[机械毕业设计论文]FXS900组合式选粉机转子及壳体设计说明书

1、目 录1 前言11.1选粉机的发展历史11.2选粉机技术发展状况11.3选粉机发展趋势21.4 课题简介31.4.1 课题来源、内容和技术要求31.4.2 课题设计的意义32 总体方案论证42.1 FXS900选粉机的工作原理42.2 FXS900选粉机的结构特点42.3 方案论证62.3.1 传动部件论证62.3.2 转子部件论证62.3.3 壳体部件论证62.4 主要技术参数的确定72.4.1 已知参数72.4.2 风量的确定72.4.3 风机的选型72.4.4 选粉机外径的确定72.4.5 主轴转速的确定83 具体设计93.1传动部分设计93.1.1驱动电动机的选定93.1.2减速机的选

2、定113.2 转子的设计11如需要图纸等资料，联系QQ1961660126研究成果的严肃态度以及向读者提供有关信息的出处，正文之后一般应列出参考文献表引文应以原始文献和第一手资料为原则。所有引用别人的观点或文字，无论曾否发表，无论是纸质或电子版，都必须注明出处或加以注释。凡转引文献资料，应如实说明。对已有学术成果的介绍、评论、引用和注释，应力求客观、公允、准确。伪注、伪造、篡改文献和数据等，均属学术不端行为致谢一项科研成果或技术创新,往往不是独自一人可以完成的,还需要各方面的人力,财力,物力的支持和帮助.因此,在许多论文的末尾都列有致谢1) 著录参考文献可以反映论文作者的科学态度和论文具有真实

3、、广泛的科学依据，也反映出该论文的起点和深度。2) 著录参考文献能方便地把论文作者的成果与前人的成果区别开来。3) 著录参考文献能起索引作用。4) 著录参考文献有利于节省论文篇幅。01 Brown, H. D. Teaching by Principles: An Interactive Approach to Language PedagogyM. Prentice Hall Regents, 1994.02 Brown, J Set al. Situated Cognition and the Culture of LearningJ. Educational Reasercher, 1,

4、 1989.03 Chris, Dede. The Evolution of Constructivist Learning Envi-ronments: Immersion in Distributed Virtual WorldsJ. Ed-ucational Technology, Sept-Oct, 1995.学位申请者如果能通过规定的课程考试，而论文的审查和答辩合格，那么就给予学位。如果说学位申请者的课程考试通过了，但论文在答辩时被评为不合格，那么就不会授予他学位。有资格申请学位并为申请学位所写的那篇毕业论文就称为学位论文，学士学位论文。学士学位论文既如需要图纸等资料，联系QQ196

5、1660126是学位论文又是毕业论文中华人民共和国国家标准VDC 001.81、CB 7713-87号文件给学术论文的定义为：学术论文是某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解的知识和科现象、制定新理论的一种手段，旧的科学理论就必然会不断地为新理论推翻。”（斯蒂芬梅森）因此，没有创造性，学术论文就没有科学价值。三、创造性学术论文在形式上是属于议论文的，但它与一般议论文不同，它必须是有自己的理论系统的，不能只是材料的罗列，应对大量的事实、材料进行分析、研究，使感性认识上升到理性认识。一般来说，学术论文具有论证色彩，或具有论辩色彩。论文的内容必须符合历史唯物主义和唯物辩

6、证法，符合“实事求是”、“有的放矢”、“既分析又综合” 的科学研究方法。一般普通刊物（省级、国家级）审核时间为一周，高质量的杂志，审核时间为14-20天。核心期刊审核时间一般为4个月，须经过初审、复审、终审三道程序。3.期刊的级别问题。国家没有对期刊进行级别划分。但各单位一般根据期刊的主管单位的级别来对期刊划为省级期刊和国家级期刊。省级期刊主管单位是省级单位。国家级期刊主管单位是国家部门或直属部门。如需要图纸等资料，联系QQ19616601263.2.1 笼型转子的设计113.2.2 运动及动力参数计算123.2.3 立轴的设计及强度校核133.2.4 滚动轴承的工作情况分析163.2.5 下

7、轴承盖的设计173.2.6 上轴承盖的设计173.2.7 轴承座的设计173.2.8 键的强度校核183.2.9 螺栓组联接的结构设计及强度校核193.2.10壳体的设计214 操作、安装、维护及检修224.1试用操作234.2选粉机细度调节234.3 安装234.4 维护244.5检修245工艺平衡计算255.1 设计水泥粉磨工艺流程图255.2工艺平衡计算及设备的选型256 结论27参考文献28致谢29附录30摘 要：本课题来源：市场需要，新品开发。部件设计分为：1.传动部件设计2.转子部件设计3.壳体部件设计。其中选粉机核心部件转子部件的设计是重点，包括主轴、轴承座、轴承透盖以及笼型转子

