2192 X700涡旋式选粉机(转子部件)设计
2192 X700涡旋式选粉机(转子部件)设计,x700,涡旋式,选粉机,转子,部件,设计
毕 业 设 计开 题 论 证 报 告专 业 建材机械设计制造及其自动化学生姓名 王 峰 班 级 B 材机 021 学 号 0210120117 指导教师 杨 晓 红 完成日期 2006.30 1课题名称:X700 涡旋式选粉机(转子部件)设计一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述课题来源于江苏科行环境技术有限公司的生产实际,配套圈流系统水泥磨2.27m,Q=2226 t / h。重点设计 X-700 涡旋式选粉机转子部件。选粉机是随干法圈流粉磨技术的进步而发展起来的。选粉机发展到今天已经有了三代产品,以离心式选粉机 旋风式选粉机 Osepa 选粉机为各自的代表,今天已经发展成多代选粉机优点的集合体。离心式选粉机该机的特点是将空气选粉机、循环空气风机以及从空气中分选细粉的旋风筒组合成一个单机系统,缺点是1)循环气流中粉尘多,致使选粉区的实际物料浓度大为增加,加大了颗粒沉降的干扰;2)选粉区内存在着风速梯度,使分离粒径不均匀。高风速处会把过粗的颗粒带出混入细粉中;3)边壁效应使细小颗粒随粗颗粒一起碰撞而降落。严重影响分离效率和提高磨机循环负荷率。旋风式选粉机这种选粉机的特点是空气在机内外循环。用小旋风筒代替大直径外筒来收集细粉,提高了料气分离的效率,使循环气流中的含尘浓度大为降低,克服了颗粒沉降的干扰影响。同时粗粉在降落过程中增加了二次选粉的机会。这些措施较大地改善了选粉效果。在结构方面亦可制成大规格以适应水泥设备大型配套的需要。缺点是选粉区内分级力场不稳定,选粉效率不高。Osepa 选粉机它是一种高效涡流型选粉机,不仅保留了旋风式选粉机外部供风、循环气流高效分离、二次选粉等优点;而且应用平面螺旋气流选粉原理,以笼式转子代替小风叶,气流通过导向叶片切线进入,在整个选粉区内气流稳定均匀,从而消除了离心式选粉区内风速梯度、分离粒径趋于均匀和边壁效应。颗粒自上而下有多次分选机会,最后又经三次风再次分选,因此分选效果好,其产量、动力消耗和水泥质量都有很大的改善。虽然笼式高效选粉机以其卓越的性能得到人们的肯定,但它结构复杂,加工制造费用较高,还要增加收集成品的高浓度袋式收尘器,并且操作要求及管理要求也相应较高,因此,对于中小水泥企业来说是一个困难的决策。随着我国选粉技术的发展,对选粉机的结构进行了不断的改进和完善,对工艺系统和磨内参数进行不断的优化,使我国的 OSepa 选粉机无论在设备质量上还是工艺性能上都可能与国外同类产品相媲美,各项技术指标均达到了国际先进水平,其增产节能效果明显,被大家共认为高效选粉机。围绕着 OSepa 选粉机的选粉原理和内部结构,国内外都推出了各种各样的高效选粉机,但大都以笼形转子为核心,以平面涡流选粉原理为基础,因此,我们说高效选粉机,应该是以 OSepa 为代表的以笼形转子为特征的一批高效选粉机。在我国球磨机系统中常见的有改进型 OSepa 选粉机、组合式选粉机和煤磨动态选粉机。此次设计主要内容就是 X700 涡旋式选粉机转子部件设计以实现选粉效率高, 提高产量,降低能耗,提高质量,操作简单,磨损及维修量小,能耗低等。2二、本课题拟解决的问题1使原本选粉机机体内上升气流改成涡旋气流,提高选粉效率。2. 分级区内分级力场不稳定,分级精度不精确。3选粉效率低,循环负荷率高。物料分散不充分、不均匀。4. 机体内易损件的便捷拆卸。 三、解决方案及预期效果1. 在进风口加装导风叶片,使得系统沿切向进风时在机体内产生稳定的涡旋气流,提高选粉效率。2转子改进成选粉效率更高的圆柱笼形转子,从而使单位时间的选粉效率更高,单位产量能耗更低。通过改变转子,可以形成更加稳定的分级力场,使转子的分级功能更强,分级区内产生稳定的分级力,提高分级精度。3. 改变进料口使得进料装置改成四点或多点进料。使得物料分散更均匀,更充分。4. 采用高效低阻旋风筒,布置在主机周围,形成一个整体,有效地简化了系统的工艺流程,减少了占地面积,降低了后续布袋除尘器的负荷和要求,降低系统的一次性投资及装机容量。减少循环负荷提高效率。5. 改变撒料盘的形状使撒料盘的撒料能力更好,这样就更加有利于提高选粉机的效率,以及它们之间的连接方式(将焊接方式改为用螺栓连接)方便在拆卸,避免个别零件出现问题时,导致其他的不必要的拆卸而损坏 ,减少不必要的浪费。3四、课题进度安排3 月 6 日3 月 17 日毕业实习阶段。毕业实习,查阅资料,到多个公司实践,撰写 实习报 告。3 月 18 日3 月 30 日论文开题阶段。提出总体设计方案及草图,填写开题报告。4 月 1 日5 月 10 日 设计(论文)初稿阶段。完成总体设计图、部件图、零件图。5 月 11 日6 月 4 日 中期检查阶段中期检查,编写毕业设计说明书。6 月 5 日6 月 7 日 毕业设计预答辩6 月 8 日6 月 13 日毕业设计图纸修改、设计说明书修改、定稿,材料复 查。 论文修改、定稿,材料复 查。6 月 14 日6 月 16 日毕业答辩6 月 17 日6 月 18 日材料整理装袋。五、指导教师意见年 月日六、专业系意见年 月日七、学院意见年 月日3 毕 业 设 计开 题 论 证 报 告专 业 建材机械设计制造及其自动化学生姓名 王 峰 班 级 B 材机 021 学 号 0210120117 指导教师 杨 晓 红 完成日期 2006.30 1课题名称:X700 涡旋式选粉机(转子部件)设计一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述课题来源于江苏科行环境技术有限公司的生产实际,配套圈流系统水泥磨2.27m,Q=2226 t / h。重点设计 X-700 涡旋式选粉机转子部件。选粉机是随干法圈流粉磨技术的进步而发展起来的。选粉机发展到今天已经有了三代产品,以离心式选粉机 旋风式选粉机 Osepa 选粉机为各自的代表,今天已经发展成多代选粉机优点的集合体。离心式选粉机该机的特点是将空气选粉机、循环空气风机以及从空气中分选细粉的旋风筒组合成一个单机系统,缺点是1)循环气流中粉尘多,致使选粉区的实际物料浓度大为增加,加大了颗粒沉降的干扰;2)选粉区内存在着风速梯度,使分离粒径不均匀。高风速处会把过粗的颗粒带出混入细粉中;3)边壁效应使细小颗粒随粗颗粒一起碰撞而降落。