浓缩机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 一般设计部分 1 概论 1 2 选型 2 缩机选型 2 缩池面积的计算 3 2 3 浓缩池直径的计算 3 2 4 总传动比 i 的计算 4 3 减速器的设计 4 星齿轮传动的配齿计算 4 速器的计算 5 的设计及计算 19 动轴承的选择和计算 35 联接的计算 38 速器的润滑和密封形式 38 速器箱体、附件设计 39 4 开式齿轮传动 42 4 1 按齿根弯曲强度初算模数 m 42 轮几何尺寸的计算 43 4 3 齿面接触强度的校核计算 44 4 4 开式齿轮轴的设计 47 4 5 滚动轴承的选择和计算 61 4 6 键联接的计算 63 5 机架的设计 64 5 1 机架的外型尺寸 66 5 2 浓缩机机构设计 67 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 耙式浓缩机药剂填加自动控制系统 68 7 电动机控制系统 74 结论 71 参考文献 72 附录 74 翻译部分 英文原文 80 中文译文 86 致谢 91 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 参考文献 1 王洪欣 . 机械设计工程学 I . 中国矿业大学出版社 2 唐大放 . 机械设计工程学 . 中国矿业大学出版社 3 刘鸿文 . 材料力学 . 高等教育出版社 4 甘永利 . 几 何公差 . 上海科学技术出版社 5 机械设计课程设计 . 上海交通大学出版社 6 程志红 . 机械设计 . 东南大学出版社 7 唐大放 . 机械设计 . 东南大学出版社 8 机械设计手册 9 吴中俊、黄永红 .可编程序控制器原理及应用 械工业出版社， 10 饶振纲 .行星齿轮传动 械工业出版社， 11 匡亚莉 .选煤工艺设计与管理 国矿业大学出版社， 12 谢广元 .选矿学 . 中国矿业大学出版社， 13 陈建中，沈丽鹃 .矿山机械（讲义） 国矿业大学化工学院， 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 概论 浓缩设备在选矿厂一般用于过滤之前的精矿浓缩或尾矿脱水，还可广泛用于煤炭、化工、建材以及水源和污水处理等工业中含固料浆液的浓缩和净化。 浓缩机主要由圆形浓缩池和耙式刮泥机两大部分组成，浓缩池里悬浮于矿浆中的固体颗粒在重力作用下沉降，上部则成为澄清水，使固液得以分离，沉积于浓缩池底部的矿泥由耙式刮泥机连续地刮集到池底中心排矿口排出，而澄清水则由浓缩池上沿溢出。 耙 式浓缩机通常可分为中心传动式和周边传动式两大类，构造大致相同，都是由池体、耙架、传动装置、给料装置、排料装置、安全信号和耙架提升装置组成。 浓缩机的池体一般可用水泥制成，小型号的可用钢板焊制，为了便于运输物料，底部有 6 12 的倾角；与池底距离最近的是耙架，耙架下有刮板；浓缩机的给料一般是先由给料溜槽把矿浆给入池中的中心受料筒，而后再向四周辐射；矿浆中的固体颗粒逐渐浓缩沉降到底部，并由耙架下的刮板刮入池底中心的圆锥形卸料斗 中，在用沙泵排出；池体的上部 周边没有环形溢流槽，最终的澄清水由环形溢流槽排出；当给料量过多或沉淀物浓度过大时，安全装置发出信号，通过人工手动或自动提怕装置将耙架提起，以免烧坏电机或损坏机件。 中心传动耙架浓缩机，其 耙臂由中心衍架支撑，衍架和传动装置置于钢结构或钢筋混凝土结构的中心柱上。由电动机带动的蜗轮减速机的输出轴上安有齿轮，它和内齿轮啮合，内齿轮和稳流筒连在一起，通过它带动中心旋转架饶中心柱旋转，在带动耙架旋转。可以把一对较长的耙架的横断面做成三角形，三角形的斜边两端用铰链和旋转架连接，因为是铰链连接 ，可以使耙架向上向后提起，大型中心传动浓缩机的国产规格为 16m、 20m、 30m、 403m，已有直径达到 100外已达 183m。 周边传动耙式浓缩机，池中心有一个钢筋混凝土支柱，耙架一端借助于特殊轴承置于中心支柱上，另一端与传动小车相连接，小车上的辊轮由固定在小车上的电机经减速器，齿轮齿条传动装置驱动，使其在轨道上滚动，带动耙架回转，为了想电机供电，在中心支柱上装有环形接点，而沿环滑动的集电接点则与耙架相连，将电流引入电机。 