8、等的设计。由于转子是回转体，所以对主轴、轴承、连接螺栓需进行强度校核。为保证转子转动平衡度，需对转子进行平衡实验。理论和实践共同证明FXS组合式选粉机所采用的笼型转子是当前最先进的转子技术。FXS组合式选粉机吸收了O-SEPA式选粉机笼型转子的悬浮分散技术、平面涡流技术，同时又吸收了旋风式选粉机利用几个旋风筒收集成品的技术。需要说明的是，FXS组合式选粉机采用导流口可调式双出风口旋风分离器技术取代传统单出风口分离器提高了组合式选粉机的收集效率。关键词：组合式选粉机；平面涡流；双出风口旋风分离器；笼型转子Design of The Rotor and The Shell of FXS900 Co

9、mbined SeparatorAbstract: Source of this topic ：market demand，exploitation of new production。The parts design of FXS900 contains 3 parts:1. dirve components 2. rotor components 3. shell components .Above these ,the design of the rotor components is most imortant ，including designs of principal axle,

10、bearing box, and cage type rotor ,because the rotor components is the kernel partment of FXS900. The strength check to the principal axes, bearings, keys and connecting bolts is essential, owing to the rotor is solid of revolution. To qualify the rotational balance degree of the rotor,it is need to

11、have a balance experiment. The theory and the practice both proved that the cage type rotor which FXS900 adopted is the most advanced rotor technology. FXS900 combined separator, which absorbed the advanced Suspension Technology Plane Vortex Technology of O-SEPA separator, also absorbed Cyclones Col

12、lecting Technology of Whirlwind separator. By the way, FXS900 used the technology of double-air-outlets cyclone which replaced the traditional single-outlet cyclone. It improved efficiency of the combined separator collection.Key words: Combined separator ; Plane eddy flow ; Double-air-outlet cyclon

13、e ; Cage type rotor.1前言1.1 选粉机的发展历史选粉机是随干法圈流粉磨技术的进步而发展起来的，它是水泥及其它选粉行业生产系统必不可少的配套设备。选粉机并不进行粉磨物料，但选粉机及时将粉磨到一定粒度的合格细粉选出，粗粉重新返回磨机再粉磨，防止细粉在磨内粘附研磨体引起的缓冲作用，达到调节成品粒度组成，提高磨机粉磨效率的作用。 随着现代水泥的工业发展，为了适应我国水泥工业的迅速发展，需要引进高效选粉机的制造技术，对现有的选粉效率不是很高的选粉机进行改进，达到令人满意的效果。a. 第一代选粉机即离心式选粉机，或称为普通空气选粉机。该机是英国芒福特(Mumford)和穆迪( Moo

14、dy)发明的。主要原理是借助于物料颗粒在气流中，由于上升气流的浮力、相对运动的气体阻力、离心力、重力之间的平衡使大小不同的颗粒产生不同的等速运动而使颗粒分级。该机的特点是将空气选粉机、循环空气风机以及从空气中分选细粉的旋风筒组合成一个单机系统。b. 第二代选粉机即旋风式选粉机。该机于六十年代初由联邦德国威达克公司为解决第一代选粉机在内部循环的空气选粉机存在的上述问题，改进而来的。该机主要特点是将离心式选粉机的气流机内循环改为外部循环供风系统，带多个小旋风筒的空气动态选粉机。用小旋风筒代替大直径外筒来收集细粉，提高了料气分离的效率，使循环气流中的含尘浓度大为降低，克服了颗粒沉降的干扰影响。同时粗

15、粉在降落过程中增加了二次选粉的机会。这些措施较大地改善了选粉效果。在结构方面亦可制成大规格以适应水泥设备大型配套的需要。c. 第三代选粉机即高效选粉机。良好的分散度是实现高效率分离的前提条件，也是使整个分离区的空间得到充分利用的关键。分散度不高是以前选粉机的一大缺点，高效选粉机就是为解决上述问题而出现的。1979年日本小野田公司开发了O-Sepa选粉机是其典型的代表。它是一种高效涡流型选粉机，不仅保留了旋风式选粉机外部供风、循环气流高效分离、二次选粉等优点；而且应用平面螺旋气流选粉原理，以笼式转子代替小风叶，气流通过导向叶片切线进入，在整个选粉区内气流稳定均匀，从而消除了离心式选粉区内风速梯度

16、、分离粒径趋于均匀和边壁效应。颗粒自上而下有多次分选机会，最后又经三次风再次分选，因此分选效果好，其产量、动力消耗和水泥质量都有很大的改善。41.2 选粉机技术发展状况随着新型干法窑的发展，水泥工业生产中的热耗有了大幅度的下降，而电耗反而有所上升。因此，如何降低水泥生产占耗电的65%70%的磨机粉磨作业中的电耗，是当前水泥工业工作者极为关注的课题，也是节能的重要课题。并已研究挤压磨，新型立磨，高细磨和高效选粉机等机电设备，取得了降低粉磨电耗的效果。当前，世界各国在粉磨生产作业中，都将开路系统改变为闭路系统，降低电耗，在国际上水泥工业的粉磨系统，一向组合工艺，机械，电气，组合机组发展；二在生产工

