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畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 課題：X700渦旋式選粉機（轉(zhuǎn)子部件）設(shè)計 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名 班 級 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 專 業(yè) 系 主 任 發(fā) 放 日 期 一、設(shè)計內(nèi)容 結(jié)合生產(chǎn)實際完成X700渦旋式選粉機總體設(shè)計及轉(zhuǎn)子部件設(shè)計。要求對原有的轉(zhuǎn) 子式選粉機加以改進，使所設(shè)計的選粉機具有渦旋效果，通風阻力更小，選粉效率更 高。 二、設(shè)計依據(jù) 配套圈流系統(tǒng)水泥磨Φ2.2×7m，Q=22～26 t / h , 三、技術(shù)要求 所有結(jié)構(gòu)及其零部件設(shè)計后考慮技術(shù)性、加工工藝性、經(jīng)濟性，并保證安裝、使 用、經(jīng)濟方便。要保證選粉機的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，節(jié)能高產(chǎn)。 四、畢業(yè)設(shè)計物化成果的具體內(nèi)容及要求 1、設(shè)計說明書1份，達1萬字以上，且要符合規(guī)范要求（電子文檔）； 2、中文摘要不少于400字，并有對應(yīng)英文摘要（電子文檔）； 3、設(shè)計圖樣總的繪圖量折合A0不少于3平方米（CAD）； 具體設(shè)計的圖樣有： （1）選粉機總裝圖一張； （2）轉(zhuǎn)子部件總裝圖一張； （3）轉(zhuǎn)子部件相關(guān)零件圖一套。 4、翻譯3000以上漢字的課題相關(guān)外文資料 5、實習小結(jié)（電子文檔）。 五、畢業(yè)設(shè)計進度計劃 起訖日期 工作內(nèi)容 備 注 2006.03.06—2006.03.07 布置任務(wù) 下達任務(wù)書 06.03.06—06.03.17 調(diào)查研究，收集資料，熟悉課題,畢業(yè)實習 06.03.18—06.03.31 總體設(shè)計，方案論證 06.04.01—06.05.10 部件、零件設(shè)計階段 06.05.11—06.06.4 編寫說明書 06.06.5—06.06.7 畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯 06.06.8—06.06.11 修改整理 06.06.12—06.06.13 復(fù)查材料 評閱 06.06.14—06.06.16 畢業(yè)答辯 06.06.17—06.06.18 材料整理裝袋。 六、主要參考文獻： 1、許林發(fā)主編. 建筑材料機械設(shè)計(一) [M]. 武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社, 1990 2、褚瑞卿主編. 建材通用機械與設(shè)備[M]. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社, 1996 3、朱昆泉主編. 建材機械工程手冊[M]. 武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2000．7 4、徐灝主編. 機械設(shè)計手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1991．9 5、胡家秀主編. 機械零件設(shè)計實用手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999．10 6、李益民主編. 機械制造工藝設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1995．10 7、趙忠主編. 金屬材料與熱處理[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1991．5 8、甘永立主編. 幾何公差與檢測[M]. 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2001．4 9、錢志峰主編. 工程圖學(xué)基礎(chǔ)教程[M]. 北京：科學(xué)出版社，2001 10、江旭昌主編. 管磨機[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，19920 11、王仲春. 水泥工業(yè)粉磨工藝技術(shù)[M].北京.中國建材工業(yè)出版社.2000 2001，8（4）：13～16 12、劉平成 k型內(nèi)循環(huán)選粉機的原理及其應(yīng)用[J] 粉磨技術(shù) No4.2004 25-27 13、倪文龍應(yīng)用雙出風口旋風分離器改造旋風選粉機[J] 水泥 2003. No2 41-42 14、李朝宗 XW-300高效渦流選粉機的應(yīng)用[J] 中國建材裝備 技術(shù)交流 No3.1996 15、李朝宗O-sepa選粉機結(jié)構(gòu)簡介及工作特點[J] 中國建材裝備 No3.1994 5 畢業(yè)實習報告 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名 班 級 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 日 期 實　習　報　告 一、 概述 畢業(yè)實習是一門專業(yè)實踐課是機械類各專業(yè)學(xué)生學(xué)習了各門專業(yè)課程之后，在進行畢業(yè)設(shè)計或畢業(yè)論文時必不可少的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。它對于培養(yǎng)我們的動手能力有很大的意義，而且可以使我們了解傳統(tǒng)的機械制造工藝和現(xiàn)代機械制造技術(shù)。 高中階段的學(xué)習缺少了動手能力的培養(yǎng)。因此，處于學(xué)校和社會過渡階段的大學(xué)就承擔了培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的任務(wù)。畢業(yè)實習就是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的有效途徑。由于本專業(yè)的機械制造廠對本企業(yè)的技術(shù)比較重視，再加上擔心實習同學(xué)的安全，所以很多工廠不愿意接受非本廠員工的參觀實習。通過指導(dǎo)老師的精心安排和私人關(guān)系，我們有幸得到南通兩家建材廠的支持。由于時間有限，資源有限同學(xué)們進行分期分批的實習，達到了理想的效果。 我們機械制造及自動化專業(yè)所學(xué)習的重點在于各種機械成型設(shè)備，本次實習就是為了讓我們能夠?qū)τ谖覀兯鶎W(xué)過的各種儀器、設(shè)備有一個感性的直觀的認識，從而把書本上的理論和現(xiàn)實中的傳統(tǒng)技術(shù)和已經(jīng)被應(yīng)用于實際的最新發(fā)展的高新技術(shù)聯(lián)系與結(jié)合起來。 二、 實習過程 本次實習我們?nèi)チ四贤ê０铲i飛集團、南通海安建材公司，具體安排如下： 1. 2006.3.6 專業(yè)系做了實習準備動員，以及實習需注意的問題，熟悉課題相關(guān)資料 2. 2006.3.7上午去鵬飛集團西廠，主要了解回轉(zhuǎn)窯的筒體、支撐裝置的托輪擋輪的制造過程以及冷卻烘干機的結(jié)構(gòu)，重點預(yù)加水成球設(shè)備、選粉機、管磨機等； 3. 2006.3.8江蘇鵬飛集團總部向工人師傅討教制作過程，了解焊接工藝以及材料的選擇及制作時應(yīng)注意的各事項并進行了相關(guān)測繪重點是管磨機、回轉(zhuǎn)窯等大型設(shè)備的結(jié)構(gòu)； 4. 2006.3.9 -3.10江蘇海建集團重點是輥壓機、滑履磨、烘干機等大型設(shè)備對選粉機的轉(zhuǎn)子殼體進行相關(guān)測繪； 5．2006.3.14江蘇蘇亞公司重點是轉(zhuǎn)子式選粉機、布袋除塵器實習對并根據(jù)各自課題對選粉機有了重點實習研究； 6．學(xué)校西區(qū)200教室聽武漢理工大學(xué)黃之初教授的學(xué)術(shù)報告，請教課題相關(guān)的問題并給予答復(fù)； 7．