严重影响分离效率和提高磨机循环负荷率。旋风式选粉机这种选粉机的特点是空气在机内外循环。用小旋风筒代替大直径外筒来收集细粉,提高了料气分离的效率,使循环气流中的含尘浓度大为降低,克服了颗粒沉降的干扰影响。同时粗粉在降落过程中增加了二次选粉的机会。这些措施较大地改善了选粉效果。在结构方面亦可制成大规格以适应水泥设备大型配套的需要。缺点是选粉区内分级力场不稳定,选粉效率不高。Osepa 选粉机它是一种高效涡流型选粉机,不仅保留了旋风式选粉机外部供风、循环气流高效分离、二次选粉等优点;而且应用平面螺旋气流选粉原理,以笼式转子代替小风叶,气流通过导向叶片切线进入,在整个选粉区内气流稳定均匀,从而消除了离心式选粉区内风速梯度、分离粒径趋于均匀和边壁效应。颗粒自上而下有多次分选机会,最后又经三次风再次分选,因此分选效果好,其产量、动力消耗和水泥质量都有很大的改善。虽然笼式高效选粉机以其卓越的性能得到人们的肯定,但它结构复杂,加工制造费用较高,还要增加收集成品的高浓度袋式收尘器,并且操作要求及管理要求也相应较高,因此,对于中小水泥企业来说是一个困难的决策。随着我国选粉技术的发展,对选粉机的结构进行了不断的改进和完善,对工艺系统和磨内参数进行不断的优化,使我国的 OSepa 选粉机无论在设备质量上还是工艺性能上都可能与国外同类产品相媲美,各项技术指标均达到了国际先进水平,其增产节能效果明显,被大家共认为高效选粉机。围绕着 OSepa 选粉机的选粉原理和内部结构,国内外都推出了各种各样的高效选粉机,但大都以笼形转子为核心,以平面涡流选粉原理为基础,因此,我们说高效选粉机,应该是以 OSepa 为代表的以笼形转子为特征的一批高效选粉机。在我国球磨机系统中常见的有改进型 OSepa 选粉机、组合式选粉机和煤磨动态选粉机。此次设计主要内容就是 X700 涡旋式选粉机转子部件设计以实现选粉效率高, 提高产量,降低能耗,提高质量,操作简单,磨损及维修量小,能耗低等。2二、本课题拟解决的问题1使原本选粉机机体内上升气流改成涡旋气流,提高选粉效率。2. 分级区内分级力场不稳定,分级精度不精确。3选粉效率低,循环负荷率高。物料分散不充分、不均匀。4. 机体内易损件的便捷拆卸。 三、解决方案及预期效果1. 在进风口加装导风叶片,使得系统沿切向进风时在机体内产生稳定的涡旋气流,提高选粉效率。2转子改进成选粉效率更高的圆柱笼形转子,从而使单位时间的选粉效率更高,单位产量能耗更低。通过改变转子,可以形成更加稳定的分级力场,使转子的分级功能更强,分级区内产生稳定的分级力,提高分级精度。3. 改变进料口使得进料装置改成四点或多点进料。使得物料分散更均匀,更充分。4. 采用高效低阻旋风筒,布置在主机周围,形成一个整体,有效地简化了系统的工艺流程,减少了占地面积,降低了后续布袋除尘器的负荷和要求,降低系统的一次性投资及装机容量。减少循环负荷提高效率。5. 改变撒料盘的形状使撒料盘的撒料能力更好,这样就更加有利于提高选粉机的效率,以及它们之间的连接方式(将焊接方式改为用螺栓连接)方便在拆卸,避免个别零件出现问题时,导致其他的不必要的拆卸而损坏 ,减少不必要的浪费。3四、课题进度安排3 月 6 日3 月 17 日毕业实习阶段。毕业实习,查阅资料,到多个公司实践,撰写 实习报 告。3 月 18 日3 月 30 日论文开题阶段。提出总体设计方案及草图,填写开题报告。4 月 1 日5 月 10 日 设计(论文)初稿阶段。完成总体设计图、部件图、零件图。5 月 11 日5 月 25 日 中期检查阶段中期检查,编写毕业设计说明书。5 月 26 日5 月 28 日 毕业设计预答辩5 月 29 日6 月 2 日毕业设计图纸修改、设计说明书修改、定稿,材料复 查。 论文修改、定稿,材料复 查。6 月 3 日6 月 5 日毕业答辩6 月 6 日6 月 8 日材料整理装袋。五、指导教师意见年 月日六、专业系意见年 月日七、学院意见年 月日31毕 业 实 习 报 告专 业 机械设计制造及其自动化学 生 姓 名 王峰 班 级 B 材 机 021 学 号 0210120117 指 导 教 师 杨 晓 红 日 期 2006-3-19 2实习报告一、 概述毕业实习是一门专业实践课是机械类各专业学生学习了各门专业课程之后,在进行毕业设计或毕业论文时必不可少的实践教学环节。它对于培养我们的动手能力有很大的意义,而且可以使我们了解传统的机械制造工艺和现代机械制造技术。高中阶段的学习缺少了动手能力的培养。因此,处于学校和社会过渡阶段的大学就承担了培养学生实践能力的任务。毕业实习就是培养学生实践能力的有效途径。由于本专业的机械制造厂对本企业的技术比较重视,再加上担心实习同学的安全,所以很多工厂不愿意接受非本厂员工的参观实习。通过指导老师的精心安排和私人关系,我们有幸得到南通两家建材厂的支持。由于时间有限,资源有限同学们进行分期分批的实习,达到了理想的效果。我们机械制造及自动化专业所学习的重点在于各种机械成型设备,本次实习就是为了让我们能够对于我们所学过的各种仪器、设备有一个感性的直观的认识,从而把书本上的理论和现实中的传统技术和已经被应用于实际的最新发展的高新技术联系与结合起来。二、 实习过程本次实习我们去了南通海安鹏飞集团、南通海安建材公司,具体安排如下:1. 2006.3.6 专业系做了实习准备动员,以及实习需注意的问题,熟悉课题相关资料2. 2006.3.7 上午去鹏飞集团西厂,主要了解回转窑的筒体、支撑装置的托轮挡轮的制造过程以及冷却烘干机的结构,重点预加水成球设备、选粉机、管磨机等;3. 2006.3.8 江苏鹏飞集团总部向工人师傅讨教制作过程,了解焊接工艺以及材料的选择及制作时应注意的各事项并进行了相关测绘重点是管磨机、回转窑等大型设备的结构;4. 2006.3.9 -3.10 江苏海建集团重点是辊压机、滑履磨、烘干机等大型设备对选粉机的转子壳体进行相关测绘;52006.3.14 江苏苏亚公司重点是转子式选粉机、布袋除尘器实习对并根据各自课题对选粉机有了重点实习研究;6学校西区 200 教室听武汉理工大学黄之初教授的学术报告,请教课题相关的问题并给予答复;72006.316 盐城市联鑫水泥有限公司水泥工艺实习,现场了解机立窑、管磨机使用情况并对选粉机除尘器的安装作详细了解;三、 实习内容鹏飞集团主要生产大的筒体以及大直径齿轮,他们的技术处于先进水平。窑筒体加工十分注意加工工艺,要保证筒体直而圆。筒体的焊接技术也十分重要,焊接前先刨边以便更好焊接,筒体焊缝差开防止应力集中,外圆点焊。