17、艺上向采用高效选粉机方向发展；三向组合立发展。仅就选粉机来说，各国水泥公司开发部门都对选粉机进行了大量的研究工作，并纷纷推出各自的新型高效选粉机，如日本小野田的O-Sepa选粉机，三菱公司的MDS型，FLS的Sepax型，西德伯力鸠斯的Caropol，石川岛播磨公司的SD型，西德洪堡公司维达格的ZVB-J型选粉机，品种繁多，我国对O-Sepa选粉机作了技术引进。新型选粉机的特点可归纳如下：a.在选粉机结构中采用新的物料分散装置，使入选粉机的物料能得到良好的分散度，提高值，使其粗细颗粒均匀分散。b.在选粉机内部控制空气流向的装置，尽力减少涡流对选粉机的干扰。c.扩大选粉机的粗细分离能力和区域部位

18、，延长物料分选时间。d.在生产工艺中引入新的热风或冷风，使之减少物料的内循环，使选粉机具有烘干生料，冷却水泥，还有微粉碎的功能。e.在分离上是使静态和动态选粉机装置，组成为一体化，称之为组合机型，以简化工艺流程。总之，都是为了提高选粉效率，选出需要分级的产品，减少设备重量，简化流程等等，以减低能耗，提高产量，有利于向高效化，组合化发展。从世界各国统计，离心式选粉机在使用数量上占有较多地位，我国也是离心式选粉机为多，旋风式选粉机在60年代开始开发的，O-Sep a选粉机在80年代引进的。现在我国对第一、二代选粉机稍加改进，分别称为离心式高效选粉机和旋风式高效选粉机等，虽然有的还达不到高效的水平，

19、但性能确有提高。高效涡流型选粉机相对于第一、二代选粉机，分选效果好，其产量、动力消耗和水泥质量都有很大的改善。主要是由于采用笼式高效选粉机，虽然它以其卓越的性能得到人们的肯定，但它结构复杂，加工制造费用较高，还要增加收集成品的高浓度袋式收尘器，并且操作要求及管理要求也相应较高，因此，对于中小水泥企业来说，是一个困难的决策。 针对我国的国情，在选粉机的发展上进行了多次的改进，也发展了各种各样的高效选粉机。转子式选粉机是在旋风式选粉机的基础上发展而来，结合了三种选粉机的结构及性能特点，投资较省，选粉效率较高。采用离心力场作为分级力场，结构上采用笼式转子。考虑到选粉机内气流运动及分布的特点，转子采用

20、倒锥形结构，以保证粉机分级室内分级力场的稳定。在100多年来选粉机虽有新的发展和改进，但未能脱离离心分离，运用机械旋转叶轮或风叶片等机械结构的范畴内，在减少物料的内循环，提高分级分散性能方面，都做了大量的工作，都取得很大成果。31.3 选粉机发展趋势随着我国节能降耗的不断深入，水泥行业要得到可持续发展，就必须走资源节约型、环保型的道路，这就要求我们发展高性能水泥，减少混凝土中水泥的用量。因此对水泥质量和节能降耗提出了越来越高的要求。实际上这也是对选粉机的研究提出了方向，高性能选粉机的研究和开发应是选粉机今后的发展趋势。所谓高性能选粉机应该是不仅选粉效率高，而且具有能明显改善产品的颗粒分布、分级

21、精度高、设备能耗低、磨耗低、阻力损失低等特点。优秀的选粉机要求具有良好的分散功能、最先进的分级机理、廉价而实用的收集装置。1.4课题简介1.4.1 课题的来源、内容和技术要求 本课题：FXS900组合式选粉机的设计。来源：市场需求,新品开发。由我和同组同学周智洋共同完成，本人主要承担选粉机转子和壳体部分的设计。本课题拟定设计思路为：首先确定总体结构的组成、框架及各部分的功能与工作目标，并根据设计任务书的要求，初步计算各工艺参数和结构参数，然后设计机体分级部分的结构及主要零件结构，检查其加工工艺性和装配工艺性并保证与其它部分的接口合理，最后根据设计结果，确定设计参数。所有结构及其零部件设计后考虑

22、技术性、加工工艺性、经济性，并保证安装、使用、经济方便。要保证选粉机的运转平稳，节能高产。1.4.2 课题设计的意义 本课题是省级科研成果双出风口旋风分离器的应用的延伸，该技术应用到选粉机细流与气流的分离上有较高的捕集细粉的能力。苏亚公司应用该技术已实现销售20多台。本设计将当前多种先进的分级技术与双出风口分离技术及分离器各种减阻提效设计优化集成，进一步提高选粉机性能。2 总体方案论证2.1 FXS900选粉机的工作原理风机把空气从进风口切向送入选粉机，经滴流装置的缝隙旋转上升，进入选粉室。粉料由进料斗喂入，落在撒料盘上，在撒料盘的旋转作用下立即向四周甩出，经反击板撞击后撒到选粉区中，与上升的

