畢業(yè)論文
離心甩干機(jī)設(shè)計(jì)
摘 要
為了研究離心甩干技術(shù)的工作原理并提高離心甩干力度，通過(guò)研究離心力場(chǎng)，結(jié)合離心甩干機(jī)的甩干機(jī)理，分析顆粒在篩面的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用數(shù)學(xué)原理和理論力學(xué)知識(shí)建立了物料在篩籃上的動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)離心機(jī)的結(jié)構(gòu)、零部件和工作原理進(jìn)行了細(xì)致的分析研究，并針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了原因分析。通過(guò)對(duì)離心甩干機(jī)的設(shè)計(jì)改進(jìn)，使離心甩干機(jī)更加穩(wěn)定，甩干更加強(qiáng)勁。
關(guān)鍵詞 離心甩干機(jī)；螺旋刮刀；分離因數(shù)
III
目 錄
摘 要 I
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 選煤的工藝過(guò)程 1
1.3 選煤產(chǎn)品的甩干 1
第2章 離心分離理論及設(shè)備 4
2.1 離心力場(chǎng)的基本特性 4
2.1.1 離心力和分離因數(shù) 4
2.1.2 哥氏力 5
2.1.3 離心液壓 6
2.2 分離物料的特性 6
2.2.1 懸浮液特性 6
2.2.2 固體顆粒特性 6
2.3 離心甩干設(shè)備類(lèi)型、特點(diǎn) 7
第3章 XLL-11000型離心甩干機(jī)總體設(shè)計(jì) 8
3.1 設(shè)計(jì)選用機(jī)型及工作原理 8
3.2 離心機(jī)整體方案的確定及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 8
3.2.1 工作部分 8
3.2.2 傳動(dòng)部分 9
3.2.3 潤(rùn)滑系統(tǒng) 9
3.3 安裝與運(yùn)轉(zhuǎn) 9
3.3.1 安裝 9
3.3.2 運(yùn)轉(zhuǎn) 10
3.4 操作與維護(hù) 11
3.4.1 操作 11
3.4.2 維護(hù) 11
第4章 工作部分設(shè)計(jì) 13
4.1 分離因數(shù) Fr的確定 13
4.2 篩籃轉(zhuǎn)速確定 13
4.3 篩籃結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13
4.3.1 篩籃大端直徑 14
4.3.2 篩籃長(zhǎng)度 14
4.3.3 篩籃半錐角的確定 14
4.3.4 篩網(wǎng)選型及其特征對(duì)甩干效果的影響 18
4.3.5 篩網(wǎng)縫隙寬度的選擇： 18
4.3.6 篩網(wǎng)縫隙排列對(duì)分離效果的影響 19
4.3.7 篩籃主要參數(shù)如下： 19
4.3.8 篩籃強(qiáng)度校核 19
4.3.9 篩籃的制造 20
4.3.10 篩籃的平衡實(shí)驗(yàn) 21
4.4 螺旋轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21
4.4.1 螺旋轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 21
4.4.2 螺旋轉(zhuǎn)子的升角的確定 21
4.4.3 提高刮刀耐磨性措施 21
4.5 離心機(jī)生產(chǎn)能力校核 22
4.6 篩籃與刮刀轉(zhuǎn)子間間隙的確定 23
4.7 分配盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23
4.8 鐘形罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
4.9 殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
4.10 減震裝置設(shè)計(jì) 25
4.11 潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 26
總結(jié) 28
參考文獻(xiàn) 29
致謝 31
32
第1章 緒論
1.1 引言
目前煤炭仍是世界上人類(lèi)利用的主要能源，我國(guó)又是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。煤炭在我國(guó)的能源消費(fèi)總量構(gòu)成中的比例超過(guò)50%。今后五十年甚至更長(zhǎng)一段時(shí)間，煤炭作為中國(guó)的主要能源及鋼鐵、化工領(lǐng)域的原料在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不會(huì)有大的改變，煤炭仍將是我國(guó)的主要能源。因此煤炭在中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位是舉足輕重的地位。然而，在中國(guó)的煤炭消耗中，煤炭的加工利用處于低水平階段，存在著高能耗、高污染、低效率的利用現(xiàn)狀，也產(chǎn)生了一系列的環(huán)境污染問(wèn)題，如燃煤產(chǎn)生煙塵和SO:排放量分別占80%和90%，中國(guó)的大氣環(huán)境污染屬典型的煤煙型大氣污染。并且今后隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的的快速發(fā)展，煤炭的產(chǎn)量將保持增長(zhǎng)勢(shì)頭，從而對(duì)煤炭的洗選加工和環(huán)境保護(hù)提出了更高的要求，環(huán)保要求的提高、潔凈煤計(jì)劃的實(shí)施、煤炭市場(chǎng)日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)等成為煤炭深度洗選脫硫降灰的內(nèi)在動(dòng)力。
1.2 選煤的工藝過(guò)程
一般來(lái)說(shuō)，選煤廠由以下主要工藝組成，原則流程如圖1.1：
（1）原煤準(zhǔn)備：包括原煤的接受、存儲(chǔ)、破碎和篩分。
（2）原煤的分選：目前國(guó)內(nèi)的主要分選工藝包括跳汰-浮選聯(lián)合流程；重介-浮選聯(lián)合流程；跳汰-重介-浮選聯(lián)合流程；塊煤重介-末煤重介旋流器分選流程；此外還有單跳汰和單重介流程。
（3）產(chǎn)品甩干：包括塊煤和末煤的甩干，浮選精煤甩干，煤泥甩干。
（4）產(chǎn)品干燥：利用熱能對(duì)煤進(jìn)行干燥，一般在比較嚴(yán)寒的地區(qū)采用。
（5）煤泥水的處理。
1.3 選煤產(chǎn)品的甩干
選煤產(chǎn)品的甩干是利用重力、機(jī)械力或加熱干燥等方法使固體物料與水分離，以降低濕物料水分含量的作業(yè)。甩干作業(yè)是濕法選煤廠的重要選煤工藝環(huán)節(jié)。選煤產(chǎn)品甩干有以下幾個(gè)目的：
降低選煤產(chǎn)品中的水分，以滿(mǎn)足用戶(hù)和運(yùn)輸?shù)男枰?。在選煤廠，各種精煤的綜合水分一般要求達(dá)到8%~10%，高寒地區(qū)要求為8%以下。濕法選煤帶有大量的水分，若煉焦用煤水分很高，不僅使煉焦時(shí)間延長(zhǎng)，生產(chǎn)量減小，而且煉焦?fàn)t所用煤氣量變大，壽命縮短。水分高的煤炭，運(yùn)輸也困難，特別是北方的冬季，煤炭的凍結(jié)更給卸車(chē)帶來(lái)困難。水分過(guò)高，選煤廠貯存和裝車(chē)也很困難。
圖1-1 選煤工藝過(guò)程示意圖
洗水再用，節(jié)約用水。濕法選煤用水量很大。一般情況下，跳
汰機(jī)每處理1噸原煤用水3噸；1噸塊原煤用水0.7噸；1噸末原煤約用
