0403-滚筒式抛丸清理机的总体和结构设计【全套7张CAD图+说明书】
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滚筒式抛丸清理机的总体和结构设计
摘要： 本滚筒式抛丸清理机的工作原理是利用高速回转的叶轮将弹丸抛向滚筒内不断翻转的锥铸件或者锻件，来清除其表面的残余型砂或者氧化铁皮、清理均匀、生产效率高，适宜于中、小型铸锻车间清理小件使用，解决了小批量零件的清理工作。
设计过程中，利用一级链传动减速带动滚筒和提升斗的回转和实验弹丸的循环使用。
为了清除铸件或锻件表面的残余型砂或氧化铁皮利用高速回转的叶轮将弹丸抛向滚筒内不断翻转的零件。要求达到如下目的：a综合运用机械和电器知识；b弹丸循环及分离装置设计；c除尘器设计；d弹丸循环及分离装置、集尘器零件的设计。
采用一级齿轮传动带动的抛丸器滚筒的抛丸工作，同时，运用干式旋风型除尘装置进行尘土分离工作。弹丸循环装置由滚筒护板于壳体之间的螺旋带提升斗及分离筛组成。由叶轮抛出的弹丸射击工件之后，从滚筒护板上的格子孔进入护板与筒壳体之间得空隙内，借助螺旋作用流到旋转的提升斗内。提升到上部，经过分离筛去毛刺、钉子、芯骨、砂、粒等。完整的弹丸经导入管再送入抛丸器内。
设计针对小批量零件的清理工作，是有较好的实用价值和经济效益。
设计对象为总装、弹丸循环及分离装置、除尘器设计、提升斗。
本机利用带有独特的集尘装置安装地点不受车间同风管路的限制卫生条件好，本机设有自动停车装置，操作简便。
关键词：型砂 氧化铁皮 毛刺 螺旋
- 内容简介：
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1 开题报告 题目： 滚筒式抛丸清理机的总体和结构设计 一、选题的依据及意义： 本人的课题选自学校老师。抛丸清理 机利用高速回转的叶轮，将弹丸抛向滚筒内不断翻转的铸件或锻件来清除其表面的残余型砂或氧化铁皮。清理均匀，生产率高，适宜于中小型铸锻车间清理 15下的小件使用。 本机 设计时 带有单独的集尘装置，故安装地点不受车间通风管路的限制，且卫生条件好。本机设有自动停车装置，故操作简便 。 该产品适用于清理各种不怕碰撞、划伤的铸、锻件。是小型铸、锻、热处理车间清理工件表面残砂、氧化皮的理想设备。主要由滚筒、 分离器、抛丸器、提升机、减速电机等组成。利用高速旋转的叶轮将弹丸抛向滚筒内部不断翻转的工件，使工件表面的附着物迅速脱落，从而获得一定粗糙度的光洁表面，达到清理的目的。 二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）： 抛丸机是机械产业中的通用基础设备，广泛应用于船舶、汽车工程、机械制造等行业的除锈、抛光、清砂等金属表面处理，国内外市场需求巨大。 国产抛丸清理机 的 市场前景广阔 。日、韩这样的高度发达与中等发达国家，国内基本建设市场已经饱和，其国内的工程机械市场已停滞或萎缩，抛丸机清理机等工程建 设机械很多依靠出口。而我国整个社会工业化进程尚未完成，大量的铁路、公路、水利基本建设正在和将要进行。大、中、小城市的交通、房屋建设方兴未艾，给抛丸机清理机等工程机械提供了大量的市场机会。 2 进入 21 世纪以来，马鞍山惊天公司、湖南山河公司已推出自己商标的抛丸机清理机。目前，较具规模的国内生产厂家有：惊天公司、山河公司和长治液压件厂。但国内产品的市场占有率仍很低，大部分市场被韩、日本、德国的产品所占有。商机不可失，国内的企业家应抓住这一产品市场大发展的机会，精心制造，不断创新，扩大销售，夺回国内市场，甚至出 口到国外。 三、 研究内容及实验方案 ： 1 研究内容 主要研究滚筒式抛丸清理机的总体和结构的设计。 滚筒 式 抛丸清理机的抛丸器为主要实行机构，其性能的好坏直接影响抛丸机的效率，还有传动系统和集尘装置也是抛丸机的主要机构。 2 实验方案 方案一 抛丸器传动：由电动机经皮带轮传动叶轮主轴使叶轮高速旋转。 滚筒传动：由电动机经链轮传动带动托轮，再以摩擦传动滚筒。集尘器选用旋风除尘器。 方案二 抛丸器传动：由电动机经齿轮 传动叶轮主轴使叶轮高速旋转。 滚筒传动：由电动机经由皮带轮传动带动托轮，再以齿轮传动滚筒。集尘器 选用电除尘器。 方案三 抛丸器传动：由电动机经链轮传动叶轮主轴使叶轮高速旋转。 滚筒传动：由电动机经由齿轮传动带动托轮，再以齿轮传动滚筒。集尘器选用旋风除尘器。 方案一结构紧凑，布局合理，传动简单，可靠性高，使用寿命可以 3 得到保障，制造成本低，加工简单。方案二、三效率比较低，加工成本高。经过三个方案的比较，选用方案一。 四、目标、主要特色及工作进度 ： 1 目标 为了清除铸件或锻件表面的残余型砂或氧化铁皮利用高速回转的叶轮将弹丸抛向滚筒内不断翻转的零件，要求达到如下目的：（ 1）综合运用机械和电器知识；（ 2）滚筒传动机构的设计；（ 3）轴的设计与校核；（ 4）滚筒传动机构所有零件的设计。该系列产品适用于清理各种不怕碰撞、划伤的铸、锻件。是小型铸、锻、热处理车间清理工件表面残砂、氧化皮的理想设备。主要由滚筒、分离器、抛丸器、提升机、减速电机等组成。