最后里面线焊,3每焊一层把表面氧化层刮清(见银白色肉质)磨机筒体的加工工艺1原材料尽量采用 C 级,不采用 B,A 级 重要零件采用 20Cr2所有已下好的料板 200mm 边缘探伤,原则采用 v 型坡 优先采用自动焊,其次采用 CO2气体保护焊,再不行用手工焊(高级焊工)100%探伤3滚圈刨边 卷板后进炉缓慢升至 600 度烘干 焊机保温 降温到 50 度 再次回炉保温到 60 度再焊 采用 T 型焊条 始焊缝最重要,完成后反向刨根至光亮肉质滚圈外圆尽可能用砂轮磨削焊接结束筒体直径超过三米的还要进回火炉回火,以消除应力,很多厂家不具备这项技术,这是保证筒体合格的重要保证。为了保证筒体的圆度需用工装米字撑调圆,以米字承中心固定,在筒体旋转中通过调节螺母螺栓连接程度调圆。磨机筒体加工方法类似窑的筒体加工方法需转孔,筒体上铰制孔周围须打磨,从而保证螺栓螺母垫板,衬板的良好固定。用回转窑的托轮装置支承安放磨机筒体保证不压坏筒体法兰。磨机端盖需有大的铰制螺栓孔和小的衬板固定螺栓孔。磨机的轴承底座用铸钢起吸震作用。进料螺旋筒磨机端需配钢球挡圈,一面砸伤螺旋,同时达到均匀进料螺旋要求外宽内窄。外宽保证进料快内窄保证进料均匀,稳。大齿轮加工也是一项技术关键,它需要保证齿轮的圆度,表面刚度,精度。实习中我们有机会跟踪学习了大直径齿轮的加工过程,为了节约成本提高效率,原本的加工过程被减少,因为滚齿成本太高改成刨齿,先加工端面内外表面,再刨齿,最后滚齿以保证加工精度。海安建材公司的选粉机壳体技术较先进,主要是焊接和材料的节约以保证壳体的质量和成本原料的节约。这些技术都是工人师傅在漫长的工作时间中总结出来的宝贵经验。由于我们是学生实习才有机会学到这些宝贵经验。大齿轮的加工工艺1准备 half 铸件毛坯2铣 half 端面3划线打孔4对孔焊接合并 half 结构5铰螺栓孔6铰制螺栓螺母连接7以轮缘内圆为粗基准车端面,轮毂内圆端面,车轮缘外圆8以轮毂内圆,轮缘侧面为精基准车另一侧轮缘侧面,轮缘侧面9刨齿,滚齿入库海建的辊压机辊子加工在全国处于先进水平,为了保证辊子有足够的刚度和强度需要堆焊达到一定厚度才能达到加工要求。辊压机要求相对压力达 55MPa,相对转动,物料 30-45%压成块状。辊轮在堆焊前外圆面有加工的条纹以保证堆焊的粘结质量。由于设计课题需要,我着重学习了选粉机。实习后对选粉机的组成有了充分的了解,对其工作原理又有了进一步的认识。对各个零部件也有了更加明确的认识,了解了各零件如何连接更加合理,采用什么样的方法安装能让选粉机更好的发挥其效能。在实习现场我们着重对旋风筒的加工工艺,工作原理和各种结构撒料盘4的进行了详细的分析和总结,对各种结构的撒料盘的优缺点有了一定的了解。选粉机由调速电动机主轴的运动带动带轮,经带传动选粉机主轴一起旋转,采用带式减速可起到减振及保护的作用,主轴的旋转带动分级圈和撒料盘一起运动,下部风轮是无动力的,成品细度的调整是靠改变电动机的转速或外置风机的风量大小实现的。其工作过程为:从磨机出来的物料经下料斗,进入磨尾提升机,顺着下料管落到撒料盘上,撒料盘高速旋转将物料撒向旋转上升的气流中,在离心力的作用下,一部分物料被均匀地撒向壳壁,沿壳壁沉降下来,而大部分被扬起的细粉随气流进入分级区。由于分级圈的高速旋转,颗粒得到均衡稳定的分级,进入分级圈的细粉和空气一起进入旋风筒经过翻板阀落入细粉下料斗作为成品收集起来,而未进入分级圈的颗粒,沿着内壳壁下落,经过滴流装置时,产生二次扬起,细粉同上升气流一起进入分级圈,而大颗粒沿着滴流装置下落到风轮的上圆盘上,风轮是无动力的,风轮的上圆盘起到第二个撒料盘的作用,旋转的风轮将物料再次抛向气流中,较细的物料顺着气流进入分级圈,大颗粒则沿壳壁落入粗粉下料斗作为回粉收集下来,然后回到磨机进行二次粉磨。四、 选粉机的分析实习过程中我主要对选粉进行了资料的收集和整理和转子部分的测绘,充分认识到了转子式选粉机的组成,结构,工作原理。特别是对关键部件转子进行了认真的分析。对转子的外型,设计有了一定的了解。转子式选粉机的结构如图 1 所示, 图 1 选粉机结构示意图1 旋风筒 2 汇风管 3 阀门 4 检查孔 5 回风管6 翻板 7 进风管 8 风机 9 分岔管 10 观察孔转子式选粉机的内部选粉空气是闭路循环的。干净的空气进入风机后,由于风机的旋转进入选粉机的中壳体入口,顺着壳体内的导风板旋转进入风轮,通过分级圈进入旋风筒,由于旋风筒的分离作用,使颗粒同空气分离,最后干净的空气由集气管收集重新回到风机入口,闭路循环对环境保护起到了一定作用。充分体现了新产品的绿色设计理念。主要结构优化设计离心式选粉机和旋风式选粉机都是采用小风叶分级,由于小风叶的旋转不够稳定,使得选粉机磨损比较严重,小风叶的分级精度也不精确。而笼形转子可以在高速旋转时产生比较稳定的旋转气流,使颗粒的受力大小、方向均衡一致,为选粉提供了良好的条件。同时,分级圈的选粉空间更理想、效果更好,结构如图 2 所示。主要变化为 1!将原有小风叶拆除,改造成笼形转子,5替代原有小风叶起分级作用。笼形转子由一定数量的分级叶片及上下盘组成,固定在原小风叶座上。由于笼形转子的高速旋转,产生强大的旋流及切向剪切作用,使物料分散性好且分级强度高。2 在分级圈上盘外侧均匀设置少量的小风叶,小风叶随分级圈高速运转,形成正压,使气流从分级圈通过,防止短路。3 改造前小风叶形成的分级区近似为一水平面,而优化后转子选粉机的分级区为一锥形面,经计算知在相同选粉室直径时其分级区增大了 50%60%这样非常有利于粗细颗粒的分离、选粉浓度的提高,很大程度上提高了单位选粉面积的产量。给水泥厂带来了效益。 五、 实习感想虽然实习时间不常但此次实习收获颇丰,收获了书本上学不到的知识和经验,锻炼了手工测绘的能力,毕业以后将面对工作,为了能节约成本提高效率,书本上学到的加工工艺将不适合生产,书本上并不考虑怎样下料以及加工步骤。只有通过实习才能注意到一些细节需要注意的加工工艺。工厂仅靠一些工艺的改进就可以独霸一面,这给了我们很大的启发,也加强了我们将来工作的信心。实习使我对选粉机有了更深的理解,选粉机性能的好坏与“分散” 、 “分级” 、和“收集”过程密切相关,三者的有机结合是优化选粉机设计的关键技术。两个建材厂的实习使我们对本专业有了更直接的了解,对一些非标准件的加工工艺也有了直观的了解,让我们认识到自身的不足以及以后工作中需要注意的某些方面。