周边传动刮泥机动力系统设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 摘要 排泥机械是在自来水厂和污水处理厂中配合沉淀池使用的，它是重要的排泥专用设备。排泥机械的形式随工艺的条件与池形的结构而有所不同，目前常用的排泥机械可分为平流式 (矩形 )沉淀池排泥机和辐流式 (圆形 )排泥机两大类。刮泥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。一般采用铝合金，不锈钢或防腐处理型钢制作，具有电动提肥，过载保护、撇渣、刮泥、虹吸排泥过程监控，电气联锁等特点，动力消耗低、防腐性能强、吸泥量可调、传动平稳、运行可靠。 本设 计研究的刮泥机为周边传动式。并将可编程序控制器 (用于控制系统中，极大的简化操作过程，提高运行稳定性。具有 结构简单 ， 运转连续 ， 管理方便 等一系列优点。 关键词： 可编程控制器；全自动运行；环保；刮泥机 需要购买对应 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 is in it is s at a of of so It is in of s of it is or to to of so on is to be is in to be is so on a of I 目 录 1 绪论 . 1 国的环保形势 . 1 用的的污水处理工艺简介 . 2 . 2 . 2 . 2 . 2 泥机简介及其在污水处理中的地位 . 3 国现存刮泥机的种类，各自的应用场合和优缺点 . 3 课题研发的刮泥机简 介 . 5 究意义 . 6 2 刮泥机总体设计 . 7 课题刮泥机的设计参数 . 7 边传动的 总体构成 . 7 跨式 . 7 跨式 . 7 心旋转支座 . 9 渣机构及刮板布置 . 10 力系统总体设计 . 11 作原理 . 11 动机构各部分的组成 . 12 沉池的设计 . 12 密度澄清池 概况 . 12 . 13 简介 . 13 . 13 3 动力系统设计与计算 . 15 动装置设计的要求 . 15 动机的选择 . 15 择合适的电动机 . 16 机驱动功率的计算与选择 . 16 轴器的设计 . 18 . 18 联轴器选择应考虑的问题 . 19 . 19 . 20 . 20 . 21 . 22 . 22 . 22 . 22 . 22 动轴的设计与计算 . 23 的概述 . 23 的材料 . 23 的强度计算 . 23 的刚度计算 . 24 泥机传动轴的计算 . 24 4 制系统的设计 . 26 . 26 . 26 . 27 . 27 . 27 字 I/. 27 入模块的确定 . 28 出模块的确定 . 28 . 28 5 电气控制系统的设计 . 29 . 29 图的要求 . 29 . 29 电路系统的设计 . 30 制系统的要求 . 30 电路的设计 . 31 . 31 流控制线路设计 . 33 要参数设计 . 34 结论 . 35 致谢 . 错误 !未定义书签。 参 考文献 . 36 附录 . 37 英文原文 . 37 中文翻译 . 43 买文档送全套图纸 扣扣 414951605 V 1 1 绪论 国的环保形势 作为发展中的社会主义国家，我国人民在现代化建设的过程中，面临比世界其他国家更为严峻人口、资源和环境形势。沉重的人口负担，人均资源不足，环境状况恶化，严重影响着党和政府发展经济的宏观决策，也影响着人民群众生活水平的提高，成为制约我国社会主义建设的首要问题。 改革开放三十多年来中国社会公众和各级领导干部的环保意识得到大幅提高，中国的社会环境、自然资源在很大程度上得到改善。但是，目前中国已经进入工业化中期和城市化迅速发展的时期，从发达国家的经历来看，这是消 耗资源最多，对环境破坏最大的时期。为了社会的可持续发展，中国政府提出了全面、协调、可持续发展的科学发展观。改革开放，特别十一届四中全会以来，我国的环境保护工作有了长足的发展。 定了中国自己的可持续发展战略。 