利用高速旋转的叶轮将弹丸抛向滚筒内部不断翻转的工件，使工件表面的附着物迅速脱落，从而获得一定粗糙度的光洁表面，达到清理的目的。 2 主要特色 本机利用高速回转的叶轮将弹丸抛向滚筒内不断翻转的铸、锻件，来清除其表面的残余型砂或氧化铁皮。清理均匀，适宜中、小铸，锻件的清理。本机带有集尘装置，分离效果好，自动控制停车。操作、维修简便。 3 工作进度 1收集有关资料，写出开题报告； （ 2 周） 3 月 1 日 14 日 2外文翻译 (6000 字符以上 )； （ 1 周） 3 月 15 日 22 日 3分析与研究：了解现有类似设备的工作原理，制订设备工作原理图。 (1 周 )3 月 23 日 31 日 4 4滚筒式抛丸清理机的主要结构设计及计算。 （ ） 4 月 3 日 20 日 5滚筒式抛丸清理机的各主要配件图和总装图的绘制。（以上合计 3 图共 8 张）。 （ 3 周） 4 月 21 日 12 日 6撰写毕业论文一份 （ 2 周） 5 月 13 日 27 日 7毕业设计审查、毕业答辩 （ 1 周） 5 月 28 日 2 日 五、参考文献 1 颂峰 北京：北京工业大学出版社， 2 机械工业基础标准应用手册 . 北京：机械工业出版社， 3 . 机械设计手 册（新版） 二卷、第四卷、第五卷 4 . 吴宗泽 北京：机械工业出版社， 5 . 时钧 北京：化学工业出版社， 6 . 日本化学技术 上海：上海科学技术文献出版社，1985。 7 . of i 11, 21 滚筒式抛丸清理机的总体和结构设计 摘要： 本 滚筒式抛丸清理机的工作原理是利用高速回转的叶轮将弹丸抛向滚筒内不断翻转的锥铸件或者锻件，来清除其表面的残余型砂或者氧化铁皮、清理均匀、生产效率高，适宜于中、小型铸锻车间清理小件使用，解决了小批量零件的清理工作。 设计过程中，利用一级链传动减速带动滚筒和提升斗的回转和实验弹丸的循环使用。 为了清除铸件或锻件表面的残余型砂或氧化铁皮利用高速回转的叶轮将弹丸抛向滚筒内不断翻转的零件。要求达到如下目的： a 综合运用机械和电器知识； b 弹丸循环及分离装置设计； c 除尘器设计； d 弹丸循环及分离装置、集尘器零件的设计。 采用一级齿轮传动带动的抛丸器滚筒的抛丸工作，同时，运用干式旋风型除尘装置进行尘土分离工作。弹丸循环装置由滚筒护板于壳体之间的螺旋带提升斗及分离筛组成。由叶轮抛出的弹丸射击工件之后，从滚筒护板上的格子孔进入护板与筒壳体之间得空隙内，借助螺旋作用流到旋转的提升斗内。提升到上部，经过分离筛去毛刺、钉子、芯骨、砂、粒等。完整的弹丸经导入管再送入抛丸器内。 设计针对小批量零件的清理工作，是有较好的实用价值和经济效益。 设计对象为总装、弹丸循环及分离装置、除尘器设计、提升斗。 本 机利用带有独特的集尘装置安装地点不受车间同风管路的限制卫生条件好，本机设有自动停车装置，操作简便。 关键词： 型砂 氧化铁皮 毛刺 螺旋 of by of or to or in up to to a of a of of of In to or of or a of to to to a of b c d of a of of in a to by of to of to so by is a is a is to 目 录 1 前言 . 1 2 总体方案论证 . 2 案一 摩擦传动 . 3 案二 带传动 . 3 案三 齿轮传动 . 3 案四、蜗杆传动 . 4 3 提升斗的设计分析 . 6 风除尘器的特点 . 6 尘的概念 . 7 尘的计算 . 8 尘的粘着性 . 8 4 离心除尘技术 . 10 心式除尘工作原理 . 10 圈理论 (沉降分离理论 ) . 11 街轨道理论 (假象圆筒学说 ) . 11 界层分离理论 . 11 算比传速 . 11 算最大弯曲应力 . 13 风除尘器构造对性能的影响 . 14 尘器的直径及高度 . 14 口和出口形式 . 14 灰装置 . 15 斗 . 16 5 旋风除尘器的计算 . 18 体阻力计算 . 18 尘效率计算 . 错误 !未定义书签。 行各数对性能的影响 . 19 6 旋风除尘器的注意事项 . 21 7 旋风除尘器的防磨损措施 . 22 8 总结 . 23 参考文献 . 24 致 谢 . 25 附 录 . 26 1 外文翻译 译 文 用抛丸清理机对板材轧辊进行抛丸处理 V. I. A. P. V. G. V. L. T. P, 和 I. I. 前，轧制品的质量受到许多关注，特别是板料。这 从相当大的程度上 取决于 轧辊表面处理 。许多公司着手提高轧辊表面处理的质量，为辗压作准备。这篇文章的作者来自 司 ， 金联合企业的人员 ， 有色冶金研究所 , 矿和冶金学院 ，来研究这个现实的问题。 微表面质量 ，或粗糙施工的冷轧板，对 金属的 机械 性能 和生产性能 ，也对来自于这块板料部分的最终质量有影响。 薄钢板 最终 微 表面的形成是通过对已用金属球粗加工过的表面进行工作辗压得到的。 通常情况下，对不合标准表面的工作辗压粗加工是由 气动力学和电动 抛丸 清理机完成 。 在使用中的经验表明国家钢铁厂使用的气动机不能满足辊板表面抛丸处理的高质量要求。 1969 年， 金研究所在 1 号 冷的混乱的磨房 研究了 抛丸清理机，发现了一些它结构上的缺点。 