篮式研磨机的毕业设计 机械设计制造及其自动化毕业论文

分类号密级中国地质大学本科毕业设计题目篮式研磨机的设计英文题目BASKETGRINDERMACHINEDESIGN系别工程技术系学生姓名专业机械设计制造及其自动化学号指导教师职称副教授2013年月日中国地质大学本科毕业论文（设计）任务书系别工程技术系专业机制学生姓名学号毕业论文（设计）题目篮式研磨机设计毕业论文（设计）内容1总体要求研磨转速V2930R/MIN；研磨篮容量V23L；可加热杯中研磨液体2总体设计方案先确定主轴转速和研磨篮的参数；根据研磨篮容积计算叶轮大小；根据主轴在研磨篮和叶轮的受力确定主轴直径；计算工作效率选择转数和功率相近的电机3完成任务绘制篮式研磨机装配图一张、主轴零件一张、编写设计说明书一份毕业论文（设计）要求及应完成的工作1了解篮式研磨机的基本功能，结构组成，工作原理2自己选取设计参数，利用CAD软件进行主要零件的绘制3撰写论文或设计说明书毕业论文（设计）各阶段名称起止日期1学生开题并填写上交毕业设计论文开题报告201322820133092学生毕业设计201331020134203论文定稿，答辩201342120135154进度安排5应收集的资料、主要参考文献及实习地点1篮式研磨机相关资料文献查阅。2机械设计参考书，设计地点，系实验室指导教师签字2013年月日系主任签字年月日中国地质大学本科毕业设计（论文）开题报告学号姓名专业机械设计制造及其自动化导师姓名岳文职称教授单位中国地质大学课题性质设计课题来源科研毕业设计（论文）题目篮式研磨机开题报告（阐述课题的目的、意义、研究现状、研究内容、研究方案、预期结果等）一、选题依据、目的、意义背景篮式研磨设备具有经济、高效、节能的独特优点，只要设备生产厂家提供优质的售前、售中、售后的优良服务，篮式研磨机会得到越来越广泛的应用。意义篮式研磨机在涂料、油墨等多品种、多颜色的研磨领域被越来越广泛地应用。二、研究现状目前世界上已有许多国家的分散研磨设备厂家在进行篮式研磨机制造和销售。篮式研磨机的结构也因厂家的不同有所区别。可分为两大类（1）作为精研磨设备，在用篮式研磨机研磨前需要由高速分散机进行预分散后再由篮式研磨机进行精研磨。目前该类篮式研磨机占绝大多数。（2）作为分散研磨的一体化设备，无需高速分散机进行预分散，而是将分散与研磨两道工序由篮式研磨机一台机器、一道工序实现。这是很有创新意义的篮式研磨机，对于工序的简化、效率的提高，都具有积极的意义。从20世纪50年代砂磨机在美国问世以来，卧式砂磨机、立式砂磨机以及更早问世的三辊研磨机在涂料行业中得到了广泛的应用，这些传统设备各有其不同的功用，以满足涂料生产中的不同需要。但也有各自不同的局限性。如分散机对于生产中高档涂料，只能用于预分散，而无法达到中高档涂料所需的浆料粉碎效果砂磨机可连续生产，但不适于加工像炭黑、铁蓝等难分散的颜料浆料黏度高时加工困难换色时清洗困难、残留多更是砂磨机的局限三辊研磨机适用于加工高黏度的浆料和难于分散的颜料。但敞开式的操作，使工作环境恶劣，操作安全性差且分散的物料损失大，结构复杂，调试困难，生产效率低。三、研究内容1、分析篮式研磨机设计参数和技术要求，查阅文献资料，开展调查研究。2、分析设计产品工艺方案，制订毕业设计题目设计方案，进行方案比较，优化设计方案，撰写开题报告。3、装配图结构设计，整机的运动参数计算，相关零部件结构参数选择、校核及尺寸计算。4、根据装配图，进行各个零件结构设计，绘出全部；零件结构设计图纸。5、查阅和专业相关的英文资料，并按要求翻译成中文。6、按照毕业设计说明书内容、格式及要求，撰写毕业设计说明书。四、研究方案根据研究内容，选择好最优方案后进一步确定整体方案，之后进行零部件的选取和设计。五、研究工作进度228309弄清设计题目，明确设计目的任务和要求。充分了解实际，广泛调查研究，较全面的对本题目进行资料查阅检索。310315了解目前普遍使用的篮式研磨机，充分认识它们结构优缺点。掌握篮式研磨机工作原理。316401力学推倒，结构设计，零件设计，装配图设计，总装图设计。402420装配图，总装图，绘制出零件图，计算机CAD图。421515整理设计有关资料，毕业设计总结，答辩。指导教师意见指导教师签名年月日中国地质大学毕业设计（论文）中期检查表学生姓名学号班级机制02指导教师职称副教授单位中国地质大学毕业设计（论文）题目篮式研磨机设计已完成工作、存在的问题及下一步的打算1、基本了解篮式研磨机构的工作原理及其实现方法；2、确定了总体方案设计，以及装配方案；3、了解并掌握不同研磨方式的优缺点，选择最便捷的方案实现研磨精度要求，确定了各主要部件的具体结构；4、完成了传动系统的设计计算，包括电机的选择，轴的设计，叶轮的设计，工件夹具的设计以及研磨篮的设计；5、初步确定了论文的提纲和核心。6、下一步的主要任务是完善结构图的绘制与毕业论文的撰写学生签名2013年月日检查意见指导教师签名年月日篮式研磨机摘要研磨是超精密加工中的一种重要加工方法，其优点是加工精度高，加工材料范围广。目前国内使用研磨机种类比较多，研磨从加工精度上基本分为两种一种是作为精研磨设备，在用篮式研磨机研磨前需要由高速分散机进行预分散后，再由篮式研磨机进行精研磨。