三足式离心机结构设计毕业设计管理资料.docx
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三足式离心机结构设计毕业设计管理资料
三足式离心机结构设计
摘要
三足式人工上部卸料离心机是一种广泛应用于过程工业的分离悬浮液的离心分离机械。
其运动方式是属于回转体运动,产生比较大的离心力将固液分离开来。
目前国内外三足式离心机种类繁多,但基本构造都差不多。
三足式离心机以其底座为三只支撑足而得名。
基于在三足式离心机的原理模型,在其它领域的研究逐渐广泛。
通过机械设计,机械原理等设计内容,参考部分研究论文及文献,结合实验结果查阅相关书籍了解和计算出三足式离心机的结构尺寸。
对三足式离心机转鼓和主轴进行强度校核,涉及其三维模型的构造和二维图,材料的选择,传动系统的设计,重点是转鼓和转轴的强度计算,最终设计出三足式离心机结构。
关键词:
三足式离心机;结构设计;强度计算
StructureDesignofThree-footCentrifuge
Abstract
Three-footartificialupperunloadingcentrifugeisawidelyusedintheprocessofindustrialseparationofcentrifugalcentrifugalseparationmachinery.Itsmovementispartoftherotarybodymovement,resultinginarelativelylargecentrifugalforcewillbeseparatedfromsolid.Athomeandabroadathomeandabroadawiderangeofthree-dimensionalcentrifuge,butthebasicstructurearesimilar.Three-leggedcentrifugewithitsbaseforthethreesupportfootnamed.Basedontheprinciplemodelofthethree-leggedcentrifuge,theresearchinotherfieldsisbecomingmoreextensive.
Throughthemechanicaldesign,mechanicalprinciplesandotherdesigncontent,refertosomeoftheresearchpapersandliterature,combinedwiththeexperimentalresultstoaccesstherelevantbookstounderstandandcalculatethethreedimensionalcentrifugestructuresize.Thethreedimensionalmodelofthethree-dimensionalmodelofthestructureandthetwo-dimensionalmap,thechoiceofmaterials,transmissionsystemdesign,focusingonthedrumandtheshaftstrengthcalculation,thefinaldesignofthree-leggedCentrifugestructure.
Keywords:
three-leggedcentrifuge;structuraldesign;strengthcalculation
插图清单
表格清单
第1章绪论
离心机主要用于工业,制药业等生产各方面。
18世纪工业革命后,由于纺织工业的兴起,那时候出现了棉布脱水机,这也是最早的三足式离心机。
三足式离心机的发展迅速,在后来的一百多年里,经过了多方面的创新和改进,三足式离心机已经适应了不同的生产环境和物料分离的要求。
对于固液分离的精度也是越来越高,今天的离心机已经不仅用于工业,在医学等其他领域也都有它的身影。
由于现代化工生产过程比较复杂,生产条件要求苛刻,这就要求比较高的工艺设计,许多新型的材料的出现,使其在高温、低温、高压、低压、易燃、易爆等一系列条件下正常工作。
也因为离心机种类的丰富,几乎每个产品生成都有自己独特的工艺路线。
20世纪以来,我国离心机越来越精密化,越来越流程化。
从第一台实用的处理量大,能够连续操作,耗电量小的螺旋离心机。
它的结构、参数、分离因数、适应能力得到了不同方面的发展。
所以在离心机领域占有重要地位,不管在国内还是在国际都有很大的发展空间。
三足式离心机在医学上也取得了巨大发展,由于现代医学机械的发展,离心机的分离能力不断增强,对于血液分离分析病源分析起到了重要作用。
超速高速的离心机实验的完成,让医用离心机得到了迅速发展,也使离心机向越来越精密化发展。
未来医用离心机的用途将越来越广,种类也是越来越多。
将为病理分析起到重要作用。
随着现代科学的发展,不断出现的巨型离心机和小型的离心机,这些离心机适应了不同的环境,并在不同的苛刻条件下都能正常运转。
