φ45米周边传动浓缩机的设计论文

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1、. . . . 摘 要选矿厂排出的尾矿水中常含有大量的药剂与有害物质。其来源为选矿过程中加入的浮选药剂以与矿石中的金属元素，常见的有氰化物、黄药、黑药、松油、铜离子、铅离子、锌离子，个别情况下还可能有砷、酚汞等。尾矿水中这些有害物质达不到排放标准时，对人体、牲畜、鱼类与农田均有害。因此选矿厂尾矿不能任意排放，否则就会造成江河水系、附近土壤甚至地下水资源的污染，从而带来一系列的严重问题，并影响企业的发展。浓缩设备在选矿厂一般用于过滤之前的精矿浓缩或尾矿脱水，还可广泛用于煤炭、化工、建材以与水源和污水处理等工业中含固料浆液的浓缩和净化。周边传动式浓缩机主要由主梁（工作桥）、中心支座与集电装置、驱动

2、装置、刮集泥装置、浮渣刮板、稳流筒、浮渣耙板、小刮板、栅条、溢流装置和控制柜等组成。中心支座由固定支撑座、回转轴承和机架组成，可同时承受轴向力、径向力和倾覆力矩。集电装置采用滑环式集电装置，由集电环和电刷架组成。浮渣刮板、浮渣耙板、浮渣漏斗组成撇渣机构，能有效地清除水面浮渣。主梁是连接中心支座和行走端梁的大型部件，其上有走道板和栏杆，钢梁的下面连接浓缩架，撇渣机构，和小刮板等，在行走端梁的带动下来完成浓缩、刮渣工作。浓缩机机主要有周边传动式、中心传动式、矩形平流池桁车式、链传动式等。它是排泥机械中的一种常见设备，它是沉淀池不可缺少的设备。本设计研究的浓缩机为周边传动式。关键词：浓缩机；周边传动

3、；功率计算23 / 31Dia45metersperipheraldrivingconcentratordesignAbstractThe concentrator s tailings water often contains a lot of chemicals and hazardous substances. The source for the beneficiation process to join the flotation reagent and metal elements in ore, common cyanide, xanthate, black powder, pi

4、ne oil, copper ion, lead ion, zinc ion, individual cases may also have the arsenic, mercury and other phenolic. Tailings water these harmful substances are not up to the emission standards, to human, livestock, fish and farm are harmful. Therefore mine concentrator tailings not arbitrary discharge,

5、otherwise it will cause soil near rivers, and groundwater resource pollution, which brings a series of severe problems, and the impact of the development of enterprises. Enrichment equipment in ore dressing plant commonly used for filtering prior to concentrate concentrate or tailing dewatering, can

6、 also be widely used in coal, chemicals, building materials, water and sewage treatment and other industrial solid slurry concentration and purification.Peripheral transmission type thickener is mainly composed of main beam ( bridge ), center support and collecting device, driving device, scraping m

7、ud scum scraper device, steady flow barrel, scum, the rake plate, a small scraper, grid, an overflow device and a control cabinet. Center support is composed of a fixed support, slewing bearings and machine frame, which can bear axial force, radial force and overturning moment. Collecting device by

8、a slip ring collector device, composed of a collecting ring and brush holder. Scum scum scum scraper, the rake plate, a funnel. Skimming mechanism, can effectively remove the scum. The girder is connected to center support and walking beam of large parts, the corridors are the plate and rails, steel

9、 beam is connected under the concentrated rack, skimming mechanism, and a small scraper, walking in the end beam drive down to complete concentration, the slag scraping work. Concentrator machine mainly peripheral transmission type, center drive type, the rectangular advection pond truss type, the c

10、hain drive type. It is mud in a common mechanical equipment, it is indispensable to the sedimentation tank equipment. The design of concentrator for peripheral transmission type.KeyWords：Thickener;Peripheraltransmission;Powercalculation目 录摘要IAbstractII一、概述1（一）浓缩机与其分类11浓缩机的槽体12浓缩机分类1（二）国外浓缩机的发展趋势2（三）

11、浓缩机的工作过程3（四）课题研究的意义4二、周边传动浓缩机总体设计6（一）结构设计61浓缩机的结构的设计要求62高效浓缩机特点6（二）浓缩机分类61浓缩机的单桥结构与双桥结构62浓缩机的给料方式8(三) 浓缩机传动机构设计81传动装置设计的要求82传动链布置83浓缩机常用的传动机构选择94撇渣机构与刮板布置10（四）工作驱动原理简析101入料提耙过程102油泵工作工作原理11（五）安全保护装置11三、浓缩机功率计算与电机选用9（一）确定周边传动浓缩机的驱动功率91. 浓缩阻力与浓缩功率计算92. 马达和减速机的选择103周边传动浓缩机的驱动功率134. 中心轴承旋转阻力F1与功率N1计算145

12、.周边滚轮行驶阻力F2与功率N2计算14(二)传动轴的设计与计算151. 轴的概述152. 轴的材料153. 轴的强度计算15（三）键的选择17四、安装顺序18五、维护保养20结论21参考文献22致23一、概述（一）浓缩机与其分类浓缩设备在选矿厂一般用于过滤之前的精矿浓缩或尾矿脱水，广泛应用于冶金、矿山、煤炭、化工、建材、环保等部门矿泥、废水、废渣的处理，以与水源和污水处理等工业中含固料浆液的浓缩和净化。对提高回水利用率和底流输送浓度以与保护环境具有重要意义。浓缩机主要由圆形浓缩池和耙式浓缩机两大部分组成，浓缩池里悬浮于矿浆中的固体颗粒在重力作用下沉降，上部则成为澄清水，使固液得以分离，沉积于

