【温馨提示】 购买原稿文件请充值后自助下载。
以下预览截图到的都有源文件,图纸是CAD,文档是WORD,下载后即可获得。
预览截图请勿抄袭,原稿文件完整清晰,无水印,可编辑。
有疑问可以咨询QQ:414951605或1304139763
摘 要
双圆盘式气流粉碎机具有单圆盘气流粉碎机中高速气流对粒子的冲击和摩擦作用,而且能使超高速运动、能量巨大的粒子产生碰撞,广泛应用于各种非金属矿等原料的超微粉碎,与传统的气流粉碎相比生产效率更高。
本次设计主要针对双圆盘式气流粉碎机进行设计。首先,通过对圆盘式气流粉碎机结构及原理进行分析,在此分析基础上提出了总体结构方案;接着,对主要技术参数进行了计算选择;然后,对各主要零部件进行了设计与校核;最后,通过AutoCAD制图软件绘制了双圆盘式气流粉碎机装配图及主要零部件图。
通过本次设计,巩固了大学所学专业知识,如:机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等;掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD制图软件,对今后的工作于生活具有极大意义。
关键词:双圆盘;气流粉碎;喷嘴;设计
Abstract
High lift device called weight lifting device, a top heavy machinery, lifting machine is a with relatively small force can the weight lifting, descending or shift of simple tools, can also be used to correct the deformation of the equipment installation and the deviation of the component such as. Electric lifting device is a lifting device for lifting heavy objects by screw drive. The motor is composed of a motor, a belt drive, a turbine vortex rod drive, a screw, a nut, a lifting rod, etc..
This design first, based on the structure and the principle of electric lifting device of high analysis, this analysis based on put forward the overall structure scheme of and then, the design and verification of main technical parameters of the main parts is discussed; then, through the three-dimensional design software Pro / E design the electric lifting device and motion simulation is carried out. Finally, draw the electric lifting device assembly and major parts of the map.
Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing; master the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD drawing software, for the future work in life is of great significance.
Keywords: Lifting equipment; Turbine; Spiral; Design; Simulation
目 录
摘 要 I
Abstract II
1.绪 论 1
1.1选题背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.2.1气流粉碎工艺参数的研究 1
1.2.2气流粉碎理论的研究 2
2.总体方案设计 4
2.1主要技术参数 4
2.1.1设计参数选定 4
2.1.2总体方案选定 4
2.2设计思路 5
2.3设计方案流程图 5
2.4本章小结 5
3.主要部件的设计和计算 6
3.1粉碎系统的设计和计算 6
3.1.1加速规律研究 6
3.1.2粉碎规律的研究 10
3.1.3喷嘴的设计和计算 13
3.1.4粉碎腔的设计和计算 14
3.2加料系统的设计和计算 15
3.3分级系统的设计和计算 17
3.3.1分级理论 17
3.3.2分级设备 17
3.3.3分级器设计 18
5.参考文献 21
6.致 谢 22
1.绪 论
1.1选题背景
许多材料加工成超微状态,会得到许多非微粒产品无法得到的特殊功能;如提高其在化学反应中的反应速率,改善其着色率、遮盖力、色度,增强其分散、流变性、补强性等。因此,超微产品已广泛的用于化工、医药、涂树、农药、染料、电子等行业中,成为这些行业高性能高技术产品不可缺少的材料。
目前我国的超细粉碎设备,基本上己与世界上定型机种处在同一水平线上,国际上成熟的机种,我国都能生产,如气流磨、搅拌磨、塔式磨、振动磨、各类机械式高速冲击磨等。但是由于我国在粉体技术的研究方面较世界先进国家起步晚,故设备研制也晚,基础差,起点低,引进消化后所生产的各类设备,质量难免良萎不齐,有些只是在低水平上重复,甚至有些概念含混不清。基于以上情况不仅可以看到超微粉碎的重要作用,也可以看到我国超微粉碎的薄弱之处。
