wf1000型翻袋式离心机驱动系统设计及分析(附件)【字数：14438】
摘 要摘 要从20世纪60年代起，制药工业就开始广泛开始使用离心机了。但是随着对离心技术要求的日益增加，最初的离心机已经越来越不能满足各种提纯程度高加工精细的离心技术了。20世纪70年代开始，德国海因克尔开始着手研究一种新型的离心机——翻袋式离心机。WF1000型翻袋式离心机是现代的一种比较新型的离心机。它可以使物料的损失减少，提纯程度较高，并且有洗涤的效果更佳，产品的余湿量小等等优点。相对来说在制药和化工行业比较适用，在这些部门都有广泛的使用前景。本次设计所研究的对象是WF1000型翻袋式离心机，并且对其进行计算和校核。然后对WF1000型翻袋式离心机的旋转部件进行结构应力的强度分析，并且验证是不是满足许用要求，然后对WF1000型翻袋式离心机的驱动系统进行研究和设计。进行了WF1000型翻袋式离心机驱动部分的设计。首先进行驱动系统的结构设计，驱动系统主要是通过丝杆和移动套轴以及承受轴向力的轴承来推动内外轴使之相对移动来实现，这一结构可以使得离心机的旋转部件相对减少，并使其结构变得更加紧凑，同时振动的性能更好，也更加的节能了。设计中电机选用Y系列的三相异步电动机,减速电机选用的是S系列斜齿轮一蜗轮减速电机。关键词WF1000型翻袋式离心机；驱动系统；转鼓；有限元分析；
Keywords：WF1000 type centrifuge; driving system; drum; finite element analysis; 目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景以及研究意义 1
1.2离心机的应用和发展现状 2
1.3翻袋离心机结构特点和应用范围 6
1.4本课题主要研究内容 8
1.5本章小结 9
第二章 WF1000翻袋式离心机的结构设计 9
2.1工艺参数 9
2.2驱动系统的设计 10
2.2.1离心机主轴的功率 10
2.2.2电动机和减速电机的选用 16
2.3 V带传动的设计 18
2.3.1V带的设计及计算 18
2.3.2带轮的设计 21
2.4 转鼓部件的的设计计算 22
2.4.1转鼓 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
的开孔设计 22
2.4.2转鼓的强度计算 23
2.4.3滤布的选择 25
2.4.4 转鼓盖的设计 26
2.5 轴的设计 28
2.5.1 外主轴的校核 28
2.5.2 内主轴的校核 32
2.6 本章小结 34
第三章 WF1000翻袋式离心机转鼓的有限元分析 35
3.1 转鼓的有限元模型 35
3.2 转鼓的工况 35
3.3 有限元分析的结果 36
3.4 本章小结 40
结 论 41
感 谢 42
参 考 文 献 43
第一章 绪论
1.1 课题背景以及研究意义
离心机的出现给我们的生活生产带来了许多便利，分离的时候相对于其他的分离机械可以分离得到比较高纯度的液体物质以及含水量很少的固态物质，这是其他一般分离机械很难做到的。应用离心机可以很有效的节省劳动力，并且离心机占地面积比较小，操作也安全可靠，还可以连续运转。因此从1936年第一台应用于工业的三足式离心机在德国被制造出来，直到现在离心机的发展越来越迅猛。离心机的类型和品种到现在来说很多了，而且各具特色。各类型的离心机都是以自动化，提高技术参以及系列化为发展方向的。在发展的过程中转鼓的结构也种类繁多起来了，并且出现了很多专门应用于某一方面的专用机种。现在离心机的应用范围非常广，比如在石油、纺织以及选矿方面，而在石油炼制、医药、轻工、军工、化工、冶金、煤炭、船舶等领域离心机也是必不可少的。在食品的制造方面离心机也是有重要地位的，我们常喝的果汁、牛奶都是和离心机息息相关的。可以说离心机在当今社会已经成为人民经济发展中在各个部门广泛应用的一种比较通用的机械设备了。
