颗粒粉料气流输送系统设计含CAD图
颗粒粉料气流输送系统设计含CAD图,颗粒,气流,输送,系统,设计,cad
粉料气提输送系统设计摘要本课题设计一台气流输送设备。用气流的能量,在密闭管道内沿气流方向输送颗粒状物料,是流态化技术的一种具体应用。在查阅大量资料的基础上,对该设备进行选型分析,进而对其机械结构进行设计计算,并对电机进行计算选择。气力输送装置的结构简单,操作方便,可作水平的、垂直的或倾斜方向的输送,在输送过程中还可同时进行物料的加热、冷却、干燥和气流分级等物理操作或某些化学操作。与机械输送相比,此法能量消耗较大,颗粒易受破损,设备也易受磨蚀。所以顾名思义就是通过气流的流动然后带动细小的微粒移动形成物料的输送。关键词 气流输送;颗粒物料;机械结构;电机;设计AbstractA lot of delivery methods in the modern industrial design, but most mechanical form, this way has many shortcomings, such as pollution, waste, this paper designs a kind of pneumatic conveying equipment. Also called air transportation, the flow of energy, conveying granular materials in the pipeline along the direction of the flow, is a concrete application of fluidization technology. The pneumatic conveying device has the advantages of simple structure, convenient operation, it can be horizontal, vertical or oblique direction, in the transport process can be simultaneously material heating, cooling, drying and air classification and other physical or chemical operation. Compared with the mechanical transmission, the large consumption of energy, particles susceptible to damage, equipment is also vulnerable to erosion. So just as its name implies is transported by air flow and then drive the formation of fine particles moving material.Keywords: air conveying granular materialsII目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1气流设备分类11.2气流输送装置分类11.3气流输送的前景22.气流输送系统设计32.1设计参数32.2效率的计算43. 传动部分设计63.1传动带轮的设计63.2 螺栓组联接的结构设计83.3螺栓联接的强度校核94结语12参考文献13致 谢14151 引言气流输送顾名思义就是利用气流的运动来带动物料的移动,固体废物的种类很多,因此处理方法不一样。随着科学技术的发展,固体废物的处理技术也有了很大的提高,固体废物的处理一般采用气力输送设备方式进行输送。不过总体概括起来,固体废物的处理技术大可为物理的、化学的的生物方法三大类,物理方法即利用固体废弃物的物理或物理化学性质,从中分选出有用物质的分离出有害物质。