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毕 业 设 计开 题 论 证 报 告专 业 机械设计制造及自动化学生姓名 包 小 波 班 级 B 材机 021 学 号 0210120104 指导教师 杨 晓 红 完成日期 2006 年 3 月 24 日 1课题名称：X700 涡旋式选粉机（壳体及传动部件）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：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。课题研究的主要内容：结合生产实际完成 X700 涡旋式选粉机壳体及传动部件设计。国内外现状：选粉机是水泥厂粉磨系统中不可缺少的一种分级设备，也是提高粉磨系统中产量质量的重要途径。选粉机是闭路循环磨系统的一个重要组成设备。它的作用是及时将粉磨到一定粒度的细粉分离选出，粗粉重新返回磨机进行再粉磨。并能防止细粉在磨内黏附研磨体引起的缓冲作用，提高磨机粉磨效率，调节粒度组成，还能防止细度粗细不均现象，所以选粉机能保证粉磨质量，充分发挥物料颗粒的性能。选粉技术的发展主要经历了三个重要阶段，第一代以离心式为代表，第二代以旋风式为代表，第三代以日本 OSepa 代表，这类新型高效选粉机以平面涡流理论为指导，结合前两代选粉机的优点，保证较高的选粉效率和成品质量。现阶段我国选粉机是处于离心式、旋风式选粉机，和以转子式、O-Sepa、组合式为代表的高效选粉机并存的状态。随着磨机的生产量的日益扩大，这就要求选粉机在粉磨生产作业中为了提高磨机台时产量和降低电耗产生更大的作用，众多水泥企业开始将开流粉磨工艺改为圈流粉磨工艺。为了适应市场高标准要求，大幅度提高水泥产品质量，加快淘汰落后设备，以及使我国水泥标准同国际接轨等方面都会产生积极的影响。所以传统的离心式、旋风式选粉机已不能适应现代水泥工业发展的需要，因此必须开发一种新型高效涡旋式选粉机。二、本课题拟解决的问题1、 将选粉机的转子改为笼形转子；2、 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； 3、 考虑到提高其使用耐磨性，对旋风筒进行优化设计，降低旋风阻力，重新对衬板进行设计或使用类型。三、解决方案及预期效果1、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。2、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。2四、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 31 日开题阶段。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 中期工作阶段。完善设计图纸，编写毕业设计说明书，中期 检查。6 月 5 日6 月 7 日毕业设计预答辩。6 月 8 日6 月 13 日毕业设计整改。图纸修改、设计说明书修改、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3七、学院意见年 月日盐城工学院毕业设计说明书 2006X700 涡旋式选粉机（壳体及传动部件）设计摘 要：选粉机是水泥粉磨系统中不可缺少的一种分级设备,也是提高粉磨系统中水泥产量的主要途径。而传统的离心式、旋风式选粉机已经不适应现代水泥工业发展的需要,必须开发新型高效选粉机。为了满足现代水泥企业越来越高的生产要求，本课题设计了 X700 涡旋式选粉机。本次设计采用理论设计和经验设计相结合的方法，通过类比法设计了壳体和旋风筒。首先对其传动系统进行改进。由于原本所用的减速器价格比较高，易损件多，油耗大，更换麻烦且停产时间长，对水泥企业的正常生产造成极大的影响。因此用故障率较低，维修及更换零件方便的皮带传动取代。然后参考了实践生产中的一些改进经验进行总体方案的论证，计算了主轴转速和功率，来确定电机的型号。同时改进选粉机的内部结构，提高选粉力场。改进措施包括采用笼型转子，导流叶片,耐磨陶瓷,从而提高了选粉效率。经过改造后的选粉机大大减少了运行成本，提高了生产效率。关键词：涡旋式；改进；传动；皮带；选粉力场;选粉机盐城工学院毕业设计说明书 2006The design of X700 Eddy type powder selecting machine(shell and transmission parts)Abstract : Powder selecting machine is an indispensable equipment of cement grinding system .It is also the main way to increase output in the grinding powder system .Because the traditional centrifugal type and the tornado type of the powder selecting machine is already unsuitable to the modern cement industry development ,so it is necessary to develop new high efficiency the powder selecting machine . In order to meet more and more high production demand , the technological improvement is carried out for X700 Gubernatorial powder selecting machine in this subject. This design adopts the methods which combines theories design and experience design. The shell and the cyclone of canister are optimized based on that the strengths of chassis and support are assured with analogy design .First, its transmission system has been improved. Because