数控机床除尘设备设计【清灰装置】【说明书+CAD】
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本科毕业设计开题报告 题 目： 数控机床除尘设备设计 院 （系）： 机械工程学院 班 级： 机电07-4班 姓 名： 刘赫达 学 号： 0703020108 指导教师： 王学惠 教师职称： 讲师 黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告题 目数控机床除尘设备设计来源工程实际1、研究目的和意义当数控机床设备在对石墨进行加工的时候会产生粉尘,影响加工的正常进行,也会对设备的电气设备造成危害.此外,当粉尘扩散的大气中超过一定浓度时,就会毒害环境,危害人体健康,因此要对从污染源产生的粉尘进行有效的控制与防治.本项目就是针对HSM600u设备加工石墨时设计的除尘设备.2、国内外发展情况(文献综述)资源与环境是人类赖以生存、繁衍和发展的基本条件，地球是人类共同的家园。人们对清洁环境的要求，对环境保护的日趋重视，已使除尘技术成为最近几十年来研究的热点问题。而资源短缺、环境污染和生态恶化，已经成为人类普遍关注的全球性问题。随着现代工业生产的迅速发展，对环境污染的有效控制已经越来越重要和紧迫了。保护人类生存环境，实施可持续发展战略，是21世纪国际社会“环境与发展”和“和平与发展”两个同等重要的主题内容之一。近几十年来，世界环境科学发展十分迅速，环境保护的国际合作和协同行动日益加强。环保技术正向深度化、尖端化方面迈进，产品也不断向普及化、标准化、成套化、系列化方向发展。目前，新材料技术、新能源技术、生物工程技术正源源不断地被引进环保产业。除尘技术作为环保产业核心之一，也越来越受到重视。除尘装置正逐渐引入现代电子技术，电除尘装置的开发正在向脉冲电荷技术发展。复合式除尘技术的研究取得了有效的进展。近些年来，国内的学者对电袋式除尘设备的研究开始活跃起来，但其都局限于对静电袋式除尘器进行的研究，这种布置结构是将布袋与电晕极同处于一个除尘空间，把布袋当作电除尘器集尘板使用，配以电晕极，这种结构致使布袋的滤速达4m/min以上，这对降低阻力，提高布袋寿命将产生不利的影响。而对电 袋式除尘器的研究处于起步阶段1。国外对电袋式除尘器的研究已有一定的历史，最早的电 袋式除尘器诞生于美国，美国精密工业公司就设计了把静电应用于织物过滤的装置，并将典型装置模型定为“阿皮特朗(Apitron)”，这种除尘器对1.6-40m的粉尘有99.99%的除尘效率。组合后处理风量可达850001700000m3/h。在同样过滤风速下，阻力为常规除尘器的1000Pa，降低约100Pa。如果保持同样的阻力，过滤风量可增加3倍。1994年，北达科特大学(UND)和美国能源环境研究中心(EERC)在美国能源部国家能源技术实验室的支持下，在没有任何实际数据的基础上，对高效复合型除尘器(AHPC)进行了第一、二阶段的实验研究，随着研究成功，2000年4月中旬，EERC又对AHPC进行了第三阶段的实验研究。研究表明，它对所有在150m的粉尘都有99.98%以上的效率，它比现存的技术花费低廉，而效率更高2。在高温煤(烟)气处理中，目前能有效地去除尘粒的方法，有如下几种：1 高性能机械除尘器高性能机械除尘器，如单级或多级旋风除尘器，利用离心惯性力不同，以去除高温气流中尘粒。旋风除尘器运行成本最低，但对粒度低于 510m的粒子无效，这时施加到尘粒上的惯性力较低。若粒子载荷在低于0.010.02时，切线速度必须达到 2127/时，才能有效清除尘粒，而这远远不能满足净化后的高温煤(烟)气含尘浓度的要求。故一般旋风除尘器只能作为预除尘设备，使从气化炉出来的高温粗煤气含尘浓度降低到 0.5以下，再予以二次除尘。2 电除尘器静电过滤器应用在高温高压下除尘，始于60年代早期，目前美国研究在温度达900、压力达1.0MPa情况下的静电除尘器，除尘效率从9099，捕获尘粒平均粒径为5m，大约20尘粒低于2m以下。但目前应用在高温高压下除尘，尚存在电晕稳定性、电极寿命短、对烟气成分敏感、长时间运行时材料稳定性、材料的热胀性等问题，短时间内，仍不能工业示范。3 声波团聚除尘器声波团聚可置于旋风除尘器前，即用一个空气发声器产生800900Hz的高频声波，振幅可达157dB，尘粒在通过声场时，从0.110m的粒子均可团聚，增加了旋风除尘器的除尘能力，美国能源部资助过此类项目的开展，但未做出改进旋风除尘器特性实验。4 高性能阻挡式过滤器高性能阻挡式过滤器，又分为陶瓷过滤器、颗粒床过滤器、金属网过滤器。颗粒床过滤器，除尘效率达99以上，压降48KPa，能除去10m以上尘粒，但在高温下运行时，床层容易堵塞，该技术存在着磨损和压降较大等问题。金属网过滤器由特殊的金属纤维组成，但因纤维物所承受温度较低，不太适合高温气体除尘。在高温高压煤(烟)气中去除尘粒的有效方法是陶瓷过滤器。研究表明，陶瓷过滤器除尘效率极佳，可达到99.9以上，净化后煤气中的尘粒浓度小于5mg/m3，最大尘粒直径小于5m，并且，该技术已经成熟，为目前最常用的高温气净化技术3。在各类除尘器中，旋风除尘器已能清除10-100m的粉末，出现了斜底板、扭底板等；袋式除尘器的发展不在限于解决过滤器的堵塞问题而是使用寿命长、维护费用少的适用技术和机械，滤布开发的重点是在高温下耐酸碱、强度好的材料，如目前正在使用的玻璃纤维毛毡、聚四氟乙烯纤维、不锈钢纤维等材料是为了提高对微粒的控制和捕集高比电阻的粉尘。