沉降过滤复合型离心机的设计【含CAD图纸+文档全套资料】
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沉降过滤复合型离心机的工艺计算及轴承部件设计学生姓名：指导教师：摘 要本文介绍了沉降过滤式离心机这种在现代生产中有很大的实际用途的新型复合离心机。这种离心机主要由呈柱锥形的沉降转鼓、圆柱形过滤转、与沉降过滤转鼓形状相配的螺旋输送器和行星差速器组成。待分离物质在离心机内经过离心沉降和离心过滤两个过程，最终完成分离过程。本论文就特定工作条件和工作环境下，完成相应的分离作业的沉降过滤式离心机进行了工艺计算及核算。此外，还对轴承部件进行了相应的设计。关键词：离心机 工艺计算 沉降 过滤The technology calculation of screen bowl centrifuge and the design of the part of BearingStudent: sheng jiangAdvisor: xin renCollege of Engineering Zhejiang University of TechnologyAbstractIn the thesis ,it introduces that screen bowl centrifuge are great practical use in the modern production. Such centrifuges are primarily compose by the cone-shaped settlement Drum, cylindrical filter drum, settlement filter drum and shape matching augers and planet differential mechanism. Material to be separated in the centrifuge by centrifugal settling and centrifugal filter the two process, the final separation process. The article have done the technology calculate and design of the separation of operations by the screen bow centrifuge process which on specific working conditions and environment, and then review and confirm correct. In addition, theres the design of parts of the bearing .Keywords： centrifuge；technology calculation；Settlement；filtration目 录中文摘要1英文摘要2目录3第一章 绪论51.1 研究动机与目的51.2 相关研究进展与描述61.2.1 沉降过滤式离心机的原理61.2.2 沉降过滤式离心机的发展状况71.3 论文內容概述10第二章 离心机工艺设计112.1 离心机选型112.2 具体工艺计算112.2.1 主要参数D、L、n、Fr 的选择112.2.2 沉降区参数的选择：122.2.3 脱水区参数的选择142.2.4 离心过滤段的计算192.2 离心机质量计算19第三章 离心机功率计算213.1 启动转鼓及其他回转件消耗的功率213.2 加入转鼓内的物料达到工作转速消耗的功率213.3 轴承及机械密封摩擦消耗的功率223.3.1 轴承摩擦消耗的功率223.3.2 机械密封摩擦消耗的功率223.4 转鼓及物料层与空气摩擦消耗的功率233.5 卸出滤渣及分离液消耗的功率233.5.1 螺旋输送沉渣消耗的功率233.5.2 排出分离液所消耗的功率243.6 离心机功率的确定243.6.1 轴功率的确定243.6.2 电机功率的确定25第四章 设计图及轴承部件设计说明264.1 设计总图264.2 轴承部件设计264.2.1 轴承座设计264.2.2 轴承选择27第五章 结论31附录参考文献32致谢33第一章 绪论1.1 研究动机与目的草甘膦是高效、低毒、灭生性苗后除草剂。