这些也得益于现在新材料的分析和研制。
相反离心机的发展也促进了新型材料的发展。
使其领域发展不断的得到扩展,与各个方面得到了相互联系。
总之未来科技的发展促进了离心机的蓬勃发展,而离心机的发展带动了科技的不断发展。
三足式离心机对物料的适应性强,选用恰当的过滤介质,可以分离粒径为微米级的细颗粒,也可用来使成件物品脱液。
通过调整分离操作的时间,能适用于各种难分离的悬浮液,对滤饼洗涤有不同要求时也能适用。
与其他形式离心机相比的最大优点是当生产过程中被分离物料的过滤性能有较大变化时,也可通过调整分离操作时间来适应。
人工卸料的三足式离心机结构简单,制造安装、维修方便,成本低,操作方便。
停机或低速下卸料,易于保持产品的晶粒不被破坏。
弹性悬挂支承结构,能减少由于不均匀负载引起的振动,机器运转平稳。
如今新材料的应用,比如玻璃钢,工程塑料,硬质合金等。
玻璃钢强度高,密度小,质量低,不仅满足了转鼓在高速旋转状态下的强度问题,而且降低了转鼓的总应力;此外玻璃钢的耐腐蚀性强,直接与物料夜不会被腐蚀。
工程塑料质轻、节能、强度高、耐腐蚀;硬质合金硬度高,耐磨性好,强度和韧性都很好。
近年来这些材料在分离机中都有应用。
其次是物料改性与工艺优化,待分离的物料对离心机的分离效果影响很大,一些物料改性技术得到重视和广泛应用。
包括加温降低母液的粘度;絮凝与凝聚技术增大颗粒粒度分散降低液相表面张力等。
此外,随着能源与资源的不断紧张,分离机更需要高效驱动和发展节能技术,所以离心机发展将永不止步,研究的意义也十分重大,为了研制更加环保更加节能的离心机,全世界的研究团队都在努力创新和开发中。
完成三足式上部卸料离心机(转鼓的主要技术参数范围为:
内径1000mm,最大装料量:
130KG,高度800mm,转速为800-2000r/min)整机及零部件结构设计。
其中对离心机转鼓的直径,厚度进行计算校核。
,过程装备与设计里面的厚度计算等公式。
在对于离心机分离因素的时是运用了计算离心率公式和物体的惯性随物体重量的关系原理。
根据最大填料限量来确定转鼓容积以及离心机的外形尺寸。
完成功率的计算与电机选择,根据所给的参数查找数据相关的电机,对于主轴和油箱机壳的材料应综合考虑。
根据市场要求合理优化设计离心机的长宽高,并进行三维模拟仿真。
在零件设计方面可使用标准件便于维修和跟换。
对于零件图和装配图的绘制要严格要求,便于加工和转配材料以获取。
满足经济实用的要求。
要求使用三维模拟仿真。
、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。
、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。
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。
三足式离心机是一种间歇操作的离心机。
适用于分离含固相颗≥5μm的悬浮液,如枝状、结晶状或纤维状物料,也可供纺织物的脱水,金属切削铁屑和润滑油的回收等。
该类机型具有结构简单,操作方便,适应性强,过滤时间可根据物料特性及分离要求灵活掌握,滤渣洗涤充分,固体颗粒不易破碎等优点。
表1-1三足式离心机的主要参数
直径mm
1000
高度mm
800
装料限度kg
130
转速r/min
1200
分离因素
807
电机功率KW
32
外形尺寸长*宽*高
1260*1446*1921
主机重量kg
981
第2章材料的选择
NaCl与转鼓有直接接触,对一般的材料具有腐蚀作用,故需采用抗腐蚀材料对转鼓进行设计,不锈钢钢种很多,性能又各异,常见的分类方法有:
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。
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。
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。
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,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:
0Gr19Ni9
表2-10Gr19Ni9的化学成分
名称
碳C
硅Si
锰Mn
硫S
磷P硫S
铬Cr
镍Ni
含量
≤
≤
≤
≤
≤
18~20
8~
表2-20Gr19Ni9力学性能
名称
抗拉强度σb(MPa)
条件屈服强度(MPa)
伸长率δ5(%)
断面收缩率ψ(%)
硬度
数值
≥520
≥205
≥40
≥60
≤187HBS≤90HRB≤200HV
在室温下呈奥氏体单相组织,所以它与Cr13不锈钢相比具有高的耐蚀性,在低温、室温及高温下均有较高的塑性和韧性,以及较好的冷作成型和焊接性。
但室温下的强度较低,晶间腐蚀及应力腐蚀倾向较大,切
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