立式沉降离心机设计【毕业设计全套CAD+优秀论文+外翻】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：
编号：1365460
类型：共享资源
大小：2.38MB
格式：RAR
上传时间：2017-07-06
上传人：hon****an
认证信息
个人认证
丁**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
30
积分
- 关 键 词：
-
立式
沉降
离心机
设计
毕业设计
全套
cad
优秀论文
外翻
- 资源描述：
-
立式沉降离心机
摘要：本文介绍了立式沉降离心机的性能参数、结构原理和分析、转鼓的设计计算、轴设的设计计算及校核、斜齿轮的设计计算以及设计来源。立式沉降离心机是以工厂现行生产的卧式沉降离心机有关样本为基础设计出的新型沉降离心机。 立式沉降离心机可以克服现行螺旋卸料沉降离心机占地面积（或体积）大和现在常用的两种差速变速器（有摆线针轮行星变速器和双级2K-H渐开线齿轮行星变速器）结构复杂，价格昂贵等缺点, 并且该立式沉降离心机能使滤料在转鼓内的滞留时间（即固液分离时间）比现行的卧式沉降离心机延长10~15倍（1—5min），从而提高了分离效果。 该立式沉降离心机 工作可靠，运行平稳，产品质量稳定，操作维护简单，噪音小；对物料适应性好，结构紧凑，其进料口、出液口和出渣口便于连接到生产自动线上等优点。整个操作过程是在全速、连续运转下自动进行。它的生产率为每小时排出3 渣。它将广泛应用于石油、化工、冶金、医药、食品及轻工等部门和环境保护的污水处理。
关键词：沉降离心机；带轮；斜齿轮；转鼓；轴
- 内容简介：
-
立式沉降离心机 摘要 ： 本文介绍了立式沉降离心机的性能参数、结构原理和分析、转鼓的设计计算、轴设的设计计算及校核、斜齿轮的设计计算以及设计来源。立式沉降离心机是以 工厂现行生产的卧式沉降离心机有关样本为基础设计出的新型 沉降离心机。 立式沉降离心机可以 克服现行螺旋卸料沉降离心机 占地面积（或体积）大和现在 常用的两种 差速 变速器（有摆线针轮行星变速器和双级 2开线齿轮行星变速器）结构复杂，价格昂贵等缺点 , 并且 该立式沉降离心机能使滤料在转鼓内的滞留时间（即固液分离时间）比现行的卧式沉降离心机延长 1015 倍（ 1 5从而提高了分离效果 。 该立式沉降离心机 工作可靠，运行平稳，产品质量稳定，操作维护简单，噪音小；对物料适应性好，结构紧凑，其进料口、出液口和出渣口便于连接到生产自动线上等优点。整个操作过程是在全速、连续运转下自动进行。它的生产率为每小时排出 3 3m 渣。它将广泛应用于石油、化工、冶金、医药、食品及轻工等部门 和环境保护的污水处理 。 关键词： 沉降离心机；带轮；斜齿轮；转鼓；轴 is to to 015 in to to 1 5 it is is to is to is is on m3 It to so 目录 1前言 . 1 课题的来源，基本前提条件和技术要求 . 1 课题要解决的主要问题和设计总体思路 . 1 期的成果及其理论意义 . 2 2 国内外发展状况及现状介绍 . 3 3 总体方案论证 . 4 4 具体设计说明 . 6 心机转鼓设计 . 6 心机转鼓壁厚计算 . 6 鼓的强度校核 . 7 心机驱动功率计算 . 8 . 10 轮 的设计计算 . 10 轮的设计与计算 . 12 择齿轮材料、热处理方法、精度等级、齿数 . 12 曲疲劳强度设计 . 13 . 15 的设计计算 . 15 . 15 该轴进行强度校核 . 16 心轴的设计计算 . 20 心轴的设计 . 20 轴进行强度校核 . 21 . 25 主要参考文献 . 26 致 谢 . 27 附 录 . 27 1 立式沉降离心机 1 前言 立式沉降离心机 ,主要用于 化工部门对固、液体的悬浮液或含不同比重液体的乳浊液进行沉降分离的离心机。该螺旋卸料沉降离心机中，沉渣沿转鼓内壁的移动全靠螺旋输送器与转鼓的相对运动来实现。此离心机 具有能连续工作、对物料适应性好、结 构紧凑等优点。 课题的来源，基本前提条件和技术要求 课题来源于对 沉降式离心机 市场的调研结果。 众所周知，沉降式离心机是在高速旋转的转鼓内利用旋转物料本身所受到的离心力来对固、液体的悬浮液或含不同比重液体的乳浊液进行沉降分离的离心机。