X700渦旋式選粉機(jī)轉(zhuǎn)子部件設(shè)計(jì)說明書

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1、X700渦旋式選粉機(jī)（轉(zhuǎn)子部件）設(shè)計(jì)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(jī)的子部件設(shè)計(jì)及改進(jìn)。本次設(shè)計(jì)采用理論設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合的方法，首先在分析以往的轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上再通過類比設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)出能夠提高分級(jí)力場(chǎng)的籠型轉(zhuǎn)子，吸取o-sepa選粉機(jī)的優(yōu)點(diǎn)采用導(dǎo)風(fēng)裝置提高渦旋效果?；\型轉(zhuǎn)子與導(dǎo)風(fēng)裝置配合使用使物料均勻受到分級(jí)力的作用提到選粉效率。其傳動(dòng)系統(tǒng)采用帶輪傳動(dòng)。其傳動(dòng)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(gè)長(zhǎng)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(qiáng)上升氣流。撒料裝

2、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(rùn)滑，提高潤(rùn)滑效果。經(jīng)過設(shè)計(jì)改造后的選粉機(jī)大大減少了運(yùn)行成本，提高了生產(chǎn)效率達(dá)到能耗低、易維修的效果。關(guān) 鍵 詞：渦旋式選粉機(jī)；籠型轉(zhuǎn)子；分級(jí)力；選粉力場(chǎng)；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 ceme

3、nt 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, th

4、e 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 s

5、o 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

6、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 p

7、roduction 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 lubri

8、cation, 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 mac

9、hine; cage rotor; graduation strength; graduation field of force; material scatters. 1. 前言本課題是進(jìn)行X700渦旋式選粉機(jī)轉(zhuǎn)子部件設(shè)計(jì)及改造。以往的選粉機(jī)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(jì)改進(jìn)，以達(dá)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(jī)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(jī)的缺點(diǎn)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(jìn)其原本的缺點(diǎn)，提高效率，盡量滿足水泥

10、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(jì)后考慮技術(shù)性、加工工藝性、經(jīng)濟(jì)性，并保證安裝、使用、經(jīng)濟(jì)方便。要保證選粉機(jī)的運(yùn)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(jì)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(jí)力場(chǎng)，不能提供穩(wěn)定的分級(jí)力，進(jìn)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(jī)的重量給運(yùn)輸造成不便。原先的轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)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(rùn)滑方式費(fèi)用高，操作不便。 b. 本課題的設(shè)計(jì)總體思路：減速器傳動(dòng)雖然易磨損，零件更換成本高，但其傳動(dòng)比較平穩(wěn)。換成皮帶

11、傳動(dòng)，因?yàn)槠鋫鲃?dòng)比比較大，一級(jí)傳動(dòng)肯定是不行，所以這里采用二級(jí)皮帶傳動(dòng)，電機(jī)采用立式電機(jī)，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(jí)力場(chǎng)的穩(wěn)定性。軸與軸套之間密封采用油浴室潤(rùn)滑，降低費(fèi)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(fēng)筒增強(qiáng)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(duì)選粉機(jī)轉(zhuǎn)子部件的設(shè)計(jì)改造，可以有效地降低成本，提高生產(chǎn)時(shí)間利用率，提高選粉效率，從而達(dá)到增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。2. 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及現(xiàn)狀的介紹：選粉機(jī)發(fā)展到今天已經(jīng)有了三代產(chǎn)品，以離心式選粉機(jī)旋風(fēng)式選粉機(jī)Osepa選粉機(jī)為各自的代表，今天已經(jīng)發(fā)展成多代選粉機(jī)優(yōu)點(diǎn)