1.6~2.0噸水，這么多的水不回收，將造成很大的浪費(fèi)。
使煤泥回收，洗水閉路循環(huán)，以免環(huán)境污染。煤泥水外流不僅造成環(huán)境污染，也增加煤炭的損失。采用有效的甩干，既可回收煤泥，實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)，也減輕了對(duì)環(huán)境的污染。
此外，在風(fēng)力選煤前，如煤中含有大量的外在水分，也必需先經(jīng)過(guò)甩干。
選煤產(chǎn)品的甩干方法有：重力甩干、機(jī)械力甩干、熱能甩干、物理化學(xué)甩干和電化學(xué)甩干法。其中常用的方法有：重力甩干、機(jī)械力甩干和熱能甩干法。
本次研制的機(jī)主要針?biāo)Ω蓹C(jī)對(duì)3 ~ 0.5mm的末煤甩干 ，該機(jī)具有投資小、系統(tǒng)改造力度小、工藝效果好的特點(diǎn)，將成為老廠改造和新建選煤廠的首選設(shè)備，由于適合的粒度較小，因此不僅適用于選煤業(yè)，還適用于化工、制藥、食品及環(huán)保業(yè)中進(jìn)行固液分離，具有良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)展前景。
第2章 離心分離理論及設(shè)備
2.1 離心力場(chǎng)的基本特性
離心力場(chǎng)的基本特性基于等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律。描述離心力場(chǎng)基本特性的主要內(nèi)容包括離心力、分離因數(shù)、哥氏力以及離心液壓等。
2.1.1 離心力和分離因數(shù)
假設(shè)具有質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，沿以o點(diǎn)為圓心，以r為半徑的圓周作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，回轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系式為：
（弧度/秒） 公式（2.1）
回轉(zhuǎn)角速度和圓周速度之間的關(guān)系式為：
=r (米/秒) 公式（2.2）
在任何一個(gè)等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生向心加速度以及與其等值而反向的離心加速度，則
== （米/秒） 公式（2.3）
作用在質(zhì)點(diǎn)上的向心力和離心慣性力（以下簡(jiǎn)稱(chēng)離心力）數(shù)值相等方向相反。計(jì)算公式如下:
（公斤力） 公式（2.4）
式中 G —物體的重量；
g — 重力加速度；
該分離的物料在離心力場(chǎng)所中所受的離心力和它所受的重力的比值，稱(chēng)為分離因數(shù)，則
= 公式（2.5）
顯然分離因數(shù)是離心加速度與重力加速度的比值。
分離因數(shù)是表示離心機(jī)分離能力的主要指標(biāo)，是代表離心機(jī)性能的重要標(biāo)志之一。越大，物料受的離心力越大，分離效果也越好。因此，對(duì)于固體顆粒小、液性粘度大和難分離的懸浮液，要采用分離因數(shù)較大的離心機(jī)。離心機(jī)是一種高效率的分離設(shè)備。
分析公式2.5可以看到提高分離因數(shù)的途徑。由于分離因數(shù)與轉(zhuǎn)鼓半徑成正比，因此增大轉(zhuǎn)鼓尺寸時(shí)，增長(zhǎng)較平緩，但轉(zhuǎn)鼓半徑增大后，轉(zhuǎn)鼓的應(yīng)力狀態(tài)受到較大的影響。而分離因數(shù)與轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速卻成平方關(guān)系，提高轉(zhuǎn)速時(shí)，增長(zhǎng)很快。故高速離心機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速高、直徑小、分離因數(shù)大。分離因數(shù)的提高并不是任意無(wú)限制的，其極值取決于轉(zhuǎn)鼓的機(jī)械強(qiáng)度。
離心力場(chǎng)和重力場(chǎng)的主要區(qū)別是：在重心沉降和過(guò)濾操作時(shí)，固體顆粒和液體顆粒所走的距離和地球半徑比起來(lái)是很微小的，因而可以認(rèn)為重力場(chǎng)是均勻的。重力場(chǎng)的強(qiáng)度是固定不變的。而離心場(chǎng)則不然，離心力場(chǎng)的強(qiáng)度是以分離因數(shù)來(lái)表示的，分離因數(shù)可以通過(guò)改變轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度和轉(zhuǎn)鼓半徑來(lái)改變。
離心分離根據(jù)操作的原理不同，可分為兩種不同的過(guò)程——離心過(guò)濾和離心沉降。在選煤廠中，離心過(guò)濾多用于末煤的甩干上，而離心沉降多用于煤泥水的澄清和煤泥的回收中。因此，本次研制的甩干機(jī)采用離心過(guò)濾原理。離心過(guò)濾是把所處理的含水物料加在轉(zhuǎn)子的多孔篩面上．由于離心力的作用，固體在轉(zhuǎn)子篩面上形成固體沉淀物，液體則通過(guò)沉淀物和篩面的孔隙而排出。由于液體是通過(guò)物料的孔隙排出，而甩干物料的粒度組成影響響著孔隙的大小，所以，甩干效果受粒度組成的影響很大。物抖的甩干過(guò)程；由于離心力的作用而得到強(qiáng)化。離心力的大小影響著甩干的效果。[1]
2.1.2 哥氏力
當(dāng)研究回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的特性時(shí)，除了離心力外，還必須注意到可能出現(xiàn)的哥氏力。哥氏加速度是哥氏力的來(lái)源，哥氏加速度是由于質(zhì)點(diǎn)不僅作圓周運(yùn)動(dòng)，而且也作徑向運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的。
由理論力學(xué)得知，當(dāng)牽連運(yùn)動(dòng)為均角速定軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，哥氏加速度的大小為
公式（2.6）
式中 指點(diǎn)相對(duì)于轉(zhuǎn)鼓的徑向速度
方向與垂直，相對(duì)于把相對(duì)速度矢量按動(dòng)系的角速度的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)過(guò)90度。
哥力氏按下式確定
公式（2.7）
如果質(zhì)點(diǎn)對(duì)回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，或者它的相對(duì)位移與回轉(zhuǎn)軸平行的話(huà)，則=0。
從理論上來(lái)分析，哥氏力在離心機(jī)中確實(shí)存在，而且對(duì)物料在離心力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也有一定的影響。
2.1.3 離心液壓
離心機(jī)工作時(shí)，處于轉(zhuǎn)鼓中的液體和固體物料層，在離心力的作用下，將給轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁已相當(dāng)大的壓力，稱(chēng)為離心液壓。離心液壓的計(jì)算公式如下：
公式（2.8）
式中 —離心液壓；公斤力/米
— 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)被分離物料的重度；公斤力/米
—轉(zhuǎn)鼓得回轉(zhuǎn)角速度；弧度/秒