例如利用其重力、磁性、光电性、粒度特征等物理性质,进行重力分选,磁力分选,光电分选,浮选等。化学方法即是使固体废物发生化学转换,从而从中回收物质或能量的方法。例如煅烧、焙烧、溶剂渗出、焚烧等方法都属于化学方法处理技术。生物方法则是利用微生物化学作用将复杂的有机物转换为简单物质,将有毒物质转化为无毒物质。由气源来的低压空气,经调节阀(或减压阀)蝶式止回阀、活动风管、喷嘴进入泵体扩散室内,当粉状或颗粒状物料由落料斗落下进入喷嘴与扩压器之间的高速气流区时,即被吹散。加之底部气化装置的气化作用,使物料气化而成悬浮状态。此后即被高速气流送入扩压器的渐缩管内,流经喉部扩散管,进入输送管路,送至所要求的卸料点,即完成送料过程。1.1气流设备分类气力输送设备根据工作压力不同,可以分为吸送式和压送式两大类。1低真空吸送系统。这种系统是依靠风机的抽力,使整个系统在负压下工作。系统的真空度较低,一般为68kPa。2脉冲气力输送。以柱塞流(间断流)的形式输送物料的方法称为脉冲气力输送。脉冲气力输送是国外于20世纪60年代发展起来的一项新技术,我国于20世纪。70年代中开始引进。近年来已在化工、机械、建材、冶金、轻工等部门得到应用。脉冲气力输送系统由于具有生产率高(料气比M可达30300),输送距离长(可达500m),耗气量少,输送风速低(一般只有12m/s),管道磨损少,输送过程中物料不易破碎,能耗较低等优点,因而是一种很有发展前途的气力输送方式。1.2气流输送装置分类(1)吸送式气力输送装置(负压的),它是由鼓风机在管道中造成负压,使成件物料进行运动;(2)压送式气力输送装置(正压的),在管道中由于压缩空气的作用,使物料在管道中进行运动;(3)混合式气力输送装置(正压二负压的),在装置中部分输送管道处于压送状态,而另一部分处于负压状态,或是物料在压力作用下向一个方向移动,而返回运动是靠管道中负压作用。1.3气流输送的前景又称气流输送,利用气流的能量,在密闭管道内沿气流方向输送颗粒状物料,是流态化技术的一种具体应用。气力输送装置的结构简单,操作方便,可作水平的、垂直的或倾斜方向的输送,在输送过程中还可同时进行物料的加热、冷却、干燥和气流分级等物理操作或某些化学操作。中国产业链众多,行业的生产集中度低、高端产品相配套的研发能力低、气力输送行业制造技术水平低等现象仍然存在,进出口贸易逆差不断扩大。2.气流输送系统设计2.1设计参数气力输送设备由四大部分组成:1:气源部分2:料封泵3:落灰斗及落灰管4:输灰管道。其中料封泵及落灰斗生产厂负责。其余部分由用户自配。料封泵由进气部分、扩散混合室、出料部分组成。进气部分由进气调节阀、活动风管、调整机构、喷嘴等组成。扩散混合室由泵体、气化装置、上部落灰斗组成,出料部分由扩压器(渐缩管、渐扩管)出灰短节组成。本文设计一种气流输送系统,设计参数如下:1.输送量:10th2.输送距离:25m3.输送物料:颗粒从设计的参数可以看出设计的参数不是太复杂,能满足输送量的需要就可以了,输送距离主要靠气流量来完成。混合比是指在单位时间内输送的物料质量与同一时间内通过该管道的空气质量之比,用m表示。吸送式负压输送系统装置混合比的选取主要取决于管系条件(输送管长度、管内壁粗糙状况、弯管数量及管道布置方式等)、物料物理特性及气源机械的性能(真空度、风量等)因数。m值越大,有利于提高装置的输送能力。对悬浮输送方式来说,在规定生产条件下,如选定的m值大,则所需风量小,因而可用管径较小的管道和容量较小的分离,除尘设备,且单位能耗也低。但若m值过大,则管路压力损失增大,要求采用真空度较高的气源机械,且输送管道容易发生堵塞。反之,如选取的m值小,则所需风量大,不仅管径和分离、除尘等设备的尺寸都要增大,且由于功率主要消耗在输送大量空气而使装置单位能耗增高。然而选用小的m值,却可以采用真空度较小的风机。