模頭及供料裝置在線清洗裝置的設(shè)計(jì)Design of on-Line Cleaning Device for Touch摘要：在節(jié)省材料、成本低廉、安全簡(jiǎn)易、效率高的原則上，進(jìn)行模頭與供料裝置的在線清洗裝置的設(shè)計(jì)。通過對(duì)國(guó)內(nèi)外技術(shù)調(diào)查取樣分析,為裝置關(guān)鍵部件和試驗(yàn)研究等層面提供性能依據(jù)，主要對(duì)清洗罐，廢水罐進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)螺桿泵進(jìn)行選型及其計(jì)算校核；本設(shè)計(jì)是結(jié)合壓力罐提供壓力來對(duì)裝置進(jìn)行清洗，減少了對(duì)模頭的拆卸次數(shù)，大大提高了生產(chǎn)效率。關(guān)鍵字：模頭 清洗裝置 螺桿泵 廢水系統(tǒng) 設(shè)計(jì) IAbstract:On the principle of saving materials, low cost, simple and safe, and high efficiency, the design of the online cleaning device of the die head and the feeding device is carried out. Sampling and analysis of technical surveys at home and abroad provide performance basis for the key components of the device and experimental research, mainly design cleaning tanks, wastewater tanks, type selection and calculation check of screw pumps; this design is combined with pressure tanks Provide pressure to clean the device, reduce the number of disassembly of the die head, and greatly improve production efficiency.Key words:Die head Cleaning device Screw pump Wastewatersystem DesignII目錄1 緒論11.1 研究背景11.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11.2.1 鋰離子電池涂布機(jī)模頭清洗裝置11.2.2 流延機(jī)模頭清洗裝置21.3 國(guó)外研究現(xiàn)狀31.3.1 涂布線模頭清洗機(jī)構(gòu)31.3.2 一種涂布模頭沖洗機(jī)構(gòu)41.3 研究主要內(nèi)容51.4 研究主要方法52 總體方案確定72.1 確定整體機(jī)械方案72.2 清洗罐的設(shè)計(jì)72.2.1壁厚的確定72.2.2 封頭厚度設(shè)計(jì)82.2.3水壓試驗(yàn)及強(qiáng)度校核82.3清洗罐部件的選取82.3.1 儲(chǔ)罐支座82.3.2 罐體質(zhì)量92.3.3 水的質(zhì)量92.3 壓力罐設(shè)計(jì)92.4.1 格柵設(shè)計(jì)102.4.2 過柵水頭損失113廢水系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)123.1 污水泵的設(shè)計(jì)123.2 繪制水泵一的單泵及并聯(lián)特性曲線123.3 繪制水泵二的單泵及并聯(lián)特性曲線133.4 確定總體設(shè)計(jì)方案143.5 水泵機(jī)組基礎(chǔ)尺寸的確定163.6 水泵機(jī)組外形尺寸及安裝尺寸173.7 廢水池容積校核19結(jié)論21參考文獻(xiàn)22致 謝24ii1 緒論1.1 研究背景本課題來源于生產(chǎn)實(shí)踐。隨著時(shí)代的發(fā)展，新能源行業(yè)顯的愈發(fā)重要。新能源電池的應(yīng)用也越來越廣泛。這也就要求其自動(dòng)化程度更高，生產(chǎn)效率更高，品質(zhì)更好。對(duì)于涂布工序來說模頭和供料系統(tǒng)非常重要。