目前该类篮式研磨机占绝大多数；另一种是作为分散研磨的一体化设备，无需高速分散机进行预分散，而是将分散与研磨两道工序由篮式研磨机一台机器、一道工序实现。适用于涂料、油墨颜色、色浆、农药、化妆品等对细度要求高的行业。本文主要是合理的分析了研磨机的传动系统和研磨机械原理，本研磨机的设计由电动机传动装置和研磨篮研磨杯组成，根据研磨功率选择了合理的电动机，并设计了研磨主轴主要的传动装置和研磨篮。为了使其具有足够的刚度强度和稳定性，对研磨主轴上的主要零部件进行强度校核。设计的研磨部分由叶片研磨篮叶片分散片组成。研磨部分与研磨杯放置在一起，工作时，通过升降支架，降下电动机部分，使主轴通过键槽与下方的研磨篮轴相连，电动机转动时进而带动研磨杆一起运动。关键词篮式研磨研磨主轴研磨篮ABSTRACTBASKETGRINDERMACHINEDESIGNGRINDINGISAKINDOFIMPORTANTULTRAPRECISIONPROCESSINGMETHOD，ITSADVANTAGEISPROCESSINGPRECISIONISHIGH，WIDERANGEOFMATERIALSGRINDINGMACHINEISCOVEREDWITHOREMBEDDEDWITHTHEABRASIVERESEARCHINTHESURFACEOFTHEGRINDINGMACHINEISTHEGUARANTEEOFGRINDINGTHEIMPORTANTCONDITIONATPRESENTDOMESTICUSETHETYPESOFGRINDINGMACHINEISMOREFROMPROCESSINGPRECISIONGRINDINGMACHINEONBASICDIVIDEDINTOTWOKINDSONEISASFINEGRINDINGEQUIPMENT,BASKETMILL,BASKETMILLFORFINEGRINDINGANDTHENPREDISPERSEDBYAHIGHSPEEDDISPERSERTHECLASSBASKETGRINDERMAJORITYANOTHERASGRINDINGANDDISPERSINGEQUIPMENTINTEGRATION,WITHOUTTHEHIGHSPEEDDISPERSERPREDISPERSED,BUTTHETWOPROCESSESOFDISPERSIONANDGRINDINGBASKETMILLMACHINEPROCESSFORPAINTANDINKCOLORPASTEPESTICIDESANDCOSMETICSANDOTHERINDUSTRIESWITHHIGHFINENESSTHISPAPERISMAINLYREASONABLEANALYSISTHEGRINDINGMACHINETRANSMISSIONSYSTEMANDGRINDMECHANICALPRINCIPLE,THEGRINDINGMACHINEDESIGNFROMMOTOR,GEARING,BASKETGRINDERCOMPOSITION,ACCORDINGTOGRINDINGCHOSENTHEREASONABLEMOTORPOWER,ANDDESIGNSSLOWDOWNANDTHEMAINTRANSMISSIONDEVICEPARTSANDBASKETGRINDERINORDERTOMAKEITHASENOUGHSTIFFNESS,STRENGTHANDSTABILITYOFWORMGEARANDWORMREDUCERISTHEMAINPARTSWERESTRENGTHCHECKGRINDINGPARTOFTHEDESIGNBYTHEBLADEGRINDINGBASKETLEAVESDISPERSIBLETABLETSPARTSGRINDINGANDGRINDINGCUPSPLACEDTOGETHER,WORK,THROUGHTHELIFTINGBRACKET,LOWEREDMOTORPARTS,MAKEMAINSHAFTTHROUGHTHEKEYWAYANDLOWERGRINDINGBASKETSHAFTCONNECTEDTOTHEMOTORROTATESANDDRIVESTHEGRINDINGRODMOVEMENTTOGETHERKEYWORDBASKETGRINDERGRINDINGPRINCIPALAXISGRINDEDBASKET图01目录第一章绪论1第一部分研磨机的发展史311研磨技术发展现状3111篮式研磨机的产生和现状3112选题意义和目的312篮式研磨机的研究现状313研磨机的发展情况及应用范围4131发展情况4132分散和研磨为一体的篮式研磨机5133新型研磨篮式研磨机简介5134应用范围514常用研磨机6141圆盘式研磨机6142转轴式研磨机6143磁力研磨机6144专用研磨机7第二部分研磨原理分析715粉体加工的方法和细则7151研磨珠的选择7152研磨篮内的介质数量716研磨机工作原理817研磨篮分析9171轴流泵叶轮分析计算10篮式研磨机的技术难点10研磨机设计的关键技术10172研磨速度分析17173分散叶轮的选取17第二章研磨机传动系统分析1921电动机的选择19211选择电动机类型19212选择电动机功率19213确定电动机转速2022计算总传动比2023研磨主轴的运动和动力参数20231研磨主轴的材料选择与最小公称直径的计算20232研磨主轴转速21233研磨主轴功率21第三章研磨篮主轴设计2131选择轴的材料2132按许用扭转剪应力初估轴的直径2233轴的结构设计24第四章主轴轴承的选择及寿命校核2541轴承的受力和速度分析26411轴承材料选择26412轴承的摩擦、润滑和内径选择27413选择轴承间隙3152主轴轴承寿命35第五章键等相关标准的选择36结论38致谢39参考文献40第一章绪论涂料生产的过程是把颜料中的固体粒子混入液体涂料中，使之形成一个均匀微细的悬浮分散体。