由此看来,影响m值的因数很多,其值的范围也较大,很难用公式简单计算求得。在设计计算时应尽可能参考各种实例、凭借已有经验或试验数据来确定。一般低真空吸送式负压输送系统装置,中小型厂间m=24,大型厂间m=46。本次选取混合比m=4。2.2效率的计算计算空气流量的确定:根据选顶的输送混合比m=4,所需风量Q应为:根据课题任务书给定的输送量为10t/h,考虑到设备的漏风量,应增加10%的进风量。所以 Q=1.10KA3600 (1) =1.1043.143600 =71622.14 (m/T)所以给的风力机风量是够了。本课题输送生产能力为配套圈流系统2.27(m),Q=10 (t/h) (3)输送气流速度:设计吸送式气流输送系统时,能否正确确定物料的合理输送气流速度,是关系到装置工作的可靠性和经济性的极其重要的一环。这也是决定着输送装置工作性能优劣的关键。通常每种物料都存在一个保证颗粒群呈悬浮状态进行正常输送的最低风速,称为安全输送空气速度或经济速度。如选取的输送风速比安全风速高得多,则装置虽然能安全地输送物料,但系统产生的压力损失太高,功率消耗增大,并且还会加剧管系(如弯管及与其连接的水平底管壁等)的磨擦,硬气脆性物料的破碎,这对于破损质量有严格要求的某些物料如种子,粮谷和某些原材料等是不可许的。反之,如选取的气流输送速度低于安全速度,则容易形成脉动流,此时压力损失也会急剧增高,而且管道极易发生堵塞,尤其是湿度较大的和有一定粘性的粉粒状物料,很容易在弯管和供料装置附近、水平管或倾斜管道底沉淀粘结,以致造成装置不能正常运转。由此看来,为了使装置能够可靠而经济地进行输送,必须依据安全速度来选定合理输送气流速度。安全速度与物料颗粒的粒度、重度、形状及表面状态、管道布置及其结构特点、混合比、悬浮速度等诸多因素有关,很难予以准确计算,一般靠试验和实践经验确定。(4)被输送物料的运动速度:在气流输送中,被输送物料颗粒运动速度比气流速度慢,两者存在速度差。气流绕过颗粒运行的速度差产生阻力,这便是促使颗粒运动的空气动力,也就是说,使颗粒运动的能量是通过速度差从气流向物料颗粒转移的。因此,输送管内物料颗粒的运动速度是计算两相流压力损失的基础。由于两相流测试技术复杂,目前仍难以提供完备而准确的物料运动速度的数据。因此,在吸送式输送系统的实际计算中,仍采用一些近似的求解发。对铅垂输料管,物料颗粒达到稳定运动的速度(m/s)可以近似地取为 (2) =20-10 =10(m/s) 式中:气流速度(m/s) 物料悬浮速度(m/s) (取=10 m/s)处于铅垂加速段的物料颗粒速度可根据参数及有的值由图4-20查出值,(李克永,主编化工机械手册图4-20)根据已知的值,即可算出值。参数可按下式求算: =1.177 式中:g- 重力加速度,g= 9.81 m/s h- 铅垂输料管高度(m) 对水平输料管,物料颗粒到达稳定运动时的速度(m/s)一般可近似的按下式取为: = =15(m/s) 对于粒度和密度较大的颗粒其值应取较小值,反之应取较大值。在此取5.输料管的内径:输料管起始段内径可按下式确定: = =191(mm) 式中:Q-计算风量 -输送空气速度 3. 传动部分设计在用皮带传动代替以前的减速器传动方面,首先选择合适的电动机。原风机主轴转速200r/min,功率为18.5kw,我们这里选择YCTL355-4A6电动机,额定功率18.5kw,主轴转速150-320,采用立式安装.3.1传动带轮的设计电动机选好后就开始进行传动带轮方面的设计了(1)皮带传动设计:(这里轮带的设计参考的表和图均为内容)表1 传动部分设计计算序号计算项目 计算内容计算结果1设计功率查得工况系数K=1.1,P-传递的功率Pd= KP=1.118.5=20.35kw。Pd=20.35kw。2选定带型根据Pd=20.35kw和小带轮转速n=300r/min,查图4.11确定为c型。选择c带3传动比i=300/200=1.5。