当然仅靠这些是远远不够的,在今后的学习过程中我们还要加强理论知识学习,丰富我们的知识面,才能在将来的工作中更好的解决实际问题。 毕 业 设 计 任 务 书课题:X700 涡旋式选粉机(转子部件)设计专 业 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 王 峰 班 级 B 材机 021 学 号 0210120117 指 导 教 师 杨 晓 红 专 业 系 主 任 发 放 日 期 2006 年 3 月 6 日 1一、设计内容结合生产实际完成 X700 涡旋式选粉机总体设计及转子部件设计。要求对原有的转子式选粉机加以改进,使所设计的选粉机具有涡旋效果,通风阻力更小,选粉效率更高。二、设计依据配套圈流系统水泥磨 2.27m,Q=2226 t / h,三、技术要求所有结构及其零部件设计后考虑技术性、加工工艺性、经济性,并保证安装、使用、经济方便。要保证选粉机的运转平稳,节能高产。2四、毕业设计物化成果的具体内容及要求1、设计说明书 1 份,达 1 万字以上,且要符合规范要求(电子文档) ;2、中文摘要不少于 400 字,并有对应英文摘要(电子文档) ;3、设计图样总的绘图量折合 A0 不少于 3 平方米( CAD) ;具体设计的图样有:(1)选粉机总装图一张;(2)转子部件总装图一张;(3)转子部件相关零件图一套。4、翻译 3000 以上汉字的课题相关外文资料5、实习小结(电子文档) 。3五、毕业设计进度计划起讫日期 工作内容 备 注2006.03.062006.03.07 布置任务 下达任务书06.03.0606.03.17 调查研究,收集资料,熟悉课题,毕业实习06.03.1806.03.31 总体设计,方案论证06.04.0106.05.10 部件、零件设计阶段06.05.1106.06.4 编写说明书06.06.506.06.7 毕业设计预答辩06.06.806.06.11 修改整理06.06.1206.06.13 复查材料 评阅06.06.1406.06.16 毕业答辩06.06.1706.06.18 材料整理装袋。4六、主要参考文献:1、许林发主编. 建筑材料机械设计(一) M. 武汉:武汉工业大学出版社, 19902、褚瑞卿主编. 建材通用机械与设备M. 武汉:武汉理工大学出版社, 19963、朱昆泉主编. 建材机械工程手册M. 武汉:武汉工业大学出版社,200074、徐灏主编. 机械设计手册M. 北京:机械工业出版社,199195、胡家秀主编. 机械零件设计实用手册M.北京:机械工业出版社,1999106、李益民主编. 机械制造工艺设计手册M.北京:机械工业出版社,1995107、赵忠主编. 金属材料与热处理M. 北京:机械工业出版社,199158、甘永立主编. 几何公差与检测M. 上海:上海科学技术出版社,200149、钱志峰主编. 工程图学基础教程M. 北京:科学出版社,200110、江旭昌主编. 管磨机M.北京:中国建材工业出版社,1992011、王仲春. 水泥工业粉磨工艺技术M.北京.中国建材工业出版社.20002001,8(4):131612、刘平成 k 型内循环选粉机的原理及其应用J 粉磨技术 No4.2004 25-2713、倪文龙应用双出风口旋风分离器改造旋风选粉机J 水泥 2003. No2 41-4214、李朝宗 XW-300 高效涡流选粉机的应用J 中国建材装备 技术交流 No3.199615、李朝宗 O-sepa 选粉机结构简介及工作特点 J 中国建材装备 No3.19945盐城工学院毕业设计说明书 200611. 前言本课题是进行 X700 涡旋式选粉机转子部件设计及改造。以往的选粉机结构存在一些不是很合理的地方,且其选粉效率一直受到限制,不是很高。通过本课题的一些设计改进,以达到令人满意的效果 。1.1 本课题的来源和技术要求:a.本课题的来源:在使用传统转子式选粉机的水泥企业的生产过程中,发现了很多转子式选粉机的缺点和不足,选粉效率低功耗大满足不了现在的企业需求。本课题的设想是经过一些改造,改进其原本的缺点,提高效率,尽量满足水泥企业的需要。b.技术要求:所有结构及其零部件设计后考虑技术性、加工工艺性、经济性,并保证安装、使用、经济方便。要保证选粉机的运转平稳,节能高产。1.2 本课题要解决的主要问题和设计总体思路:a. 本课题解决的主要问题:首先原来的转子不能提供稳定的分级力场,不能提供稳定的分级力,进料受力不均影响选粉效率影响产量。原先的耐磨衬板成本高,安装维修困难,且增大整机的重量给运输造成不便。原先的转子式选粉机涡旋效果不理想选粉效果不佳。撒料盘易损坏,零件更换成本高且单件制作成本较高。原先的润滑方式费用高,操作不便。b. 本课题的设计总体思路:减速器传动虽然易磨损,零件更换成本高,但其传动比较平稳。换成皮带传动,因为其传动比比较大,一级传动肯定是不行,所以这里采用二级皮带传动,电机采用立式电机,并用焊接架支撑在顶盖上。内部改造部分: 首先采用笼型转子,提高分级力场的稳定性。轴与轴套之间密封采用油浴室润滑,降低费用操作方便。撒料盘放在转子上部,增大物料下落过程的选粉几率。采用旋风筒增强选粉效果提高选粉效率。1.3 预期的成果及其理论意义通过对选粉机转子部件的设计改造,可以有效地降低成本,提高生产时间利用率,提高选粉效率,从而达到增加经济效益的目的。X700 涡旋式选粉机( 转子部件)设计22. 国内外发展状况及现状的介绍:选粉机发展到今天已经有了三代产品,以离心式选粉机旋风式选粉机 Osepa 选粉机为各自的代表,今天已经发展成多代选粉机优点的集合体。2.1 离心式选粉机的发展与改进第一代选粉机以离心式选粉机为代表,也称为普通空气选粉机。主要原理是借助于物料颗粒在气流中,由于上升气流的浮力、相对运动的气体阻力、离心力、重力之间的平衡使大小不同的颗粒产生不同的等速运动而使颗粒分级。该机的特点是将空气选粉机、循环空气风机以及从空气中分选细粉的旋风筒组合成一个单机系统。缺点是a循环气流中粉尘多,致使选粉区的实际物料浓度大为增加,加大了颗粒沉降的干扰;b选粉区内存在着风速梯度,使分离粒径不均匀。高风速处会把过粗的颗粒带出混入细粉中;c边壁效应使细小颗粒随粗颗粒一起碰撞而降落。严重影响分离效率和提高磨机循环负荷率。