磨片式固液分離機(jī)的設(shè)計(jì)【含5張CAD圖帶開題報(bào)告-獨(dú)家】.zip,含5張CAD圖帶開題報(bào)告-獨(dú)家,磨片式固液,分離,設(shè)計(jì),CAD,開題,報(bào)告,獨(dú)家 磨片式固液分離機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù)書 1、 主要任務(wù)與目標(biāo) 1.磨片式固液分離機(jī)加工工裝設(shè)計(jì)裝配圖一張； 2.零件圖若干張； 3.設(shè)計(jì)說明說一份； 4.繪制爆炸圖和動(dòng)畫仿真。 二、主要內(nèi)容與基本要求 1．根據(jù)論文研究方向，獨(dú)立進(jìn)行文獻(xiàn)的查找和分析文獻(xiàn)資料。 2．能夠獨(dú)立查找、翻譯、和分析外文文獻(xiàn)資料，進(jìn)行對比分析總結(jié)分析。 3. 最終確定進(jìn)行多方案論證、比較，寫出論證報(bào)告，確定最終方案。 4．進(jìn)過計(jì)算和驗(yàn)證，完成分離機(jī)的加工并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的工裝。 5．通過相關(guān)工作參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)、主要部分的強(qiáng)度計(jì)算與較核的計(jì)算分析，確定各部分具體尺寸，及相關(guān)工藝數(shù)據(jù)。 6．詳細(xì)設(shè)計(jì)、根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算尺寸繪制加工磨片式固液分離機(jī)的裝配圖，以及部分零件圖。 7. 撰寫設(shè)計(jì)說明書。 3、 計(jì)劃進(jìn)度 時(shí) 間 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容 2015年12月23日～2015年12月25日 下達(dá)任務(wù)書 2016年 2月29日～2016 年 3月18 日 組織開題答辯，上交開題報(bào)告 2016年3 月 19 日～2016 年4 月20日 中期檢查，填寫中期檢查表 2016年4 月 21 日～2016 年5月 10 日 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）初稿，呈指導(dǎo)教師審閱 2016年5月 11日～2016 年5 月20 日 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）終稿，呈指導(dǎo)教師審閱 2016年5月21 日～ 2016 年 6 月 1 日 裝訂畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）終稿，呈指導(dǎo)教師和評閱教師審閱；論文答辯 四、主要參考文獻(xiàn) [1] 郭年琴，匡永江. 振動(dòng)篩國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展 [J]. 世界有色金屬， 2009, (5)： 26-27. [2] 焦紅光，趙躍民. 用顆粒離散元法模擬篩分過程 [J]. 中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2007, 36(2): 232-236. [3] 楊曉彬，李耀明，徐立章，等. 顆粒物料在三維振動(dòng)篩中透篩信息仿真 [J]. 農(nóng)機(jī)化研究， 2010, (2): 140-142. [4] 馬志剛，袁明明. 物料振動(dòng)篩分技術(shù)研究 [J]. 鄭州工學(xué)院學(xué)報(bào)， 1995, 16 (4)： 74-80. [5] GALLOWAY RE. Principles of screening and screen design [J]. Steel Times，1964， (3)：312-315. [6] E.A.streicher. Cleaning Shoe Aie Velocities in Combin Harvesting of Wheat [J]. Trans of the ASAE. 1986，129(4)：923-928. [7] J.T.Macaulay. Grain separation on Oscillating Combine Sieves as Affected by Material Entrance Conditions [J]. Trans of the ASAE. 1969， 2(1)：648-654. [8] N. A. Dokukova, M. D. Martynenko. Velocity of motion of bodies with tossing on a vibrating surface [J]. Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2000， 73(2)：384-389. [9] 方仁聲.人型豬場廢水處理技術(shù)與應(yīng)用 [J]. 中國沼氣， 1998， 16(4)：39-41. [10] 孫振世.UASB的啟動(dòng)及其影響因素 [J]. 中國沼氣， 2000， 18(2)： 17-19. [11] 鄧良偉.SBR工藝處理豬場糞污的試驗(yàn)研究 [J]. 中國沼氣， 2000，18( 2)： 17-19. [12] 曾邦龍.上海市畜禽場糞污治理沼氣工程及資源綜合利用 [J]. 中國沼氣， 2000，18(3)： 31- 34. [13] 徐潔泉.規(guī)模畜禽場沼氣工程發(fā)展和效益探討 [J]. 中國沼氣， 2000，18(2) ：27-30. [14] 沈瑾.規(guī)?；i場糞便污水處理固液分離工藝及設(shè)備 [J]. 中國沼氣， 1999，17(4) ： 18- 20. [15] 李雪芝，趙建，閻飛，劉巧，曲音波. 白腐菌處理草漿造紙廢水研究 [J]. 中國造紙學(xué)報(bào)， 2005， 20(1)：88-91. [16] 周群英，高廷耀.環(huán)境工程微生物學(xué) [M]. 2版. 北京：高等教育出版社， 2000. 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 院（部）負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日 設(shè)計(jì)開題報(bào)告 課題名稱 磨片式固液分離機(jī)的設(shè)計(jì) 課題來源 指導(dǎo)教師 職稱 學(xué)生姓名 學(xué)號 專業(yè)/班級 一、 研究的背景、目的和意義 在污水的處理中，污水分離機(jī)的設(shè)計(jì)非常重要。傳統(tǒng)的分離機(jī)包括板框式壓濾機(jī)，帶式過濾機(jī)，離心式過濾機(jī)等，但這些分離機(jī)有一個(gè)明顯的不足就是其濾布、濾帶易發(fā)生堵塞或損壞，或者是能耗成本較高而影響了污水治理最終效果。為解決這些問題通過不斷地實(shí)踐實(shí)習(xí)我們設(shè)計(jì)出了一種新的固液分離機(jī)即磨片式固液分離機(jī)。 設(shè)計(jì)一種新型的磨片式固液分離機(jī)，其動(dòng)力由螺旋軸推進(jìn)，動(dòng)、定片間隔組成一組或幾組過濾單元，從進(jìn)口到出口，螺旋軸螺距逐漸變小，動(dòng)、定片逐漸變小，動(dòng)、定片間隙也逐漸變小，水從動(dòng)片與定片間隙濾出，出口處設(shè)背壓板實(shí)現(xiàn)連續(xù)快速脫水。 磨片式固液分離機(jī)的設(shè)計(jì)解決了疊片式固液分離裝置中動(dòng)力片與螺旋軸之間的磨損。磨片式固液分離機(jī)不依靠螺旋軸推動(dòng)動(dòng)片轉(zhuǎn)動(dòng)，具有獨(dú)立的動(dòng)力源，動(dòng)、定片之間加工有螺旋槽，可磨碎進(jìn)入動(dòng)、定片之間的硬質(zhì)顆粒，使動(dòng)、定片之間無堵塞，物料推送更順暢，效率更高。