i=1.54小带轮的基准直径得小带轮的基准直径查表确定为d=250d=250mm5带轮的型号小带轮为孔板式带轮,大带轮为辐条式带轮,厚度都为136mm6大带轮的基准直径d= i d(1-) =1.5200 (1-0.01)=375.查表4.4取值d=375d=375mm7带速V=dn/(601000) Vmax,这里Vmax取2530. V=200350/60000=3.9VmaxV=3.9m/s8初定轴间距0.7(d+d) a2(d+d)0. (375+250)a120所以,包角合适.=171.712单根V带传递的额定功率由表选得P=5.00 kw P=20.06kw13额定功率增量考虑传动比的影响,额定功率的增量P由表4.7查得 P=0.27kwP=0.27kw14包角系数由表查得包角系数K=0.99K=0.9915长度系数由表查得长度系数K=0.95K=0.9516轮带根数ZP/( P+P)KK1=20.35/(5+0.27) 0.990.95=4.1所以取Z=5Z=5根17单根V带的初拉力由表C型V带长度质量q=0.3F=500(2.5/K-1) 20.35/Vz+0.3V=800NF=800 N18作用在轴上的力F=2ZF0Sin(/2)=25800 Sin(171.7/2)=7979NF=7979N3.2 螺栓组联接的结构设计结构设计的主要目的在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式。螺栓组联接结构设计的基本原则是:尽可能使各螺栓或联接接合面间受力均匀,便于加工和装配。具体设计时,综合考虑了以下几个方面的问题:a 联接接合面的几何形状与整台机的结构协调一致,且尽量设计成轴对称的简单几何形状,如图3-2所示。图3-2 常见螺栓布置方式图b 螺栓的布置使各螺栓受力尽可能均等。对铰制孔螺栓联接,避免在平行于工作载荷方向成排布置八个以上的螺栓;当螺栓联接承受弯矩或转矩时,螺栓尽量布置在靠近接合面的边缘,以减少螺栓的受力,如图4-3所示。合理 不合理 图3-3联接受弯矩或扭矩时的螺栓布置c 螺栓的排列有合理的间距和边距,以便保证联接的紧密性和必要的扳手空间。对于一般联接,螺栓间距。d 分布在同一圆周上的螺栓数目取成4、6、8等偶数,以便分度和划线。同一螺栓组中螺栓的性能等级、直径和长度均应相等。e 为避免螺栓受附加弯曲应力,螺栓头、螺母与被联接件的接触表面均应平整,螺纹孔轴线与被联接件各承压面应保持垂直。3.3螺栓联接的强度校核螺栓联接的强度计算,是以螺栓组中受力最大的螺栓为代表进行的。单个螺栓的常驻载形式一般只有轴向受拉和横向受剪两类,其载荷性质不外乎静载荷和变载荷两种。(1)失效形式承受轴向拉力的普通螺栓联接,在静载荷作用下,其主要失形式是螺栓杆和螺纹部分发生塑性变形或断裂;在变载荷作用下,其主要失效形式是螺纹部位或尺寸过渡部位发生疲劳断裂。对于承受挤压和剪切作用的铰制孔用螺栓联接,主要失效形式是螺栓杆的剪断或螺栓杆与孔壁材料中强度较弱者的压溃。其设计准则是保证联接的挤压强度和螺栓的剪切强度。(2)螺栓联接的强度校核以两接合面处螺栓组为例:如图4-4。该螺栓组联接仅受横向载荷作用,且横向载荷。接合面数m=1,查参考 ,取=1.0,防滑系数=1.1,则单个螺的预紧力:图4-4 受轴向载荷的螺栓组联接 螺栓所受轴向总拉力=1141.18()A 强度计算a 计算许用拉应力选8.8级螺栓,查11表14-6,考虑到不需严格控制预紧力,初估d=10-20mm,查11表14-8取S=3.4,则 = b 计算螺栓直径 螺栓直径应大于4.35,才能满足强度要求。B 校核接合面上的挤压应力 要求上端接合面间不出现缝隙,下端接合面不被压溃a 计算接合面面积Ab 接合面下端不压溃由表14-5查得许用挤压应力=0.8 c 按合面上端不开缝 此螺栓联接符合设计强度要求。 