1、 四川理工学院毕业设计（论文） IL1000-N 锥篮离心机设计 学 生： 学 号： 专 业：过程装备与控制工程 班 级： 指导教师：王维慧 四川理工学院机械工程学院 二 O 一五年六月 四 川 理 工 学 院 毕业设计 （论文） 任务书 设计（论文）题目： IL1000-N 锥篮离心机设计 学院： 机械工程学院 专业： 过程装备与控制工程 班级： 学号 学生： 指导教师： 王维慧 接受任务时间 2015.03.02 系主任 （签名） 院长 （签名） 1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 (1) 原始数据： NaCl 悬浮液浓度： 65% 粒平均粒度： 0.1mm NaCl 悬浮液密度： 滤
2、渣含湿量： 5% 晶粒密度： 漏晶率： 2% (2) 主要内容： 完成离心机转鼓的计算、主轴的设计和强度刚度校核以及主要零部件的材料选择；进行传动系统的设计及相关部件的选型。 (3) 基本要求： 装配图 1 张 (0 号图 ) ，零件图 2 张 (图面总量大于 1 号图 )，设计说明书 1 份。 2指定查阅的主 要参考文献及说明 1 高慎琴主编 . 化工机器 . 北京：化学工业出版社， 1992 2 孙启才，金鼎五主编 . 离心机原理结构与设计计算 . 北京：机械工业出版社， 1987 3 康永等主编 . 过程流体机械 . 北京：化学工业出版社， 2007.9 4 章棣主编 . 分离机械选型与
3、使用手册 . 北京：机械工业出版社， 1998.5 5 机械设计手册，机械工业出版社 6 苏家庆主编 . 真空制盐 .轻工业出版社， 1983 3进度安排 设计（论文）各阶段 工作安排 起 止 日 期 1 资料收集，阅读文献，完成开题报告 2015.03.02-2015.03.27 2 完成所有结构设计和设计计算工作 2015.03.28-2015.04.25 3 完成所有图纸绘制 2015.04.26-2015.05.25 4 完成设计说明书及图纸的修改 2015.05.26-2015.05.31 5 答辩的准备和毕业答辩 2015.06.01-2015.06.21 I 摘 要 锥篮 离心机
4、是一种离心卸料连续操作过滤式离心机，能在全速运行下连续进料、分离、洗涤和自动卸料。 广泛适用于化工、医药、食品等行业，特别适用于果汁、酒糟、食盐的分离。 主要对一些主要零部件进行了重点设计和强度校核，如转鼓、转轴等；对重要零件进行了选型和校核，包括键、轴承等；对离心机的振动、制造与维护也作了详细介绍。最后对本次锥篮离心机的设计进行了总结和讨论。 关键词 ：锥篮离心机；设计计算；强度校核 II ABSTRACT Cone basket centrifuge is a kind of centrifugal unloading continuous operating filtering deca
5、nter centrifuges, can run at full speed in the continuous feeding, separation, washing and automatic discharging. Widely used in chemical industry, medicine and food industries, especially suitable for fruit juice, vinasse, salt of separation. For some of the main parts mainly focuses on design and