13、浓缩池底部的矿泥由耙式浓缩机连续地刮集到池底中心排矿口排出，而澄清水则由浓缩池上沿溢出。1浓缩机的槽体浓缩机的槽体结构按其规格、给料性质、排除沉砂的操作要求以与地形条件，可以做成钢质、混凝土质、木质或在泥土中用块石衬砌。槽壁和槽底可用一样或不同的材质制作(或砌筑)。为了防止腐蚀，浓缩机槽壁可涂以油漆或衬以合成橡胶或塑料。在土壤好的情况下，也可用块石砌筑或粘土夯实作槽底，而无须用钢筋混凝土。根据具体情况，浓缩机的槽体安装方式有以下几种：(1)浓缩机槽体安置在地面上，底部嵌入地面以下，并设地下通廊供排矿用。这种结构型式便于槽体的支承，土建费用较低，但浓缩机沉砂输送设施位于地面以下数米深的地方，生产

14、操作条件较差。大、中型浓缩机常采用这种配置。(2)浓缩机槽体置于地面以上，依靠钢筋混凝土梁柱支承。沉砂可自流或在地表用砂泵扬送至下一工序。该类结构的建筑费用较高，但生产操作条件较好，池底空间可作其他使用。一般中、小型浓缩机或建于室的浓缩机有时采用该配置方式。2浓缩机分类浓缩机基本上分为两类普通浓缩机和高效浓缩机。普通浓缩机已建成的普通浓缩机直径可达180米，额定力矩达13000千牛顿米，主要有四种形式。（1）桥式浓缩机,桥架横跨在池子上，支承着驱动装置和机械耙子。底流从底部飞的锥体排出,桥式浓缩机的直径可达4.5米。但与中心柱式比较，30米左右的浓缩机比较经济。（2）中心柱式浓缩机,固定的中心

15、柱上支撑着驱动装置、齿耙机械、以与用于支撑行走、电缆和给矿管的析梁。象桥式浓缩机一样，底流从底部锥体排出,但通常要求池子下面有到达锥体的通道。（3）浓缩箱是中心柱式浓缩机的变种，它的中心柱是圆柱体，且配有底流泵。底流直接泵出中心沉箱，可节省建通道的高费用，这种浓缩机的沉箱直径已达8米。由于液压轴承的独特性质，中心柱式浓缩机的直径很容易达到180米。耙臂和一个大直径的旋转环相联，支撑在液压垫圈上。高压油进入液压垫圈的中心，浮起旋转环,因而摩擦力很小，有很高的承载能力。旋转环的转动用一台减速装置，对较大浓缩机则用三台减速装置。（4）牵引浓缩机，它的中心柱一方面作为耙子机械的支撑物，另一方面作为耙子

16、转动的枢轴。驱动装置安装在池子周边。通常采用的是一个长耙，并辅以两个短耙。牵引浓缩机构造简单，因而比中心柱式经济，维修也容易。然而，耙动能力受到臂形的限制，且在大多数设计中,输入功率和转矩受驱动轮的静重和轮与铁轨间摩擦力的限制。还有一个缺点是很难安装上能克服瞬时高负荷的提升装置。（5）旋臂式浓缩机，它的耙臂由驱动臂驱动,耙臂与驱动臂之间靠钢丝绳连接。在遇到过载时，枢轴双轴在万向节头的作用下可使耙臂上下移动。当有沉重的淤泥时，耙臂自动上升，而叶片仍保持最佳的倾角。这种自动提升装置所需转矩比中心柱式浓缩机低，后者的固定耙臂必须强制通过泥浆。当负荷重或波动大时旋臂式浓缩机有明显优势高效浓缩机适用十空

17、间较小的场地或室安装。它们在机械上与普通浓缩机相似，但对使用絮凝剂有专门设计。絮凝剂用量絮凝体形状与贮存对成功很重要，除去空气和自动化仪表是成功的作业所必需的。从工艺过程和机械看，优点有快速分离、高浓度底流且澄清效果好。在某些情况下，它们可提供相当于同样尺寸的普通浓缩机的倍的能力。但较低的设备与安装费用必须弥补应用絮凝剂带来的不断增长的生产费用。由于举国环保意识的提高和环保法制、标准的逐步完善和健全，以与国民经济高速发展，使得水处理和选矿的关键设备浓缩机更广泛地应用于冶金、市政、石化、电力、矿山、机械等行业，而且出现逐年递增的趋势。目前国浓缩机正以传统浓缩机为基础，积极消化吸收国外先进技术，以

18、新型浓缩机为方向，不断优化结构、性能，类型趋于合理，系列规格趋于完善，向着高性能、高处理量、高度自动化和智能化方向发展。（二）国外浓缩机的发展趋势据美刊工程与采矿杂志报道，目前传统的浓缩机与高效浓缩机稳步发展。普通浓缩机和靠添加絮凝剂发挥适当作用的高效浓缩机的设计，已经取得了稳步的发展。在选矿工程中,浓缩机广泛用于浓缩尾矿，以利用回水和精矿过滤前的脱水。它们是逆流脱水回路中必不可少的一部分，而且经常用作缓冲贮存池和浮选产品的中间脱水。它们通常需要同时完成两种功能即产生一个高浓度的底流和一个澄清的溢流。浓缩机的工作是如此平稳，以致一般情况下几乎不需要看管，但一旦他们失灵或尺寸不合理，对生产将会产