许多厂家根据子自身需要对离心式选粉机进行了改进选粉机的入料方式不变进入选粉机的物料在经过筛料盘的撒料以后,合格细粉在选粉机底部上来的循环气流的带动下通过锥面笼形转子,向上进入粉流管,在循环气流的进一步带动下,细粉沿 6 个旋风筒体的切线方向在旋风筒体的顶部进入旋风筒,然后,细粉在自身重力以及部分向旋风筒底部下行的涡形气流的作用下,进入旋风筒底部的集粉箱,集粉箱出来的合格细粉通过输送设备送入料库进入旋风筒组的循环气流以及部分未沉降下去的细粉在风机的引力下从旋风筒头顶部沿管道进入风机,风机再把粉气流送入选粉机内筒,被锥面笼形转子打下去的不合格粗粉,沿选粉内筒壁滑落,从粗粉口流出。改造后仍然存在问题:a改造后,物料的湿度对选粉机的功率有一定影响。b改造后,风机风量的大小成为影响选粉机功效的最关键因素。2.2 旋风式选粉机的发展与改进60 年代德国维达格公司推出了旋风式选粉机。虽然其核心结构与离心式选粉机没有根本变化,但由于减少了粉尘循环,选粉效率有所提高。旋风式选粉机这种选粉机的特点是空气在机内外循环。用小旋风筒代替大直径外筒来收集细粉,提高了料气分离的效率,使循环气流中的含尘浓度大为降低,克服了颗粒沉降的干扰影响。同时粗粉在降落过程中增加了二次选粉的机会。这些措施盐城工学院毕业设计说明书 20063较大地改善了选粉效果。在结构方面亦可制成大规格以适应水泥设备大型配套的需要。缺点是选粉区内分级力场不稳定,选粉效率不高。因此很多厂家也对旋风式选粉机进行了改进a拆除小风叶,在原小风叶盘上安装笼式转子b 将主轴驱动电机改为调速电机(或采用变频调速)c改造撒料盘,提高抛撒能力,使物料能比较均匀地分散于分级区内;在滴流装置内腔加设约束内锥,以稳定分级区内的气体流场,并与环状进风的滴流装置一起形成二次分选结构,增强二次分选的效果。缺点是能耗较高。2.3 转子式选粉机的发展与改进转子式选粉机是在旋风式选粉机的基础上发展起来的,它有着如下几个特点:a采用高抛撒能力的撒料盘,使物料在选粉机能得到均匀、充分的分散;并在适当位置布置约束内锥,以稳定选粉室内的气体流场及增强二次选粉的效果。b采用离心力场作为分级力场,结构上采用倒锥形笼式转子,可保证选粉室内分级力场的强度均匀稳定、物料受分选几率均等,可保证选粉机具有较高的分级精度与选粉效率。c主轴传动采用调速装置,分级力场强度可通过改变主轴转速灵活调节,以控制产品细度及粒度分布,满足生产需要。d细粉分离与收集装置采用高效低阻旋风筒,并布置在主机周围形成一整体,这样可有效地简化系统的工艺流程,减少占地面积,降低系统的一次性投资及装机容量。1979 年日本小野田公司开发了 OSEPA 选粉机,不仅保留了旋风式选粉机外部循环的优点,而且采用笼式转子根本改变了选粉原理,从而大幅度提高了选粉效率。在此基础上不少公司推出了类似的笼式选粉机。以 OSEPA 选粉机为代表的笼式选粉机称为高效选粉机,也有人称它为第三代选粉机。Osepa 选粉机它是一种高效涡流型选粉机,不仅保留了旋风式选粉机外部供风、循环气流高效分离、二次选粉等优点;而且应用平面螺旋气流选粉原理,以笼式转子代替小风叶,气流通过导向叶片切线进入,在整个选粉区内气流稳定均匀,从而消除了离心式选粉区内风速梯度、分离粒径趋于均匀和边壁效应。颗粒自上而下有多次分选机会,最后又经三次风再次分选,因此分选效果好,其产量、动力消耗和水泥质量都有很大的改善。虽然笼式高效选粉机以其卓越的性能得到人们的肯定,但它结构复杂,加工制造费用较高,还要增加收集成品的高浓度袋式收尘器,并且操作要求及管理要求也相应较高,因此,对于中小水泥企业来说是一个困难的决策。X700 涡旋式选粉机( 转子部件)设计4随着我国选粉技术的发展,对选粉机的结构进行了不断的改进和完善,对工艺系统和磨内参数进行不断的优化,使我国的 OSepa 选粉机无论在设备质量上还是工艺性能上都可能与国外同类产品相媲美,各项技术指标均达到了国际先进水平,其增产节能效果明显,被大家共认为高效选粉机。围绕着 OSepa 选粉机的选粉原理和内部结构,国内外都推出了各种各样的高效选粉机,但大都以笼形转子为核心,以平面涡流选粉原理为基础,因此,我们说高效选粉机,应该是以 OSepa 为代表的以笼形转子为特征的一批高效选粉机。在我国球磨机系统中常见的有改进型 OSepa 选粉机、组合式选粉机和煤磨动态选粉机。盐城工学院毕业设计说明书 200653. 总体方案论证分析了多代选粉机的各自优点本次设计的高效涡流选粉机有以下优点:a 在进风口加装导风叶片,使得系统沿切向进风时在机体内产生稳定的涡旋气流,提高选粉效率。b 转子改进成选粉效率更高的圆柱笼形转子,从而使单位时间的选粉效率更高,单位产量能耗更低。通过改变转子,可以形成更加稳定的分级力场,使转子的分级功能更强,分级区内产生稳定的分级力,提高分级精度。c 改变进料口使得进料装置改成四点或多点进料。使得物料分散更均匀,更充分。d 采用高效低阻旋风筒,布置在主机周围,形成一个整体,有效地简化了系统的工艺流程,减少了占地面积,降低了后续布袋除尘器的负荷和要求,降低系统的一次性投资及装机容量。减少循环负荷提高效率。e 改变撒料盘的形状使撒料盘的撒料能力更好,这样就更加有利于提高选粉机的效率,以及它们之间的连接方式(将焊接方式改为用螺栓连接),方便拆卸,避免个别零件出现问题时,导致其他的不必要的拆卸而损坏 ,减少不必要的浪费。高效涡流选粉机具有众多优势:提高产量,降低能耗,提高质量,操作简单,磨损及维修量都很小,能耗低等。X700 涡旋式选粉机( 转子部件)设计64具体设计说明4.1 工艺参数:4.1.1 主要工艺尺寸选粉机内相关的工艺尺寸将影响选粉机的选粉性能。不同类型的选粉机,为适应不同的工艺要求,其各部分的相对尺寸比例也不相同。但是由于选粉机调节因素较多,灵活性较大,我们可以寻求一个统一的基本尺寸作为设计和生产中调整的依据,再配合可变的其他工艺参数,就能满足不同的需要。根据产量 Q=22-26t/h,Q=7.2D2 由经验公式得 D =1.73.6,根据生产实际应用选取/7.2Q选粉室直径为 2026mm, 旋风筒直径 d=0.438D=964mm.由经验比例得旋风筒直径为 960。选粉机转子和选粉室之间的距离需适中,过大或过小都将影响选粉效率。根据已使用的选粉机参数和考虑导风装置,转子的直径尺寸为1026mm。撒料盘环状放置在转子上方宽度略大于进料口宽度尺寸定为132mm。由于是涡旋式加设导风装置,所以需加装环状密封装置,考虑出粉口大小密封环宽度定为 98mm。密封槽直径与密封环相配合。4.1.2 所需功率依据离心式选粉机的经验公式 P=kD2.4=1.58X2.0262.4=18.5kw,故定电机功率为 18.5kw. 4.1.3 合宜转速依据公式 nD=300-500 得 n=125208 选取 n=180rpm,故主轴转速定为180rpm。