【JX15-30】【磨床磨削冷却液磁滚纸带过滤机设计】（CAD+SW+论文）
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JX15-30
磨床磨削冷却液磁滚纸带过滤机设计
【JX15-30】【磨床磨削冷却液磁滚纸带过滤机设计】CAD+SW+论文
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【JX15-30】【磨床磨削冷却液磁滚纸带过滤机设计】（CAD+SW+论文）,JX15-30,磨床磨削冷却液磁滚纸带过滤机设计,【JX15-30】【磨床磨削冷却液磁滚纸带过滤机设计】CAD+SW+论文
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摘 要纸带过滤机，用于金属磨削加工或其它加工中的冷却液过滤，也适用于毛胚零件清洗系统的清洗液、工业用水、有机溶液及其他溶液中杂质的清除。随着人们对金属加工的的需求多样化、个性化，纸带过滤机的应用愈加普遍。目前国产的设备大多是对国外进口产品的简单仿制，因此针对纸带过滤机关键部件的深入研究，对原理、结构、运动、功能等分析，提供结构简单可靠、操作方便、过滤程度高、使用范围广的过滤机是很有必要的。本文在分析纸带过滤机使用要求的基础上，通过对关键部件的理论分析，提出一种实用、简单、可靠和通用的纸带过滤机结构，并对关键部件进行设计验证，旨在满足市场需求，推动企业创新步伐。关键词：纸带过滤机；关键结构；理论分析；设计验证。30AbstractPaper tape filter,used for coolingliquid filteringmetalgrindingor otherprocessing,removal of impuritiesis also applicable tothe wool embryoparts cleaningsystem,cleaning liquid,industrial waterand otherorganicsolutionin solution.Along with the people to themetal processingneedsdiversification,individuation,more and morewidespreadapplicationof paper filter.At presenthomebred equipmentmostly ofsimpleimitationof imported products,in-depth studyand thereforefor the key componentsof paper filter,the analysis of the principle,structure,movementand function,it is necessary toprovide asimple and reliable structure,convenient operation,high degree offiltration,the use of a wide range offilteringmachineis.Based on the analysisof paper filteruse requirements of thekey parts,based onthetheoretical analysis,this paper put forward a practical,simple,reliable andgeneralpaper tape filterstructure,anddesign verificationof key parts,designed tomeet the needs of the market,promote enterprise innovationstep.Keywords: The keyof paper filter;structure;theoretical analysis;design verification.