現(xiàn)階段涂布每次涂完一批料之后都要對(duì)模頭以及供料系統(tǒng)進(jìn)行拆卸，并送到清洗間進(jìn)行清洗。清洗完成之后還要再將其安裝，耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力。針對(duì)這一現(xiàn)象，進(jìn)行此裝置的設(shè)計(jì)和可行性分析，現(xiàn)如今各行各業(yè)都存在競(jìng)爭(zhēng)，要想在競(jìng)爭(zhēng)中勝出，創(chuàng)新必不可少。這套裝置的設(shè)計(jì)，可以節(jié)省大量的時(shí)間、解放勞動(dòng)力、提升生產(chǎn)效率?，F(xiàn)階段涂布工序正負(fù)極的A、B頭都有模頭及供料系統(tǒng)，每次涂完之后都要對(duì)其進(jìn)行拆卸和清洗，拆完一條線所需的時(shí)間大約就需要一天時(shí)間，非常耗費(fèi)時(shí)間。拆卸完成后還要送到清洗間清洗，有的時(shí)候清洗間還不能徹底清洗干凈，還需要生產(chǎn)人員及設(shè)備人員進(jìn)行二次清洗。完成方案的設(shè)計(jì)，在生產(chǎn)結(jié)束之后可以不用對(duì)模頭及供料系統(tǒng)進(jìn)行拆卸清洗，可以在原來的設(shè)施上加上自清洗裝置達(dá)到自動(dòng)清洗的目的。每次裝線完成后，如果將模頭和供料系統(tǒng)的一些配置安裝錯(cuò)誤，就會(huì)對(duì)生產(chǎn)出來的極片產(chǎn)生極大的影響。對(duì)于負(fù)極來說可能就會(huì)產(chǎn)生氣泡、劃痕、裂紋，甚至漏箔等一些異常。對(duì)于正極就可能產(chǎn)生虛邊過大、混料、鋸齒狀點(diǎn)膠不良等異常。又要花時(shí)間來調(diào)試，調(diào)試不成功的話又要對(duì)模頭進(jìn)行拆卸，還要花費(fèi)更多的時(shí)間。自清洗裝置可以減少拆卸模頭及供料系統(tǒng)的次數(shù)，從而減少了異常因素，更能有效的提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀1.2.1 鋰離子電池涂布機(jī)模頭清洗裝置圖1.1所示為一種新型鋰離子電池涂布機(jī)模頭清洗工裝，設(shè)計(jì)一種鋰離子電池涂布機(jī)模頭與供料系統(tǒng)在線清洗裝置，要求載體呈推車狀，所述載體有若干橫梁構(gòu)成，載體頂端的兩根橫梁上裝有緩沖層，所述緩沖層下端設(shè)有清洗液收集倉(cāng)，清洗液收集倉(cāng)內(nèi)部裝有過濾網(wǎng)，所述清洗液收集倉(cāng)側(cè)面裝有排污閥。采用上述結(jié)構(gòu)后，進(jìn)行一種鋰離子電池涂布機(jī)模頭與供料系統(tǒng)清洗工裝與現(xiàn)有技術(shù)相比較，能夠大大提升工作效率從結(jié)構(gòu)上來看，有利于清洗廢液的回收和模頭的快速干燥，同時(shí)也方便模頭的轉(zhuǎn)運(yùn)。 1緩沖層、2為排污閥、3為壓縮氣接口、4為折疊把手、5為過濾網(wǎng)、6為清洗 液收集倉(cāng)、7為托桿、8為升降板、8-1為鋼針、9為托板、10為絲桿、11為伺服電機(jī)、12為載體、13為轉(zhuǎn)運(yùn)滑輪。圖1.1 鋰離子電池涂布機(jī)模頭清洗裝置1.2.2 流延機(jī)模頭清洗裝置圖1.2所示為一種新型流延機(jī)模頭清洗裝置，該清洗工裝包括：支架、直線導(dǎo)軌。直線導(dǎo)軌成對(duì)平行安裝在支架臺(tái)面上；減速電機(jī)安裝在一個(gè)固定側(cè)板上，通過鏈輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸；模頭固定件，模頭固定件安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，可隨著旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，用于固定模頭；滾珠絲桿組，固定安裝在支架上，與固定側(cè)板間的連接桿通過絲桿連接件連接，通過安裝在滾珠絲桿組上的手輪推動(dòng)絲桿運(yùn)動(dòng)，使得固定側(cè)板能夠在直線導(dǎo)軌上移動(dòng)。1模頭固定件、2緊螺栓、3固定側(cè)板、直線導(dǎo)軌、5支架、6手輪、7絲桿連接件、8減速電機(jī)、9鏈輪傳動(dòng)裝置、10滾珠絲桿組、11旋轉(zhuǎn)軸、12連接桿、13模頭A、14模頭B。