19、生相当大的影响。浓缩机都是依赖重力处理物料的。给料在浓缩机表面或表面附近加入，驱动机械驱动转耙，将被处理的物料刮向中心沉砂锥形区。分级取决于被浓缩矿浆的特性，有些矿浆在处理时上部液体和固体有明显的分界线，而有些则没有任何明显分界线。影响沉降速度的最重要因素是初始给料的浓度、粒度、颗粒形状、颗粒比重以与流体的粘度和温度，一个持续作业的浓缩机可以被认为有四个主要作业区，一矿浆相对均匀的稠密区，这里的自由沉降条件占主流一过渡区，从自由沉降向压缩浓密过渡，一压缩区，通过固体压力压出液体从而脱水。Denver设备公司它可提供直径达100米的浓缩机和净化设备。桥式和中心柱式是两种基本型式，而中心柱式的直径

20、超过40米。驱动装置包括一个蜗轮和由感应电机通过多段行星齿箱传动的回转机构。电机上的测力矩系统检测电机的空转数,并将适当的信号传递给耙子的提升装置，电机驱动的螺旋起重器自动抬高耙子位置，以响应预先确定的过载信号，当调整过大负荷以后，以控制有序的方式放低耙子。Eimco埃姆科公司在沉淀技术上花费了大量人力和物力，改进了设备，使之能够产生比普通浓缩机更高浓度的底流。Eimco高浓度浓缩机能获得比普通浓缩机高10%的底流浓度，它们是全新的设备，功率可达100千瓦，比一般的池子要深，力矩是两倍。Alcoa公司最近在澳大利亚西部的奎那纳铝冶炼厂安装了一台直径75米的Alcoa高效浓缩机，这台浓缩机备有额

21、定力矩为11000千牛顿米的设备，是目前知道的第二大力矩的浓缩机。最大的额定力矩为13000千牛顿米的浓缩机也是公司拥有的另一个Eimco设备，直径90米，2010年交付使用。第三大设备也已被定购。在国外工业发达国家采用的大中型浓缩机，无论是美国出口到我国30m以上大型选矿浓缩机还是德国柏林污水厂50m浓缩机基本都是周边传动提耙浓缩机（中心传动很少），运行可靠。特别是用于矿山，十几年仍运行正常，可靠、效率高。国大部分专业人士都认为周边传动浓缩机是主流和发展方向，全心致力于解决周边传动浓缩机应用中还存在的问题。近年来，将30m100m负荷较大的周边传动浓缩机陆续改动中心部分、传动装置与集电装置，

22、如宝钢不锈钢公司30m周边传动浓缩机，铁煤集团大兴矿30m周边传动浓缩机都进行了技术改造，多年来运行效果良好。正是在这个基础上，周边传动系列浓缩机逐步完善发展。（三）浓缩机的工作过程浓缩机的传动原理周边传动半桥式浓缩机在圆型沉淀池上的工作，是依靠沉淀池的混凝土平面走台为轨道，浓缩机的支墩中心为圆心，通过浓缩机桥架一端设置的驱动机构，带动驱动端梁底部的行走轮转动。浓缩机驱动装置推动工作桥沿池平面旋转，工作桥带动刮臂旋转，固定于刮臂上的刮板将泥由池边逐渐刮至池中心的集泥斗中，浓缩板曲线为对数螺旋线形，受力均匀，浓缩彻底，当池底遇有障碍物时，能自动让起，保护机器不受伤害。驱动装置设有扭矩保护装置，工

23、作更加安全。主梁除传统碳钢制造还可以采用不锈钢制作，使用围广，装饰效果好。周边传动全桥式浓缩机的行走轮是铸钢轮毂，外轮缘采用宽幅聚氨脂橡胶或其他材料，经过加工而成。一般直径500600mm,宽度200300mm,以13m/min的线速度作圆周运行。（四）课题研究的意义随着排污总量控制的推行、污染物排放标准的加严和清洁生产的实施等，化工环保设备的性能和技术需要进一步优化，提升产品的档次。质量上的缺陷、材料性能和质量的不适应，以与少数产品适用性不佳等，是影响化工环保设备质量稳定的重要因素，必须加以改进提高。同时，提高高新技术产品比例和重大技术装备的成套水平，推进关键技术创新，发展某些领域缺乏的技术

24、装备、高效低成本的环保机械产品，是当前和今后提高产品品种满足度的重要容。某些重点环境工程的质量较差，甚至建成后不能运行，出现问题的原因涉与工程设计、成套能力、产品质量与工程管理诸多方面，同样应引起重视。据了解，目前化工环保设备的市场需求热点是：污水处理成套设备、再生水（中水）回用成套设备等。此外，清洁生产的众多领域都将是环保设备新的发展空间。选矿厂排出的尾矿水中常含有大量的药剂与有害物质。其来源为选矿过程中加入的浮选药剂以与矿石中的金属元素，常见的有氰化物、黄药、黑药、松油、铜离子、铅离子、锌离子，个别情况下还可能有砷、酚汞等。尾矿水中这些有害物质达不到排放标准时，对人体、牲畜、鱼类与农田均有

25、害。因此选矿厂尾矿不能任意排放，否则就会造成江河水系、附近土壤甚至地下水资源的污染，从而带来一系列的严重问题，并影响企业的发展。另一方面，尾矿的概念是相对的，尾矿中含有大量的有用成分。在目前的技术水平下，有些贵重金属、稀有金属不能回收，但随着科学技术的进步，尾矿中的有用成分可以重新开发利用。尾矿资源得到综合利用国外已有许多实例，如省铜录山矿选矿厂尾矿中含有丰富的金、银、铜、铁等有用成分，近年来随着选矿技术的发展，1985年该矿采用弱磁-强磁选技术对尾矿再选，每年从尾矿中回收了数万t的铁精矿，价值数为万元，现正在进一步将尾矿再磨再选，使尾矿中的金、银、铜、铁等有用矿物得到充分回收利用，从而矿山经