目 录摘 要IAbstractII目 录III1 任务说明11.1 引言11.2 背景31.2 .1 纸带过滤机的分类及介绍31.2.2 纸带过滤机的发展41.3 任务要求81.3.1 性能参数82 方案设计与选择92.1 本次设计的特点92.2 方案的选择92.2.1 过滤方式的选择102.2.2 过滤链条的选择123 参数计算163.1 纸带过滤机过滤量和功率的计算163.1.1 过滤流量163.1.2 驱动功率计算173.1.3 电动机的选择193.1.4 减速器的选择193.2 纸带过滤机零部件的选择与计算193.2.1 刮板链条尺寸的选择与计算193.2.2 头轮参数的选择与计算203.2.3 尾轮参数的选择与计算223.2.4 传动链轮参数的选择与计算233.2.5 头轮轴参数的选择与计算263.2.6 头部结构设计与计算27设计总结28谢辞30参考文献311 任务说明1.1 引言从20世纪中期数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到因加入世界贸易组织而产生的激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。随着数控加工技术的发展，数控机床对为其提供服务的机床辅机的要求也越来越高，切削技术和切削工艺的不断创新对切削液的性能提出了更高要求。为了提高切屑液的循环利用效率，故而对切屑液的净化处理装置的要求也越来越高。在磨削加工中，随着加工精度的提高，高速磨削和强力磨削技术飞速发展，除了选择合理的磨削参数以外，还必须提高磨削液的循环质量。净化装置分为过滤式和动力式两种类型。过滤式净化装置靠过滤介质清除杂质，如滤网式、线隙式、片式和纸带式过滤机。动力式净化装置靠某种力（如离心力、磁力或重力）分离出杂质，如离心式、涡旋式和磁性式分离器等。磨削铁磁性材料时，废液中既有铁磁性物质又有非铁磁性杂质，一般选用磁性分离器，除去80%以上的杂质。如需更好的控制过滤精度，最好是将磁性分离器和纸带过滤机组合使用。磁性分离器早已应用于磨削加工过程净化磨削液，它利用磁性吸附原理，依靠连续转动的磁鼓清除铁屑和其他导磁金属末。分离过程：当脏的磨削液流过缓慢旋转的磁鼓吸附区域时，在磁场作用下磁性的固体粒子被磁化，吸附到磁鼓表面，并被带出磨削液流动区，经橡胶压辊挤压脱水，然后依靠贴着磁鼓的刮板把磁鼓上的磨屑刮下。这种磁性分离器在分离出磁性的固体颗粒的同时，也能清除部分其他非磁性杂质。它适用于乳化液、水基合成液和低粘度切削油的净化。磁性分离器用于磨床及其它机床冷却液（切削油或乳化液）的净化。磁性分离器主要用于铁磁性物质的自动分离，保持切削液清洁，提高了加工性能和刀具寿命，减少环境污染。提高加工产品质量，降低成本，提高生产效率。分离器滚筒用强大的磁力，将机床切削液(油质，水质)中的铁磁性切屑和磨屑分离出来，实现自动分离。磁性分离机能够有效去除冷却液中的铁质，无滤材消耗。磁性分离机方便安装，可与其他形式过滤机如鼓式(滚筒式)纸带过滤机、平网式纸带过滤机、真空负压式纸带过滤机等组合使用。 磁性分离机被广泛应用于磨床冷却液中杂质的分离吸附，在涂装，磷化，冷轧等行业也得到应用，特别适合于数控机床，放电加工机床，抛光机，齿轮加工机床，磨床和其它在加工过程中产生含铁微粒的冷却液使用场合。磁性分离机的作用如下：1、可减少冷却液消耗。2、使冷却泵、刀具使用寿命提高。3、工件表面质量，Ra值可提高30%。4、连续工作，杂质易于排出。5、机床维护时间减少50%。6、磁性分离机安装方便，且无滤材消耗。