〔大学论文〕XT-SEPAX三分离选粉机设计（含word文档） .pdf

目录目录目录目录 1 前言1 1.1 本课题的来源和技术要求1 1.2 本课题要解决的主要问题和设计总体思路1 1.3 预期的成果及其理论意义2 2 目前市场上有几种不同应用形式的高效选粉机3 2.1 旋风组合式选粉机3 2.2 高效动态选粉机3 3 总体方案论证4 3.1 动力调速电机4 3.2 立轴双支撑系统4 3.3 喂料口5 3.4 进风导向叶片5 3.5 旋风筒5 3.6 内衬的处理耐磨瓷砖5 3.7 工作原理5 3.8 改进后的效果6 4 具体设计说明7 4.1 循环负荷和选粉效率7 4.2选粉效率 e 和循环负荷 c 的关系8 4.3 工艺参数9 4.3.1 主要工艺尺寸9 4.3.2 合宜转速10 4.3.3 生产能力10 4 . 4传 动 部 分 设 计 1 0 4.5 螺栓组联接的结构设计13 4 . 6螺 栓 联 接 的 强 度 校 核 1 4 5 焊接工艺17 5.1 焊接接头及坡口型式17 5.2 焊接坡口边缘的加工17 5.2.1 法兰的气割17 5.2.2 坡口的气割18 5.2.3 气焊规范的选择18 5.3 壳体焊接加工的技术要求18 6 结语19 2 参考文献20 致谢21 附录22 1前言 sepax 三分离高效选粉机是我司在借鉴国际最先进选粉原理的基础上， 采用航 空空气动力学分析方法与南京工业大学、盐城工学院联合研制开发出的最新科技产 品。该产品突破常规闭路粉磨系统“粗、细粉”二分离理论，将物料“一分为三”， 即粗粉、中粗粉和细粉，该产品系统配置简单、成本低谦，能大幅度提高磨机产量。 其内部结构合理，选粉效果显著，是实施水泥新标准后提高粉磨系统产品质量的首 选产品，引导选粉机技术革新新潮流。 在工作状态下，高速电机通过传动装置带动立式传动轴转动，物料通过设在 选粉机室上部的进料口进入选粉室内，再通过设置在中粗粉收集锥的上下两锥体之 间和通粉管道落在撒料盘上，撒料盘随立式传动轴转动，物料在惯性离心力的作用 下，向四周均匀撒出，分散的物料在外接风机通过进风口进入选粉室的高速气流作 用下，物料中的粗重颗粒受到惯性离心力的作用被甩向选粉室的内壁面。碰撞后失 去动能沿壁面滑下，落到粗粉收锥中，其余的颗粒被旋转上升的气流卷起，经过大 风叶的作用区时，在大风叶的撞击下，又有一部分粗粉颗粒被抛到选粉室的内壁面， 碰撞后失去动能沿壁面滑下，落到粗粉收集锥中。 中粗粉和细粉通过大风叶后，在上升气流的作用下，继续上升穿过立式导向 叶片进入二级选粉区。含尘气流在旋转的笼型转子形成的强烈而稳定的平面涡流作 用下，使中粗粉在离心力的作用下被抛向立式导向叶片后失去动能，落到中粗粉收 集锥中，通过中粗粉管排出。符合要求的细粉穿过笼型转子进入其内部，随循环风 进入高效低阻型旋风分离器中，随后滑落到细粉收集锥内成为成品。 1.1 本课题的来源和技术要求 a.本课题的来源：在使用传统选粉机的水泥企业的生产过程中，发现了很 选粉机的缺点和不足，满足不了现在的企业需求。结合江苏科行环境工程技术有限 公司选粉机的生产实际和发展要求。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.所有机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：首先原来的传动由减速器承担，而减速器易损件 多，油耗大，价格高，更换麻烦且停机时间长，严重影响水泥企业的正常生产，对 经济效益造成很大的影响。在此改为皮带传动，这样易损件不是很多，油耗也会变 少，所需更换的零件价格低了很多且更换起来方便，大大节约了生产成本，达到了 增加经济效益的效果。其次原本选粉机的选粉力场不是很强，效率一般，为此对其 进行内部的改造，在不影响正常运做的情况下使选粉效率提高. 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，所以这里采用皮带传动，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：在选粉机的进风口使用 切向导风叶片，使选粉气流通过水平切线方向进入选粉室，形成个旋转涡旋气流。 