R—轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料環(huán)的內(nèi)表面半徑；米
g—重力加速度；米/秒
當(dāng)轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速很大時(shí)，液面近似于與轉(zhuǎn)鼓壁平行的同心圓柱面，此時(shí)r近似于常數(shù)。離心液壓不僅作用在轉(zhuǎn)鼓壁上，同時(shí)也作用在頂蓋和鼓底上。計(jì)算轉(zhuǎn)鼓的強(qiáng)度時(shí)必須把離心液壓考慮上。
2.2 分離物料的特性
2.2.1 懸浮液特性
懸浮液是由液體和懸浮于其中的固體顆粒組成的系統(tǒng)。懸浮液的濃度以及固相和液相的特性確定了懸浮液的特性。懸浮也可按固體顆粒的大小和濃度來(lái)分類(lèi)?？煞譃榇诸w粒懸浮液，細(xì)顆粒懸浮液以及高濃度懸浮液、低濃度懸浮液等。固體顆粒的粒度和懸浮液的濃度與濾渣或沉渣的厚度增長(zhǎng)率、離心機(jī)的處理能力有密切的關(guān)系，在設(shè)備選型中占有很重要的地位。
2.2.2 固體顆粒特性
顆粒特性一般是指顆粒群中的主要物理性質(zhì)，包括顆粒的大小，粒度分布、形狀、比重等。他和液體的主要性質(zhì)以及懸浮液的濃度和形態(tài)等決定了其他一些特性。例如顆粒的沉降速度、濾渣的滲透率和比阻等。影響離心機(jī)甩干效果的主要因素是分離因數(shù)的大小，其次就是被處理物料的顆粒度組成，對(duì)不同類(lèi)型的離心機(jī)顆粒度的影響效果不同。其中對(duì)于過(guò)濾式刮刀卸料離心甩干機(jī)，顆粒度在0.5mm以下含量大小對(duì)甩干效果影響最大，如果0.5mm以下粒度低于入料量的10%，則產(chǎn)品水分可在要求的范圍之內(nèi)，不能滿(mǎn)足實(shí)際要求，若顆粒度的上限過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致耗能加大，篩網(wǎng)壽命低。因此根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其適合的顆粒度在3~0.5mm。
2.3 離心甩干設(shè)備類(lèi)型、特點(diǎn)
運(yùn)用過(guò)濾原理的離心甩干機(jī)，其機(jī)型主要包括臥式振動(dòng)離心機(jī)，立式振動(dòng)離心機(jī)，慣性卸料離心機(jī)及刮刀卸料離心機(jī)等。
慣性卸料離心機(jī)是靠離心力克服物料與篩網(wǎng)摩擦力卸料的末煤甩干機(jī)，由于單純利用慣性卸料，物料的運(yùn)動(dòng)速度不容易控制和提高。因此其使用在逐漸減少。對(duì)于分級(jí)甩干3~0.5mm級(jí)的細(xì)煤甩干，目前國(guó)內(nèi)外比較看好的是刮刀卸料離心甩干機(jī)。這種甩干機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，維修量小，離心強(qiáng)度大，所以產(chǎn)品水分低，能滿(mǎn)足市場(chǎng)要求。
第3章 XLL-11000型離心甩干機(jī)總體設(shè)計(jì)
3.1 設(shè)計(jì)選用機(jī)型及工作原理
根據(jù)本次設(shè)計(jì)甩干物料的特點(diǎn)及對(duì)各種離心機(jī)特點(diǎn)的比對(duì)，設(shè)計(jì)機(jī)型選用立式刮刀卸料離心甩干機(jī)。這種離心甩干機(jī)工作中，物料移動(dòng)不是主要依靠所受的離心力，同時(shí)也利用了篩籃內(nèi)的螺旋形刮刀，將物料送到排料口。物料移動(dòng)速度可以提高，而且可以進(jìn)行控制。同時(shí)，篩面與回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)間的角度也可以大大地減小，從而減小離心機(jī)的體積和重量。其工作原理是利用機(jī)械旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，實(shí)現(xiàn)固液混合物分離的過(guò)程，濕煤通過(guò)入料口，經(jīng)布料錐進(jìn)入篩籃與刮刀之間的空間，在離心力的作用下，水和水的顆粒（離心液）透過(guò)物料層，穿過(guò)篩網(wǎng)，沿上蓋流入機(jī)座上部的集水槽內(nèi)，然后通過(guò)設(shè)在機(jī)座兩側(cè)的排液管排出機(jī)外，煤粒則保持在篩籃內(nèi)側(cè)，因螺旋刮刀與篩籃之間有一轉(zhuǎn)速差，螺旋刮刀就將煤粒從篩網(wǎng)上刮下，并將其推送至篩籃底部，從而把甩干后的末煤卸到機(jī)器下邊的收料漏斗里，這一過(guò)程連續(xù)不斷地進(jìn)行。
3.2 離心機(jī)整體方案的確定及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
圖3-3是通過(guò)采用彈塑性有限元(更新的拉格朗日方法)模擬的切削仿真，模型中創(chuàng)建了三個(gè)部件：彈塑性材料的刀具和工件，剛性材料的平板。使用的是二維情況下的仿真。整體思路是讓工件固定，刀具以一定的速度切向工件，為了更方便的獲得刀具的切削力讓刀具和剛性平板粘接，且給剛性平板設(shè)置參考點(diǎn)，把參考點(diǎn)的反作用力作為歷史變量輸出到后處理文件中。這樣就可以用剛性平板參考點(diǎn)的反力來(lái)近似代替刀具的切削力和軸向力，這樣的近似由實(shí)驗(yàn)證明是合理的。
3.2.1 工作部分
工作部分主要由篩籃、螺旋刮刀、鐘形罩和分配盤(pán)組成。錐形篩籃裝在鐘型罩上，鐘形罩則用螺栓固定在外軸上。布料錐裝在螺旋刮刀轉(zhuǎn)子上，螺旋刮刀轉(zhuǎn)子用螺栓和鍵固定在心軸上，其轉(zhuǎn)速略低于篩籃的轉(zhuǎn)速。鐘形罩和螺旋刮刀轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可保證煤粒不致落入軸承內(nèi)，且又便于甩干后煤粒的移動(dòng)。兩對(duì)齒輪均為普通圓柱斜齒輪，齒輪旋向的選擇，使得齒輪工作時(shí)產(chǎn)生的軸向力與螺旋刮刀刮煤時(shí)所引起的軸向力部分抵消，從而使軸承的工作狀況得到改善。
為安全起見(jiàn)，上、下外殼還設(shè)有捅煤孔，以備在堵煤時(shí)排煤用。
1.篩籃 2.螺旋轉(zhuǎn)子 3.分配盤(pán) 4.鈡形罩 5.入料口 6.上蓋 7.圓錐齒輪 8.中間軸 9..斜齒輪 10.心軸 11.外軸 12.機(jī)殼
圖3-1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
3.2.2 傳動(dòng)部分
本機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)一對(duì)圓錐齒輪傳動(dòng)副傳動(dòng)和兩對(duì)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)組成。電動(dòng)機(jī)通過(guò)圓錐齒輪傳動(dòng)副帶動(dòng)中間軸轉(zhuǎn)動(dòng)。中間軸上裝有兩個(gè)齒數(shù)相差為１的齒輪。它們分別與裝在外軸上的齒輪（這兩個(gè)齒輪的齒數(shù)相同） 相嚙合，從而使錐形篩籃和螺旋刮刀轉(zhuǎn)子保持同向旋轉(zhuǎn)，并有一適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)差。三角皮帶選用15N型三角帶。三角皮帶通過(guò)調(diào)節(jié)張緊螺栓來(lái)張緊。兩對(duì)齒輪均為普通圓柱斜齒輪，齒輪旋向的選擇，使得齒輪工作時(shí)產(chǎn)生的軸向力與螺旋刮刀刮煤時(shí)所引起的軸向力部分抵消，從而使軸承的工作狀況得到改善。
3.2.3 潤(rùn)滑系統(tǒng)