因此，经过查询资料，我选择带磁性分离器的纸带过滤机作为铁屑过滤设备。希望通过这个毕业设计，我能充分地了解这种过滤机，并能设计出一种结构简便，成本低廉且过滤能力大的纸带过滤机。1.2 背景1.2 .1 纸带过滤机的分类及介绍纸带过滤机，用于金属磨削加工或其它加工中的冷却液过滤，也适用于毛胚零件清洗系统的清洗液、工业用水、有机溶液及其他溶液中杂质的清除。根据过滤机的发展，最早的过滤大多为重力过滤，后来采用加压过滤提高了过滤速度，进而又出现了真空过滤。20世纪初发明的转鼓真空过滤机实现了过滤操作的连续化。此后，各种类型的连续过滤机相继出现。间歇操作的过滤机（例如板框压滤机等）因能实现自动化操作而得到发展，过滤面积越来越大。为得到含湿量低的滤渣，机械压榨的过滤机得到了发展。纸带过滤机主要由以下几部分组成：液箱、废布箱、过滤无纺布（通称过滤纸）、传动结构、发讯机构、驱动装置、水流缓冲装置、电控装置及液泵等。纸带过滤机是依靠液体自身的重力透过滤布，隔离杂物，从而达到净化液体目的。传动机构的链条、丝网形成一定的液池深度，滤布铺在链条、丝网上。工作时携有杂质的污液通过水流缓冲装置流到无纺布上时，杂质被滤布隔离形成滤饼，滤饼越来越厚，污液液面上升，浮起液位控制器发讯，减速机启动，拖动滤布，污物及脏布落入脏纸箱，从而实现滤布的自动更换；滤布更新后污液液面下降，减速机停止转动，机器进入下一步过滤循环。过滤后的纯净液体由液泵过滤至主机。目前，纸带过滤机可分为两大类重力式纸带过滤机、强迫式纸带过滤机1，重力式纸带过滤机：平网纸带过滤机、鼓式纸带过滤机、弧网式纸带过滤机、板框纸带过滤机等这类都属于重力式纸带过滤机范畴内，纸带过滤都是依靠液体自身重力渗透滤布形成过滤。这种过滤机一般过滤量为50L/min-2000L/min范围内，过滤精度15-20微米左右，单位占地面积较小，适合用于单机过滤，比如冷轧液过滤系统。2，强迫式纸带过滤机，负压纸带过滤机、正压式纸带过滤机、霍夫曼纸带过滤机等系列，这种过滤机能够做到5000L/min的的流量，过滤精度10微米，全自动过滤，含冲刷、除油、增氧系统，这种过滤形式为近几年发展的趋势，例如负压式综合过滤系统，包含刮屑系统、过滤系统、磁分离系统、增氧系统、除油系统、收纸系统组成。1.2.2 纸带过滤机的发展在国外，过虑机应用较广。国际上一些工业发达的先进国家，如美国、日本、意大利、西德、瑞士、西班牙等国，都很重视机床磨切削液的净化问题，使用范围也较为广泛，不仅应用于机械加工行业，还适用于陶瓷、食品、饮料、造纸等行业，尤其在金属加工，金切削操作中都配有先进的高效能、高精度磨切 、削液净化机。 国外除主要生产纸带过滤机外，还生产 “磁性离心式复合净化机” 、 “硅藻土过滤机”和“工作机械用真空集尘机”等。目前，这些国家专门生产过滤机的厂家和公司很多，如美国的道努第公司，日本的真空技研工业株式会社， 意大利的考斯曼公司，西德的劳斯玛公司，瑞士的斯都德公司，西班牙诺活泰克 公司等，他们大都是跨国公司，都有较完善的系列和规格，符合标准化、系列化、规范化要求能满足用户各种不同的使用要求，其产品销往世界各地。在我国，过虑机的开发研制和推广应用工作较之国外起步较晚。80年代初， 我国尚没有一个厂家专门生产这类产品，根本谈不上过滤机的标准化、系列化、规范化问题.近几年,随着现代化机械加工设备的不断出现，对精密加工的要求越来越高，数控加工中心、高精度、高速高效磨床和专用组合机床等若不配用高精度这种先进的纸带过滤机，主机的数控系统就难以发出指令，使加工过程不能自动连续地进行。因此,国内迫切需要一种能够得到高精度磨切削液的过滤机问世。 显而易见,过滤机的发展远远满足不了机床行业，尤其是磨切削机床行业的需要， 这种发展不同步的被动局面致使我国一些大型机床厂急需为主机配套出口，又因国内无其机选配，只好大量依靠进口,还有些主机厂只好自行设计一些简易的过滤机配套，而这些简易的过滤机普遍存在着过滤效率低 过滤精度低 装卸不方便,不能自动换纸等不足问题， 从而影响了主机厂的出口质量和信誉。