颜料的原始粒子都很细小，其粒径约在0012M，由于原料原始粒子在加工和贮运过程中，经常相互黏结成聚集体二次粒子，其粒径可能增大到100M以上，因此在涂料制造中需要将聚集体解除聚集，并稳定均匀地分散于涂料中。在涂料的生产过程中，所选用的研磨分散设备对颜料在涂料中的分散状态，最佳颜料性能着色力、遮盖力、耐候性等，以及由此而导致的涂料和涂膜的性能，起着非常重要的作用。因此，在涂料生产中如何提高分散效果，研制和采用高效分散设备，以及选用优质原料和最佳配方成为涂料生产中的重要课题之一。涂料生产过程中通常采用以下四个步骤1分散该道工序以混合为主，并起一定的分散作用目前使用最多的预分散设备是高速分散机该道工序是精研磨的预备工序2研磨分散设备涂料生产的主要设备。目前有多种类型，常见的立式砂磨机、卧式砂磨机、三辊研磨机等。本文所述的篮式研磨机即为涂料生产中的研磨分散设备3调漆4过滤包装。目前正被广泛的使用，相信每个人的生活都离不开它，由于时代的进步，研磨机也正在不断的发展和更新。众多的砂磨机出现在我们的生产生活之中。而且，这些不同种类的砂磨机具有不同的特性和优势，它们能够与我们的生产生活进行非常好的配合，而篮式研磨机就是一种应用很广泛的研磨机。更值得一说的是对于涂料的生产来说，篮式研磨机更具有优势的设备机器。以下，是篮式研磨机在涂料生产中的运用情况。涂料的生产过程涂料生产就是把颜料的固体粒子混入涂料的液体中，然后让整个的涂料物料形成了一种非常均匀的而且很微小很细的悬浮分散体。由于原料的一些原始粒子在加工还有贮藏运送的一系列过程中。有时会相互的粘成一种聚集体，这就让其粒子的直径可能增大到100微米以上，所以在涂料制造中就需要将这些聚一起的物料能够得到均匀的分散，而且稳定地分散于涂料中。所以，在涂料生产中应用合适的研磨机进行分散是非常重要的。篮式研磨机在生产涂料的过程中如何进行有效力的分散。首先，篮式研磨机的机头上固定着一个篮子。这个篮子就是它名字的来历，就是专门用来装研磨介质的。开始工作后，这个研磨篮就会浸没在涂料的物料之中，由于研磨篮里面的搅拌棒在进行着高速的运动，这样就会产生强大吸力，以至于将涂料浆料吸进装有这个研磨介质的篮子中。在研磨篮里进行的有效力的分散和研磨。最后，涂料的物料就会在离心力的作用下甩出篮子，这样就形成高效率的涂料物料的循环研磨。另外，篮式研磨机与传统的卧式砂磨机、立式砂磨机相比，它是不需要泵和一定的管路系统。而且，研磨篮是可以升降，这样一来，在工作的时候清洗和检修就方便多了。基于以上因素，篮式研磨机问世以来，凭借方便、高效的特点，在涂料生产中得到了日益广泛的应用。第一部分研磨机的发展史11研磨技术发展现状111篮式研磨机的产生和现状与在涂料行业已经应用了数十年的卧式砂磨机、立式砂磨机相比，篮式研磨机是近年来才被使用的新设备。篮式研磨机的机头上固定着一个篮子，篮子中装填研磨介质。工作时，研磨篮浸没在浆料中。研磨篮内的搅拌棒高速运动，产生强大吸力，将浆料吸入装有研磨介质的篮子内进行分散、研磨。并在离心力的作用下将篮内的物料甩出篮子，形成高效率的循环研磨。与传统的卧式砂磨机、立式砂磨机相比，篮式研磨机不需要泵和管路系统，研磨篮可以升降，清洗和检修方便，便于换色，残留少，研磨的效率高，细度细。篮式研磨机的产生是对于卧式砂磨机、立式砂磨机等传统研磨设备局限性的补充。目前在德国、美国、新加坡等国均有专业从事篮式研磨机制造开发的专业工厂，国内也有企业在积极从事篮式研磨机的制造和研究工作。112选题意义和目的随着机械行业的发展，越来越多的采用不锈钢、耐热钢、钛合金，以及高分子材料等各种加工困难的材料来制造零件。这对机械零件的加工精度和表面质量提出了更高的要求。淹没技术作为机械加工技术中的重要技术之一，在机械加工中应用越来越广泛。我们通常所说的研磨技术其工作原理就是利用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒，通过研磨工具与工件在一定压力下的相对运动对加工物料进行的精整加工，在加工时将被磨物料放于研磨篮中，研磨篮降下时，开始转动，工件与研磨篮内氧化锆珠作相对运转磨擦，来达到研磨目的。通常来讲，本项目将设计篮式分散研磨机构，它不仅解决了传统研磨存在加工效率低、加工成本高、加工精度和加工质量不稳定等缺点，提高了研磨技术水平，保证研磨加工精度和加工质量，而且还降低加工成本，提高加工效率，使研磨技术进一步实用化。12篮式研磨机的研究现状从20世纪50年代砂磨机在美国问世以来，卧式砂磨机、立式砂磨机以及更早问世的三辊研磨机在涂料行业中得到了广泛的应用，这些传统设备各有其不同的功用，以满足涂料生产中的不同需要。但是，也有各自不同的局限性。