沉降离心机分间歇操作和连续操作两种类型。工业上常用的间歇操作沉降离心机有三足式沉降离心机和刮刀卸料沉降离心机。连续操作沉降离心机常用的为螺旋卸料沉降离心机。 以工厂现行生产的卧式沉降离心机有关样本；设计立式结构离心机，该离心机转鼓为柱 锥型，其轴线呈立式安置；转鼓；大端直径为800鼓半锥角为 7 12度；转鼓高度为 480 520转鼓长径比（ L/D）为 转鼓转速： 1500r/离因数为 机功率：小于30 固液分离时间）比现行的卧式沉降离心机延长 10 15倍（ 1 5从而提高分离效果； 时电机起动运转；滤料在由螺旋送料机构输送的同时被离心机进行沉降分离 被分离的滤液 和滤渣各行其道，分别经离心机的出液口和出渣口被引出机外；整个操作过程是在全速、连续运转下自动进行； 0 靠，运行平稳，产品质量稳定，操作维护简单； 立方米； 进料口、出液口和出渣口便于连接到生产自动线上。 课题要解决的主要问题和设计总体思路 螺旋卸料沉降离心机是全速运转、连续进料、沉降分离和卸料的离心机。 (1)螺旋卸料沉降离心机中，沉渣沿转鼓内壁的移动 2 全靠螺旋输送器与转鼓的 相对运动来实现。两者的差转速为转鼓转速的 %，多数为 1 2 %。该差转速由差速变速器产生。常用的差速变速器有摆线针轮行星变速器和双级 2开线齿轮行星变速器。该两种变速器结构复杂，价格昂贵，往往使用户望而却步。 (2)现有沉降离心机在提高 其分离因数的同时带来了像占地面积大或分离时间长等缺点 为解决上述弊端，按离心分离理论，一是向高速和大型发展（即提高其分离因数）；二是延缓滤料（渣）在转鼓内的运行速度，即延长固、液（或液、液）分离时间，以达到充分脱液之目的。 为克服现行螺旋卸料沉降离心 机的缺点，本设计旨在提供一种能解决上述缺点和弊端的新型机种 立式（螺旋卸料）沉降机 。差速变速器设计成斜齿轮结构。 期的成果及其理论意义 通过对 立式沉降离心机的各种设计要求和性能的改变，使离心机在不增加占地面积的情况下提高了分离效率，达到了增加生产效率。采用斜齿轮 变速器常用的摆线针轮行星变速器和双级 2开线齿轮行星变速器差速变速器结构复杂，价格昂贵的现象，改变了使用户望而却步状况，降低了安装难度。 提供一种能解决上述缺点和弊端的新型机种 立式（螺旋卸料）沉降机 和斜齿轮差速变速器。 3 2 国内外发展状况及现状介绍 综观国内沉降离心机之发展，虽致力于提高其分离因数，然仍与国外差距较大。理论研究表明，分离因数的提高虽有利于脱液分离，但滤料（渣）在转鼓内停留时间因此也更短，反而于脱液分离不利，故部分地抵消了转鼓转速加快的效果。更何况转鼓转速加快，致使能耗呈三次方速率上升；而加大转鼓直径，则因转鼓各部尺寸必须随之相应增大乃至造成离心机之成本剧增；且大幅度提高其分离因数往往还要受到转鼓筒体及转鼓底座（铸件）等材料强度的限制。在现今，工业上还很难由工 艺来保证能廉价地提供这些高强度材料的情况下，实为我国之国情所不容。 故人们常将视线转向后者 延长滤料（渣）在转鼓内的滞留时间 而这一时间的长短又取决于转鼓长度及转鼓部件与螺旋输（卸）料装置之差转速。 增加转鼓长度无疑能达到延长滤料（渣）的脱液时间之目的。理论上，脱液时间与转鼓有效长度成正比。目前，国内外这类机型的长 , 径比 L/ D 为 且 L/ D 还有增大的趋势，如美国已达 德国为 但 L/D 愈大，则愈难保证转鼓筒体之圆柱度及筒体各段的同轴度，也愈难保证转鼓筒体 与螺旋输（卸）料装置（刮刀）之配合，故 L/ D 一般不大于 4 。大长径比的离心机的整机轴向尺寸均较大（除与转鼓 L/ D 有关外，还与差动变速器轴向尺寸有关），因而只能做成卧式。显然，其占地面积（或体积）也大。 4 3 总体方案论证 本方案主要是考虑现行螺旋卸料沉降离心机的的缺点和弊端提出以下方案： 方案一： 按离心分离理论，向高速和大型发展（即提高其分离因数）或延缓滤料（渣）在转鼓内的运行速度，即延长固、液（或液、液）分离时间，以达到充分脱液之目的。 采用有摆线针轮行星变速器和双级 2开线齿轮行星变速器差速变速器。 图 3旋卸料离心机结构简图 方案二：为克服现行螺旋卸料沉降离心机的缺点，重新设计一种能解决上述缺点和弊端的新型机种 立式（螺旋卸料）沉降机 和相对便宜且安装方便，同样有现行差速变速器的斜齿轮差速变速器。 