一般选型原则 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 在选择浓缩机时，一般应根据给料量、给料量粒度的组成、物 料沉降速度 、给料和排料的固液比、矿浆及泡沫的黏度、浮选药剂和絮凝药剂的类型、矿浆温度等因素来确定其规格和类型。一般选择是： 给料量较小时一般选用中心传动式浓缩机，给料量较大时则选用周边传动式浓缩机，物料密度小可用辊轮式，反之以齿条式为宜。 在厂地小和寒冷地区浓缩机设于室内时，可选用高效浓缩机，但要考虑到絮凝剂的效果及其对下面工序的影响。 既要满足下段作业对精矿或中矿含水量的要求，又要严格控制和减少随溢流流失的金属量及溢流水的浊度。 应尽量通过生产性实验或模拟实验确定所需浓缩机面积，并据此选用合适的浓缩机。 在准确掌握被浓缩矿浆特性的情况下，可参照处理类似矿石选矿厂的生产指标选用相应的浓缩机。 2 选型 2 1 浓缩机选型 颗粒在煤泥水中的沉降为干扰沉降，其沉降速度可按利亚申柯公式计算： ;)111()1(1 63 5 2 。实验指数，一般取煤泥水的液固比颗粒的粒度，颗粒的密度，沉降速度，颗粒在煤泥水中的干扰65,;/;/3g 一般在 取 1.3 固比 之间的换算 : %100)11( 知 C=20%, 所以 R=4. 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 代入得 ： )/(635 52g缩池 面积的计算 ： 式中 G入料中的干煤泥量 ， t/h f每小时沉淀 1吨煤泥，所需的沉清面积， ;/3 根 据 入 料 浓 度 和 卸 料 浓 度 既 换 算 后 ， 查 表 得f=12 G=560/24=24 t/h 代入得： F=24 缩池直径的 计算 ： D= 24 由经验法得 d=以， D= =15m 根据浓缩池的直径，由经验法选择浓缩池池深 H 为 缩池斜度10 . 为了避免耙架转动时影响物料的沉降过程 ,耙架的旋转速度应该很慢 ,通常最外围的线速度每分钟 不超过 78米 若浓缩物料粒度较粗 ,且容易沉降 ,刮板的线速度在 6M/细煤泥浓缩时 ,刮板的线速度应该在 34M/下 M/ 本设计采用周边传动方式 ,传动部分的电动机功率选则 定转速 960r/轮轨道中心圆直径 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辊 轮直径 此得辊轮的转速为 动机相连的减速器采用行星齿轮减速器 . 传动比 i 的计算 : i=960/ 减速器的设计 星齿轮传动的配齿计算： 选行星轮个数 3 根据 13,再按公式计算齿数 , 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 77)313()134)313(21)()1(4)(2122 Ze=zb+7+3=80 因 07为偶数 ,则由公式可得 .5(3 再验算其传动比 6 1 4807711377111%4%0 0 0 1 可见该配齿计算结果完全满足其传动比要求 . 速器的计算 本设计减速器采用 3Z（ 行星传动，由于其采用了一个公共的行星轮 C，因此，该 3Z（ 传动可以分为 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 在 3Z（ 星传动中，因各个齿轮副的齿数和 Z 通常是不能满足za+zc=条件。所以，为了使得各齿轮副的实际啮合中心距 a相等，就不可避免地要采取角度变位传动。 星减速器的变位系 数和啮合角计算 ： 首先应将传动分为 为，齿数差（ 67 为奇数，则可取 xe=在 轮副中，变位系数和)(21,200 , 中心距为为为高度变位，其啮合角 =0对于 合 ,据同心条件可得其角度变位的中心距为 而其标准中心距为 2)(21 则得其中心距变动系数为 m aa ,co s ( , t a in 因 得 于 因其标准中心距为 3)(21 ,访上可得 5 3 x因 得 于 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 小齿轮选 40质， 41286；大齿轮选 40质，41286。查取小齿轮 8,7 0 0,3 7 8,7 0 0 211211111111 M P a 选择齿轮精度等级为 7级精度。 