2006.316鹽城市聯(lián)鑫水泥有限公司水泥工藝實習，現(xiàn)場了解機立窯、管磨機使用情況并對選粉機除塵器的安裝作詳細了解； 三、 實習內(nèi)容 鵬飛集團主要生產(chǎn)大的筒體以及大直徑齒輪，他們的技術(shù)處于先進水平。窯筒體加工十分注意加工工藝，要保證筒體直而圓。筒體的焊接技術(shù)也十分重要，焊接前先刨邊以便更好焊接，筒體焊縫差開防止應(yīng)力集中，外圓點焊。最后里面線焊，每焊一層把表面氧化層刮清（見銀白色肉質(zhì)） 磨機筒體的加工工藝 1． 原材料盡量采用C級，不采用B,A級 重要零件采用20Cr 2． 所有已下好的料板200mm邊緣探傷，原則采用v型坡 優(yōu)先采用自動焊，其次采用CO2氣體保護焊，再不行用手工焊（高級焊工）100%探傷 3． 滾圈刨邊 卷板后進爐緩慢升至600度烘干 焊機保溫 降溫到50度 再次回爐保溫到60度再焊 采用T型焊條 始焊縫最重要，完成后反向刨根至光亮肉質(zhì)滾圈外圓盡可能用砂輪磨削 焊接結(jié)束筒體直徑超過三米的還要進回火爐回火，以消除應(yīng)力，很多廠家不具備這項技術(shù)，這是保證筒體合格的重要保證。為了保證筒體的圓度需用工裝米字撐調(diào)圓，以米字承中心固定，在筒體旋轉(zhuǎn)中通過調(diào)節(jié)螺母螺栓連接程度調(diào)圓。 磨機筒體加工方法類似窯的筒體加工方法需轉(zhuǎn)孔，筒體上鉸制孔周圍須打磨，從而保證螺栓螺母墊板，襯板的良好固定。用回轉(zhuǎn)窯的托輪裝置支承安放磨機筒體保證不壓壞筒體法蘭。磨機端蓋需有大的鉸制螺栓孔和小的襯板固定螺栓孔。磨機的軸承底座用鑄鋼起吸震作用。進料螺旋筒磨機端需配鋼球擋圈，一面砸傷螺旋，同時達到均勻進料螺旋要求外寬內(nèi)窄。外寬保證進料快內(nèi)窄保證進料均勻，穩(wěn)。 大齒輪加工也是一項技術(shù)關(guān)鍵，它需要保證齒輪的圓度，表面剛度，精度。實習中我們有機會跟蹤學(xué)習了大直徑齒輪的加工過程，為了節(jié)約成本提高效率，原本的加工過程被減少，因為滾齒成本太高改成刨齒，先加工端面內(nèi)外表面，再刨齒，最后滾齒以保證加工精度。海安建材公司的選粉機殼體技術(shù)較先進，主要是焊接和材料的節(jié)約以保證殼體的質(zhì)量和成本原料的節(jié)約。這些技術(shù)都是工人師傅在漫長的工作時間中總結(jié)出來的寶貴經(jīng)驗。由于我們是學(xué)生實習才有機會學(xué)到這些寶貴經(jīng)驗。 大齒輪的加工工藝 1． 準備half鑄件毛坯 2． 銑half端面 3． 劃線打孔 4． 對孔焊接合并half結(jié)構(gòu) 5． 鉸螺栓孔 6． 鉸制螺栓螺母連接 7． 以輪緣內(nèi)圓為粗基準車端面，輪轂內(nèi)圓端面，車輪緣外圓 8． 以輪轂內(nèi)圓，輪緣側(cè)面為精基準車另一側(cè)輪緣側(cè)面，輪緣側(cè)面 9． 刨齒，滾齒入庫 海建的輥壓機輥子加工在全國處于先進水平，為了保證輥子有足夠的剛度和強度需要堆焊達到一定厚度才能達到加工要求。輥壓機要求相對壓力達55MPa，相對轉(zhuǎn)動，物料30-45%壓成塊狀。輥輪在堆焊前外圓面有加工的條紋以保證堆焊的粘結(jié)質(zhì)量。由于設(shè)計課題需要，我著重學(xué)習了選粉機。實習后對選粉機的組成有了充分的了解，對其工作原理又有了進一步的認識。對各個零部件也有了更加明確的認識，了解了各零件如何連接更加合理，采用什么樣的方法安裝能讓選粉機更好的發(fā)揮其效能。在實習現(xiàn)場我們著重對旋風筒的加工工藝，工作原理和各種結(jié)構(gòu)撒料盤的進行了詳細的分析和總結(jié)，對各種結(jié)構(gòu)的撒料盤的優(yōu)缺點有了一定的了解。選粉機由調(diào)速電動機主軸的運動帶動帶輪，經(jīng)帶傳動選粉機主軸一起旋轉(zhuǎn)，采用帶式減速可起到減振及保護的作用，主軸的旋轉(zhuǎn)帶動分級圈和撒料盤一起運動，下部風輪是無動力的，成品細度的調(diào)整是靠改變電動機的轉(zhuǎn)速或外置風機的風量大小實現(xiàn)的。其工作過程為：從磨機出來的物料經(jīng)下料斗，進入磨尾提升機，順著下料管落到撒料盤上，撒料盤高速旋轉(zhuǎn)將物料撒向旋轉(zhuǎn)上升的氣流中，在離心力的作用下，一部分物料被均勻地撒向殼壁，沿殼壁沉降下來，而大部分被揚起的細粉隨氣流進入分級區(qū)。由于分級圈的高速旋轉(zhuǎn)，顆粒得到均衡穩(wěn)定的分級，進入分級圈的細粉和空氣一起進入旋風筒經(jīng)過翻板閥落入細粉下料斗作為成品收集起來，而未進入分級圈的顆粒，沿著內(nèi)殼壁下落，經(jīng)過滴流裝置時，產(chǎn)生二次揚起，細粉同上升氣流一起進入分級圈，而大顆粒沿著滴流裝置下落到風輪的上圓盤上，風輪是無動力的，風輪的上圓盤起到第二個撒料盤的作用，旋轉(zhuǎn)的風輪將物料再次拋向氣流中，較細的物料順著氣流進入分級圈，大顆粒則沿殼壁落入粗粉下料斗作為回粉收集下來，然后回到磨機進行二次粉磨。 四、 選粉機的分析 實習過程中我主要對選粉進行了資料的收集和整理和轉(zhuǎn)子部分的測繪，充分認識到了轉(zhuǎn)子式選粉機的組成，結(jié)構(gòu)，工作原理。特別是對關(guān)鍵部件轉(zhuǎn)子進行了認真的分析。對轉(zhuǎn)子的外型，設(shè)計有了一定的了解。 轉(zhuǎn)子式選粉機的結(jié)構(gòu)如圖 1 所示， 圖 1選粉機結(jié)構(gòu)示意圖 1 旋風筒 2匯風管 3閥門 4 檢查孔5 回風管 6 翻板 7進風管8 風機 9 分岔管 10 觀察孔 轉(zhuǎn)子式選粉機的內(nèi)部選粉空氣是閉路循環(huán)的。干凈的空氣進入風機后，由于風機的旋轉(zhuǎn)進入選粉機的中殼體入口，順著殼體內(nèi)的導(dǎo)風板旋轉(zhuǎn)進入風輪，通過分級圈進入旋風筒，由于旋風筒的分離作用，使顆粒同空氣分離，最后干凈的空氣由集氣管收集重新回到風機入口，閉路循環(huán)對環(huán)境保護起到了一定作用。充分體現(xiàn)了新產(chǎn)品的綠色設(shè)計理念。主要結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計離心式選粉機和旋風式選粉機都是采用小風葉分級，由于小風葉的旋轉(zhuǎn)不夠穩(wěn)定，使得選粉機磨損比較嚴重，小風葉的分級精度也不精確。而籠形轉(zhuǎn)子可以在高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生比較穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)氣流，使顆粒的受力大小、方向均衡一致，為選粉提供了良好的條件。同時，分級圈的選粉空間更理想、效果更好，結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。主要變化為1!將原有小風葉拆除，改造成籠形轉(zhuǎn)子，替代原有小風葉起分級作用?；\形轉(zhuǎn)子由一定數(shù)量的分級葉片及上下盤組成，固定在原小風葉座上。由于籠形轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生強大的旋流及切向剪切作用，使物料分散性好且分級強度高。2在分級圈上盤外側(cè)均勻設(shè)置少量的小風葉，小風葉隨分級圈高速運轉(zhuǎn)，形成正壓，使氣流從分級圈通過，防止短路。3改造前小風葉形成的分級區(qū)近似為一水平面，而優(yōu)化后轉(zhuǎn)子選粉機的分級區(qū)為一錐形面，經(jīng)計算知在相同選粉室直徑時其分級區(qū)增大了 50%~60%這樣非常有利于粗細顆粒的分離、選粉濃度的提高，很大程度上提高了單位選粉面積的產(chǎn)量。給水泥廠帶來了效益。 五、 實習感想 雖然實習時間不常但此次實習收獲頗豐，收獲了書本上學(xué)不到的知識和經(jīng)驗，鍛煉了手工測繪的能力，畢業(yè)以后將面對工作，為了能節(jié)約成本提高效率，書本上學(xué)到的加工工藝將不適合生產(chǎn)，書本上并不考慮怎樣下料以及加工步驟。只有通過實習才能注意到一些細節(jié)需要注意的加工工藝。工廠僅靠一些工藝的改進就可以獨霸一面，這給了我們很大的啟發(fā)，也加強了我們將來工作的信心。實習使我對選粉機有了更深的理解，選粉機性能的好壞與“分散”、“分級”、和“收集”過程密切相關(guān)，三者的有機結(jié)合是優(yōu)化選粉機設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)。 兩個建材廠的實習使我們對本專業(yè)有了更直接的了解，對一些非標準件的加工工藝也有了直觀的了解，讓我們認識到自身的不足以及以后工作中需要注意的某些方面。當然僅靠這些是遠遠不夠的，在今后的學(xué)習過程中我們還要加強理論知識學(xué)習，豐富我們的知識面，才能在將來的工作中更好的解決實際問題。 