如分散机对于生产中高档涂料，只能用于预分散，而无法达到中高档涂料所需的浆料粉碎效果砂磨机可连续生产，但不适于加工像炭黑、铁蓝等难分散的颜料浆料黏度高时加工困难换色时清洗困难、残留多更是砂磨机的局限三辊研磨机适用于加工高黏度的浆料和难于分散的颜料。但敞开式的操作，使工作环境恶劣，操作安全性差且分散的物料损失大，结构复杂，调试困难，生产效率低。基于以上因素，篮式研磨机问世以来，凭借方便、高效的特点，在涂料生产中得到了日益广泛的应用。目前，篮式研磨机在涂料、油墨等多品种、多颜色的研磨领域被越来越广泛地应用。有观点认为，因为篮式研磨机可用拉缸进行配料和研磨分散，没有输送泵和管路，清洗方便，所以特别适用于小批量、多品种的生产。这是对篮式研磨机使用范围的一种误解。美国PCI杂志PAINTCOATINGSINDUSTRY2003年第9期发表的浸入式研磨机简便、高效作者为美国HOCKM2EYER公司文中论述道“他们认为浸入式研磨机篮式研磨机适合于小批量、低黏度和易于研磨的产品。我认为，他们并没有理解浸入式研磨技术，或者在误导。因其工作效率与众不同，浸入式篮式研磨机可称得上是”。从篮式研磨机的使用实践来看，只要设计合理，强有力的循环使篮式研磨机对高黏度、大批量的物料也很适合，研磨的细度和效率也很理想。德国VMA公司已经将篮式研磨机应用于3T反应釜的分散研磨2004年。国内企业也成功将篮式研磨机应用于10000T/A涂料自动化生产线中3T反应釜的分散研磨，并在实践中使用良好。而如果3T反应釜采用传统的卧式砂磨机进行分散研磨，则需要75KW高速分散机及8090L卧式砂磨机，需将用高速分散机分散过的浆料经过卧式砂磨机密闭的研磨腔80L以上的卧式砂磨机体积已经很大进行循环研磨，其效率远比篮式砂磨机要低得多，细度和粒径分布也不如釜内的篮式研磨机研磨效果。13研磨机的发展情况及应用范围131发展情况目前世界上已有许多国家的分散研磨设备厂家在进行篮式研磨机制造和销售。篮式研磨机的结构也因厂家的不同有所区别。分为两大类1作为精研磨设备，在用篮式研磨机研磨前需要由高速分散机进行预分散后再由篮式研磨机进行精研磨。目前该类篮式研磨机占绝大多数。2作为分散研磨的一体化设备，无需高速分散机进行预分散，而是将分散与研磨两道工序由篮式研磨机一台机器、一道工序实现。这是很有创新意义的篮式研磨机，对于工序的简化、效率的提高，都具有积极的意义。132分散和研磨为一体的篮式研磨机该篮式研磨机的产生基于一个创新的思路如果将篮式研磨机变为两种机器在预分散时可以作为高速分散机单独使用，精研磨时再由装有研磨介质的篮子进行研磨，则可以省去高速分散机、泵、管路这些复杂繁琐的工序及设备和随之带来的安装、维护、清洗费用及工作。仅用一台篮式研磨机，就可以完成预分散和精研磨。特别是对于固含量高、高黏度的物料也能达到很好的研磨效果。这是以往的传统设备无法比拟的。该机器的研制成功使篮式研磨机的效率和分散研磨性能再次有了新的飞跃。133新型研磨篮式研磨机简介新型先分散后研磨篮式研磨机继承了篮式研磨机分散研磨两道工序在一台机器、一道工序上实现的特点，同时还可以作为分散机单独使用当分散盘在工作位置，研磨篮未下降时。对于需要研磨的物料，又可以实现先分散后研磨的功能当研磨篮下降到工作位时，可对物料进行高效率的精研磨。134应用范围1科研教学2印刷油墨3染料颜料4香精香料5锂电池材料6润滑油7纤维素纸浆8农药化学9建筑材料10胶粘剂密封剂11生物技术12化妆品13医药14食品15矿石矿产金属检测16陶瓷玻璃17化学品18纳米应用表1314常用研磨机研磨是一种重要的精密、超精密加工技术，几乎适合于各种材料的加工，研磨加工可以得到很高的尺寸精度和形状精度，甚至可以达到加工精度的极限，早期的一些研磨机研磨装置简单，不需要大量复杂的机械并且不苛求设备的精度条件。作为超精加工的一种方法，研磨机主要用于研磨涂料、化学品常用的有141圆盘式研磨机图141142转轴式研磨机由正、反向旋转的主轴带动工件或研具旋转，结构比较简单，用于研磨内、外圆柱面。图142143磁力研磨机这种研磨机分单盘和双盘两种，以双盘研磨机应用最为普通。在双盘研磨机，多个工件同时放入位于上、下研磨盘之间的保持架内，保持架和工件由偏心或行星机构带动作平面平行运动。下研磨盘旋转，与之平行的上研磨盘可以不转，或与下研磨盘反向旋转，并可上下移动以压紧工件（压力可调）。此外，上研磨盘还可随摇臂绕立柱转动一角度，以便装卸工件。双盘研磨机主要用于加工两平行面、一个平面需增加压紧工件的附件、外圆柱面和球面（采用带V形槽的研磨盘）等。加工外圆柱面时,因工件既要滑动又要滚动，须合理选择保持架孔槽型式和排列角度。单盘研磨机只有一个下研磨盘，用于研磨工件的下平面，可使形状和尺寸各异的工件同盘加工，研磨精度较高。有些研磨机还带有能在研磨过程中自动校正研磨盘的机构。磁力研磨机是通过采用磁场力量传导至不锈钢磨针使工件作高频率旋转运动；可对精密工件内孔、死角、细小夹缝起到明显较好的抛光研磨去除毛刺的效果。144专用研磨机依被研磨件的不同，有中心孔研磨机、钢球研磨机和齿轮研磨机等。第二部分研磨原理分析15粉体加工的方法和细则151研磨珠的选择图151粉体研磨磨削粉碎加工方法研磨和磨削本质上均属剪切粉碎，包括研磨介质对物料的粉碎和物料相互之间的摩擦作用。振动磨、搅拌磨以及球磨机的细磨仓等都是以此为主要原理的。