該技術(shù)方案的主要優(yōu)點(diǎn)是出水從濾片組的間隙中直接流出，避免污泥對靜濾片與動(dòng)濾片的磨損作用，裝置使用壽命較長，同時(shí)該裝置采用一個(gè)動(dòng)力源就可實(shí)現(xiàn)固液分離，能耗較低，且部件設(shè)置方便、結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)際實(shí)施。 2、 國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述 我國篩分機(jī)械的發(fā)展可追溯到20世紀(jì)50年代，那時(shí)的中國基礎(chǔ)薄弱，篩分機(jī)械的理論研究和技術(shù)水平落后。從總體上看，我國的篩分機(jī)械發(fā)展大致可分為三個(gè)階段： (1)仿制階段:在1965年以前，我國的篩分機(jī)械主要是仿制國外的機(jī)型。這階段，我國仿制了波蘭和前蘇聯(lián)多個(gè)系列的圓振動(dòng)篩、搖動(dòng)篩和直線振動(dòng)篩等。通過成功仿制國外的篩分機(jī)械，我國的科技人員從中汲取了豐富的技術(shù)知識和研制經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了一批可以寄予重任的科技人才，為我國篩分機(jī)械的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 (2)自行研制階段:20世紀(jì)60年代中期，我國篩分機(jī)械開始步入獨(dú)立發(fā)展道路，從1966年到1980年這段期間，我國研究制造了多個(gè)系列的篩分機(jī)械。例如，重型振動(dòng)篩系列、共振篩系列、概率篩系列等。雖然這些篩分機(jī)械還存在一些問題，但它們的研制成功為我國的工業(yè)領(lǐng)域作出了重要貢獻(xiàn)，標(biāo)志著我國的篩分機(jī)械走上了獨(dú)立自主的研制發(fā)展階段。 (3)提高階段:從20世紀(jì)80年代開始，我國的篩分機(jī)械迎來了一個(gè)嶄新的發(fā)展高潮，通過引進(jìn)、吸收和改進(jìn)，成功自行研制了等厚篩系列、旋轉(zhuǎn)概率篩系列、振動(dòng)概率篩系列等一批新型的篩分機(jī)械。同時(shí)，在這期間，我國篩分技術(shù)的相關(guān)理論研究也有很大進(jìn)展。例如，焦紅光、趙躍民在《用顆粒離散元法模擬篩分過程》中開發(fā)了能動(dòng)態(tài)模擬篩分的仿真程序SieveDEM，通過模擬篩分過程，得出了離散元法適用于分析模擬篩分過程的結(jié)論。楊曉彬、李耀明、徐立章等在《顆粒物料在三維振動(dòng)篩中透篩信息仿真》中建立了振動(dòng)篩ADAMS模型及篩面上物料的運(yùn)動(dòng)模型，通過隨著我國城市污水處理廠將以超常規(guī)模建設(shè)速度發(fā)展，污水處理廠的機(jī)械設(shè)備也在不斷地發(fā)展和提高，出現(xiàn)了不同國別的一些構(gòu)造新穎，結(jié)構(gòu)輕巧，節(jié)能低耗的先進(jìn)設(shè)備。這些設(shè)備除了本身的機(jī)械功能齊全，運(yùn)行可靠以外，還能充分符合新上藝的開發(fā)需要，滿足工藝高水準(zhǔn)的要求，在一定意義上給工藝的創(chuàng)新與變革提供了可能和保證。 仿真得到了振動(dòng)篩相關(guān)參數(shù)對物料透篩的影響。王春華、朱殿燁在《基于MATLAB的圓振動(dòng)篩的運(yùn)動(dòng)仿真》中對圓振篩建立數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用MATLAB的Simulink模塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，對圓振篩的共振現(xiàn)象從理論上有了更深入的分析。楊柏松、關(guān)正軍在《畜禽糞便固液分離研究》中介紹了幾種主要的固液分離方法及其基本原理，綜合分析了它們的特點(diǎn)及相關(guān)應(yīng)用場合。林代炎、姚寶全、林淡等在《4種分離機(jī)械對規(guī)模化豬場污水處理效果研究》中介紹了4種分離機(jī)械設(shè)備在規(guī)?；i場中污水固液分離的處理效果，結(jié)果表明在規(guī)?；i場中更適宜采用振動(dòng)篩處理。 在國外篩分機(jī)械的研究發(fā)展比較早，主要用于煤礦業(yè)，英國對煤的篩分可以追溯到1589年。固定篩是所有篩分機(jī)械中最古老的，早期在礦井上把煤倒在固定篩上，再手工把比較大塊的揀出用錘子敲碎，通過固定篩對煤進(jìn)行分級。隨后，出現(xiàn)了由棍棒條組成篩面的固定篩，又稱棒條篩?，F(xiàn)在的滾軸篩就是在棒條篩上加入傳動(dòng)機(jī)構(gòu)演變而來的。 英國的工業(yè)革命促使當(dāng)時(shí)許多國家的工業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展，進(jìn)而帶動(dòng)了篩分機(jī)械和篩分工藝的發(fā)展。時(shí)至今口，圓筒篩、搖動(dòng)篩、振動(dòng)篩、概率篩、等厚篩、弛張篩等各種篩分機(jī)械為了滿足生產(chǎn)需求不斷問世。在開發(fā)研制新的篩分機(jī)械基礎(chǔ)上，有關(guān)篩分的理論也在不斷深入，不斷發(fā)展。例如:1951年瑞典人弗雷德里克·摩根生對篩面上顆粒物料的運(yùn)動(dòng)篩分過程引入統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析，隨后概率篩問世。1965年法國人布爾斯特萊最先發(fā)表了等厚篩分法，隨之等厚篩分機(jī)誕生。德國的施布雷斯提出了適用于細(xì)粉物料篩分的“簿層篩分法”，隨之電磁激振式篩分機(jī)問世。美國人R. E. Galloway歸納出了對篩分作業(yè)有影響的24種因素。E. A.streicher對篩分機(jī)的風(fēng)機(jī)風(fēng)速與物料篩分效果的關(guān)系做了相關(guān)研究。J. T. Macaulay對物料進(jìn)入篩分機(jī)的不同狀態(tài)和篩分效果的關(guān)系做了相關(guān)研究。Ladislav Svarovsky在《Solid-Liquid Separation》中介紹了目前國外篩選分離的理論體系及常見的分離機(jī)種類及特點(diǎn)。Saqib Mukhtar, John M. Sweeten, Brent W. Auvermann在《GSolid-Liquid Separation of Animal Manure and Wastewater》中介紹了國外常見畜禽糞便固液分離機(jī)的工作原理、特點(diǎn)及適用范圍。 3、 研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方法 磨片式固液分離機(jī)，包括機(jī)架、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和固液分離機(jī)構(gòu)，其中驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與固液分離機(jī)構(gòu)相連接，而機(jī)架設(shè)置在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和固液分離機(jī)構(gòu)下部。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一電機(jī)和第一減速器，第一電機(jī)通過第一減速器與螺旋軸的輸入端相連接。固液分離機(jī)構(gòu)包括箱體，在箱體前部設(shè)置有進(jìn)料口，在箱體后部設(shè)置有固體出料口，在箱體下部設(shè)置有集水器，集水器設(shè)有出水口，在箱體內(nèi)部設(shè)置有分離組件。