就过滤机的分类来说：大体上可分为二类：一类是自然力过滤，另一类是强迫过滤。所谓强迫过滤主要是指人为地制造压力进行过滤,或人为地制造负压进行吸滤。所谓自然力过滤主要是利用重力， 水位差的压力来进行的.现所要阐述的高精度磨切削液过滤机就属此类， 基本结构如图1所示。 图（1）其主要结构形式有以下几种：1、平卧型纸带过滤机原始型纸带过滤机出自于平卧型(图2)，这种过滤机滤纸支撑面是由柔性金属编织网构成，金属网不仅支撑滤纸，同时由动力驱动其行走并带动滤纸行走，从而更新过于堵塞的滤纸。柔性金属编织网靠自重与一定量的冷却液重量的叠加形成的窝形底(图3a)，这个窝形底就是过滤前液体缓存的区域。 图（2）平卧型纸带过滤机金属编织网有限的柔性限制了窝形底的深度，使得作用在滤纸表面的缓存液体高度值h非常有限(图3b)。即使h可以继续增加，从物理特点来看，如果滤纸以同样的窝形附贴在支撑金属网上，过大的h值势必会使滤纸产生以窝底为中心向四周放射形的皱褶，最终导致滤纸行走时跑偏、紊乱。所以这种结构的限制确定了此种过滤机难以形成太大的流量，除非以庞大的体积牺牲整体加工系统总体布局为代价。另外，滤纸是浮铺在金属网表面上的，金属网运行时是靠与滤纸之间的摩擦力带动滤纸行走的，当滤纸面承载较小时，摩擦力不足以带动滤纸轴转动、输出，会产生相对滑动现象，即运纸机构行走而滤纸不走。 图（3）窝型底归纳起来说，与其他类型相比在同流量条件下，平卧型过滤机占地面积较大，滤纸输出不可靠。但由于此类型过滤机结构、操作都相对简单，加之其属于早期技术相对成熟产品，故在国内普及量较大。 2、鼓纸型纸带过滤机为了减小占地面积，增加过滤前液体缓存高度，出现了鼓型纸带过滤机(图4)，因其结构主体是转鼓，故而得名。 图（4）鼓纸形纸带过滤机转鼓是由两片相连的辊轮组成，由滤纸支撑网相连的两条套筒滚子链骑压在转鼓的两个轮缘上，动力轴上的链轮驱动链子运行时带动转鼓转动，压在链子与轮缘之间的滤纸也随之行走，从而实现输出污纸的功能。从鼓型纸带过滤机结构形式看，转鼓使滤纸形成半月形腔体，使得作用在滤纸表面的缓存液体高度值有了很大提高，因此液体过滤流量有了显著提高。相对同等流量平卧型纸带过滤机，鼓型纸带过滤机减小了占地面积，虽然增加了高度，但高度的增加对于大多数用户来说并不敏感。为了防止液体在转鼓边缘处侧漏，在浮动的传动轴处设置了张紧簧，张紧簧的拉力作用，使链子及滤纸紧压在轮缘上。随着转鼓内液体高度增加，作用在滤纸支撑面的压力增大，骑压在轮缘的链子、滤纸有可能离开轮缘而产生缝隙造成液体侧漏，影响过滤质量。所以张紧簧的张力必须大于液体极限高度时的重力，才不至于产生侧漏。为了提高缓存液体高度，增加流量，就要尽可能加大滤纸支撑面在转鼓上的包角a(图5)，这也势必增加污纸输出口的高度。实践证明，当污纸输出高度高于转鼓中心轴时，输出的污纸极易附贴在支撑面绞回设备内腔；再则，随着包角a增大，污纸输出口内侧滤纸与垂直面的夹角p会随之减小，甚至为负值，这样滤纸上的污物很难随滤纸“爬出”。所以在转鼓内积存液体高度的极限是转鼓的半径。实际上，液面高度受许多条件限制，诸如装配工艺、液位电信号反馈设置、转鼓轴端密封等因素。为了权衡这些因素，协调设备的总体综合机能，缓存液面高度只能低于转鼓中心一定尺寸方可实现正常运行。 图（5）滤纸支撑面包角口(包角口过大使值为负)由此看来，鼓型纸带过滤机转鼓中心以上部分难以利用似乎是一种空间资源的浪费。1.3 任务要求1.3.1 性能参数本次设计在数据方面有如下要求：机型：纸带过滤机；过滤效率：98%；流量：75L/min；主机功率：7.5kw；过滤物料：磁性金属屑。