所以选择方案二更好 5 图 3式离心机结构简图 6 4 具体设计说明 立式沉降离心机 ,由转鼓 、主轴、轴承、壳体、带传动组件 (皮带轮及皮带等 ) 组成。 立式沉降离心机的基本参数包括 :转鼓的直径、转鼓的工作转速、转鼓的一次最大加料量、物料密度、物料固液比、离心机由静止到达工作转速所需的启动时间等。对于这些参数 ,设计过程中可以通过查阅有关资料找到所需要的参数 心机转鼓设计 离心机转鼓优化设计的目标函数选为转鼓的质量。质量为最小 ,不仅可节省机器造价还可以降低离心机的启动功率 ,降低消耗。 离心机转鼓是离心机的关键部件之一。一方面，转鼓的结构对离心机的用途、操作、生产能力和功率等均有决定性影 响。另一方面，转鼓自身因高速旋转(其工作转速通常在每分钟几百转至每分钟几万转之间 )，受到了离心力的作用，在离心力作用下转鼓体内会产生很大的工作应力，一旦发生强度破坏，必将产生极大的危害，尤其是有时由于应力过高发生“崩裂”，常会引起严重人身伤害事故。同时，对于高速旋转的转鼓而言，转鼓的刚度同样非常重要。若转鼓的刚度不足，工作中转鼓的几何形状将会发生明显变化，轻则会出现转鼓与机壳撞击、摩擦，损坏零部件；重则同样会引起转鼓的爆裂，甚至出现人身伤害事故。多年来，由于转鼓设计不当、转鼓制造质量不高等原因导致重大事故的 现象频频发生。这已引起了设计人员、制造厂家和使用部门的重视，经常进行三足式离心机事故原因的诊断、分析与研究。因此，对离心机转鼓设计计算的分析研究也是十分必要的。 心机转鼓壁厚计算 转鼓是柱锥形 00 co 00 22 00 co (4式中 : S ,转鼓厚度和筛网当量厚度； R 转鼓内半径； m 筛网质量； 7 K 转鼓内物料的填充系数； 201 (42200 R (4式中 : 0 鼓壁的密度； 330 1085.7 旋转角速度； 222330 = 9 5 9 2210 M =105 =其小者，许用应力为 =105 =12o ； 0 =103 / =103 / = H =1 201 00 co HS 12co 6 o 10为在生产过程中由于各种原因的损失（如：腐蚀） 所以取 S=12 转鼓的强度校核 转鼓应力 : a 转鼓圆筒部分 空转鼓旋转时鼓壁内的环向应力 : 2211 910 （ 4 (4式中： q 对不开孔转鼓的开孔系数 , 1q 8 1 转鼓材质密度 , 31 /9.7 2R 转鼓平均半径 , 400 2 料载荷离心力产生的鼓壁环向应力 : M 2()(910 12321222 （ 4 式中 : 2 物料的密度 , 1R 转鼓内半径 , 400 R 3R 物料环内半径 , 300 R 转鼓壁厚 , Z 加强箍系数 ,Z=1 圆筒部分应力 : M P 21t 空转鼓旋转时鼓壁内的环向应力 : 2211 910 (4 (4物料载荷离心力产生的鼓壁环向应力 : c o (910 12321222 锥段应力 : M P 21t 取其大者 M P 0 5 ,转鼓强度满足要求。 心机驱动功率计算 离心机所需要的功率主要包括以下几个方面的功率： (1)启动转鼓等转动部件所需的功率 (2)启动物料达到操作转速所需的功率 (3)克服支撑轴承摩擦所需的功率 N ； (4)克服转鼓以及物料与空气摩擦所需的功率 (5)卸出物料 所需的功率肌。 G=103 / ( ( 103 / ( 2 103 / 108心机转动时克 服转鼓的惯性力所需功率 离心机起动时间 30 240s (41N = 1 2 02 0 0 0 21 5 0 822 = 9 悬浮液物料所消耗的功率 3 一般可取范围为 2222121322 2204 (4 轴承摩擦消耗的功率 N 3= g 04 2211 (4式中 :f 轴承的摩擦系数 (滚动轴承的摩擦系数范围为 主轴受到的总载荷为 : g (4中 :0m 转鼓等转动件与转鼓内物料的总质量， kg e 转鼓等转动件与转鼓内物料的质心对转鼓回转轴线的偏心距 ,m 对于间歇操作沉降离心机和连续操作过滤离心机 e=1 1020kg e=1 10 120 3= g 04 2211 = =械密封摩擦消耗的功率 (4式中 :摩擦副窄环端面内半径， m； 摩擦副窄环端面宽度， m； 0f 密封端面的摩擦系数，一般可取为 10 密封端面的比压力， v 动环线速度， m/s； 4 4N kw 4321 = 2 机的选用 电机的容量（功率）选用是否合适，对电机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电机不能保证工作工作装置的正常工作， 或电机因长期过载而过早损坏；容量过大则电机的价格高，能量不能充分利用，且因经常不在满载下运动，其效率和功率因数都较低，造成浪费。