其中離組件包括固定板、螺旋軸、動(dòng)片、定片、定位傳動(dòng)齒輪、固定軸、第二電機(jī)、第二減速器、背壓板、軸承座、軸承和背壓拉力彈簧，螺旋軸一端與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，螺旋軸的另一端通過軸承設(shè)置在軸承座上，軸承座設(shè)置在機(jī)架尾部，固定板的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)固定板分別設(shè)置在螺旋軸的前部和后部，在兩個(gè)固定板之間間隔設(shè)置有定片，在相鄰兩定片之間設(shè)置有三片動(dòng)片和定位傳動(dòng)齒輪，三片動(dòng)片勻布在定位傳動(dòng)齒輪的外圓周處，固定軸前端穿入到定片和動(dòng)片內(nèi)部，固定軸的后端通過第二減速器與第二電機(jī)相連接，出料口設(shè)置在位于后部的固定板外側(cè)并通過背壓板進(jìn)行夾持，背壓拉力彈簧一端與背壓板內(nèi)表面進(jìn)行連接，背壓拉力彈簧的另一端與機(jī)架相連接。 研究的方法主要依據(jù)實(shí)習(xí)實(shí)踐利用計(jì)算機(jī)三維軟件繪出磨片式分離機(jī)的三維視圖，再經(jīng)過實(shí)習(xí)確定相關(guān)數(shù)據(jù)尺寸，查找相關(guān)資料撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明。 4、 研究進(jìn)度安排 2016年01月07號--2016年3月08號?? 選題及下達(dá)任務(wù)書。 2016年03月09號--2016年03月25號??組織開題答辯，上交開題報(bào)告。 2016年03月26號--2016年05月02號??中期檢查，填寫中期檢查表。 2016年05月03號--2016年05月26號??完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）初稿，呈指導(dǎo)老師審閱。 2016年05月27號--2016年05月31號??完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）終稿，呈指導(dǎo)老師審閱。 2016年06月01號--2016年06月10號??完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）終稿，呈指導(dǎo)老師和評閱，教師審核；論文答辯。 五、主要參考文獻(xiàn) [1] 郭年琴，匡永江. 振動(dòng)篩國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展 [J]. 世界有色金屬， 2009, (5)： 26-27. 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[16] 周群英，高廷耀.環(huán)境工程微生物學(xué) [M]. 2版. 北京：高等教育出版社， 2000. 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日 院（部）領(lǐng)導(dǎo)審核意見： 學(xué)院負(fù)責(zé)人簽字： 學(xué)院蓋章： 年 月 日 課題來源：1.科 (教) 研項(xiàng)目；2.實(shí)驗(yàn)；3.生產(chǎn)實(shí)習(xí)；4.工程實(shí)踐；5.社會調(diào)查；6.其它 磨片式固液分離機(jī)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)師 姓名 班級 目錄 1 2 3 4 5 結(jié)束語 分離機(jī)發(fā)展歷程 磨片式固液分離機(jī)設(shè)計(jì)流程 磨片式固液分離機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理 磨片式固液分離機(jī)的驅(qū)動(dòng)與零件設(shè)計(jì) 6 磨片式固液分離機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 1 分離機(jī)的發(fā)展歷程 螺旋擠壓式固液分離機(jī) 回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī) 疊螺式固液分離機(jī) 磨片式固液分離機(jī) 分離裝置的零件設(shè)計(jì)與分析 建立磨片式固液分離機(jī)的三維模型 驅(qū)動(dòng)裝置的計(jì)算與選擇 完成機(jī)架設(shè)計(jì)繪制工程圖 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和原理分析 2 磨片式固液分離機(jī)的設(shè)計(jì)流程 磨片式固液分離機(jī) 3 磨片式固液分離機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理 污水 殘?jiān)?進(jìn)入 擠壓推送 研磨 排除 分離 磨片式固液分離機(jī)的工作流程 4 磨片式固液分離機(jī)的驅(qū)動(dòng)及零件設(shè)計(jì) 螺旋軸的設(shè)計(jì) 螺旋軸采用的是由直徑為60mm的中心軸和6個(gè)厚度為2mm的單頭螺旋葉片焊接而成 螺旋軸的材料選用不銹鋼加工而成 既能減小葉片與物料的摩擦力 也能防止銹蝕增加螺旋軸的使用壽命 動(dòng)片與定片的設(shè)計(jì) 動(dòng)片與定片的作用是 用來研磨進(jìn)入機(jī)體內(nèi)的物料使液體從片間隙中濾出 5 磨片式固液分離機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 1 螺旋葉片與動(dòng)定片內(nèi)孔間隙較小 有利于物料移動(dòng)減少耗能 同時(shí)由于定片與動(dòng)片同心保證了運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn) 降低噪聲 2 解決了由于濾片 濾帶堵塞引起的問題 同時(shí)具有自清功能 3 設(shè)備出料出口設(shè)計(jì)為變截面出料口 其作用為增加出口壓力 提高固液分離效果 同時(shí)使出料方向可控 6 結(jié)束語 對于磨片式固液分離的研究和學(xué)習(xí)還有很多 本文選取磨片式固液分離機(jī)的參數(shù)不夠全面且試驗(yàn)還有待進(jìn)一步完善與提高 1 擴(kuò)大磨片式固液分離機(jī)的研究參數(shù)覆蓋面 變化范圍 樣本數(shù)量 2 可針對幾種不同的物料 不同目數(shù)的葉片進(jìn)行試驗(yàn) 3 不斷改進(jìn)固液分離設(shè)備 盡量減小試驗(yàn)中的存在的誤差和不足 磨片式固液分離機(jī)的設(shè)計(jì) 摘 要 對磨片式固液分離機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行設(shè)計(jì)和說明，從而優(yōu)化分析設(shè)計(jì)出符合實(shí)際效用的固液分離機(jī)。 在方案設(shè)計(jì)中，通過選擇計(jì)算，確定磨片式固液分離機(jī)的電動(dòng)機(jī)的型號為Y100L2-4、Y80M2-4；通過設(shè)計(jì)計(jì)算，確定減速器的相應(yīng)的參數(shù)；通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確立定片、動(dòng)片以及螺旋軸的設(shè)計(jì)參數(shù)，完成磨片式固液分離機(jī)的設(shè)計(jì)。 總體而言，磨片式固液分離機(jī)是一種新型式的分離機(jī)，其動(dòng)力由螺旋軸推進(jìn)，動(dòng)、定片間隔組成一組或幾組過濾單元，從進(jìn)口到出口，螺旋軸螺距逐漸變小，物料在動(dòng)定片腔內(nèi)的壓力增大，使水從動(dòng)片與定片間隙濾出，而且在出口處設(shè)置背壓板增加內(nèi)部壓力實(shí)現(xiàn)連續(xù)快速脫水。