本機(jī)采用稀油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)。潤(rùn)滑系統(tǒng)采用獨(dú)立電機(jī)驅(qū)動(dòng)稀油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)；潤(rùn)滑油從油箱經(jīng)濾油器進(jìn)入齒輪油泵，然后經(jīng)主壓油管進(jìn)入多支油管(分油器)，再經(jīng)三個(gè)分支油管進(jìn)入各潤(rùn)滑點(diǎn)。
3.3 安裝與運(yùn)轉(zhuǎn)
3.3.1 安裝
離心機(jī)在制造廠進(jìn)行總裝配，并進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后，以成套的形式發(fā)給用戶(hù)。
安裝前：檢查安裝地點(diǎn)的地腳尺寸是否與圖紙相符，同時(shí)還要用水準(zhǔn)儀檢查安裝地點(diǎn)是否水平，水平誤差用墊板調(diào)整。
安裝：離心機(jī)應(yīng)盡可能整體安裝，起吊位置應(yīng)選在機(jī)座和電機(jī)座的適當(dāng)位置上，切忌利用上蓋上的兩個(gè)吊耳起吊整機(jī)。如情況不允許需分解安裝時(shí)，請(qǐng)按下列順序從機(jī)座上取下各零部件：三角皮帶，（有關(guān)）潤(rùn)滑管路，油箱，電機(jī)及托架等；安裝時(shí)，先裝主體部分，再按與分解時(shí)相反的順序安裝拆下的零部件。
對(duì)安裝的要求：
a.基礎(chǔ)動(dòng)力系數(shù)按2.0計(jì)算；
b.入料前加一段立管,立管對(duì)正離心機(jī)軸線(xiàn)，以保證入料均勻；
c．減振器安裝后，緊固其上部螺母，并用卡尺測(cè)量減振器上部橡膠塊，橡膠塊直徑的最大增量為１mm；
d．離心機(jī)總裝后，按本說(shuō)明書(shū)第五項(xiàng)第3條的說(shuō)明向油箱注入規(guī)定的潤(rùn)滑油。
3.3.2 運(yùn)轉(zhuǎn)
A、運(yùn)轉(zhuǎn)前的準(zhǔn)備：
a．檢查所有螺紋聯(lián)接是否已擰緊；
b．檢查油管有無(wú)壓壞破裂的地方，管接頭是否已擰緊；
c．檢查油泵能否自由旋轉(zhuǎn)；
d．檢查傳動(dòng)部分是否靈活，一個(gè)人用雙手攀動(dòng)皮帶應(yīng)能不費(fèi)多大力氣就可使離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；
e．檢查三角皮帶是否已張緊；
f．檢查油箱內(nèi)的油位是否在油標(biāo)上部標(biāo)記位置附近，油量不足時(shí)應(yīng)補(bǔ)油。
B、空運(yùn)轉(zhuǎn)：上述檢查合格后，機(jī)器即可進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)，空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間需8小時(shí)。
a.接通油泵電機(jī)，仔細(xì)觀察油壓表,油壓在開(kāi)始起動(dòng)時(shí)較高(可達(dá)0.4MPa)。隨后降至恒壓（約為0.08-0.35MPa）.如果油壓始終較高(大于0.4MPa)或較低（小于0.04MPa），應(yīng)停機(jī)檢查，找出原因；
b. 待油壓穩(wěn)定后，接通主電機(jī)，注意觀察其旋轉(zhuǎn)方向和整機(jī)的振動(dòng)情況；
c．測(cè)量離心機(jī)在水平面上的振動(dòng)情況，基座處單向振幅不應(yīng)超過(guò)0.5mm，超過(guò)時(shí)應(yīng)停機(jī)檢查；
d．潤(rùn)滑油的溫度達(dá)到恒溫約需4小時(shí)，恒溫時(shí)，油的溫度不應(yīng)高于周?chē)h(huán)境溫度35℃。
C、負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)：空運(yùn)轉(zhuǎn)合格后，機(jī)器即可進(jìn)行負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，給料量必須由小到大逐漸增加。負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)檢查：
a．機(jī)器的工藝性能（包括處理能力、甩干效果）；
b．機(jī)器的振動(dòng)和噪聲情況，潤(rùn)滑油的溫升；
c．電機(jī)電流的變化情況，功率消耗[4]。
3.4 操作與維護(hù)
3.4.1 操作
（1）開(kāi)車(chē)前：
a．從下部外殼的４個(gè)孔，檢查甩干末煤有無(wú)堵塞現(xiàn)象；
b．用手攀動(dòng)皮帶，檢查機(jī)器有無(wú)卡碰現(xiàn)象；
c．檢查三角皮帶的張緊程度；
d．檢查油箱內(nèi)油位是否在油標(biāo)上部標(biāo)記位置附近。
（2）開(kāi)車(chē)：
a.開(kāi)動(dòng)油泵電機(jī)，注意觀察油壓是否正常；
b.待油壓基本穩(wěn)定后，開(kāi)動(dòng)主電機(jī)；
c.待機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，開(kāi)始給機(jī)器加料。給料時(shí)應(yīng)逐漸增加，并注意觀察電機(jī)電流的變化；
d.在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，嚴(yán)禁鐵器、木塊及其他雜物進(jìn)入離心機(jī)。
（3）停車(chē)：
a.停止給料；
b．待機(jī)內(nèi)無(wú)殘存物料時(shí)，用清水沖洗篩網(wǎng)，沖洗時(shí)間約需3鐘；
c．停主電機(jī)；
d. 停油泵電機(jī)。
3.4.2 維護(hù)
（1）篩籃：篩籃內(nèi)表面應(yīng)盡可能保持準(zhǔn)確的圓錐形，以保證篩面上各點(diǎn)與螺旋刮刀間的距離相同，這樣可使篩面磨損均勻，篩籃壽命長(zhǎng)。篩孔面積應(yīng)盡可能大，以獲得良好的甩干效果。需經(jīng)常檢查篩縫是否被煤泥堵塞，并及時(shí)清洗。
（2）螺旋刮刀轉(zhuǎn)子：隨著刮煤板的磨損，刮板邊緣與篩面之間的間隙變大，這使機(jī)器的甩干性能變壞，并使篩籃的磨損加重。為保持3毫米左右的正常間隙，在心軸與螺旋刮刀之間有一組調(diào)整墊片，每一墊片的厚度為1毫米，當(dāng)把一個(gè)墊片從上部移到下部時(shí)，可使刮刀與篩面之間的間隙減少0.34毫米，當(dāng)所有墊片全部移到下部后，說(shuō)明刮刀已不能使用，此時(shí)應(yīng)對(duì)刮刀進(jìn)行補(bǔ)焊或換上新的。
（3）鐘形罩：鐘形罩上部裝在外軸上，下部與篩籃聯(lián)接。當(dāng)末煤離開(kāi)篩籃通過(guò)鐘形罩的過(guò)煤通道時(shí)， 因其離心力較大，它們之間的相對(duì)滑動(dòng)也較大，因而使得鐘形罩的過(guò)煤通道磨損較快，所以在每次更換篩籃時(shí)，應(yīng)檢查鐘形罩的磨損程度。在鐘形罩的過(guò)分磨損的地方， 應(yīng)堆焊耐磨金屬層。堆焊時(shí)要防止產(chǎn)生撓曲變形，焊后需要進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)。
（4）齒輪： 齒輪傳遞功率較大，精度較高。在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，需注意保持潤(rùn)滑油的清潔和充分供給。在拆、裝齒輪箱時(shí)，應(yīng)注意保持各零件的清潔，特別要注意不使異物（如螺帽等）進(jìn)入齒輪箱里。