所以 电机的选用（ 4，定功率 P=30步转速 r=1470r/ 轮的设计计算 带型号 K =30=42 kw 带型号 按21n =1470r/表选 C 型 V 带 00mm b验算带速 10006022 d= 1 0 0 3 94 0 =s c确定主动带轮直径1d=400= 查表可知 125mm i i =400400=1 f验算从动轮实际转速 2n 11 2n = 1n /i =1470/1=1470r/1001 4 7 01 4 7 01 4 7 0 =0120 带根数 z 1001n =1470r/2n =1470r/表得单根 C 型 V 带的额定功率为0P=定功率的增量 1P ，由表查得 1P =带的根数 z z 00 (4查表得K 1，查表 K =12 z 00 = 2 z 取 3根合适 带初拉力0q =式 20 (40F= 2500 271N =2178s 3252N 绘制带轮工作图 轮的设计与计算 择齿轮材料、热处理方法、精度等级、齿数 考虑此设计要求结构紧凑 ,故大 ,小齿轮均用 40齿面硬度为 48 55载 荷平稳 ,齿轮速度不太高 ,故初选 7级精度 ;闭式硬齿轮传动 ,考虑传动平稳性 ,齿数宜取多些 图 4齿轮结构示意图 因为电机转速为 1470r/ 转鼓转速为 1500r/输送器与转鼓的差转速为转速的 4% 111 (4该式变化后得 : 02 13 014 702 解之得 :z = z =38 确定齿轮的齿数分别为 :37,38,39; 按硬齿面齿轮 ,对称安装查表 选齿宽系数d=1;初选螺旋角 =20 F 3 221 c o (4.5 161 1055.9 (41T = N m 、 2 查图 = 2=3801 60=60 1470 1 10 300 24=910 2 =910 取弯曲疲劳安全系数 力修正系数则 =380 2/ =380 2/311 v =37/ 2040 311 v =38/ 20表 1加以比较 1 11=14 2 22F Y= 1 118 取 40择滚动轴承型号 查轴承样本 ,选用型号为 7308其内径 d=40径 D=80度 B=18 对该轴进行强度校核 A求轴上载荷 齿轮分度圆直径 =6 39/17 圆周力 232 =2 105/向力 co = a 向力 F = 2=mm 轴承的支点位置 由 7208接触球轴承查手册 a =18宽中点距左支点距离 1L 72m 齿宽中点距右支点距离 2L 60/2+71=101支点水平面的支反力 0 2111 =(101 (72+101) =666N 右支点水平面的支反力 0 1222 =(72 (72+101) =474N 左支点垂直面的支反力 2121 =(101 (72+101) =957N 右支点垂直面的支反力 2112 = (72 (72+101) =765N 右支点轴向反力F 1B 截面 C 处水平面弯矩 11 =666 72=47952N 面 C 处垂直面弯矩 111 =957 72=68904 N 22 =765 101=77265 N 面 C 处合成弯矩 222 121 689 04479 52 22 222 772 6 5479 5 2 通过只校核轴上受到的最大弯矩 ,扭矩 ,抗拉的截面的强度 危险截面 考虑启动、停机影响，扭矩为脉冲循环变应力 , , 18 222321 174 6 2 = 面 6 3 0 2 WM =度校核 45钢调质处理 ,由表查得 1 =60S 疲劳强度合格 F. 