6、intensity, such as a drum, shaft, etc.; An important part of the selection and check, including key, bearing etc; The vibration of centrifuge, manufacturing and maintenance are introduced in detail. Finally the cone to the design of the centrifuge basket are summarized and discussed. Keywords: Cone
7、centrifuge basket; Design calculation; Strength check 目 录 第 1 章 绪论 . 3 1.1 离心机的应用及其发展 . 3 1.2 IL1000-N 型离心卸料离心机总体设计 . 错误 !未定义书签。 第 2 章 离心力场和分离物料的特性 . 4 2.1 离心力场基本特性 . 4 2.1.1 分离因数的概念 . 4 2.1.2 沉降速度 cV . 5 2.2 分离物料的特性 . 错误 !未定义书签。 2.2.1 悬浮液特性 . 错误 !未定义书签。 2.2.2 固体颗粒特性 . 错误 !未定义书签。 第 3 章 离心机的分类及主要技术参数
8、 . 5 3.1 离心过滤 . 5 3.1.1 过滤式离心机的种类 . 5 3.2 离心沉降 . 错误 !未定义书签。 3.2.1 沉降式离心机的种类 . 错误 !未定义书签。 3.3 离心分离 . 错误 !未定义书签。 3.3.1 离心分离机的种类 . 错误 !未定义书签。 3.4 离心力卸料离心机 . 错误 !未定义书签。 3.4.1 离心力卸料离心机的概况 . 错误 !未定义书签。 3.4.2 结构与原理 . 错误 !未定义书签。 3.4.3 性能特点 . 错误 !未定义书签。 3.4.4 离心力卸料离心机主要技术参数 . 错误 !未定义书签。 3.4.5 离心力卸料离心机优缺点 . 错
9、误 !未定义书签。 3.4.6 离心卸料离心机的发展趋势 . 错误 !未定义书签。 第 4 章 材料选择 . 7 4.1 盐卤对钢材的腐蚀 . 7 4.2 材料的选择 . 错误 !未定义书签。 4.3 滤网的选择 . 错误 !未定义书签。 第 5 章 转鼓的设计 . 8 5.1 高速转鼓壁的强度 . 8 5.1.1 转鼓壁自身质量引起的引力 . 错误 !未定义书签。 5.1.3 物料质量引起的转鼓壁应力 . 错误 !未定义书签。 5.1.4 转鼓壁强度 . 错误 !未定义书签。 5.1.5 边缘应力问题 . 错误 !未定义书签。 第 6 章 转轴设计 . 8 6.1 概述 . 8 6.1.1
10、轴设计的主要内容 . 8 6.2 轴的设计 . 错误 !未定义书签。 6.2.1 最小轴径的确定 . 错误 !未定义书签。 6.2.2 轴的结构设计 . 错误 !未定义书签。 6.3 键连接 . 错误 !未定义书签。 6.5 轴的强度校核 . 错误 !未定义书签。 6.6 校核键的连接强度 . 错误 !未定义书签。 6.7 校核轴承寿命 . 错误 !未定义书签。 第 7 章 离心机的振动 . 9 7.1 轴的临界转速 . 9 7.2 影响临界转速的其它因素 . 错误 !未定义书签。 7.3 离心机的减振设计 . 错 误 !未定义书签。 7.3.1 隔振原理 . 错误 !未定义书签。 7.3.2
11、 隔振器的选择 . 错误 !未定义书签。 第 8 章 离心机制造、装配、安装调试及维护 . 10 8.1 主要零件的制造 . 10 8.2 装配 . 错误 !未定义书签。 8.3 离心机的安装 . 错误 !未定义书签。 8.4 离心机的调试 . 错误 !未定义书签。 8.5 离心机保养维护 . 错误 !未定义书签。 第九章 专题讨论 . 11 第十章 结论 . 13 参 考 文 献 . 14 致 谢 .57 第 1 章 绪论 1.1 离心机的应用及其发展 离心机是利用转鼓旋转产生的离心惯性力来实现液相非均匀系混合物（如液体与固体颗粒相混合的悬浮液、两种互不相容液体相混合的乳浊液等）分离的机械。