（5）機(jī)座：機(jī)座外部設(shè)有四個(gè)捅煤孔。以備堵煤時(shí)排煤用。機(jī)座上部設(shè)有排水槽，在它與出口保護(hù)環(huán)的聯(lián)接處，應(yīng)有良好的密封。
（6）出口保護(hù)環(huán)：甩干后的末煤以很高的速度撞到出口保護(hù)環(huán)上，保護(hù)環(huán)的磨損比較嚴(yán)重，在更換篩籃等易損件時(shí)，應(yīng)注意觀察保護(hù)環(huán)的磨損情況，以便及時(shí)更換[5]。
第4章 工作部分設(shè)計(jì)
4.1 分離因數(shù) Fr的確定
在物料的甩干過(guò)程，離心力的大小影響甩干的效果。而分離因數(shù)就是表示離心機(jī)中物料所受離心力大小、分離能力的一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)離心機(jī)的甩干效率起決定作用。所謂分離因數(shù)是指物料所受的離心加速度和重力加速度的比值（見(jiàn)公式2.1）。
在選煤廠，采用過(guò)濾原理的離心機(jī)，分離因數(shù)一般在80－200，采用沉降原理的離心機(jī)，分離因數(shù)為500－1000左右。參考同類(lèi)機(jī)型并結(jié)合本次設(shè)計(jì)機(jī)型的實(shí)際特性，本機(jī)分離因數(shù)確定為180。
4.2 篩籃轉(zhuǎn)速確定
在分離因數(shù)確定以后，根據(jù)公式（2.1）可確定篩籃和螺旋轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。
Fr = = = =180 公式（4.1）
則 n = 529轉(zhuǎn)/分；
式中 —離心加速度，米/秒；
g—重力加速度，米/秒；
—離心機(jī)篩籃運(yùn)動(dòng)的角速度,弧度/秒；
R—離心機(jī)篩籃的內(nèi)半徑,米
n—篩籃每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù),轉(zhuǎn)/分；[6]
4.3 篩籃結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
篩籃是過(guò)濾式離心機(jī)的工作表面，是保證離心機(jī)正常工作的重要部件，篩籃形狀為錐臺(tái)形且內(nèi)表面應(yīng)保證圓形。對(duì)于螺旋卸料的過(guò)濾式離心機(jī)，這點(diǎn)尤為重要，否則，就不能保證篩面與螺旋葉片之間的間隙。
篩籃主要由上法蘭、下法蘭、加強(qiáng)肋、加強(qiáng)環(huán)、不銹鋼錐形網(wǎng)筒組成；其中不銹鋼錐形網(wǎng)筒由數(shù)塊扇形篩網(wǎng)組焊而成（組焊時(shí)在專(zhuān)用胎具上進(jìn)行），扇形篩網(wǎng)是由不銹鋼絲軋制成特殊形狀的篩條和支撐條通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備焊接成型的，篩條沿篩籃圓錐母線(xiàn)排列。為了減輕篩縫堵塞，篩縫做成上小下大。篩籃通過(guò)上法蘭和下法蘭上的孔用螺栓與主機(jī)連成一體。
4.3.1 篩籃大端直徑
離心機(jī)的處理量與篩籃大端直徑關(guān)系最大，一般來(lái)說(shuō)，篩籃大端直徑越大，其處理量也越大，根據(jù)設(shè)計(jì)原始資料，本機(jī)篩籃大端直徑確定為1150mm。
4.3.2 篩籃長(zhǎng)度
一般來(lái)說(shuō)，篩籃長(zhǎng)度越長(zhǎng)，物料在篩籃上甩干的時(shí)間越長(zhǎng)，甩干效率也越高，產(chǎn)品水分也越低。但對(duì)離心機(jī)其他機(jī)械性能要求也越高。若用篩籃長(zhǎng)徑比Q來(lái)確定，過(guò)去離心甩干機(jī)均采用較小的長(zhǎng)徑比Q≤0.54，為了進(jìn)一步降低產(chǎn)品水分，本次設(shè)計(jì)的離心甩干機(jī)采用較大的長(zhǎng)徑比0.56，即：
H / D = H / 1150 =0.56
所以，篩籃的長(zhǎng)度H = 644mm. [7]
4.3.3 篩籃半錐角的確定
當(dāng)其他參數(shù)一定時(shí)，篩籃半錐角對(duì)產(chǎn)品水分和處理能力有較大的影響，一般來(lái)說(shuō)篩籃半錐角越大，處理能力也越大，但產(chǎn)品水分反而會(huì)增加。
（1）濾渣受力分析
為研究濾渣在離心機(jī)中的受力情況，取微塊濾渣進(jìn)行分析，其受力情況如圖所示：
(a) (b) (c)
(a)軸向截面（b）錐筒切平面（c）螺旋葉片切平面（顯示，的方向）圖4-1由離心力輸渣時(shí)濾渣受力圖
其力平衡方程為：
篩籃軸向截面沿方向
公式 (4.2)
錐筒切平面中沿方向
公式 (4.3)
錐筒切平面中沿方向
= 公式 (4.4)
——螺旋葉片對(duì)濾渣的法向法向反力；
——煤與篩籃之間的摩擦系數(shù)；
——篩籃對(duì)濾渣的法向反力；
——煤與篩籃之間的摩擦系數(shù)；
—— 濾渣沿篩籃滑動(dòng)方向與垂直于濾渣所在處篩籃母線(xiàn)的平面間夾角；
—— 濾渣沿螺旋葉片滑動(dòng)方向與切線(xiàn)間夾角；
—— 螺旋葉片升角；
C——離心力 ；
連立（4.1）、（4.2）兩式，解的
公式 (4.5)
公式 (4.6)
將(4.4)、(4.5)代入 (4.3) 整理得
公式 (4.7)
式中
求解(4.6)得
公式 (4.8)
同理 (4.4)、(4.5)可簡(jiǎn)化為
公式 (4.9)
公式 (4.10)
（2）螺旋轉(zhuǎn)矩、輸渣功率和螺旋軸向力
篩籃和螺旋所受的轉(zhuǎn)矩和周向力大小相等，方向相反。為便于計(jì)算，下面來(lái)求轉(zhuǎn)鼓所受的轉(zhuǎn)矩和周向力，這樣可使物料在兩種輸送情況下的轉(zhuǎn)矩和周向力或的相同的計(jì)算公式。我們規(guī)定當(dāng)轉(zhuǎn)鼓所受的轉(zhuǎn)矩方向與螺旋相對(duì)于轉(zhuǎn)鼓的強(qiáng)度方向相同時(shí)為正,相反時(shí)為負(fù)；當(dāng)轉(zhuǎn)鼓所受的周向力方向有小端指向大端時(shí)為正，反之為負(fù)。
1）螺旋轉(zhuǎn)矩
由圖可得微塊濾渣對(duì)轉(zhuǎn)鼓所產(chǎn)生的摩擦轉(zhuǎn)矩為：
公式 (4.11)
上式中的回轉(zhuǎn)半徑是變化的，c、和也隨變化。為簡(jiǎn)化計(jì)算，和可取平均半徑處的值，并假定濾渣在轉(zhuǎn)鼓中的分布式均勻的，這樣做在工程計(jì)算中是允許的。這種情況下，式4.10中的離心力可表示為：
公式 (4.12)
將式4.11代入4.10進(jìn)行積分得：
N 公式 (4.13)
式中 系數(shù)；
g —重力加速度；
—平均分離因數(shù)，；
—轉(zhuǎn)鼓平均半徑， ；
— 轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間的角速度差；
2）輸渣功率
KW 公式 (4.14)
3）螺旋軸向力
微塊濾渣對(duì)轉(zhuǎn)鼓所產(chǎn)生的軸向力為：
N
系數(shù)=
在得出的螺旋轉(zhuǎn)矩，輸渣功率和螺旋 軸向力的計(jì)算公式中，三者均與半錐角有關(guān)，系數(shù)、均與有關(guān)，而又是、和的函數(shù)，因此系數(shù)、是、和的函數(shù)。如圖所示：
當(dāng)時(shí)，、為正值，說(shuō)明螺旋轉(zhuǎn)矩M的方向與螺旋相對(duì)于轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速方向相反，螺旋軸向力的方向向著轉(zhuǎn)鼓小端，輸渣功率為正說(shuō)明濾渣需有螺旋運(yùn)輸 ，輸渣將消耗電機(jī)功率。