4结语 通过此次对颗粒物料输送系统的设计,包括取消原来的减速器传动而用皮带传动代替,还有对其内部进行一系列的改造设计 ,加大输送力场,使其性能有了一定的提高,设备的运行状况基本未受影响。原来减速器的易损件多,维修更换价格高,现在换为皮带传动后,只需更换几百块钱的皮带就可以解决,价格低廉而且更换方便。与传统气流输送系统相比,高效气流输送系统具有如下特点:a.物料在较强吸力的旋流及径向剪切力的作用下,物料输送距离度高;b.物料的输送距离较远,为了弥补风量不足的缺点,在中间增加气流增风量;c.细度调节方便可靠,且调节范围较宽,可通过调节主轴转速及风量灵活控制。参考文献1 许林发.建筑材料机械设计(一)M.武汉:武汉工业大学出版社,1990.8.2 褚瑞卿.建材通用机械与设备M.武汉:武汉理工大学出版社,1996.9.3 朱昆泉、许林发.建材机械工业手册M.武汉:武汉工业大学出版社,2000.7.4 徐灏.机械设计手册M.北京:机械工业出版社,1991.9.5 胡家秀.机械零件设计实用手册.北京:机械工业出版社,1999.10.6 赵忠.金属材料与热处理M.北京:机械工业出版社,1991.5.7 甘永立.几何量公差与检测M.上海:上海科学技术出版社,2001.4.8 钱志锋、刘苏.工程图学基础教程M.北京:科学出版社,2001.9.9 王仲春,颗粒输送工业技术M.北京:中国建材工业出版社,200010 李坤山、李珍 高效转子气流输送机的改进设计J 化工装备技术 第26卷第1期2005年:23-2611 徐锦康.机械设计第2版M.北京:机械工业出版社,2002.12 金志鑫 张清婷 高永昌 新型高效涡旋气流输送机的研究与应用J 中国建材装备 NO.9.1997:9-1013 陈雷、谈峰、戴娟 高效输送粉机的设计分析J 矿山机械 第33卷 2005年第7期:69-7114 刘平成 K型内循环输送机的原理及应用J 四川水泥 NO.4.2005:25-27致 谢几年的寒窗苦读所收获的不仅仅是丰富的专业知识,更重要的是,阅历和实践过程中所培养的独立思考的能力以及在学习的过程中结识到的同学情谊。感谢室友们从遥远的家乡来到陌生的城市,是彼此的同学情谊维系着兄弟般的情谊维系着寝室的那份家的融洽,朝夕相处的4年,仿佛就在昨日,在4年的朝夕相处过程中,我们之间没有红过脸拌过嘴,只是在毕业分开之际今后大家就难得有机会再聚在一起,我祝愿他们前程似锦。经过一个学期的辛勤忙碌,本次毕业设计已经接近了尾声,由于经验的不足与匮乏,在设计的过程中难免有一些考虑不周到甚至是错误的地方,如果没有老师的精心指导与督促以及本组同学的互相帮助与支持或许本次毕业设计不会完成的这么顺利。在本次毕业设计的过程当中老师的耐心指导使我受益匪浅他扎实的理论知识以及以及丰富的专业知识,给我留下了深刻的印象,正是老师认真负责的态度使我真正在毕业设计过程中学以致用,将本专业知识与实际所遇到的问题相结合,整合了自己在所学专业知识同实际相结合的过程,老师在本次毕业设计过程中精益求精的态度是我以后在工作与学习的过程中的一个很好的榜样,在此我特别向我的指导老师表示以最诚挚的敬意。回望这一个学期以来紧张而忙碌的毕业设计过程,使我深刻理解到了,没有同组同学的关心和老师认真的指导,仅凭个人的能力,很难完成本次毕业设计,通过请教老师和与同学之间的互相讨论,也使我在设计的过程中充满了欢乐,我们共同讨论一起研究,毕业设计不仅仅是对我们专业知识的一个全面的检验,同时也锻炼了我与他人协同工作的机会,为我以后的工作打下了坚实的基础。我要感谢我的学校学院对我的培养为了能让我们安心的完成,毕业设计学校给我们提供了安静的学习环境,同时也提供了大量的专业书籍,伴随着毕业设计的即将结束,我们也即将离开学校走上工作岗位,有多少耕耘就有多少收获相信我们走出学校后,能将自身所学的专业知识与价值发挥出来,回报自己的学校为社会做出自己应有的贡献,再一次感谢毕业过程当中给予我帮助的同学和老师,祝大家在今后的生活与工作过程中顺利。
收藏