the price of the decelerator is high, there are many quick-wear parts, the oil consumption is great, the time of changing the part and non-production is long, it causes bad influence on the normal production of cement enterprises. The transmission fault rate of the belt is relatively low, it is convenient to maintain and change the part. So we take the belt transmission device instead of decelerator. Then referring to some improvement experience in the practice production .And we has calculated the axle rotational speed and the power, and determined the type of electrical machinery the model. At the same time, change the inside structure of the powder selecting machine, improve the selecting force. It includes making Cage-shaped rotors, diversion leaves and Wear-resisting ceramics to improve its powder selecting force field. It reduces the operating cost greatly after transformation, and the production efficiency has been raised. Key words: eddy; improvement; transmission; belt; powder selecting force field.; powder selecting machine 毕 业 设 计 任 务 书课题：X700 涡旋式选粉机（壳体及传动部件）设计专 业 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 包 小 波 班 级 B 材机 021 学 号 0210120104 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 涡旋式选粉机壳体及传动部件设计。壳体的改进主要是在选粉室内壁增设导风装置；对旋风筒进行优化设计，降低旋风阻力，提高收集效率。二、设计依据根据设计原始数据（配套圈流系统水泥磨 2.27m，Q=22-26t/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；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）壳体及传动部件总装图一张；（3）壳体及传动部件相关外文资料。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06.05.1106.06.04 编写说明书06.06.0506.06.07 毕业设计预答辩06.06.0806.06.11 修改整理毕业设计材料06.06.1206.06.13 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.建筑材料机械设计（一）M.武汉：武汉工业大学出版社，1990.8.2 褚瑞卿.建材通用机械与设备M.武汉：武汉理工大学出版社，1996.9.3 朱昆泉、许林发.建材机械工业手册M.武汉：武汉工业大学出版社，2000.7.4 徐灏.机械设计手册M.北京：机械工业出版社，1991.9.5 胡家秀.机械零件设计实用手册.北京：机械工业出版社，1999.10.6 赵忠.金属材料与热处理M.北京：机械工业出版社，1991.5.7 甘永立.几何量公差与检测M.上海：上海科学技术出版社，2001.4.8 钱志锋、刘苏.工程图学基础教程M.北京：科学出版社，2001.9.9王仲春，水泥工业粉磨工业技术M.北京：中国建材工业出版社，200010李坤山、李珍 高效转子选粉机的改进设计J 化工装备技术 第 26 卷第 1 期2005 年：23-2611金志鑫 张清婷 高永昌 新型高效涡旋流选粉机的研究与应用J 中国建材装备 NO.9.1997:9-1012陈雷、谈峰、戴娟 高效转子选粉机的设计分析J 矿山机械 第 33 卷 2005年第 7 期：69-7113刘平成 K 型内循环选粉机的原理及应用J 四川水泥 NO.4.2005：25-2714王海英 O-Sepa N-100 高效选粉机的应用J 四川水泥 2003.8：331毕业设计（论文）情况简介一、基本信息姓名 包小波 专业 机械设计制造及其自动化班级 B 材机 021 学号 0210120104毕业设计（论文） 设计 指导教师 杨晓红课题名称 X700 涡旋式选粉机（壳体及传动部件）设计同一项目组其他成员 王峰二、课题信息课题来源结合江苏科行环境工程技术有限公司选粉机的生产实际。课题要求（设计内容）结合生产实际完成 X700 涡旋选粉机（壳体及传动部件）设计。壳体的改进主要是在选粉室内增设导风装置；对选风筒进行优化设计，降低旋风筒阻力，提高收集效率。物化成果要求1、设计说明书 1 份，达 1 万字以上，且符合规范要求；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） 壳体及传动部件图一张；（3） 壳体及传动部件相关外文资料。4、翻译 3000 以上汉字的课题相关外文资料。5、实习小结实际完成情况（1）设计说明书 20 页；（2）图纸 A0 1 张，A12 张，A24 张，A34，A4 5 张；（3）源程序（自编部分）页；程序运行情况：正常运行基本能运行不能运行；（4）其他附件 外文翻译及其文档1、设计路线要求的产量选粉室直径 主轴转速电机功率带轮的设计要求产量选粉室直径 旋风筒直径壳体设计手工图纸CAD 图纸课题简2、采用的理论方法采用高效涡选选粉的方法。