圖1.2 流延機(jī)模頭清洗裝置1.3 國(guó)外研究現(xiàn)狀1.3.1 涂布線模頭清洗機(jī)構(gòu)圖1.3為一種國(guó)外涂布線模頭清洗機(jī)構(gòu)，改機(jī)械裝置包括摩擦裝置，摩擦裝置的上端固定連接有清洗機(jī)構(gòu)；摩擦裝置包括底座、導(dǎo)向槽、電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)盤、推桿、通槽桿、通槽、移動(dòng)座、鋼絲刷和導(dǎo)向座，當(dāng)需要對(duì)模頭27進(jìn)行清洗工作時(shí)，先向上移動(dòng)滑桿22，滑桿22沿方形柱21向上滑動(dòng)，箱體24向上滑動(dòng)，然后將模頭27與箱體24的卡槽26卡接，然后 再向下移動(dòng)滑桿22，箱體24向下移動(dòng)，模頭27向下移動(dòng)，直至插入鋼絲刷19內(nèi)，按住箱體24，然后啟動(dòng)水泵28的開關(guān)，水泵28工作，水流依次經(jīng)過軟管29、水泵28、金屬管210、箱體24和噴水孔25，對(duì)鋼絲刷19和模頭27進(jìn)行噴水工作，然后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)13的開關(guān)，電動(dòng)機(jī)13工作，且?guī)?dòng)轉(zhuǎn)盤14轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤14帶動(dòng)推桿15轉(zhuǎn)動(dòng)，推桿15帶動(dòng)通槽桿16移動(dòng)，使得通槽桿16做前后往復(fù)移動(dòng)，帶動(dòng)移動(dòng)座18做往復(fù)移動(dòng)，移動(dòng)座18帶動(dòng)導(dǎo)向座110在導(dǎo)向槽12內(nèi)做往復(fù)移動(dòng)，鋼絲刷19做往復(fù)移動(dòng)，對(duì)模頭27進(jìn)行摩擦，將模頭27表面的附著物擦除，清洗效率進(jìn)一步提高了。1摩擦裝置、2矩形塊、11底座、12導(dǎo)向槽、13電動(dòng)機(jī)、14轉(zhuǎn)盤、15推桿、 16通槽桿、17通槽、18移動(dòng)座、19鋼絲刷、110導(dǎo)向座、2清洗機(jī)構(gòu)、21方形柱、22滑桿、23方形 槽、24箱體、25噴水孔、26卡槽、27模頭、28水泵、29軟管圖1.3 涂布線模頭清洗裝置1.3.2 一種涂布模頭沖洗機(jī)構(gòu)一種涂布模頭沖洗機(jī)構(gòu)，包括涂布溶液容器，清洗溶液容器，兩個(gè)容器引出的管線經(jīng)由一個(gè)進(jìn)液二位三通閥匯成一根管線，再與泵連接引到另一個(gè)出液二位三通閥，繼而引出兩根管線，其中一根管線引到涂布模頭， 另一根管線引到外部噴嘴，外部噴嘴的射流方向?qū)?zhǔn)涂布模頭的模唇，泵引出涂布溶液或清洗溶液，當(dāng)進(jìn)液二位三通閥3推至最右端，出液二位三通閥5推至最右端，計(jì)量泵4工作，將清洗溶液經(jīng)過管路從外部噴嘴7噴出。外部噴嘴7對(duì)著涂布模頭6的模唇方向，將涂布模頭6 的模唇周邊沾染的涂布溶液進(jìn)行清理。噴嘴固定架8固定住外部噴嘴7，使外部噴嘴7長(zhǎng)時(shí)間 對(duì)準(zhǔn)涂布模頭6的模唇進(jìn)行清理。外部噴嘴7可從噴嘴固定架8拆卸下，由于連接外部噴嘴7 的管線為柔性軟管，人員可以把握住嘴手持部9任意調(diào)整外部噴嘴7方向和位置，對(duì)涂布機(jī) 各個(gè)部位進(jìn)行清洗。外部噴嘴具備機(jī)械自由度，可以涂布機(jī)其 他部位進(jìn)行清洗，利用間接的清洗系統(tǒng)進(jìn)一步提高清洗效率，擴(kuò)大對(duì)模頭的清洗區(qū)域。1-涂布溶液容器；2-清洗溶液容器；3-進(jìn)液二位三通閥；4-計(jì)量泵；5-出液二位三 通閥；6-涂布模頭；7-外部噴嘴；8-噴嘴固定架；9-噴嘴手持部圖1.4 涂布模頭沖洗機(jī)構(gòu)1.3 研究主要內(nèi)容初步擬定裝置的流程與具體的研究方向，盡量避免過程中發(fā)生的問題。根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，進(jìn)而確定整個(gè)設(shè)計(jì)的方案大綱，要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造型美觀。