近年来, 由于转基因作物的扩大种植, 市场需求迅速增长, 已连续多年占据世界农药销售额的首位。2006 年全球草甘膦消费量达到50 万吨左右, 由于全球转基因作物种植面积的快速扩大, 目前世界上多种商业作物具有抗草甘膦基因, 刺激和拉动了草甘膦生产与消费, 预计全球草甘膦的需求量将以年均18%左右的速度增长, 到2010 年全球需求量将接近100 万吨左右。近年来我国草甘膦发展速度迅猛, 目前已经成为全球最大的草甘膦生产国和供应国, 截止2006 年底国内生产能力达到23万吨/ 年左右。1随着草甘膦工业不断发展, 该产品已不是高附加值产品, 是需要依靠规模化获取效益的产品, 因此未来国内草甘膦应坚持走规模化道路。作为一种新型分离机械，与传统的过滤机、压滤机相比，沉降过滤式离心脱水机在具有很多优势，对于急需提高产量，扩大规模的草甘膦工业，有很大的研究价值。21.2 相关研究进展与描述1.2.1 沉降过滤式离心机的原理3 4沉降过滤式离心机工作原理如图1所示. 待分离的矿浆在离心机内分别经历了离心沉降和离心过滤两个过程。图 1.1沉降过滤式离心机工作原理这种离心机主要由呈柱锥形的沉降转鼓、圆柱形过滤转、与沉降过滤转鼓形状相配的螺旋输送器和行星差速器组成。主电动机通过胶带轮带动转鼓高速旋转, 在行星差速器的作用下, 差速器的输出轴带动螺旋输送器与转鼓作同向转动, 但有一定的差转速。 矿浆由进料管通过位于螺旋输送器内筒上的加速器加速后, 进入沉降转鼓内的柱锥交界处, 转鼓高速旋转产生的比重力高几百倍的离心力, 使固相颗粒从液体里分离出来, 并沉降到转鼓内壁, 该过程称为离心沉降；经初步脱水后的固相由螺旋推送器推送到带筛网的过滤段, 在离心力的作用下经过进一步过滤脱水后由排料口排出, 这一过程称为离心过滤。影响沉降过滤式离心机工作效果的主要因素有567:一是离心强度。即物料所受离心力与重力的比值,主要取决于转鼓的转速。早期离心机转鼓的速度为700 - 1000r/ min ,离心强度为500 - 700。随着新材料和新技术的不断出现,目前离心机的转鼓速度达到1500r/ min ,其离心强度可达到1400 。小型离心机的转鼓转速达3000r/ min ,离心强度达到2500 以上。从而大大提高了固液分离效果,并降低了产品的水分。二是离心机的结构参数。如转鼓长度与直径的比例,即长径比；推料螺旋和转鼓之间的转速差；溢流堰的高度；过滤段锥角和螺旋螺距的大小以及筛孔尺寸等。三是被分离物料的性质。主要是物料的粒度与粘度。随着物料中细粒级含量的增加,当物料中- 0. 045mm 粒级含量超过40 %时,产品水分和离心液浓度迅速增加,固体产率和脱水效率明显下降。粘度增大,离心效果也变差。沉降过滤式离心机在选煤厂可应用于浮选精煤和原生煤泥的回收与脱水。在同样物料条件下,其产品水分比加压过滤机、真空过滤机和压滤机均要低,相对处理能力要大,具有较满意的应用效果。1.2.2 沉降过滤式离心机的发展状况在20 世纪80 年代以前,国内选煤厂只有从前苏联引进的YM - 1 型和国产WX - 1 型沉降式离心机,在一些选煤厂应用于煤泥和尾煤的脱水,取得了较好的效果。但由于零部件寿命较短、检修维护工作量大等问题,未能得到很好的应用。8为解决浮选精煤水分偏高的问题,上世纪80 年代初我国开始研究沉降过滤式离心机,首台WL G900 型样机于1983 年在灵山选煤厂投入使用,并通过了技术鉴定。以后在全国选煤厂推广应用了20 多台,但由于其结构上存在的一些问题,机械加工的精度不够,造成了差速器使用时间短,螺旋和筛网磨损快,检修又比较困难等,致使该离心机未能得到进一步推广应用。