26、济效益大为提高。然而浓缩机的使用恰恰就是使矿山的经济效益达到最大，使尾矿对我们的环境污染和损害降到了最低。浓缩机适用于选矿厂的精矿和尾矿脱水处理，把20-30%的矿浆提高到40-70%左右， 该浓缩机应用于冶金、矿山、煤炭、化工、建材、环保等部门矿泥、废水、废渣的处理，对提高回水利用率和底流输送浓度以与保护环境具有重要意义。浓缩机目前正向大型化发展，此外对传统的结构和工艺不断改进，并着重研制高效设备，如改进给料方式，研究浓缩机的几何形状，添加絮凝剂以提高浓缩机浓缩效率和处理能力等。70年代后期出现的高效浓缩机单位面积的生产能力比传统设备增长了许多倍，这对生产规模大、工业场地紧以与气候严寒必须在

27、室作业的选矿厂具有特别重要的意义。我的设计基础是基于NT-45型浓缩机，煤泥处理量2400t/天。由于该设备设计本身的缺陷，主要存在两大弊端，一是在浓缩池入料、排料异常的情况下，浓缩机耙架运行阻力增大，由于本机型在设计之初没有考虑自动提耙功能，不能自动提耙，轻则回答只行走机构掉道、刮集装置压耙、损坏传动齿条与齿轮，重则会导致耙架扭曲甚至整台设备损坏，这样就会制约生产的正常进行。二是由于中心轴承支承座的标高低，一首细泥泡沫浸渍，轴承故障率高且需要定期更换，更换工艺费时、费力。由于TN-45周边齿条浓缩机中心轴承支承座水平标高低，中心回转轴承在离煤泥水液面不足200mm的支座上运行，中心入料出上溢

28、的细泥泡沫时长会浸没轴承，导致中心轴承润滑性能降低、磨损加剧。为简化检修工艺，某厂曾经将中心轴承传动改造为滚轮传，单上溢的细泥泡沫还是浸入滚轮轴承部，长此以往，导致滚轮中心轴承润滑性能下降，缩短了中心轴承使用寿命。虽然检修工艺流程相对简单，但未能彻底解决由此造成故障率高的问题。基于以上的浓缩机发展的大趋势和存在的一些问题，我以选煤厂45米周边传动浓缩机的设计作为毕业设计课题。二、周边传动浓缩机总体设计（一）结构设计1浓缩机的结构的设计要求(1)各部分不得干涉，各运动部件应运转灵活，无卡阻现象，无异常声响；(2)机构不得向浓缩池里漏油；(3)系统压力稳定，浓缩耙在提升过程中运行平稳；(4)具有自

29、锁功能，浓缩耙可在任意位置停留而不自行落下。(5)浓缩池直径不大于45m的浓缩机，刮板应与池底保持5060的间隙，浓缩池直径大于45m的浓缩机，刮板应与池底保持50mm100mm的间隙。2高效浓缩机特点（1）添加絮凝剂增大沉降固体颗粒的粒径，从而加快高效浓缩机沉降速度，进而达到提高高效浓缩机浓缩效率的目的。（2）装设高效浓缩机倾斜板缩短矿粒沉降距离，增加沉降面积；（3）发挥高效浓缩机泥浆沉积浓相层的絮凝、过滤、压缩和提高处理量的作用；（4）配备有完整的高效浓缩机自控设施（二）浓缩机分类1浓缩机的单桥结构与双桥结构浓缩机为双速电动机或液压马达驱动、周边胶轮或齿条传动、分段自动提耙、深层布料、中心

30、搅拌型式。浓缩机直径不大于45m的浓缩机采用独立的中心搅拌机构，直径大于45m的浓缩机中心采用副耙搅拌，浓缩池中心应有支柱，单桥架结构见图2.1，双桥架结构见图2.2。图2.1单桥架结构图2.2双桥架结构2浓缩机的给料方式以往的浓缩机一般均采用中心给料，矿浆被送入浓缩机中心的给矿筒，再缓缓流进沉降区。近年来国外出现了周边给料和底部给料的浓缩机。周边给料浓缩机的矿浆分配器沉浸在矿浆中，装在浓缩机的周边，距溢流堰有一定深度。与浓缩机中心给料相比，周边给料浓缩机处理量大，溢流中固体含量约降低50%，例如由2.72克/ 升降至1.3克/ 升，底流产品浓度约增加4.2%；底部给料浓缩机的料流从浓缩机底部

31、中心管给入，缩短了颗粒下降距离，因而浓缩机处理能力大，溢流较清，占地少，反应灵敏，处理粒度围宽。(三)浓缩机传动机构设计1传动装置设计的要求机器一般有原动机，传动装置和工作机三部分组成。传动装置在原动机与工作机之间传递运动和动力，并籍以改变运动的形式，速度大小和转距大小。传动装置一般包括传动件（齿轮传动，蜗杆传动，带传动，链传动等）和支承件（轴，轴承，机体等）两部分组成。它的重量和成本在机器中占有很大比重，其性能和质量对机器的工作影响也很大。因此我们要选用合理的传动方案。满足工作机性能要求的传动方案，可以由不同传动机构类型和不同的组合形式和布置顺序构成。合理的方案应保证工作可靠，并且结构简单，

32、尺寸紧凑，加工方便，成本低廉，传动效率高和使用维护便利。2传动链布置（1）带传动的承载能力较小，传递一样转距时结构尺寸较其他传动形式大，但传动平稳，能缓冲减振，因此布置在高速级（级速较高，传递一样效率时转距较小）。（2）链传动运转不均匀，有冲击，不适合于高速传动，应布置在低速级。（3）蜗杆传动可以实现较大的传动比，尺寸紧凑，传动平稳，但效率较低，适和于中，小功率，间隙运转的场合。当与齿轮传动同时使用时，对采用铝铁青铜或铸铁作为蜗轮材（4）圆锥齿加工比较困难，特别大直径，大模数的圆锥齿轮，所以只有改变轴的布置料的蜗杆传动，可布置在低速级，使齿面滑动深度较低，以防止产生胶合或严重磨损，应可使减速器