當(dāng)時(shí)，、為負(fù)值，說(shuō)明螺旋轉(zhuǎn)矩M的方向與螺旋相對(duì)于轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速方向相同，螺旋軸向力的方向沿著轉(zhuǎn)鼓大端，輸渣功率為負(fù)說(shuō)明濾渣不需有螺旋運(yùn)輸 ，輸渣不再消耗電機(jī)功率。但輸渣功率仍將對(duì)傳動(dòng)裝置產(chǎn)生影響。
A、、不變的情況 B、不變的情況
C、、不變的情況 D 、不變的情況
圖4-2
當(dāng)時(shí)，當(dāng)、一定時(shí)，、均隨a的增大顯著減??；隨的增大先是減小后又增大，有一個(gè)極小值，隨的增大而減小，小時(shí)減小的快，反之慢。當(dāng)a一定時(shí)，、均隨、的增大明顯增大。
當(dāng)，、一定時(shí)，隨a的增大而增大，但增加幅度不大；均隨a的增大明顯增大，隨的增大變化不大，隨的增大顯著減小，小時(shí)減小的快，大時(shí)減小的慢。
根據(jù)以上分析結(jié)果可以得出這樣的結(jié)論：在設(shè)計(jì)過(guò)濾式螺旋卸料離心機(jī)時(shí)，在結(jié)構(gòu)允許的條件下，應(yīng)使篩籃的半錐角盡可能接近物料與篩籃之間的摩擦角，這樣可以減少傳動(dòng)裝置的負(fù)荷，減輕螺旋葉片的磨損。因此本次設(shè)計(jì)選取螺旋角α＝20°，物料與篩籃之間的摩擦角λ=，這樣可獲得較低的產(chǎn)品水分，又可獲得較大的處理能力。
又由以上參數(shù)計(jì)算得篩籃小端直徑為：713mm，并計(jì)算中徑為：932mm。[8] [9]
4.3.4 篩網(wǎng)選型及其特征對(duì)甩干效果的影響
離心機(jī)篩網(wǎng)有條形網(wǎng)、編織網(wǎng)、板網(wǎng)等等類(lèi)型。目前常使用的是板網(wǎng)。鑒于板網(wǎng)的缺點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)采用焊接條縫篩網(wǎng)，其結(jié)構(gòu)如圖(4.3)：
其篩條斷面為基本矩形斷面，厚度約為4mm，這樣的結(jié)構(gòu)提高了剛性及強(qiáng)度。各片篩網(wǎng)焊接成篩籃后，強(qiáng)度足夠，省掉了轉(zhuǎn)鼓，因而可簡(jiǎn)化工藝。
圖4-3 篩網(wǎng)示意圖
篩網(wǎng)的孔型對(duì)分離效果是有影響的，孔型有條縫形和圓孔形，本次設(shè)計(jì)選用的條縫形篩網(wǎng)，是根據(jù)甩干原料顆粒大小來(lái)決定的。本次設(shè)計(jì)的甩干機(jī)針對(duì)的物料粒度為3-0.5mm，采用條縫形篩縫，即可減少細(xì)顆粒的漏損，保存較高的回收率，又使篩網(wǎng)具有較大的開(kāi)孔率和有效過(guò)濾面積。
4.3.5 篩網(wǎng)縫隙寬度的選擇：
在確定篩網(wǎng)縫隙寬度時(shí)，應(yīng)考慮以下因素：在離心甩干機(jī)中，濾渣層的厚度很薄，只有2mm左右，因此篩網(wǎng)本身的過(guò)濾阻力對(duì)離心機(jī)的分離能力影響很大，而篩網(wǎng)的過(guò)濾阻力與縫隙的大小密切相關(guān)，因此增大縫隙寬度，可以加大開(kāi)孔率和有效過(guò)濾面積，減小過(guò)濾阻力，提高離心機(jī)的分離能力，降低產(chǎn)品含濕量。篩網(wǎng)縫隙的大小與物料的粒度、粘度、濃度等因素有關(guān)，特別是與物料的粒度關(guān)系甚大，對(duì)于細(xì)顆粒物料應(yīng)選用較小的縫隙，其最適宜的數(shù)值須經(jīng)試驗(yàn)確定，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，本次所用篩網(wǎng)縫隙寬度為0.35mm，篩逢長(zhǎng)35.5mm。
4.3.6 篩網(wǎng)縫隙排列對(duì)分離效果的影響
篩網(wǎng)縫隙的排列有橫向排列、縱向排列、斜向排列。
篩條用不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）制成，以提高其耐磨及防銹性能，一般一套篩網(wǎng)可以處理3萬(wàn)噸左右的甩干煤，就是說(shuō)，使用期限大約3－4個(gè)月。[11]
4.3.7 篩籃主要參數(shù)如下：
篩籃轉(zhuǎn)速 r/min 534
篩籃大端直徑 mm 1150
篩籃小端直徑 mm 713
篩籃半錐角 20°
篩網(wǎng)縫隙 mm 0.3
4.3.8 篩籃強(qiáng)度校核
離心機(jī)篩籃是一個(gè)從低速向高速旋轉(zhuǎn)的容器，其轉(zhuǎn)速?gòu)撵o止上升至每分鐘幾百轉(zhuǎn)。由于篩籃自身存在質(zhì)量引起離心力；而篩籃內(nèi)的物料在旋轉(zhuǎn)中也將引起離心力；它們都將對(duì)篩籃壁產(chǎn)生應(yīng)力，并且若產(chǎn)生的應(yīng)力的總合大于篩籃本身材料的許用應(yīng)力，會(huì)使回轉(zhuǎn)件發(fā)生“飛裂”，引起嚴(yán)重事故，因此須對(duì)設(shè)計(jì)好的篩籃強(qiáng)度進(jìn)行校核[12]。
由篩籃壁厚校核公式： 公式 (4.15)
·=·=
故篩籃強(qiáng)度足夠。
式中, r——篩網(wǎng)材料密度kg/m；
g——重力加速度9.8m/s；
——篩網(wǎng)開(kāi)孔率20％；
R——篩籃大端半徑m；
r——物料密度kg/m；
——篩網(wǎng)厚度m；
——篩網(wǎng)半錐角20°；
——螺旋轉(zhuǎn)子角速度rad/s；
——物料填充系數(shù)；
其中，K== 0.4；
——材料許用應(yīng)力；
其中,
n——安全系數(shù)2~2.5；
——開(kāi)孔削弱系數(shù)0.88；
4.3.9 篩籃的制造
制造篩籃時(shí)，根據(jù)要求選用適當(dāng)規(guī)格型號(hào)的不銹鋼絲在專(zhuān)用設(shè)備上軋制成如圖（4.2）形狀的篩條和支撐條，并根據(jù)篩縫的不同在專(zhuān)用設(shè)備上將篩條和支撐條焊接成篩網(wǎng)，然后將檢驗(yàn)合格的篩網(wǎng)制作成如圖的扇形網(wǎng)片，最后在專(zhuān)用成型模具上將扇形網(wǎng)片、上、下法蘭盤(pán)、加強(qiáng)肋、加強(qiáng)環(huán)等組焊成型。該工序重點(diǎn)是控制篩籃的焊接變形，因此篩籃的各部件在專(zhuān)用模具組焊成型時(shí)，必須保證定位準(zhǔn)確，夾緊到位，組焊完成后，需待冷卻定型后再脫模、拆模。在動(dòng)平衡機(jī)上做動(dòng)平衡試驗(yàn)。最后經(jīng)檢驗(yàn)合格后，拋光、油漆。
圖4-2 篩條示意圖
材料選擇是否恰當(dāng)，不僅影響篩籃的制造成本，而且直接影響篩籃的質(zhì)量和使用壽命。經(jīng)分析、比較不同材料的篩籃使用效果，選用 ZG35制作連接法蘭，Q235制作不連接法蘭、加強(qiáng)肋、加強(qiáng)環(huán)，不銹鋼絲作為篩網(wǎng)制作的首選材料。經(jīng)使用效果證明，所選用的材質(zhì)都可達(dá)到技術(shù)要求[13]。
4.3.10 篩籃的平衡實(shí)驗(yàn)
工作時(shí)篩籃以中等速度轉(zhuǎn)動(dòng)，由于制造的不精確、材料的不均勻和和安裝精度的原因，篩籃的重心有可能不在回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)上，則當(dāng)其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其偏心重量就會(huì)產(chǎn)生慣性力，從而引起離心機(jī)及基礎(chǔ)的振動(dòng)，影響機(jī)器的正常工作和使用壽命。因此，安裝前后都須進(jìn)行動(dòng)靜平衡試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)在專(zhuān)用篩籃平衡機(jī)上進(jìn)行，確定出偏心重量和位置后，在適當(dāng)?shù)奈恢迷黾优渲亍?