4.2 连接轴的结构设计4.2.1 a. 轴的材料及热处理由于设计是传递的功率不是太大,对其重量和尺寸无特殊要求,故选择常用材料 45 钢,调质处理。b. 初估轴径按扭矩初估轴的直径,考虑到安装皮带轮仅受扭矩作用,查表取 C=110,则(4-1)3minPCd式中: C由轴承的材料和承载情况缩确定的常数;P轴的输出功率, KW;n轴的转速,r/min.盐城工学院毕业设计说明书 20067各参数值为 C0=110、P=18.5KW、n=180r/min ,则=51m (4-3minPCd2)c. 结构设计a) 各段直径的确定图 4-1 轴轴 1 段的直径就是 d1 连接带轮,故有键槽应增大 5%-10%,d 1=65mm。 轴 2 段连接透盖与其内径最小直径相等取 d2=70。轴段 3 工艺段考虑轴承的拆卸仅需略大于轴段 2 取 d3=78mm。轴 4 连接轴承型号为内径 85mm,故轴 4 故d4=85mm。轴 5 段需略大于轴四段,为了减少应力集中取直径为 95mm,故d5=95mm。轴 6 段安装轴承型号为内径 85mm,故 d6=85mm。轴 7 段安装止退套筒,内径为 78mm,故 d7=78mm,轴 8 段连接透盖与其内径最小直径相等取d8=70mm。轴 9 段工艺段直径略小于轴 8 段取 65mm,故 d9=65mm。轴 10 段与转子套筒相连,直径与套筒内径相等取 60mm,故 d10=60mm。轴 11 段为最小直径与转子套筒相连,有键槽取 55,故 d11=55mm,轴 12 段为螺纹段 M42。b) 各轴段长度的确定各轴段 1 长度应比带轮长度略长取 140mm,取 l1=140mm。轴 2 段连接透盖,长度略长于透盖厚度取 78mm,故 l2=78mm。轴段 3 艺段考虑轴承的拆卸取 l3=42mm。轴 4 接圆锥滚子轴承,所以长度需略大于轴承内径厚度。故取l4=50。轴 5 根据整体结构考虑取 l5=846mm。轴 6 安装双列圆柱调心轴承,故l6=80mm。轴 7 安装止退套筒,故取 l7=27.5mm。轴 8 连接透盖长度略大于透盖厚度,故取 l8=90mm。轴 9 工艺段根据整体结构考虑取 l9=170mm。轴 10 转子套筒相连,依据转子的高度考虑,考虑下段轴的健连接故取 l10=455。轴 11 段为最小直径与转子套筒相连,有键槽长度为 125mm,故取 l11=136mm。轴 12 段为螺纹段 M42,长度为 l12=44mm。4.2.2 轴的强度计算a. 破碎力的确定冲击时间的计算 (4-3vRt48.2) 式中: R料块的半径,mm,X700 涡旋式选粉机( 转子部件)设计8v转子的圆周速度,m/s。2.4805.1349t s破碎力 P 的计算 (4-0mvPt4)式中: P破碎力,N;m料块的质量,kg; v0冲击后物料的速度,m/s;t冲击时间,s。1.40.31250974Nb. 轴的受力分析(见图 4-2c. 画轴的受力简图(见图 b).图 4-2 轴的受力分析及弯扭矩图d. 计算支承反力。皮带轮对轴的总压力为 = N 1F097由 所以 AM21L既 12456LF由 312097371Ne. 画弯矩图(见图 c)在水平面上,aa 剖面左侧盐城工学院毕业设计说明书 200691097246380aMFl Nm(4-5)aa 剖面右侧(4-6) 251al f. 画扭矩图(见图 d)(4-7)338.9501909527PT Nmn4.2.3 轴的强度校核(一)弯曲合成强度校核通常校核轴上受最大弯矩和扭矩的截面的强度.显然,由于轴最小段放大了以后考虑键槽的影响,而且此截面只承受扭矩,故没有必要校核.由图中A 截面处合成弯矩最大、扭矩为 T,该截面左侧可能是危险剖面,故 aa 截面左侧可能是疲劳破坏危险剖面。 截面 A 处的弯矩计算考虑到启动,停止影响扭矩为脉动循环变应力 6.03 3221680.6981527648521caMT m(4-8) a.截面 A 处的应力计算抗弯截面系数 (4-9)3330.1.65274Wd(4-10)654827ca MPab.强度校核45 钢调质处理,查表得 601 , 故 A 剖面左侧安全,5.13.caS4.2.4 A 截面右侧强度校核(1) 抗弯截面系数 (4-27)3330.1.652746.5Wdm(2) 抗扭截面系数 333.2.9.T(3) 截面右侧的弯矩(4-28)2715624810aMFl Nm(4) 截面的弯曲应力 (4-29)4809.bPaMW(5) 截面上的扭矩切应力(4-30)91527.84.T(5) 平均应力弯曲正应力为对称循环应力 02maxi扭转切应力为脉动循环变应力 in3MPa(6) 应力幅(4-31)maxin24MPa盐城工学院毕业设计说明书 200613(4-maxin23MPa32)(7) 疲劳强度综合影响系数074.1kK295(8) 仅有弯曲正应力时的安全系数计算(4-172.34.029.10amSK 33)(9) 仅有切应力时的安全强度计算 (4-11522.930.amSK34)(10) 弯扭联合作用下的安全系数计算22.3.6caS查表 可得当料均匀,载荷与应力计算精确时许用安全系数 取,5.13S显然 , 故 A 剖面右侧安全 5.1ScaS4.2.5 静强度安全系数校核该设备没有大的瞬时过载和严重的应力循环不对称,所以没有必要进行静强度校核4.2.6 轴承的选型及寿命计算a. 轴承一的选型及寿命计算圆锥滚子轴承自身可起轴向压紧作用,先选上轴承为圆锥滚子轴承内径为 85mm,型号为 30217 采用过盈配合公差为 n6,轴的转速为n=180r/min,轴承只承受径向力。预期寿命为 40000h。查设计手册得: 150Dm28B178rCkN0238rkP= =13741N rF寿命计算 hLX700 涡旋式选粉机( 转子部件)设计14查表可得, 103167167.58896704tnPfCL h(4-35)=189663740000hnL所以该轴承合适。b. 轴承二的选型及寿命计算轴承二为调心滚子轴承主要用于承受径向载荷,同时也能承受任何一方向的轴向载荷.该轴承的型号为 22317。轴承内径为 85mm。采用过盈配合,轴的转速为 n=180r/min.预期寿命为 40000h。