12、的集合體。2.1離心式選粉機(jī)的發(fā)展與改進(jìn)第一代選粉機(jī)以離心式選粉機(jī)為代表，也稱為普通空氣選粉機(jī)。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(duì)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)而使顆粒分級(jí)。該機(jī)的特點(diǎn)是將空氣選粉機(jī)、循環(huán)空氣風(fēng)機(jī)以及從空氣中分選細(xì)粉的旋風(fēng)筒組合成一個(gè)單機(jī)系統(tǒng)。缺點(diǎn)是a循環(huán)氣流中粉塵多，致使選粉區(qū)的實(shí)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(fēng)速梯度，使分離粒徑不均勻。高風(fēng)速處會(huì)把過粗的顆粒帶出混入細(xì)粉中； c邊壁效應(yīng)使細(xì)小顆粒隨粗顆粒一起碰撞而降落。嚴(yán)重影響分離效率和提高磨機(jī)循環(huán)負(fù)荷率。許多廠家根據(jù)子自身需要對(duì)離

13、心式選粉機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)選粉機(jī)的入料方式不變進(jìn)入選粉機(jī)的物料在經(jīng)過篩料盤的撒料以后,合格細(xì)粉在選粉機(jī)底部上來的循環(huán)氣流的帶動(dòng)下通過錐面籠形轉(zhuǎn)子,向上進(jìn)入粉流管,在循環(huán)氣流的進(jìn)一步帶動(dòng)下,細(xì)粉沿6個(gè)旋風(fēng)筒體的切線方向在旋風(fēng)筒體的頂部進(jìn)入旋風(fēng)筒,然后,細(xì)粉在自身重力以及部分向旋風(fēng)筒底部下行的渦形氣流的作用下,進(jìn)入旋風(fēng)筒底部的集粉箱,集粉箱出來的合格細(xì)粉通過輸送設(shè)備送入料庫進(jìn)入旋風(fēng)筒組的循環(huán)氣流以及部分未沉降下去的細(xì)粉在風(fēng)機(jī)的引力下從旋風(fēng)筒頭頂部沿管道進(jìn)入風(fēng)機(jī),風(fēng)機(jī)再把粉氣流送入選粉機(jī)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(duì)選粉機(jī)

14、的功率有一定影響。b改造后,風(fēng)機(jī)風(fēng)量的大小成為影響選粉機(jī)功效的最關(guān)鍵因素。2.2旋風(fēng)式選粉機(jī)的發(fā)展與改進(jìn)60年代德國維達(dá)格公司推出了旋風(fēng)式選粉機(jī)。雖然其核心結(jié)構(gòu)與離心式選粉機(jī)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(fēng)式選粉機(jī)這種選粉機(jī)的特點(diǎn)是空氣在機(jī)內(nèi)外循環(huán)。用小旋風(fēng)筒代替大直徑外筒來收集細(xì)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(shí)粗粉在降落過程中增加了二次選粉的機(jī)會(huì)。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(diǎn)是選粉區(qū)內(nèi)分級(jí)力場(chǎng)不穩(wěn)定，選粉效率不高。因此很多廠家也對(duì)旋風(fēng)式選粉機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)

15、a拆除小風(fēng)葉，在原小風(fēng)葉盤上安裝籠式轉(zhuǎn)子b 將主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)改為調(diào)速電機(jī)(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(jí)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(jí)區(qū)內(nèi)的氣體流場(chǎng)，并與環(huán)狀進(jìn)風(fēng)的滴流裝置一起形成二次分選結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)二次分選的效果。缺點(diǎn)是能耗較高。2.3轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)的發(fā)展與改進(jìn)轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)是在旋風(fēng)式選粉機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它有著如下幾個(gè)特點(diǎn)： a采用高拋撒能力的撒料盤，使物料在選粉機(jī)能得到均勻、充分的分散；并在適當(dāng)位置布置約束內(nèi)錐，以穩(wěn)定選粉室內(nèi)的氣體流場(chǎng)及增強(qiáng)二次選粉的效果。 b采用離心力場(chǎng)作為分級(jí)力場(chǎng)，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(jí)力場(chǎng)的