针对该机型存在的问题,从1986 年开始,我国开发WL G- 1100 2600 型离心机。该机在株洲选煤厂用于浮选精煤脱水,当入料平均浓度为21 %、入料灰分平均为7. 76 %、入料中- 0. 045mm 粒级物料平均为42. 8 %的条件下,处理能力为21. 16t/ h ,产品灰分为7. 12 % ,水分为22. 12 % ,比58盘式真空过滤机低2 个百分点,生产能力高了2. 7 倍。虽然该机使用效果不错,但由于受到WL G900 机型的影响,也未能推广使用。从20世纪80年代初, 我国开始研制沉降过滤式离心机, 由于受制造技术的制约, 生产的离心机使用寿命短, 螺旋和滤网磨损快, 检修困难, 影响了国产离心机的推广应用. 改革开放以来, 我国先后从美国DM I公司、B IRD公司和德国KHD公司引进了多台不同型号的沉降过滤式离心机, 应用于国内部分选煤厂, 取得了较好的效果. 进口与国产离心机分离效果的比较见表1.1.表1.1 离心机分离效果比较由表3可以看出, 对原生煤泥, 国产设备与进口机的生产能力相近, 其中产品水分国产设备要优于进口机, 其余分离效果由于入料性能不一, 不能作简单的比较。 对浮选精煤, 美国SB6400 型与国产的WLG1100型离心机转鼓内径相近, 但生产能力要比国产机高近50% , 产品水分比国产设备低18%左右,说明国产离心机与进口设备还存在较大的差距。9 10另外，我国引进了美国BIRD 公司的图纸和技术,生产出的产品的型号定为TCL 型沉降过滤式离心机,并在一些选煤厂应用,但使用的数量也不多。表1.2 国产离心机技术参数沉降过滤式离心机在煤泥和浮选精煤脱水中有明显的优点,但近些年始终未能得到大范围的推广和应用,分析原因,主要有以下几个方面:第一,我国自行设计研究的WL G型离心机,由于受到当时的技术水平、材料和制造工艺的限制,使其在生产应用中出现一些问题。离心机的结构参数、零部件使用寿命、处理能力和使用中的工艺参数等方面与国外同类离心机均有一定的差距。第二,在制造精度、加工工艺和材料等方面均达不到设计要求,不能保证制造质量,从而影响了离心机正常的使用和寿命。第三,研究制造单位不能根据出现的问题和用户的要求,不断地完善和改进产品的结构,提高产品的质量;有的制造厂售后服务跟不上,出了问题不能很快解决,影响了离心机的推广使用。在实际使用中，比较常见的沉降过滤式离心机有WLG，TCL， LWZ等不同型号系列。这些型号的沉降过滤式离心机与国外同规格机器比较，尽管存在各方面的不足，但由于自身的一些优势，仍旧被很多单位在实际的生产中采用。其中，LWZ型沉降过滤式离心机尤为突出。目前用于4后，制造困难，成本增高，目前较少采用。要求离心机生产能力大于12m/hr，沉降段转鼓内直径600mm，物料类型为易分离物料，因此选择L/D=2。D=600mm，则L=1200mm。选择转鼓转速n或分离因数Fr时应该考虑生产能力、分离要求、转鼓强度和功率消耗。分离因数的大小主要取决于悬浮液中固相粒子的分离难易程度。对于比重小、粒度细的难分离物料，即粒子的重力沉降速度小的物料，一般选用较高的分离因数。工业用螺旋沉降离心机宜用于固相粒子的重力沉降速度v0110-6 m/s 的悬浮液。此外，功率随着分离因数的提高而增大，同时也增大了转鼓和螺旋的磨损程度，对机器寿命及操作成本均不利，因此在满足生产量和分离要求的前提下，尽可能采用较低的分离因数。2.2.2 沉降区参数的选择：图2.2 离心机内部参数示意图沉降区参数包括：沉降区长度L，液层深度h，转鼓半锥角，转鼓与螺旋的转速差n等。螺旋沉降离心机的转鼓大多是锥状或者锥柱状的。这里我们选用锥柱状的转鼓。锥柱状转鼓的生产能力见下式：式中：L1柱筒段沉降区长度； L2锥筒段沉降区长度。当转鼓直径D、总长度L、锥段小端出口直径D3 一定时，L1和L2受和k0的影响。D=600mm，则L=1200mm，D3=450mm 。