抗拉强度校核 2 = 22601 5 0 4式中 : 2f 沉渣与转鼓壁的摩擦系数，一般为 取 2f =12 co ss s 20 2(445钢 Fr z 1 9 0 1 3 4 72 =心轴的设计计算 心轴的设计 轴的材料选用 45钢调质 和满载转速 1n 由 4,查标准 5274 1991 P=301n =1470r/带轮效率 1 =齿轮啮合效率 2 =对滚动轴承的效率3=动机空心轴总效率321 =3 =30 470 38/37=1500r/055.9 = =105N 轴的结构设计 图 4的结构示意图 轴端处仅受转矩 ,直径最小 21 a)估算轴的最小直径 45钢调质处理 ,查表 值 ,A=133 144 43m 1 式中： 空心轴的内径与外径之比 43m i n 1 5 0 030144133 d =键槽轴径应增大 5% 7%,即增大至 58.4 b）确定轴的最小直径 应满足 以取 60mm 70 07 c)选择滚动轴承型号 查轴承样本 ,选用型号 7224C 的角接触球轴承 ,其内径 d=120径D=215度 B=40用型号 30224 的圆锥滚子轴承 ,其内径 d=120径 D=215度 B=40 对轴进行强度校核 A求轴上载荷 a计算齿轮受力 齿轮分度圆直径 =6 37/周力 332 =2 105/向力 co = a 9 2 =向力 F = 3=mm b求支反力 轴承的支点位置 由 30224 圆锥磙子轴承查手册 a =40宽中点距上下支点距离 2L 72宽中点距支点距离 3L 60/2+309=339支点水平面的支反力 0 3231 =(339 (72+339)=1230N 22 右支点水平面的支反力 0 3231 =(72 (72+339) =261N 左支点垂直面的支反力 2121 =(339 (72+339) =1121N 右支点垂直面的支反力 2112 = (72 (72+339) =255N 右支点轴向反力F 1B. 绘制弯矩图和扭矩图 截面 C 处水平面弯矩 11 =1230 72=47952N 面 C 处垂直面弯矩 111 =1121 72=68904 N 22 =765 101=77265 N 面 C 处合成弯矩 222 121 689 04479 52 22 222 772 6 5479 5 2 . 弯扭合成强度校核 通过只校核轴上受到的最大弯矩 ,扭矩 ,抗拉的截面的强度 危险截面 考虑启动、停机影响，扭矩为脉冲循环变应力 , , 222321 174 6 2 = 面 6 3 0 2 WM =度校核 45钢调质处理 ,由表 1 =60S 疲劳强度合格 F. 抗压强度校核 2 = 22601 5 0 5钢 Fr z 1 0 2 1 3 4 72 =25 立式沉降离心机的设计是一项较复杂的设计，它是以工厂现行生产的卧式沉降离心机有关样本而设计的，在技术上有较大改进， 不仅排除了现有离心机在设计上的缺陷，而且提高了它在生产中的分离效率，提高了生产率， 具有较强的竞争力。 选择得当将为企业带来高效益回报，所以 立式沉降离心机将具有很大的市场前景。在不久的将来，该离心机将 广泛应用于石油化工、煤炭、轻工、食品、制药、冶金等工业部门和环境保护的污水处理。 26 参考文献 1 徐 灏机械设计手册 M. 北京：机械工业出版社， 1991 2 机械工程手册，电机工程手册编辑委员会机械工程手册 M北京：机械工业出版社，1995 3 徐 灏新编机械设计师手册 M北京：机械工业出版社， 1995 4 胡家秀机械零件设计实用手册 M北京：机械工业出版社， 1999 5 李益民机械制造工艺设计手册 M北京：机械工业出版社， 1995 6 全国化工设备设计技术中心站机泵委员会工业离心机选用手册 M北京：化学工业出版社， 1999 7 余国宗化工机器 M天津： 天津大学出版社， 1987 8 孙启才，金鼎五离心机原理结构与设计计算 M北京：机械工业出版社， 1987 9 柯罗夫，汪泰临，孙启才，陈文梅离心分离理论及设备 M北京：机械工业出版社， 1986 10 王旭 ,王积森机械设计课程设计 M北京：机械工业出版社， 2003 11 徐 锦 康机械设计 M北京：高等教育出版社， 2004 27 致 谢 附 录 序号 图名 图号 图幅 1 总装图 2 总装图副图 3 主轴部件 4 上机体 5 下机体 6 轴 7 轴 8 轴承透盖 轴套 0 轴套 A4 of a Ng . An 00is be in 998. A to is to in an be at up 50g, is at up 5g. 1 he of 0s a in of a of is an of of of of as a to in to of is to of in in an to to of of a of a to - of to to - of of - of to in to In a of