23、旋转气流相遇。在选粉室内被气流分散的粉粒，经过导流叶片和转子作涡流调整，由离心力与内向气流间产生平衡实现分级。粉料中的粗粉质量较大，受撒料盘、笼形分级圈旋转引起的旋转气流作用产生的惯性离心力也较大，被甩到选粉室的四周边缘。当它与壁面相撞碰后，失去动能，便被收集下来，落到滴流装置处。在该处被上升气流再次分选，然后落到内锥体处，作为粗粉经粗粉管排出。粉料中的细颗粒，质量较小，在选粉室中随气流进入转子内，经由配风室分六路进入双出风口旋风分离器，气流从切线方向进入旋风分离器的，在筒内形成一股猛烈旋转气流。处在气流中的颗粒受到惯性离心力的作用，甩向四周筒壁，向下落到下部的外锥体中，作为细粉经细粉管排出。

24、清除细粉后的空气经旋风分离器中心的上下两排风管经集气管再返回通风机，形成了闭路循环。粉尘颗粒将同时受重力、风力和旋转离心力的作用，气流中的物料受较强的离心力，该力的大小可以通过调节主轴的转速来调节。当转速增大时，该力也增大。此时如果保持处理风量一定，则此时的切割粒径减少，产品变细。如转速降低则产品变粗。选粉机的选粉过程主要分为三个环节，即物料的分散、分级及细粉的分离。为保证选粉机具有良好的分级性能，设计时必须使这三个环节得到妥善解决，即物料充分、均匀的分散；稳定的分级力场机会均等、充分的物料分级和细粉的高效率分离。2.2 FXS900选粉机的结构特点FXS组合式选粉机主体分为上、中、下三部分，

25、上部为笼式高效选粉机，是分级核心；中部是滴流装置，对粗粉再次分选；下部是粗粉细粉收集灰斗。主体外围均布多个旋风收尘器，用于收集成品细粉。FXS组合式选粉机，它吸收了O-SEPA式选粉机先进的悬浮分散技术、平面涡流技术，同时又吸收了旋风式选粉机利用几个旋风筒收集成品的技术。需要说明的是，FXS组合式选粉机采用导流口可调式双出风口旋风分离器技术取代传统单出风口分离器提高了选粉机选粉收集效率，从而改观产品细度，提高粉磨产品的产量和质量。关键技术: a.转子部分采用先进的笼型转子技术。笼形转子由分级圈和撑柱构成框架，上部固定着迷宫密封圈，表面焊有带辐射筋并喷涂耐磨材料的撒料盘。一周固定有许多均匀分布的

26、竖向窄而长的分级叶片，中部有一锥体，且通过撑板连接起来，形成1粗粉管；2滴流装置；3转子；4选粉室；5撒料盘；6集风管；7电机；8减速机；9分岔风管；10喂料斗；11双出风口分离器；12竖直风管；13进风管；14内锥；15外锥图2-1 FXS900组合式选粉机一个笼形转子。转子用键固定在主轴上从而带动整个笼形转子转动。笼型转子的两项技术：a.悬浮分散技术，需选粉的物料首先要求有良好的分散性，特别是对于由于静电吸附作用和水份超标而易造成结团的物料，只有良好的分散，才能更好的分级。在物料进入主选粉室前，进行缓冲均布物料，并对物料进行分散，对成团的物料和粗细颗粒进行初步的分离分级，使其进入主选粉室有

27、一个更为充分的分散分离，给后续的选粉创造良好条件；b.平面涡流分级技术，选粉气流通过水平切向进入选粉室内，形成一个旋转涡流气流，与旋转的转笼形成一上下稳定的内外压差，气流稳定均匀，物料颗粒在此基础上有一个很稳定的强力选粉离心力场，从而能达到精确的分级。b.内循环收集技术。细粉的收集采用六个高效旋风分离器，布置于选粉机主体的四周形成一整体，一方面可提高细粉的分离效率；另一方面与其它高效选粉机相比，有效地简化了系统的工艺流程，减少了占地面积，降低了后续布袋除尘器的负荷和要求，降低系统的一次性投资及装机容量。c.高效旋风分离器采用我院倪文龙教授的专利双出风口分离器技术。与传统旋风分离器相比：出口风速