为了提供 符合 伏尔加汽车厂表面粗糙度 要求的板料（粗糙度为 ,用于抛丸机设计的基本要求是确定的。机器必须满足： 1. 在操作时一个持续的喷丸尺寸，换句话说，有效去除已磨损弹丸的既定尺寸； 2. 平稳操作时，控制抛丸机收集的空气气压的可能性； 3. 在机器没有特别的设备时，对不同直径（ 400的工作辊的处理； 4. 控制简单，维修方便。 2 图一 丸机（如图 1）是由一 个装有轮子的固定的封闭室 1，一个可移动喷管 2（ 2 在压缩空气的行动下，对轧辊表面发射弹丸），一个蠕虫输送机 3，有分隔的传送机 4，抛丸装置 5，和排气系统 6 组成。该设备安装在一个低于地面水平 1905 毫米的特殊地基上。有小车的机器的长度是 15， 200 拉姆 ，高度是 4070 毫米，宽度 4600毫米。操作的辊的尺寸是直径 400米，长度 2000米。整台设备的总重量是 15 吨。 研究表现了操作中 一个工作 中 混合磨料磨损的动力 和弹丸变化的原始情况。在抛丸时，弹丸在一个更大的尺寸范围内变化，磨损，形成许多微粒 。在这种情况下，零件的抛丸取决于所用弹丸的尺寸。特定大小的微粒污染会破坏抛丸过程，使辊表面以及最后板料上的表面粗糙度降低。为了解决这些问题，有必要既定期地检查弹丸构成，在抛丸过程中做适当调整（在实际中很难做到），又要在机器运行过程中筛选弹丸以提供特定大小的微粒。 抛丸过程中的稳定性也是由送入喷管的弹丸的数量所决定的。实验表明， ,提供 弹丸到运行的两个喷管中可以使操作稳定。给机器装配一个筛选装置是一个保持弹丸尺寸的有效方法。理论上的数据和 3 弹丸通过抛丸装置传送到辊表面，机器的封闭室被分为两个隔膜间，每间分为三格，并配备一个电子气动控制装置。 工作混合物 从上格式 下降到较低的，然后收集。在操作机器时，排气 口被关闭（打开）。 弹丸要么在电子气动控制装置关闭阀门后送入，要么在操作者关闭抛丸机以后送入。当机器关闭时， 出气孔下降，并且在它和膜片之间 形成了 一个圆空 5 毫米宽 的圆孔。排气口是一个大约有 30 度的锥体，弹丸慢慢通过这一缺口，但不完全，然后弹丸直径减少到 10 毫米。装载喷 口由控制装置轮流打开。首次维修 丸机时，发现由于零件的腐蚀，控制系统经常不运行。 正常磨料（根据铭牌三百七十五千克）， 在交替通过每个喷管后必须停止抛丸，因为 之后 另一个 通过 弹丸 的低射舱室是不够的 。在抛丸时由于控制装置不运转，它不能从较高的舱室下降到较低的。仅仅在操作者将抛丸设备从空气系统中分离后，下一部分的弹丸才能被送过来。在这种情况下，两个掌管的通风口都必须被打开，磨料要被送到较低的舱室。机器的连续工作使磨料通过没有控制装置的三至四个喷管，在磨料增加到标准要求 650，上述弹丸的运输才变为可能。然 而，解决这个问题的基本方案还是控制装置的稳定运行。 可用的弹丸是由工作室的收集舱收集的，然后落入蠕虫传送机的接受槽。平行于蠕虫传送机的板材处在一个更大的角度， 而那些垂 线 正处于一个角度，倾向于收集 朝它们射来的弹丸 。 因此，在对一个辊板进行抛丸后有必要关闭机器将累积的弹丸推到螺旋传送器上。为了消除这个缺点，将螺旋传送器加长到工作室长度的一半是可行的。此外，更小的板料已经完全消除，平行板被拉长以符合蠕虫输送机的长度。 提供给抛丸设备收集室的压缩空气被油水分离装置烘干。然而，这种干燥方法是不够的。水蒸气凝结在主线和抛丸设备内，结果弹丸在低舱室内都粘到一起，形成了坚实的一堆。这一堆弹丸阻塞在垂直管内，阻碍了磨料沿着垂直管到达收集室的过程，也打乱了抛丸过程中弹丸抛向空中的最佳比例。这对抛丸过程及轧辊表面质量有不良影响。空气中存在的水分导致机器的腐蚀，也导致机器气动设备的操作性能更差。因此，在设计抛丸清理机时，有必要指定干燥空气的设备。例如，外国企业 使用特殊的干燥设备利用吸水物质，如硅胶和活性氧化铝干燥压缩空气。 4 图二 移动喷管的机制存在一些缺陷。磨料射到轧辊表面是通过一个安装在肘形枪管（图 2）上的喷管完成的。枪管的一个缺点是对压缩空气的混合物和弹丸的节流作用，节流处横向和纵向的管道也在。交汇处是一个直角，这导致了肘形枪的快速磨损，管道和喷管的交界区域增加。然而，随着喷管直径从 10 毫米增加到 12 毫米（允许的最大值），空气的消耗从 13 增加到 19 立方米每小时，改变了弹丸射向空中的比例。然而，这个比例必须保持稳定。因为在抛丸过程中很难纠 正这个问题，因此有必要改善设计，增加零件的抗磨损度。 为了这个目的设计了一款新型喷枪，它的管道直径增大了（图 2b），从管道过渡到管道和喷嘴的形状也改变了。 提出并经过测试，新的喷嘴设计更为有效 。五个月的操作后，改良后肘枪和喷管没有发现显著的磨损迹象，而旧的肘枪一个月后就损坏了。 5 喷枪通过传送带沿着辊移动。 在 台车 重量 和 它 沿着导轨 运动 导致的振荡的作用下 ，传送带离开对准线。 从辊表面落下的弹丸在导轨上积累。结果，弹丸流对其表面的作用不是一个直角，而是扫过，导致表面质量更差。安置小条在肘枪之下解决了这个问题，而且使辊表 面质量变得更令人满意。 运行初期， 丸机的压缩空气是从主要线路间得到的，其间有 6压力。