從而提高了生產(chǎn)效益和物料利用率，降低了生產(chǎn)成本，還能避免浪費(fèi)和污染，有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。 關(guān)鍵詞：實(shí)體模型；電動(dòng)機(jī)；減速器；螺旋軸；固液分離機(jī) ABSTRACT The structure and working principle of the disc type solid-liquid separator are designed and explained, so as to optimize the analysis and design the solid liquid separator which is in line with the actual effect. In the scheme design, through the selection of calculation, the model of the motor of the disc type solid-liquid separator is determined to be Y100L2-4 and Y80M2-4. Through the design and calculation, the corresponding parameters of the reducer are determined. Through the design of the system and the structure design, the design parameters of the fixed piece, the dynamic film and the spiral shaft are established, and the grinding disc type solid-liquid separator is completed. Design. In general, the mill type solid-liquid separator is a new type separator. Its power is driven by a spiral shaft, and the interval of moving and fixing is composed of a group or several groups of filter units. From the inlet to the exit, the spiral shaft pitch is gradually smaller. The pressure of the material in the moving chamber is increased, and the water follower and the clearance gap are filtered out. The back pressure plate is set up at the outlet to increase internal pressure to realize continuous and rapid dehydration. Thus improving production efficiency and material utilization rate, reducing production cost, avoiding waste and pollution, and protecting ecological environment. Key words: solid model; motor; reducer; screw shaft; solid-liquid separator 目錄 摘 要 I ABSTRACT II 第1章 緒論 1 1.1 研究背景與意義 1 1.2 國內(nèi)外分離機(jī)械的研究現(xiàn)狀 1 1.2.1 分離機(jī)的分類 1 1.2.2 國內(nèi)分離機(jī)研究歷程 2 1.2.3 國外分離機(jī)研究概況 3 1.2.4 存在的問題 4 1.3 固液分離機(jī)的研究內(nèi)容與設(shè)計(jì)思路 4 1.4 小結(jié) 4 第2章 磨片式固液分離機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理 5 第3章 驅(qū)動(dòng)裝置的選定 7 3.1 固液分離機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置 7 3.2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇 7 3.3 減速器的設(shè)計(jì) 9 3.4 小結(jié) 10 第4章 固液分離裝置的設(shè)計(jì) 12 4.1 固液分離裝置的設(shè)計(jì) 12 4.2 定片的設(shè)計(jì) 12 4.3 動(dòng)片的設(shè)計(jì) 13 4.4 螺旋軸的設(shè)計(jì) 13 4.5 齒輪軸的設(shè)計(jì) 16 4.6 小結(jié) 16 第5章 機(jī)架的設(shè)計(jì) 17 5.1 機(jī)架的設(shè)計(jì) 17 第6章 總結(jié)與展望 19 6.1 總結(jié) 19 6.2 展望 19 致 謝 20 參考文獻(xiàn) 21 IV 第1章 緒論 1.1 研究背景與意義 篩分細(xì)化思想是從人類社會勞動(dòng)分工到產(chǎn)品精細(xì)化生產(chǎn)一直延續(xù)至今，也是許多物料在加工過程中必要的一道工序。生產(chǎn)過程中為了提高經(jīng)濟(jì)效益避免浪費(fèi)和污染，需要通過篩分來精細(xì)化提煉和處理各個(gè)級別的物料。所以，篩分機(jī)在物料處理中有著很廣的應(yīng)用，例如：化工生產(chǎn)中的制堿、化肥、染料過濾，采礦和濕法冶金工業(yè)中的各種金屬粉末、礦石，制藥工業(yè)中的抗菌素的生產(chǎn)和無菌水的制備，生物發(fā)酵和生物制品工業(yè)中的發(fā)酵液和菌絲體分離，環(huán)境保護(hù)工程中處理的大量污水以及造紙業(yè)中的木屑、紙漿等。其中固液分離作為篩分的一個(gè)重要方面，在各行各業(yè)也有著廣泛的應(yīng)用。 由于處理物料的不同篩分機(jī)的種類也不相同，固液分離機(jī)就是其中用于分離固體和液體的篩分機(jī)。固液分離設(shè)備總體可分為真空和加壓兩大類。真空類常用的有圓筒型、圓盤型、水平帶型等；加壓類常用的有壓濾型、壓力容器型、壓榨型、動(dòng)態(tài)過濾和旋轉(zhuǎn)型等[1]。 本章通過對固液分離機(jī)的現(xiàn)狀及其優(yōu)缺點(diǎn)分析研究，進(jìn)而設(shè)計(jì)出磨片式固液分離機(jī)，優(yōu)化了原有固液分離機(jī)在濾布、過濾帶等方面容易發(fā)生堵塞、損壞的問題，從而減少成本降低能耗。 1.2 國內(nèi)外分離機(jī)械的研究現(xiàn)狀 1.2.1 分離機(jī)的分類 分離機(jī)是指為得到所需物料將不同粒級物料或雜質(zhì)從已有物料中去除出的設(shè)備。在處理不同類型的物料需要用到不同類型的篩分機(jī)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)和篩面的不同，分離機(jī)可跟為以下幾類：[2] （1）固定篩 固定篩的篩面是由互相垂直的篩條平行排列組成的，固定時(shí)可以水平或傾斜一定角度放置。固定篩可分為兩類即格篩和條篩，在工作的時(shí)候，物料在重力的作用下沿篩面運(yùn)動(dòng)，達(dá)到篩分的目的。固定篩的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、操作要求低、壽命長，主要缺點(diǎn)在于生產(chǎn)率和篩分率較低。 （2）圓筒篩 圓筒篩是由圓筒形的篩子繞軸線做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在工作時(shí)，物料進(jìn)入圓筒篩，由于回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使得不同級別的物料從篩面和端面分理出。