28、降低近半，压力损失显著降低；筒身纵向开设多个导流口，可基本消除核心强制涡；导流筒上口与上出风口下端联接，可消除短路流；导流筒下口与下出风口上端联接，并设置反射屏，可显著降低粉尘返混现象，分离效率可进一步提高。d.笼式转子与撒料盘一起安装在主轴上，主轴传动采用调速装置，从而保证了分级力场的强度可通过改变电机转速灵活调节，以改变分级力场中颗粒的受力情况，控制分级的切割粒径，调节产品的细度与粒度分布，满足生产需要。e.选粉机的处理风量采用外部循环风机供给并可根据工艺要求调节。这样，处理风量的变化也可起到调节分级力场强度、控制产品细度与粒度组成的作用。f.耐磨的问题，由于壳体较大，采用在壳体内部贴耐磨

29、陶瓷片的方法。耐磨陶瓷片耐磨效果较好。但陶瓷片的粘贴工艺要求高，粘贴难度大，耗费工时多。 2.3 方案论证对此FXS900组合式选粉机的设计整体规划论证，分为以下几个板块：1.传动部件的论证；2.转子部件的论证；3.壳体部件的论证；4.选粉机周围双出风口旋风分离器的设计。在此仅仅论证传动部件、壳体部件、转子部件。2.3.1 传动部件论证根据设计任务书给定的参数，通过计算选粉机所需功率选择电机。拟采用减速机传动，由于其对空间占用小、结构简洁、传动效率高等。要求：1.不影响选粉机的正常工作以及安装；2.保证选粉机转子的转速；3对设计传动支架部分，要求能承受选粉机、减速机重量，结构简洁、实用、美观。

30、电动机、减速机立式放置。2.3.2 转子部件论证转子部件是FXS900组合式选粉机的重要组成部分，它的好坏直接影响产品的质量，效率和效益。转子部件主要包括主轴、轴承座和笼型转子。笼型转子由涡流调整叶片、分级圈和撒料盘构成。具体结构为笼型转子部分通过螺栓和挡板固定在主轴上。主轴通过装在其上的两个圆螺母，安放在轴承座上部的圆锥滚子轴承上，通过圆锥滚子轴承将转子和主轴的重量传递到轴承座上。轴承座下部安放一深沟球轴承限制轴的径向跳动，深沟球轴承本身不承受转子和主轴的重量。整个转子部件通过轴承座上部圆板“挂”在上部壳体上。主轴与传动部件为联轴器连接，主轴通过健带动笼型转子。成品细度易于调节，选粉效率高。

31、由于此结构直接能影响选粉机的选粉效率，考虑到此选粉机较小转速较高，导向叶片和涡流调整叶片不能太密。2.3.3 壳体部件论证壳体部分的主要参数首先由FXS900组合式选粉机的壳体参数，根据风量及循环负荷、料气比等条件设计分离室直径、进风口的尺寸。根据风量及旋风分离器的数量设计配风室出风口尺寸。其余的尺寸在根据这些尺寸进行参数优化求得。耐磨的问题，由于壳体较大，采用在壳体内部贴耐磨陶瓷片的方法。耐磨陶瓷片耐磨效果较好，但陶瓷片的粘贴工艺要求高，粘贴难度大，耗费工时多。2.4 主要技术参数的确定2.4.1 已知参数： 选粉机规格：FXS900 粉磨对象：425矿渣水泥，台时产量36t/h产品细度：比

32、表面积330m2/kg通过量：65t/h选粉效率：80%系统阻力1.7kpa2.4.2 风量的确定选粉机选粉所需要的空气量Qa是根据在分级腔内料气浓度来确定的，即每立方米空气内所含的物料量，称为料气浓度比，简称料气比，用kg/m3表示。对此次设计的FXS900选粉机而言，其选粉空气量是按料气比I=1.2kg/m3确定的。因此选粉空气量可按下式计算： （2-1）式中：A喂料量，t/h由任务书已知条件取A=65（t/h）得取2.4.3 风机的选型风机的风压一般取2.35kPa(20)， 一般通风换气及逆风故选取离心通风机，FXS900选粉机的体外风机选型为：型号：SCFNo16B；风压(Pa)：2

33、520；风量(m/h)：107500；电机功率(KW)：110。2.4.4 选粉机外径的确定根据O-Sepa选粉机调研结果：选粉室直径D （2-2）式中：选粉空气量，；V选粉室平均风速，取4（m/s） 取D=2200（mm） 2.4.5 主轴转速的确定根据文献3公式（11-13），选粉机的主轴转速可按下式估算： （2-3）式中：B比表面积表示产品细度，cm2/g， dz 转子外径，m；n 转子主轴转速，r/min。由设计已知条件B330（m2/kg） 根据文献3公式（11-12），选粉机的主轴转速可按下式估算： （2-4）式中：D 选粉机直径，m；n 选粉机主轴转速，r/min。 综上: 选粉