查设计手册得: 180Dm6B308rCkN04rk0.37e1.Y2.701.Y计算派生轴向力 , sF2769.rs计算轴向负载 , a840eg78sae N确定系数 1Y286093.0.77arFe?查表的 2.Y计算当量动载荷 20.670.6712.80963715raPFN计算轴承寿命 hL查表可得 .5pftf(4-16716730812346.5thpChnfP36)=12341640000hhL故该轴承合适盐城工学院毕业设计说明书 2006154.3 转子部件的设计(一)设计思路首先分析以往的转子式选粉机优缺点改变以往倒锥型锥体结构,设计出笼型转子,笼型转子能够提高分级力场,吸取 o-sepa 选粉机的优点采用导风装置提高涡旋效果。圆柱形转子上有一定数量小风叶,小风叶随分级圈高速运转,形成正压,迫使气流从分级圈通过,防止短路。在生产过程中,物料被旋转的撒料盘均匀撒开,较细的物料受到的惯性离心力较小,受到上升气流作用通过栅栏圈;进人旋风筒收集;较大的物料受到的惯性离心力较大,向四周飞溅的同时大部分失速沉降,部分中间夹带细粉的小颗粒受到上升气流长时间的作用,在撒料盘和笼式分级圈之间的较大空间内,被上升气流逐渐分离笼型转子与导风装置配合使用使物料均匀受到分级力的作用提到选粉效率。笼型转子由上下盖板和耐磨钢片构成,栅栏圈围成,钢片数量较多,安装相对密集,可以实现立体分级,工作范围大,分级精度高。保证了分级区力场的稳定性,提高分级精度。(二)具体设计依据选粉室的大小定出转子的尺寸为 1026mm。高度为 658mm。转子的耐磨钢片同上下盖板焊接,中部盖板成环型均布 70 个长方形孔。钢片穿过中盖板方孔焊接,以保证其稳定性。转子下板加装倒锥体,起加固转子加强上升气流。本次设计将撒料盘安装在转子上部,延长物料受分级力作用时间。采用耐磨铸件批量生产,节约成本,采用螺栓连接,维修方便。撒料盘为易损件,与转子采用螺栓连接,损坏时拆换方便不用拆整机。由于撒料盘放置在转子上部,这就要求进料和出粉的密封性。因此设计了密封环和密封槽,均采用耐磨铸件,保证耐磨性。采用铸件节约成本,密封槽和密封环装配时有特殊要求,之间的间隙不得大于八毫米。转子内加装拉杆提高转子的稳定性和打散转子内部涡流的效果。绕固定轴转动的构件称为转子,其惯性力和惯性力矩的平衡问题称为转子的平衡。工作转速低于一阶临界转速,其旋转轴线绕曲变形可以忽略不计的转子称为刚性转子。刚性转子的平衡可以通过重新调整转子上质量的分布使其质心位于旋转轴线的方法来实现。平衡后的转子在其回转时各惯性力形成一个平衡力系,从而抵消了运动中产生的附加动压力。(三)考虑转子的平衡绕固定轴转动的构件称为转子,其惯性力和惯性力矩的平衡问题称为转子的平衡。工作转速低于一阶临界转速,其旋转轴线绕曲变形可以忽略不计的转子称为刚性转子。刚性转子的平衡可以通过重新调整转子上质量的分布使其质心位于旋转轴线的方法来实现。平衡后的转子在其回转时各惯性力形成一个平衡力系,从而抵消了运动中产生的附加动压力。静平衡的条件: 分布于转子上的各个偏心质量的离心惯性力的合力为零或质径积的向量和为零。X700 涡旋式选粉机( 转子部件)设计16对于长径比 5,转速500r/min 的转子理论上应校核其动平衡,但由于本设ld计主轴的转速远小于 500,且同类产品工厂应用中发生振动的概率仅为 1%2%,而做一个动平衡机的资金至少要 50 万,故实际上不做动平衡。图 4-3 转子1、密封环 2、撒料盘 3、上板 4、耐磨钢片 5、拉杆 6、中板 7、下板4.4 润滑系统设计 在润滑工作中,根据各种设备的实际工况,合理选择和设计其润滑方法、润滑系统和装置,对保证设备具有良好的润滑状况和工作性能以及保持较长的使用寿命,具有十分重要的意义。润滑系统是向机器或机组的摩擦点供送润滑剂的系统,包括用以输送、分配、调节、冷却和净化润滑剂以及其压力, 、流量和温度等参数和故障的指求、报警和监控的整套装置。一般而言,机械设备的润滑系统应满足以下要求:a. 保证均匀、边续地对各润滑点供应一定压力的润滑剂,油量充足,并可按需要调节。 b.工作可靠性高。采用有效的密封和过滤装置,保持润滑剂的清洁,防止外界环境中灰尘、水分进入系统,并防止因泄漏而污染环境。 c.结构简单,尽可能标准化,便于维修及高速调整,便于检查及更换润滑剂,起始投资及维修费用低。 d.带有工作参数的指示、报警保护及工况监测装置,能及时发现润滑故障。盐城工学院毕业设计说明书 200617e.当润滑系统需要保证合适的润滑剂工作温度时,可加装冷却及预热装置以及热交换器。 在设计润滑系统时必须考虑以三种润滑要素,即:摩擦副的种类(如轴承、齿轮、导轨等类支承元件)和其运转条件(如速度、载荷、温度以及油膜形成机理等) ;润滑剂的类型(如润滑油、脂或固体、气体润滑剂)以及它们的性能;润滑方法的种类和供油条件等。本次设计的润滑系统为油浴润滑,由两个端盖和轴套构成。当机器运行时通过进油管道进油,高压油通过出油管道进入液压缸形成一个循环运行。轴与轴套之间充满润滑油,保证轴承工作在润滑状态下。根据工厂运用实际取二十号机械油可以保证冬天不用换润滑油而不会冻结。上下轴承两侧都设计了测温装置,保证轴承工作温度不会过高而导致轴承的损坏。密封性能失效是导致轴承早期磨损的关键,因此,采用了密封性能比较可靠的密封结构来减少轴承的漏油。在密封圈的选取上,由于在长期高温、粉尘较多的情况下工作,极易引起橡胶的延伸、弹性和抗拉强度受到破坏,耐温性能较好的半粗羊毛毡圈是较理想的密封圈.在密封件结构的上,本设计采用 节流沟槽式密封结构.4.5 螺栓组设计4.5.1 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。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。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 。dt10d. 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。X700 涡旋式选粉机( 转子部件)设计184.5.2 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。4.5.2.1 失效形式承受轴向拉力的普通螺栓联接,在静载荷作用下,其主要失效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。