圓筒篩的優(yōu)點(diǎn)在于有很好的平穩(wěn)性，較低的轉(zhuǎn)速。但是也存在缺點(diǎn)，容易造成堵塞，導(dǎo)致其工作效率較低，且由于工作容量小，生產(chǎn)率低。 （3）振動(dòng)篩 振動(dòng)篩是利用振子激振所產(chǎn)生的振動(dòng)從而使物料分離。在工作時(shí)，物料進(jìn)入振動(dòng)篩，由于振子激振是篩面回旋振動(dòng)，將物料中的不同等級的物質(zhì)分離出來。振動(dòng)篩的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的效率，能滿足不同層次的物料分離需要，且質(zhì)量小種類多。缺點(diǎn)是不適用于含有水分高且有粘附性的物料，同時(shí)能耗高，噪音大。 （4）其它篩分機(jī)械 除上述幾中常見得篩分機(jī)構(gòu)外為了針對某些特殊物料特殊設(shè)計(jì)一些其他的篩分機(jī)，如強(qiáng)化篩、搖動(dòng)篩、離心篩等，都具有其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)，工作原理大略有不同。 1.2.2 國內(nèi)分離機(jī)研究歷程 分離機(jī)在我國是在20世紀(jì)50年代左右發(fā)展起來的，當(dāng)時(shí)中國的機(jī)械理論和研究水平都相對落后，在經(jīng)過不斷的學(xué)習(xí)研究才逐步發(fā)展起來，從總體上看可分為三個(gè)階段[3~4] （1）仿制階段:在20世紀(jì)50年代以前，我國的分離機(jī)研究還處于起始階段，此時(shí)波蘭、前蘇聯(lián)等國家在這方面處于領(lǐng)先地位，因此我國開始仿制了幾個(gè)系列的圓筒振動(dòng)篩和搖動(dòng)篩和直線振動(dòng)篩等。我國的科技人員在通過在仿制和研究的過程中汲取了大量的技術(shù)知識和經(jīng)驗(yàn)，為我過得后續(xù)自主研制發(fā)展奠定的堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)。 （2）自主研制階段:在20世紀(jì)60年代中期，隨著仿制技術(shù)的積累，我國研制出了多個(gè)系列的分離機(jī)，共振篩系列、概率篩系列等的出現(xiàn)標(biāo)志著我國開始進(jìn)入自主研制道路。 （3）引進(jìn)提高階段: 隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步以及我國對礦山、能源、冶金等項(xiàng)目的需求不斷增加，國家出臺了“十二五”規(guī)劃，極大的刺激的分離機(jī)在我國的發(fā)展。目前，相關(guān)資料表明，除了直線振動(dòng)篩、高頻篩、圓運(yùn)動(dòng)篩、弧形篩等一些常規(guī)分離機(jī)設(shè)備包括50多個(gè)系列1000多種規(guī)格外，我國還研發(fā)出了一些結(jié)構(gòu)樣式新穎，符合某些特殊產(chǎn)業(yè)的分離機(jī)產(chǎn)品，例如：高幅節(jié)肢振動(dòng)篩、條形振動(dòng)篩、多元高幅振動(dòng)篩、單軸激振橢圓振動(dòng)篩等，為使用單位提供了更廣闊的選擇空間。 目前，我國分離機(jī)的理論與技術(shù)方面己接近或超過世界先進(jìn)水平，一些實(shí)力雄厚的分離機(jī)設(shè)備制造企業(yè)己經(jīng)將產(chǎn)品出口到澳大利亞、美國、印度等國家，不僅創(chuàng)造了利益，也增加了我國篩分設(shè)備的國際影響力。 1.2.3 國外分離機(jī)研究概況 分離機(jī)在國外有著較早的發(fā)展歷史。在1589年英國開始首先使用分離機(jī)，那時(shí)的分離機(jī)主要用于煤礦業(yè)。最早使用的是固定篩，那時(shí)工人們首先把煤倒在固定篩上，用錘子把比較大塊的煤塊揀出敲碎，再通過固定篩對煤進(jìn)行分級。隨后，出現(xiàn)了由棍棒條組成篩面的棒條篩，后來逐漸演變?yōu)楝F(xiàn)在的滾軸篩。隨著英國第一次工業(yè)革命后工業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展，分離機(jī)械和篩分工藝的研究也得到了極大發(fā)展，為了滿足生產(chǎn)需求，圓筒篩、搖動(dòng)篩、振動(dòng)篩、概率篩、等厚篩、弛張篩等各種篩分機(jī)械不斷問世。在開發(fā)研制新的篩分機(jī)械基礎(chǔ)上，有關(guān)篩分的理論也在不斷深入，不斷發(fā)展。1951年瑞典人弗雷德里克·摩根生通過引入統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析發(fā)明了概率篩[5]。隨之1965年法國人布爾斯特萊發(fā)明等厚篩分機(jī)，德國發(fā)明了電磁激振式篩分機(jī)，美國人加洛韋歸納出了24種影響篩分作業(yè)的因素，麥考利對物料進(jìn)入分離機(jī)的不同狀態(tài)和篩分效果的關(guān)系做了相關(guān)研究[6]。M.D.Martynenko、N.A.Dokukova在《Velocity of motion of bodies with tossing on a vibrating surface》中提出了篩面上物料運(yùn)動(dòng)的速度理論，給出了相關(guān)的計(jì)算方程式[7]。John M. Sweeten、Saqib Mukhtar、Brent W. Auvermann在《Solid-Liquid Separation of Animal Manure and Wastewater》中指出固液分離機(jī)的工作原理和使用范圍[8]。 1.2.4 存在的問題 目前市場上常見的固液分離機(jī)有螺旋擠壓式、疊螺式、回轉(zhuǎn)式等，雖然這些固液分離機(jī)能解決一部分的固液分離問題，但也存在著一些不足，比如，固液分離機(jī)要直接接觸液體，使機(jī)體腐蝕較為嚴(yán)重；顆粒不規(guī)則或種類雜多容易造成篩網(wǎng)堵塞；處理后分離效果不理想，工作噪音大、容易損壞、能耗成本較高等。為了能降低或解決這些問題，從而通過研究優(yōu)化設(shè)計(jì)出磨片式固液分離機(jī)。 1.3 固液分離機(jī)的研究內(nèi)容與設(shè)計(jì)思路 為了解決上述現(xiàn)有固液分離設(shè)備存在的不足，本文設(shè)計(jì)了一種磨片式固液分離機(jī)，具體所研究的內(nèi)容方案如下： 磨片式固液分離機(jī)主要包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、固液分離機(jī)構(gòu)和機(jī)架三個(gè)組要結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與固液分離機(jī)構(gòu)相連接，機(jī)架設(shè)置在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和固液分離機(jī)構(gòu)下部。通過SOLIDWORKS三維軟件設(shè)計(jì)出固液分離的整體裝配圖，根據(jù)三維視圖在分析設(shè)計(jì)出各部分零件，檢驗(yàn)校核各部分是否符合設(shè)計(jì)要求，再進(jìn)行優(yōu)化分析得出最終結(jié)果，定型成為最終設(shè)計(jì)。 1.4 小結(jié) 本章說明了研究磨片式固液分離機(jī)的背景和意義，說明了篩分機(jī)械的分類、國內(nèi)外研究發(fā)展概況以及存在的問題，并解釋了本文研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線。  第2章 磨片式固液分離機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理 圖2 磨片式固液分離機(jī)結(jié)構(gòu)圖 1.第一電機(jī) 2.第一減速機(jī) 3.進(jìn)料口 4.定位板 5.定片 6.定位傳動(dòng)齒輪 7.固定軸 8.第二減速器 9.第二電機(jī) 10.