33、结构紧凑，对采用锡青铜为蜗轮材料的蜗杆传动，由于允许齿面有较高的相对速度，可将蜗杆传动布置在高速级，以利于形成润滑油膜，可以提高承载能力和传动效率。方向时采用，并尽量放在高速级和限制传动比，以减小圆锥齿轮的直径和模数（5）斜齿轮传动的平稳性较直齿轮传动好，常用在高速级或要求传动平稳的场合。（6）开式齿轮传动的工作环境差，润滑条件不好，磨损较严重，寿命较短，应布置在低速级。（7）一般将改变运动形式的机构（如螺旋传动，连杆结构，凸轮结构）布置在传动系统的最后一级，并且常为工作机的执行结构。3浓缩机常用的传动机构选择(1)小型中心传动浓缩机。其耙臂装在中心轴上，由置于管桥中心的蜗轮蜗杆减速机构驱动中

34、心轴，并附有安全信号与手动或电动提耙装置。(2)大型中心传动浓缩机。耙臂由中心桁架支承，桁架和传动机构置于钢筋混凝土结构或钢结构的中心柱上，或钢筋混凝土箱体构成的中空柱上，采用锥形滚柱轴承或液体静压油膜轴承，以与具有行星齿轮系统的传动机构。国外制造的浓缩机这类设备中，直径在100米以下的，一般均装有自动或手动提耙装置。对于更大直径的，则配有自动润滑、测压、测负荷等自动测控装置。(3)小型周边传动浓缩机。其传动装置装在耙臂桁架靠周边一端的小车上，经齿轮减速器驱动车轮使小车在轨道上移动。不需设特殊的安全装置。当浓缩机负荷过大时，车轮打滑，小车即停止前进。(4)大型周边传动浓缩机。其驱动小车上装有带

35、小齿轮的减速器。浓缩池的周边上与轨道并列固定了一圈齿条。减速器的一小齿轮与齿条啮合，既推动小车前进又带动耙臂运转。通常设有熔断器以保护电动机。图2.3齿条传动机构图示4 撇渣机构与刮板布置在沉淀池中，特别是污水的初次沉淀池和二次沉淀池的液面上浮有较多的泥渣和泡沬等杂质，如果不与时撇除，会影响出水水质，因此，需要设置撇渣机构。图2.4为撇渣机构的一例，主要是由撇渣板、排渣斗与冲洗机构等部件组成。撇渣板固定在旋转桁架的前方，与桁架的中心线成一角度，使浮渣沿撇渣板推向池周，撇渣板高约300mm，安装高度应有100mm的可调位置，以使撇渣板的一半露出水面。排渣斗和冲洗机构固定在池周，桁架旋转到排渣斗的

36、位置时，将浮渣撇入斗。与此同时，设在桁架上的压轮正好压下冲洗阀门的扛杆，使阀门开启，并利用沉淀池的出水，回流入斗进行冲洗，将积在斗的浮渣排出。当压轮移过阀门的扛杆后，靠扛杆的自重将阀门重新关上。（四）工作驱动原理简析1入料提耙过程桥架为焊接结构，安装在浓缩池的钢筋混凝土上，桥架是操作人员进入浓缩池的的通道，也是极其承受全部重量的部件。稳流筒安装在桥架的下面，入料管与稳流筒相连，物料通过入料管流入稳流筒后，进入浓缩池部。传动装置安装在桥架上，传动装置下部接传动轴，传动轴下端的四方台侧面安装架，当传动轴转动时，带动耙架回转，耙架下部的耙齿将沉降物料刮向浓缩池中央，由底流泵排出。液压站为传动装置提供

37、动力，液压站的油泵为变量泵，通过调节油泵的排油量，可调节耙架转速，以达到最佳工艺效果。当沉降到浓缩池底部的物料增多，床层增厚时，耙架的工作阻力随之增大，当工作阻力增大到4Mmpa时，压力继电器，延时继电器，电磁阀动作，切断液压马达的油路，此时传动轴停止转动，提耙油缸带动耙架提升，近时约3-5秒后，电磁阀再次动作，恢复向液压马达供油，主轴又开始转动工作，当耙架提升后，工作阻力随之减小，当减小到4Mpa以下时，则不再提耙，耙架停留在此高度上旋转工作，耙齿将物料刮向池中央，随着工作阻力的逐步减小，耙架靠自身的重量逐步下降到正常工作位置。当工作阻力再次增大到设定置时，耙架再次提升，重复以上动作，从而达

38、到自动提耙，自动降耙的目的。2油泵工作工作原理启动电机后，油泵开始工作，驱动液压马达减速器，使传动装置的主轴带动耙架旋转，浓缩机开始投入运行。当沉淀在浓缩池底部的物料增多，又不能与时地将物料排出，此时，耙架浓缩的阻力增大，运行压力升高，当压力升高至设定压力时使用环境不同，压力也不同，压力继电器，电磁阀动作，切断给液压马达的油路，液压马达停止运行，即耙架停止转动，提耙油缸将耙架提升，此时电磁阀动作，恢复向液压马达供油，耙架在此高度上运转，随着工作阻力减小，耙架靠自身的重量逐步下降至正常工作位置。当工作压力再次提高到允许值，耙架会再次提升，重复以上动作，达到自动提耙，降耙的目的。当耙架的工作压力继