23、得出的结论通过此次对涡选选粉机的设计和改造，加大了选粉力场，使其性能得到了一定的提高，设备的运行状况基本上未受影响。原来减速器的易损件多，维修更换价格高，现在换为皮带后，价格低廉且更换方便。4、课题的重点及解决的方法（100 字以上）为提高选粉效率，采用导风叶片。在选粉室内增加切向导风叶片，使选粉气流通过水平方向进入选粉室，形成个旋转涡流气流。由于重力作用，悬浮分散状态下落到导风叶片和转子之间分选区内，在选粉气流和转子的共同作用下，粉尘颗粒将同时受重力、风力和旋转离心力的作用，较小颗粒的物料进入转子内，经配风室四路进选粉筒。介5、课题的难点及解决的方法（100 字以上）降低选粉筒阻力：为了防止物料直接冲刷、磨损机壳，选粉机通常装有铸石衬板内衬。铸石衬板内衬在使用过程中，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。该方法不仅结构简单，成本低，容易更换，而且降低了旋风阻力，提高收集效率。三、承诺信息本人完成的部分 设计说明书（论文）100%图纸85%有无抄袭参考资料情况（在相应处打）1、手册4、往屇图纸2、书5、往屇说明书（论文）3、工厂图纸6、其他参考部分是否注明出处否3四、自我评价（从毕业设计的态度、投入的精力、成果的质量以及自己的收获等方面评价，200 字以上）毕业设计伊始，我刚拿到毕业设计任务书时感觉图纸较多和复杂，同时也了解自己对选粉机缺乏认识，所以知道过程的艰难。在设计过程中，我翻阅了大量的相关资料，同时将大一至大四的相关课程认真的温习了一边，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，使学到的知识结构得到了科学的组合，也是从理论到实践发生了一次质的飞跃。我主要的工作是图纸设计，所以重在制图，我如期完成了三个平方图纸的工作并多次将图纸交与老师修改，积极完善图纸设计中存在的不足。4目录1 前言11.1 本课题的来源和技术要求11.2 本课题要解决的主要问题和设计总体思路11.3 预期的成果及其理论意义22 目前市场上有几种不同应用形式的高效选粉机32.1 旋风组合式选粉机32.2 高效动态选粉机33 总体方案论证43.1 动力调速电机43.2 立轴双支撑系统43.3 喂料口53.4 进风导向叶片53.5 旋风筒53.6 内衬的处理耐磨瓷砖53.7 工作原理53.8 改进后的效果64 具体设计说明74.1 循环负荷和选粉效率74.2 选粉效率 E 和循环负荷 C 的关系84.3 工艺参数94.3.1 主要工艺尺寸94.3.2 合宜转速104.3.3 生产能力104.4 传动部分设计104.5 螺栓组联接的结构设计134.6 螺栓联接的强度校核145 焊接工艺175.1 焊接接头及坡口型式175.2 焊接坡口边缘的加工175.2.1 法兰的气割175.2.2 坡口的气割185.2.3 气焊规范的选择185.3 壳体焊接加工的技术要求186 结语19参考文献20致谢21附录22盐城工学院毕业设计说明书 200611 前言水泥新标准 2001 年 4 月 1 日正式实施，这对于促进行业技术进步，适应市场高标准要求，大幅度提高水泥产品质量，加快淘汰落后，以及使我国水泥标准同国际接轨等方面都会产生积极的影响。这就要求选粉机在粉磨系统中的应用在粉磨生产作业中为了提高磨机台时产量和降低电耗，众多水泥企业开始将开流粉磨工艺改为圈流粉磨工艺。而传统的离心式、旋风式选粉机已不能适应现代水泥工业发展的需要，必须开发一种新型高效涡旋式选粉机。选粉技术的发展主要经历了三个重要阶段，第一代以离心式为代表，第二代以旋风式为代表，第三代以日本 OSepa 为代表，这类新型高效选粉机以平面涡流理论为指导，结合前两代选粉机的优点，保证较高的选粉效率和成品质量。本课题是进行 X700 涡旋式选粉机（壳体及传动部件）设计。 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。通过本课题一些改进，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。X700 涡旋式选粉机(壳体及传动部件)设计21.3 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。盐城工学院毕业设计说明书 200632 目前市场上的有几种不同应用形式的高效选粉机2.1 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。X700 涡旋式选粉机(壳体及传动部件)设计43 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。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,费盐城工学院毕业设计说明书 20065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X700 涡旋式选粉机(壳体及传动部件)设计6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。盐城工学院毕业设计说明书 200674 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 = (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) = (4-4)fa C = (4-5)fg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：= 100% (4-6)FfAa与(4-2),(4-3)联立解得= (4-7)gf = 100% (4-8)afgfC 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X700 涡旋式选粉机(壳体及传动部件)设计8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 = (4-9)10fcfg E = (4-10)1ac) 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。