由于重力的作用，悬浮分散粗细分离的物料在分散状态下落入到导风叶和转子之间 的分选区（选粉室）内，在分选气流和转子旋转的共同作用下，粉尘颗粒将同时受 重力、风力和旋转离心力的作用，较小颗粒的物料随气流进入转子内（二级分级分 离） ，经由配风室分四路进入旋风筒。 1.3 预期的成果及其理论意义 a.设计选粉机的壳体与传动部分，满足生产工艺和生产纲领要求，保证产品 质量。 b.调整选粉机内壁增设导风装置，优化设计，降低旋风阻力，提高收集效率。 设 计在技术上先进，经济上合理，设备有良好的可操作性和可靠性，以满足磨机生产 需要，提高生产效率。 4 2 目前市场上的有几种不同应用形式的高效选粉机 2.1.1.1.1 旋风组合式选粉机旋风组合式选粉机旋风组合式选粉机旋风组合式选粉机 旋风组合式选粉机是结合离心式选粉机的原理，在其基础结构上改进而形成的 一种选粉机。它由机壳、叶轮、撒料板、粗粉收集锥斗、转动装置、外部循环风机、 旋风集尘器等组成。结构上采用笼式转子，主轴由可调速的电机驱动；外部循环。 风机供给；细粉的收集采用多个并联高效旋风筒，涡旋气流喂料选粉机粉磨物料由 机械提升机送到顶部进入，气流由机体涡壳切线方向进入，省却粗料收集锥斗，粗 粉经分离后由机壳锥斗返回粉磨系统，细粉由出口大型风机气流带出，经由大型收 尘器收集，在生料粉磨系统之中，是技术含量适中的设备之一。 2.2 高效动态选粉机 高效动态选粉机是一种突破了离心式、旋风式选粉机所用传统分级模式的选粉 机。它由机壳、涡轮、导流板、转动装置、粗粉收集锥斗（也可无此项） 、大规模袋 式集粉器、大型风机等组成。其特点是选粉部分机身比较小，集粉部分机身非常大， 操作调整主要以变频或滑差电机调速来调节控制产品粒径范围，动静荷载小，运行 平稳。主要配置在大型管磨机与立式辊磨系统中。目前采用的主要有三种形式： a.负压吸料式选粉机。 b.混合喂料式选粉机。 c.涡流气流喂料选粉机。 选粉技术的不断发展，其基本原因在于： 一方面水泥质量的要求不断提高。水泥质量除了和熟料矿物成分有关外，与粉 磨后的成品颗粒组成亦有关。一般低标号水泥用筛余控制细度，随着标号的提高用 比表面积控制，比表面积大，强度高。进一步发现水泥强度与水泥颗粒的组成有关， 330m 的颗粒是发挥强度作用的主要成分。因此主要应该控制其粒度级配。三代 不同选粉机的发展，实际上是与控制要求的变革相联系的。 另一方面是由于机组系统产量的增加以及节能期望值的提高，要求选粉机单机 能力扩大，选粉效率进一步提高，促使选粉机从机理上和结构上加以改进以适应需 要。 3 总体方案论证 我们毕业设计的新型组合式选粉机：要想进一步提高选粉机的选粉效率,就必须 解决选粉机的内部结构形式,将混合料中的粗细粉分离开来,防止细粉回磨机内过粉 磨,将粗粉返回再粉磨。 我们所设计的高效选粉机其所产生的循环气流。而是由设备外的风机把风沿导 向叶片送进选粉机内进入选粉室产生涡旋气流。 选粉机成品细度可以通过变更各工艺参数及各部尺寸的相互关系来改变。具体 做法有以下几点：首先可以改变上升气流风速。上升气流风速加大，分离粒径变大， 风速变小，则分离粒径变小；其次调整离心力,离心力加大使成品变细，离心力减小 则变粗。影响离心力的一是撒料盘的大小和风速，撒料盘加大，转速加快，离心力 增加。二是转子大小，转速和数量。转子增大，转速加快，能增强颗粒由撒料盘获 得的离心力。特别是转子还起到屏障作用，阻挡颗粒的通过，因此转子叶片数量的 调整对细度特别敏感。再次改变选粉室内部尺寸。对新设计调整各部比例尺寸有可 能改变成品控制细度。如提高增加高度产品细度，降低高度产品变粗。但在已有的 选粉机上变动有困难，但拉开或推进平板起类似的作用。拉开使细度变粗，推进使 细度变细。但这一措施，仅能起微调作用。在传动装置方面，由于原本所用的减速 器价格比较高，易损件多，油耗大，更换麻烦且切停产时间长，对水泥企业的正常 生产造成极大的影响。为此以皮带传动代替之。皮带传动故障率较低，维修及更换 零件方便。