39、续增大，耙架上升接近极限时，行程开关动作，切断电源，浓缩机停止运行，此时，应排出故障，再手动开机。油泵为变量泵，可调节耙架的转速，一般情况下，控制在一圈17-30分钟。（五）安全保护装置驱动机构通常由，电机，联轴器，滚轮等部件组成。行走电机启动时，通过一级链轮传动，随即带动二级摆线针轮减速机，输出符合设计要求的转速和功率。减速机的输出轴与滚轮的动力轴通过联轴器联接，最后带动滚轮在轨道上行驶。由于细粒物料沉降速度较慢，为了减小沉降过程的干扰，耙式浓缩机耙臂转速必须缓慢，因而传动减速比很大。一般采用蜗轮蜗杆减速和三级齿轮减速器能满足要求；为了确保浓缩机安全运转，传动机构必须有安全装置，以防因沉淀过

40、浓或给料过多而损坏机件或电动机。荷信号和保护装置是保证大型浓缩机正常运转的重要措施。目前有三种型式，即液压式、机械式和电控式安全保护装置。(1)液压式。该装置在液压马达的线路中编入过载监控报警器，由压力安全阀控制中心轴上部的转矩极限，也可根据驱动管线直接测得液体压力，以便起动过载报警信号装置、耙架提升装置和普通指示器或转矩记录器。如果过载时间过长，则温度控制开关启动，防止液体过热，这时液压系统停止工作，耙架也停止运转。(2)机械式。该装置装在驱动头的蜗轮轴端部。当浓缩机过负荷时，蜗轮轴的端部推动减压器，借助于齿轮系统的旋转而移动信号装置的盘面弹簧，当其转至一定位置，即可接通水银开关，立即发出声

41、响和信号，或关停设备，同时接通提升电动机之电源，自动将耙提起。也可用手摇提升轮实行人工提耙，以免损坏设备。(3)电控式。该装置使用过载报警器，可以单独使用，也可和机械报警系统联合使用。其控制工作建立在浓缩机之电动机驱动电流强度或电压信号传感的基础上。国外在使用液压电动机情况下，使用液力过载报警器，并将共联络讯号编入液压电机回路中。三、浓缩机功率计算与电机选用（一）确定周边传动浓缩机的驱动功率本设计课题浓缩机的设计参数浓缩池直径：45000浓缩池面积：1590平方米沉淀池中心深度：5383处理量每小时：600700t/h入料方式：中部耙架每转时间：1730min提板高度：底面以上50-150mm

42、轨道中心圆直径：45200mm齿条中心圆直径：45500mm. 悬浮物含量ss=300mg/L;驱除率=50%1.浓缩阻力与浓缩功率计算浓缩阻力所消耗的功率：公式中：每转一周时间所沉淀的污泥量，根据设计要求取0.18m3/h；设计为每小时处理水量为600t，悬浮物含量ss=300mg/L，去除率为50%。600t=600m=600000dm=600000L,所以悬浮物含量为600000x300=180000000mg=0.18t。为污泥与池底的摩擦系数0.1；重力加速度取9.81m/s2；浓缩板线速度，一般按刮臂2/3直径处的线速度。V3=2/3V=2/3x8.3=5.5m/min总驱动功率的

43、计算确定（为机械总效率，查手册知其围在30到60，暂取50。）2. 马达和减速机的选择（1）马达的选择我所涉与的浓缩机设备，依靠液压马达产生动力，通过液压减速机，将速度降低，再通过链传动将速度传到与齿条同轴的大链轮上，从而带动齿轮延迟条运动，带动车体做沿着45米的浓缩池做圆浓缩运动。图3.1液压马达示意图通过已知，速度试求驱动液压马达，和液压马达减速机，并确定链轮的直径。设定耙架每转时间17min，所以车轮的速度为v=140/17=8.3m/min，因为大齿轮的直径为484mm,那么大齿轮的速度应该为8.3m/min。可以求出齿轮的转速n=8.3/0.494x3.14=5.3r/min。因为大

44、链轮与大齿轮为同轴，所以他们的转速一样，大链轮的转速也为5.3r/min。首先设计大链轮的直径为600mm，小链轮的直径为120。那么链传动的减速比就为600/120=5。推出小链轮的转速为5.3x5=26.5r/min。选用出动比为22.4的减速机。所以可以求出液压马达的输出转速应为22.4x26.5=593.6r/min。根据设备工作需要，我选择了具有以下优点的液压马达。1.采用偏心轴与较低激振频率的五活塞结构，具有低噪音的特点；2.起动扭矩大，低速稳定性好，能在很低的速度下平稳运转；3.专利技术的平面补偿配油盘，可靠性好，泄漏少；活塞与柱塞套采用密封环密封，因而具有很高的容积效率；4.曲

45、轴与连杆间由滚柱支承，因而具有很高的机械效率；5.旋转方向可逆，输出轴允许承受一定的径向和轴向外力；6.具有较高的功率质量比，体积重量相对较小。我选择了NHM2系列的马达。参考下表的参数，和需要的输出转速，我选择了NHM2-250型液压马达。表3.1NHM2系列液压马达产品参数型号(Type)排量(ml/r)压力(MPa)扭矩(N.m)转速围(r/min)重量(kg)额定压力(Rated)最高压力(Max)额定扭矩(Rated)单位理论扭(N.m/MPa)NHM2-10011325324191715-125027NHM2-12513825325122015-1250NHM2-150159253

46、25882415-1000NHM2-17518020255322715-1000NHM2-2002072025611318-800NHM2-2502351620556358-630NHM2-2802761620653418-500液压马达输出扭矩的大小，取决于进出油口的压差，两者成正比关系，即用单位理论扭矩乘以进出油口压差，为液压马达的理论输出扭矩值，再乘以该型马达的机械效率，为实际输出扭矩。在使用时，液压马达的实际输出扭矩取决与负载。（2）减速机的选择表3.2减速机的选择型号规格公称传动比i0外形与中心高轴伸地脚尺寸质量/kgLBHH0RdDl1l2t1b1t2b2L1L2L3L0B1d1h