5 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 X700渦旋式選粉機 （轉(zhuǎn)子部件）設(shè)計 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 班 級 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 完成日期 畢業(yè)設(shè)計 開題論證報告 專 業(yè) 建材機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 班 級 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 完成日期 課題名稱：X700渦旋式選粉機（轉(zhuǎn)子部件）設(shè)計 一、課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 課題來源于江蘇科行環(huán)境技術(shù)有限公司的生產(chǎn)實際，配套圈流系統(tǒng)水泥磨Φ2.2×7m，Q=22～26 t / h。重點設(shè)計X-700渦旋式選粉機轉(zhuǎn)子部件。選粉機是隨干法圈流粉磨技術(shù)的進步而發(fā)展起來的。 選粉機發(fā)展到今天已經(jīng)有了三代產(chǎn)品，以離心式選粉機 旋風式選粉機 O—sepa選粉機為各自的代表，今天已經(jīng)發(fā)展成多代選粉機優(yōu)點的集合體。 離心式選粉機該機的特點是將空氣選粉機、循環(huán)空氣風機以及從空氣中分選細粉的旋風筒組合成一個單機系統(tǒng)，缺點是 1）循環(huán)氣流中粉塵多，致使選粉區(qū)的實際物料濃度大為增加，加大了顆粒沉降的干擾； 2）選粉區(qū)內(nèi)存在著風速梯度，使分離粒徑不均勻。高風速處會把過粗的顆粒帶出混入細粉中； 3)邊壁效應(yīng)使細小顆粒隨粗顆粒一起碰撞而降落。嚴重影響分離效率和提高磨機循環(huán)負荷率。 旋風式選粉機這種選粉機的特點是空氣在機內(nèi)外循環(huán)。用小旋風筒代替大直徑外筒來收集細粉，提高了料氣分離的效率，使循環(huán)氣流中的含塵濃度大為降低，克服了顆粒沉降的干擾影響。同時粗粉在降落過程中增加了二次選粉的機會。這些措施較大地改善了選粉效果。在結(jié)構(gòu)方面亦可制成大規(guī)格以適應(yīng)水泥設(shè)備大型配套的需要。缺點是選粉區(qū)內(nèi)分級力場不穩(wěn)定，選粉效率不高。 O—sepa選粉機它是一種高效渦流型選粉機，不僅保留了旋風式選粉機外部供風、循環(huán)氣流高效分離、二次選粉等優(yōu)點;而且應(yīng)用平面螺旋氣流選粉原理，以籠式轉(zhuǎn)子代替小風葉，氣流通過導(dǎo)向葉片切線進入，在整個選粉區(qū)內(nèi)氣流穩(wěn)定均勻，從而消除了離心式選粉區(qū)內(nèi)風速梯度、分離粒徑趨于均勻和邊壁效應(yīng)。顆粒自上而下有多次分選機會，最后又經(jīng)三次風再次分選，因此分選效果好，其產(chǎn)量、動力消耗和水泥質(zhì)量都有很大的改善。雖然籠式高效選粉機以其卓越的性能得到人們的肯定，但它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制造費用較高，還要增加收集成品的高濃度袋式收塵器，并且操作要求及管理要求也相應(yīng)較高，因此，對于中小水泥企業(yè)來說是一個困難的決策。 隨著我國選粉技術(shù)的發(fā)展，對選粉機的結(jié)構(gòu)進行了不斷的改進和完善，對工藝系統(tǒng)和磨內(nèi)參數(shù)進行不斷的優(yōu)化，使我國的O－Sepa選粉機無論在設(shè)備質(zhì)量上還是工藝性能上都可能與國外同類產(chǎn)品相媲美，各項技術(shù)指標均達到了國際先進水平，其增產(chǎn)節(jié)能效果明顯，被大家共認為高效選粉機。圍繞著O－Sepa選粉機的選粉原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外都推出了各種各樣的高效選粉機，但大都以籠形轉(zhuǎn)子為核心，以平面渦流選粉原理為基礎(chǔ)，因此，我們說高效選粉機，應(yīng)該是以O(shè)－Sepa為代表的以籠形轉(zhuǎn)子為特征的一批高效選粉機。在我國球磨機系統(tǒng)中常見的有改進型O－Sepa選粉機、組合式選粉機和煤磨動態(tài)選粉機。 此次設(shè)計主要內(nèi)容就是X700渦旋式選粉機轉(zhuǎn)子部件設(shè)計以實現(xiàn)選粉效率高，提高產(chǎn)量，降低能耗，提高質(zhì)量，操作簡單，磨損及維修量小，能耗低等。 二、本課題擬解決的問題 1．使原本選粉機機體內(nèi)上升氣流改成渦旋氣流，提高選粉效率。 2. 分級區(qū)內(nèi)分級力場不穩(wěn)定，分級精度不精確。 3．選粉效率低，循環(huán)負荷率高。物料分散不充分、不均勻。 4. 機體內(nèi)易損件的便捷拆卸。 三、解決方案及預(yù)期效果 1. 在進風口加裝導(dǎo)風葉片，使得系統(tǒng)沿切向進風時在機體內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的渦旋氣流，提高選粉效率。 2．轉(zhuǎn)子改進成選粉效率更高的圓柱籠形轉(zhuǎn)子，從而使單位時間的選粉效率更高，單位產(chǎn)量能耗更低。通過改變轉(zhuǎn)子，可以形成更加穩(wěn)定的分級力場，使轉(zhuǎn)子的分級功能更強，分級區(qū)內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的分級力，提高分級精度。 3. 改變進料口使得進料裝置改成四點或多點進料。使得物料分散更均勻，更充分。 4. 采用高效低阻旋風筒，布置在主機周圍，形成一個整體，有效地簡化了系統(tǒng)的工藝流程，減少了占地面積，降低了后續(xù)布袋除塵器的負荷和要求，降低系統(tǒng)的一次性投資及裝機容量。減少循環(huán)負荷提高效率。 5. 改變?nèi)隽媳P的形狀使撒料盤的撒料能力更好，這樣就更加有利于提高選粉機的效率，以及它們之間的連接方式（將焊接方式改為用螺栓連接）方便在拆卸，避免個別零件出現(xiàn)問題時，導(dǎo)致其他的不必要的拆卸而損壞 ，減少不必要的浪費。 四、課題進度安排 3月6日～3月17日．畢業(yè)實習階段。 畢業(yè)實習，查閱資料，到多個公司實踐，撰寫實習報告。 3月18日～3月30日．論文開題階段。 提出總體設(shè)計方案及草圖，填寫開題報告。 4月1日～5月10日． 設(shè)計(論文)初稿階段。 完成總體設(shè)計圖、部件圖、零件圖。 5月11日～5月25日． 中期檢查階段 中期檢查，編寫畢業(yè)設(shè)計說明書。 5月26日～5月28日． 畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯 5月29日～6月2日．畢業(yè)設(shè)計 圖紙修改、設(shè)計說明書修改、定稿，材料復(fù)查。論文修改、定稿，材料復(fù)查。 6月3日～6月5日．畢業(yè)答辯 6月6日～6月8日．材料整理裝袋。 五、指導(dǎo)教師意見 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　 年　 月　　日 六、專業(yè)系意見 年　 月　　日 七、學(xué)院意見 　　　　　　　　　　　　　 年　 月　　日 3 鹽城工學(xué)遠本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 X700渦旋式選粉機（轉(zhuǎn)子部件）設(shè)計 摘 要：為了滿足現(xiàn)代水泥企業(yè)越來越高的生產(chǎn)要求，本課題完成X700渦旋式選粉機的子部件設(shè)計及改進。本次設(shè)計采用理論設(shè)計和經(jīng)驗設(shè)計相結(jié)合的方法，首先在分析以往的轉(zhuǎn)子式選粉機優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上再通過類比設(shè)計設(shè)計出能夠提高分級力場的籠型轉(zhuǎn)子，吸取o-sepa選粉機的優(yōu)點采用導(dǎo)風裝置提高渦旋效果?；\型轉(zhuǎn)子與導(dǎo)風裝置配合使用使物料均勻受到分級力的作用提到選粉效率。其傳動系統(tǒng)采用帶輪傳動。其傳動故障率較低，維修及更換零件方便。轉(zhuǎn)子由耐磨鋼片和蓋板組成，中部蓋板成環(huán)型均布70個長方形孔。鋼片穿過中蓋板方孔焊接，以保證其穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)子下部加裝倒錐體，起加固轉(zhuǎn)子加強上升氣流。