出料口 11.背壓板 12.螺旋軸 13.軸承座 14.軸承 15.拉力彈簧 16.動(dòng)片 17-20-21.機(jī)架 18.集水器 19.液槽及出水口 磨損磨片式固液分離機(jī)的工作原理為： 第一電機(jī)（1）通過第一減速器（2）減速后帶動(dòng)螺旋軸（12）旋轉(zhuǎn)，固、液混合物由進(jìn)料口（3）處進(jìn)入，被螺旋軸（12）上的螺旋葉片推向固體出料口（10），通過螺旋葉片螺距的變化、出料口截面的變化及背壓板（11）的共同作用使物料不斷加壓。在處理過程中，水分從動(dòng)片（16）、定片（5）間隙中溢出，流向集水器（18）后進(jìn)入液槽（19），由出水口排出。固體物料經(jīng)固體出料口（10）排出，完成固、液分離。 動(dòng)片（16）通過定位傳動(dòng)齒輪（6）（共勻布3處）定位并與螺旋軸保持同軸。定位傳動(dòng)齒輪（6）與定片通過固定軸（7）定位在機(jī)架上。第二電機(jī)（9）通過第二減速機(jī)（8）帶動(dòng)固定軸（7）轉(zhuǎn)動(dòng)。裝在固定軸（7）上的定位傳動(dòng)齒輪（6）帶動(dòng)動(dòng)片（16）旋轉(zhuǎn)，（一組固定軸齒輪主動(dòng)旋轉(zhuǎn)，其余二組固定軸上齒輪被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)）完成研磨進(jìn)入動(dòng)、定片間隙物料，同時(shí)保持自清洗功能。  第3章 驅(qū)動(dòng)裝置的選定 3.1 固液分離機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置 固液分離機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置采用的電動(dòng)機(jī)是最常用的原動(dòng)機(jī)，由于原動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)比較簡單，且工作比較平穩(wěn)，在維修和控制方面也簡便，所以是常用的電動(dòng)機(jī)類型。在選擇點(diǎn)電機(jī)的過程中，需要先確定其類型，根據(jù)其結(jié)構(gòu)型式和計(jì)算確定轉(zhuǎn)速和功率，在決定選擇哪種型號。 目前電動(dòng)機(jī)朝著標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化發(fā)展。電動(dòng)機(jī)分為直流電機(jī)和交流電機(jī)，而在工業(yè)上常用的是交流電機(jī)，其中尤以三項(xiàng)交流電機(jī)使用最廣泛。在三相交流電動(dòng)機(jī)中以鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣，在輸送機(jī)、攪拌機(jī)中多采用是Y系列的全封閉自扇冷鼠籠異步電動(dòng)，而在礦井下及其他有易燃易爆氣體的場合應(yīng)選防爆電動(dòng)機(jī)，如YB系列電動(dòng)機(jī)[9]。 3.2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇 在固液分離機(jī)中驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與固液分離機(jī)構(gòu)相連接，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一電機(jī)與第一減速器和第二電機(jī)與第二電機(jī)減速器，第一電機(jī)通過第一減速器與固液分離機(jī)構(gòu)相連接。當(dāng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)固液分離機(jī)構(gòu)對污水內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)行固液分離作業(yè)，從而對污水進(jìn)行凈化處理。 計(jì)算電動(dòng)機(jī)的功率，首先需要計(jì)算出固液分離機(jī)的功率來確定，因此需要先確定在工作中的助力和速度，即 或 式中 Fω—工作裝置的阻力，N； vω—工作裝置的線速度，m/s； ηω—工作裝置的效率； Tω—工作裝置的轉(zhuǎn)矩，N?m； nω—工作裝置的轉(zhuǎn)速，r/min。 在固液分離機(jī)中設(shè)計(jì)其處理液態(tài)物料的能力在15~20立方米之間，設(shè)固液分離機(jī)能提供的有效推力為2500 N左右，其推送的平均速度在1 m/s，那么根據(jù)公式（3—1）可得工作狀態(tài)下所需的功率為： Pω=Fωvω1000ηω=2500×1.01000×0.90=2.78 kW 其中，工作裝置的效率ηω=0.90[10] 電動(dòng)機(jī)的輸出功率 其中η為電動(dòng)機(jī)至固液分離機(jī)內(nèi)主動(dòng)軸的傳動(dòng)裝置的總效率，包括一對滾動(dòng)軸承η=0.992=0.98，所以 根據(jù)P0選取電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm=1~1.3P0=2.84~3.69 kW，并有表[11]查的電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm=3 kW。同理可算得第二電機(jī)的功率為0.75 kW。 在電動(dòng)機(jī)中同一額定功率有不用的轉(zhuǎn)速，在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)需考慮到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、尺寸以及成本等問題，由于轉(zhuǎn)速越高磁極越少，尺寸及重量越小，電動(dòng)機(jī)的價(jià)格也越低；但電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速過高，則會引起傳動(dòng)裝置的尺寸和重量變大，導(dǎo)致成本增加。綜合兩者情況考慮，選取同步轉(zhuǎn)速為1500 r/min。根據(jù)同步轉(zhuǎn)速可查得電動(dòng)機(jī)的型號為Y100L2-4、Y80M2-4電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)參照表1： 表1 同步轉(zhuǎn)速為1500 r/min電動(dòng)機(jī)的參數(shù) 型號 額定功率 kW 額定電流 A 轉(zhuǎn)速 r/min 效率 % 效率因素 COSθ 振動(dòng)速度 mm/s Y80M2-4 0.75 2 1390 74.5 0.76 1.8 Y100L2-4 3 6.8 1430 82.5 0.81 1.8 3.3 減速器的設(shè)計(jì) 在固液分離機(jī)中需要用減速機(jī)在原動(dòng)機(jī)和螺旋軸間傳遞轉(zhuǎn)矩，使用減速器可以降低原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，曾大輸出轉(zhuǎn)矩，以達(dá)到使用目的。減速器按照傳動(dòng)級數(shù)、形狀、傳動(dòng)布置的不同分類也不同。 根據(jù)上訴選的電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算出減速器，已知電動(dòng)機(jī)的功率是3 KW，轉(zhuǎn)速為1500 r/min，螺旋軸的轉(zhuǎn)速控制在30~40 r/min，故可確設(shè)定其總轉(zhuǎn)速比i總=40，按各級傳動(dòng)比為i12=2.5，i23=5，i34=3.2。