1992 年联合国环境与发展大会之后，我国率先提出了环境与发展十大对策，指定中国 21 世纪议程，中国环境保护行动等文件，实施可持续发展战略已成为国民经济和社会发展的基本指导方针。 的环境管理体制和法律机制 经过十多年的努力，在全国范围内初 步建立起了环境保护部门监督管理，各有关部门分工负责的环境管理体系以及响应的环境监测、监理、统计、科研、宣传、教育体系。 到 1997年，我国相继颁布了环境保护法等 6部专门的环境法律，资源保护法律 9部，环境行政法规 28件，环抱部门发布环境规章 70余件，环境标准 390项。环保已经从主要依靠行政手段向着利用法律手段转移。 境保护已经从末端治理转变到源头控制。 我国积极开展环境外交，参与各项重大的国际环境事务，在国际环境与发展领域中 发挥月来越大的作用；签署并批准了保护臭氧层维也纳公约，联合国气候变化框架会议，生物多样化公约等多项国际环境公约。 每年，政府还投入了大量资金用于环境治理。其中与人民生活休戚相关的环保设备得到了极大的关注 国环保设备行业有了明显的进步。“十五”期间，全行业工业总产值同比增幅在 15%以上，有的重点企业高达 37%。其中， 2006 年水污染防治设备的产量与 2005 年相比增长 6倍；固体废弃物处理设备的产量增加了 环境监测仪器的产量 2006 年也有了明显回升。但是，由于国产 环保设备及仪器仪表档次不高，我国各行业的节能减排受到一定程度的制约。比如，国内开发的污染在线监测仪器仪表尚未完全过关，进口监测仪器仪表又价格太贵。因此，除关键必要部位外，很多大型 2 化工企业只好采用人工取样、分析，一定程度上影响了环保技术的发展和治理水平的提高。 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，以及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内容。某些重点环境工程的质量较差，甚至建成后不能运行，出现问题的原因涉及工程设计、成套能力、产品质量及工程管理诸多方面，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。 用的的污水处理工艺简介 性污泥工艺 活性污泥工艺是国内外城市 污水处理工艺的主流，由于其较高的处理效率，运行稳定可靠，而被大中型污水处理厂广泛采用 ， 成为典型的污水二级处理工艺 。 主要设备 包括 ：排污泵、格栅、吸砂机、刮吸呢机、曝气机、潜水搅拌机、滗水机、回流泵、压榨机等。 化沟工艺 从本质上讲，氧化沟工艺是传统活性污泥法的一种变形和发展，最突出的优点是在保证稳定高效的处理效果前提下，占地面积小，运行管理简单，降低了总投资和运行费用，同时除氮，除磷的效果优于传统活性污泥法。氧化沟工艺也有许多类型，按池 形 ，运行方式、曝气设备的差别，目前较流行的 为 沟 氧化沟） 。 主要设备 包括 ：排污泵、格栅、转刷曝气机、潜水推流器、污泥回流泵、刮吸泥机、压榨机等。 及 厌氧段不曝气，又不能使污泥沉降，所以在厌氧池中要配置机械搅拌设备。段和 段串联。 水经预处理后，直接进 沉池出水进入 是运行方式不同，传统工艺采用连续行方 3 式，污水连续进入处理系统并连续排出，系统内的每一处理单元功能不变。 水间歇进入处理单元完成曝气一沉淀生化处理全过程， 的一个运行周期包括五个阶段 ： 阶段 起净水池作用，内设搅拌机械； 阶段 起曝气池作用，内设曝气机械； 阶段 起沉淀池作用； 阶段 排水用滗水器； 阶段 排泥机械（泵）。 泥机简介及其在污水处理中的地位 刮泥机是排泥机械中最主要的设备。排泥机械是在自来水厂和污水处理 厂中，配合沉淀池使用的，重要的专用设备。排泥机械的形式随工艺的条件与池形的结构而有所不同，目前常用的排泥机械通常可分为平流式 (矩形 )沉淀池排泥机和辐流式 (圆形 )排泥机两大类。刮泥机主要有周边传动式、中心传动式刮泥机，以及矩形平流池桁车式、链传动式刮泥机。他是沉淀池不可缺少的设备、采用铝合金，不锈钢或防腐处理型钢制作，具有电动提肥，过载保护、撇渣、刮泥、虹吸排泥过程监控，电气联锁等特点，动力消耗低、防腐性能强、吸泥量可调、传动平稳、运行可靠。 