根据在抛丸单位的收集室前安置的测压器读数，其间的气压不超过 在这个气压下，即使用尺寸最合适的弹丸，辊的粗糙度也在上限（粗糙度为 。 因此，有必要降低空气的工作压力。空气阀是用来控制压力的，但它对空气压力的变化非常敏感，而且抛丸机的操作也不稳定。因此，减压阀被放置在油水分离器和抛丸设备间。这使我们能在精确度 把在收集室的气压从 空气阀的运用使抛丸装置 能够稳定的运行。 为了把辊加工到不同直径，有必要每次都改变抛丸枪的位置，而 丸机的设计没有提供这个功能。例如，现在要把直径为 400 毫米的辊加工到 500 毫米，必须关闭抛丸机做调整。在设计新抛丸机时，应该考虑改变枪的高度的可能。 为了观察抛丸过程，灯火通明的工作舱长壁上开了一个特别的观察窗。然而，观察辊表面的抛丸过程是很困难的。因此，三个额外的 500 瓦灯泡在百叶窗的保护下，安装在工作舱的天花板上。 图三 6 机器（图 3）的控制是 通过控制面板 2，在空中路线的阀 5，用来控制辊的转速和喷管移动的变阻器，可以起动排气风扇机、在机器后的起动按钮来完成的。 丸装置这样的布置控制起来不方便，控制速度的变阻器没有精确的范围，这使决定正确的速度变的困难。事实上，为确定每个控制手柄的新位置，有必要决定速度。这些缺点在设计新机器的时候必须消除。排气线的水平部分累积的金属垃圾的清除也有必要改善。排气线难以达到地面水平 4 米以上的位置。 为了给抛丸机的独立单元提供更多方便和简化它的维护， 钢铁冶金研究所开发并交给 的建议已部分 投入在现有的机器使用， 而且 将研究 设计 类似的新 机型 。 动抛丸机的改进使得控制和维持指定顺序抛丸冷轧工作辊和表面通过板料站更加可能。因此， 正大量生产被冷轧的建设板料，这些板料以符合有色冶金技术规格 1 1表面粗糙度生产。 1 外文翻译原文 F . I. A. P. V. G. V. L. T. P, . I. t is to of To a of in of in by on or of an on of on of of is in a on a on of is in in in s do of 969 on o. 1 a of in To by R a = g),of 1. a in of of 2 2. of in of 3. of of 400on 4. in in 1) of a a on of on to a , an a , , an . is on a 905 mm he of 5070 600 of 00mm in 000mm in of 5 As of of a of of on a is of of by a on on To it is to 3 of in is to do in or to of to in is by of to It kg/of to in an is an a is by in by in is to of by of is by is an of to to of is in by or by it is it a mm is is a a of 0% it to t0 on by it of of of 375 kg to be of in is of it to of of be In is to of or of of of 50 of is of is by of 4 of to at a at of an to on it is to to on to To it is to is of In is to of to of is by an of is in in as a in a is to of to in a on of of in of of of to be in it is to as 5 a of of of on to is a in an 2). A of is of of is a of of an in 0 2 of 3 9 mS/h, of to in be it is to it o of or a of in of 2 b) of to is of of in in a 6 by a of of by on of of As a of of on is at a a a In of tn i,a to on a of in it .0 of of is at R a = ). it to of An to it to in of As a a it to in .0 .0 an .1 of of To of it is to of is in of at to a 400 mm a 500 mm be In of of be To in of of of 00 W by on of 7 3 of 3) is , at of of of buon up is an of is he do of 15 of it is to be in of It is to of of is in a to m To of of ion be in in it to As a is a 毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计 (论文 )题目： 滚筒式抛丸清理机的总体和结构设计 业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求： 1原始资料： 滚筒式抛丸清理机 的设计规格 1000 800 滚筒式抛丸清理机 的其它主要技术参数： 滚筒转速 3r/最大有效容积 最大载重量 300 工件长度 400工件单重 15 抛丸量 100kg/ 叶轮直径 420 叶轮转速 2300r/ 抛射速度 60m/s 2设 计技术要求： 根据主要技术参数设计 滚筒式抛丸清理机 的 的结构。 