of by by of in in 1991; 1994; 1996). is to 2 T he is in a a is in a A of is to of is to as An of . a 55 m2 of In a 20 is to to is to or is in a in of is an is to is in a to be at up 50g is to at up 5g. In of a of up x x 1m in up 0,000 N in of up x x up 000 N in to of at 5g be a an of is on a in a of is by a to of to of by A be by an an to In to to to is in is in to of to is 50g 22 to a 49 of is of on is to is to of . 00 rm m to of 50g to on to as as he of is a to to is a to is to to to to at by to in of a of to is on is to of o on is in is by a of at of of is by no 3.3 a of of of is 0 is of as by of 0 To of of of an of of in by of a in of at of is of in of to is by in a in a 00 of to in to to so in he a 00 hp is in a of in is by a of of at a 1 5 a in 1). An to is to in to In to of to a a of is In to to a a a is to be is in in is to to A is to of is to as in of of is to of to to of of 3. a to be In of in to a in to in in of as an of to in to as an as to To to of at 5 g a is by an a 000N, is 0,000N. To of a 4000 is by to a to of of in of in of of is on of to as a to of of is a of in no in of a of to a in a 10 35 to a 35 of In to to is in .5 to a 7.6 cm a 5 a 2,000 of 000 5 g of in a a is of . of is by of to a of in in of of is be to to be To a is of is to by to is to of is is a . wo 5g 50 mm/z a In is of is in to an in be of is a an of be by of a is an to of an 4 to of as to . on of of a of is an of a on . of 2 8 16 4 400 m3/ 000 40 wo is a 270mm x 1245mm x 850an to a is in an 50mm a 00is of to to bo香港土质技术的离心机的发展 香港九龙清水海湾香港科技大学 Ng 国戴维斯加州大学 国联合学会 K. 要 : 香港科技大学 (前正在开发一台先进的 400克 1998 早期 安装一台不普通的 8这台离心机独特之处在于它是 使用一台飞行中的双轴水力振动器模仿在两个水平的方向动态问题的能力。在静态测试中 ,离心机可能运转高达 150g ,但是被设计的双轴振动器的震动测试只达到 75g。 1 介绍 在 90 年代的十年里 ,我们看到了以研究和设计离心机塑造土质技术的结构实践有明显增大。离心机塑造构成为许多先前难以处理的土质技术问题的研究提供了一个强有力的工具 , 它有益于对大规模土质技术基本系统的机械行业的发展 , 通过直观比较 (相似和结垢法则 ) 和计算机程序的证明以及对原型系统使用定标为随后分析。