离心机在大体上是一种后处理类的设备，广泛的用途是在固体颗粒的的分级、分离、脱水还有澄清等的各个工艺过程，也被用于浓缩和净化。随着社会各个工业部门的发展，离心机才被发展起来的。比如18世纪产业革命之后，因为纺织工业发展迅猛，于是在1836年出现了用于将棉布脱水的机械装置。1877年为使乳酪的加工高质量，高效率，于是又出现了专门分离牛奶的分离机。到了20世纪之后，石油的发展还有利用越来越突出，为了让重油可以被当作燃料油来使用，必须要把其中的杂质、水、焦油之类的去掉，因此又有了自动排渣的分离机，也就是蝶式活塞排渣分离机。发展到60年代之后，这种分离机就慢慢变成了完善的系列产品了。因为工业以及其他产业的蓬勃发展，三废的治理以及环境的保护也越来越被重视了，对于在工业上排出淤泥还有废水，要求他们的脱水废处理要求比较高从而减少对环境的破坏，这使得卧式螺旋卸料沉降离心机、三足式下部卸料沉降离心机以及蝶式分离机的发展有更上了一层楼，其中发展尤为迅猛的是卧式螺旋卸料沉降离心机。到了70年代，一种新型的离心机翻袋式过滤离心机出现了。它是由德国海因科尔公司研制并且出产的，特别适合于对物料分离要求较高的行业，如食品加工、制药之类的行业。而我国在九十年代也靠自己的力量将翻袋式离心机研制成功了。
1.2离心机的应用和发展现状
离心机是一种依靠离心力将离液相非均匀系的混合物(像两种互不相溶液体混合的乳浊液、固体以及液体颗粒混合的悬浮液等)进行分离的分离机械装置，它被广泛应用于三废的治理、资源开发以及国防工业各部门。离心分离的过程基本上可以归纳成三大类：离心分离、离心沉降以及离心过滤，因此，我们通常也把离心机分成分离机、沉降离心机和过滤离心机三大类。过滤离心机主要是实现离心过滤操作这个过程的，主要原理就是由离心机转鼓回转从而产生离心力场来达到离心分离目的的。离心机的转鼓壁上有很多小孔，这是为了让滤液排出的，而在内壁上铺有过滤介质，过滤介质大多数都是由滤布以及金属丝底网构成的。进入到转鼓的悬浮液会随转鼓一同转动，其中的固体颗粒由于离心力的作用，会沿径向移动，但是会被截留在过滤介质表面，这样就成了我们所谓的滤渣层。另一方面，液体在离心力作用下会透过滤渣以及过滤介质最后通过转鼓上的孔被甩出，这就达到了固体颗粒和液体的分离的目的了[1]。
离心机转鼓转动时候其中的悬浮液会受到为重力千百倍的离心力，从而能达到增强过滤过程的目的，不仅加快了过滤速度，而且滤渣中的液体含量也特别低。过滤离心机基本上比较适合用于过滤固体颗粒尺寸大于lOum的悬浮液，颗粒太小了过滤效果有可能不是那么好。过滤离心机有很多种类，从用途、结构、操作方式到卸料方式等分类有很多[2]。
Keywords：WF1000 type centrifuge; driving system; drum; finite element analysis; 目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景以及研究意义 1
1.2离心机的应用和发展现状 2
1.3翻袋离心机结构特点和应用范围 6
1.4本课题主要研究内容 8
1.5本章小结 9
第二章 WF1000翻袋式离心机的结构设计 9
2.1工艺参数 9
2.2驱动系统的设计 10
2.2.1离心机主轴的功率 10
2.2.2电动机和减速电机的选用 16
2.3 V带传动的设计 18
2.3.1V带的设计及计算 18
2.3.2带轮的设计 21
2.4 转鼓部件的的设计计算 22
2.4.1转鼓 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
的开孔设计 22
2.4.2转鼓的强度计算 23
2.4.3滤布的选择 25
2.4.4 转鼓盖的设计 26
2.5 轴的设计 28
2.5.1 外主轴的校核 28
2.5.2 内主轴的校核 32
2.6 本章小结 34
第三章 WF1000翻袋式离心机转鼓的有限元分析 35
3.1 转鼓的有限元模型 35
3.2 转鼓的工况 35