式中 ，一般常用值k3=0.60.7一般工业用沉降离心机的k0值在0.70.9范围内选取。有些情况下值的选取还要考虑脱水区的一些影响因素。综合各方面的考虑，最后取：=0.2=10 k0=1-=0.8k3=0.6n = 1420 = 150Fr= 675将这些参数代入以上各计算式，可得： m/hr2.2.3 脱水区参数的选择与脱水区操作状况有关的参数是：、LG、n。这些参数与螺旋转矩M、轴向力F0、输渣效率Ep、渣停留时间t、螺旋与转鼓的相对磨损程度T等有关系。在下文中将一一进行计算。2.2.3.1 螺旋叶片母线与垂直于转轴截面的夹角的选择一般工业用螺旋沉降离心机，除特殊情况外，绝大多数的机型均选用螺旋叶片母线垂直与转鼓母线，即=的结构。因此，这里的=102.2.3.2 螺旋转矩M和输渣功率N与、和k0（或L0）的关系转矩M和功率N的计算式分别为：式中：脱水区的平均分离因数；LG脱水区的轴向长度；G湿沉渣生产能力；转鼓与螺旋的角速度差。按螺旋排渣能力计算的生产能力G3 为：当时，即S1 S 时当，即S1 S 时这里选用上式。当转鼓的总长度L已确定不变，则脱水区的长度LG将随和k0而变，螺旋转矩M和输渣功率N也将随之变动。式中：；，一般常用值k3=0.60.7已知：= 41 = 47f1 = 0.3可得：2.2.3.3 螺旋所受轴向力F0与、k0、f1、f2 的关系当=时，F0的计算式为：其中：当转鼓的总长度L已确定不变，则脱水区的长度LG将随和k0而变，F0也将随之变动。式中： 转鼓分离因数；，一般常用值k3=0.65可得：2.2.3.4 螺旋与转鼓的磨损性与、f1、f2 的关系磨损性按下式估计：对于转鼓：对于螺旋：可得： 上式只是用来估计相对磨损性，并非磨损的绝对值。转鼓与螺旋的磨损程度，主要取决与物料性质以及转鼓和螺旋采用的材料。但对于相同的物料和材料，如参数选择得当，可相对减轻一些磨损，提高使用寿命。2.2.3.5 沉渣输送效率EP和沉渣滑动方向角1 与、f1、f2 的关系沉渣输送效率EP和沉渣滑动方向角1 值的大小有关，而1 又与、f1、f2 的有关。沉渣输送效率EP 为：在=，2 =0的情况下，1 的计算公式为：式中1与2为沉渣与转鼓和螺旋叶片之间的摩擦角。已知：可得：一般情况下，为了保证正常操作，EP值的选择不宜低于85%，1 值至少要大于45，最好能达到EP90%，1 55。如采用较大的角时，必须选用较小的值，但小于4时，螺旋受力和磨损情况将恶化。因此，在设计时应根据具体情况确定。2.2.3.6 沉渣在脱水区的停留时间与n、k0 的关系沉渣停留时间的计算公式如下：其中：式中：螺旋与转鼓的角速度差，n螺旋与转鼓的转速差当转鼓的D和L确定后，t值取决于1、k0和r3 ，而1 又与f1、f2、有关。为了便于分析，可将上式改写为：由已知条件可得：为保证有一定的停留时间。n必须随、和液层深度h的增大而减小。沉渣脱水所需时间，一般不宜少于5秒，最好能达到8秒，但n值太小时，螺旋转矩M值将增大，差速器负荷增加，工作条件会恶化。综上所述影响技术参数选择的因素很多，各个因素对参数的要求有许多是互相矛盾的。在选择各参数时，必须抓住具体任务中的主要矛盾。2.2.4 离心过滤段的计算8 8上面所述的只是经典的沉降离心机的沉降段的设计过程。与此有所不同的是，沉降过滤离心机增加了一个离心分离过程，这一步的作用是在沉降效果很难再提高的前提下，再一次通过离心作用提高了滤液的分离效果。从而实现了过滤效果的一个飞跃。离心过滤段主要是离心过滤速率和离心过滤时间的计算。离心过滤速度计算公式如下：离心过滤的时间计算公式是：上面两式中：V 滤液容积，m3 ；t 时间，s ；r1 ，r2 ，r3 分别为液层液面，滤渣层表面和转鼓内壁处的半径，m ；h 转鼓圆柱部分高度，m k 固有渗透率，m2/(Pas) ；1 液体重量，N/m3 ； 转鼓角速度，1/s ；g 重力加速度，m2/s 。可得：= 21 S2.3 离心机质量计算离心机的整体质量关系到功率的计算以及轴承的选择。