4.4 螺旋轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.4.1 螺旋轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)
螺旋轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)尺寸主要根據(jù)與篩籃的結(jié)構(gòu)關(guān)系確定（如圖4.3）。
根據(jù)篩籃半徑和該設(shè)備型號(hào)及處理能力等各項(xiàng)指標(biāo)取轉(zhuǎn)子大端直徑為1146mm，由轉(zhuǎn)子底角（70°）計(jì)算轉(zhuǎn)子小端直徑為688mm,轉(zhuǎn)子高為445mm，轉(zhuǎn)子底部距篩籃底部間距離為30mm，轉(zhuǎn)子壁厚為10mm，除去刮刀刃和篩網(wǎng)之間的間隙，經(jīng)計(jì)算得刮刀寬度為206mm，刮刀厚度為24mm[15] [17]。
4.4.2 螺旋轉(zhuǎn)子的升角的確定
刮刀形狀參數(shù)設(shè)計(jì)由公式：
= 公式 (4.16)
其中：——螺旋升角；
S——螺旋刮刀導(dǎo)程；
d——平均直徑；
n——刀片頭數(shù)；
p——螺距；
取：n=12, d=917mm，S =4615mm得：°，p=385mm。
4.4.3 提高刮刀耐磨性措施
為了有效的提高刮刀的使用壽命，在其工作表面加工上高強(qiáng)度的耐磨涂層，可以大大延長(zhǎng)工作部件的壽命，可使其壽命提高4倍左右。
圖4-3轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖
4.5 離心機(jī)生產(chǎn)能力校核
在確定了螺旋轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)尺寸及相應(yīng)參數(shù)后，需應(yīng)用上述數(shù)據(jù)校核原始設(shè)計(jì)所要求的生產(chǎn)能力。離心機(jī)生產(chǎn)能力是指單位時(shí)間通過(guò)離心機(jī)的最大物料量，它取決于料流的速度和螺旋轉(zhuǎn)子的過(guò)料面積。見(jiàn)公式：
生產(chǎn)能力 kg/s
k ——填充系數(shù),指物料充填螺旋過(guò)料的比率 k=0.4
——物料的容積重量,取900kg/
A ——螺旋過(guò)料面積,
其中
=
=
=0.14
D——螺旋外錐直徑，m；
d ——螺旋內(nèi)錐直徑，m；
β——螺旋刮刀升角，（）；
Z ——螺旋刮刀頭數(shù)；
t ——螺旋葉片厚度，（0.016m）；
v——料流的速度；
其中，
=
=0.33
S——螺旋導(dǎo)程，m；
——篩籃與螺旋轉(zhuǎn)子之間的轉(zhuǎn)速差，；
——輸渣效率，（取0.71）；
所以， kg/s
=
=
=16.6kg/s =59 t/h
與該機(jī)型設(shè)計(jì)初的50t/h相比，這個(gè)處理能力是可以的，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象，所以經(jīng)校核規(guī)定該機(jī)處理量為50t/h是合理的[18] [19]。
4.6 篩籃與刮刀轉(zhuǎn)子間間隙的確定
按照這種離心機(jī)的要求，配合間隙應(yīng)為2毫米。如果間隙因磨損而加大，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。增減心軸凸緣上的墊片，可以使刮刀轉(zhuǎn)子升高或降低，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)整間隙的目的。如果磨損太嚴(yán)重，就應(yīng)更換新的刮刀。
4.7 分配盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
分配盤(pán)是用球墨鑄鐵鑄成，并用螺栓固定在螺旋轉(zhuǎn)子體上。當(dāng)刮刀體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，分配盤(pán)上的物料被均勻地甩向篩籃的內(nèi)壁，從而改善離心機(jī)的甩干效果。為減少分配盤(pán)的不平衡給整個(gè)機(jī)體帶來(lái)橫向擺動(dòng)，分配盤(pán)必須做動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)。普通甩干機(jī)的分配盤(pán)頂圓錐角為90°度，使物料沿切線(xiàn)方向加速后進(jìn)入篩籃上部入料區(qū)，入料區(qū)減小，甩干工作區(qū)增大，使物料甩干時(shí)間大大延長(zhǎng)，以提高甩干效果。根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要取分配盤(pán)高為60mm，底徑為448mm,壁厚為10mm ；如圖所示：
圖4-4 分配盤(pán)結(jié)構(gòu)圖
4.8 鐘形罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
鐘形罩的作用是和螺旋刮刀轉(zhuǎn)子配合的結(jié)構(gòu)保證煤粒不致落入軸承內(nèi)，且又便于甩干后煤粒的移動(dòng)。結(jié)構(gòu)如圖4-5：[21]
4.9 殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
機(jī)殼是離心機(jī)的不動(dòng)部件，主要用于離心液的收集、排出及甩干后物料的排出。機(jī)殼內(nèi)壁有耐磨鑄石做襯里，以增加其耐磨性。給料管內(nèi)壁掛耐磨搪瓷，以減小磨擦力，加強(qiáng)耐磨性，提高其使用壽命。它包括蓋，上部機(jī)殼，下部支承機(jī)殼及減速器機(jī)殼。下部支承機(jī)殼和減速器是焊接成的一個(gè)整體，上部機(jī)殼為一個(gè)單獨(dú)焊接體。用彈性地腳螺栓把下部支承機(jī)殼牢固地固定在槽形鋼梁上，鋼梁受承離心機(jī)的全部重荷及其工作時(shí)的全部運(yùn)動(dòng)沖擊力。
圖4-5 鐘形罩結(jié)構(gòu)示意圖
上部機(jī)殼擱置在下部支承機(jī)殼之上，并用螺栓固定。殼蓋是用鋼板焊接成的組合件，用來(lái)罩住甩干的傘形篩網(wǎng)。殼蓋有兩種作用：一是保護(hù)篩網(wǎng)不受損傷，不被雜物堵塞和臟污；二是減低從篩縫里甩出的高速水流的速度，并使之落入排水溜槽內(nèi)。更換篩網(wǎng)時(shí)須經(jīng)常拆卸和安裝殼蓋，因此，它應(yīng)具有重量輕、強(qiáng)度高、裝卸簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。
帶動(dòng)離心機(jī)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)的立式電動(dòng)機(jī)，它垂直安裝在電動(dòng)機(jī)底座上，電動(dòng)機(jī)底座的一端用彈性地腳螺栓固定在槽形鋼梁上。另一端用普通螺栓與離心機(jī)下部支承要?dú)は噙B。這樣，離心機(jī)與電動(dòng)機(jī)就組成了一個(gè)整體。如下圖4-6：[23] [22]
4.10 減震裝置設(shè)計(jì)
離心甩干機(jī)在較高的旋轉(zhuǎn)速度下，雖然在裝配回轉(zhuǎn)不見(jiàn)前已作過(guò)動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)，但是，實(shí)際使用時(shí)，不免仍有震動(dòng)和搖擺的現(xiàn)象。這是因?yàn)椋?