2 方案设计与选择2.1 本次设计的特点本次过滤机的设计有以下几个特点：（1）过滤形式为水平过滤，最大倾角小于15o；（2）物料流量较大，属于中型号过滤机；（3）由于有磁性分离器过滤效率较高可达到98%以上；2.2 方案的选择图（2-1）所示的是纸带过滤机的一般结构：图2-1 纸带过滤机结构图纸带过滤机的主要构件有：（1）液箱；液箱的头部设计有驱动链轮，尾部装有张紧链轮，中间有几段中间部分连接而成，用以满足不同过滤距离和转向的各种要求。（2）链条；过滤机中的刮板链条既是牵引构件，又是承载构件 。是纸带过滤机中很重要的一部分。由不同型式的刮板和链条焊接而成。 其中，刮板链条有3种形式：套筒滚子链、双板链和模锻链。（3）刮板的形式多种多样，一般下可分为以下几类：T型、U型、V型、O型和L型。（4）驱动装置的构成驱动装置是一个独立的通用部件，由电动机、减速机、护罩、驱动装置架、传动链条、大小链轮构成。如图（2-2）图2-2 传动示意图1-电机 2-联轴器 3-减速器 4-链条 5-大链轮 6-滚动轴承 7-头轮轴 8-头轮 9-刮板链条 10-小链轮刮板链条运行速度较低，头轮的旋转速度也低，大概是每分钟几转到几十转。而电机的转速为1000转左右，经过一个二级减速是远远不够的，需要加一级链传动。减速器的传动比在20-50之间，而链传动的速比在2-3之间选取。（5）链条拉紧调节装置通常有三种：螺杆式，弹簧螺杆式，小车重锤式。a)螺杆式 采用T型螺纹，人力转螺杆拉紧。一种是螺杆受拉式，一种是螺杆受压式。特点是结构比较简单，紧凑，外形尺寸小。但是随着工作时间的不断增长刮板链条不断磨损，伸长，从而影响链的张紧。必须定期检查和调整。b)弹簧螺杆式 螺杆式的基础上增加了一个弹簧。弹簧实现的是微调的作用。特点是能自动调节牵引构件。但是结构比较复杂，弹簧力的选择要适当。c)小车重锤式 这种形式应用的不广泛，原因是比较复杂，结构比较庞大且需增设导轨和导轮。但是这种形式的张紧机构能保证拉紧力的恒定。2.2.1 过滤方式的选择按过滤形式分，纸带过滤机的过滤路线非常灵活，所以一般按照过滤路线进行分类，其中有MS型、MC型、MZ型、MK型、MPS型和MLS型。图2-3 纸带过滤机的六种结构a）MS型; b)MC型; c)MZ型; d)MK型; e)MPS型; f)MLS型这几种过滤路线的纸带过滤机原理都是一样的。工作过程：刮板和链条全部埋在过滤物料之中，利用被过滤物料的内摩擦力和侧面压力在水平、倾斜、弯曲或垂直各种方向上起到过滤物料的作用。在水平过滤时，刮板链条在底板上运动，使得刮板之间的物料被推动着向前运动，并形成牵引层。牵引层的物料对旁边物料层的内摩擦力大于物料与机槽内壁之间的外摩擦力时，旁边物料层的物料就跟随着刮板链条向前运动，完成过滤的目的。图2-4 槽截面简图1刮板上的物料层受到内摩擦力F0和外摩擦力F的同时作用；内摩擦力是带动物料层运动的，它由重力作用而在物料层与牵引层之间产生。图2-5 槽截面简图2外摩擦力F是指物料与机槽两侧壁之间的摩擦力，它是阻碍物料运动的。在垂直过滤时，向上的动力来自：1、刮板向上的推动力；2、加入新的物料对上面物料的支撑力；3、牵引层与周围物料的内摩擦力。阻力来自：重力与跟槽壁间的外摩擦力。由于物料体周边摩擦作用及下面物料的推移作用，使物料有时会产生起拱现象，料拱随着链条的运动时常又会被破坏，这样就使物料相对于链条滞后，所以物料的过滤速度将小于刮板链条的速度。因为本次设计物料所需的是水平过滤，所以选择的是MS型的纸带过滤机。而纸带过滤机是普通的型号，结构相对简单，过滤速度较大，因此过滤流量也较大。2.2.2 过滤链条的选择图2-6 齿数与运行速度的关系曲线链条属于挠性牵引机构。与带式过滤相比较，链条有如下几个特点：链条能绕过较小的链轮；且可以在上面固接各种附件；传递的牵引力较大，且不会产生打滑现象；链条的承载能力比带的强，且受载是伸长量小；用链条做牵引时，整体的结构外形小，减少了占地面积。