m 齿轮模数 m 的初算公式为 )(3 2l i 式中 ， 算式系数，对于直齿轮传动 1 啮合齿轮副中小齿轮的名义转矩， N m 549 表选 齿轮副中小齿轮齿数 F /378,/, 1l i ml i m 查表得限试验齿轮的弯曲疲劳极 则 )(232l i 分度圆直径 39133 Aa CC 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 3 1773 bb ee 顶高 ()(* ()(* 6 ()(* 00()(* 根高 ( * 33)( * ( * ( * 齿高 6 3 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 3 7 0 齿顶圆直径 2312 02 根圆直径 节圆直径 313(3212)(2122,纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 313(3212)(2122,377(3212)(2122,0)3380(3212)(2122,基圆直径 o o s 9 o o s o o s 6 o o s 齿顶圆压力角 s 60 2 9 s 50 6 7ar s 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 55 2 6 5ar s 重合度 端面重合度 1)3)321)a t a a t a t a n( t a n)t a n( t a , 1)7)321)a t a a t a t a n( t a n)t a n( t a , 1)0)321)20t a t a 0t a t a t a n( t a n)t a n( t a ,0 总重合度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 齿宽 配条件的验算 对于所设计的上述行星齿轮传动应满足如下的装配条件。 邻接条件 按公式验算其邻接条件，即 将已知的2得 )( 231 8 0s 6 即满足邻接条件。 同心条件 按公式验算该公式 3Z（ 型行星传动的同心条件，即 , 则满足同心条件。 安装条件验算 按公式验算其安装条件，即得 )(3138013(3037713整数整数）足其安装条件。 动效率的计算 由于 内 齿 轮 b 的 节 圆 直 径）行星传动的效率（故该即的节圆直径大于内齿轮 3,2 4 6 , 可采用 如下公式进行计算，即 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 已知 其啮合损失系数 和可按公式计算，即有 )11(1(取齿轮的啮合摩擦因数 代入上式，可得和切将, 0 4 0 01331( 3 9 71331(0 0 8 0 4 0 3 9 所以，其传动效率为 8 0 结构设计 根据 3Z（ 行星传动的工作特点、传递功率的大小和转速的高低等情况，对其进行具体的结构设计。首先应确定中心轮（太阳轮） a 的结构，以为它的直径 以，轮 a 应该采用齿轮轴的结构形式；即将中心轮a 与输入轴连成一个整体。且按该行星传动的输入功率 P 和转速 n 初步估算买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 输入轴的直径 同时进行轴的结构设计。为 了便于轴上零件的装拆，通常将轴制成阶梯形。总之，在满足使用要求的情况下，轴的形状和尺寸应力求简单，以便于加工制造。 内齿轮 b 采用了十字滑块联轴器的均载机构进行浮动；即采用齿轮固定环将内齿轮 而可以将其固定。内齿轮 采用平面辐板与其轮毂相联接。 行星轮 c 采用带有内孔的结构，它的齿宽 b 应当加大；以便保证该行星轮 时还应保证其与内齿轮 b和 每个行星轮的内孔中，可安装两个滚动轴承来支撑着。而行星轮轴在安装到转臂 之后，还采用了矩形截面的弹性挡圈来进行轴向固定。 由于该 3Z 型行星传动的转臂 不是行星传动的输入或输出构件；而且还具有 3此，其转臂 转臂 轮强度验算 由于 3Z（ 行星齿轮传动具有短期间断的工作特点，且具有结构紧凑、外廓尺寸较小和传动比大的特点。针对其工作特点，只需按其齿根弯曲应力的强度条件公式进行校核计算，即 首先按公式计算齿轮的齿根应力，即 其中，齿根应力的基本值按公式计算，即 许用齿根应力按公式计算，即 XR re m i nl 将该 3Z（ 星传动按照 3个齿轮副 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 如下。 （ 1） 副 名义切向力 中心轮 a 的 切 向 力F 可 按 公 式 计 算 ； 已 知03, 和。则得 245403 有关系数。 K . 使用系数 按中等冲击查找 c 齿向载荷分布系数K )( 而 1 K 查表得，所以 1间载荷分配系数.2 e. 行星轮间载荷分配系数纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 行星轮间载荷分配系数 )1(得, 力修正系数合度系数可按公式计算，即 i螺旋角系数由图可得 Y=1 因行星轮 c 不仅与中心轮 a 啮合，且同时与内齿轮 b 和 e 相啮合，顾取齿宽 b=93 计算齿根弯曲应力 F 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 按公式计算齿根弯曲应力，即 )/( )/( 取弯曲应力 2/70 计算许用齿根应力即 XR re m i nl 知齿根弯曲疲劳极限 ./378 2 由表查得最小安全系数 式中各系数XR re , 取值如下。 应力系数所给定的 2l i ml i m 时，取区域图取 。 寿命系数 齿根圆角敏感系数图查得1 相对齿根表面状况系数 (5 2 ZR re Y 取齿根表面微观不平度 , 代入上式得 2 R r e 尺寸系数 表中对应的公式计算，即 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 nX 用齿根应力为 2/4 6 8 因齿根应力 2/70 小于许用齿根应力 2/463 ，所以 （ 2） 在内啮合齿轮副 仍按公式计算其齿根弯曲应力 2F 即计算许用齿根应力已知2l i 3 7 8,77 b 。 仿上， 通过查表或采用相应的公式计算，,222Xr e 代入上式则得 22/ 4 5 取 2/50 re 2m i nl i m/ （ 3） 仿上， 仍按公式计算，仿上，与内齿轮 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 代入上式则得 22/ 4 5 取 2/50 re 2m i nl i m/的设计及计算 速轴 转矩 T 9 6 0/1 T 轴上小齿轮分度圆直径： 9周向力： T1/2 9 =向力： a= 20 = =步估算轴最小的直径 选取 40调质处理，由表查得材料力学性能数据为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 0035 由式3 由表选取 A=106，则得 29607 . 50613m i n 考虑装联轴器加键，计算轴的最小直径并加大 4% 5%，故取轴最小的直径d=23的结构设计 轴段 1： 轴段 1与电动机通过键相连接，选择 擦式安全 联轴器，查设计手册得轴孔的直径 3 轴器轴孔 长度为 52际使用长度为 52-(14)=49段 1的长度 9轴段 2： 该轴段安装 端盖 。考虑 安装方便及加工 ,所以轴段 2 的长度9段 2的直径 8 轴段 3： 该段为一齿轮轴。分度圆直径为 39根圆直径为 了方便加工齿轮使轴段左半部分的直径为 35轮齿宽为95臂最小厚度为 臂与箱体内壁间距离取 臂与齿轮间距离取为 2承选择 d=35、 D=62、 B=14的深沟球轴承，用来支撑轴和行星架 。所以轴段 3的长度 70段 3的直径 5 制轴的弯矩图和扭矩图： （ 1）求轴承反力： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 000A纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 联立方程，解得 3,1 0 0 0, 3,1 0 0 0 0 0 联立方程，解得 5 3, 3, 3,3 5 3 （ 2）求齿宽中心处弯矩： 4 1 7 5 7 2 7 （ 3）合成弯矩： M= 22 M = 22 9 1 7 2 7 . 32 5 4 1 7 5 . 7 8 = 4）扭矩 T： T=5)、按弯扭合成强度校核轴的强度： 当量弯 22 )( ，取折合系数 a=22 ) =的材料为 40金钢，调质处理。