要求英文资料翻译忠实原文。 要求完成的设计 能满足实际要求，图面及文字说明表达简洁、清晰、易读懂， 图纸设计规范，符合制图标准。 能用于指导实际的生产、装配。 要求毕业论文叙述条理清楚，设计计算正确，论文格式规范。 业设计 (论文 )工作内容及完成时间： 1收集有关资料，写出开题报告； 第 1 周 周 2外文翻译 (6000 字符以上 )； 第 3 周 3分析与研究： 了解现有类似设备的工作原理，制订设备工作原理图。 第 4 周 周 4 滚筒式抛丸清理机 的 主要结构设计及计算 。 第 6 周 0 周 5 滚筒式抛丸清理机 的 各主要配件图和总装图的绘制。 第 11 周 4 周 6撰写毕业论文一份 第 15 周 6 周 7毕业设计审查、毕业答辩 第 17 周 、主 要参考资料： 1 . 王大康，卢颂峰 北京：北京工业大学出版社， 2 . 汪恺 北京：机械工业出版社， 3 . 机械设计手册（新版） 二卷、第四卷、第五卷 机械工业出版社， 4 . 吴宗泽 北京：机械工业出版社， 5 . 时钧 北京：化学工业出版社， 6 . 日 本化学技术 上海：上海科学技术文献出版 社， 1985。 7 . of i 11, 21 - 1 - 滚筒式抛丸清理机的总体和结构设计 1 前言 课题来源于 指导老师自选课题 ， 本 滚筒式抛丸清理机的工作原理是利用高速回转的叶轮将弹丸抛向滚筒内不断翻转的锥铸件或者锻件，来清除其表面的残余型砂或者氧化铁皮、清理均匀、生产效率高，适宜于中、小型铸锻车间清理小件使用，解决了小批量零件的清理工作。 设计过程中，利用一级链传动减速带动滚筒和提升斗的回转和实验弹丸的循环使用。 为了清除铸件或锻件表面的残余型砂或氧化铁皮利用高速回转的叶轮将弹丸抛向滚筒内不断翻转的零件。要求达到如下目的： a 综合运用机械和电器知识； b 弹丸循环及分 离装置设计； 尘器零件的设计。 采用一级齿轮传动带动的抛丸器滚筒的抛丸工作，同时，运用干式旋风型除尘装置进行尘土分离工作。弹丸循环装置由滚筒护板于壳体之间的螺旋带提升斗及分离筛组成。由叶轮抛出的弹丸射击工件之后，从滚筒护板上的格子孔进入护板与筒壳体之间得空隙内，借助螺旋作用流到旋转的提升斗内。提升到上部，经过分离筛去毛刺、钉子、芯骨、砂、粒等。完整的弹丸经导入管再送入抛丸器内。 设计针对小批量零件的清理工作，是有较好的实用价值和经济效益。 设计对象为总装、弹丸循环及分离装 置、除尘器设计、提升斗。 我们通过和指导老师的一起现场测量，得出了一些基本数值供设计参考使用。 本机利用带有独特的集尘装置安装地点不受车间同风管路的限制卫生条件好，本机设有自动停车装置，操作简便。 - 2 - 2 总体方案论证 本 型号抛丸机是利用高速旋转的叶轮使弹丸 抛出 碰撞零件表面。工件都放在滚筒内部，滚筒以一定的速度旋转，可以用来翻转零件是除尘效率提高。综合考虑有 3种 布局方式。 A 方案滚筒由 4个小摩擦轮带动，小摩擦轮由电机带动。电机和除尘器一起安装在滚筒后面。 图 2 抛丸机布局形式 B 方案滚筒的传动为带传动，使用带传动结构形式也不是比较复杂。结构也比较合理。 C 方案除尘器和电机分别安装在滚筒 2侧。综合考虑 用方便，降低成本。该机采用方案 2 - 3 - 案一 摩擦传动 纵方便 省材料。 B 摩擦传动的缺点 :用两个或两个以上互相压紧的轮子之间的摩擦力传递动力和运动的机械运动。摩擦轮传动可分为定传动比和变传动比的传动两类。工作时，摩擦轮之间必须有足够的压紧力，以免产生打滑现象，损 坏摩擦轮，影响正常传动。 图 2擦传动简图 案二 带传动 A带传动的主要优点： 动平稳、噪声小； 载时带与带轮接触面间发生打滑，可防止损坏其他零件； 造、安装和维护等均较为方便，成本低廉。 大了轴和轴承的受力； 够紧凑； 动效率较低。 鉴于上述特点，带传动主要适用于： 多用于原动机输出的第一级传动。 常不超过 50，最大用到10。 案三 齿轮传动 作平稳，传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力； 率从接近于零的微小值到数万千瓦，圆周速度从很低到 300 m/s； =- 4 - 在常用的机械传动中，齿轮的传动效率较高； 用寿命长；外廓尺寸小，结构紧凑。 制造和安装精度要求较高，需专门设备制造，成本较高，不宜用于较远距离两轴之间的传动。 案四、蜗杆传动 构紧凑。传递动力时，一般 i=8 100；多齿啮合传动，故传动平稳、振动小、噪声低； 实现反向自锁，即具有自锁性。 摩擦损失大，效率低。