国现存刮泥机的种类，各自的应用场合和优缺点 我国有多种刮 泥机，有 行车式虹吸、行车式提板刮泥机、链板式刮泥机螺旋、输送式刮泥机泵吸泥机、悬挂式中心、传动刮泥机周边传动吸泥、刮泥机 等 。 下表 1我国现存各种类刮泥机的适用条件和优缺点。 4 表 1国现存刮泥机的种类，各自的应用场合和优缺点 序号 机种名称 池形 池径或池宽（ m ） 池底坡度 适用范围 （吸）刮泥转 速（ m/ 优缺点 1 行车式虹吸、 泵吸泥机 矩形 8 30 平底 （ 1 ）给水平流沉淀池。（ 2 ）排水二次沉淀池。（ 3 ）斜管沉淀池。（ 4 ）悬浮物含量 应低于 5000 。（ 5 ）固体重量度不大于 粒 优点 (1)边行进边吸泥，效果较好 (2)根据污泥量多少，调节排泥次数 (3) 往返工作，排泥效率高。缺点： (1)除采用液下泵外， 吸泥 前 须 先 引水，操作较麻烦。 (2) 池内不均匀沉泥，吸泥浓度不一致。 (3) 吸出污泥的含水率较高 2 行车式提板刮泥机 矩形 4 30 1 ）给水平流沉淀池。（ 2 ）排水初次沉淀池。 点 :(1) 排泥次数可由污泥量确定 .(2) 传动部件可脱离水面 . 检修方便 .(3) 回程时，收起刮板，不扰动沉泥缺点 :电器原件如设在户外，易损坏 3 链板式刮泥机 矩形 6 1) 沉砂池 (2) 排水初次沉淀池 (3) 排水二次沉淀池 3 点 :(1) 排泥效高，在循环的牵引链上，每隔 2m 左右装 有 一 块 刮板，因此整个链上的刮板较多，使刮泥保持连续 (2)刮泥撇渣两用，机构简单 缺点 :(1) 池宽受到刮板的限制通 常 不 大 于 6m.(2) 链条易磨损，对材质要求较高 . 5 4 螺旋输送式刮泥机 矩形或 圆形 5 40 长槽 (1) 沉砂池 .(2) 初沉池 .(3) 最大安装角 30 . (4) 最大输送距离 : 水平布置为 20m 倾斜布置为 10m 1040r/1)严禁较大或带状的悬浮物进入 .(2) 中间支撑不得阻碍泥砂输送 .(3) 池外传动密封要求可靠 .(4) 泥砂沉积时间不宜超过 8h 5 悬挂式中心 传动刮泥机 圆形 6 12 1) 给水幅流式沉淀池 (2) 排水初沉池 (3) 排水二次沉淀池刮泥 (4) 排水二次沉淀池吸泥 (5) 污泥浓缩池 最外缘刮板端 13 优点 :(1) 结 构简单 .(2) 运转连续，管理方便缺点 :刮泥速度受刮板外缘的速度控制 . 6 垂架式中心传动吸泥机、刮泥机 14 60 外缘刮板端 13 7 周边传动吸泥、刮泥机 14 100 外缘刮板端 13 8 机械搅拌澄清池刮泥机 圆形 36 715 物线 机械搅拌澄清池 最外缘刮板端 点 :排泥彻底缺点 :(1) 水下传动部件的检修较困难 .(2) 销齿磨损，不易察觉 . 9 钢索牵引刮 泥机 矩形圆形 50的链轮采用灰铸铁 4）中小功率传动采用普通或优质碳素钢 大小功率传动采用合金钢 5） P6速链传动采用夹布胶木，噪音较小，传动平稳 6）小链轮的材料与热处理要求应高于大链轮 因为小链轮的啮合次数比大链轮多，磨损和冲击比大链轮严重。所以当大链轮用铸铁制造时，小链轮通常都用钢。 7）载荷平稳，速度较低，齿数较多时，也可以采用 B 200工作环境较差，链轮容易磨损的场合，铸铁最好经过等温淬火处理 或者采用优质铸铁。 动轴的设计与计算 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。刮泥机传动立轴主要用于传动力矩，属于传动轴 。 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 30 50钢，最常用的是 45钢。为保证其力学性能，应进行调质或正火处理。刮泥机的传动轴采用 45钢。 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。 