則對其進(jìn)行計(jì)算可有：[13] 電動(dòng)機(jī)軸： 轉(zhuǎn)速：n0=1440 r/min 輸入功率：P0=Pd=6.0 kW 輸入轉(zhuǎn)矩： T0=9.55×106×Pdn0=9.55×106×3.01440=2.0×104 N·mm 1軸（高速軸） 轉(zhuǎn)速：n1=n0i12=14402.5=576 r/min 輸入功率：P1=P0×η聯(lián)=3.0×0.96=2.88 kW 輸入轉(zhuǎn)矩: T1=9.55×106×P1n1=9.55×106×2.88576=0.5×105 N·mm 2軸（中間軸） 轉(zhuǎn)速：n2=n1i23=5675=135.2 r/min 輸入功率：P2=P1×η軸1×η齒=2.88×0.99×0.97=2.77 kW 輸入轉(zhuǎn)矩： T2=9.55×106×P2n2=9.55×106×2.77135.2=2.0×105 N·mm 3軸（低速軸） 轉(zhuǎn)速：n3=n2i34=135.23.2=42.25 r/min 輸入功率：P3=P2×η軸2×η齒=2.77×0.99×0.97=2.66 kW 輸入轉(zhuǎn)矩： T3 =9.55×106×P3n3=9.55×106×2.6642.25=0.6×10 N·mm 螺旋軸： 轉(zhuǎn)速：n螺=n3=42.25 r/min 輸入功率：P螺=P3×η軸2×η軸3=2.66×0.99×0.99=2.60 kW 輸入轉(zhuǎn)矩： T 螺=9.55×106×P螺n螺=9.55×106×2.6042.25=0.59×106 N·mm 3.4 小結(jié) 通過選擇計(jì)算，確定了電動(dòng)機(jī)的型號與參數(shù)，通過設(shè)計(jì)計(jì)算確定了減速器的各個(gè)參數(shù)，由此可以確定磨片式固液分離機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。  第4章 固液分離裝置的設(shè)計(jì) 4.1 固液分離裝置的設(shè)計(jì) 磨片式固液分離機(jī)與常見的固液分離裝置的主要區(qū)別在于固液分離裝置的不同，磨片式固液分離機(jī)的固液分離裝置包含定片、動(dòng)片、進(jìn)料口、螺旋軸、背壓板以及齒輪軸和齒輪，其中動(dòng)片、定片和螺旋軸是固液分離機(jī)的重要組成部分。當(dāng)物料由進(jìn)料口進(jìn)入定片與動(dòng)片的內(nèi)腔中，動(dòng)片與定片間存在著相對運(yùn)動(dòng)，在螺旋軸的擠壓推送下，物料中的大部分液體會通過片間間隙排除，流入下方的集水器中，從而達(dá)到分離效果。以下詳細(xì)對其設(shè)計(jì)做詳細(xì)說明。 4.2 定片的設(shè)計(jì) 圖10 定片設(shè)計(jì)圖 定片選用的材料是Q345合金鋼，屈服強(qiáng)度為345MPa，有良好的加工工藝性和耐腐蝕性，經(jīng)過830～850℃淬火加適當(dāng)溫度回火，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度為180~210HBS。[15]在設(shè)計(jì)的固液分離機(jī)設(shè)計(jì)中根據(jù)多次研究計(jì)算最終確定將定片的厚度定為20mm，共需要21片，其尺寸如圖4-1。定片的表面銑有6個(gè)寬度相等為15mm深度為0.8mm的凹槽，同樣在動(dòng)片的表面也有方向相反大小相同的凹槽，當(dāng)動(dòng)片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以起到研磨的作用，可以分離出一些細(xì)小的物質(zhì)，同時(shí)加快液體從物料中分離出來。 4.3 動(dòng)片的設(shè)計(jì) 動(dòng)片所選用的材料是45號調(diào)質(zhì)鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)后其硬度達(dá)到197~286HBS，能滿足嚙合要求。由于動(dòng)片和傳動(dòng)齒輪相嚙合且與定片同心，而齒輪是標(biāo)準(zhǔn)件，所以經(jīng)過計(jì)算選定模數(shù)為5的齒輪作為傳動(dòng)齒輪，齒數(shù)為10，其分度圓直徑根據(jù)公式： d=m×z （4-1） 得到其分度圓直徑為50mm，根據(jù)中心距公式： 中心距a=（分度圓直徑D1+分度圓直徑D2）/2 （4-2） 可得動(dòng)片的分度圓直徑為250mm，可確定其齒數(shù)為46。設(shè)定其厚度為22mm，根據(jù)固液分離機(jī)的整體長度共需要20個(gè)定片。 4.4 螺旋軸的設(shè)計(jì) 圖11 螺旋軸的輪廓圖 螺旋軸的設(shè)計(jì)是由直徑為60mm的軸和螺旋葉片焊接而成，葉片采用厚度為2 mm的單頭螺旋葉片。螺旋軸的材料選用不銹鋼加工而成，既能減小葉片與物料的摩擦力，也能防止銹蝕增加螺旋軸的使用壽命。此外，也可以在螺旋葉片的表面做一些處理，例如噴高硬度的合金作硬化等，同樣可減小磨損[16]。 在螺旋軸上共設(shè)計(jì)了6片螺旋葉片，由于物料含水率在分離過程中逐步降低，為了更好的推送和分離物料，將螺旋葉片的螺距設(shè)計(jì)為依次變小的，第一個(gè)螺旋葉片的螺距設(shè)計(jì)為150 mm，之后葉片的螺距依次減少20 mm。由于在實(shí)際固液分離中，必須使葉片的螺旋傾角小于理論計(jì)算值，物料才不會在運(yùn)動(dòng)中不發(fā)生自鎖現(xiàn)象。因此在設(shè)計(jì)實(shí)際螺旋傾角α?xí)r應(yīng)取理論螺旋傾角計(jì)算值的80%~90% 。螺旋軸的直徑d =60 mm，根據(jù)螺旋葉片螺距的變化，經(jīng)計(jì)算后，各含水率下的理論螺旋傾角α、實(shí)際螺旋傾角α’及葉片螺距L變化情況如表4-1所示。 表2不同葉片螺距下的螺旋傾角 葉片螺距L/mm 理論摩察角φ/(°) 理論螺旋傾角α/(°) 實(shí)際螺旋傾角α’/(°) 150 57.5 32.5 28 120 59.8 30.2 25 90 62.1 27.9 23 70 64.5 25.5 22 根據(jù)上述螺旋軸的數(shù)據(jù)計(jì)算，對計(jì)算后的螺旋軸進(jìn)行強(qiáng)度校核如下： 1.螺旋軸的受力分析 由于選用電機(jī)的功率為3 kW，實(shí)際轉(zhuǎn)速為1440 r/min，減速機(jī)的速比為1:40，可得到小齒輪的轉(zhuǎn)速為37 r/min，大齒輪齒數(shù)為20，小齒輪的齒數(shù)為66，可知道大齒輪的轉(zhuǎn)速為11 r/min。電機(jī)的有效功率為:P=2.47 kW，當(dāng)Q為進(jìn)料量，取值為120000 kg/h。則轉(zhuǎn)矩T為3697 N/m；傳動(dòng)鏈的轉(zhuǎn)速為0.82 m/s；則齒輪傳動(dòng)需要的圓周力為:F=1000×P/v=14634 N，則對螺旋軸進(jìn)行力的分解，可得到水平力和垂直方向上分解的力:Fx=F×sin65°=13263 N；Fy=F×cos65°=6185 N。 2．螺旋軸計(jì)算簡圖及其受力 螺旋軸在自重和物料作用下，螺旋軸部分將發(fā)生彎曲變形。螺旋軸主要承受扭矩M、切向力P1，法向力P2及螺旋本身自重的作用，即出于剪應(yīng)力和壓應(yīng)力的作用下。水平方向和垂直方向上的受力如圖12、圖13所示，其中OA段長度為0.5m，重量為2372 N；AB段長度為2.5 m，重量為13490 N；BC段位4.0 m，重量為17512 N。可以得到：FBx=1237 N，F(xiàn)Ax=14500 N，F(xiàn)By=-36792 N，F(xiàn)Ay=2767N。 B FAx O C A Fx 圖12 螺旋軸水平受力圖 F C F3 FBy F2 Fy F1 圖13 螺旋軸豎直方向受力圖 C B A O 35047 7587 3679 圖14 螺旋軸的合成彎矩圖 C B A O 圖15 螺旋軸扭矩圖 3. 軸強(qiáng)度校核 圖14、圖15為其彎矩圖和扭矩圖?？紤]軸為單向轉(zhuǎn)動(dòng)，軸為脈動(dòng)循環(huán)，折合系數(shù)a為0.6則Mca=35117 N，W=3276800 mm3，則σ=Mca/W=2.3 MPa。