由表查得 b=900 N/表查得材买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 料许用应力 -1b=80 N/ 由式得轴的计算应力为 N / m 9 8 5 8 . 7 50 . 1 34由计算结果可知 ,该轴满足强度要求 6)、精确校荷轴的疲劳强度 A：轴的细部结构设计 圆角半径：各肩部处圆角半径见图纸 键槽：半联轴器 与轴周向固定采用 A 型平键连接，按 联轴器处的键为 25 14 160 配合：参考设计图纸和设计手册 加工方法：参考设计图纸和设计手册 B：选取危险截面： 如图所示： 1面所受的力最大，应力集中教严重， 2面虽说受力不是最大，但截面尺寸小，仍很危险需要进行校荷。 C：计算危险截面工作应力 截面 1 截面弯矩： 面扭矩： T=弯截面系数： W=1003=100000扭截面系数： 1003=200000面上弯曲应力： b=M/W=面上扭剪应力： =T/： a= b=曲平均应力： a=0 扭切应力： a= m= /2=面 2 截面弯矩： 73 M/73=面扭矩： T=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 抗弯截面系数： W=903=72900扭截面系数： 1003=145800面上弯曲应力： b=M/W=面上扭剪应力： =T/： a= b=曲平均应力： a=0 扭切应力： a= m= /2=：确定材料特性系数 E：确定综合影响系数K、k 、 k ，根据 r/d=0=D/d=100/90=机械设计手册插值计算得：k ， k 配合处综合影响系数K、K， 根据 d 和 b， 查机械设计手册插值计算得： K， 2 k、k， 根据 b， 查机械设计手册插值计算得： k， ， 根据 d 由机械设计手册查得 , 表面 状况系数,根据 b,表面加工方法 ,查机械设计手册得 : 轴肩处综合影响系数K、 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 同一截面如有两个以上的应力集中源 ,则选取其中较大的系数来计算安全系数 ,本题中每个危险截面只有一个应 力集中源 ,所以不需要比较 . F：计算安全系数 取许用的安全系数为 S=面 : 8 9 01 2 6 6 01 222 面： 301 0 7 6 01 222 轴疲劳强度安全 转矩 T 1 T 11156971 N 轴上小齿轮分度圆直径： 40周向力： T1/2 11156971/240 =92975N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 径向力： a= 20 =92975 =33841N 选取 40调质处理，由表查得材料力学性能数据为： 0035 由式3 由表选 取 A=106，则得 125 . 2 0 . 8 17 . 50613m i n 考虑装联轴器加键，计算轴的最小直径并加大 4% 5%，故取轴最小的直径d=120轴段 1： 轴段 1与 联轴器 通过 花 键相连接，选择 张摩擦式安全联轴器，查设计手册得轴孔的直径 20 轴器轴孔长度为212际使用长度为 52-(14)=210段 1的长度45轴段 2： 该轴段安装 一对直径较大的轴承 d D B=130 230 40。考虑安装方便及加工 ,所以轴段 2的长度 02段 2的直径30 轴段 3： 该段 作用同轴肩 。所以轴段 3的长度 2段 3的直径35 轴段 4： 该段为圆环，用来与内齿圈的辐板连接，实现功率、力矩的输出。所以轴段 3的长度 3段 3的直径 91 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 1）求轴承反力： H 水平面： 1 4 898 55936 7039 V 垂直面： 14898 20360 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3481 （ 2）求齿宽中心处弯矩： H 水平面： 98 148= 垂直面： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 98 148= 3）合成弯矩： M= 22 M = 22 399046810963500 = 4）扭矩 T： T=5)、按弯扭合成强度校核轴的强度： 当量弯 22 )( ，取折合系数 a=22 )1 1 1 5 6