選定基本的方案，對(duì)機(jī)構(gòu)整體等進(jìn)行分析。選擇最終方案，繪制成精細(xì)的外形和效果圖標(biāo)注尺寸，主要設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面：（1）清洗罐的容量。（2）壓力罐的壓力。（3）廢水罐的壓力。（4）清洗效率。（5）水泵的外形尺寸。1.4 研究主要方法（1）文獻(xiàn)法：查詢與該主題研究有關(guān)的一定數(shù)量的中文和英文資料，就需要現(xiàn)代文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)和能夠檢索互聯(lián)網(wǎng)文獻(xiàn)的能力，認(rèn)識(shí)到模頭清洗裝置工作原理和運(yùn)動(dòng)原理，以及清洗裝置機(jī)械傳動(dòng)關(guān)鍵部件的參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)；（2）調(diào)查法：調(diào)查國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有模頭清洗裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例，了解國(guó)內(nèi)外行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，為接下來具體機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)做鋪墊。（3）模擬法：通過使用3D建模平臺(tái)組裝零件，創(chuàng)建出具體模頭清洗裝置的模型，然后用于研究機(jī)械模型的一些基本特征。2 總體方案確定 2.1 確定整體機(jī)械方案如圖2.1為總體設(shè)計(jì)方案，該設(shè)計(jì)方案為模頭及供料的自動(dòng)清洗裝置，是為了減少時(shí)間的損失，提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。用清洗罐連接壓力罐1，再連接模頭，壓力罐1提供壓力的同時(shí)清洗劑會(huì)清洗模頭；壓力罐2提供壓力使清洗劑來回清洗，清洗完成結(jié)束將鏈接壓力罐的閥門關(guān)閉，使污水流進(jìn)廢水罐內(nèi)完成清洗。圖2.1 總體機(jī)械裝置2.2 清洗罐的設(shè)計(jì)2.2.1壁厚的確定根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)壁厚公式3 （2.1） (2.2)由于添加的清洗劑具有一定的輕微腐蝕性，腐蝕裕量查取C2=2mm(C21mm)涉及厚度為根據(jù)，由鋼板厚度負(fù)偏差得：C1=0.25mm；故取名義厚度壁厚取整為5mm；確定選用壁厚為5mm得06Gr19Ni10高合金鋼板制作罐體。2.2.2 封頭厚度設(shè)計(jì)根據(jù)公式5 (2.3)焊接接頭的焊接系數(shù)取=1，鋼板最大寬度定為3m，清洗罐直徑為1m。于是封頭厚度取C=C1+C2=0.25+2=2.25mm故+C=1.1+2.25=3.35mm圓整后取，確定選用=5mm厚的06Gr19Ni10制作封頭2.2.3水壓試驗(yàn)及強(qiáng)度校核先按公式確定水壓試驗(yàn)時(shí)的壓力6為PT=1.25P=1.250.3=0.375Mpa查表得： 根據(jù)式; (2.4)則 而 因?yàn)椋运畨簩?shí)驗(yàn)強(qiáng)度足夠。2.3清洗罐部件的選取2.3.1儲(chǔ)罐支座M=m1+m2+m3+m4 （2.5） m1-罐體質(zhì)量 m2-封頭質(zhì)量 m3-液氨質(zhì)量 m4-附件質(zhì)量根據(jù)已知條件：M=m1+m2+m3+m4=148+52+200+50=450KG2.3.2 罐體質(zhì)量 =5mm， L=1200的筒節(jié) (2.6)2.3.3水的質(zhì)量 式中： 裝量系數(shù) 水密度 V容器體積 裝量系數(shù)取=0.977儲(chǔ)罐容積V=2V封+V筒 （2.7） 清洗罐中的水在-20的密度為665kg/ m3 則容積質(zhì)量m32.3 壓力罐設(shè)計(jì)2.3.1 壓力罐選型壓力罐的可調(diào)容積與罐體的容積以及高壓和低壓之間的差成正比。 不同的壓力罐具有不同的可調(diào)容積系數(shù)，并且可調(diào)容積的計(jì)算更加復(fù)雜。