但是，链条的重量大，价格高；链条链接处容易磨损，噪音大，运行速度不能太高。运行速度最大与最小之间的变化如图（2-5），齿数越少变化越大，图中是二者的关系曲线。纸带过滤机的过滤链条主要有以下三种结构型式：（1）、套筒滚子链：结构由内外链板、销轴、滚子和衬套组成，有时可以不用衬套，内外链板是用冲压的方式加工而成的。该链条的啮合方式是滚子与头轮轮齿啮合，可以减小之间的磨擦。其优点是转动自由，铰接处压力低，可降低磨损，延长使用寿命。它的重量较大，拆换链条时必须成对更换。（2）、双板链：此链条的链杆是使用两块弯曲链板点焊而成的，链板部分是用冲压的方式加工而成。焊接后的链杆可分为大头、小头和杆身三个部分，小头是连接端，大头与头轮轮齿啮合。其优点是强度高、结构形状简单、使用平稳可靠、拆装方便。由于无法进行等强度计算，所以其重量最大。一般适合在过滤量比较大的纸带过滤机中使用。（3）、锻模链：由链杆与销轴组成，链杆通过模锻或辊锻，再进行机加工制成，其链杆同样分为大头、小头和杆身三部分。这种链条也具有强度高、结构简单、使用可靠、拆装方便等特点。由于可进行等强度设计，在相同强度和相同节距的条件小，其链条的重量最轻。图2-7 三种形式的刮板链条由于所设计的过滤机的过滤量较大，张紧力大，所以选择强度高的双板链。2.2.3刮板形式的选择图2-8 刮板的几种形式（1）T型刮板：实际上就是一块狭长的矩形钢板或角钢，板厚为510mm。T1型是一种比较简单的刮板，用于机槽宽度不大的水平型纸带过滤机中。（2）U型刮板：用2025的圆钢或18182424的方钢弯曲而成。它的过滤能力比T型要强，用于机槽宽度较大的水平型纸带过滤机中。（3）V型刮板：采用1422的圆钢或14142020的方钢弯曲而成。V型也是一种比较简单的刮板，用于垂直提升的各种纸带过滤机中，既可作外向布置，也可作内向布置。（4）O型刮板：采用1422的圆钢或14142020的方钢弯曲而成。它是一个封闭的刮板，所以刚性及强度最好，用于机槽宽度较大的各种垂直提升的纸带过滤机中，运行时只能作外向布置。（5）L型刮板：多采用14142020的方钢弯曲而成。与O型刮板一样，L型刮板不是成对出现，而是一件件单独焊在链杆上的，它只使用于MP型纸带过滤机中。据以上五种刮板形式的比较，所设计的纸带过滤机过滤能力比较好，且所需的是水平型号的刮板，所以BU1型刮板正适合所设计的纸带过滤机。3 参数计算3.1 纸带过滤机过滤流量和功率的计算各个型号的MS型纸带过滤机技术性能表如下：表3-1 纸带过滤机参数表型号MS16MS20MS32MS40机槽宽度B（mm）160200320400机槽高度h（mm）160200320360过滤效率（）0.75-0.850.75-0.850.65-0.750.65-0.75刮板链条速度V（m/s）0.1611-1317-20-0.2014-1622-2448-5567-780.2517-2027-3160-6984-970.3222-2535-3977-88108-124刮板链条节距（mm）100125200250型式DTGTDTGTBU1BU1许用载荷（kg）150017001500170023002600230026002900*23300*24400*25000*2运送物料堆积比重P(t/m3)0.2808080808080808080808011.23540354035403540354035403.1.1 过滤流量任务要求的过滤量为75L/min （L/min） （3-1）式中：B机槽宽度 h机槽高度。v刮板链条运行速度 物料容重 过滤效率 根据表（3-1）中给出的初步参数，机槽宽度B为400mm；机槽高度h为360mm；刮板链条运行速度需在区间（0.160.32）中确定；因为过滤的物料为铁屑，铁屑容重为7.8t/m3；过滤效率为0.650.75，取中间值0.70。