设计中的沉降过滤离心机主要由主轴承座，差速器，过滤转鼓，锥段转鼓，柱段沉降转鼓，螺旋输送器，出液端轴系，加料装置，机架，机壳等几大部分组成，这些部分也是离心机质量的绝大部分所在。其余的诸如滤网等质量可以忽略不计。确定了离心机的尺寸后，可以容易地计算出各个部件的质量。主轴承系列的质量为：50 KG差速器的质量为：122KG过滤转鼓的质量为：97KG锥段转鼓的质量为：52KG柱段沉降转鼓的质量为：157KG螺旋输送器的质量为：372kg出液端轴系的质量为：262KG机架的质量为：633KG机壳的质量为：329KG综合以上，离心机的整体质量为：2074 KG即离心机整体设计正常。第三章 离心机功率计算183.1 启动转鼓及其他回转件消耗的功率离心机启动时，克服转鼓的惯性力所需的功率式中：G 转鼓重量；tq 起动时间。其中离心机起动时间一般为 30240 s 。取120 s。但由于实际情况，启动时间需要进行适当的增加。代入可得：离心机其他惯性力较大的回转零部件，也可以采用相似的计算方法N1/，只需要改动重量及相应的外半径代入公式进行计算。可得：至于轴和离合器等惯性力较小的零件，计算起动功率可以不考虑。因为上式的计算值实际略大，可以补偿这部分的差额。3.2 加入转鼓内的物料达到工作转速消耗的功率对于连续加料离心机来说，悬浮液物料所消耗的功率N2为滤渣和滤液所需功率之和。式中：G1 每次加料所得的湿滤渣的重量；G2 每次加料所得的滤液的重量；R2 滤液排出口位置的半径。代入可得：N2 =6.3 KW 3.3 轴承及机械密封摩擦消耗的功率3.3.1 轴承摩擦消耗的功率式中：f 轴承的摩擦系数d1 ，d2 轴颈的直径P1 ，P2 受静载荷与动载荷作用的离心机主轴承上的载荷力设转鼓和其中物料层的重心对转鼓回转轴线偏移为e ，相应产生的离心力主轴受到的总载荷力则两个主要轴承上的载荷力P1 和 P2 可求出。此处G0 为转鼓和其中物料的总重量。连续操作的沉降离心机重心偏离值可取：e = 0.7 10-3 R 代入可得：N3 =2.6 KW3.3.2 机械密封摩擦消耗的功率式中：Dm 摩擦副窄环端面内直径；bm 摩擦副窄环端面宽度；f0 密封摩擦面的摩擦系数，一般可取 0.20.3Pb 密封端面比压力、v 动环的线速度可得：N4 =0.2 KW3.4 转鼓及物料层与空气摩擦消耗的功率转鼓外表面级转鼓内物料层内表面与空气摩擦消耗的功率：式中：k 空气的重度，可取 1.3可得：N5 =8.7 KW3.5 卸出滤渣及分离液消耗的功率3.5.1 螺旋输送沉渣消耗的功率由于螺旋叶片垂直与转鼓圆锥段母线，则克服沉渣产生的离心力沿转鼓圆锥段母线的分力所消耗的功率为克服沉渣与转鼓壁摩擦所消耗的功率为克服沉渣和螺旋叶片摩擦消耗的功率为螺旋输送沉渣消耗的总功率为以上三项的和式中： 可得：N6 =0.3 KW3.5.2 排出分离液所消耗的功率当分离液排出转鼓时，叶轮搅动分离液和克服流体阻力消耗的功率可得：N6/ =4.9 KW3.6 离心机功率的确定3.6.1 轴功率的确定离心机所需的功率为上述各项功率之和。启动阶段所需要的功率为即：运转阶段所需要的功率为即：以上介绍的公式是理论功率计算公式，但其计算结果与实际情况会有一定出入。如讨论:克服沉渣的离心惯性力沿转鼓母线的分力消耗功率、克服沉渣与转鼓壁摩擦所消耗功率、克服沉渣与螺旋叶片摩擦消耗功率等等，要得到考虑较全面、实用的公式是比较困难的，一般都采用理论计算并参考生产实际数据来合理的确定电机功率。卧螺离心机工作时的启动顺序为:启动辅助电机一运转平稳后一启动主电机一空载卧螺离心机达到额定转速一启动进料电机供料一正常运转。考虑到卧螺离心机正常运转后，只需较小的功率即可维持其正常运转，以上介绍的功率计算方法得出的卧螺离心机功率较实际所需功率大，不利于节约能源。由于理论计算公式的局限，我们结合试验对该理论公式进行修正，结果表明:卧螺离心机主电机功率为启动转鼓等转动件所需功率与启动物料达到工作转速所需功率之和，辅助电机功率为带动空载卧螺离心机至较低转速所需功率较为合理。