16、強(qiáng)度均勻穩(wěn)定、物料受分選幾率均等，可保證選粉機(jī)具有較高的分級(jí)精度與選粉效率。 c主軸傳動(dòng)采用調(diào)速裝置，分級(jí)力場(chǎng)強(qiáng)度可通過改變主軸轉(zhuǎn)速靈活調(diào)節(jié)，以控制產(chǎn)品細(xì)度及粒度分布，滿足生產(chǎn)需要。d細(xì)粉分離與收集裝置采用高效低阻旋風(fēng)筒，并布置在主機(jī)周圍形成一整體，這樣可有效地簡(jiǎn)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(jī)容量。1979年日本小野田公司開發(fā)了OSEPA選粉機(jī)，不僅保留了旋風(fēng)式選粉機(jī)外部循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，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(jī)。以O(shè)SEPA選粉機(jī)為代表的籠式選粉機(jī)稱為高效選粉機(jī)，也有人稱它為第三代選粉機(jī)。Os

17、epa選粉機(jī)它是一種高效渦流型選粉機(jī)，不僅保留了旋風(fēng)式選粉機(jī)外部供風(fēng)、循環(huán)氣流高效分離、二次選粉等優(yōu)點(diǎn);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(fēng)葉，氣流通過導(dǎo)向葉片切線進(jìn)入，在整個(gè)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(fēng)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(jī)會(huì)，最后又經(jīng)三次風(fēng)再次分選，因此分選效果好，其產(chǎn)量、動(dòng)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(jī)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(fèi)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(duì)于中小水泥企業(yè)來說是一個(gè)困難的決策。隨著我國選粉技術(shù)的發(fā)展，

18、對(duì)選粉機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了不斷的改進(jìn)和完善，對(duì)工藝系統(tǒng)和磨內(nèi)參數(shù)進(jìn)行不斷的優(yōu)化，使我國的OSepa選粉機(jī)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(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了國際先進(jìn)水平，其增產(chǎn)節(jié)能效果明顯，被大家共認(rèn)為高效選粉機(jī)。圍繞著OSepa選粉機(jī)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(jī)，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(jī)，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(jī)。在我國球磨機(jī)系統(tǒng)中常見的有改進(jìn)型OSepa選粉機(jī)、組合式選粉機(jī)和煤磨動(dòng)態(tài)選粉機(jī)。3. 總體方案論證分析了多代選粉機(jī)的各自優(yōu)點(diǎn)本次設(shè)計(jì)的高效渦流選粉機(jī)有以

19、下優(yōu)點(diǎn)：a 在進(jìn)風(fēng)口加裝導(dǎo)風(fēng)葉片，使得系統(tǒng)沿切向進(jìn)風(fēng)時(shí)在機(jī)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(jìn)成選粉效率更高的圓柱籠形轉(zhuǎn)子，從而使單位時(shí)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(jí)力場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子的分級(jí)功能更強(qiáng)，分級(jí)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的分級(jí)力，提高分級(jí)精度。c 改變進(jìn)料口使得進(jìn)料裝置改成四點(diǎn)或多點(diǎn)進(jìn)料。使得物料分散更均勻，更充分。d 采用高效低阻旋風(fēng)筒，布置在主機(jī)周圍，形成一個(gè)整體，有效地簡(jiǎn)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(fù)荷和要求，降低系統(tǒng)的一次性投資及裝機(jī)容量。減少循環(huán)負(fù)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

20、更加有利于提高選粉機(jī)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(gè)別零件出現(xiàn)問題時(shí)，導(dǎo)致其他的不必要的拆卸而損壞 ，減少不必要的浪費(fèi)。高效渦流選粉機(jī)具有眾多優(yōu)勢(shì)：提高產(chǎn)量，降低能耗，提高質(zhì)量，操作簡(jiǎn)單，磨損及維修量都很小，能耗低等。4具體設(shè)計(jì)說明4.1 工藝參數(shù)：4.1.1 主要工藝尺寸選粉機(jī)內(nèi)相關(guān)的工藝尺寸將影響選粉機(jī)的選粉性能。不同類型的選粉機(jī)，為適應(yīng)不同的工藝要求，其各部分的相對(duì)尺寸比例也不相同。但是由于選粉機(jī)調(diào)節(jié)因素較多，靈活性較大，我們可以尋求一個(gè)統(tǒng)一的基本尺寸作為設(shè)計(jì)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=22-2