47、NGW4214-22.5687380425.5180 0 -0.518035805510528.51087242902303072320M243012825-1606873055338130NGW5214-22.5767420463.5200 0 -0.520040907011543.51297243102503080.5360M243524425-160752355538.510241NGW6214-22.5805.5475524225 0 -0.522545100701254914108283602903567.5405M304029125-160805.5407043.512279NGW

48、7214-22.5890535574250 0 -0.525050110851405516119323753053580465M304035025-16087545704914350NGW8214-22.5976.5590634280 0 -0.528055120851606016129324403504586510M364548825-160976.550855516460NGW9214-22.51040660721315 0 -0.53156013010516565.518140364753854570.5570M364560725-160102055856016577NGW10214-2

49、2.51144745800355 0-0.53556515010520070.518161405254255078645M425089525-16011446010565.518895NGW11214-22.51222840891400 0 -0.5400751701152008120181405804805073740M4255112025-16012126510570.5181075NGW12214-22.513859501013450 0 -0.5455851901252409224202456805606073820M4860173325-16013757511581201539NGW

50、系列减速器是渐开线直齿行星齿轮减速器，技术先进，结构新颖，在冶金，矿山，水泥，起重，运输，纺织，印染，化工，轻工等行业中已得到广泛的应用。1）NGW系列减速器特点重量轻，体积小，与常用圆柱齿轮减速器相比，重量减轻1/2以上，体积可以缩小1/21/3。传动效率高，单级传动效率达0.97，两级可达0.94，三级可达0.91。传动功力围大，可由1千瓦到1300千瓦。用硬齿面技术，使用寿命长，适用性广。2）NGW系列减速器适用条件适用于齿轮圆周速度不大于12m/s,输入转速不大于1500r/min,工作环境温度为-40450C的传动机械；可正反两向运转。图3.2浓缩机传动机构3周边传动浓缩机的驱动功率

51、周边传动浓缩机的驱动功率，主要根据浓缩机在旋转时作用在中心轴上的旋转阻力F1，周边滚轮的行驶阻力F2与浓缩阻力确定。确定行驶车轮的直径，设计数据如下：（1）浓缩机整个结构除去中心回转机构约有70吨重，所以浓缩机重力G=686.7KN，驱动机构的机械效率是70%，选用22Kg/m钢轨，.（2）已知池的直径为D=45m，有效深度H=3m,污水停滞时间2h, 耙架每转时间：1730min，我取每转时间为17min.所以求出耙架的速度为外缘线速度8.3m/min;污泥对池底的摩擦系数为=0.1；由于中心旋转支座和车轮共同受力，所以可以看做是简支梁，那么车轮的轮压力P和中心旋转支座的载荷W相等，所以每个

52、车轮的轮压为P=686.7/5=137KN可知道直径530mm,宽度140mm的实心轮(铸钢)取车轮的直径D=530mm，轮宽为140mm，车轮的轮轴直径D=120mm。所以滚轮的转速为式中：v为驱动滚轮行驶速度（m/min），d为滚轮直径。4.中心轴承旋转阻力F1与功率N1计算中心轴承旋转阻力F1所消耗的功率N1为:式中：W为作用在中心旋转支撑上的载荷(N)；d为滚动轴承钢球直径(cm)，此处取6cm;K滚动轴承摩擦力臂(cm)；轴承中心圆的圆周速度(mmin)，n*D=1.194r/min*40mm=0.04776m/min。5.周边滚轮行驶阻力F2与功率N2计算=行驶阻力F2所消耗的功率

53、：式中：为作用在周边滚轮上的荷载(N)；K为摩擦系数，橡胶滚轮与混凝土为O408，铸钢滚轮与钢轨为04；为轮轴直径(cm)；为轴承摩擦系数，一般滚动摩擦轴承取0002001；D为滚轮直径6(cm)；为滚轮行驶速度(mmin)。(二)传动轴的设计与计算1.轴的概述作为回转运动的零件都要装在轴上来实现其回转，大多数轴起着转矩的作用，根据轴的承载情况可分为转轴、心轴和传动轴类。本设计中，车体行走辊轮轴主要用于传动动和支撑作用，即传递转矩又承受弯矩，属于转轴。2.轴的材料轴的材料主要采用碳素钢和合金钢。碳素钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感较小，所以广泛应用。常用的碳素钢有3050钢，最常用的是45钢。

54、为保证其力学性能，应进行调质或正火处理。浓缩机的传动轴采用45钢。本次设计选用45#钢。3.轴的强度计算轴的强度主要有三种方法：许用切应力计算；许用弯曲应力的计算；安全系数计算。许用切应力的计算只需知道转矩的大小，方法简便，但计算精度较低。它主要用于下列情况1）传递以转矩为主的传动轴；2）初步估算轴径以便进行结构设计；3）不重要的轴。弯矩的影响，可在计算中适当降低许用应力。许多弯曲应力的计算必须先知道作用力的大小和作用点的位置、轴承跨距、各段轴径等参数。为此，常先按转矩估算轴的结构。设计后，即可画出轴的弯矩合成图，然后计算危险截面的最大弯曲应力。它主要用于计算一般重要的、弯矩复合的轴，计算精度