考虑实际生产需要，一般只设置一个电机，有需要的时候再连接上另外一台辅电机。3.6.2 电机功率的确定根据离心机的轴功率确定电机功率的时候，应该考虑传动系统的效率，并加一安全余量。转动系统损耗的功率为式中： 传动系统的效率 三角皮带传动，=0.940.96此处齿轮传动效率包括齿轮咬合效率、轴承效率以及考虑搅油损失的效率。可得：考虑各项因素后，离心机的配用电机的功率为式中： 时，K4 = 1.15 时，K4 = 1.10最后可得：起动离心机时，为使电机的负荷较为平缓，应考虑采用液力连轴器、离心式摩擦离合器或大起动转矩的特殊电机，以避免因离心机起动困难而不合理地选用功率过大的电机。另外，由于分离物料的性质差异太大，离心机的结构也不一样，并有可能有尚未考虑到的因素，功率消耗的计算值与实际需要值往往有一定的出入。因此，上述各计算式仅作为初步估算使用，实际所需的电机功率应该通过试验校核后加以确定。第四章 设计图及轴承部件设计说明4.1 设计总图图4.1 设计离心机总装配图上图为本设计离心机的总装配图。详见附图。本设计的离心机外形尺寸为32001500990 mm，转鼓直径600 mm，转鼓长径比为2 ，转鼓最高转速为1420 rpm ，分离因数为675 ，差转速为 20 ，电机型号为YCTD 250-4A，电机功率为35 KW。材料采用45钢，整机重量为2100 KG。4.2 轴承部件设计4.2.1 轴承座设计图4.2 设计轴承部件装配图上图为主轴承部件组装图。主要由轴承座和轴承压盖组成。详见附图。4.2.2 轴承选择4.2.2.1 轴承选用设计中有两组轴承，分别为推力球轴承和深沟球轴承。推力球轴承内径130 mm，外径230 mm 。可查得相关数据如下：轴承代号外 形 尺 寸 mmdDTdmaxDminr51326130230751342202.1深沟球轴承内径120 mm，外径260 mm。可查得相关数据如下：轴承代号外 形 尺 寸 mmdDBr6324120260552.1图4.3 推力球轴承和深沟球轴承示意图4.2.2.2 轴承选用相关因素转鼓支撑轴承是离心机中较易损坏的部件，其损坏是各个方面原因的综合表现，主要由工作现场环境条件比较恶劣(温差大，空气中灰尘多)、离心机设计考虑不全面和制造工艺水平较低等原因造成。在现有工艺水平条件下，要使得轴承工作良好，就要尽量使得轴承座、底座加工精度和装配精度达到设计要求，避免出现两轴承不同心；其次因离心机转速较高，而球轴承的极限转速通常要高于同内径的滚珠轴承，所以选用球轴承较好。运转测试证明:在其它条件不变情况下，深沟球轴承工作温升比较理想。通常，采用基本额定寿命作为衡量轴承性能的准则就足以满足要求，该寿命是指90%可靠度下的寿命。然而，对于某些应用场合，或许要求计算更高可靠度下的寿命，同时，对于许多应用场合，还希望更精确、更完善地考虑轴承质量和运转条件对寿命的影响。 当今技术的发展可以通过计算机应用理论与试验技术和实际经验的结合来确定。除了轴承类型外,还包括以下影响因素:材料(如洁净度、硬度、表面结构、疲劳极限、温度响应)；润滑(如私度、轴承转速、轴承尺寸、润滑剂类型、添加剂)；环境(如污染程度、湿度)；杂质颗粒(如硬度、尺寸、形状、材料)；套圈中内应力(如制造过程产生的、安装后套圈过盈产生的内应力);安装(如装拆损伤、不同心);轴承载荷。因此经常采用系统方法进行修正寿命计算。如果润滑条件、清洁度和其他运转条件理想的话，一定载荷下高质量的轴承能够达到无限长的寿命。当达到疲劳载荷极限时，对于常用轴承钢，其实际接触应力约为1 500 Mpa。然而在许多应用场合，接触应力大于该值。此外，运转条件不良能进一步降低轴承寿命。可将所有影响因素与作用应力和材料强度联系起来，如: 压 痕产生边缘应力； 油 膜 厚度减小则增大接触区内滚道和滚动体之间的剪切应力; 温 升则降低材料的疲劳极限，即强度； 内 圈过盈配合产生环向应力。