12、离心分离是利用离心力对液 -固、液 -液 -固、液 -液等非均相混合物进行分离的过程。实现离心分离操作的机械称为离心机。离心机和其它分离机械相比，不仅能得到含湿量低的固相和高纯度的液相，而且具有节省劳力、减轻劳动强度、改善劳动条件，具有连续运转、自动遥控、操作安全可靠和占地面积小等优点。因此，自 1836年第 台工业用三足式离心机在德国闯世，迄今 百多年以来己获得很大的发展。各种 类型的离心机品种繁多，各有特色，并正在向提高技术参数、系列化、自动化方向发展，且组合转鼓结构增多，专用机种越来越多。现在，离心机己广泛用于化工、石油化工、石油炼制、轻工、医药、食品、纺织、冶金、煤炭、选矿、船舶、军工
13、等资源开发、过程生产、三废治理和国防工业各个领域。例如：湿法采煤中粉煤的回收，石油钻井泥浆的回收，放射性元素的浓缩，三废治理中的污泥脱水，各种石油化工产品的制造，各种抗菌素、淀粉及农药的制造，牛奶、酵母、啤酒、果汁、砂糖、桔油、食用动物油、米糠油等食品的制造，织品、纤维脱水及合成纤维的制造，各种 润滑油，燃料油的提纯等都使用离心机。离心机己成为国民经济各个部门广泛应用的 种通用机械。 离心机基本上属于后处理设备，主要用于脱水、浓缩、分离、澄清、净化及固体颗粒分级等工艺过程，它是随着各工业部门的发展而相应发展起来的。例如： 18世纪产业革命后，随着纺织工业的迅速发展， 1836年出现了棉布脱水机
14、。 1877年为适应乳酪加工工业的需要，发明了用于分离牛奶的分离机。进入 20世纪之后，随着石油综合利用的发展，要求把水、固体杂质、焦油状物料等除去，以便使重油当作燃料油使用， 50年代研制成功了自动排渣的碟式活塞排渣分离机，到 60年代发展成完善的系列产品。随着近代环境保护、三废治理发展的需要，对于工业废水和污泥脱水处理的要求都很高，因此促进了各类离心机的发展。 离心机的结构、品种机器应用等方面发展迅速，但理论研究落后于实践是个长期存在的问题。目前在理论研究方面所获得的知识，主要还是用来说明试验的结果，而在预测机器的性能、选型以及设计计算，往往仍要凭借经验或试验。但随着现代科学技术的)12(
15、 )22( 发展，固 -液分离技术越来越受到重视，离心分离理论研究迟缓落后的局面也在积极扭转。 详细总装图，零件图，文档 。 Q1392457081 目前，国内大的离心机生产厂家有重庆江北离心机厂、湖南昌森离心机（湘潭离心机）、浙江轻工机械厂、广州重型机械厂和上海化工机械厂等。 第 2 章 离心力场和分离物料的特性 2.1 离心力场基本特性 2.1.1 分离因数的概念 离心分离过程是在离心力场中进行的，离心力场由离心机转鼓高速回转所形成的。转鼓内物料颗粒做回转运动时所受的离心力 Fc为 2mRwFc 式中 m 物料颗粒质量， kg ； R 颗粒位置处回转半径， m ； w 回转角速度， sra
16、d/ 。 离心机转鼓内物料在离心力场中所受离心力与其所受重力比值，即离心加速度与重力加速度的比值，称为分离因数 cK ，即 2322 1012.1 RngRwmgm R wK c 式中 n 转鼓速度， min/r 。 分离过程中物料在转鼓内位于不同半径时，所受离心力不同， cK 值也不同。离心机的 cK 值通常指转鼓内壁最大直径处的值。通俗的讲，分离因数就是离心机的离心力与重力的比值。分离因数是衡量离心机分离性能的主要指标，除了对具有可压缩变形滤渣的悬浮液进行离心过滤时，过大的 cK 会使滤渣层孔隙率减少、空隙堵塞，分离效果反而恶化之外，一般来讲 cK 越大离心分离的推动力越大，分离性能越好。