一般效率为 =有自锁性时 以不宜用于大功率传动；及防止胶合，蜗杆一般使用贵重的减摩材料制造，故成本高； 装时对中心矩的尺寸精度要求很高。 综合分析上述四种方案，从传动效率、传动比范围、传动速度、制造成本和安装精度、传动装置外廓尺寸等方面综合考虑，知本设计课题的传动方案采用方案 一 ，即采用摩擦传动。滚筒直接由小滚轮摩擦带动。传动方式示意简图如下 (图 2 - 5 - 图 2筒传动方式简图 - 6 - 3 提升斗的设计分析 该抛丸机设计有 16个提升斗 每个提升斗可近视看作为一个长方体 ，其体积为 V=122 147 2 790/16=风除尘器的特点 升斗随滚筒一起旋转。 除尘器的选择：除尘器有旋风型除尘器和电除尘器几类。考虑本性能、使用场合、制造成本，本机采用离心式旋风除尘器。该除尘器总体设计方案图 (3 图 3除尘器 旋风除尘器没有运动部件，制作、管理十分方便；处里相同的风量情况下体积小，价格便宜：作 为除尘器器使用时，可以立式安装，也可以卧式安装，使用方便；处理大风量便于多台并联使用，效率阻力不受影响。 卸灰阀漏同时会严重影响除尘效率；磨损严重，特别是处理高浓度或琢磨性大的粉尘时，入口处和锥体部位容易磨坏；除尘效率不高，单独使用有时满足不了含尘气体排放浓度的要求。 - 7 - 尘的概念 粉尘的来源 ： 在粉尘的来源中，自然过程产生的粉尘一般靠大气的自净作用，而人类活动产生的粉尘要靠除尘措施来完成，例如工业产生粉尘就要靠除尘设备来完成。 粉尘的定义为： 由自然力或机械力产生的，能够悬浮于空气中的固体微小颗粒。国际 下，使粉尘或雾滴从静比状态变为悬浮于空气中的现象称作尘化作用 ， 从静比状态变为悬浮于空气中的现象称作尘化作用 。 按粉尘粒径大小可以把粉尘分为： 见粉尘是指用肉眼可见，粒径大于 10 微粉尘是指粒径为 0 25 10 显微粉尘是指粒径小于 0 25有在超显微镜或电子显微镜下可以观察到的粉尘。 。本机可以将 7 7以按设管道将排气导出室外。 粉尘有多种多样的性质按粉尘的物性分为： 水性粉尘； 粘粉尘、中粘粉尘； 燃粉尘； 般比电阻值粉尘、导电性粉尘； 粒性粉 尘。 上将粒径小 于 75固体悬浮物定义 为粉尘。在通风除尘技术中，一般将 1至 200 m 乃至更大的粒径的固体悬浮物作为粉尘。 向空气中放散粉尘的地点或设 备称作尘源。 自然力或机械力作用 粒径大于 1于 20于 20颗粒具有明显的沉降速度，因此在空间停留时间很短。密度为 1g/尘粒的沉降速度由表可以查表 3得 : d= v= 5104 cm/s - 8 - d=1 v= 3104 cm/s d=10 v=s 取 d=10v=s 尘的计算 测量得到的粉尘颗粒大小与颗粒的面积或体积之间的关系则称为形系数。形状系数反映了尘粒偏离球体的程度。 体积形状系数和表面积形状系数 222 s 333 v 比表面系数。对于一个尘粒，单位体积的表面积 9 31 粉尘的分散度 粉尘的粉径分布称为分散度。是指粉尘中各种粒径所占的百分数。它是评价粉尘危害程度，除尘器性能和选择除尘器的基本条件之一。 查表 5可得平均粒径 d=粒数 N=370个； 质量 ；质量分数 %23D ；相对频率 f=尘的粘着性 尘粒之间由于互相的粘着性而形成团聚，有有利于分离的。颗粒与器壁间会产生粘着效应，这对除尘器设计十分重要。 。这是作用在分子间或原子间的作用力，也称为范得华力，实际上是一种吸附力。球体与平面间的分子力 : 16 = 式中 : 体和平面间的分子力， N h 于金属半导体， h =( 4 球体粉尘直径 - 9 - 般取 4104 ；当 L忽略不计。 尘颗粒含有水分时，互相吸着的颗粒间由于毛细管作用而产生“液桥“，产生使颗粒互相粘着的力： k 式中 :N； 般为 m； 粉尘直径 - 10 - 4 离心除尘技术 气流在做旋转运动时，气流中的粉尘颗粒会因受离心力的作 用从气流中分离出来。利用离心力进行除尘的技术称离心除尘技术。利用离心力进行除尘的设备称为旋风除尘器 . 心式除尘工作原理 旋风除尘器由带锥形底的外圆筒、进气管、排气管 (内圆筒 )，圆锥筒和贮灰箱排灰阀等五部分组成。排气管插入外圆筒形成内圆筒，进气管与外圆相切，外圆筒下部是圆锥筒，圆锥筒下部是贮灰箱 含尘气流以 14 24m/于受到外圆筒上盖及内圆筒壁的限流，迫使气流做自上而下的旋转运动，通常把这种运动称为外旋流。在气流旋转过程中形成很大的离心力：尘粒在离心力的作用下逐渐被甩 向外壁，井在重力的作用下沿外壁面旋转下落，直至贮灰箱。旋转下降的外旋流因受到锥体收缩的影响渐渐向中心汇集下降到一定程度时，开始返回上升形成一股自下而上的旋转运动一般把这种运动称为内旋流。内旋流不含大颗粒粉尘，所以比较干净，可以经内筒排向大气。但是，由于内外两旋转气流的互相干扰和渗透，容易把沉于底部的尘粉带起，其中一部分细小的粒子又被带走，这就是除尘器内的二次飞扬现象。为减少二次飞扬提高除尘效率，在圆锥体下部往往设置阻气排尘装置。查资料得出，尘粒在旋风除尘器内的运动是很复杂的。