24 刮泥传动立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（ 实心圆轴， 其切应力 639 1 0 /0 式中 W 轴的抗扭截面系数 3P 轴传递的功率 kW n 轴的转速 r/ 许用切应力 的刚度计算 轴受载荷以后要发生弯曲和扭转变形，如果变形过大，会影响轴上零件正常工作。例如，若车床丝杆扭角过大，会影响车刀 进给，降低加工精度；发动机的凸轮轴扭转角过大，会影响气阀开关时间，镗床的主轴或磨床的传动轴如扭转角过大，将会引起扭转振动，影响工件的精度和光洁度。所以，要限制一些轴的扭转变形。轴的变形有三种：绕度、转角、和扭角。在各种机器中对轴的刚度要求不一致。刮泥机的传动立轴在传动过程中要保证扭角。 受转矩 T（ 用，其扭角 ，由此可得单位轴长扭角为 L L 轴受转矩作用长度 轴截面的极惯性矩 G 轴材料的切变模量 泥机传动轴的计算 刮泥机传动轴采用 45 号钢，并采用实心轴 1）按扭转强度计算，可有公式得 31 7 d d 最小轴径（ M 轴所传递的扭矩（ 许用扭转剪应力 。根据表查得 30,且 M=以带入数据可得 d=）按扭转刚度计算31 6 d 最小轴径（ M 轴所传递的扭矩（ 许用扭转角（ m ） 25 根据表查得 m ） M d= 根据以上计算可得：采用 45钢的传动轴径选 111 26 4 制系统的设计 制系统的设计的主要内容 用户输入、输入设备连接而成的，用以完成预期的控制 目的与相应的控制要求。因比， 1）根据生产设备或生产过程的工艺要求，以及所提出的各项控制指标与经济预算，首先进行系统的总体设计。 2）根据控 制要求基本确定数字 I/行 I/制I/ 3）进行 要为 确选择于保证整个控制系统的技术经济性能指标起着重要的作用。选择 包括机型的选择、容量的选择、如模块的选择、电源模块的选择等。 4）选择用户输入设备 (按钮、操作开关、限位开关、传感器等 )、输出设备 (继电器，接触器，信号灯等执行元件 )，以及由输出设备驱动的控制对象 (电动机，电磁阀等 )，这些设备属于一般的电器元件。 5）设计控制程序。在 深入了解与掌握控制要求与主要控制的基本方式以及应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等方面情况之后。对较复杂的控制系统，可用状态流程图的形式全面地表达出来 利于编程和调试。程序设计主要包括绘制控制系统流程图、设计梯形图、编写语句表程序代码清单。控制程序是控制整个系统工作的条件，是保证系统工作正常，安全、可靠的关键因此，控制系统的设计必须经过反复调试、修改，直到满足要求为止。 写控制系统程序设计的步骤 在对一个控制系统进行设计之前， 最重要的工作就是深入了解和分析系统的控制要求，只有这样才可能提出准确的、合理的系统总体设计方案，进而实现各个阶段的设计任务。其主要步骤为： 1）对于较复杂的控制系统，需绘制系统控制流程图，用以清楚地表明动作的顺序和条件。对于简单的控制系统，也可省去这一步。 2）设计梯形图。这是程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。 3）根据梯形图编制语句表程序清单。 4）用编程器将程序键入到 检查键入的程序是否正确。 5）对程序进行调试和修改，直到满足要求为止。 6）待控制台 (柜 )及现场施工完成后， 就可以进行联机调试 修改程序或检查接线，直到满足要求为止 7）编制技术文件。 27 8）交付使用。 选择 本周边传动刮泥机电气控制系统采用的是传统的继电器 接触器控制方式。因其所要控制的电机较多所以电路较复杂，经常发生电气故障，从而影响处理污水。另外，一些复杂的控制，如时间用继电器 接触器控制方式较难实现， 在应用于各种工业控制领域的 模大小和功能强弱千差万别，但他们具有以下一些共同的特点。例如可靠性高，灵活组态， 功能强大编程方便，易于使用，运行速度快。 量的估算方法 一是 I/是用户存储器的容量。 1） I/考虑到今后调整和扩充，一般应加上 10%15%的备用量。 2）用户存储器容量的估算用户应用程序占用多少内存与许多因素 (如 I