而在课题中的选粉机电机和主轴两端的速比较大，如采用一级传动，会 带来一系列问题，故采用带传动减速。原有电动机只需更换电动机端盖改成立式电 动机。 6 在内部的选粉力场改造上，首先改进撒料盘。为了使落到撒料盘上的物料具有 较高的动能，把平面撒料盘改成波纹面，即在撒料盘平面上均匀的焊接 8 根角钢， 且与水平线成 30 度，角向上，从而减少或避免物料在撒料盘上打滑，打转现象，使 物料具有较高动能。物料在抛出撒料盘时能以较高的速度撞击壳体，进行二次分选 破碎。再次改进转子,把原来的转子改为笼形转子,这样易于调节物料的粒径。 3.1 动力调速电机 笼式转子与撒料盘一起安装在主轴上,主轴由调速电机驱动。分级力场的强度可 通过改变电机转速灵活调节,以改变分级力场中颗粒的受力情况,控制分级的切割粒 径,调节产品的细度与粒度组成。 3.2 立轴双支撑系统 选粉机的立轴悬于主机之上,而有效转动部位悬于选粉机中间,如撒料盘、转子 等,稍有偏心便产生较剧烈的晃动,致使固定轴承频繁损坏。更换轴承工作量大,费时 费力。该机的设计借鉴了立轴破碎机下端设计的经验,在主轴下端固定撒料盘的固定 螺栓下增加一段与其同心的、直径为 d、长为 h 的小立轴,在小立轴下端安装一相应 大小的轴承及支撑与密封装置,实现双支撑。应注意结构设计要保证上下轴承同心。 3.3 喂料口 因为只有一个进料口，要把物料均匀的分布就需要物料经由多点分料器。将物 料分成四路或更多路，分别由四点或多点喂到分散分离室。混合料进入选粉机的进 料口，由喂料口喂入，经由多点分料器将物料分成四路或更多路，分别由四点或多 点喂到分散分离室，该室是由安装在转子上的上部撒料盘及反击板等组成，物料流 入到上部撒料盘上，随着转子的旋转，物料在撒料盘上改善了均布状况，并均匀地 撒向四周，撞击到反击板上，成团物料或粗细物料处于悬浮分散状态，并进行初步 的分散分离作用（一级悬浮分散分离） 。 3.4 进风导向叶片 在选粉机的进风口使用切向导风叶片，使选粉气流通过水平切线方向进入选粉 室，形成个旋转涡旋气流。由于重力的作用，悬浮分散粗细分离的物料在分散状态 下落入到导风叶和转子之间的分选区（选粉室）内，在分选气流和转子旋转的共同 作用下，粉尘颗粒将同时受重力、风力和旋转离心力的作用，较小颗粒的物料随气 流进入转子内（二级分级分离） ，经由配风室分四路进入旋风筒。 3.5 旋风筒 由旋风筒将大部分成品物料分离出来（三级成品气固分离） ，分离绝大部分成品 后的气流经出口排出进入循环风机进行内部循环，而该循环气流中含有超细微粉成 品，在循环风机的出口又将该循环气流的一部分引出送到后续的布袋除尘器进行收 尘，对部分难以收集的细粉进行气固分离（四级微粉和超细粉气固分离） ，同时，由 于循环气流中排出了一部分，在粗粉灰斗侧面安装有净气进风口，进入一部分净空 气，一方面对落入到粗粉灰斗中的粗粉料进行再一次的清洗，将粘附在粗颗粒中的 细物料再次分离出来，并送到上部选粉室内进行选粉分离（五级细粉分离） ，另一方 面降低了选粉气流温度，再一方面，也降低了选粉浓度，有助于提高选粉效率。不 合格的物料由选粉机内锥粗粉灰斗收集，通过粗粉（不合格物料）出口排出。该设 备气流由一台循环风机供给，循环风机将气流通过一个进风管将气流送到选粉机进 风处，通过一个切向进风导向叶片进行气体均布，该气流由下而上旋转上升，气流 进入笼形转子与导向叶片的选粉空间内进行分级选粉，由于在循环过程中进出一部 分气流，形成了内部部分循环气路系统。 3.6 内衬的处理耐磨瓷砖 为防止物料直接冲刷、磨损机壳,选粉机通常装有铸石衬板内衬。铸石衬板在使 用过程中,经常由于震动或冲击而脱落。所以,可采用耐磨瓷砖,改造选粉机的内衬。 该方法结构简便,成本较低,寿命可提高二倍左右，并且容易更换。 3.7 工作原理 改进后的涡流选粉机的结构如图 3-1 所示。出磨物料由选粉机上部加料口喂入, 落到与转子一体的撒料盘上。转子随主轴转动是,撒料盘上物料在离心力的作用下沿 径向甩出而分散于选粉室内。与旋转上升的气流相遇,在选粉室内分级圈表面附近的 气流及分散于气流中的物料在分级圈的带动下与分级圈一起作高速旋转,而使气流中 的物料受到较强的离心力,该力的大小可通过改变主轴的转速来调节。