21、6t/h,Q=7.2D2由經(jīng)驗(yàn)公式得D=1.73.6,根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用選取選粉室直徑為2026mm, 旋風(fēng)筒直徑d=0.438D=964mm.由經(jīng)驗(yàn)比例得旋風(fēng)筒直徑為960。選粉機(jī)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(jī)參數(shù)和考慮導(dǎo)風(fēng)裝置，轉(zhuǎn)子的直徑尺寸為1026mm。撒料盤環(huán)狀放置在轉(zhuǎn)子上方寬度略大于進(jìn)料口寬度尺寸定為132mm。由于是渦旋式加設(shè)導(dǎo)風(fēng)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(jī)的經(jīng)驗(yàn)公式P=kD2.4=1.58X2.0262.4=18.5kw,故定電機(jī)功率

22、為18.5kw. 4.1.3 合宜轉(zhuǎn)速依據(jù)公式nD=300-500得n=125208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(jì)4.2.1 a. 軸的材料及熱處理由于設(shè)計(jì)是傳遞的功率不是太大，對(duì)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(jì)a) 各段直徑的確定圖4

23、-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(hào)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(hào)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d

24、10=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(zhǎng)度的確定各軸段1長(zhǎng)度應(yīng)比帶輪長(zhǎng)度略長(zhǎng)取140mm，取l1=140mm。軸2段連接透蓋，長(zhǎng)度略長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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

25、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(zhǎng)度為125mm，故取l11=136mm。軸12段為螺紋段M42，長(zhǎng)度為l12=44mm。4.2.2軸的強(qiáng)度計(jì)算a. 破碎力的確定沖擊時(shí)間的計(jì)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(jì)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(shí)間，s。 b. 軸的受力分析(見圖4-2c. 畫軸的受力簡(jiǎn)圖(見圖b). 圖4-2軸的受力分析及彎扭矩圖d. 計(jì)算支承反力。皮帶輪對(duì)軸的總壓力為=N 由 所以 既 由

26、 e. 畫彎矩圖（見圖c）在水平面上，aa剖面左側(cè) aa剖面右側(cè) （4-6） f. 畫扭矩圖(見圖d) （4-7）4.2.3 軸的強(qiáng)度校核(一)彎曲合成強(qiáng)度校核 通常校核軸上受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)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(xiǎn)剖面,故aa截面左側(cè)可能是疲勞破壞危險(xiǎn)剖面。 截面A處的彎矩計(jì)算考慮到啟動(dòng),停止影響扭矩為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 （4-8） a.截面A處的應(yīng)力計(jì)算 抗彎截面系數(shù) （4-9） （4-10）b.強(qiáng)度校核45鋼調(diào)質(zhì)處理,查表得 , 故A剖面左側(cè)安全4.2.4 A截面右

27、側(cè)強(qiáng)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(duì)稱循環(huán)應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 (6) 應(yīng)力幅 （4-31） （4-32）(7) 疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù) (8) 僅有彎曲正應(yīng)力時(shí)的安全系數(shù)計(jì)算 （4-33） (9) 僅有切應(yīng)力時(shí)的安全強(qiáng)度計(jì)算 （4-34） (10) 彎扭聯(lián)合作用下的安全系數(shù)計(jì)算 查表 可得當(dāng)料均勻,載荷與應(yīng)力計(jì)算精確時(shí)許用安全系數(shù)取顯然, 故A剖面右側(cè)安全 4.2.5 靜強(qiáng)度安全系數(shù)校核該設(shè)備沒有大的瞬時(shí)過載和

28、嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱,所以沒有必要進(jìn)行靜強(qiáng)度校核4.2.6 軸承的選型及壽命計(jì)算 a. 軸承一的選型及壽命計(jì)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(hào)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(jì)手冊(cè)得： P=13741N 壽命計(jì)算查表可得, （4-35）=189663740000h所以該軸承合適。b. 軸承二的選型及壽命計(jì)算 軸承二為調(diào)心滾子軸承主要用于承受徑向載荷,同時(shí)也能承受任何一方向的軸向載荷.該軸承的型號(hào)為22317。軸承內(nèi)徑為85mm。采用過盈配合，軸的轉(zhuǎn)速為n=180r/m