撒料裝置放在轉(zhuǎn)子上部采用耐磨鑄件批量生產(chǎn)，節(jié)約成本，采用螺栓連接，維修方便。改變以往耐磨襯板耐磨方式，采用貼耐磨瓷磚方法。其耐磨效果好且成本低。軸與軸套之間采用油浴潤滑，提高潤滑效果。經(jīng)過設(shè)計改造后的選粉機大大減少了運行成本，提高了生產(chǎn)效率達到能耗低、易維修的效果。 關(guān) 鍵 詞：渦旋式選粉機；籠型轉(zhuǎn)子；分級力；選粉力場；撒料盤。 The design of X700 eddy type powder selecting machine (the design of rotor parts) Abstract : In order to satisfy requirements of modern cement enterprise more and more high production, this topic designs and improves X700 eddy type powder selecting machine. This design adopts the method which combine theories design with experience design. First, at the base of analyze advantages and disadvantages of the former rotor type of machine, the cage rotor which can enhance the graduation field of force is designed by analogy method. Refering advantages of o-sepa powder selecting machine air ducting is used to enhance the eddy effect. The combination of cage rotor with air ducting cause the material evenly to absorb the graduation force so that the powder efficiency has been improved. Its transmission system adopts belt pulley transmission, because leather belt transmission is low in failure transmission, convenient in service and adjustment. The rotor is consisted of wear-resisting steel piece and lap, around the middle of the lap has seventy holes. The steel piece goes through the lap and welding with the lap, to guarantee its stability. The board under the rotor install conical body gets up reinforces the rotor to strengthen the ascendant current. The material scatters installment made of the wear-resisting casting volume production put it on top of the rotor, saves the cost, uses the bold fastening, convenient in service. Use the wear-resisting ceramic tile instead of the formerly board wear-resisting way. The wear-resisting has good effect、lower in cost. Between the axis and the axle sleeve seals uses the bath lubrication, enhances the lubrication effect. After the process transformation make the machine reduce the movement cost greatly ,enhanced the production efficiency, achieved high efficiency in choosing the powder, low in energy consumption, convenient in service. Key words: eddy type powder selecting machine; cage rotor; graduation strength; graduation field of force; material scatters. 目　錄 1 前言……………………………………………………………………………1 1.1本課題的來源和技術(shù)要求…………………………………………………………1 1.2本課題要解決的主要問題和設(shè)計總體思路………………………………………1 1.3預(yù)期的成果及其理論意義………………………………………………………1 2 國內(nèi)外發(fā)展狀況及現(xiàn)狀的介紹…………………………………………………….2 2.1離心式選粉機的發(fā)展與改進…………………………………………………….2 2.2旋風式選粉機的發(fā)展與改進………………………………………………………2 2.3轉(zhuǎn)子式選粉機的發(fā)展與改進…………………………………………………….3 3總體方案論證……………………………………………………………………….5 4具體設(shè)計說明……………………………………………………………………….6 4.1工藝參數(shù)……………………………………………………………………………6 4.2連接軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………………7 4.3轉(zhuǎn)子部件的設(shè)計………………………………………………………………… 14 4.4潤滑系統(tǒng)設(shè)計…………………………………………………………………….16 4.5螺栓組設(shè)計……………………………………………………………………….17 5結(jié)論………………………………………………………………………………….21 參考文獻……………………………………………………………………………22 致謝………………………………………………………………23 附錄……………………………………………………………………24 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 1. 前言 本課題是進行X700渦旋式選粉機轉(zhuǎn)子部件設(shè)計及改造。以往的選粉機結(jié)構(gòu)存在一些不是很合理的地方，且其選粉效率一直受到限制，不是很高。通過本課題的一些設(shè)計改進，以達到令人滿意的效果 。 1.1 本課題的來源和技術(shù)要求： a.本課題的來源：在使用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子式選粉機的水泥企業(yè)的生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)了很多轉(zhuǎn)子式選粉機的缺點和不足，選粉效率低功耗大滿足不了現(xiàn)在的企業(yè)需求。本課題的設(shè)想是經(jīng)過一些改造，改進其原本的缺點，提高效率，盡量滿足水泥企業(yè)的需要。 b.技術(shù)要求：所有結(jié)構(gòu)及其零部件設(shè)計后考慮技術(shù)性、加工工藝性、經(jīng)濟性，并保證安裝、使用、經(jīng)濟方便。要保證選粉機的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，節(jié)能高產(chǎn)。 1.2 本課題要解決的主要問題和設(shè)計總體思路： a. 本課題解決的主要問題：首先原來的轉(zhuǎn)子不能提供穩(wěn)定的分級力場，不能提供穩(wěn)定的分級力，進料受力不均影響選粉效率影響產(chǎn)量。原先的耐磨襯板成本高，安裝維修困難，且增大整機的重量給運輸造成不便。原先的轉(zhuǎn)子式選粉機渦旋效果不理想選粉效果不佳。撒料盤易損壞，零件更換成本高且單件制作成本較高。原先的潤滑方式費用高，操作不便。 