现在需要确定刮板链条的运行速度，因为任务中给出的过滤量Qmin为80t/h，即： （3-2）因为过滤的物料为铁屑，适当的加大刮板运行速度可以提高生产效率，即取速度v为0.32m/s时： （3-3）计算所得的过滤量满足：QQmin所以以上所计算的参数是合理的。3.1.2 驱动功率计算驱动功率有两种计算方法：直接计算法和迭加法。现用第一种计算法计算。计算公式为： （3-4）式中 ：N驱动功率的计算值（KW）；电机功率备用系数，取值1.11.3；刮板链条绕入头轮时的张力，即最大张力（N）；刮板链条绕出头轮的张力（N）；传动效率取0.8。对MS型纸带过滤机而言（倾角取0），最大张紧力： （3-5）过滤机长度（m）刮板链条每米重量（kg/m）。物料每米重量（kg/m）。 （3-6）过滤物料的料层高度（m）。 （3-7）物料的内摩擦系数；物料与机槽的摩擦系数；物料对机槽两侧的测压系数； （3-8）过滤机长度取10m；刮板每米重量为36.3m；物料每米重量：75.6kg （3-9）过滤物料的料层高度：=0.33m （3-10）物料的内摩擦系数取0.5；物料与机槽的摩擦系数取0.51物料对机槽两侧的测压系数： （3-11）则，公式（3-4）驱动功率： （3-13）根据式（3-13）计算得到的电动机功率必须满足式： (额定功率) （3-13）3.1.3 电动机的选择本次设计纸带过滤机考虑到过滤量比较大，且过滤距离比较长。在功率的选择上应该比计算的功率要大。结合市面上能够购买的额定值的电机，综合考虑，选择电机Y160M，额定功率为7.5kw，满足式（3-13）的要求。3.1.4 减速器的选择刮板过滤机主轴的转速为12r/min，而电机的额定转速1480r/min。则速比为123.3，显然，一个二级减速器是远远不够的，需再配合一个链轮减速器。通常选择的减速器为行星摆线针轮减速器，型号选择XWD7.5-8-1/59这时配合的开始链传动的速比为i=2.12。3.2 纸带过滤机零部件的选择与计算3.2.1 刮板链条尺寸的选择与计算在方案选择里面刮板链条选择的是双板链及BU1型刮板，考虑到机槽比较宽，可以用双排双板链，刮板和链条的连接方式为电弧焊接，链条之间的连接为销轴连接。图3-1 BU型刮板结构图如图（3-1）节距t为250mm；两链条之间的宽度c为150mm；刮板的高度h为150mm；刮板的总宽L为375mm；R取35mm。3.2.2 头轮参数的选择与计算头轮的齿形参照标准JB/T9154-2008。图3-2 叉形链链轮齿槽形状图3-3 叉形链链轮轴向齿廓头轮的主要参数和尺寸：链轮计算节距：；链轮齿数：；计算分度圆直径：；啮合圆直径：；辅助圆直径：；齿顶圆直径：；齿沟槽直径：；齿形圆弧半径：；齿根圆弧半径：；齿顶长度：；齿沟槽宽：；齿宽：；齿顶圆弧半径：；齿低圆弧半径：；齿槽圆角半径：；其中，R是链杆头半径取35，S是链杆厚度取20，是系数取1.9，取0.005P。腹板式，单排铸造。链轮轮毂尺寸：轮毂厚度：；轮毂直径：；轮毂长度：；圆角半径：；其中 ，为头轮轴与头轮配合处的直径，取170mm。3.2.3 尾轮参数的选择与计算相对起头轮的结构和作用，尾轮比较简单所起的作用也没有头轮的大，所设计的关键是保证尾轮的调节灵活及对刮板链条的有效拉紧，避免尾部产生积料现象。尾轮是被动轮，起的作用是可以通过它使刮板链条形成封闭的环状，并给链条施有一定的张紧力，在在这个力的作用下可以使摩擦力带动尾轮转动。所以尾轮可以不用带齿，降低了生产的费用，且结构非常简单，轮面光滑有利于张紧刮板链条。尾轮轮面形状如图3-4所示。图3-4 尾轮轮面的各种形状尾轮尺寸及参数确定：尾轮面必须保证要和34个链节接触。根据经验公式：；因为尾轮直径与头轮相差不大，轮毂的形状和尺寸可以取头轮轮毂的尺寸。3.2.4 传动链轮参数的选择与计算大小链轮采用标准套筒滚子链传动，节距有3种25.4，38.1和50.8（mm），排数有单排和双排，传动比为23，小链轮齿数在1530之间，大链轮按照传动比计算。