与施加强大粉碎力的挤压和冲击粉碎不同，研磨和磨削是靠研磨介质对物料颗粒表面的不断磨蚀而实现粉碎的。因此，研磨介质的物理性质、尺寸、形状及其填充率对粉磨效率具有重要影响。在粗颗粒时研磨效率无论干磨还是湿磨都很高。在小于2UM时，研磨效率也都很低。由于存在逆研磨，湿磨因为有分散介质的存在，因而介质的吸附作用可以有效的防止，从而减小小颗粒间的范德华力的作用。由于设计研磨篮尺寸为23升，所以，查阅资料知道，研磨珠的尺寸为1825MM152研磨篮内的介质数量已知介质尺寸1825MM图152由图和研磨篮尺寸为23升可知研磨珠的数量约为2。61016研磨机工作原理工作原理为自吸叶轮高速吸料研磨篮内极细的研磨分散盘高速旋转产生分散、混合、循环效应由此形成吸料、研磨、出料的高效率循环，解决了物料翻动的难题，避免循环死角，短时间内可得到出色的研磨效果。适用于小批量生产（换色容易），预分散和研磨可在一个漆浆罐内完成。主轴可以调速，运转平稳，噪音小，附属设备少，清洗方便，更换研磨介质容易。该机器是一种简单的湿法研磨机，已经广泛的应用到了涂料、油墨、染料等行业中，它也可以实现对物料进行超细化的研磨。在工作时该机器是通过自吸的叶轮进行高速的运转吸料，当物料进入到了研磨篮内时就进一步的进行极细化的研磨，这一过程中分散盘也快速的运转，这事就产生了一定的分散、混合的循环效应来。该机器在这个运行当中就不断的进行吸料、研磨和出料的高速度、高效率的循环过程。而在这一过程中该机器解决了物料翻动的许多难题，篮式研磨机在运行时避免了出现死角的问题，并且还能在很短的时间内就可以达到非常出色的研磨效果。图1617研磨篮分析研磨篮外观图，以及研磨珠研磨时的效果图图17研磨效果图171轴流泵叶轮分析计算篮式研磨机的技术难点（1）合理的设计研磨机结构，以保证研磨机具有足够的刚、强度和稳定性，从而避免研磨机在高速运行中出现震动现象；（2）研磨的均匀性研磨机设计的关键技术（1）能使模具均匀磨损，从而避免了模具修整的麻烦，降低模具的损耗，提高加工效率，保证涂料的加工质量；（2）合理的确定研磨篮内研磨珠的位置；（3）研磨的涡流设计物料由研磨篮上端的旋转叶轮带入研磨篮内，经篮内高速运转的氧化锆珠磨削，变成细小的微粒，之后从下端的叶轮带出，完成一次研磨过程。研磨篮的大小取决于要研磨物料的多少。这里，取半径11CM，柱体高6CM为研磨篮的内部尺寸，上下挡板垫圈半径为13CM。则此研磨篮容积约为23L。根据加工效率研磨篮参数等可以估算。研磨总量应选择为50100L。主要技术指标摩擦系数F05；研磨主轴转速N2930R/MIN工作电压U220V研磨篮容量V23L氧化锆珠直径D18MM25MM底座尺寸RD500MM底座厚度HD10MM支撑架高度LZ1500MM研磨杯杯口槽LC60MM（一）设计内容1设计参数流量Q023M3/H扬程H01M转速N2930R/MIN效率75汽蚀比转速C10002料浆密度约1500KG/M33固相物质油墨，化学用品等4结构形式采用90度直管设计5泵的液下长度003M（底板至叶轮中心距离）6叶片、叶轮座等重要过流部件采用耐腐蚀不锈钢材料。考虑制造工艺，导叶体、管等零件过渡部位均采用圆角过渡。本设计中，叶轮、导叶体均采用砂型铸造（弯管与出口法兰铸造成一体）7采用升力法进行叶片的水力设计；采用流线法进行导叶的水力设计8其他零件参考以往和实际产品的泵结构9对键、轴等进行强度校核时，力求精确，采用合理的安全系数以保证不浪费材料。（二）叶轮的水力设计1结构参数的选择（1）确定轮毂比根据轮毂比与比转速的关系表，取04HDDSN14001000700500D035040040035048055055060表171A（2）叶轮直径D叶轮直径一般根据轴面速度来确定，为了得到最优的影片安放角，叶轮进口前的轴面速度，采用CC鲁德涅夫推荐公式来确定23068MVNQ根据液流的连续性条件，不考虑排挤，则叶轮区域内的轴面速度为2241MHVDD取，则0MV32146HQDNDD根据轮毂比及给定的参数，叶轮直径即可求出。则04H取R76MM即H30MM（3）确定叶片数Z叶片数通常按选取SNS50070010001400Z5645343表171B为了更易于调节动平衡，取Z4（4）确定叶栅稠密度LTZ4,叶轮外缘的叶栅稠密度推荐为，同时，适当减小外缘的0758LT，增加轮毂侧的，以减小内外侧翼型的长度差，均衡叶片出口的扬程。LTLT所以，轮毂和轮缘之间各截面的按直线规律变化，其值为LT0134HLLTT取，则0696H（5）确定叶片翼型的厚度通常轮毂截面的相对厚度为（1015）L轮缘截面的厚度按工艺条件确定，通常轮缘截面的相对厚度（25）L从轮毂到轮缘其厚度按直线规律变化。2选定截面及计算由于本设计要求为为半调节式轴流料浆泵，考虑到叶片的调节，轮毂和轮缘需作成球面。