29、in.預(yù)期壽命為40000h。 查設(shè)計(jì)手冊(cè)得： 計(jì)算派生軸向力， 計(jì)算軸向負(fù)載， 確定系數(shù) 查表的 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 計(jì)算軸承壽命 查表可得 （4-36） =12341640000h 故該軸承合適4.3 轉(zhuǎn)子部件的設(shè)計(jì)（一）設(shè)計(jì)思路首先分析以往的轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)改變以往倒錐型錐體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出籠型轉(zhuǎn)子，籠型轉(zhuǎn)子能夠提高分級(jí)力場(chǎng)，吸取o-sepa選粉機(jī)的優(yōu)點(diǎn)采用導(dǎo)風(fēng)裝置提高渦旋效果。圓柱形轉(zhuǎn)子上有一定數(shù)量小風(fēng)葉，小風(fēng)葉隨分級(jí)圈高速運(yùn)轉(zhuǎn)，形成正壓，迫使氣流從分級(jí)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(xì)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(jìn)人旋風(fēng)筒收集；較大

30、的物料受到的慣性離心力較大，向四周飛濺的同時(shí)大部分失速沉降，部分中間夾帶細(xì)粉的小顆粒受到上升氣流長(zhǎng)時(shí)間的作用，在撒料盤和籠式分級(jí)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(fēng)裝置配合使用使物料均勻受到分級(jí)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(duì)密集，可以實(shí)現(xiàn)立體分級(jí)，工作范圍大，分級(jí)精度高。保證了分級(jí)區(qū)力場(chǎng)的穩(wěn)定性，提高分級(jí)精度。（二）具體設(shè)計(jì)依據(jù)選粉室的大小定出轉(zhuǎn)子的尺寸為1026mm。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(gè)長(zhǎng)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

31、加強(qiáng)上升氣流。本次設(shè)計(jì)將撒料盤安裝在轉(zhuǎn)子上部，延長(zhǎng)物料受分級(jí)力作用時(shí)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(shí)拆換方便不用拆整機(jī)。由于撒料盤放置在轉(zhuǎn)子上部，這就要求進(jìn)料和出粉的密封性。因此設(shè)計(jì)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(shí)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(dòng)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(jì)的轉(zhuǎn)子稱為剛性轉(zhuǎn)子。剛性轉(zhuǎn)子的平衡可以通過

32、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(shí)現(xiàn)。平衡后的轉(zhuǎn)子在其回轉(zhuǎn)時(shí)各慣性力形成一個(gè)平衡力系,從而抵消了運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的附加動(dòng)壓力。（三）考慮轉(zhuǎn)子的平衡繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)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(shí)現(xiàn)。平衡后的轉(zhuǎn)子在其回轉(zhuǎn)時(shí)各慣性力形成一個(gè)平衡力系,從而抵消了運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的附加動(dòng)壓力。靜平衡的條件: 分布于轉(zhuǎn)子上的各個(gè)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(duì)于長(zhǎng)徑比5,轉(zhuǎn)速500r/min的轉(zhuǎn)子理論

33、上應(yīng)校核其動(dòng)平衡,但由于本設(shè)計(jì)主軸的轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)小于500,且同類產(chǎn)品工廠應(yīng)用中發(fā)生振動(dòng)的概率僅為1%2%,而做一個(gè)動(dòng)平衡機(jī)的資金至少要50萬,故實(shí)際上不做動(dòng)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(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在潤(rùn)滑工作中，根據(jù)各種設(shè)備的實(shí)際工況，合理選擇和設(shè)計(jì)其潤(rùn)滑方法、潤(rùn)滑系統(tǒng)和裝置，對(duì)保證設(shè)備具有良好的潤(rùn)滑狀況和工作性能以及保持較長(zhǎng)的使用壽命，具有十分重要的意義。潤(rùn)滑系統(tǒng)是向機(jī)器或機(jī)組的摩擦點(diǎn)供送潤(rùn)滑劑的系統(tǒng)，包括用以輸送、分配、調(diào)節(jié)、冷卻和凈化潤(rùn)滑劑以及其壓力，、流量和溫度等參數(shù)和故障的指求、報(bào)警和監(jiān)控的整套裝置。一般而言，機(jī)