34、机主轴转速3 具体设计说明3.1 传动部分设计在前面已经提到，拟采用减速机传动，电动机、减速机立式放置。图3-1为传动机构简图。这样设计，结构简洁、传动效率高，安装方便且对空间占用小等。 图3-1传动部件简图3.1.1 驱动电动机的选定a. 选粉机需要功率的计算根据文献7，选粉机在稳定状态下的运转功率包括两个方面。其一是撒料，可按每小时喂料量从撒料盘上水平零速，达到最大滑离速度的动能来计算： （3-1）式中：撒料功率，Kw撒料量，t/h（如上喂料则 等于喂料量，下部气流喷进喂料则0，上、下均喂，则应扣除下部气流带入）；撒料盘速度，m/s（与转子速度相近）。其二是抵消转子叶片回转时料幕的阻力，该

35、阻力亦可认为是流体运动对阻碍物的推力。转子叶片切割料幕时，相对速度Ve近似于Va。因此所有叶片的总阻力为： （3-2）式中：F转子叶片回转时的总阻力，KNCr阻力系数，与Re有关A0转子叶片总面积，m2，取3（m2） Ca喂料浓度，kg/ m3，取3.0（kg/m3）re气体密度，kg/ m3，取1.2（kg/m3） Va转子的线速度，m/s消耗的功率为 （3-3）阻力系数Cr可以从气体绕平板运动的原理得出。 根据流体力学，颗粒的绕流阻力系数Cr与Re之间有如下关系： 当1000Re100000时,Cr减降至0.18。高效选粉机实际计算求得的Re一般1105 。因此其绕流阻力正处于速降至0.1

36、8的范围。由此选粉机的运行功率为： （3-4）选粉机在实际运转时还有机械摩擦消耗，如轴承和轴封的摩擦损失、转子和导向叶之间的圆盘气阻磨损等。由于转子安装的工艺限制,实际转子在高速运转时,会出现振动,损耗相当一部分功率.这些可以用上述运转功率P的百分数来计算。因此选粉机的实际功率P0可以按下式计算： （3-5）式中：K选粉机动力系数，K1，K值应该从实际选粉机运转功率反求得出。根据一些高效笼式选粉机的计算统计K值波动于1.31.6，取1.6。所以需用功率P0的计算式为： （3-6）代入数据：撒料量Q65（t/h），转子线速度，得b. 电动机功率的确定由参考资料3公式（7-4）： (3-7)式中

37、Pa电机功率；P0选粉机所需功率；电动机的储备系数，取=0.2；传动装置的机械效率，由表7-9取=0.95。 c. 选择电动机选择电动机,按已知工作要求和条件选用一般用途的全封闭自冷扇笼型三相异步电动机，因为此次设计的笼式选粉机直径不是很大，采用4级电动机，又因为设计原始数据要求电机功率P31.5（kw），所以选用YCT315-4A型号的电动机，其功率P0=37（kw），转速为1320132（r/min）。3.1.2 选择减速机.传动装置总传动比 (3-8)式中：nm电机最大转速，r/min； nw主轴最大转速，r/min。代入数据：nm1320（r/min），nw409（r/min）。 传动

38、比 .减速机型号：B CFL 65-12-I i=3.5 由于主轴允许转速 可知电动机实际转速为3.2 转子部件的设计3.2.1 转子的设计a.根据2.4.4技术参数设计：选粉室直径D=2200（mm） 选粉机转子直径dz=0.7 D=1540（mm） 转子高 hz=0.5dz=770（mm）b.转子部件是选粉机的重要组成部分，它的好坏直接影响生产的质量，和效率，FXS900转子采用O-SEPA选粉机笼形转子技术，所以相关设计可参考O-SEPA选粉机。笼形转子由分级圈和撑柱构成框架，上部固定着迷宫密封圈，表面焊有带辐射筋并喷涂耐磨材料的撒料盘。一周插有60块均匀分布的竖向窄而长的分级叶片，中部

39、有一锥体，且通过撑板连接成一个整体。撒料盘为方便更换，用12个M840内六角螺钉固定在转子上。 c在壳体与转子上安装有迷宫密封圈，其作用是使刚进入选粉机的物料不被气流带入出风筒，其设计按手册设计。 d 因为转子的转速较快，考虑到气流能很好地循环，所以其涡流调整叶片的 1下分割板 2中分割板3涡流调整叶片4固撑连接法兰5上分割板6撒料盘7加强钢板 8轴套 9锥封环 10平固撑 11撑柱 12斜固撑 图36 笼型转子宽度和叶片间的间隙都不能太大，参考O-SEPA选粉机转子直径与其涡流调整叶片的关系，取叶片尺寸厚宽高=5mm40mm766mm，数量为60个，均布，由于叶片易磨损，所以采用可更换设计。