各计算流面的半径可按下式确定则取R54365MM4375MM,则取R5437MM；R32335MM，为了取整数，取R323MM；则R213MMR433MM3确定轴面速度和速度环量（1）确定轴面速度初算时忽略容积损失，之后再修正，则取，10VR1396225MMR13MM即VM000524M/S（2）确定速度环量RK00714升力法设计计算选定截面计算表格设计公式截面截面截面截面截面130442536476244546615447766393781111365363386633866338663386633864434403321927216230501999051107407316056380461703923647917436187929415124783721418571111180999809998099980999809998907538060440506304350038141081681410681421303761153938017750001109508808072064127759739399651043009110835411360001378000094000010400001110000114000014729400115249616656552286404301284915100150604404091029380220516105420686905114040800344617L07609110811D60/NUVHMDQV/2UGHTU/2COSINZDT/22UMVWSINCO2GHTLCTYY2/ARTNUMVTLL/L选择18138711407631910511358703777924031324211901050075005600400272081900705005824044400307802181970558244430822选择翼型NACA4408440844084408440823113612008245891739788306152478420618251091111表1735计算泵的汽蚀比转速C已经知道设计流量Q和轴流泵的转速N，根据GB/T1300691,查取临界汽蚀余量,计算泵的汽蚀比转速CRNPSH34562ANCH,7RSM汽蚀比转速C符合设计要求。6计算各截面翼型厚度坐标（1）截面NACA4408L78819比例1022X009751953958578117156195H01666632413350743665071620670147566LCY/1LMAXAXAXY校核）选取）/MAXYZDT/B0094071196141143139113084053厚度02607336093491857976462734178538098X2343123946854662470274178H79241680366759767595572409224912170B02658014310389054205730481027601020厚度819789357208621753609197311140（2）截面NACA4408L94705比例088X011752354770594141188235H014346420772301937584366534360386513B00809710312112312098072046厚度02244383106942344995563631967626971X2823764756465875284689394H682169179865395581847973521193610470B02301232203345046604930414023800880厚度70567947662051535143043107169909590（3）截面NACA4408L104582比例0727X01326527810415620826H01184341714824923103360444149845377B006685085110209908106038厚度0185281256493495412459252175585755X31241652624728832936988104H56315711015398648033962906159908650B01901017202761038504070341019600730厚度58256092951225441835532565140207920（4）截面NACA4408L111444比例0554X0138752775555832511116652222775H009035213082190123672749336538034102MAXYMAXYMAXYB00510649076078075062045029厚度0141348195672666314335033984257439X3334445556667778889991055111H42964356854118536643021221712190660B01400776021060294031048101500550厚度444427925390793372711173710706040（5）截面NACA4408L114308比例0385X0142528557855114171228285H006267709075131916421907233426382845B00353804505305405204303202厚度009805213574185218243276129533045X3424565768479891210261083114H2983022322857254220961538084604580B0100538301461020402150181010400380厚度30829684927109233818813570742041905叶轮绘型由以上图表数据可知，截面叶轮截面积最大。