通常，可以根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式估算類型選擇：Q = L / t * K，其中Q為壓力罐的容積，單位為升； L是高峰用水期間的每小時(shí)用水量，單位是升，t是在水泵高峰時(shí)每小時(shí)啟動(dòng)泵的次數(shù)，通常取6到10；2.3.2 氣壓罐的總?cè)莘eV氣壓罐的總?cè)莘e一般由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可以得知：公式7V= VX(1- b)（2.8）計(jì)算。式中：V為氣壓罐的總?cè)莘em3；VX：壓力罐總?cè)莘e；：氣壓罐的容積系數(shù)，取1.10；b：壓力罐最低工作壓力和最高工作壓力之比，取0.8；對(duì)于壓力罐給水系統(tǒng)，貯水容積為2*5*30=300L；緩沖水容積V1一般不小于20L，穩(wěn)壓水容積V2一般不小于50L。2.3.3壓力控制點(diǎn)壓力值的計(jì)算氣壓罐設(shè)4個(gè)壓力控制點(diǎn)其中，即啟動(dòng)消防泵的壓力值，按下式計(jì)算9：P2 =(P1 + 0.098) b - 0.098 （2.9）P1：氣壓罐最低工作壓力點(diǎn)或氣壓罐充氣壓力；P2為最高工作壓力；P01 = P2 + 0.020.03Mpa （2.10）P02 = P01 + 0.050.06Mpa = P2 + 0.070.09MPa氣壓罐工作壓力比：b = 0.76氣壓罐總?cè)莘e：V= VX(1- b) = 1.1(300+20+50)(1-0.76)=1.70m3選用：SQL10000.6氣壓罐一臺(tái)氣壓罐充氣壓力：P1 =Hmin= Hq+ Hd+ HK+h-H = 0.16+0.01+0.02+0.0082-0.04 = 0.14(Mpa)最高工作壓力：P2 =(P1 + 0.098) b - 0.098 = 0.14 0.76-0.098 = 0.22 (Mpa)穩(wěn)壓泵啟動(dòng)壓力：P01 = P2 + 0.020.03Mpa = 0.22+0.020.03 = 0.240.25(Mpa)穩(wěn)壓泵停泵壓力：P02 = P2 + 0.070.09Mpa = 0.22+0.070.09 = 0.290.31(Mpa)穩(wěn)壓泵揚(yáng)程：H = (P01 +：P02 )2 = (0.24+0.39)2 = 0.27 (Mpa)穩(wěn)壓泵流量：Q 5.0L/S 選用40LG12-152水泵兩臺(tái) 一用一備 每臺(tái)：Q = 4.17L/s，H = 27m，N = 2.2KW2.4 污水泵設(shè)計(jì)2.4.1格柵設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可以得知，選用中格柵， 設(shè)過柵流速取v=0.9 m/s，柵條間隙e=20mm，格柵安裝傾角=60，柵前水深h=0.5m。則柵條間隙數(shù)7n= (2.11)取 n = 46取柵條寬度s=0.01m，則格柵寬度5 （2.12）取進(jìn)水渠寬,漸寬部分展開角，則進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度： （2.13）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度： （2.14）取柵前渠道超高，則柵前槽高 （2.15）柵槽總長(zhǎng)度： （2.16）2.4.2 過柵水頭損失過柵水頭損失8 (2.17)式中，過柵水頭損失，m； 計(jì)算水頭損失，m； 重力加速度，9.81； 系數(shù)，一般取3； 阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，,當(dāng)為矩形斷面時(shí)， 3廢水系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.1污水泵的設(shè)計(jì)所選方案應(yīng)為可行方案，所提方案如下表：表1 選泵方案方案編號(hào)用水變化范圍（m3/ h）運(yùn)行泵及其臺(tái)數(shù)第一方案選用兩臺(tái)<9401臺(tái)300QW800-15-55940-14002臺(tái)300QW800-15-55第二方案選用三臺(tái)<7351臺(tái)250QW600-15-45735-13402臺(tái)250QW600-15-451340-14003臺(tái)250QW600-15-45從運(yùn)行費(fèi)用方面：方案一，方案二均能滿足用水要求，方案一方案揚(yáng)程利用率較高,而方案二富余揚(yáng)程多，利用率較低。