它不仅有圆周运动径向 运动和轴向运动，而且在尘粒沉降过程中还有线速度的变化和离心加速度的变化因此不应把旋风除尘器的工作原理看得过于简单，在旋风除尘器内外旋流逐渐向下旋转，内旋流逐渐向上旋转，向上与向下旋转气流分界面上各点的轴向速度为零，分界面以外的气流切线速度随其与轴心距离的减小而增大，越接近轴心，切线速度越大；分界面以内的气流切向速度随其与轴心距离的减小而降低；值得注意的是旋风防尘器内气流径向速度方向与尘粒的径向速度方向相反粉尘粒子由内向外运动气体则由外向轴心流动。由于气流旋转的原因，旋风除尘器内压强越接近轴心处越 低，即使设备在正压操作下轴心处仍处在负压状态。因此，在排气管至贮灰箱之间有任何漏风，都会导致除尘效率的明显降低。 旋风除尘器内的气流及颗粒运动十分复杂对于颗粒的分离捕集机理做出许多简化假设后，形成各种不同的分离机理模型主要有转圈理论平衡轨道理论及边界层 - 11 - 分离理论等； 圈理论 (沉降分离理论 ) 转圈理论是由重力沉降室的沉降原理发展起来的：其原理是粉尘颗粒受离心力作用，沉降到旋风除尘器壁面所需要的时间和颗粒在分离区间气体停留时间的相平衡从而计算出粉尘完全被分离的最小极限粒径100d，即分离效率为 100的粉尘颗粒最小粒。设进入旋风除尘器内气流假定为等速流 (速度分布指数 n=o)，即气体严格地按照螺旋途径，始终保持与进入时相同的速度流动，而颗粒随气体以恒定的切向速度 (与位置变化无关 )。由内向外克服气流对它的阻力，穿过整个气流宽度，流经一个最大的净水平距离，最后到达器壁被分离。 街轨道理论 (假象圆筒学说 ) 一定直径的粉尘颗粒，因旋转气流而产生的离心力 F，将会在平衡轨道上与向心气流对它作用的 阻力 P 达到平衡，而平街轨道往往看作是排气管下端由最大 切向速度的各点连接起来的一个假想圆筒 于种种原因，平衡将随时都会遭到破坏：有时离心力 F 大干阻力 P，有时则 P 大于 F。两者出现的几率是相等的 假想圆筒上的颗粒具有 50的分离效率，工程应用中常把此颗粒直径称为切割粒径切割粒径表示粉尘有 50被捕集另外 50的几率不被捕集。 界层分离理论 平街轨道理论没有考虑紊流扩散等影响而这种影响对于粉尘细颗粒是不可忽视的， 20世纪 70年代有人提出横向渗混模型认为在旋风除尘器的任一横截面上，颗粒难度的分布是均匀的，但在近壁处 的边界层内，是层流流动只要颗粒在离心效应下浮游进入此边界层内，就可以被捕集分离下来，这就是边界分离理论。 算比传速 叶片的综合分析与计算 通风机的结构简单，制造方便，叶轮一般采用钢板制成 , 通常采用焊接，有时也用铆接。本机采用焊接制成。通风机可以做成右旋和左旋两种。本机采用最普通的右旋方向，即顺时针方向旋转。 风机的传动方式，该设计中采用电机和叶轮之间联结，把叶轮直接安装在电机轴 - 12 - 上。结构紧凑、制作方便、降低成本。 叶轮是除尘器的心脏部分，他的尺寸和几个形状对除尘器的特性有着重大的影响。 采用直 间传动，选用 2825r/风机比转速为： 速度系数 5 6 8 表 3得通风机全效率 查表 3得通风机的内部效率 85.0i比转速0 至 76之间，决定采用图 (4轮 图 4轮 叶轮圆周速度 2u 的计算 953 取容积效率 97.0v,于是计算流量为： 3 采用锥弧形集流器， 10 。 可得叶轮入口速度 : 8 2 - 13 - 叶片入口角度 的计算 12211R 叶片数目 叶片数为 2s 122 12 取叶栅密度 ，于是 i 3 2 3 Z 1212 s 50s i 3 2 3 取叶片数 Z=10 图 4曲应力图 当吊环作用 A 点 时，弯矩为 a,当作用在 A、 B 两点之间的 C 点，弯矩为 b，当正的最大值和负的最大值挠度力矩有一个最小值时，将发生最小弯曲应力，这就是当两者相等时，将发生最小的弯曲应力，这就是当两者相等 ( 1 ，会引起最大正弯矩或负弯矩的增加，使最大的正负弯矩相等。 22 c - 14 - 9 0 2 c 1 因而 22 8 1 22 x 弯矩 = 2弯曲应力 2533 2 风除尘器构造对性能的影响 尘器的直径及高度 除尘器的直径及高度对其性能有直接影响，理论上讲，旋风除尘器简体越小，气流运动给予粉尘粒子的离心力越大能够获得的除尘效率高，相应的流体阻力也越大。因此，外形细长的旋风除尘器比短相的除尘器效率高且能够捕集较细的尘粒 ，但流体阻力较大对于筒体高度的取值一般认为，性能较好的旋风除尘器直筒部分的高度为其直径的 1 2 倍，锥体部分的高度为直径的 1 3倍，锥体底角为 25度 40度。 口和出口形式 旋风除尘器的进口形式有 4种： 气流外缘与除尘器简体相切； b 入口外缘壳体为渐开线形或对数螺线形： c 入口外壳类似三角形，下部与简体相切，上部为螺旋面形； 螺旋力的作用下。旋转进入筒体 不同的进口形式有着不同的性能特点和用途对小型旋风除尘 器，如旋流子多用第四种形式。 就性能而言。以蜗壳行结构的入口性能较好，蜗壳与简体相切面角度以气流旋转 180后简体外缘相切为宜： 除尘器入口断面的宽高之比也很重要。宽高比越小，进口气流在径向方向越薄，越有利于粉尘在圆筒内分离和沉降，除尘效率就越高。因此，进口断面多采用矩形，高宽之比值为 2左右 排气筒的插入深度与除尘效率有直接关系：插入加深，效率提高，加大；插入变 - 15 - 浅，效率降低， 阻力减小：这是因为短浅的排气筒容易形成短路现象造成部分尘粒，来不及分离便从排气筒排走。