当转速增大时, 该力也增大,此时如保持处理风量一定,则切割粒径将减少,产品变细;如转速降低,则产 品变粗。在工作中产品的细度可根据其他结构调节控制,如风量、风速等。 选粉机的选粉过程主要分为 3 个环节,即物料的分散、分级及细粒的分离。为保 证选粉机具有良好的分级性能,设计时必须使3个环节得到妥善的解决,即物料充分、 均匀分散,稳定的分级力场,机会均等、充分的物料分级和细粒的高效率分离。在设 计中我们通过分析计算,以确定系统的主要参数,并依据这些参数进行电机选型,以 及主轴、进风管、选粉室、分级圈、撒料盘、细粉出口、粗粉出口、进料口等结构 的设计。 3.8 改进后的效果 该新型组合式选粉机的特点： a.选粉效率高,能大幅度提高磨机产量。 b.改善了水泥成品的分布,提高产品质量。 c.操作方便。调节灵活方便,改变细度时只须调节风门和电机的转速。 d.结构紧凑、采用悬浮分散技术、平面涡流分级技术和内外循环收集技术。 e.投资较省，是目前综合了各个高效选粉机的优点，并进行了改进发展，采用 独特结构而开发的一种高效选粉机。 8 4 具体设计说明 4.1 循环负荷和选粉效率 通常用循环载荷和选粉效率来表示选粉机工作效能好坏的指标。 a) 循环负荷 c：是指选粉机回料量 g 与成品量 f 之比。 c = g f (4-1) 用下法：设进入选粉机的料中，在控制筛上筛下料含量 a,选粉机粗粉中（即回 料量）在控制筛上筛下料含量是 g,选粉机成品（细粉）在控制筛上筛下料含量是 f, 根据物料平衡，得: a(选粉机喂料量 t/h) = g + f(4-2) a a = g g + f f(4-3) g f = fa ag (4-4) c = fa ag (4-5) 由此可知：只要从细粉、粗粉及选粉机进料中取出一定试样进行筛粉，分别 测出各自在控制筛上的筛下含量就可算出选粉机的循环负荷。 b) 选粉效率：是指选粉后成品中所含某一粒级的细粉量与选粉机喂料中 含有该粒级的细粉量之比的百分数，以下式表示： = ff a a 100%(4-6) 与(4-2),(4-3)联立解得 f a = ag fg (4-7) = ag fg f a 100%(4-8) c 增加意味着通过磨机物料量增加，从而喂入选粉机的物料也增加，选粉机负荷 增大，分离就不可能清晰，当然要降低，从另外意义上说，选粉机回料多，则合 格粒度进入到成品中就会少，就低。如果选粉能力富裕，高，肯定回料量就少， c 就低,所以随着 c 的增加而降低。 c) 循环负荷 c 和选粉效率的相应值：不是越高越好，在磨机的粉碎能力与 选粉机的选粉能力基本平衡的条件下，在一定范围内适当提高循环负荷就会使通过 磨机内物料增加，从而使磨内物料流速加快，增大细磨仓的物料粒度，更加减轻衬 垫作用，于是进一步强化磨机粉磨能力，使全套粉磨设备生产能力提高。粉磨水泥 时，增加 c 会使回料中所含的水化较慢的 3080 微米颗粒增加，成品中小于 30 微 米颗粒增加，从而提高水泥的强度。因此适当增大循环负荷是有好处的，但当 c 过 大时会使磨内物料流速过快，粉磨介质来不及对物料发挥粉碎作用，反而会使颗粒 组成过于均匀，小于 30 微米颗粒的含量减少,以至使水泥强度下降。因此，选粉机 的和 c 必须有一定的适应值。在实际操作中，对于短磨机，c=300400%，其相应 的为 4050%。管磨机 c=100200%，其相应的为 5070%。 4.2 选粉效率 e 和循环负荷 c 的关系 a) e 随检查筛筛孔大小而变,筛孔小计算的 e 值大,筛孔大计算的 e 值小,因为在 同一分离条件下细粉级物料容易进入成品,而 c 值与检查筛大小无关。 b) 整理可求得 e 和 c 的关系式: e = 100 100 f c fg+ (4-9) e = 1 1 f ca + (4-10) c) 当回料细度不变时,循环负荷随选粉机的喂料变粗而增加,选粉效率随喂料 变粗而降低。这是由于喂料变粗时,粗级别含量与合格产品含量的比值愈大,因而循 环负荷亦愈大。同样,喂料中合格产品比例愈小,则进入成品的机会就愈少,选粉效率 就愈低。