40、3.2.2 运动及动力参数计算 由图3-1可知，转子部件经过二级传动。a.主轴输入功率Pw：按文献14式（2-1）计算： KW (3-9)由文献14式（2-4）： (3-10)由文献14表2-4：联轴器1（凸缘联轴器）的传动效率：，取减速器的传动效率：，取联轴器2(凸缘联轴器)的传动效率：，取，则=0.990.950.99=0.93b.主轴输出转矩 ：由转矩计算公式T=9550 (3-11)式中： T转矩，Nm； P传递的功率，Kw； n转速，r/min。 主轴输出转矩： T1 c.电动机轴输出转矩 ：将以上算得的运动和动力参数列表如表1。表3-1 电动机和主轴的动力参数电动机 主轴转速 13

41、20934.5 267409功率 30 27.9转矩 378.12 1230.77传动比 3.5效率 0.933.2.3 立轴的设计及强度校核a. 选择轴的材料选择轴的材料为45钢，经调质处理，硬度为217255HBS。由参考资料13表10.1查得对称循环弯曲需用应力-1180（MPa）。b. 轴径的初步估算由参考资料13公式（10-2）， (3-12)式中 C由轴的材料和承载情况确定的常数，查2表10-2；P轴所传递的功率，KW；N轴的转速，r/min；由13表10-2查出45号钢, C为126103, 取C=117, 则因为立轴伸出端上安装有联轴器，为考虑键槽对轴强度削弱的影响，将轴径加大

42、35%。选用凸缘联轴器YL12，为使联轴器的孔径能与d相匹配，由11表6-2-29，取d=65（mm）。c. 轴的结构设计根据轴上零件的定位，拆装及轴的工艺性要求等，参考14表10-4及图10-8，初步定出立轴的结构，如图3-1。.各轴段直径的确定由于轴上载荷较大，既要承受轴向力，又要承受径向力，故选圆锥滚子轴承来承受转子部分的自身重力（轴向力），其型号为30000。为了防止转子转动时的径向跳动，在轴的下端安装了一个深沟球轴承，其型号为6000。轴颈处直径。.各轴段轴向长度的确定根据轴上零件的宽度以及零件与零件间的相对位置确定，如图3-1所示。图3-2 轴的结构简图d.立轴的强度校核按许用弯曲

43、应力校核轴径.绘制轴的计算简图转子质量为600（kg），轴的质量为89.5（kg）。此轴受轴向力与径向力。图3-3 轴的受力简图.按拉杆的强度计算 （3-13）代入数据： .按弯扭合成计算轴在运转时，由于鼠笼质量较大，所以运转时会产生动不平衡，对轴产生径向力。假设所有不平衡的质量集中在一点，即集中在鼠笼的边缘，设质量为20千克，主轴的运转速度为267(r/min)，则偏心质量所产生的偏心力为： （3-14）代入数据：由，知 （3-15）由，知 即 （3-16）其中 2020（mm） 540（mm）由（3-14）（3-15）（3-16）式得： 4389.4（N） 16416.6（N） 根据第三强

44、度理论： (3-17)由参考资料13表10-1查，。 又 该轴的弯扭合成强度是足够的。3.2.4 滚动轴承的工作情况分析a.由于传动轴是竖直放置，需充分考虑到其受到的径向力、轴向力，在此采用一个承受轴向载荷效果较好的圆锥滚子轴承来承受转子部分的自身重力（轴向力），其型号为30000。为了防止转子转动时的径向跳动，在轴的下端安装了一个深沟球轴承，其型号为6000。滚动轴承中各承载元件所受载荷和接触应力是周期性变化的。轴承的失效形式主要有疲劳点蚀，磨损，塑性变形。此设计轴的转速N=267409（r/min）,为一般转速，主要失效形式为疲劳点蚀，即轴承在安装，润滑，维护良好的条件下工作时，由于各承载

45、元件承受周期性变化的应力作用，各接触表面将会产生局部脱落。b.轴承的强度校核： 首先校核上端的轴承，根据工况，初选轴承30215。根据机械设计第二卷，查得C0=138（KN） ；Cr=185（KN）由13表17.8得 fp1.2（轻微冲击） .计算附加轴向力Fs1对轴承分析受力，由于主轴立式放置，主要承受转子和轴的重力，转子质量为600（kg），轴的质量为89.5（kg），Fs1689.5106.9（KN）.计算当量动载荷 由表17.7，用线性差值法可求得：e10.44由3-15可知轴承受的径向力Fr1FC12.027（KN） e1由e1查表17.7，可得：X10.40，Y11.4，由此可得

46、.轴承寿命 所选轴承30215合格。再校核下端的轴承，根据工况，初选轴承6315。根据机械设计第二卷，查得C0=76.8KN ；Cr=112KN由13表17.8得 fp1.2（轻微冲击）。.由于此轴承只受径向力不受轴向力。所以Fa2=0。故 e=0，Fa/Fr=e所以，X21，Y20，可得Pr= X2Fr+ Y2Fa=112027+0=12027（N）.轴承寿命所选轴承6315合格。3.2.5 下轴承盖设计 下轴承盖有两个作用，一是固定下轴承，二是防止润滑脂向下渗漏。考虑到防油的作用，在下轴承盖中使用旋转唇形密封圈，为便于安放此密封圈，下轴承盖设计成上下两部分，即下轴承盖与下轴承盖压板，其厚度