17、分离因数范围：工业用过滤式和沉降式离心机为 1203000，离心分离机为 300020000，超速离心机为 20000以上，实验和分析用超速离心机可高达 600000。 )32( 2.1.2 沉降速度 cV 根据斯托克斯定律，在 2.0Re 时，颗粒在溶液中的沉降速度 cV 与下列因素有关。 udVc ld18 )(2 式中 cV 颗粒在溶液中的沉降速度， sm/ ； D 颗粒直径， m ； d 颗粒密度， 3/mkg ； l 溶液密度， 3/mkg ； u 液体粘度， 2/sm 。 以上式子可以看出，颗粒的沉降速度 cV 与颗粒直径成平方关系，与颗粒与液体的密度差成正比，与液体粘度成反比。
18、第 3 章 离心机的分类及主要技术参数 离心分离过程一般可分为离心过滤、离心沉降和离心分离。据此，离心机可分为过滤式离心机、沉降式离心机和离心分离机三大类。 3.1 离心过滤 离心过滤一般用于固相含量较多（高于 8%），固体颗粒尺寸大于 um10 的悬浮液过滤。实现离心过滤操作过程的离心机称为过滤式离心机。过滤式离心机鼓壁上开有许多孔，供排出滤液用。内侧上衬有底网及过滤介质，转鼓回转时液体在离心力作用下通过转鼓壁上的孔被甩出，而固相介质被截留。 3.1.1 过滤式离心机的种类 过滤式离心机有 ： 三足式离心机、上悬式离心机、卧式刮刀卸料离心机、虹吸刮刀卸料离心机、 活塞推料离心机、 离心力卸料
19、离心机、 螺旋卸料过滤离心机、 振动卸料离心机、 进动卸料离心机。 （ 1）三足式离心机 三足式离心机的应用最广泛的过滤式离心机，它对物料适应性强，可以用于成件产品的脱液，也可以用于各种不同浓度和不同固相颗粒粒度的悬浮液的分离、洗涤脱水。对一些细粒级难分离悬浮液在无适合分离设备时，也可以用三足式离心机分离。机器安装在弹性悬挂支承上，质量中心低，机器运转平稳，结构简单，制造容易，安装方便，操作维护易于掌握。但是三足式离心机由于是间歇过滤操作、周期长，单机生产能力低，主要用于中小型的生产规模，用于固体颗粒粒度大于 um5 、浓度 5%7%悬浮液分离以及成件产品、金属制品的脱液。 目前，国内外生产的
20、三足式离心机参数一般范围如下： 转鼓直径 mm3000255 分离因数 2252100 主轴转速 m in/5003500 r 转鼓容量 L18004.3 （ 2）上悬式离心机 上悬式离心机为立式离心机，主要特点是对物料适应性较强，特别适用于糖膏等黏稠物料的脱液，结构简单，安装、操作、维修方便，处理结晶形物料，采用重力卸料，晶形能保持完整无损，适用于味精、砂糖类晶形要求严格的物料分离。 缺点是整机高大、需较高的安装高度。 目前，国产上悬式离心机参数飞一般范围如下： 转鼓直径 mm13501000 分离因数 15001100 转鼓转速 min/1450960 r 有效容积 L750210 （ 3
21、）卧式刮刀卸料离心机 卧式刮刀卸料离心机的主要特点是：对进料浓度、进料量变化不敏感；过滤循环周期可以根据物料的特性和分离要求调节；可获得滤渣含液量低、滤液澄清度高的分离效果；具有洗涤装置，可对滤渣进行充分洗涤，获得高纯度的产品；自动化程度高，生产能力大。同时，机器结构紧凑、体积小。由于刮刀卸料，对卸料有一定的破碎作用。适用于分离中等颗粒或细颗 粒（ 0.15mm ）的悬浮液，也可以分离含短纤维（纤维长度小于 4mm ）的悬浮液。 目前国产卧式刮刀卸料离心机的主要技术参数如下： 转鼓直径 mm2200450 分离因数 2830140 转鼓转速 min/4000450 r 有效容积 L110015 （ 4）虹吸刮刀卸料离心机 GKH系列离心机是一种卧式宽刮刀卸料、自动控制、连续循环工作、虹吸过滤离心机。能在全速运转下自动实现进料、分离、洗涤、脱水、排液、卸料、洗网等工序。具有结构新颖、运转平稳、自动化程度高、劳动强度低、生产能力大、洗涤效果好、滤饼含湿率低等特点。适合分离含固相物粒度大于 0.015mm，浓度范围在 25-60%的悬浮液。