循环负荷大,则选粉效率就低。 当喂料细度不变时,循环负荷随回料变粗而降低,选粉效率随回料变粗而增 加。回料变粗时表明合格品进入成品中的多,因此循环负荷小,而选粉效率高。 10 实际上,喂料变粗是使得回料亦变粗,所以,c 和 e 是喂料细度和回料细度的函 数: c = 100 () 100 a g (4-11) e = 100 () 100 g a (4-12) d)对于某一种特定的选粉机其 ce 曲线遵循着一定的变化规律。不同的选粉机 就有不同的 ce 曲线。如果要比较两种选粉机的选粉效率,必须比较两者的 ce 曲 线。 如某种选粉机选得干净,必然回料粗,c 小,e 大;相反,就是 c 大,e 小。 前者的 ce 曲线位于后者的上方。同样如果要比较两台选粉机的选粉效率,则必须在同一循环负 荷下才有意义,否则基准不同是没有对比价值的。评述一个新设计的选粉机,当然希 望选粉效率要高,尤其希望选粉效率随循环负荷增加所降低的幅度要小一些,也即 ce 曲线要平缓,要偏上方。 磨机的生产率随循环负荷的增加而增大。如选粉机成品细度不变,磨机生产率 增大,循环负荷就增加,或磨机的生产率不变而成品细度减小,循环负荷也增加。 e) 循环负荷的数量取决于磨机排料中粗级别含量与合格产品含量之比,比值愈 大即排料愈粗,则循环负荷愈大,反过来说,循环负荷愈大,则磨机排料中粗级别含量 愈高, 磨机中粗级别含量也高,因而磨机的粉磨效率也愈高。因为粉磨只对粗级别起 作用。但是,选粉效率又随循环负荷的增加而降低。因此,回磨机的循环量中粗级别 含量变少,也即磨内粗级别含量也变少,磨机的粉磨效率又将降低。所以说粉磨效率 也将随选粉效率增加而增加,随选粉效率降低而降低。 4.3 工艺参数 4.31 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。选粉机各部的相对尺寸可 以看作为直径的函数，并可视为简单的比例关系。这些关系可以对实际生产的选粉 机通过统计并结合典型选粉机的相对尺寸来确定。其关系简图 4-1 如下： 图 4-1离心式选粉机各部尺寸 表 4-1离心式选粉机各部尺寸建议值 各部尺寸名称符号比例值 选粉机直径d1 内筒直径d0.70 大风叶直径d10.75 小风叶直径d20.60 撒料盘直径d30.33 小风叶底至压风板距h10.11 撒料盘至压风板距h20.15 大风叶宽度b10.11 小风叶宽度b20.045 我们设计的 xt-sepax 三分离选粉机的主要部件的尺寸也参照上表进行计算。 4.3.2 合宜转速 选粉机的合宜转速是指满足一定成品细度要求，并有良好的选粉效果时的转速。 成品细度随上升风速的加大而变粗，随撒料盘转速的加快而变细。上升转速为选粉 机风量除以截面之商。 由设计产量来确定选粉机的喂料量。 （设计产量 q=25t/h） 选粉机的喂料量： 1 q=（l+1）q=225=50t/h（水泥磨设计取 l=1） 确定料气比 c：c 一般为 11.2 间，设计时可取实际在用的数据均值 c= （1.089+1.11+1.13+1.05+1.023）/5=1.084 确定选粉室的直径 d： q=5.35d 2 d=2.16m 所以可取 d=2.2（m） 12 选粉机的主轴转速可按下式估算： nd=300500 n=138.9231.5 （r/min） n选粉机主轴转速，r/min； d选粉机直径，m。 4.3.3 生产能力 选粉机的任务在于使磨机中及时排除的颗粒进行分离，选出合格的成品。涡流 式选粉机的分离粒径在规格和转速一定的条件下，决定于上升风速。上升风速越大， 粒径粗；上升风速小，粒径细。一定的分离粒径就要求一定的上升风速，也就是要 求一定的循环风量。选粉机的能力也可以从循环风量和以成品为准的选粉浓度的乘 积求得。即：w=kqc.式中 w-选粉机生产能力，q-选粉机循环风量，c-选粉浓 度，k-系数 风量 q f主要决定于风机的进风量，这符合通风机窜连的规律。内部阻力的变动 也能调节循环风量。 根据课题任务书给定的选粉机的风量为 700m 3/min,考虑到选粉机的漏风量，应 增加 10%的进风量。