/s</p><p><b>　　∴帶的速

109、度合適</b></p><p>　　4、確定普通V帶的基準(zhǔn)長度和中心距</p><p>　　帶所需的基準(zhǔn)長度為：</p><p><b>　　=2+</b></p><p>　　根據(jù)0.7(+)﹤﹤2(+),初步確定=400mm。</p><p>　　∴ =2+=1382mm</

110、p><p>　　由表8-2選帶的基準(zhǔn)長度=1400mm。</p><p><b>　　計(jì)算實(shí)際中心距a:</b></p><p><b>　　a=+=409mm</b></p><p>　　5、驗(yàn)算主動輪上的包角</p><p>　　=180°+=175.8°

111、﹥120°</p><p>　　∴主動輪上的包角合適。</p><p>　　6、計(jì)算普通V帶的根數(shù)</p><p>　　查表8-5a和表8-5b得：</p><p>　　=4.8kW, =0.3kW</p><p>　　查表8-8，得=0.99；查表8-2，得=0.90</p><p&

112、gt;<b>　　∴ =1.504</b></p><p>　　由于此V帶傳動用于離心機(jī)，且此離心機(jī)的回轉(zhuǎn)速度最高可達(dá)到3500r/min，故考慮到此V帶的壽命，取其Z=3根。</p><p><b>　　7、計(jì)算預(yù)緊力</b></p><p>　　由表8-4得q=0.17 kg/m</p><p&g

113、t;　　∴ =162.14N</p><p>　　8、計(jì)算作用在軸上的壓軸力</p><p>　　結(jié)合以上計(jì)算所得各參數(shù)的值，得：</p><p><b>　　=972.19N</b></p><p>　　5.7轉(zhuǎn)鼓壁厚度校核</p><p>　　離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓是一個每分鐘轉(zhuǎn)動數(shù)百至數(shù)萬轉(zhuǎn)以上的高速

114、回轉(zhuǎn)。高速回轉(zhuǎn)時(shí)，在離心力的作用下轉(zhuǎn)鼓壁內(nèi)要產(chǎn)生很大的應(yīng)力，這些應(yīng)力是由于高速回轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)壁金屬的自身質(zhì)量產(chǎn)生的離心力，及在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上所附帶著的篩網(wǎng)、物料和液體層所產(chǎn)生的離心力都作用在鼓壁上，使轉(zhuǎn)鼓壁內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力。因此，轉(zhuǎn)鼓的強(qiáng)度計(jì)算必須同時(shí)考慮這幾部分離心力所產(chǎn)生的應(yīng)力。</p><p>　　離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓是一個組合部件，由筒體、頂蓋及鼓底等幾部分組合而成的。此臥旋離心機(jī)是不開孔的整體轉(zhuǎn)鼓。因此，在轉(zhuǎn)鼓中沒有篩

115、網(wǎng)等附件，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的應(yīng)力，是由轉(zhuǎn)鼓金屬的自身質(zhì)量及轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料的質(zhì)量在高速回轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的離心力而引起的應(yīng)力之和。</p><p>　　對于柱—錐型轉(zhuǎn)鼓，在圓錐段，其徑向應(yīng)力及周向應(yīng)力的最大值均在圓錐的大端。因此，在校核圓錐段轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度時(shí)，只需要校核圓錐大端壁內(nèi)的應(yīng)力。</p><p>　　圓錐大端的徑向應(yīng)力為：</p><p>　　= （N/㎡）

116、 （19）</p><p>　　圓錐大端的周向應(yīng)力為：</p><p>　　= （20）</p><p>　　= （N/㎡） </p><p><b>　　令 ，</b></p><p><b>　　則 （N/㎡）<

117、/b></p><p>　　按第三強(qiáng)度理論：。在離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓中周向總應(yīng)力為最大，其次是徑向總應(yīng)力，最小者為經(jīng)向應(yīng)力，其值等于零。因此，圓錐段轉(zhuǎn)鼓的強(qiáng)度條件為：</p><p><b>　?。?1）</b></p><p>　　∴圓錐段轉(zhuǎn)鼓的壁厚應(yīng)滿足：</p><p>　?。╩）

118、 （22）</p><p>　　同理，圓柱段轉(zhuǎn)鼓壁厚應(yīng)滿足：</p><p>　　（m） （23）</p><p>　　因不大于1，則應(yīng)優(yōu)先滿足圓錐段轉(zhuǎn)鼓，則整個柱—錐型轉(zhuǎn)鼓的壁厚應(yīng)滿足：</p><p>　?。╩） （24）</p>