1．裝配和安裝電動(dòng)機(jī)時(shí)，有誤差或互相摩擦的地方，以致轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)與鉛直軸線(xiàn)偏離，而產(chǎn)生傾倒矩，在水平面上發(fā)生有節(jié)奏的振動(dòng)。另外，垂直安裝的電動(dòng)機(jī)的重心高，具有不穩(wěn)定的性質(zhì)，很容易失去平衡。
2．離心機(jī)回轉(zhuǎn)部件磨損后，質(zhì)量不均勻，在工作中因失去平衡而產(chǎn)生震動(dòng)。
3．單位時(shí)間內(nèi)，離心機(jī)給料不均勻或分配盤(pán)向四周甩料不均勻，也是產(chǎn)生震動(dòng)的主要原因。
彈性地腳螺栓隔振的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、尺寸小、不影響設(shè)備高度、消耗金屬量小、價(jià)格便宜、安裝和拆卸方便[24]。
圖4-6 殼體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
1－地腳螺栓；2－彈性橡膠塊；3－離心機(jī)外殼底緣；4－金屬保護(hù)外套；5－槽鋼
圖4-7隔振地腳螺栓
4.11 潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
離心甩干機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)用稀油壓力集中潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油箱經(jīng)濾油器進(jìn)入齒輪油泵，然后經(jīng)主壓油管進(jìn)入多支油管（分油管）再經(jīng)4個(gè)支油管進(jìn)入以下潤(rùn)滑點(diǎn)：1）心軸上部軸承和外軸上下軸承；2）兩對(duì)斜齒輪；3）中間軸上部軸承；4）中間軸下部軸承。并在潤(rùn)滑系統(tǒng)中，采用電接點(diǎn)壓力表。當(dāng)油壓過(guò)低（小于0.04MP）或過(guò)高（大于0.35MP）時(shí)，發(fā)出警報(bào)信號(hào)，警告司機(jī)停機(jī)檢查。其潤(rùn)滑系統(tǒng)（見(jiàn)圖4.8）[25]
圖4-8-1潤(rùn)滑系統(tǒng)簡(jiǎn)圖
圖4-8-2潤(rùn)滑系統(tǒng)簡(jiǎn)圖
總結(jié)
對(duì)離心甩干機(jī)設(shè)計(jì)的工作部分的研究，有了較清晰的了解和認(rèn)識(shí)，一個(gè)系統(tǒng)的正常工作是有很多部件組成的。在離心甩干機(jī)工作部分設(shè)計(jì)中，有些參量是對(duì)本次設(shè)計(jì)至關(guān)重要的。離心力的大小影響甩干的效果。而分離因數(shù)就是表示離心機(jī)中物料所受離心力大小、分離能力的一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)離心機(jī)的甩干效率起決定作用。然后是篩籃的構(gòu)造，篩籃是過(guò)濾式離心機(jī)的工作表面，是保證離心機(jī)正常工作的重要部件，其中有篩籃強(qiáng)度的校核以保證承受物料高速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力。螺旋轉(zhuǎn)子是離心機(jī)工作部分的另一重要部件。它和篩籃的間隙確定和壽命問(wèn)題都是值得考慮和研究的。
總之通過(guò)對(duì)本設(shè)計(jì)專(zhuān)題的研究和學(xué)習(xí)，掌握很多解決實(shí)際問(wèn)題的方法和技巧，對(duì)以后搞設(shè)計(jì)打下一個(gè)有利的基礎(chǔ)。
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致謝
在指導(dǎo)老師劉麗芳的帶領(lǐng)下，我圓滿(mǎn)完成了本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。通過(guò)此次設(shè)計(jì)我學(xué)到了許多書(shū)本上沒(méi)有的東西，同時(shí)，對(duì)以前所學(xué)到的機(jī)械知識(shí)，也有了進(jìn)一步的加深和鞏固。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我借閱了大量的相關(guān)資料，并上網(wǎng)查詢(xún)了許多有關(guān)離心甩干機(jī)的新信息，對(duì)其有了更深入的了解；對(duì)于計(jì)算過(guò)程，認(rèn)真思考，爭(zhēng)取不出現(xiàn)較大誤差；對(duì)于離心甩干機(jī)里需要選型的重要部件、零件的計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，更是謹(jǐn)慎行事；對(duì)于不懂得問(wèn)題，通過(guò)向指導(dǎo)老師請(qǐng)教，最后也得到了滿(mǎn)意的結(jié)果。
在此，我要感謝在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，給與我們莫大幫助的劉老師。無(wú)論是在論文內(nèi)容的選擇、資料的收集，還是在具體的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中，老師都給予了我們細(xì)心的及時(shí)的指導(dǎo)，尤其在論文的整理過(guò)程中，宗老師提出了大量寶貴的意見(jiàn)和建議，使我的設(shè)計(jì)得以更加完善。其次,我們還要向機(jī)械系的各位領(lǐng)導(dǎo)和老師,在三年的時(shí)間里對(duì)我們的教誨和幫助表示感謝!
最后,向在百忙之中抽身來(lái)評(píng)閱我的論文的各位老師致以最衷心的感謝!由于時(shí)間倉(cāng)促,水平有限、論文中難免有不當(dāng)之處,真誠(chéng)地希望各位老師對(duì)我的論文提出寶貴意見(jiàn)!