Φ400进动卸料离心机设计文档格式.docx
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学生:
指导教师:
接受任务时间2013年3月1日
教研室主任(签名) 系主任(签名)
1.毕业设计(论文)的主要内容及基本要求
1)设计(论文)的原始数据
NaCl悬浮液浓度:
60%,粒平均粒度:
0.1mm;
NaCl悬浮液密度:
1.56×
103(Kg/m3),晶粒密度:
2.165×
103(Kg/m3);
滤渣含湿量:
5%,漏晶率:
3%。
基本要求:
以进动卸料离心机结构设计为主,包括主轴、转鼓等。
2)设计(论文)的要求:
设计说明书一份,0#总装配图1张,零部件图若干,总量不少于0#
2.指定查阅的主要参考文献及说明
李克永.化工机械手册[M],天津大学出版社,1991
李金桂,赵闺彦.腐蚀与腐蚀控制手册[M].国防工业出版社,1988
陆振东.化工工艺设计手册(下)[M],第二版.化学工业出版社,1996
孙启才.离心机原理结构与设计计算[M].机械工业出版社,1987
3.进度安排
设计(论文)各阶段名称
起止日期
1
资料收集,阅读文献,完成开题报告
2013.03.01-2013.03.25
2
完成工艺计算及结构设计
2013.03.26-2013.04.20
3
完成所有图纸的绘制
2013.04.21-2013.05.15
4
完成设计说明书的撰写
2013.05.16-2013.05.30
5
完成图纸、设计说明书的修改,答辩的准备
2013.05.30-2013.06.07
摘要
进动卸料离心机是一种高效的分离机械,具有生产能力大、动力消耗小、物料磨损小、对物料适应性大、机器运行平稳、无噪声、无需笨重基础、造价低,使用方便等特点,广泛应用于化工、制药、肥料等工业部门。
本次设计是对晶盐进行分离的离心机设计。
查阅设计所需资料,然后选择材料、对机器进行选型论证、对转鼓,主轴的进行机械设计。
完成总装图及设计说明书。
关键词:
进动卸料离心机;
强度计算;
ABSTRACT
Precessiondischargecentrifugeisahighlyefficientseparationmachinery,hasalargecapacity,powerconsumption,materialwear,greatadaptabilityofmaterials,machineryrunningsmoothly,nonoise,nobulkybase,lowcost,easytouseItiswidelyusedinchemical,pharmaceutical,fertilizerandotherindustrialsectors..
Thisdesignisacrystallinesaltseparatingcentrifugedesigns.Nowdesigntherequiredinformation,andthenselectthematerials,themachineselectionargument,thedrum,themechanicaldesignofthespindle.Completeassemblydrawingsanddesignspecifications.
Keywords:
PrecessionCentrifuge;
strengthcalculation
第一章绪论
1.1离心机的概述
离心机是利用转鼓旋转产生的离心惯性力来实现液相非均匀系混合物(如液体与固体颗粒相混合的悬浮液,两种互不相容液体相混合的乳浊液等)分离的机械。
离心机基本上属于后期处理设备,主要用于脱液、浓缩、澄清、净化及固体颗粒分等级等工艺过程、广泛用于资源开发、过程生产、三废治理和国防工业等部门。
离心分离过程一般可分为离心过滤、离心沉降和离心分离三种。