且在用水量低時(shí)，方案二會(huì)造成很大的能耗，故方案一較優(yōu)；從運(yùn)行方面維護(hù)方面看：因?yàn)槭褂玫氖峭N型號(hào)（或同樣）的水泵，管道附件變化較少，便于施工維護(hù)，同時(shí)也便于泵的輪換工作，互為工作、備用泵；發(fā)展方面：方案一起初采用小葉輪，用水量逐漸增大時(shí)，將可改換成大葉輪。同時(shí)，也為遠(yuǎn)期供水預(yù)留了水泵位，具有很好擴(kuò)容的條件；方案一水泵效率高，較節(jié)能。3.2繪制水泵一的單泵及并聯(lián)特性曲線在一定范圍去兩點(diǎn)相關(guān)坐標(biāo)，用做拋物線法近似代替特性曲線方程，先假設(shè)Q-H特性曲線H=Hx-SxQ2，在水泵特性曲線取兩點(diǎn)（Q1,H1）和（Q2，H2）代入H=HX-SXQ2,解出Sx和HX，求出Q-H特性曲線方程，用描點(diǎn)法繪出Q-H特性曲線。取點(diǎn)（15，600），（12.9,700）。解出Sx=1.510-5 , HX=20.8，取點(diǎn)列表：表3.1臺(tái)水泵一Q-H表取點(diǎn)123456789Q（m3/h)0100200300400500600700800H(m)20.820.6420.1819.3818.2416.81512.9810.56表3.2臺(tái)水泵一并聯(lián)Q-H表取點(diǎn)123456789Q（m3/h)02004006008001000120014001600H(m)20.820.6420.1819.3818.2416.81512.9810.56表3.3臺(tái)水泵一并聯(lián)Q-H表取點(diǎn)123456Q（m3/h)030060090012001500H(m)20.820.6420.1819.3818.2416.8描點(diǎn)法繪圖得：圖3.1 單泵及并聯(lián)特性曲線3.3繪制水泵二的單泵及并聯(lián)特性曲線在高效段范圍內(nèi)去兩點(diǎn)坐標(biāo)，用拋物線法擬合水泵特性曲線方程，先假設(shè)Q-H特性曲線H=Hx-SxQ2，在水泵特性曲線取兩點(diǎn)（Q1,H1）和（Q2，H2）代入H=HX-SXQ2,解得S和HX值，求出Q-H特性曲線方程，用描點(diǎn)法繪出Q-H特性曲線，取點(diǎn)（15，800），（13.5,900）。解出Sx=8.8210-6 ,HX=20.64表3.4臺(tái)水泵二Q-H表取點(diǎn)12345678910Q（m3/h)0100200300400500600700800900H(m)20.6420.5520.2919.8519.2318.4417.4616.321513.5表3.5臺(tái)水泵二并聯(lián)Q-H表取點(diǎn)12345678910Q（m3/h)020040060080010001200140016001800H(m)20.6420.5520.2919.8519.2318.4417.4616.321513.5描點(diǎn)法繪圖得：圖3.2 水泵二的單泵及并聯(lián)特性曲線3.4確定總體設(shè)計(jì)方案表3.5選泵方案比較表方案編號(hào)用水變化范圍運(yùn)行泵及其臺(tái)數(shù)泵揚(yáng)程（m）所需揚(yáng)程（m）揚(yáng)程利用率（%）泵效率（%）第一方案選用兩臺(tái)300QW800-15-55<940一臺(tái)300QW800-15-5512.812.810082.789401400兩臺(tái)300QW800-15-5512.8-16.312.813.78410082.78第二方案選用三臺(tái)250QW600-15-45<735一臺(tái)250QW600-15-4512.1512.1510082.67351340兩臺(tái)250QW600-15-4512.1513.512.1513.510082.613401400三臺(tái)250QW600-15-4513.517.313.513.779-10082.63.4.1設(shè)計(jì)方案對(duì)比從運(yùn)行費(fèi)用方面：方案一，方案二均能滿足用水要求，方案一方案揚(yáng)程利用率較高,而方案二富余揚(yáng)程多，利用率較低。