因此，本机的旋风除尘器排气筒下端与进气管的下缘平齐。 图 4本机采用切向进口的型式如图（ 4切向进口是最好的进口方式，它可以最大限度的避免进入气体与旋转气流之间的干扰，以提高效率。 图 4灰装置 卸灰装置兼有卸灰和密封两种功能是影响除尘器性能的关键部位之一。假如卸灰装置处有漏气现象，非但影响除尘器的正常排灰，而且严重影响除尘效率、因此，理想的卸灰装置应 该具有结构简单，动作灵活排灰及时和严密不漏风等特点。 不管哪一种卸灰装置，查表可得，如果漏风量占到总风量的 1时则除尘效率降低 5：漏风量占 5时，除尘效率降低约 50；漏风量占 15时除尘效率会降低到很低的数值。故本机在卸灰斗门上可以加一层橡胶用来起密封作用，可以提高除尘器性能。 - 16 - 排气管常见的排气管有两种形式：一是下端收缩式；另一种是直筒式。在设计分离较细粉尘的旋风除尘器时，可考虑设计为排气管下端收缩式。排气管直径越小，则旋风型除尘效率越高，压力损失也教大：反之，除尘器效率越低，压力损失也越小 。排气管直径对效率和阻力影响如图（ 4 图 4由于本机主要灰尘粒径在 7应采用直筒式排气装置，可提高除尘起性能，还可降低该机成本。 斗 灰斗是旋风除尘器设计中不容忽视的部分。因为在除尘的锥度处气流处于湍流状态，而粉尘也由此排出容易出现二次夹带的机会，如果设计不当，造成灰斗漏气，就会使粉尘的二次飞扬加剧，影响除尘效率。比较好的解决方案是设置阻气装置，减少气体进入灰斗，降低二次飞扬，提高该机除尘器效率。 灰斗。 - 17 - 图 4斗形式 - 18 - 5 旋风除尘器的计算 旋风除尘器的基本计算是确定主要尺寸：但是在工业生产应用除尘器时设备，只要恰当地选型就可以。 体阻力计算 旋风除尘器的流体阻力，用气体进口到出口的压力损失表示，当忽略进口和出口管中的流体动压差时，由式汁算： 22 = 62 式中 p m/s kg/阻力系数值按下面经验公式求出： 2122130= 52 763 884 式中 2m 1D 的内径， m； 2D m； 1H m； 2H m。 除尘器的压力损失一般控制在 500至 1500间，过大的压力损失虽然能换取较高的除尘效率，但能耗太大，显然是不可取的。常规旋风除尘器内务部分的压力损失对总压力损失所占的比例中入口损失占 7，出口损失占 20，本体内动压损失占 30，灰斗损失占 33边壁摩擦损失占 10。 尘效率计算 除尘效率的高低取决于多种因素，其中粉尘颗粒的大小有着重要影响，在一般情况下效率按下式计算： - 19 - 1212212x 96% 式中： pkg/ ； m； 1 m； 流体内侧半径， m； 流体外侧半径， m。 行各数对性能的影响 运行参数对性能的影响有以下几方面： 气体流量或者说除尘器人口气体流速对除尘器压力损失 ,除尘效率部有很大影响 说 ,旋风除尘器的压力损失与气体流量的平方成正比，因而也和人口风速的平方成正比 (与实际有一定偏差 )。 入口流速增加，能增加尘粒在运动中的离心力，尘粒易于分离，除尘效率提高。除尘效率随人口流速平方根而变化、但是当人口速度超过临界值时絮流的影响就比分离作用增加得更快，以致除尘效率随人口风速增加的指数小于 1。若流速进一步增加，除尘效率反而降低。因此，旋风除尘器的人口风速宜选取 18 23m/s 旋风除尘器的阻力受气体的温度和压力影响，因温度提高除尘器阻力下降，效率也降低。 旋风除尘器的效率 随气体粘度的增加而降低。当气体温度增加时气体粘度也就增加。所以在人口风速一定时除尘效率随气体温度增加而下降。 粉尘的粒径分布是影响旋风除尘器的重要因素。大粒子要比小粒子更容易分离，除尘效率随尘粒密度的增大而提高； 气体的含尘浓度耐旋风除尘器的陈尘效率和庄力损失也有影响。试验结果表明，压力损失随含尘负荷增加而减少，这是因为径向运动的大量尘粒拖曳了大量空气；粉尘从速度较高帅气流向外运动到速度较低的气流中时把能量传递给蜗旋气流的外层，减少其需要的压力，从而降低压力降。 - 20 - 由 于含尘浓度的提高，粉尘的凝聚与团聚性能提高。因而净化效率有明显提高。但是提高的速度比含尘浓度增加的速度要慢得多，因此，排山气体的含尘浓度总是随着入口处的含尘浓度的增加而增加。 体的含湿量对旋风除尘器工况有较大影响。如分散度很高而粘着性很小的粉尘 (小于 10颗粒含量在 30% 40，含湿量为 l )气体在旋风除尘器中净化不好。若细颗粒量不变，湿度量增加 5 ，那么颗粒在旋风除尘器内互相粘结成比较大的颗粒，这些大颗粒被猛烈冲击在器壁上、气体净化将大有改善所以有往除尘器内放些蒸汽来提高效 率的做法，但是注意气体中的水蒸气在除尘器内壁的凝结使尘粒可能粘附在器壁上而降低操作的可靠程度。 尘器的漏风对净化效率有显著影响，尤其以除尘器排灰口的漏风更为严。 - 21 - 6 旋风除尘器的注意事项 23m/s。低于 18m/除尘效率下降；高于 23m/尘效率提高不明显，但阻力损失增加，耗电量增高很多。 高时，要注意保温，避免 吸收水分，露点为 30 50时，除尘器的强度最少应高出 30左右，假如粉尘吸水
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