軸的材料選為16Mn，其對應(yīng)的許用應(yīng)力遠(yuǎn)大于2.3 MPa，所以螺旋軸的校核結(jié)果是安全的[17]。 4.5 齒輪軸的設(shè)計(jì) 齒輪軸的設(shè)計(jì)選用45號碳鋼經(jīng)過830~840℃淬火熱處理，尺寸是根據(jù)與齒輪配合的動(dòng)片和固定的定片來確定的，由于動(dòng)片的厚度為22 mm，定片的厚度為9 mm，在裝配時(shí)，考慮到物料在經(jīng)過螺旋軸的推送過程中必然會將其中的水分?jǐn)D掉一部分，為了使這部分的水順利的從動(dòng)片與定片的縫隙中流出進(jìn)入集水器中而又不會將大量的物料排除，故在動(dòng)片與定片之間預(yù)留0.5 mm的間隙。所以齒輪軸的長度設(shè)計(jì)為640 mm。軸的表面設(shè)有5×5的鍵槽，與模數(shù)為5的齒輪用鍵鏈接，保證了齒輪的定位安裝。 4.6 小結(jié) 通過設(shè)計(jì)計(jì)算確定了動(dòng)片與定片的參數(shù)，在裝置中動(dòng)片與螺旋軸無接觸運(yùn)動(dòng)，無直接磨損，延長動(dòng)片使用壽命，有利于節(jié)約維護(hù)成本。其次使得處理效果更好，以往采用螺旋軸直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)片時(shí)，對螺旋軸葉片的螺距有限制，不能小于某一數(shù)值，螺旋軸葉片的螺距不再受限，可以更大程度的縮小螺距，以提高壓縮比，降低物料含水率。 第5章 機(jī)架的設(shè)計(jì) 5.1 機(jī)架的設(shè)計(jì) 根據(jù)前面敘述的驅(qū)動(dòng)裝置的大小和固液分離裝置的總體尺寸，設(shè)計(jì)出符合實(shí)際情況需要的機(jī)架是必要的步驟。由于需要為驅(qū)動(dòng)裝置和固液分離裝置提供固定支撐，所以選擇40×40×4的方形管， 機(jī)架采用的是40×40×4的45號鋼，硬度在65.7~78.7HRB間，在機(jī)架的前端固定的是第一減速電動(dòng)機(jī)與進(jìn)料口支撐架的距離為L1=300mm；中間兩個(gè)分別是進(jìn)料口和出料口支撐架，其距離L2=575mm；出料口與軸承座的固定支架的距離L3=155mm?？傞L度為1240mm，總寬度為300mm。按順序每個(gè)支撐柱的高度為H1=360mm，H2=380mm，H3=380mm，H4=385mm。  第6章 總結(jié)與展望 6.1 總結(jié) 本文通過三維軟件建立模型設(shè)計(jì)和根據(jù)所得數(shù)據(jù)分析，根據(jù)所得數(shù)據(jù)表明磨片式固液分離機(jī)具有以下三點(diǎn)好處： （1）動(dòng)片繞螺旋軸旋轉(zhuǎn)，而不是偏心移動(dòng)，解決動(dòng)片與定片內(nèi)孔不同心的問題。動(dòng)片與定片內(nèi)孔同心，使螺旋葉片與動(dòng)定片內(nèi)孔間隙較小，有利于物料移動(dòng)減少耗能，也避免偏心移動(dòng)時(shí)內(nèi)孔動(dòng)、定片間形成臺階導(dǎo)致物料更多的進(jìn)入動(dòng)定片間而堵住濾布。 （2）動(dòng)、定片面間設(shè)計(jì)有螺旋槽，使動(dòng)、定片具有研磨效果，進(jìn)入葉片間隙的硬質(zhì)顆?；蚶w維，通過動(dòng)、定片的相對旋轉(zhuǎn)，剪切、研磨硬質(zhì)顆粒或纖維。通過葉片間隙間水流的作用達(dá)到自清潔，避免堵塞或排水不暢。螺旋槽深度及角度等參數(shù)可隨面間物料不同而不同。 （3）設(shè)備出料出口設(shè)計(jì)為變截面出料口，其作用為增加出口壓力，提高固液分離效果，同時(shí)使出料方向可控。 6.2 展望 對于磨片式固液分離的研究和學(xué)習(xí)還有很多，本文選取磨片式固液分離機(jī)的參數(shù)不夠全面且試驗(yàn)還有待進(jìn)一步完善與提高。在今后的學(xué)習(xí)研究中可從以下幾個(gè)方面繼續(xù)進(jìn)行: （1）擴(kuò)大磨片式固液分離機(jī)的研究參數(shù)覆蓋面、變化范圍、樣本數(shù)量。 （2）可針對幾種不同的物料，不同目數(shù)的葉片進(jìn)行試驗(yàn)。 （3）不斷改進(jìn)固液分離設(shè)備，盡量減小試驗(yàn)中的存在的誤差和不足。 關(guān)于此次的課題磨片式固液分離機(jī)的設(shè)計(jì)在相關(guān)設(shè)計(jì)研究方面還不夠深入，投入的時(shí)間和經(jīng)歷尚淺，其中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤和處理不當(dāng)?shù)牡胤?，懇請批評指正。  致 謝 大學(xué)生活從新生到畢業(yè)匆匆四年轉(zhuǎn)瞬即過，即將畢業(yè)的我們在這四年里收獲了太多，而今要面臨著畢業(yè)了心里也有太多不舍。在大學(xué)期間，最應(yīng)該感謝的是學(xué)校給了我們這樣一個(gè)優(yōu)越又安逸的環(huán)境，讓我們能全身心的投入到學(xué)習(xí)，收獲知識。還有學(xué)校里那些認(rèn)真教學(xué)、不圖回報(bào)的老師們，是他們用豐富的知識教會我們重新理解這個(gè)世界。其中要最要感謝是我的指導(dǎo)老師郭怡教授，在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間為我們付出很多心思，幫助我們最終完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。 在大四的一年讓我們經(jīng)歷了很多，我們深切的體會到面臨畢業(yè)走向社會帶來的壓力，我們已經(jīng)從純粹的學(xué)生的階段開始變得成熟，面對就業(yè)問題。在這階段也有不少同學(xué)開始了找工作的計(jì)劃，但我們同樣沒有忘記我們還是學(xué)校的一份子，在沒有畢業(yè)之前我們認(rèn)識學(xué)校的學(xué)生，我們還要遵循老師的安排，認(rèn)真的對待我們的課程設(shè)計(jì)。我很幸運(yùn)有一位和藹隨和的知道老師在我大學(xué)的最后一階段陪我一起我完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)上老師在是我們的良師，私下討論時(shí)老師也是我們的益友。記得剛開始做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候是一片茫然，面對我的課題真不知該如何下手，但老師通過簡潔的幾句話就讓我領(lǐng)悟了其中的關(guān)鍵部分，此外老師擔(dān)心我們不能夠完全理解關(guān)于磨片式分離機(jī)的原理，親自帶我去學(xué)校的實(shí)驗(yàn)車間，讓我跟著趙老師一起學(xué)習(xí)并動(dòng)手做。我當(dāng)時(shí)很驚訝自己能親自接觸到實(shí)際操作，能把自己設(shè)想的東西通過車削加工一步一步制造出來，可最后由于時(shí)間的原因雖然沒有完全做好，但是其中的經(jīng)歷也讓我對我的專業(yè)有了更深刻的認(rèn)識。老師教會了我們方法，而以后的路還是要自己走，除了想對老師說句謝謝外，我只能默默的告誡自己，今后要更加努力，不能辜負(fù)老師對我們熱切的期盼。 學(xué)校的最后階段也伴隨著論文的結(jié)束而告終，但我相信我永遠(yuǎn)也不會忘了這段歡愉的時(shí)光，可敬的校園、可親的老師，以及可愛的同學(xué)們，謝謝你們，是你們給了我無限的歡樂，讓我在成長的道路上一路向北，勇往直前。 參考文獻(xiàn) [1] 郭年琴，匡永江. 振動(dòng)篩國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展 [J]. 世界有色金屬， 2009, (5)： 26~27 [2] 嚴(yán)峰，篩分機(jī)械 [M]. 北京:煤炭工業(yè)出版社, 1995, 4~5, 28~29, 95~96, 118~119 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