离心机塑造技术也成为对常规设计和分析技术补充的 公用事业。 近年来在改进土质技术离心机塑造方面的工艺和科学获得了重大进展。最近 并在努力促进离心机技术的不断发展 , 承担了新双轴离心机振动器的研制。 意在发展尖端科技的能力 , 离心机是为了满足以下的业绩目标 : (1)大模式容器适应允许更加详细的塑造和 在模型里面让出空间给广泛使用仪器 , (2)提供广泛的手臂使用仪器为样板叁数的详细测量和领域载入和工程程序的模拟 , (3)地震载入模拟和在平垂直线的双轴性能的进步对地心引力领域的产生改变。 在 考虑这些目的之后， 心分离机的设计和表现规格被构思出来 。 这 在本文里 , 提供 离心分离机设备的规格与双轴的地震水力 振动器详 细描述 。 给 土质技术 离心分离机设备的资金由 经费委员会 和大学共同提供 。 离心分离机和双轴的 振动器由 美国华盛顿 伯灵屯 公司设计和提供 。这 家 公司在 伺服水力学 有多年经验 而且已经参与一些离心分离机 振动器 的发展 (1991; 1994; 1996)。 在香港乃至世界这种设施不仅致力大学而且服务于土质技术的领域。 2 在 离心分离 机在位于来自校园的主要的短距离的一楝新的建筑物中被安装。 建筑物不仅 安置土质技术 离心分离机设备 (而且 安置 风和波隧道设备 ( 由于安全理由原因，离心分离机 被安置 在一间圆形的地下中。一个钢导管的网络附在墙壁的内部表面 ,在离心机操作期间 通过哪些已冷却的水流通冷却必需品的地下室 。离心机实验室的海拔和楼面 平面图 见 1和 2。 图 1在 离心机设备的视野高度 图 2 计划视野 离心分离机设备有一共计 255作室和一般的实验室空间 。在主要实验室区域 , 顶上有一台 20 吨容量的台架起重机可移动在离心机装载和卸载离心机模型容器之上预制混凝土盘区。 当需要时，起重机也用来交换静态的平台和 振动器 。 未用的平台或 振动器 被储存在离心分离机 封入物 的地板下 。离心机通过使用 相机和话筒监测 , 并且在样式结算离开期间对讲机被使用在离心机分庭和控制室之间通信中。 水力 供应 在一个房间的主要实验室区域下面 位于与离心分离机相邻 。 表 1 离心机的技术规格。 关键项目 规格 负载能力 400 臂半径 到摇摆的平台的中心 m 最大加速度 150g 负载大小 态测试为 动态测试为 表 1总结离心机的一些关键规格。为静态测试 , 离心机可以由 150g 决定操作 ,但是为动态测试 , 双轴振动器由 75 总共 , 制造了三个摇摆的平台。两个被设计为非震动的测试平台是相同的。每个这些静态平台可能容纳模型大小为 10,000 三个平台包括双轴振动器和联系的结构支持、水力多头管和反应马萨诸塞。振动器滑倒桌可能容纳载量高达 x x 000 N 的重量。由于动态平台的巨大 , 为了使静态测试在 比较高的超过 75g 动态平台必须用一个静态平台替换。 承 和 驱动 器 图 3 显示离心机的海拔部分。离心机 手臂 由一对被预先输入的 铬镍钼耐热钢 的滚柱 图 3 00 轴承支撑一个常规轴运行。 离心分离机被直接加倍到垂直驱动轴下端的一个水力 辐形 活塞马达驱动 。 因为切线摇动手臂应用的转力矩 很大地 超过必需的 驱动 转力矩，所以这 驱动 被选择。 在 摇 动期间除非一台昂贵的水力传动器被提供分开变速箱否则以齿轮连起的驱动会很快的被振动转力矩损害 。 为了预防对水力马达和轴联结的损坏 , 在摇荡机被操作的简短的期间对驱动马达的油流程被省略有效允许离心分离机靠惯性滑动。在摇动完成后，对 驱动 马达的流程是重建。 在 150状态是 222 对应于 149 公斤重量不平衡状态。平衡离心机是在平台成功的使用各种各样的大小重量安置没被使用为运载样式的容器。仔细的簿记使用保证离心机平衡严密维护在测量仪之内。 被展开在离心机上的紧张标准度量用来检测类似从离心力和负载量不平衡出现和电动机在摇动期间装载的静态结构负荷。 构臂和装备 离心机的基 础 是一个逐渐变小的钢焊件被使用传送静态和动态装载从 替换手臂 到建筑物 基础。 结构的手臂是坚固地附到主 轴 上的 钢焊件 。 它的主要功能是 支持 这四根张紧 皮带和传 输从主 轴 到平台 驱动扭矩。