34、械設(shè)備的潤(rùn)滑系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求： a. 保證均勻、邊續(xù)地對(duì)各潤(rùn)滑點(diǎn)供應(yīng)一定壓力的潤(rùn)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(rùn)滑劑的清潔，防止外界環(huán)境中灰塵、水分進(jìn)入系統(tǒng)，并防止因泄漏而污染環(huán)境。 c.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，盡可能標(biāo)準(zhǔn)化，便于維修及高速調(diào)整，便于檢查及更換潤(rùn)滑劑，起始投資及維修費(fèi)用低。 d.帶有工作參數(shù)的指示、報(bào)警保護(hù)及工況監(jiān)測(cè)裝置，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑故障。 e.當(dāng)潤(rùn)滑系統(tǒng)需要保證合適的潤(rùn)滑劑工作溫度時(shí)，可加裝冷卻及預(yù)熱裝置以及熱交換器。 在設(shè)計(jì)潤(rùn)滑系統(tǒng)時(shí)必須考慮以三種潤(rùn)滑要素，即：摩擦副的種類（如軸承、齒輪、導(dǎo)軌等類支承元件）和其運(yùn)轉(zhuǎn)條件（如速度、載荷

35、、溫度以及油膜形成機(jī)理等）；潤(rùn)滑劑的類型（如潤(rùn)滑油、脂或固體、氣體潤(rùn)滑劑）以及它們的性能；潤(rùn)滑方法的種類和供油條件等。本次設(shè)計(jì)的潤(rùn)滑系統(tǒng)為油浴潤(rùn)滑，由兩個(gè)端蓋和軸套構(gòu)成。當(dāng)機(jī)器運(yùn)行時(shí)通過進(jìn)油管道進(jìn)油，高壓油通過出油管道進(jìn)入液壓缸形成一個(gè)循環(huán)運(yùn)行。軸與軸套之間充滿潤(rùn)滑油，保證軸承工作在潤(rùn)滑狀態(tài)下。根據(jù)工廠運(yùn)用實(shí)際取二十號(hào)機(jī)械油可以保證冬天不用換潤(rùn)滑油而不會(huì)凍結(jié)。上下軸承兩側(cè)都設(shè)計(jì)了測(cè)溫裝置，保證軸承工作溫度不會(huì)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(zhǎng)期高溫、粉塵較多的情況下工作，極易引起橡膠的延

36、伸、彈性和抗拉強(qiáng)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(jì)采用 節(jié)流溝槽式密封結(jié)構(gòu). 4.5 螺栓組設(shè)計(jì)4.5.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)時(shí)，綜合考慮了以下幾個(gè)方面的問題：a. 聯(lián)接接合面的幾何形狀與整臺(tái)機(jī)的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)一致，且盡量設(shè)計(jì)成軸對(duì)稱的簡(jiǎn)單幾何形狀。 b. 螺栓的布置使各螺栓受力盡可能均等。對(duì)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(gè)以上的螺栓；當(dāng)螺栓聯(lián)接承受彎矩或轉(zhuǎn)矩時(shí)，螺栓盡量布置在靠近接合

37、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(duì)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(jí)、直徑和長(zhǎng)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(qiáng)度校核螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算，是以螺栓組中受力最大的螺栓為代表進(jìn)行的。單個(gè)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

38、，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(duì)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(qiáng)度較弱者的壓潰。其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度和螺栓的剪切強(qiáng)度。4.5.2.2 強(qiáng)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:在的作用下,結(jié)合面左部可能分離或滑離;在的作用下,結(jié)合面右部可能被壓潰;最左邊的受拉力

39、的螺栓可能拉斷或產(chǎn)生塑性變形.在的作用下軸套可能向右滑動(dòng).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(jì)算作用下的單個(gè)螺栓所受的工作拉力 （4-38）(4) 計(jì)算作用下受力最大的螺栓所受到的最大拉力 (5) 計(jì)算最大工作壓力 (6) 計(jì)算螺栓所受總拉力 計(jì)算預(yù)緊力由底板不滑離條件: （4-39）可得: 查表 可得 則 取 計(jì)算是取 (7) 確定螺栓的直徑選螺栓的材料為Q235,性能等級(jí)4.6級(jí),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 結(jié)合面不被壓潰 查表 得 故