翼型最大截面由以上数据可知，截面积最小。MAXY翼型最小截面172研磨速度分析因为篮式研磨机是一种小量的湿法研磨设备，通常小型研磨机的电机功率为750W，其额定的电压为220V，50HZ，但这也不是一定的。可以根据实际进行调整。该电机的转速一般控制在03000R/MIN的范围之间，不可过快。该设备是以水为介质而言的。其接触物料的材质也有多种，主要包括SS304或者SS316L这两种。实验室篮式研磨机可对中，高粘度的物料进行研磨，并且可达到非常好的研磨效果，其介质的黏度一般为2000CPS以下。在这里，为适应电机的转速，减去、抵消减速器的传动功率损失，我选择2930R/MIN为电机最高转速。173分散叶轮的选取分散机综述分散机，适用于各化工行业（如油墨、油漆、涂料、颜料等）的物料分散、混合、调和等生产工艺。能分散易分散及对细度要求不高的各种物料，同时进行搅拌混合直接制成产品。本机的分散叶轮为锯齿形,分散叶轮在浆料中作高速旋转运动时，促使缸内浆料剧烈翻动，物料粒子受到强烈的冲击和剪切作用从而迅速地分散成微粒，搅拌的浆叶可以根据物料缸大小而制造，使物料缸四周底部的物料能够得到充分的分散，达到生产工艺要求。图173分散机表233A所设计的研磨机可以选择JSF9003B型的分散叶轮。尺寸直径是160MM与所设计研磨篮直径相等且加工量范围一致。或者选择FSQ系列气动升降式高速分散机的分散叶片表233BFSQ22转速、直径、处理量也均与所设计的篮式研磨机相符，故也可换装。机械分散机是专业用于多种不同粘度液体和固体粉状进行低速搅拌、高速分散、溶解、混合的设备，物料在不同速度运动中通过特制叶轮旋转产生剪切，使聚集物迅速分散，进而达到溶解、乳化、均匀混合，质量高、效率快、应用领域广泛。第二章研磨机传动系统分析21电动机的选择211选择电动机类型选择电动机种类时，在考虑电动机性能满足生产机械的要求下，优先选用结构简单、价格便宜、运行可靠维修方便的电动机，优先选择直流绕线转子电机。三相异步鼠笼电机属于三相交流，而且结构简单、价格便宜、运行可靠、维修方便，但启动和调速性能较差，因此在调速和启动性能要求不高的场合优先使用。在随着变频调速技术的发展，三相鼠笼异步电动机越来越多的应用在要求无级变速的生产机械上。按工作方式选择原则上，电动机与生产机械的工作方式一致，也可选用连续工作制的电动机代替；按安装方式选择通常选用立式；按防护形式分开启式、防护式、封闭式和防爆式。在干燥、清洁的环境优先使用价格便宜散热好的开启式电动机，在比较干燥灰尘不多，无腐蚀气体和爆炸性气体的环境优先使用防护式电动机。封闭式电动机分为自扇冷式、他扇冷式和密封式，前两种用于潮湿、灰尘多、有腐蚀性气体、易引起火灾和易受风雨侵蚀的环境中；密闭式则用于浸入水中的机械。按已知的工作要求和条件，选用三相鼠笼式异步电动机，封闭式结构自扇冷式，电压380V，Y型。212选择电动机功率由条件知，本电机是在恒定负载下工作，电动机的额定功率略大于生产机械所需的功率。制造厂在生产电机时，一般按照恒定负载连续运行设计的，保证电机在额定功率工作时，电动机的温升不超过允许值，各级绝缘材料最高允许温度和允许温升。电动机所需的工作功率PDKWWAP因此由电动机至输送端的传动总效率为A142式中1、2分别为轴承、联轴器的传动效率。式中1098，2096则A0984096085所以研磨机功率PY73KW由分散机的分析知分散机的功率消耗为PF22KW所以，电机的总功率应该为95KW,查资料发现，本研磨机应该选用型号为Y160M12的电动机。其详细参数额定功率11KW、额定电流218A、最高转速2930R/MIN、效率为872、震动速度28MM/S、重量115KG、噪音8287DB、功率因数088。经计算，这种电机的输出功率为9592KW，符合所需值。213确定电动机转速由于研磨机转速限制，故研磨主轴工作转速为N2930R/MIN22计算总传动比因为所设计的研磨机为主轴直接带动研磨杆、叶轮、分散叶片做圆周运动，所以为一级传动，传动比为I123研磨主轴的运动和动力参数231研磨主轴的材料选择与最小公称直径的计算由资料查得，研磨机主轴的材料选择为45号钢由机械设计书轴常用的几种材料的A0值轴的材料Q235、20Q275、354540CR、35SIMN、38SIMNMO、3CR13T/MPA1525203525453555A014912613511212610311297表231这里的A0120PZPD（PZ为主轴实际输出功率，PD为电机额定功率，为电机输出效率）PZ11872KW9592KW由I1NZND1/I2930R/MINDMINAO12001518MM3NZP考虑到键槽对轴强度削弱的影响，轴径应加大5，取为35MM。已知研磨篮内径为22CM，所设计研磨篮内研磨杆长度为7CM直径3CM。232研磨主轴转速因为传动比I1，所以，研磨主轴转速为N2930R/MIN233研磨主轴功率由上面计算PZ9592KW研磨主轴转速NZ2930R/MIN第三章研磨篮主轴设计31选择轴的材料图31A轴的材料选用45号钢调质处理。其材料硬度为170217HBS，强度极限B600MPA，屈服极限S300MPA，弯曲疲劳极限275MPA，生产生活中，常用于较重要的轴，应用较为广泛。