双圆盘式气流粉碎机具有单圆盘气流粉碎机中高速气流对粒子的冲击和摩擦作用,而且能使超高速运动、能量巨大的粒子产生碰撞,广泛应用于各种非金属矿等原料的超微粉碎,与传统的气流粉碎相比生产效率更高。
1.2国内外研究现状
1.2.1气流粉碎工艺参数的研究
气流粉碎机的参数研究包括几何参数和工艺参数。几何参数包括喷嘴直径、喷嘴与喷嘴(或靶)间的轴向距离、粉碎室直径等,工艺参数主要包括:原料初始粒度、分级轮频率、工质压力(气流速度)、引射压力(进料速度)等。
陈海焱、Arnaud Picot等的研究表明:工质压力提高使颗粒获得的动能增加,碰撞能量增加,产品粒度更细。但是工质压力增加到某一值时,粒度减少的趋势变缓。这是因为喷嘴气流速度与工质压力并非线性关系,当工质压力超过一定值时,打破了喷嘴前后的压力比,在粉碎室产生激波,气相穿过激波时速度下降而固相速度几乎不变,气固相的速度差导致固相撞击速度下降而影响了粉碎效果。因此,工质压力应有一个最优值。
Rudinger认为,气流粉碎过程中,颗粒浓度越高,加速过程中能量损失会更少。要使颗粒有效地粉碎,碰撞时的速度必须足够高,即使在高颗粒浓度下,也可以通过提高喷嘴的压力而使颗粒加速,但是,压力不能无限地增大,因为随着压力的增加,压缩机的能耗将以非线性的方式快速地增加。
进料速度是影响粉碎效果的重要参数之一,进料速度主要由粉碎区的持料量决定。进料速度的大小决定粉碎室每个颗粒受到的能量的大小。当加料速度过小,粉碎室内颗粒数目不多时,颗粒碰撞机会下降,颗粒粒径变大;当进料速度过大时,粉碎室内的颗粒浓度增加,每个颗粒所获得的动能减少,导致由碰撞转变成颗粒粉碎的应变能变小,颗粒粒径增加,颗粒粒度分布大,因此寻找最佳进料速度是很重要的。
1.2.2气流粉碎理论的研究
根据气流粉碎原理,其基础理论研究主要包括了以下方面:高速气流的形成,颗粒在高速气流中的加速规律,颗粒冲击粉碎规律,气流粉碎机参数的研究。
气流粉碎中物料粉碎的能量来源于高速气流,高速气流则是依靠喷嘴将气流的内能转化为动能而形成的。气流粉碎的喷嘴可分为收缩型和缩扩型(Laval型),目前主要采用缩放型喷嘴。在气流粉碎机研制之初,在计算方法的确定、型面曲线修正、起始扩散角控制等方面,研究人员依据气体动力学原理,在喷嘴的设计理论和基础实验研究方面作了一定的工作。
叶菁等利用定常二维无旋超音速流的数值方法——特征线法,结合气流粉碎机的流动特征,分析了喷嘴管壁特征线的设计方法,提出了等流能喷嘴设计的方法与步骤。
陈志敏等对超音速气流粉碎机的喷嘴流动状态及结构设计进行了分析,探讨了获得有效喷射速度的超音速喷嘴的设计方法。
金铃采用Fluent软件对流化床气流粉碎机喷嘴位置进行了数字模拟,分析粉碎机腔体中的流场,分析结果表明,在喷嘴位置的设计上,存在最佳的安装位置,使得粉碎性能达到最佳。这与金振中的研究结果相一致。
M Grujicic 等人通过对喷嘴流场分析,优化了喷嘴内型,使得气体的拖曳力增加,颗粒的加速度增大,在相同的距离速度进一步提高,这样增大了物料颗粒的速度,不但可以将颗粒更加细化,而且提高了系统的效率。
Hiroshi Katanoda等对颗粒在超音速喷嘴内部和外部的流动流场做了数值模拟和分析,并对颗粒的速度和温度分布做了预测和分析。
杨军瑞等为解决传统气流粉碎能量利用率不高、物料加速效果差、粉碎效果差等问题,通过对气流粉碎中喷嘴结构的改进,设计了一种新型环形复合喷嘴。通过Fluent数值模拟,表明新型环形复合喷嘴比常规喷嘴具有射流速度快、射流相对集中和射程远等优点。
王利文等对气流粉碎装置的喷嘴结构和参数运用均匀设计法进行设计与优化,采用流体动力学软件对所设计喷嘴进行流场模拟,应用有限元分析软件对喷嘴内部结构受力情况进行分析,讨论了入口直径、入口稳定段长度、喉部临界截面和内腔造型对喷嘴性能的影响。结果发现,入口压力3.5MPa,入口直径为6mm的喷嘴为设计的最佳喷嘴.内腔锥角在8°-12°之间变化时,对喷嘴的性能影响不大,内腔造型为光滑曲面时喷嘴性能最佳。
何枫、谢峻石等人根据可压缩流体轴对称n-s方程,利用RA Nκ-ε湍流模式和有限体积法,采用四边形非结构网格,对不同内部流道型线的喷嘴自由射流进行数值模拟。结果表明:轴对称等直径圆管喷嘴,进口处的流道型线对射流流道参数的分布影响较大;轴对称收缩喷嘴的收缩角大小主要影响射流出口附近的流动,对流动具有不同的阻滞效果,并据此提出收缩喷嘴内部流道型线采用维多辛斯基曲线可以获得优良的流动特性。
2.总体方案设计
2.1主要技术参数
2.1.1设计参数选定
设计一双圆盘式气流粉碎机,要求原料粒度:0.5-5mm,粉碎成品粒度<10-25μm。
2.1.2总体方案选定
通过分析现有气流粉碎机结构及原理得出了本双圆盘式气流粉碎机的设计方案如下图:
图2-1 双圆盘式气流粉碎机方案图
2.2设计思路
通过分析现有气流粉碎机结构及原理得出了本双圆盘式气流粉碎机的设计方案,再根据现有气流粉碎理论计算总体结构及性能参数,然后采用AutoCAD软件结合总体结构及性能参数绘制本双圆盘式气流粉碎机总体装配图,最后拆画各主要零部件图纸。
2.3设计方案流程图
分析现有气流粉碎机结构及原理→本双圆盘式气流粉碎机的设计方案→计算总体结构及性能参数→绘制总体装配图→拆画各主要零部件图纸。
2.4本章小结
本章主要完成了本双圆盘式气流粉碎机的总体方案设计。
3.主要部件的设计和计算
3.1粉碎系统的设计和计算
3.1.1加速规律研究
目前气流粉碎机的设计中,一直依据射流轴心速度衰减速度在10de~20de,确定喷嘴距粉碎中心点的距离。没有考虑颗粒加入喷射气流后对气流速度的影响,也未考虑颗粒在气流中加速的距离要求。