4.5.2.2 强度校核以轴外套和壳体接合面处螺栓组为例:如图 4-5 所示。该螺栓组联接分别受横向载荷作用和翻转力矩的作用。(1) 螺栓组受力分析水平方向的力为 1097xFN翻转力矩 (4-0.2574.xMhNm37)(2) 失效形式分析在该连接处可能出现以下几种失效形式:在 的作用下,结合面左部可能分离或滑离;在 的作用下,结合面右部可能被压溃;最左边的受拉力的螺栓可能拉断或产生塑性变形.在 的作用下轴套可能向右滑动.为了防止分离xF和滑离,应保证有足够的预紧力;为避免压溃,要求将预紧力控制在一定的范围内.(3) 计算 作用下的单个螺栓所受的工作拉力xF1F(4-161097/82xzN38)(4) 计算 作用下受力最大的螺栓所受到的最大拉力Mmax2 2maxax174.506.85ziFL(5) 计算最大工作压力 Fax85N(6) 计算螺栓所受总拉力 计算预紧力 0F由底板不滑离条件: (4-21yfxCfzFk盐城工学院毕业设计说明书 20061939)可得: 201fxykFCz查表 可得 则 .0218.021C取 .fk6.f0.80.28561FN计算是取 0251020.28597CFFN(7) 确定螺栓的直径 d选螺栓的材料为 Q235,性能等级 4.6 级,查表可得: MPas240查表取 安全系数 螺栓材料的许用应力6.5S240.3s MPa由 (4-5.9571.6Fdm40)所用螺栓为 M26, 符合要求(8) 校核结合面工作能力 结合面不被压溃22223.1480.34019ARr m3 387DdWX700 涡旋式选粉机( 转子部件)设计202max1127450637840.19.8340928p xCMzF MPaAW查表 得 pSmax2013.01psp pPMP故底板不会被压溃 结合面左边不出现缝隙 2min011274506250.819.16409p xCMzF MPaAWin.6pPa所以结合面处不会出现裂缝。盐城工学院毕业设计说明书 200621图图 5-1 螺栓受力示意图5.结论通过此次对涡旋式选粉机的设计,包括对其转子部件的设计改进,提高分级力场,吸取 o-sepa 选粉机的优点采用导风装置提高涡旋效果,提高了选粉效率。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。易损件如撒料盘均改为铸件,降低成本,连接方式改为螺栓连接降低维修费用。经过设计改造后的选粉机大大减少了运行成本,提高了生产效率。X700 涡旋式选粉机( 转子部件)设计22参 考 文 献1 许林发主编. 建筑材料机械设计(一) M. 武汉:武汉工业大学出版社, 1990 2 褚瑞卿主编. 建材通用机械与设备M. 武汉:武汉理工大学出版社, 19963 朱昆泉主编. 建材机械工程手册M. 武汉:武汉工业大学出版社,200074 徐灏主编. 机械设计手册M. 北京:机械工业出版社,199195 胡家秀主编. 机械零件设计实用手册M. 北京:机械工业出版社,盐城工学院毕业设计说明书 2006231999106 李益民主编. 机械制造工艺设计手册M. 北京:机械工业出版社,1995107 赵忠主编. 金属材料与热处理M. 北京:机械工业出版社,19915.8 甘永立主编. 几何公差与检测M. 上海:上海科学技术出版社,20014.9 钱志峰主编. 工程图学基础教程M. 北京:科学出版社,2001.10 江旭昌主编. 管磨机M.北京:中国建材工业出版社,19920.11 刘平成 k 型内循环选粉机的原理及其应用J 粉磨技术 No4.2004 25-27. 12 倪文龙应用双出风口旋风分离器改造旋风选粉机J 水泥 2003. No2 41-42.13 李朝宗 XW-300 高效涡流选粉机的应用J 中国建材装备 技术交流 No3.1996 14 徐灏.机械设计手册M.北京:机械工业出版社,2000.15 李朝宗 O-sepa 选粉机结构简介及工作特点J 中国建材装备 No3.1994致 谢为期三个多月的毕业设计即将结束,回顾整个过程,我感受颇多。在设计之初,杨老师和刘老师带领我们参观了很多建材企业,给我们的毕业设计提供了大量的参考数据和感官认识。在设计过程中,我翻阅了大量的相关资料,同时将大一至大四上学期所学的相关专业课本认真的温习了一边,增加了很多理论知识。这次设计,使我将四年中所学到的基础知识得到了一次综合应用,使X700 涡旋式选粉机( 转子部件)设计24学过的知识结构得到科学组合,同时也从理论到实践发生了一次质的飞跃,可以说这次设计是理论知识与实践运用之间互相过渡的桥梁。知识的巩固固然重要,但能力的培养同样不可忽略。我觉得这次设计的完成,不仅锻炼了我搞设计的工作能力,培养了我独立思考的能力,解决困难的方法,并且也培养了我独立创新力求先进的思想。同时我认识到:无论做什么事,只要你深入的去做,难事不难,但如果你不去用心的做,易事不易。机不可失,我在这次的设计中倾注了大量的心血,尽一切力量争取将设计做到在最好。我认为我在这段时间内所有的收获,对我今后的学习和工作会是一笔难得的财富。实践知识不足,但杨老师和刘老师总是耐心地给我讲解有关方面的知识,及时了解我设计中遇到的难题,使我得以在短时间内完成设计工作,同时教导我们不管是在以后的工作还是学习中,都要保持治学严谨的态度。在本次毕业设计中,杨老师刘老师付出了辛勤的劳动,在此向他们表示衷心的感谢。此次设计的圆满完成与同组其他人员的通力合作也是分不开的,他们给了我许多帮助和指点,在此一并表示感谢! 由于自己能力所限,时间仓促,设计中还存在许多不足之处,恳请各位老师同学给予批评指正。附 录序号 图名 图号 图幅1 总装图 X700 A02 转动件 X700-14 A13 透盖一 X700-14-2-1 A3盐城工学院毕业设计说明书 2006254 透盖二 X70014-2-2 A35 主轴 X700-14-2 A36 撒料盘 X700-14.3-8 A37 挡料板 X700-14-3-7 A38 密封环 X700-14-3-4 A49 密封圈 X700-14-3-5 A410 转子 X700-14-1 A211 轴套 X700-14-3 A212 导风装置 X700-8 A2
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