日本开发了超高压、宽间距除尘器，双区电除尘器等4；美国则已经使用蒸汽除尘器、三电极板电除尘器、带屏蔽网电除尘器等。除此之外，一些新的除尘技术正处在研究和试验阶段，如声波辅助青灰、微粒凝聚技术、高压蒸汽喷射、带电湿式除尘和复合式除尘等。目前我国已有科研人员开始研究电除尘的非稳态理论和技术。虽然迄今为止尚未有人研究出粉尘荷电与工作电压、粉尘比电阻特性，以及粉尘厚度之间的定量关系，但有理由相信在不久的将来，一旦在除尘理论上的研究有所突破，必将给电除尘器行业的发展带来质的飞跃。这些新技术将为传统的除尘器领域注入新的活力。但是就现有的除尘器而言，除尘效率高的一般体积比较大，体积比较小的则过滤效率又通常不能满足要求，或者体积小、效率高但是有着结构复杂、一次性投资大等不足，所以很难推广普及。4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）：除尘技术的选择：由于所需除尘设备是在室内工作，且要求除尘效率高，操作维护方便。过滤式除尘技术适合于要求除尘效率比较高、排气量变化大的场合，最适合处理有回收价值、粒径比较细的颗粒物，与实际的需要情况相符合，所以选择过滤式除尘技术，其过滤原理如图2-2所示。 图 1 过滤原理图数控机床除尘设备应用过滤式除尘技术，主要结构组成如图2-3所示。主要由通风机构、过滤筒、清灰机构、滑块托紧机构和回收筒等。通过进气管道和出气管道与数控机床加工中心连接，而加工中心的操作间就相当于一个密闭吸尘罩。密闭罩是将尘源密闭，使粉尘限制在局部的范围内，以便于净化处理。除尘设备由通风机构提供吸力将含尘气体通过进气管道吸入除尘设备，粉尘颗粒由过滤筒捕集积累，并由清灰机构剥落，通过回收筒收集，回收筒内装有集尘袋，方便于粉尘的后期处理。 图2 除尘设备结构组成图 3、研究/设计的目标：产品要符合除尘的要求,环保不污染环境;要操作简单,除尘效率高,经济性好;还要节能研究内容：(1)集气罩的选择 首先了解集气罩的工作原理与分类,在根据需要选择合适的集气罩.(2)通风机的选择 在选择通风机前,应了解其生产现状和产品质量情况;在根据输送气体的性质选择用途的通风;选择时应该考虑到管道的漏风与有些阻力计算不精确等因素.机;(3)过滤芯的选择 袋式除尘器的滤料一般根据含尘气体的性质、粉尘的性质及除尘器的清灰方式进行选择. (4)回收装置的设计 应考虑到除尘器的大小,粉尘的性质,且注意避免粉尘的二次飞扬.拟解决的关键问题：通风机的选择、过滤单元的设计5、方案的可行性分析：袋式除尘器是一种高效除尘设备,其过滤机理有截留、惯性沉降、重力沉降与静电沉降.粒子在纤维上的沉降是几个机理共同作用的结果,除尘效率高,特别是针对微细粉尘也有比较高的效率,在许多情况下其平均除尘效率能达到99.9%,一般都能满足除尘要求.。6、该设计的创新之处本除尘器结构设计非常巧妙,使用灵活方便,特别是过滤芯与回收筒的更换极其简单,有独到之处,且一个人就能完成操作。7、设计产品的主要用途和应用领域：产品用于数控机床设备在加工石墨时的除尘工作,也可扩展应用到其他封闭加工设备。8、时间进程第四、五周 确定数控机床除尘设备的总体设计方案第六、七周 设计数控机床除尘设备的方案计算第八、九周 进行数控机床除尘设备主要结构的计算及零件的校核第九、十周 绘制数控机床除尘设备的装配图第十、十一周 绘制数控机床除尘设备的部件图第十二、十三周 撰写说明书第十四周 准备答辩 9、参考文献：1 张殿印,张学义.除尘技术手册M.北京:北京冶金工业出版社.20032 金国淼.除尘设备设计M.上海:上海科学技术出版社.19853 吴忠标,实用环境工程手册M.北京:化学工业出版社.20014 王连名,宋宝玉.机械设计课程设计M.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社.20055 余云进,除尘技术问答M.北京:化学工业出版社.20066 成大先,机械设计手册M.北京:化学工业出版社.20047 王中发,实用机械设计M.北京:北京理工大学出版社.19988 赵韩,黄康,陈科.机械系统设计M.北京:高等教育出版社.200510 巩云鹏,田万禄,张祖立等.机械设计课程设计M.沈阳：东北大学出版社，2000.11 陈隆德,赵福令.机械精度设计与检测技术M.北京：机械工业出版社，2000.12 濮良贵,纪名刚.机械设计（第七版）M.北京：高等教育出版社，2001.13 王守新.材料力学（第二版）M.大连：大连理工大学出版社，2004.14 盛选禹.CatiaV5R10机械设计范例教程M北京：北京大学出版社,200315 Maria Helena Correia，Jose Fernando Oliveira，Jose Antonio Soeiro Ferreira et al.Reel and sheet cutting at a paper milMl. Computers & Operations Research 31 (2004) ，1223124316 Prof.DR.
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