b. 本課題的設(shè)計總體思路：減速器傳動雖然易磨損，零件更換成本高，但其傳動比較平穩(wěn)。換成皮帶傳動，因為其傳動比比較大，一級傳動肯定是不行，所以這里采用二級皮帶傳動，電機采用立式電機，并用焊接架支撐在頂蓋上。內(nèi)部改造部分： 首先采用籠型轉(zhuǎn)子，提高分級力場的穩(wěn)定性。軸與軸套之間密封采用油浴室潤滑，降低費用操作方便。撒料盤放在轉(zhuǎn)子上部，增大物料下落過程的選粉幾率。采用旋風筒增強選粉效果提高選粉效率。 1.3 預(yù)期的成果及其理論意義 通過對選粉機轉(zhuǎn)子部件的設(shè)計改造，可以有效地降低成本，提高生產(chǎn)時間利用率，提高選粉效率，從而達到增加經(jīng)濟效益的目的。 2. 國內(nèi)外發(fā)展狀況及現(xiàn)狀的介紹： 選粉機發(fā)展到今天已經(jīng)有了三代產(chǎn)品，以離心式選粉機旋風式選粉機O—sepa選粉機為各自的代表，今天已經(jīng)發(fā)展成多代選粉機優(yōu)點的集合體。 2.1離心式選粉機的發(fā)展與改進 第一代選粉機以離心式選粉機為代表，也稱為普通空氣選粉機。主要原理是借助于物料顆粒在氣流中，由于上升氣流的浮力、相對運動的氣體阻力、離心力、重力之間的平衡使大小不同的顆粒產(chǎn)生不同的等速運動而使顆粒分級。該機的特點是將空氣選粉機、循環(huán)空氣風機以及從空氣中分選細粉的旋風筒組合成一個單機系統(tǒng)。 缺點是 a．循環(huán)氣流中粉塵多，致使選粉區(qū)的實際物料濃度大為增加，加大了顆粒沉降的干擾； b．選粉區(qū)內(nèi)存在著風速梯度，使分離粒徑不均勻。高風速處會把過粗的顆粒帶出混入細粉中； c．邊壁效應(yīng)使細小顆粒隨粗顆粒一起碰撞而降落。嚴重影響分離效率和提高磨機循環(huán)負荷率。 許多廠家根據(jù)子自身需要對離心式選粉機進行了改進選粉機的入料方式不變進入選粉機的物料在經(jīng)過篩料盤的撒料以后,合格細粉在選粉機底部上來的循環(huán)氣流的帶動下通過錐面籠形轉(zhuǎn)子,向上進入粉流管,在循環(huán)氣流的進一步帶動下,細粉沿6個旋風筒體的切線方向在旋風筒體的頂部進入旋風筒,然后,細粉在自身重力以及部分向旋風筒底部下行的渦形氣流的作用下,進入旋風筒底部的集粉箱,集粉箱出來的合格細粉通過輸送設(shè)備送入料庫進入旋風筒組的循環(huán)氣流以及部分未沉降下去的細粉在風機的引力下從旋風筒頭頂部沿管道進入風機,風機再把粉氣流送入選粉機內(nèi)筒,被錐面籠形轉(zhuǎn)子打下去的不合格粗粉,沿選粉內(nèi)筒壁滑落,從粗粉口流出。 改造后仍然存在問題： a．改造后,物料的濕度對選粉機的功率有一定影響。 b．改造后,風機風量的大小成為影響選粉機功效的最關(guān)鍵因素。 2.2旋風式選粉機的發(fā)展與改進 60年代德國維達格公司推出了旋風式選粉機。雖然其核心結(jié)構(gòu)與離心式選粉機沒有根本變化，但由于減少了粉塵循環(huán)，選粉效率有所提高。旋風式選粉機這種選粉機的特點是空氣在機內(nèi)外循環(huán)。用小旋風筒代替大直徑外筒來收集細粉，提高了料氣分離的效率，使循環(huán)氣流中的含塵濃度大為降低，克服了顆粒沉降的干擾影響。同時粗粉在降落過程中增加了二次選粉的機會。這些措施較大地改善了選粉效果。在結(jié)構(gòu)方面亦可制成大規(guī)格以適應(yīng)水泥設(shè)備大型配套的需要。缺點是選粉區(qū)內(nèi)分級力場不穩(wěn)定，選粉效率不高。 因此很多廠家也對旋風式選粉機進行了改進 a．拆除小風葉，在原小風葉盤上安裝籠式轉(zhuǎn)子 b． 將主軸驅(qū)動電機改為調(diào)速電機(或采用變頻調(diào)速) c．改造撒料盤，提高拋撒能力，使物料能比較均勻地分散于分級區(qū)內(nèi);在滴流裝置內(nèi)腔加設(shè)約束內(nèi)錐，以穩(wěn)定分級區(qū)內(nèi)的氣體流場，并與環(huán)狀進風的滴流裝置一起形成二次分選結(jié)構(gòu)，增強二次分選的效果。缺點是能耗較高。 2.3轉(zhuǎn)子式選粉機的發(fā)展與改進 轉(zhuǎn)子式選粉機是在旋風式選粉機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它有著如下幾個特點： a．采用高拋撒能力的撒料盤，使物料在選粉機能得到均勻、充分的分散；并在適當位置布置約束內(nèi)錐，以穩(wěn)定選粉室內(nèi)的氣體流場及增強二次選粉的效果。 b．采用離心力場作為分級力場，結(jié)構(gòu)上采用倒錐形籠式轉(zhuǎn)子，可保證選粉室內(nèi)分級力場的強度均勻穩(wěn)定、物料受分選幾率均等，可保證選粉機具有較高的分級精度與選粉效率。 c．主軸傳動采用調(diào)速裝置，分級力場強度可通過改變主軸轉(zhuǎn)速靈活調(diào)節(jié)，以控制產(chǎn)品細度及粒度分布，滿足生產(chǎn)需要。 d．細粉分離與收集裝置采用高效低阻旋風筒，并布置在主機周圍形成一整體，這樣可有效地簡化系統(tǒng)的工藝流程，減少占地面積，降低系統(tǒng)的一次性投資及裝機容量。 1979年日本小野田公司開發(fā)了O－SEPA選粉機，不僅保留了旋風式選粉機外部循環(huán)的優(yōu)點，而且采用籠式轉(zhuǎn)子根本改變了選粉原理，從而大幅度提高了選粉效率。在此基礎(chǔ)上不少公司推出了類似的籠式選粉機。以O(shè)－SEPA選粉機為代表的籠式選粉機稱為高效選粉機，也有人稱它為第三代選粉機。 O—sepa選粉機它是一種高效渦流型選粉機，不僅保留了旋風式選粉機外部供風、循環(huán)氣流高效分離、二次選粉等優(yōu)點;而且應(yīng)用平面螺旋氣流選粉原理，以籠式轉(zhuǎn)子代替小風葉，氣流通過導(dǎo)向葉片切線進入，在整個選粉區(qū)內(nèi)氣流穩(wěn)定均勻，從而消除了離心式選粉區(qū)內(nèi)風速梯度、分離粒徑趨于均勻和邊壁效應(yīng)。顆粒自上而下有多次分選機會，最后又經(jīng)三次風再次分選，因此分選效果好，其產(chǎn)量、動力消耗和水泥質(zhì)量都有很大的改善。雖然籠式高效選粉機以其卓越的性能得到人們的肯定，但它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制造費用較高，還要增加收集成品的高濃度袋式收塵器，并且操作要求及管理要求也相應(yīng)較高，因此，對于中小水泥企業(yè)來說是一個困難的決策。 隨著我國選粉技術(shù)的發(fā)展，對選粉機的結(jié)構(gòu)進行了不斷的改進和完善，對工藝系統(tǒng)和磨內(nèi)參數(shù)進行不斷的優(yōu)化，使我國的O－Sepa選粉機無論在設(shè)備質(zhì)量上還是工藝性能上都可能與國外同類產(chǎn)品相媲美，各項技術(shù)指標均達到了國際先進水平，其增產(chǎn)節(jié)能效果明顯，被大家共認為高效選粉機。圍繞著O－Sepa選粉機的選粉原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外都推出了各種各樣的高效選粉機，但大都以籠形轉(zhuǎn)子為核心，以平面渦流選粉原理為基礎(chǔ)，因此，我們說高效選粉機，應(yīng)該是以O(shè)－Sepa為代表的以籠形轉(zhuǎn)子為特征的一批高效選粉機。在我國球磨機系統(tǒng)中常見的有改進型O－Sepa選粉機、組合式選粉機和煤磨動態(tài)選粉機。 3. 總體方案論證 分析了多代選粉機的各自優(yōu)點本次設(shè)計的高效渦流選粉機有以下優(yōu)點： a． 在進風口加裝導(dǎo)風葉片，使得系統(tǒng)沿切向進風時在機體內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的渦旋氣流，提高選粉效率。 b． 轉(zhuǎn)子改進成選粉效率更高的圓柱籠形轉(zhuǎn)子，從而使單位時間的選粉效率更高，單位產(chǎn)量能耗更低。通過改變轉(zhuǎn)子，可以形成更加穩(wěn)定的分級力場，使轉(zhuǎn)子的分級功能更強，分級區(qū)內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的分級力，提高分級精度。 c． 改變進料口使得進料裝置改成四點或多點進料。使得物料分散更均勻，更充分。 d． 采用高效低阻旋風筒，布置在主機周圍，形成一個整體，有效地簡化了系統(tǒng)的工藝流程，減少了占地面積，降低了后續(xù)布袋除塵器的負荷和要求，降低系統(tǒng)的一次性投資及裝機容量。減少循環(huán)負荷提高效率。 e． 改變?nèi)隽媳P的形狀使撒料盤的撒料能力更好，這樣就更加有利于提高選粉機的效率，以及它們之間的連接方式（將焊接方式改為用螺栓連接）,方便拆卸，避免個別零件出現(xiàn)問題時，導(dǎo)致其他的不必要的拆卸而損壞 ，減少不必要的浪費。 