图31B32按许用扭转剪应力初估轴的直径DA3NZP12001518MM考虑到轴上的键槽，直径应增大5，则D18MM，又因为主轴转速较高，故直径不宜增大太多，所以取D35MM研磨主轴扭矩TZ9550P/NNM30964NM研磨分散盘所受扭矩TF7171NM研磨篮处扭矩TY23793NM研磨篮处上下两个叶片受力较小可忽略，故研磨主轴只受三个主要扭转力。图42MPA8361035161693311ZDT30946MPA3281035823161693322YDTMPA68103527161693322FDT对于G，钢常取为8110MPA/M15010351080180943032180321801249241211Z1DGTGITP其他直径处的转矩小于主轴，45号钢做主轴可以满足所需刚度和强度的最大要求。33轴的结构设计由于是立式结构设计，轴外有支撑结构，所以主轴只受扭矩、与滚动轴承的摩擦力（忽略）及其自身重力（可忽略）。联轴器段L49MM空心轴段L30MM轴承套筒段L180163213241MM研磨篮轴段L74406040214MM末端分散盘处L40MM第四章主轴轴承的选择及寿命校核41轴承的受力和速度分析411轴承材料选择研磨机中所用轴承主要受在铅锤面的轴的重力，和轴高速旋转时带来的摩擦力。由于受力不大，所以初步选择较便宜、极速转速比高和便于更换的深沟球轴承，结构代号60000，轴向限位能力1。轴承内外圈由车加工厂车削成,配件进料严格把关,确保轴承在第一道生产工序就有稳定的质量。轴承的套圈和钢球均采用精炼轴承钢制造保持架采用优质冷轧钢板冲压或增强工程塑料制造防尘盖采用SPCC专,密封圈采用耐油橡胶热压制成。轴承的材料标准标准钢材型号表示GB/T30794GCR15ISO683XVII1AISI52100DIN100CR6JISSUJ2选择GCR15作为轴承钢，硬度高于60HRC。滚动轴承钢的性能滚动轴承钢具有较高的淬透性、保证滚动轴体和内套（淬火后）整体具有均匀的高硬度（HRC6165）和高耐磨性，同时还要有高的屈服强度和弹性极限，还要有高的抗接触疲劳强度，足够的韧性和良好的尺寸稳定性。轴承体工作表面要求磨削抛光，保持架不承受载荷，要求匹配的材料具有减磨性。轴承的热处理工艺滚动轴承的热处理工艺流程一般为球化退火830850淬火150160/23H低温回火120130/1020H人工时效处理冷处理滚动轴承的优缺点滚动轴承具有摩擦阻力小、起动灵敏、效率高、润滑简便和有互换性的特点。主要缺点是抗冲击能力较差。高速时深沟球轴承结构简单，使用方便。6000型在安装、密封、配合乌特殊要求的地方，均可采用。带防尘盖的防尘性好，带密封圈的密封性好，两面带防尘盖的已装入适量润滑脂，工作中在一定时期内不用再加油。内圈较一般轴承宽的供装置密封及紧定螺丝或偏心套用，安装、拆卸和使用方便，适用于要求密封较高的长轴，安装或受载荷时弯曲、倾斜较大的轴上，对主机的制造安装精度要求较低。径向游隙按国标GB/T460493分为五组C2、C0、C3、C4及C5内孔MMC2C0C3C4C5超过最小最大最小最大最小最大最小最大最小最大250721382314292037100931811251833254518010520132820362848图411A滚动轴承的结构表411412轴承的摩擦、润滑和内径选择轴承分为开式,单面或双面防尘盖,单面或双面密封圈,出厂时已填充适量的润滑油脂,可直接使用。油脂牌号润滑油脂的基本类型工作温度运用范围雪弗龙CHEVRONSRI2矿物脂30180耐高温,抗水壳牌SHELLALVANIA2矿物脂35120长寿命,广用途壳牌SHELLDOLIUNR石油脂40150耐腐蚀,抗水协同KYODOYOSHISRL合成脂40150低噪声,低扭矩美孚MOBILHP锂络合成脂30110耐振动,耐腐蚀杜邦DUPONTKRYTOX240AC氟化脂35290耐高温,特性好埃索EXXONBEACON325合成脂55120通用润滑脂表412A查表得，建议使用埃索EXXONBEACON325的润滑脂。按JB/T704793标准将单个轴承振动加速度级别分为Z1、Z2、Z3组；按JB/T5000994标准将单个轴承振动允许极限值分为V1、V2、V3组。已知轴的直径为25MM，所以轴承的工称内径为25MM，内径代号为05。单个轴承振动加速度级DB不超过直径系列（1）直径系列（2）直径系列（3）轴承公称内径MMZ1Z2Z1Z2Z3Z1Z2Z35363437343237353363634373432373533738353836348383538363494036403735104238423935444037124339433935454037154440444136464238174440454136474238204541464238484339254642474340494441304743484441504542表412BV1V2V3轴承公称内径MM底频带中频带高频带底频带中频带高频带底频带中频带高频带5906050583630352118690605058363035211871108065724840442824811080657248404428249110806572484044282410140100859060505