55、中等。安全系数校核计算也要在结构设计后进行，不仅要定出轴的各段直径，而且要定出过渡圆、轴配合、表面粗糙度等细节。它主要用于重要的轴，计算精度较高，但计算较复杂，且常需要足够的资料才能进行。安全系数校核计算能判断各危险截面的危险截面的安全程度，从而改善各薄弱环节，有利于提高轴的疲劳强度。辊轮轴主要用于传动扭矩，因此根据以上使用条件，只需进行许用切应力计算。受转矩T（Nm）的实心圆轴，1） 绘制轴承，下图为我所设计的辊轴的形状2） 由于该轴为心轴，只需对该轴进行弯矩校核。已知辊轮受力为F=137KN。3）求支反力求C点弯矩4）绘制弯矩图从弯矩图中可以看出，C点受到弯矩最大，所以只需算出C点轴的需用

56、应力即可。本课题所设计的辊轮轴的材料选用为45#钢，C点直径为120mm。查阅机械设计手册，轴的设计部分，可以知道，45#钢的需用应力为100Mpa，大于85.7Mpa，所以轴的直径设计为120mm,符合设计要求。（三）键的选择辊轮的运动是依靠轴上安装的轴承的转动，辊轮与轴不能发生相对运动，所以辊轮与轴的连接可以直接焊死或者采用键连接，考虑到安装和平时机械设备工作时的维护，和出现机械故障时可能需要的拆卸和个别零件的更换，所以，我认为使用键连接更为经济和方便。根据轴的直径为120mm,查阅机械设计手册，键连接，可以选到键的尺寸为32x18x180。辊轮轴承选择因为轴承只受到径向力，所以选择深沟球

57、轴承，根据轴的直径，选择轴承型号为6022-Z,它的额定负载72.9KN,符合设计需要。四、安装顺序1把活动梁的副梁套在中心圆柱上并落到底。2在中心砼圆柱顶端安装中心支撑部分，穿挂地脚螺栓找正水平与中心，用1:2水泥砂浆浇注固定。3安装轨道部分以安装好的中心支撑部分为准，校正和固定轨道。轨道由多节拼成一个圆，每个接头各有外弧形板连接。轨道的弧形在制造和运输过程中总会有变形的情况，在安装时应在水泥池沿的工作位置进行校正和固定。施工时应同时检查水平和中心距，使之同时符合要求。然后用地脚丝和予埋铁进行固定。地脚丝用1:2水泥砂浆浇注。复查水平和中心距，沿轨道中线的圆周检查，水平误差不大于1mm，中心

58、距误差不大于5mm，合乎要求后焊接弧形连接板。4安装活动梁部分（1）把副梁的对称中线对正中心支撑部分的两个吊轴。（2）安装活动梁的三角形尾节，把两个吊耳穿在两个吊轴上，并装好挡圈和定位套，拧紧定位螺钉。用垫板支住三角梁的尾部，使吊耳下的一条边呈垂直状态。（3）安装活动梁头节。找正与尾节的连接位置，用垫板支撑另一端，保持头节与尾节结合缝呈垂直状态，焊接连接位置。（4）安装传动部分。把传动小车部分吊放在活动梁头节上，使驱动辊轮与轨道中心线垂合，安装水平面结合螺栓和垂直面铰孔螺栓，取出支在活动梁下的垫板。（5）安装副梁。为了方便安装，副梁的连接零件是点焊在一体的。安装时根据情况需要，可拆开某些连接点

59、，以方便螺栓的安装，在副梁的连接螺栓全部装好并紧固到位后，把副梁的所有连接头最后全部焊好。（6）安装刮板。按照总装图的序号排列位置，在活动梁的下面焊接刮板。安装时注意方向性，活动梁的回转方向为顺时针。刮板的圆弧面为前进方向。刮板与活动梁中线约成50夹角，刮板的高低两端与浓缩池的斜底距离基本一致。全部刮板的下沿与浓缩池斜底的间隙应基本一致。其间隙值应在40mm80mm围。回转一周检查刮板与斜底的间隙，其最小处应有40mm，有干涉的情况可将刮板割低一些，间隙过大可酌情焊补。刮板在活动梁下面要左右对称均布，回转一周，刮刀应有“刮全”性能，有刮不到的情况时可以酌情加长某些位置的刮板。（7）检查活动梁的

60、所有焊接部分，有漏焊或焊接强度不足之处全部进行补焊。检查驱动小车与活动梁的连接螺栓，全部拧紧并可靠防松。5安装固定梁部分（1）在浓缩池边的砼台子上安装固定梁支架，穿挂地脚螺栓。（2）吊装固定梁，与安装好的中心支撑部分用螺栓连接。找正砼台子上的固定支架位置，并用1:2水泥浆固定地脚螺栓。6在固定梁上安装进矿浆的管子或溜槽至中心支撑部分的中心进矿浆管。生产中，矿浆进入到支撑部分的中心空腔沿水泥柱流入浓缩池。固定梁的安装斜度在5%以上。能满足一般情况的自流管道坡度要求。如果矿浆粒度较粗，要求坡度更大时，可酌情增加固定梁的坡度，以满足需要。7安装电缆。在中心支撑部分有两处电缆接头位置。在中心支架装有环形接点，环形接点的引线从斜罩的管子引出，这个接头应与控制柜相连，与控制柜子相连的电缆线敷设在固定梁上。沿环形接头滑动的集电接头从回转的圆壳上的孔中引出接线，这个接头与电机相连，电机电缆线应敷设在活动梁上。检查有无“短路”、“缺相”、“漏电”、“断路”等情况，排除一切故障，确保用电安全。8彻底清除浓缩机的一切污物，以确保安全生产和浓缩产品不受污染。9安装附属设备。主要有：矿浆来路管道、溢流水排出管道、浓缩物排出的设备如管道、阀门、砂泵等。为了确保生产连续进行，排出浓缩物的泵站应“双配套”，由三通管与阀门相连。当一台发生故障时，应能启动备用泵站运行，同时进行检修。泵站应有高压水反