高效渦流選粉機具有眾多優(yōu)勢：提高產(chǎn)量，降低能耗，提高質(zhì)量，操作簡單，磨損及維修量都很小，能耗低等。 4．具體設(shè)計說明 4.1 工藝參數(shù)： 4.1.1 主要工藝尺寸 選粉機內(nèi)相關(guān)的工藝尺寸將影響選粉機的選粉性能。不同類型的選粉機，為適應(yīng)不同的工藝要求，其各部分的相對尺寸比例也不相同。但是由于選粉機調(diào)節(jié)因素較多，靈活性較大，我們可以尋求一個統(tǒng)一的基本尺寸作為設(shè)計和生產(chǎn)中調(diào)整的依據(jù)，再配合可變的其他工藝參數(shù)，就能滿足不同的需要。根據(jù)產(chǎn)量Q=22-26t/h,Q=7.2D2由經(jīng)驗公式得D=1.7~3.6,根據(jù)生產(chǎn)實際應(yīng)用選取選粉室直徑為Φ2026mm, 旋風筒直徑d=0.438D=964mm.由經(jīng)驗比例得旋風筒直徑為Φ960。選粉機轉(zhuǎn)子和選粉室之間的距離需適中，過大或過小都將影響選粉效率。根據(jù)已使用的選粉機參數(shù)和考慮導(dǎo)風裝置，轉(zhuǎn)子的直徑尺寸為Φ1026mm。撒料盤環(huán)狀放置在轉(zhuǎn)子上方寬度略大于進料口寬度尺寸定為132mm。由于是渦旋式加設(shè)導(dǎo)風裝置，所以需加裝環(huán)狀密封裝置，考慮出粉口大小密封環(huán)寬度定為98mm。密封槽直徑與密封環(huán)相配合。 4.1.2所需功率 依據(jù)離心式選粉機的經(jīng)驗公式P=kD2.4=1.58X2.0262.4=18.5kw,故定電機功率為18.5kw. 4.1.3 合宜轉(zhuǎn)速 依據(jù)公式nD=300-500得n=125~208選取n=180rpm,故主軸轉(zhuǎn)速定為180rpm。 4.2 連接軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.2.1 a. 軸的材料及熱處理 由于設(shè)計是傳遞的功率不是太大，對其重量和尺寸無特殊要求，故選擇常用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 b. 初估軸徑 按扭矩初估軸的直徑，考慮到安裝皮帶輪僅受扭矩作用，查表取C=110，則 (4-1) 式中： C——由軸承的材料和承載情況縮確定的常數(shù)； P——軸的輸出功率，KW； n——軸的轉(zhuǎn)速，r/min. 各參數(shù)值為 C0=110、P=18.5KW、n=180r/min，則 =51m （4-2） c. 結(jié)構(gòu)設(shè)計 a) 各段直徑的確定 圖4-1 軸 軸1段的直徑就是d1連接帶輪，故有鍵槽應(yīng)增大5%-10%，d1=65mm。 軸2段連接透蓋與其內(nèi)徑最小直徑相等取 d2=70。軸段3工藝段考慮軸承的拆卸僅需略大于軸段2取d3=78mm。軸4連接軸承型號為內(nèi)徑85mm，故軸4故d4=85mm。軸5段需略大于軸四段，為了減少應(yīng)力集中取直徑為95mm，故d5=95mm。軸6段安裝軸承型號為內(nèi)徑85mm，故 d6=85mm。軸7段安裝止退套筒，內(nèi)徑為78mm，故d7=78mm，軸8段連接透蓋與其內(nèi)徑最小直徑相等取d8=70mm。軸9段工藝段直徑略小于軸8段取65mm，故d9=65mm。軸10段與轉(zhuǎn)子套筒相連，直徑與套筒內(nèi)徑相等取60mm，故d10=60mm。軸11段為最小直徑與轉(zhuǎn)子套筒相連，有鍵槽取55，故d11=55mm，軸12段為螺紋段M42。 b) 各軸段長度的確定 各軸段1長度應(yīng)比帶輪長度略長取140mm，取l1=140mm。軸2段連接透蓋，長度略長于透蓋厚度取78mm，故l2=78mm。軸段3藝段考慮軸承的拆卸取l3=42mm。軸4接圓錐滾子軸承，所以長度需略大于軸承內(nèi)徑厚度。故取l4=50。軸5根據(jù)整體結(jié)構(gòu)考慮取l5=846mm。軸6安裝雙列圓柱調(diào)心軸承，故l6=80mm。軸7安裝止退套筒，故取l7=27.5mm。軸8連接透蓋長度略大于透蓋厚度，故取l8=90mm。軸9工藝段根據(jù)整體結(jié)構(gòu)考慮取l9=170mm。軸10轉(zhuǎn)子套筒相連，依據(jù)轉(zhuǎn)子的高度考慮，考慮下段軸的健連接故取l10=455。軸11段為最小直徑與轉(zhuǎn)子套筒相連，有鍵槽長度為125mm，故取l11=136mm。軸12段為螺紋段M42，長度為l12=44mm。 4.2.2軸的強度計算 a. 破碎力的確定 沖擊時間的計算 （4-3） 式中: R——料塊的半徑，mm， v——轉(zhuǎn)子的圓周速度，m/s。 破碎力P的計算 （4-4） 式中: P——破碎力，N； m——料塊的質(zhì)量，kg； v0——沖擊后物料的速度，m/s； t——沖擊時間，s。 b. 軸的受力分析(見圖4-2 c. 畫軸的受力簡圖(見圖b). 圖4-2軸的受力分析及彎扭矩圖 d. 計算支承反力。 皮帶輪對軸的總壓力為=N 由 所以 既 由 e. 畫彎矩圖（見圖c） 在水平面上，a—a剖面左側(cè) a—a剖面右側(cè) （4-6） f. 畫扭矩圖(見圖d) （4-7） 4.2.3 軸的強度校核 (一)彎曲合成強度校核 通常校核軸上受最大彎矩和扭矩的截面的強度.顯然，由于軸最小段放大了以后考慮鍵槽的影響,而且此截面只承受扭矩,故沒有必要校核.由圖中A截面處合成彎矩最大、扭矩為T，該截面左側(cè)可能是危險剖面,故a—a截面左側(cè)可能是疲勞破壞危險剖面。 截面A處的彎矩計算 考慮到啟動,停止影響扭矩為脈動循環(huán)變應(yīng)力 （4-8） a.截面A處的應(yīng)力計算 抗彎截面系數(shù) （4-9） （4-10） b.強度校核 45鋼調(diào)質(zhì)處理,查表得 [] <[] 彎扭合成強度滿足要求 (二) 軸的疲勞強度安全系數(shù)校核 不計軸向力產(chǎn)生的壓應(yīng)力的影響 a.確定危險截面 通過以上判斷得知 危險截面為A截面 b.截面左側(cè)的強度校核 （1）抗彎截面系數(shù) （4-11） (2) 抗扭截面系數(shù) （4-12） (3) 截面A左側(cè)的彎矩 （4-13） (4) 截面上的彎曲應(yīng)力 （4-14） (5) 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 （4-15） (6) 平均應(yīng)力 彎曲正應(yīng)力為對稱循環(huán)應(yīng)力 （4-16） 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力 （4-17） (7) 應(yīng)力幅 （4-18） （4-19） (8) 材料的力學(xué)性能 45剛調(diào)質(zhì),查表的 (9) 軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù) 并用插值法計算得 (10) 材料敏感系數(shù) 由r=4mm 查表,并經(jīng)插值可得 (11) 有效應(yīng)力集中系數(shù) （4-20） （4-21） (12) 尺寸及截面形狀系數(shù) 由 h=10mm d=130mm , 查表可得 (13) 扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù) 由 D=d=65mm 得 (14) 表面質(zhì)量系數(shù) 軸按磨削加工 由 查表得 (15) 表面強化系數(shù) 軸表面未經(jīng)強化處理 (16) 疲勞強度綜合影響系數(shù) （4-22） （4-23） (17) 等效系數(shù) 45鋼 取 (18) 僅有彎曲正應(yīng)力時的安全系數(shù)計算 （4-24） (19) 僅有切應(yīng)力時的安全強度計算 （4-25） (20) 彎扭聯(lián)合作用下的安全系數(shù)計算 （4-26） 查表 可得當料均勻,載荷與應(yīng)力計算精確時許用安全系數(shù)取顯然>>, 故A剖面左側(cè)安全 4.2.4 A截面右側(cè)強度校核 (1) 抗彎截面系數(shù) （4-27） (2) 抗扭截面系數(shù) (3) 截面右側(cè)的彎矩 （4-28） (4) 截面的彎曲應(yīng)力 （4-29） (5) 截面上的扭矩切應(yīng)力 （4-30） (5) 平均應(yīng)力 彎曲正應(yīng)力為對稱循環(huán)應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力 (6) 應(yīng)力幅 （4-31） （4-32） (7) 疲勞強度綜合影響系數(shù) (8) 僅有彎曲正應(yīng)力時的安全系數(shù)計算 （4-33） (9) 僅有切應(yīng)力時的安全強度計算 （4-34） (10) 彎扭聯(lián)合作用下的安全系數(shù)計算 查表 可得當料均勻,載荷與應(yīng)力計算精確時許用安全系數(shù)取顯然>>, 故A剖面右側(cè)安全 4.2.5 靜強度安全系數(shù)校核 該設(shè)備沒有大的瞬時過載和嚴重的應(yīng)力循環(huán)不對稱,所以沒有必要進行靜強度校核 4.2.6 軸承的選型及壽命計算 a. 