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 = (4-11)10()agE = (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盐城工学院毕业设计说明书 20069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 D 1内筒直径 d 0.70大风叶直径 d1 0.75小风叶直径 d2 0.60X700 涡旋式选粉机(壳体及传动部件)设计10撒料盘直径 d3 0.33小风叶底至压风板距 h1 0.11撒料盘至压风板距 h2 0.15大风叶宽度 b1 0.11小风叶宽度 b2 0.045我们设计的 X700 涡旋式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： =（L+1）Q=225=50t/h（水泥磨设计取 L=1）1Q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=5.35D2D=2.16m所以可取 D=2.2（m）选粉机的主轴转速可按下式估算：nD=300500n=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 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F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 /min,考虑到选粉机的漏风量，应3增加 10%的进风量。所以 Q =1.10KA3600F=1.1043.14 36002.4()=71622.14 （m /T）3盐城工学院毕业设计说明书 200611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 =1.1，P-传递的功率APd= K P=1.1 18.5=20.35kw。APd=20.35kw。2 选定带型根据 Pd=20.35kw 和小带轮转速 n =300r/min,查图 4.111确定为 c 型。选择 c 带3 传动比i=300/200=1.5。 i=1.54 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 =2501d =250mm15 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136mm6 大带轮的基准d = i d (1- ) =1.5 200 (1-0.01)=375.21查表 4.4 取值 d =3752d =375mm2X700 涡旋式选粉机(壳体及传动部件)设计12直径7 带速 V= d n /(60 1000) Vmax，这里 Vmax 取12530.V= 200 350/60000=3.9120。所以,包角 合适.1 =171.71。12 单根V 带传递的额定功率由表 4.1 选得 P =5.00 kw P =20.06kw113 额定功率增量考虑传动比的影响，额定功率的增量 P 由表 4.7 查得1P =0.27kw1 P =0.27kw114 包角系数 由表 4.8 查得包角系数 K =0.99 K =0.9915 长度系数 由表 4.2 查得长度系数 K =0.951 K =0.951盐城工学院毕业设计说明书 20061316 轮带根数 ZP /( P + P )KK1=20.35/(5+0.27) 0.99ca10.95=4.1所以取 Z=5Z=5 根17 单根V 带的初拉力由表 C 型 V 带长度质量 q=0.3F =500 (2.5/K-1) 20.35/Vz+0.3 V =800N02F =800 N018 作用在轴上的力F =2 Z F0 Sin( /2)=2 5 800 r1Sin(171.7/2)=7979NF =7979Nr4.5 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X700 涡旋式选粉机(壳体及传动部件)设计14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 。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。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 。NFR3.149接合面数 m=1,查参考 ，取 =1.0，防滑系数 =1.1,则单个螺的预紧力：fKs盐城工学院毕业设计说明书 200615图 4-4 受轴向载荷的螺栓组联接(4-13) 01.037.41.8()KsFNmf螺栓所受轴向总拉力 =1141.18（ ）FA 强度计算a 计算许用拉应力 选 8.8 级螺栓,查11表 14-6, ,考虑到不需严格控制预紧MPaS340力,初估 d=10-20mm,查11表 14-8 取 S=3.4，则= (4-14)aSs104.3b 计算螺栓直径X700 涡旋式选粉机(壳体及传动部件)设计16(4-15)14.31.84.35()0dm螺栓直径应大于 4.35，才能满足强度要求。B 校核接合面上的挤压应力 要求上端接合面间不出现缝隙,下端接合面不被压溃a 计算接合面面积 A222262()(764310).5310()Rrmmb 接合面下端不压溃由表 14-5 查得许用挤压应力=0.8p0.83427()sMPa(4-16)ppPaWAzF012.053.896maxc 按合面上端不开缝(4-17 )012.0min MpaWAzFp此螺栓联接符合设计强度要求。 盐城工学院毕业设计说明书 2006175 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( - )不超过表 5-1 的规定时,则接1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) 25 68 911 12允许厚度差( - )11 2 3 45.2 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X700 涡旋式选粉机(壳体及传动部件)设计18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
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