所以 q f=1.10ka3600 =1.1043.14 2 2.4 () 2 3600 =71622.14 （m 3/t） 本课题选粉机生产能力为配套圈流系统水泥磨2.27（m），q=22-26 （t/h） 4.4 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。原选粉机 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. 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文献11内容） 表 4-2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 查表 4.6 得工况系数 k a=1.1，p-传递的功率 pd= k ap=1.118.5=20.35kw。 pd=20.35kw。 2选 定根据 pd=20.35kw 和小带轮转速 n1=300r/min,查图 4.11选择 c 带 带型确定为 c 型。 3传 动 比 i=300/200=1.5。i=1.5 4小 带 轮 的 基 准 直径 参考图 4.11 及表 4.4 得小带轮的基准 直径查表确定为 d 1d =250 d 1d =250mm 5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 136mm 6大 带 轮 的 基 准 直径 d 2d = i d 1d (1-) =1.5200 (1-0.01)=375. 查表 4.4 取值 d 2d =375 d 2d =375mm 7带速v=d 1d n1/(601000)vmax， 这里vmax取2530. v=200350/60000=3.9120。 所以,包角1合适. 1=171.7。 12单 根 v 带 传 递 的 额 定 功 率 由表 4.1 选得 p=5.00 kwp=20.06kw 13额 定 功 率 增量 考虑传动比的影响，额定功率的增量p1由表 4.7 查得 p1=0.27kw p1=0.27kw 14包角 系数 由表 4.8 查得包角系数 k=0.99k=0.99 15长度 系数 由表 4.2 查得长度系数 k1=0.95k1=0.95 16轮带 根数 z p ca /(p+p 1 )kk1=20.35/(5+0.27) 0.990.95=4.1 所以取 z=5 z=5 根 17单根 v 带 的初 拉力 由表 c 型 v 带长度质量 q=0.3 f0=500(2.5/k-1)20.35/vz+0.3v 2 =800n f0=800 n 18作用 在轴 上的 力 f r =2zf0sin(/2)=25800 sin(171.7/2)=7979n fr=7979n 4.5 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 4-2 所示。 图 4-2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 4-3 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dt10 0 =。 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。 4.6 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 16 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 nf r 3 . 12449=。 接合面数 m=1,查参考 ，取f=1.0，防滑系数ks=1.1,则单个螺的预紧力： 图 4-4 受轴向载荷的螺栓组联接 0 1.1 1037.44 1141.18() 1 1.0 ksf fnn mf = (4-13) 螺栓所受轴向总拉力 f=1141.18（n） a 强度计算 a 计算许用拉应力 选 8.8 级螺栓,查 11 表 14-6,mpa s 340=,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 =mpa s ss 100 4 . 