軸承一的選型及壽命計算 圓錐滾子軸承自身可起軸向壓緊作用，先選上軸承為圓錐滾子軸承內(nèi)徑為85mm，型號為30217采用過盈配合公差為n6，軸的轉(zhuǎn)速為n=180r/min,軸承只承受徑向力。預(yù)期壽命為40000h。 查設(shè)計手冊得： P==13741N 壽命計算 查表可得, （4-35） =1896637>40000h 所以該軸承合適。 b. 軸承二的選型及壽命計算 軸承二為調(diào)心滾子軸承主要用于承受徑向載荷,同時也能承受 任何一方向的軸向載荷.該軸承的型號為22317。軸承內(nèi)徑為85mm。采用過盈配合，軸的轉(zhuǎn)速為n=180r/min.預(yù)期壽命為40000h。 查設(shè)計手冊得： 計算派生軸向力， 計算軸向負載， 確定系數(shù) 查表的 計算當量動載荷 計算軸承壽命 查表可得 （4-36） =123416>40000h 故該軸承合適 4.3 轉(zhuǎn)子部件的設(shè)計 （一）設(shè)計思路 首先分析以往的轉(zhuǎn)子式選粉機優(yōu)缺點改變以往倒錐型錐體結(jié)構(gòu)，設(shè)計出籠型轉(zhuǎn)子，籠型轉(zhuǎn)子能夠提高分級力場，吸取o-sepa選粉機的優(yōu)點采用導(dǎo)風裝置提高渦旋效果。圓柱形轉(zhuǎn)子上有一定數(shù)量小風葉，小風葉隨分級圈高速運轉(zhuǎn)，形成正壓，迫使氣流從分級圈通過，防止短路。在生產(chǎn)過程中，物料被旋轉(zhuǎn)的撒料盤均勻撒開，較細的物料受到的慣性離心力較小，受到上升氣流作用通過柵欄圈；進人旋風筒收集；較大的物料受到的慣性離心力較大，向四周飛濺的同時大部分失速沉降，部分中間夾帶細粉的小顆粒受到上升氣流長時間的作用，在撒料盤和籠式分級圈之間的較大空間內(nèi)，被上升氣流逐漸分離籠型轉(zhuǎn)子與導(dǎo)風裝置配合使用使物料均勻受到分級力的作用提到選粉效率?；\型轉(zhuǎn)子由上下蓋板和耐磨鋼片構(gòu)成，柵欄圈圍成，鋼片數(shù)量較多，安裝相對密集，可以實現(xiàn)立體分級，工作范圍大，分級精度高。保證了分級區(qū)力場的穩(wěn)定性，提高分級精度。 （二）具體設(shè)計 依據(jù)選粉室的大小定出轉(zhuǎn)子的尺寸為Ф1026mm。高度為658mm。轉(zhuǎn)子的耐磨鋼片同上下蓋板焊接，中部蓋板成環(huán)型均布70個長方形孔。鋼片穿過中蓋板方孔焊接，以保證其穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)子下板加裝倒錐體，起加固轉(zhuǎn)子加強上升氣流。本次設(shè)計將撒料盤安裝在轉(zhuǎn)子上部，延長物料受分級力作用時間。采用耐磨鑄件批量生產(chǎn)，節(jié)約成本，采用螺栓連接，維修方便。撒料盤為易損件，與轉(zhuǎn)子采用螺栓連接，損壞時拆換方便不用拆整機。由于撒料盤放置在轉(zhuǎn)子上部，這就要求進料和出粉的密封性。因此設(shè)計了密封環(huán)和密封槽，均采用耐磨鑄件，保證耐磨性。采用鑄件節(jié)約成本，密封槽和密封環(huán)裝配時有特殊要求，之間的間隙不得大于八毫米。轉(zhuǎn)子內(nèi)加裝拉桿提高轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性和打散轉(zhuǎn)子內(nèi)部渦流的效果。繞固定軸轉(zhuǎn)動的構(gòu)件稱為轉(zhuǎn)子,其慣性力和慣性力矩的平衡問題稱為轉(zhuǎn)子的平衡。工作轉(zhuǎn)速低于一階臨界轉(zhuǎn)速,其旋轉(zhuǎn)軸線繞曲變形可以忽略不計的轉(zhuǎn)子稱為剛性轉(zhuǎn)子。剛性轉(zhuǎn)子的平衡可以通過重新調(diào)整轉(zhuǎn)子上質(zhì)量的分布使其質(zhì)心位于旋轉(zhuǎn)軸線的方法來實現(xiàn)。平衡后的轉(zhuǎn)子在其回轉(zhuǎn)時各慣性力形成一個平衡力系,從而抵消了運動中產(chǎn)生的附加動壓力。 （三）考慮轉(zhuǎn)子的平衡 繞固定軸轉(zhuǎn)動的構(gòu)件稱為轉(zhuǎn)子,其慣性力和慣性力矩的平衡問題稱為轉(zhuǎn)子的平衡。工作轉(zhuǎn)速低于一階臨界轉(zhuǎn)速,其旋轉(zhuǎn)軸線繞曲變形可以忽略不計的轉(zhuǎn)子稱為剛性轉(zhuǎn)子。剛性轉(zhuǎn)子的平衡可以通過重新調(diào)整轉(zhuǎn)子上質(zhì)量的分布使其質(zhì)心位于旋轉(zhuǎn)軸線的方法來實現(xiàn)。平衡后的轉(zhuǎn)子在其回轉(zhuǎn)時各慣性力形成一個平衡力系,從而抵消了運動中產(chǎn)生的附加動壓力。 靜平衡的條件: 分布于轉(zhuǎn)子上的各個偏心質(zhì)量的離心慣性力的合力為零或質(zhì)徑積的向量和為零。 對于長徑比>5,轉(zhuǎn)速>500r/min的轉(zhuǎn)子理論上應(yīng)校核其動平衡,但由于本設(shè)計主軸的轉(zhuǎn)速遠小于500,且同類產(chǎn)品工廠應(yīng)用中發(fā)生振動的概率僅為1%～2%,而做一個動平衡機的資金至少要50萬,故實際上不做動平衡。 圖4-3 轉(zhuǎn)子 1、密封環(huán) 2、撒料盤 3、上板 4、耐磨鋼片 5、拉桿 6、中板 7、下板 4.4潤滑系統(tǒng)設(shè)計 在潤滑工作中，根據(jù)各種設(shè)備的實際工況，合理選擇和設(shè)計其潤滑方法、潤滑系統(tǒng)和裝置，對保證設(shè)備具有良好的潤滑狀況和工作性能以及保持較長的使用壽命，具有十分重要的意義。潤滑系統(tǒng)是向機器或機組的摩擦點供送潤滑劑的系統(tǒng)，包括用以輸送、分配、調(diào)節(jié)、冷卻和凈化潤滑劑以及其壓力，、流量和溫度等參數(shù)和故障的指求、報警和監(jiān)控的整套裝置。 一般而言，機械設(shè)備的潤滑系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求： ? a. 保證均勻、邊續(xù)地對各潤滑點供應(yīng)一定壓力的潤滑劑，油量充足，并可按需要調(diào)節(jié)。 ? b.工作可靠性高。采用有效的密封和過濾裝置，保持潤滑劑的清潔，防止外界環(huán)境中灰塵、水分進入系統(tǒng)，并防止因泄漏而污染環(huán)境。 ? c.結(jié)構(gòu)簡單，盡可能標準化，便于維修及高速調(diào)整，便于檢查及更換潤滑劑，起始投資及維修費用低。 ? d.帶有工作參數(shù)的指示、報警保護及工況監(jiān)測裝置，能及時發(fā)現(xiàn)潤滑故障。 ? e.當潤滑系統(tǒng)需要保證合適的潤滑劑工作溫度時，可加裝冷卻及預(yù)熱裝置以及熱交換器。 在設(shè)計潤滑系統(tǒng)時必須考慮以三種潤滑要素，即：①摩擦副的種類（如軸承、齒輪、導(dǎo)軌等類支承元件）和其運轉(zhuǎn)條件（如速度、載荷、溫度以及油膜形成機理等）；②潤滑劑的類型（如潤滑油、脂或固體、氣體潤滑劑）以及它們的性能；③潤滑方法的種類和供油條件等。 本次設(shè)計的潤滑系統(tǒng)為油浴潤滑，由兩個端蓋和軸套構(gòu)成。當機器運行時通過進油管道進油，高壓油通過出油管道進入液壓缸形成一個循環(huán)運行。軸與軸套之間充滿潤滑油，保證軸承工作在潤滑狀態(tài)下。根據(jù)工廠運用實際取二十號機械油可以保證冬天不用換潤滑油而不會凍結(jié)。上下軸承兩側(cè)都設(shè)計了測溫裝置，保證軸承工作溫度不會過高而導(dǎo)致軸承的損壞。 密封性能失效是導(dǎo)致軸承早期磨損的關(guān)鍵，因此，采用了密封性能比較可靠的密封結(jié)構(gòu)來減少軸承的漏油。在密封圈的選取上，由于在長期高溫、粉塵較多的情況下工作，極易引起橡膠的延伸、彈性和抗拉強度受到破壞，耐溫性能較好的半粗羊毛氈圈是較理想的密封圈.在密封件結(jié)構(gòu)的上,本設(shè)計采用 節(jié)流溝槽式密封結(jié)構(gòu). 4.5 螺栓組設(shè)計 4.5.1結(jié)構(gòu)設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要目的在于合理地確定聯(lián)接接合面的幾何形狀和螺栓的布置形式。