初选节距为50.8则：取小链轮的齿数，则大链轮的齿数，取整得。（1）大链轮的结构形式有五种，单排三种：有整体式，整体齿圈式，幅板组合式。考虑到链轮直径比较大，选择整体齿圈式减小重量。大链轮各个参数的计算：节距；链轮齿数：；配用链条滚子直径：；计算分度圆直径：；齿顶圆直径：；齿根圆直径：；分度圆弦齿高：；尺侧凸缘直径：；齿侧圆弧半径：；滚子定位圆弧半径：；齿宽：；齿顶圆弧半径：；齿低圆弧半径：；齿槽圆角半径：。大链轮轮毂设计：轮毂厚度：；轮毂直径：；轮毂长度：；圆角半径：；其中 ，为头轮轴与大链轮配合处的直径，取130mm。（2）小链轮的结构形式有四种，单排两种，分别分整体式I型和整体式II型。小链轮各个参数的计算：节距；链轮齿数：；配用链条滚子直径：；计算分度圆直径：；齿顶圆直径：；齿根圆直径：；分度圆弦齿高：；齿侧凸缘直径：；齿侧圆弧半径：；滚子定位圆弧半径：；齿宽：；齿顶圆弧半径：；齿低圆弧半径：；齿槽圆角半径：。大链轮轮毂设计：轮毂厚度：；轮毂直径：；轮毂长度：；圆角半径：；其中 ，为减速器输出轴与小链轮配合处的直径，取90mm。（3）大小链轮中心距A：；最佳取A值为972mm。链条长度L；3.2.5 头轮轴参数的选择与计算头轮轴可以看作一个有悬臂端的外伸梁，受到弯矩组合作用，由此可以设计轴径和进行强度校核。头轮轴的受力分析如图（3-5）所示。图3-5 头轮轴的受力分析；式中：为作用在头轮轴上的力（N）；为头轮轴的实际工作扭矩（）；为头轮节圆直径（m）；为大链轮节圆直径（m）；K为过载系数，在1.11.2之间选取。3.2.6 头部结构设计与计算头部有几个关键尺寸如图图3-6 头部设计中的几个关键尺寸(1)头轮位置尺寸，如果大了会使刮板链条离底板距离过大，不利于带走物料，如果太小会使链条紧贴底板，增大摩擦和运行阻力。经验公式为：；则可以算出，(2) 脱链板与下底板的距离，经验公式为：；算出。设计总结在这次毕业设计中，我更进一步地了解了过滤机行业的国内外的现状，学到了很多课堂上学习不来的东西。这些知识对我在完成这次毕业设计中起到了很大的帮助。此次毕业设计是对我在大学四年所学知识的巩固，也是我学习机械行业知识的一个很好的平台，更是我走上社会走向工作岗位实现我人生理想的重要的一步。在毕业设计前段时间，需要综合运用所学的专业知识对课题内容进行了解，多方搜索行业资料。设计实践的环节为我们在生产实践中进行调查研究的能力、观察问题、分析问题、解决问题的能力的培养至关重要。通过毕业设计的锻炼，我们运用所学到的知识的能力、解决问题的能力、创新设计的能力得到了很好的锻炼和加强。毕业设计巩固了大学期间我们学到，如机械设计、机械原理、机械制造等有关机械的知识。在毕业设计期间按我们还学到了不少新的知识和学习方法，完善了自己的知识结构，它使我在大学期间所学的基础理论知识、专业技术知识得到了融会贯通。通过几个月做纸带过滤机这样的过滤机械设备，我增强了对实际问题的了解，解决问题的能力，体会到了理论与实际相结合的重要性。虽然大学期间安排了好几次课程设计或者实习，但是没有一次像这样的课程设计能与此次相比，设计限定了时间长，而且是一人一个课题要求更为严格，任务更加繁多、细致、要求更加严格、设计要求的独立性更加高。作为一名设计人员要设计出有创意而功能齐全的产品，就必须做一个生活的有心人。多留心观察思考我们身边的每一个机械产品，只有这样理性认识丰富了，才能使我们的设计思路具有创造性。在这几个月的毕业设计中，自己对机械设计有了新的感悟。首先，理论联系实际的重要性，在设计中认识到自己不能仅仅局限与课本上的理论知识去设计机械，脱离了实际，就是纸上谈兵，设计时必须考虑到
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