119、<p>　　式中 ——整個柱—錐型轉(zhuǎn)鼓的壁，m；</p><p>　　——筒體中流體物料的密度，kg/m；</p><p>　　——筒體壁金屬材料的密度，kg/m；</p><p>　　——筒體的回轉(zhuǎn)角速度，rad/s；</p><p>　　R——筒體的內(nèi)半徑，m；</p><p>　　r——圓筒體中回

120、轉(zhuǎn)時(shí)流體的自由表面半徑，m；</p><p>　　K——轉(zhuǎn)鼓中物料的填充系數(shù)，K=；</p><p>　　——焊縫的強(qiáng)度系數(shù)；</p><p>　　——轉(zhuǎn)鼓壁材料的許用應(yīng)力，N/㎡。</p><p>　　其中，許用應(yīng)力選取下列兩值中的較小者：</p><p>　　=； =

121、 （25）</p><p>　　式中 ——設(shè)計(jì)溫度下材料的屈服極限，N/㎡；</p><p>　　——設(shè)計(jì)溫度下材料的強(qiáng)度極限，N/㎡；</p><p>　　——屈服極限的安全系數(shù),一般為2～2.5；</p><p>　　——強(qiáng)度極限的安全系數(shù),一般為3.5～4。</p><p>　　由表3-1-7【9

122、】，35（調(diào)質(zhì)），取：</p><p>　　=275MPa, =500 MPa </p><p>　　取 =2.3, =3.8</p><p>　　則 =119.6 MPa , =131.6 MPa</p><p>　　∴取 =119.6 MPa=1.196 N/㎡</p><p>　　根據(jù)固相單位體積濃度=0

123、.15:</p><p>　　==1.21 kg/m；</p><p>　　= 7.85 kg/m；R=0.19m；</p><p>　　r取最小值即轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料最多時(shí)，r=0.1115m；</p><p>　　取最高轉(zhuǎn)速時(shí)的回轉(zhuǎn)角速度，==366.5 rad/s。</p><p><b>　　∴K==0.65

124、6</b></p><p>　　由于此處轉(zhuǎn)鼓是鑄造件，∴取=1</p><p>　　=3.81 N/㎡； =0.154</p><p>　　∴=0.00452m=4.52mm</p><p>　　由于轉(zhuǎn)鼓實(shí)際壁厚為15mm, ∴此轉(zhuǎn)鼓壁厚滿足強(qiáng)度條件，可取</p><p>　　5.8擺線針輪差速器設(shè)計(jì)計(jì)算&

125、lt;/p><p>　　5.8.1 擺線針輪差速器概述【10】</p><p>　　在螺旋卸料離心機(jī)中，離心沉降分離出的沉渣沿轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的縱向移動，是靠螺旋相對轉(zhuǎn)鼓導(dǎo)前或滯后的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)的。為了保證轉(zhuǎn)鼓和螺旋以不同的角速度同向回轉(zhuǎn)，并得到最佳的轉(zhuǎn)差值，因此，螺旋卸料離心機(jī)從電動機(jī)到工作機(jī)之間都需要一個傳動裝置，已不再采用簡單傳動組成的開式運(yùn)動鏈。為了避免功率上的大量損失，以及得到緊湊的輕

126、結(jié)構(gòu)，故現(xiàn)代螺旋卸料離心機(jī)的傳動裝置都廣泛地采用了以行星傳動為基礎(chǔ)，由轉(zhuǎn)鼓、物料和螺旋間形成的摩擦而構(gòu)成的封閉運(yùn)動鏈。</p><p>　　差速器傳動裝置是螺旋卸料離心機(jī)中最復(fù)雜而又極為重要的部件，其性能和質(zhì)量往往決定著整個機(jī)器的工作能力和可靠性。欲設(shè)計(jì)出體積小、重量輕、可靠耐用、效率高的差速器，就必須正確選擇傳動類型，精確合理地進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算，精密制造齒輪、行星輪軸承和轉(zhuǎn)臂等主要構(gòu)件，并嚴(yán)格進(jìn)行動平衡，

127、這樣設(shè)計(jì)制造的傳動裝置，才能使螺旋卸料離心機(jī)在生產(chǎn)中得到正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　擺線針輪行星減速器具有體積小、重量輕、傳動比范圍大、效率高、工作可靠、壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、及過載能力大等優(yōu)點(diǎn)。由于以上優(yōu)點(diǎn)，這種減速器在許多情況下可代替二級、三級普通齒輪減速器及蝸桿減速器，在冶金、礦山、石油、化工、船舶、輕工、食品、紡織、印染，起重運(yùn)輸以及軍工等許多部門得到日益廣泛的應(yīng)用。</p><p&