螺栓組聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則是：盡可能使各螺栓或聯(lián)接接合面間受力均勻，便于加工和裝配。具體設(shè)計時，綜合考慮了以下幾個方面的問題： a. 聯(lián)接接合面的幾何形狀與整臺機的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)一致，且盡量設(shè)計成軸對稱的簡單幾何形狀。 b. 螺栓的布置使各螺栓受力盡可能均等。對鉸制孔螺栓聯(lián)接，避免在平行于工作載荷方向成排布置八個以上的螺栓；當螺栓聯(lián)接承受彎矩或轉(zhuǎn)矩時，螺栓盡量布置在靠近接合面的邊緣，以減少螺栓的受力。 c. 螺栓的排列有合理的間距和邊距，以便保證聯(lián)接的緊密性和必要的扳手空間。對于一般聯(lián)接，螺栓間距。 d. 分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目取成4、6、8等偶數(shù)，以便分度和劃線。同一螺栓組中螺栓的性能等級、直徑和長度均應(yīng)相等。 e. 為避免螺栓受附加彎曲應(yīng)力，螺栓頭、螺母與被聯(lián)接件的接觸表面均應(yīng)平整，螺紋孔軸線與被聯(lián)接件各承壓面應(yīng)保持垂直。 4.5.2 螺栓聯(lián)接的強度校核 螺栓聯(lián)接的強度計算，是以螺栓組中受力最大的螺栓為代表進行的。單個螺栓的常駐載形式一般只有軸向受拉和橫向受剪兩類，其載荷性質(zhì)不外乎靜載荷和變載荷兩種。 4.5.2.1失效形式 承受軸向拉力的普通螺栓聯(lián)接，在靜載荷作用下，其主要失效形式是螺栓桿和螺紋部分發(fā)生塑性變形或斷裂；在變載荷作用下，其主要失效形式是螺紋部位或尺寸過渡部位發(fā)生疲勞斷裂。對于承受擠壓和剪切作用的鉸制孔用螺栓聯(lián)接，主要失效形式是螺栓桿的剪斷或螺栓桿與孔壁材料中強度較弱者的壓潰。其設(shè)計準則是保證聯(lián)接的擠壓強度和螺栓的剪切強度。 4.5.2.2 強度校核 以軸外套和殼體接合面處螺栓組為例：如圖4-5所示。該螺栓組聯(lián)接分別受橫向載荷作用和翻轉(zhuǎn)力矩的作用。 (1) 螺栓組受力分析 水平方向的力為 翻轉(zhuǎn)力矩 （4-37） (2) 失效形式分析 在該連接處可能出現(xiàn)以下幾種失效形式:①在的作用下,結(jié)合面左部可能分離或滑離;②在的作用下,結(jié)合面右部可能被壓潰;③最左邊的受拉力的螺栓可能拉斷或產(chǎn)生塑性變形.④在的作用下軸套可能向右滑動.為了防止分離和滑離,應(yīng)保證有足夠的預(yù)緊力;為避免壓潰,要求將預(yù)緊力控制在一定的范圍內(nèi). (3) 計算作用下的單個螺栓所受的工作拉力 （4-38） (4) 計算作用下受力最大的螺栓所受到的最大拉力 (5) 計算最大工作壓力 (6) 計算螺栓所受總拉力 ① 計算預(yù)緊力 由底板不滑離條件: （4-39） 可得: 查表 可得 則 取 計算是取 (7) 確定螺栓的直徑 選螺栓的材料為Q235,性能等級4.6級,查表可得: 查表取 安全系數(shù) 螺栓材料的許用應(yīng)力 由 （4-40） 所用螺栓為M26, 符合要求 (8) 校核結(jié)合面工作能力 ① 結(jié)合面不被壓潰 查表 得 故底板不會被壓潰 ② 結(jié)合面左邊不出現(xiàn)縫隙 所以結(jié)合面處不會出現(xiàn)裂縫。 圖 圖5-1 螺栓受力示意圖 5.結(jié)論 通過此次對渦旋式選粉機的設(shè)計，包括對其轉(zhuǎn)子部件的設(shè)計改進，提高分級力場，吸取o-sepa選粉機的優(yōu)點采用導(dǎo)風裝置提高渦旋效果，提高了選粉效率。原來減速器的易損件多，維修更換價格高，現(xiàn)在換為皮帶傳動后，只需更換幾百塊錢的皮帶就可以解決，價格低廉而且更換方便。易損件如撒料盤均改為鑄件，降低成本，連接方式改為螺栓連接降低維修費用。經(jīng)過設(shè)計改造后的選粉機大大減少了運行成本，提高了生產(chǎn)效率。 參 考 文 獻 [1] 許林發(fā)主編. 建筑材料機械設(shè)計(一) [M]. 武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社, 1990． [2] 褚瑞卿主編. 建材通用機械與設(shè)備[M]. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社, 1996． [3] 朱昆泉主編. 建材機械工程手冊[M]. 武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2000．7． [4] 徐灝主編. 機械設(shè)計手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1991．9 [5] 胡家秀主編. 機械零件設(shè)計實用手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999．10． [6] 李益民主編. 機械制造工藝設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1995．10 [7] 趙忠主編. 金屬材料與熱處理[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1991．5. [8] 甘永立主編. 幾何公差與檢測[M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2001．4. [9] 錢志峰主編. 工程圖學(xué)基礎(chǔ)教程[M]. 北京：科學(xué)出版社，2001. [10] 江旭昌主編. 管磨機[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，19920. [11] 劉平成 k型內(nèi)循環(huán)選粉機的原理及其應(yīng)用[J] 粉磨技術(shù) No4.2004 25-27. [12] 倪文龍應(yīng)用雙出風口旋風分離器改造旋風選粉機[J] 水泥 2003. No2 41-42. [13] 李朝宗 XW-300高效渦流選粉機的應(yīng)用[J] 中國建材裝備 技術(shù)交流 No3.1996 [14] 徐灝.機械設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000. [15] 李朝宗O-sepa選粉機結(jié)構(gòu)簡介及工作特點[J] 中國建材裝備 No3.1994 致 謝 為期三個多月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，回顧整個過程，我感受頗多。在設(shè)計之初，楊老師和劉老師帶領(lǐng)我們參觀了很多建材企業(yè)，給我們的畢業(yè)設(shè)計提供了大量的參考數(shù)據(jù)和感官認識。在設(shè)計過程中，我翻閱了大量的相關(guān)資料，同時將大一至大四上學(xué)期所學(xué)的相關(guān)專業(yè)課本認真的溫習了一邊，增加了很多理論知識。這次設(shè)計，使我將四年中所學(xué)到的基礎(chǔ)知識得到了一次綜合應(yīng)用，使學(xué)過的知識結(jié)構(gòu)得到科學(xué)組合，同時也從理論到實踐發(fā)生了一次質(zhì)的飛躍，可以說這次設(shè)計是理論知識與實踐運用之間互相過渡的橋梁。 知識的鞏固固然重要，但能力的培養(yǎng)同樣不可忽略。我覺得這次設(shè)計的完成,不僅鍛煉了我搞設(shè)計的工作能力，培養(yǎng)了我獨立思考的能力，解決困難的方法，并且也培養(yǎng)了我獨立﹑創(chuàng)新﹑力求先進的思想。同時我認識到：無論做什么事，只要你深入的去做，難事不難，但如果你不去用心的做，易事不易。機不可失，我在這次的設(shè)計中傾注了大量的心血，盡一切力量爭取將設(shè)計做到在最好。我認為我在這段時間內(nèi)所有的收獲，對我今后的學(xué)習和工作會是一筆難得的財富。 實踐知識不足，但楊老師和劉老師總是耐心地給我講解有關(guān)方面的知識，及時了解我設(shè)計中遇到的難題，使我得以在短時間內(nèi)完成設(shè)計工作，同時教導(dǎo)我們不管是在以后的工作還是學(xué)習中，都要保持治學(xué)嚴謹?shù)膽B(tài)度。在本次畢業(yè)設(shè)計中，楊老師劉老師付出了辛勤的勞動，在此向他們表示衷心的感謝。此次設(shè)計的圓滿完成與同組其他人員的通力合作也是分不開的，他們給了我許多幫助和指點，在此一并表示感謝！ 由于自己能力所限，時間倉促,設(shè)計中還存在許多不足之處，懇請各位老師同學(xué)給予批評指正。 23