47、分别为22mm和10mm，同用M10的螺钉固定于轴承座上。其他尺寸按照此设计原则和机械手册要求确定。3.2.6 上轴承盖设计 上轴承盖有固定密封圈和防尘的作用，考虑到防尘效果故与下轴尘盖处一样选用旋转唇形密封圈。上轴承盖厚度为26mm，由于是上轴承盖，而旋转唇形密封圈本身具有弹性骨架，故此处不需设计轴承盖压板。其他尺寸按照此设计原则和机械手册要求确定。3.2.7 轴承座的设计轴承座为焊接件，因为轴承座要承受整个主轴和转子的重量，及转子旋转带来的偏心力，所以轴承座上端的圆板要厚一些，设计为26mm，12M18的螺栓组固定，经计算强度校核符合要求。中间筒体部分由于受到转子旋转带来的一定的弯矩，故壁

48、厚选15mm，为了润滑轴承，在轴承座上端开有一螺纹孔和一光孔，在轴承座中上部分开有一螺纹孔，如图2.2，分别可接上润滑管道。轴承座上下内孔壁直径分别为其所选用的轴承直径决定，即30215圆锥滚子轴承和6210型深沟球轴承，其外径均为130mm，其他尺寸按照此设计原则和机械手册要求确定。图3-4 轴承座简图 3.2.8 键的强度校核传动轴与联轴器和转子连接用的都是A型平键（GB1096-1979），根据轴得结构尺寸，选定型号bhl分别为 181190一根, 2012140两根。此键的材料与轴的材料一样都为45号钢。平键联接的可能失效形式是较弱零件工作面被压溃或键的剪断等。对于实际采用的材料组合和

49、标准尺寸来说压溃是主要失效形式,所以通常只进行键联接挤压强度计算。假设工作压力沿键的长度和高度均匀分布,则它们的强度条件为： (3-18)式中 T传动的转矩，Nmm；d轴的直径，mm；l键的接触长度，mm，A型键l=L-b，B型键l=L，C型键l=L-；k键与轮毂接触高度, K,mm；许用挤压应力,MPa， 见参考资料13表10-8。a 先校核键 1811140 GB1096-1979键的接触长度 l=L-b=140-18=122mm键的接触高度 k=h/2=11/2=5.5 mm由参考资料13表10-8查出 =60（MPa） =（MPa）=60（MPa） 此键联接强度足够。b. 校核键 20

50、12280 GB1095-1979键的接触长度 l=L-b=280-20=260（mm）键的接触高度 k=h/2=12/2=6（mm）由参考资料13表10-8查出 =60（MPa） =（MPa） =60（MPa） 此键联接强度足够。3.2.9 螺栓组联接的结构设计及强度校核a. 螺栓组联接的结构设计结构设计的主要目的于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式。螺栓组联接结构设计的基本原则是：尽可能使各螺栓或联接接合面间受力均匀，便于加工和安装。具体设计时，应综合考虑以下几个方面的问题：. 联接接合面的几何形状必须与整台机的结构协调一致，且尽量设计成轴对称的简单几何形状。. 螺栓的布置应使

51、各螺栓受力尽可能均等。. 螺栓的排列应有合理的间距和边距，以便保证联接的紧密性和必要的扳手空间。.分布在同一圆周上的螺栓数目应取成4、6、8等偶数，以便分度和划线。. 为避免螺栓受附加弯曲应力，螺栓头、螺母与被联接件的接触表面均应平整，螺纹孔轴线与被联接件各承压面应保持垂直。根据以上设计原则，设计螺栓组联接结构如下： 图35 转子下部螺栓联接b. 螺纹联接的强度校核螺栓联接的强度计算，是以螺栓组中受力最大的螺栓为代表进行的。单个螺栓的常驻载形式一般只有轴向受拉和横向受剪两类，其载荷性质不外乎静载荷和变载荷两种。.失效形式承受轴向拉力的普通螺栓联接，在静载荷作用下，其主要失效形式是螺栓杆和螺纹部分发生塑性变形或断裂；在变载荷作用下，其主要失效形式是螺纹部们或尺寸过渡部们发生疲劳断裂。对于承受挤压和剪切作用的纹制孔用螺栓联接，主要失效形式是螺栓杆的剪断或螺栓杆与孔壁材料中强度较弱者的压溃。其设计淮则是保证联接的挤压强度和螺栓的剪切强度。.组受力分析轴向载荷为 式中 转子重量而在该螺栓组中受轴向拉力作用的其实只有中央的大螺栓.定单个螺栓的工作载荷 经对转子体积的