轴承寿命的不同影响因素之间是相互关联的。因此，采用系统方法计算疲劳寿命是恰当的，在系统方法中将考虑由于相关系数的变化和相互作用对系统寿命的影响。4.2.2.3轴承选用校核计算1） 静载荷向心球轴承的径向基本额定静载荷按下式计算:向心球轴承的径向当量静载荷取下列两式计算值的较大者而单向或双向推力球轴承的轴向基本额定静载荷按下式计算:式中 :Z 同一方向上承受载荷的球数适用于滚道沟曲率半径不大于0.54DW的轴承。采用更小的滚道沟曲率半径未必能提高轴承的承载能力，但采用大于上述值的沟曲率半径，则会降低承载能力。a 90的 推力球轴承，在恒定的径向和轴向载荷作用下的轴向当量径载荷P。为:a = 90的推力球轴承，只能承受轴向载荷。此类轴承的轴向当量静载荷为: 2） 动载荷单列、单向或双向推力球轴承的轴向基本额定动载荷C,为:时，式中 :Z 同一方向上承受载荷的球数bm = 1.3 mm适用于滚道沟曲率半径不大于0.54DW的轴承。采用更小的滚道沟曲率半径未必能提高轴承的承载能力，但采用大于上述值的沟曲率半径，则会降低承载能力。a 90的 推力球轴承，在恒定的径向和轴向载荷作用下的轴向当量动载荷P。为:X和Y值可查。a = 90的 推力球轴承，只能承受轴向载荷。此类轴承的轴向当量动载荷为:推力球轴承的基本额定寿命为:该寿命公式在很宽的轴承载荷范围内均能给出满意的结果。但是，载荷过大会在球与沟道的接触处产生有害的塑性变形。因此，当时，用户应向轴承制造厂查询，以确定该寿命公式的适用性。同样，径向接触和角接触球轴承的基本额定动载荷C为:时，式中 :Z 同一方向上承受载荷的球数bm = 1.3 mm向心球轴承在恒定的径向和轴向载荷作用下的径向当量动载荷，为:推力球轴承的基本额定寿命为:本设计条件下，横向和纵向受力载荷均可由前面的计算中得出。而经过验算，在设计条件下，轴承轴向当量静载荷和纵向当量静载荷分别为1240Mpa和1650Mpa,远远小于4000Mpa的标准，因此选用的轴承符合载荷受力要求。另外，按照径向当量动载荷寿命公式计算的轴承寿命为420百万转，即在每天开动12小时的情况下，可以运行1年多，满足选用要求。第五章 结论经过对限定条件下沉降过滤离心机的计算设计过程，再综合一些专家学者长年的研究成果，我们可以得到一些对于沉降过滤式离心脱水机具体应用设计中的一些值得借鉴的经验。1. 在充分调查研究当前国内外沉降过滤式离心机状况的基础上,充分肯定以往机型的优点,分析其缺点,找出原因,优化国产离心机的主要结构参数；2. 加强离心机前期试验研究工作。在有条件的研制单位,要应用现场数据,进行充分试验,进一步优化有关的离心机结构参数，主要是要确定适合地方实际情况的设计参数；3. 在研究确定方案的过程中,应以设备的可靠运转为基础,技术上的先进为前提。要加强研究、设计、使用之间的结合,充分听取各方面的意见,并组织专家进行论证,以确保方案的可靠性和可行性；4. 制造厂应提高机加工技术水平,确保离心机的制造精度,保证离心机的质量可靠,技术上应达到国际先进水平。提高离心机分离因数的难度在于制造技术, 重点要解决主轴的支承和润滑问题, 在制造过程中要确保主要零部件加工和整机组装的同轴度, 提高转鼓和螺旋输送器组件的动平衡精度。另外，要加强对筛网、螺旋输送器叶片等易磨损件的研究, 提高易磨损件的使用寿命；5. 进行工业性试验时要对离心机的主要参数进行考核,并对相关的工艺开展研究,进一步降低离心液的浓度和产品水分,并提高检修维护水平。总之,沉降过滤式离心机是一种高效的脱水设备,有着很好的推广应用前景。应该加快开发研究进度,为各类需要分离设备的产业提供新型的高效的装备。参考文献1萧楠草.甘膦生产现状与市场分析.中国石油和化工经济分析,2007/202陈冠胜, 唐晋滨. 翻袋式离心机在原料药固液离心分离工艺上的应用.
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