据此,离心机可分为过滤式离心机、沉降式离心机和离心分离机三大类。
离心机和其他分离机械相比,不仅能得到含湿量较低的固相和高纯度的液相,而且具有节省劳动力,减轻劳动强度,改善劳动条件,并具有连续运转,自动遥控,操作安全可靠和占地面积小等优点。
因此自1836年第一台工业用三足式离心机在德国问世,迄今一百多年以来已获得很大的发展。
各种类型的离心机品种繁多,各有特色,正在向提高技术参数、系列化、自动化方向发展,且组合转鼓结构增多,专业机种越来越多。
现在离心机已经广泛用于化工、石油化工、轻工、医药、食品、纺织、冶金、煤炭、船舶、军工等各个领域。
离心机已经成为国民经济各个部门广泛应用的一种通用机械。
18世纪工业革命以后,随着纺织工业的迅速发展,1836年出现了棉布脱水机,1877年为适应乳酪加工工业的的发展,发明了用于分离牛奶的分离机,进入20世纪之后,随着石油综合利用的发展,要求把水。
固体杂交物质、焦油状物质等除去,以便使重油当作燃料使用,50年代研制成功了自动排渣的蝶式活塞排渣分离机,到60年代发展为完善的系列产品。
随着近代环境保护、三废治理发展的需要,对于工业废水和污泥脱水处理的要求都很高,因此促使卧式螺旋卸料沉降离心机、蝶式分离机和三足式下部卸料沉降离心机的进一步发展,特别是卧式螺旋卸料沉降离心机的发展尤为迅速。
离心机的结构、品种及其应用等方面发展很迅速,单理论研究落后于实践是个长期存在的问题。
目前在理论研究方面所获得的知识,主要还是用来说明试验的结果,而在预测机器的性能、选型及其设计计算,往往仍要凭借着经验或试验。
造成这种现象的主要原因是由于离心分离过程的多样性和复杂性,例如悬浮液的的物理性能和浓度非常容易变化,沉降速度、渗透率、孔隙率以及若干其它参数变化,都随着悬浮液性质的改变而改变。
特别适用于固体颗粒的大小、形状和运动杂乱状态所带来的数学问题,在目前无法解决,给研究这一过程的理论带来了很大的困难,其次55,要能真正的了解液体以及固体颗粒在离心场中运动的真相,而又不干扰这些运动,这需要科学的观察和测试手段,也许正是因为这种缘故,是离心分离理论研究受到了一定的影响,随着现代科学技术的发展,固、液分离技术越来越受到重视,离心分离理论研究迟缓落后的局面正在积极扭转,离心机是固液分离技术的主要设备之一,其发展前途大有可为。
1.2进动卸料离心机
进动卸料离心机取厚层分离与薄层分离之优点,具有如下特点,生产能力大、动力消耗小、物料磨损小,是一种有发展前途的离心机。
进动卸料离心机与一般离心机不同,它的转鼓不仅作自转运动,而且同时还作公转运动。
这种复合运动在力学上叫做进动运动。
图1-1转鼓示意图
进动卸料离心机有两条轴线(分别定义为OZ和OY),它们之间保持一个夹角-章动角。
截锥形转鼓绕倾斜的轴线OY自转,而轴线OY又以一点O为顶点绕轴线OZ公转,运动中O点位置始终不变,转鼓绕O点作定点运动。
进动运动是定点运动的一个特例,一般章动角、自转角速度及公转角速度的大小均不随时间而变化。
进动卸料离心机配置数种锥角的转鼓和数种规格的滤网,加上章动角、自转和公转转速的变动即能满足不同物料的分离要求。
改变参数可调节物料在滤网上的停留时间(一般为2S~7S)。
除进动卸料离心机的本身参数以外,影响滤饼在滤网上移动的因素还有悬浮液在滤网小端的进料动压力,以及悬浮液浓度、固体颗粒大小和形状、液体粘度等。
一般根据滤饼在滤网上的分布状况确定参数是否合适。
进动卸料离心机滤渣层处于运动状态,过滤阻力不大。
由于进给运动给物料一个附加运动,筛网上各点物料的速度,加速度都不相同,再加上筛网是锥形的,使滤渣层在分离过程中不断的减薄和疏松,从而强化了过滤和脱水效果。
所以,进给离心机用较低的分离因数就能达到其他分离机要以较高的分离因数才能达到的分离效果。
进动离心机不宜用于对滤饼需要长时间洗涤的物料。
进动离心机适用于分离处理量大、固体颗粒为0.05~20(mm)之悬浮液。