且在用水量低時(shí)，方案二會(huì)造成很大的能耗，故方案一較優(yōu)；從運(yùn)行方面維護(hù)方面看：因?yàn)槭褂玫氖峭N型號(hào)（或同樣）的水泵，管道附件變化較少，便于施工維護(hù)，同時(shí)也便于泵的輪換工作，互為工作、備用泵；發(fā)展方面：方案一起初采用小葉輪，用水量逐漸增大時(shí)，將可改換成大葉輪。同時(shí)，也為遠(yuǎn)期供水預(yù)留了水泵位，具有很好擴(kuò)容的條件；方案一水泵效率高，較節(jié)能。例，經(jīng)過比較幾個(gè)方案，300QW800-15-55型泵效率高，平時(shí)運(yùn)行費(fèi)低，且并聯(lián)輸送水量大，能滿足發(fā)展需要。選用方案二，選用3臺(tái)300QW800-15-55型泵，二用一備。（2）查出所選水泵及電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)。表3.6水泵性能參數(shù)表水泵型號(hào)Q(m3/h)H(m)轉(zhuǎn)速r/min軸功率(KW)效率(%)允許吸上真空高度Hs葉輪直徑D進(jìn)口法蘭DN出口法蘭DN泵重(噸備注300QW800-15-55800159805582.78-3001.350表3.7配用電機(jī)性能參數(shù)表電機(jī)型號(hào)功率(KW)轉(zhuǎn)速r/min電壓(V)重量(噸)參考價(jià)格Y315S-6759803800.990-3.5 水泵機(jī)組的確定基礎(chǔ)長(zhǎng)度L=地腳螺栓孔間距+（400500）mm =p+400=780+400mm=1180mm基礎(chǔ)寬度B=地腳螺栓孔間距+（400500）mm =y+400=770+400=1170mm基礎(chǔ)高度H=3.0w/LBr=3.01350(1.181.172400)=1.22m式中： W-機(jī)組總重量 r-混泥土容重2400kg/ m3圖3.4 潛污泵尺寸圖圖3.5 潛污泵安裝尺寸圖3.5.1基礎(chǔ)校核a、基礎(chǔ)重量=1.181.171.222400=4042.40kg機(jī)組重量=1350kg 滿足基礎(chǔ)重量=機(jī)組重量3，符合要求b、基礎(chǔ)高度1220mm50cm ,符合要求頂面高出室內(nèi)地坪取30cm>1020cm3.5.2水泵機(jī)組布置污水泵站一般有三種排列方式：圖3.6 污水泵站排列方式3.5.3計(jì)算局部水頭損失 表3.8 局部水頭損失計(jì)算表序號(hào)管件名稱管件局部阻力流量Q最大流速v(m)局部水頭損失(m)直徑系數(shù)(m3/h)(m/s)（mm）1喇叭口4000.18503.340.570.0572彎頭2個(gè)4000.68501.880.180.113漸擴(kuò)管3004000.138503.340.570.074490彎頭2個(gè)6001.114851.460.110.125漸擴(kuò)管4006000.128501.880.180.02166球形伸縮節(jié)4000.218501.880.180.0387閘閥4000.078501.880.180.01268止回閥4002.58501.880.180.45990彎頭3000.528503.340.570.296.10三通管2個(gè)4006001.6214851.460.110.1781.757各管段水頭損失為沿程水頭損失和局部水頭損失之和。再計(jì)算總水頭損失，即計(jì)算A-D管路水頭損失，為AB管段、BC管段、CD管段水頭損失之和。則水泵所需總揚(yáng)程：H=10.39+1.92+2=14.31m3.5.4水泵工況點(diǎn)的校核水泵管道特性曲線比阻=1.76/14852=7.98*10-7管道曲線，列出流量與楊程計(jì)算表，再描點(diǎn)作圖：表3.9 管道特性曲線計(jì)算（最低水位）取點(diǎn)123456789Q（m3/h)02004006008001000120014001600H(m)10.3910.4210.5210.6810.9011.1911.5411.9512.43表3.10 管道特性曲線計(jì)算（最高水位）取點(diǎn)123456789Q（m3/h)02004006008001000120014001600H(m)8.698.728.828.989.29.499.8410.2510.73畫出最低水位和最高水位時(shí)的管道、單泵和并聯(lián)泵的特性曲線圖，如下圖所示：圖3.7 提升泵工況校核曲線圖檢驗(yàn)單泵運(yùn)行和并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，由泵得性能圖得知該泵4個(gè)工況點(diǎn)都在高效段，所選泵合理。 