3.3 有限元分析的结果 36
3.4 本章小结 40
结 论 41
感 谢 42
参 考 文 献 43
第一章 绪论
1.1 课题背景以及研究意义
离心机的出现给我们的生活生产带来了许多便利，分离的时候相对于其他的分离机械可以分离得到比较高纯度的液体物质以及含水量很少的固态物质，这是其他一般分离机械很难做到的。应用离心机可以很有效的节省劳动力，并且离心机占地面积比较小，操作也安全可靠，还可以连续运转。因此从1936年第一台应用于工业的三足式离心机在德国被制造出来，直到现在离心机的发展越来越迅猛。离心机的类型和品种到现在来说很多了，而且各具特色。各类型的离心机都是以自动化，提高技术参以及系列化为发展方向的。在发展的过程中转鼓的结构也种类繁多起来了，并且出现了很多专门应用于某一方面的专用机种。现在离心机的应用范围非常广，比如在石油、纺织以及选矿方面，而在石油炼制、医药、轻工、军工、化工、冶金、煤炭、船舶等领域离心机也是必不可少的。在食品的制造方面离心机也是有重要地位的，我们常喝的果汁、牛奶都是和离心机息息相关的。可以说离心机在当今社会已经成为人民经济发展中在各个部门广泛应用的一种比较通用的机械设备了。
离心机在大体上是一种后处理类的设备，广泛的用途是在固体颗粒的的分级、分离、脱水还有澄清等的各个工艺过程，也被用于浓缩和净化。随着社会各个工业部门的发展，离心机才被发展起来的。比如18世纪产业革命之后，因为纺织工业发展迅猛，于是在1836年出现了用于将棉布脱水的机械装置。1877年为使乳酪的加工高质量，高效率，于是又出现了专门分离牛奶的分离机。到了20世纪之后，石油的发展还有利用越来越突出，为了让重油可以被当作燃料油来使用，必须要把其中的杂质、水、焦油之类的去掉，因此又有了自动排渣的分离机，也就是蝶式活塞排渣分离机。发展到60年代之后，这种分离机就慢慢变成了完善的系列产品了。因为工业以及其他产业的蓬勃发展，三废的治理以及环境的保护也越来越被重视了，对于在工业上排出淤泥还有废水，要求他们的脱水废处理要求比较高从而减少对环境的破坏，这使得卧式螺旋卸料沉降离心机、三足式下部卸料沉降离心机以及蝶式分离机的发展有更上了一层楼，其中发展尤为迅猛的是卧式螺旋卸料沉降离心机。到了70年代，一种新型的离心机翻袋式过滤离心机出现了。它是由德国海因科尔公司研制并且出产的，特别适合于对物料分离要求较高的行业，如食品加工、制药之类的行业。而我国在九十年代也靠自己的力量将翻袋式离心机研制成功了。
1.2离心机的应用和发展现状
离心机是一种依靠离心力将离液相非均匀系的混合物(像两种互不相溶液体混合的乳浊液、固体以及液体颗粒混合的悬浮液等)进行分离的分离机械装置，它被广泛应用于三废的治理、资源开发以及国防工业各部门。离心分离的过程基本上可以归纳成三大类：离心分离、离心沉降以及离心过滤，因此，我们通常也把离心机分成分离机、沉降离心机和过滤离心机三大类。过滤离心机主要是实现离心过滤操作这个过程的，主要原理就是由离心机转鼓回转从而产生离心力场来达到离心分离目的的。离心机的转鼓壁上有很多小孔，这是为了让滤液排出的，而在内壁上铺有过滤介质，过滤介质大多数都是由滤布以及金属丝底网构成的。进入到转鼓的悬浮液会随转鼓一同转动，其中的固体颗粒由于离心力的作用，会沿径向移动，但是会被截留在过滤介质表面，这样就成了我们所谓的滤渣层。另一方面，液体在离心力作用下会透过滤渣以及过滤介质最后通过转鼓上的孔被甩出，这就达到了固体颗粒和液体的分离的目的了[1]。
离心机转鼓转动时候其中的悬浮液会受到为重力千百倍的离心力，从而能达到增强过滤过程的目的，不仅加快了过滤速度，而且滤渣中的液体含量也特别低。过滤离心机基本上比较适合用于过滤固体颗粒尺寸大于lOum的悬浮液，颗粒太小了过滤效果有可能不是那么好。过滤离心机有很多种类，从用途、结构、操作方式到卸料方式等分类有很多[2]。
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