张紧皮 带在末端被固定到结构臂上并且反对以轴承沿着他们长度安置的 切线 替代阻止 所有失衡的装载从两个摇摆的桶通过结构 手臂 被传达给主轴 , 当在缺少力量 (一个完全平衡的情况 ) 大离心力在载重和配重之间通过套四条紧张皮带整个地被传送 , 并且弯曲的片刻不适用于主轴。在震动期间的片刻除动态力量之外引起 , 在主轴主要弯曲归结于不平衡状态力量。 止平台 避免有害物质物 产生 变动和注重 提高 者 , 高度被注重的张紧皮带用机器制造用高强度钢没有焊接 。 对被焊接的 装载道路 的信赖继续在连接在紧张皮带和平台之间 : 摇 摆的平台由高强度标尺多样性运载插入通过通行证轴在张紧的皮带的末端的枢轴块。每个这些标尺没有高于装载 13.3 哪些给安全因素大约 3 由于每个的最后力是 40次结构子系统同心度是非常宽容轻微的 , 譬如由平台结构的小自转造成。提供四套 20 把标尺。容纳震动桌的正切励磁的要求 , 在悬浮平台的反冲要求一个额外自由程度自转 , 由球状连接的插入达到在枢轴块之间在主要耳轴 , 并且两对取决于在平台的边缘的块。然后各个平台被提供在振动器位移的两个正交方向两个自由度旋转。 由滑的摩擦从振动器在平台悬浮枢轴动态片刻被 传达给离心机的手臂确定。 所有 滑落 表面被 以造成一个 摩擦系数 一种专有的涂料处理 。 因为张紧的竿对必需克服枢轴的摩擦的修剪 力 的传输是不适当的 ,他们可滑动地附到枢轴的块上的矩形结构管材的成员被装入 , 但是不到那平台 , 所以当竿在负荷之下伸展的时候他们在张紧方面不被强调。 离控制系统 离心机驱动使用易变 200马力驱动电动机的容量压力补偿泵浦。被加压的油从主要泵浦通过水力辐形活塞马达在一条闭合的水力电路内散布。容量油的流速在这条电路里由泵浦的角度控制 旋转斜盘的伺服阀 和确定离心机旋转 的速度。 主要驱动泵浦以 21 当泵浦被使用为供给振动器动力和在 35转斜盘 操作 (图 1) 对需要回转速度的类比信号比例项适用于对主要在高压水力 电 路附件的伺服阀的泵。除了调整对离心机驱动马达的油流量之外， 斜盘 角度也决定主要驱动的油压线路。 由于 斜盘 有非常高的回转率 (在几毫秒内做完整个行程 ), 除非整个水力的驱动系统被仔细控制， 否则 在加压上的主要驱动环存在潜能。 为了使达到一种稳定状态需要时间减到最小 , 使用一个 成形 的速度指令而不是一条线的斜坡 。在离心机慢慢地转动并且阻力较小的情况下允许速度迅速被增加 , 并且在高阻力情况下限制速度 , 避免转力矩和 液压 操作过度 。另外 , 驱动电路液压的 在被测量 而且 使用变弱驱动信号 避免 压力过度。 一个电脑程式用来实现在上面被描述的控制 。除控制离心机的速度以外 , 计算机被使用监测操作的参量譬如不平衡状态 手臂 ,主要轴承的温度、液压机液体温度和压力 , 和 安全互锁的状态 。在震动测试期间必需使用计算机实施 阀门 操作序列来操作振动器系统。输入每个自动被采集数据和被测量的参量对计算机 硬盘促进机器表现长期监视和预定定期维护。 3. 双轴振动器装配 心机合并一台双轴水力振动器 ,作为被模仿的震动励磁。在考虑震动状态是多向而许多已经利用的离心机震动模拟器是单向的 , 由于这台振动器在两个方向上震动是可能的 , 离心机和振动器的发展同时被进行 ,被设计振动器作为离心机的整体部分。采取这种联合设计方法为了尽可能隔绝离心机震动的能量 , 和明确描述上面的悬浮设计。 促进安装和维护 , 而且 允许离心机的操作在 加速度大于 75 g 为静态测试 , 震动工作平台和它的桶形成 一个从中止双臂 可移动和替换装配。 以 负载重量 3000N, 总移动的重量 (酬载和震动工作平台硬件 ) 是大约 10000N 。为了要将在飞行中摇荡机的动态 运行 最佳化 ， 大的反应块 (4000 公斤 ) 已经被 合并设计。震动工作平台由流体静力的自调整垫轴承支撑。比橡胶垫 , 流体静力的轴承提供更高的压缩强度。橡胶垫位于在滑动平台之下只被使用提供集中力量。 振动器在每个震动的方向运用两对伺服器 (一对在离心机自转的正切方向和其他摇摆方向 )在震动的平台的反面并且对应的被作为设计单位 , 应用相同力向各平台的边滑动。滑动平台的运行外表是在没有自转在飞行的二个正交方向震动。 流体静力垫轴承
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号