国外已广泛用于钾盐、食盐、芒硝、磷酸盐、硫铵、矿砂、细煤之分离。
进动卸料离心机今年来在结构、操作、实验等方面有了明显的进展,其发展趋势是进一步使机器完善,扩大使用范围。
分离机械的选型应从分离物料的性质、分离效果、处理量、分离过程的工艺要求、经济性等几方面考虑。
(1)分离物料的性质、分离效果
分离物料的特性对分离机械的选用至关重要。
物料中固相浓度含量、固体颗粒大小、形状及分布、液固相的重度、液相粘度、挥发性、pH值、颗粒聚积状态、腐蚀性、是否易燃、易爆、有毒等,这些特性决定了分离机械的类型,如液一液分离,则用分离机;
如有毒则必须使用密闭式的,含固量少且颗粒小的宜用分离因素大的分离机;
易挥发的不宜用真空过滤机;
固相颗粒较细,物料易堵塞滤布或滤网不易再生的,可采用沉降式离心机等等。
另外分离效果、分离要求对选型也至关重要。
若分离后回收的是滤渣,则应考虑滤渣的完整性,如不允许破坏固体颗粒结晶的则不能用刮刀卸料离心机或螺旋卸科离心机,还应考虑滤渣的干燥度及洗涤效果等;
若分离后回收的是滤液,则须考虑滤液的澄清度,滤液的回收率等。
(2)分离过程的工艺要求及处理量
分离过程为间歇的还是连续的,卸渣是人工的还是自动的,自控的程度为多少,处理量的大小,这些因素对分离机械的选型起决定性的作用。
如管式分离机适于处理量较小的场合等。
选择分离机械时,可根据分离物料的要求及物料特性,选出一种或几种适用的机械,再根据经济性、安装维修是否方便等选出最佳的分离机械。
第二章材料的选择
2.1转鼓的材料
本次设计的相关介质为NaCl,此介质与转鼓有直接接触,对一般的材料具体腐蚀作用,故需采用抗腐蚀材料对转鼓进行设计,选用不锈钢进行转鼓设计,不锈钢钢种很多,性能又各异,常见的分类方法有:
1按钢的组织结构分类,如马氏体不锈钢、铁索体不锈钢、奥氏体不锈钢和双相不锈钢等。
2按钢中的主要化学成分或钢中一些特征元素来分类,如铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及超低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等。
3按钢的性能特点和用途分类,如耐硝酸(硝酸级)不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、高强度不锈钢等。
4按钢的功能特点分类,如低温不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢、超塑性不锈钢等。
铬镍奥氏体不锈钢是不锈钢中最重要的钢类,与其它几类不锈钢相比,铬镍奥氏体不锈钢在多种腐蚀介质中具有优秀的耐蚀性,并且综合力学性能良好,同时工艺性能和可焊性等优良,因此选用此类不锈钢作为转鼓的材料制造,由于介质中含有Cl-1离子,所以要加入钼这种合金元素,加入钼后的铬镍奥氏体不锈钢,提高了钢的耐还原性介质的腐蚀性能和耐点腐蚀、耐缝隙腐蚀等的性能,所以在实际应用中此类不锈钢常常比不含钼钢具有更好的耐氯化物应力腐蚀性能。
选用的不锈钢的钢号为:
0Cr18Ni12Mo2Ti。
0Cr18Ni12Mo2Ti的性能如下:
表2-10Cr18Ni12Mo2Ti的化学成分(%)
钢号
C
Si
Mn
Cr
Ni
Mo
Ti
S
P
0Cr18Ni12Mo2Ti
≤0.08
≤1.0
≤2.0
16~19
11~14
1.8~2.5
5×
(C%0.02~0.8)
≤0.030
≤0.035
表2-2转鼓材料力学性能
室温力学性能
σb
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- 400 卸料 离心机 设计
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