3.6 廢水池容積校核集水池的容積在滿足安裝格柵和吸水管的要求，保證水泵的吸水條件并能夠及時(shí)將流入的污水抽走的前提下，應(yīng)盡量小些，這樣既降低造價(jià)，又可以減輕污水池污水中雜物沉積和腐化，集水池容積根據(jù)工作泵機(jī)組停車時(shí)啟動(dòng)備用泵所需時(shí)間來計(jì)算。一般可采用不小于最大泵5min出水量的容積6。 (3.1)W1集水池有效容積，m3Q最大泵5min出水量，m3/h經(jīng)過計(jì)算，廢水池符合上述的保證水泵的吸水條件并能夠及時(shí)將流入的污水抽走的前提標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)論本論文本著節(jié)省材料、成本低廉、安全簡(jiǎn)易、效率高的原則，立足于模頭與供料裝置的清洗裝置的設(shè)計(jì)，完成的基本工作如下，主要設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面：清洗罐的設(shè)計(jì)計(jì)算，廢水罐的設(shè)計(jì)，螺桿泵的選型及其計(jì)算設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)是結(jié)合壓力罐提供壓力來對(duì)裝置進(jìn)行清洗，減少了對(duì)模頭的拆卸次數(shù)。實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)效率的功能。從而帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步。鑒于研究能力有限，模頭與供料裝置的清洗裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和等一些關(guān)鍵性因素還有待進(jìn)一步提升。未來希望可以更好的學(xué)習(xí)有關(guān)的知識(shí)，將清洗裝置與智能化控制方向結(jié)合，使清洗裝置相關(guān)產(chǎn)業(yè)朝著更好的方向邁進(jìn)一步。參考文獻(xiàn)1 諸慎林.趙毅紅，周中平清洗生產(chǎn)導(dǎo)論M.北京化學(xué)工業(yè)出版社.20182孫志禮.冷興聚，魏嚴(yán)剛等主編.機(jī)械設(shè)計(jì)J.沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社20003彭曉春.謝武明 ，清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)M.化學(xué)工業(yè)出版社 2018 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Frederiks.Potato Research.2013(3)致 謝不積跬步無以至千里，本課程設(shè)計(jì)能夠順利完成，得益于指導(dǎo)老師徐衛(wèi)彥老師和企業(yè)導(dǎo)師李世豐李工，本論文是在徐老師和李工悉心的指導(dǎo)下完成的，徐老師和李工擁有豐富的學(xué)術(shù)經(jīng)驗(yàn)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，在課程設(shè)計(jì)題目制定時(shí)，他們首先肯定了我的研究課題，同時(shí)給了極大的勇氣，幫我具體的分析利弊使我最終選取模頭及供料裝置的設(shè)計(jì)這個(gè)課題，使我在研究時(shí)有了具體方向。當(dāng)論文開題后時(shí)，具體的設(shè)計(jì)不是很清楚，在老師的幫助下，我的設(shè)計(jì)有了明確的方向，初稿完成后，老師仔細(xì)檢查了我的寫作并指出了我的問題，為接下來的改進(jìn)提供了方向，在此十分感謝老師和李工的細(xì)心指導(dǎo)，才能讓我順利完成畢業(yè)論文的寫作。感謝機(jī)電工程學(xué)院的全體領(lǐng)導(dǎo)和老師，在他們認(rèn)真的教導(dǎo)下，我學(xué)到了很多專業(yè)性知識(shí)，為論文的寫作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；感謝參與本論文的批閱，和對(duì)本論文提出寶貴意見的老師和領(lǐng)導(dǎo)。25