3 = =mpa w m a zf p (4-17 ) 此螺栓联接符合设计强度要求。 18 5 焊接工艺 5.1 焊接接头及坡口型式 在手工焊接中,由于结构形状,工件厚度及对质量要求的不同,其接头及坡口型式 也有不同。一般接头型式有对接、搭接、角接及丁字接头等。 对于不同厚度的板料对接时,如果厚度差( 1 -)不超过表 5-1 的规定时,则接头 的基本型号与尺寸应按较厚板选取。 表 5-1 厚度差 较薄板的厚度(毫米)256891112 允许厚度差( 1 -) 1234 5.2 焊接坡口边缘的加工 坡口边缘的加工方法,可根据焊接结构的尺寸、形状与本单位的加工条件选用。 一般有以下几种方法: a.剪边不开坡口的较薄钢板可用剪床剪边。 b.刨边用刨床或刨边机对直边可加工出任何型式的坡口 c.车削用于管子坡口。当遇到较长、较重或者无法搬动的管子时.可采用可移 动式的管子坡口机。对小直径薄壁管子有手工式坡口机,对大直径厚壁管子可采用电 动车管机。 d.铲削用风铲铲坡口或挑焊根。 5.氧气切割是应用较广的焊接边缘加工方法,可以得到任何角度的 v、x 型坡口。 通常有手工切割、半自动切割及自动切割三种。手工切割尺寸及角度不太平整,自动 切割的设备成本高,生产中半自动切割应用较广。为提高切割的效率,在半自动切割机 上可装两到三个割嘴,使一次切割便能切出 v、x 型坡口。 对于选粉机的焊接加工一般采用氧气切割。 切割钢板时割炬可采用 g01-100;应注意使缝线的长度最好不超过被切割板厚的三分 之一。割嘴与工件的距离大致等于焰芯长度加上 24 毫米左右。为提高切割效率,在 气割 425 毫米厚的钢板时,割嘴可向后,即向切割前进的反方向,倾斜 20 30 角。 5.2.1 法兰的气割 法兰气割时,一般先气割内圈,然后在切割外圆。 切割时首先要在钢板上割个孔,切割方法是先对钢板进行预热,嘴头要垂直于钢 板,至钢板暗红达到切割温度时,将割嘴倾斜一些,便于氧化铁渣的吹出,此时打开切割 氧将氧化铁渣吹出。 开始切割时切割氧不要开的太大,随着往后拖割炬和逐渐将割嘴角度转向垂直位 置,而不断地开大切割氧阀门,使氧化铁渣朝嘴头倾斜相反的方向飞出。当氧化铁渣的 火花不再上飞时,说明已将钢板切透。这时将嘴头与钢板垂直,割炬沿内圆线切割。 5.2.2 坡口的气割 气割前先按坡口尺寸划好线,然后将割嘴按坡口的角度找好,以往后拖或向前推 的操作方法进行切割。坡口的气割与分离切割相比,割速稍慢,预热火焰能率应适当 减小,而切割氧的压力应稍大。 为了得到宽窄一致和角度相等的切割坡口,可将割嘴靠在扣放的角钢上进行切 割。为了更好的控制切割坡口的角度,还可将割嘴安在角度可调的滚轮上。 5.2.3 气焊规范的选择 根据工件的成分、大小、形状及施焊位置,选用不同的气焊规范。如火焰性质、 火焰能率、焊丝直径、焊嘴与工件间的倾斜角度以及焊接速度等。合理的选择气焊 规范是保证焊接质量的重要条件。 5.3 壳体焊接加工的技术要求 20 a.焊缝外观质量应符合 qjcj0582钢制建材机械焊接技术规程中的有关规定； 并不得有明显的裂纹、夹渣、气孔等影响焊接质量的缺陷。 b.内部有气体流通的零部件的焊缝和法兰连接处不准有漏风现象。 6 结语 通过此次对涡流选粉机的设计和改造，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 ， 加大选粉力场， 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。 与传统的选粉机相比，高效选粉机具有如下特点： a.物料在分级室内在较强的旋流及径向剪切力的作用下，物料分散性好且分级 强度高，分级效率高； b.分选物料经过分级界面分明的选粉区，各部分的选粉条件稳定不变，故该机 的分级精度高； 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