40、底板不會(huì)被壓潰 結(jié)合面左邊不出現(xiàn)縫隙 所以結(jié)合面處不會(huì)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(duì)渦旋式選粉機(jī)的設(shè)計(jì)，包括對(duì)其轉(zhuǎn)子部件的設(shè)計(jì)改進(jìn)，提高分級(jí)力場(chǎng)，吸取o-sepa選粉機(jī)的優(yōu)點(diǎn)采用導(dǎo)風(fēng)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(jià)格高，現(xiàn)在換為皮帶傳動(dòng)后，只需更換幾百塊錢的皮帶就可以解決，價(jià)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(fèi)用。經(jīng)過設(shè)計(jì)改造后的選粉機(jī)大大減少了運(yùn)行成本，提高了生產(chǎn)效率。 參 考 文 獻(xiàn)1 許林發(fā)主編. 建筑材料機(jī)械設(shè)計(jì)(一) M. 武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社, 1990 2 褚瑞卿

41、主編. 建材通用機(jī)械與設(shè)備M. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社, 19963 朱昆泉主編. 建材機(jī)械工程手冊(cè)M. 武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，200074 徐灝主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199195 胡家秀主編. 機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999106 李益民主編. 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995107 趙忠主編. 金屬材料與熱處理M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19915.8 甘永立主編. 幾何公差與檢測(cè)M. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，20014.9 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

42、磨機(jī)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(jī)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(fēng)口旋風(fēng)分離器改造旋風(fēng)選粉機(jī)J 水泥 2003. No2 41-42.13 李朝宗 XW-300高效渦流選粉機(jī)的應(yīng)用J 中國建材裝備 技術(shù)交流 No3.1996 14 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.15 李朝宗O-sepa選粉機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介及工作特點(diǎn)J 中國建材裝備 No3.1994致 謝為期三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，回顧整個(gè)過程，我感受頗多。在設(shè)計(jì)之初，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(jì)提供了大量的參考數(shù)據(jù)

43、和感官認(rèn)識(shí)。在設(shè)計(jì)過程中，我翻閱了大量的相關(guān)資料，同時(shí)將大一至大四上學(xué)期所學(xué)的相關(guān)專業(yè)課本認(rèn)真的溫習(xí)了一邊，增加了很多理論知識(shí)。這次設(shè)計(jì)，使我將四年中所學(xué)到的基礎(chǔ)知識(shí)得到了一次綜合應(yīng)用，使學(xué)過的知識(shí)結(jié)構(gòu)得到科學(xué)組合，同時(shí)也從理論到實(shí)踐發(fā)生了一次質(zhì)的飛躍，可以說這次設(shè)計(jì)是理論知識(shí)與實(shí)踐運(yùn)用之間互相過渡的橋梁。知識(shí)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(jì)的完成,不僅鍛煉了我搞設(shè)計(jì)的工作能力，培養(yǎng)了我獨(dú)立思考的能力，解決困難的方法，并且也培養(yǎng)了我獨(dú)立創(chuàng)新力求先進(jìn)的思想。同時(shí)我認(rèn)識(shí)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(jī)不可失，我在這次的設(shè)計(jì)中傾注了大量的心血，盡一切力量爭(zhēng)取將設(shè)計(jì)做到在最好。我認(rèn)為我在這段時(shí)間內(nèi)所有的收獲，對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作會(huì)是一筆難得的財(cái)富。實(shí)踐知識(shí)不足，及時(shí)了解我設(shè)計(jì)中遇到的難題，使我得以在短時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)工作，同時(shí)教導(dǎo)我們不管是在以后的工作還是學(xué)習(xí)中，都要保持治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，在此向他們表示衷心的感謝。此次設(shè)計(jì)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(diǎn)，在此一并表示感謝！ 由于自己能力所限，時(shí)間倉促,設(shè)計(jì)中還存在許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師同學(xué)給予批評(píng)指正。 23