【文章內容簡介】 圖 2— 4中心旋 轉支座 1— 擋圈； 2— 旋臂； 3— 螺釘； 4一壓蓋； 5_檢修孔蓋； 6— 集電器； 7銷軸 ； 8 — 防塵罩 。9推力軸承； 10蓋； 11支座 4． 撇渣機構及刮板布置 在沉淀池中 ， 特別是污水的初次沉淀池和二次沉淀池的液面上浮有較多的泥渣和泡沬等雜質 ， 如果不及時撇除，會影響出水水質，因此，需要設置撇渣機構。圖 25為撇渣 機構的一例，主要是由撇渣板、排渣斗及沖洗機構等部件組成。撇渣板固定在旋轉桁架的 前方，與桁架的中心線成一角度，使浮渣沿撇渣板推向池周，撇渣板高約 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 9 300mm， 安裝高 度應有 100mm的可調位置，以使撇渣板的 一半露出水面。排渣斗和沖洗機構固定在池周， 桁架旋轉到排渣斗的位置時 ， 將浮渣撇入斗內。與此同時，設在桁架上的壓輪正好壓下沖 洗閥門的扛桿 ， 使閥門開啟，并利用沉淀池的出水 ， 回流入斗進行沖洗，將積在斗內的浮 渣排出。當壓輪移過閥門的扛桿后，靠扛桿的自重將閥門重新關上。 1_壓輪； 2_杠桿； 3_沖水閥； 4_抹渣板； 5_排渣斗； 6_支架 圖 25撇渣機構 5． 支架和集電裝置 濃縮機支架固定在鋼筋混凝土支柱上，耙架的一端與支架固定，另一端與傳動架相連接，并通過傳動機構上的輥輪支撐在軌道上，軌道和齒條裝設在池 體的邊緣上。電動機經(jīng)減速裝置使傳動輥輪沿軌道饒池體中心回轉，從而，帶動耙架做圓周運動。物料由料槽通過支架流入濃縮池，底流濃縮物用沙泵抽出，溢流自溢流槽流出。整個耙架的重量分別支撐在支架和軌道上，支架承受耙架的主要重量，并裝設有電動機的集電裝置。 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 10 固定支架用預埋螺栓固定在池體中央的鋼筋混凝土上，支撐環(huán)與固定支架連接在一起，套環(huán)頂部用于支撐濃縮機上的衍架，交換套環(huán)裝在支撐套環(huán)內。給入濃縮機的物料，就是流經(jīng)交換套環(huán)，從固定支架的分液口進入池體。固定支架、支撐套環(huán)和交換套環(huán)在工作過程中都是固定不動的。旋轉支架通過止 推軸承支撐在固定支架上，并用軸連接耙架，工作時，由于耙架的回轉，而使旋轉支架相應地轉動。 集電裝置是由電刷和集電環(huán)等主要部件組成。電源的導線通過傳動架接至電刷上，電刷固定在不動的支撐套環(huán)上，集電環(huán)則固定在旋轉支架上。耙架轉動時，通過兩者的接觸傳導，就可時敷設在傳動架上的電動機導線經(jīng)常與電源接通。 如圖 26所示： 圖 26集電裝置 （三） 傳動 動力系統(tǒng) 的 構成 1． 工作驅動原理簡析 刮泥機的傳動原理周邊傳動半橋式刮泥機在圓型沉淀池上的工作，是依靠沉淀池的混 凝土平面走臺為軌道 ， 刮泥機的支墩中心為圓心，通過刮泥機橋架一端 設置的驅動機構， 帶動驅動端梁底部的行走輪轉動。刮泥機驅動裝置推動工作橋沿池平面旋轉 ，工作橋帶動 刮臂旋轉，固定于刮臂上的刮板將泥由池邊逐漸刮至池中心的集泥斗中，刮泥板曲線為對 數(shù)螺旋線形，受力均勻，刮泥徹底，當池底遇有障礙物時 ， 能自動讓選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 11 祀，保護機器不受傷 害。驅動裝置設有扭矩保護裝置 ， 工作更加安全。主梁除傳統(tǒng)碳鋼制造還可以采用不銹鋼 制作，使用范圍廣，裝飾效果好。 周邊傳動全橋式刮泥機的行走輪是鑄鋼輪轂，外輪緣采用寬幅聚氨脂橡膠或其他材 料，經(jīng)過加工而成。一般直徑 500? 600mm,寬度 200? 300mm,以 1? 3m / min 的線速度作圓 周運行。圖 27為其驅動系統(tǒng)示意圖。 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 9 圖 1減速機； 2傳動軸； 3軸承支座； 4軌道； 5滾輪 2． 傳動機構各部分的組成 驅動機構通常由戶外式電動機，臥式擺線針輪減速機 ， 聯(lián)軸器 ， 滾輪等部件組成。行走電機啟動時，通過一級鏈輪傳動，隨即帶動二級擺線針輪減速機，輸出符合 設計要求的轉速和功率。減速機的輸出軸與滾輪的動力軸通過聯(lián)軸器聯(lián)接 ， 最后帶動滾輪 在軌道上行駛。其驅動機構組成見圖 28。 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 10 28傳動鏈簡圖 1減速器 ； 2聯(lián)軸器 ； 3滾動軸承座 ； 4對滾齒輪 ； 5滾輪 軸 ； 6滾輪 三 、 濃縮機功率計算及電機選用 （一） 確定污泥濃縮機刮板外緣線速度 根據(jù)輻流式沉淀池主要參數(shù)要求： (1)池子直徑與有效水深比一般采用 6— 12。 (2)池底縱向坡度 0． 01— 0． 02。 (3)刮泥機外周刮泥板的線速 度 一般采用 13m/min。 (4)排泥管直徑不得小于 200mm。 (5)超高 0． 3m以上。 故而取刮泥板外緣線速度 3m/min，這也與課題給定的技術特征參數(shù)相符。 （二） 傳動裝置設計的要求 機器一般有原動機，傳動裝置和工作機三部分組成。傳動裝置在原動機與工作機之間傳遞運動和動力，并籍以改變運 動的形式，速度大小和轉距大小。傳動裝置一般包括 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 11 傳動件（齒輪傳動，蝸桿傳動，帶傳動，鏈傳動等）和支承件（軸，軸承，機體等）兩部分組成。它的重量和成本在機器中占有很大比重，其性能和質量對機器的工作影響也很大。因此我們要選用合理的傳動方案。 滿足工作機性能要求的傳動方案，可以由不同傳動機構類型和不同的組合形式和布置順序構成。合理的方案應保證工作可靠，并且結構簡單，尺寸緊湊，加工方便，成本低廉，傳動效率高和使用維護便利。 布置傳動鏈時，一般考慮以下幾點： （ 1）帶傳動的承載能力較小，傳遞相同轉距時結構尺寸較其他傳動 形式大，但傳動平穩(wěn)，能緩沖減振，因此布置在高速級（級速較高，傳遞相同效率時轉距較?。?。 （ 2）鏈傳動運轉不均勻，有沖擊，不適合于高速傳動，應布置在低速級。 （ 3）蝸桿傳動可以實現(xiàn)較大的傳動比，尺寸緊湊，傳動平穩(wěn)，但效率較低，適和于中，小功率，間隙運轉的場合。當與齒輪傳動同時使用時，對采用鋁鐵青銅或鑄鐵作為蝸輪材 （ 4）圓錐齒加工比較困難，特別大直徑，大模數(shù)的圓錐齒輪，所以只有改變軸的布置料的蝸桿傳動，可布置在低速級，使齒面滑動深度較低，以防止產生膠合或嚴重磨損，應可使減速器結構緊湊，對采用錫青銅為蝸輪材料 的蝸桿傳動，由于允許齒面有較高的相對速度，可將蝸桿傳動布置在高速級，以利于形成潤滑油膜，可以提高承載能力和傳動效率。方向時采用，并盡量放在高速級和限制傳動比，以減小圓錐齒輪的直徑和模數(shù) （ 5）斜齒輪傳動的平穩(wěn)性較直齒輪傳動好，常用在高速級或要求傳動平穩(wěn)的場合。 （ 6）開式齒輪傳動的工作環(huán)境差，潤滑條件不好，磨損較嚴重，壽命較短，應布置在低速級。 （ 7）一般將改變運動形式的機構（如螺旋傳動，連桿結構，凸輪結構）布置在傳動系統(tǒng)的最后一級，并且常為工作機的執(zhí)行結構。 （三） 確定周邊傳動 濃縮 機的驅動功率 周邊傳動刮泥機的 驅動功率，主要根據(jù)刮泥機在旋轉時作用在中心軸上的旋轉阻力F1，周邊滾輪的行駛阻力 F2 及刮泥阻力 F刮 確定 。 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 12 驅動機構通常由戶外式電動機，臥式擺線針輪減速機，鏈條鏈輪，滾輪等部件組成。如下圖所示。由于在圓形池上刮泥時，周邊線速度為 ，滾輪總是以一定旋向和線速度在池周行使，所以不論池徑大小，減速比均相同，驅動機構較容易做到系列化。 確定行駛車輪的直徑，設計數(shù)據(jù)如下： 1）濃縮機總重力 G =，驅動機構的機械效率是 70%，選用 22Kg/m 鋼 軌，車輪的輪軸直徑 D=111mm. 2） 30m的池直徑，有效深度 H=3m,污水停滯時間 2h, 刮泥板外緣直徑 30m。外緣線速度 3m/min。污泥對池底的摩擦系數(shù)為 =；懸浮物含量 ss=300mg/L。驅除率 =40% 由于中心旋轉支座和車輪共同受力，所以可以看做是簡支梁，那么車輪的輪壓力 P和中心旋轉支座的載荷 W中相等 所以每個車輪的輪壓為 P= = 查給水排水設計手冊第 2版 327頁表 711，可知道直徑 407mm,寬度 86mm的實心膠輪的最大許用載荷為 ，所以完成符合本設計的 需求。 所以取車輪的直徑 D=407mm，輪寬為 86mm 所以滾輪的轉速為 n= V π D = r/min 式中 ： V為 驅動滾輪行駛速度（ m/min） ， D為 滾輪直徑 。 1． 中心軸承 旋轉阻力 F1及功率 N1計算 1 2WKF d?= 4300 6 *2*= (N) 中心軸承 旋轉阻力 F1所消耗的功率 N1 為 : 111 6000FVN ? = (kW) 式中 ： W為作用在中心旋轉支撐上的載荷 (N)； d為滾動軸承鋼球直徑 (cm)，此處取 6cm。 K滾動軸承摩擦力臂 (cm)； V1軸承中心圓的圓周速度 (m／ min)， n*D=*40mm =。 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 13 2． 周邊滾輪行駛阻力 F2及功率 N2計算 22 2 k + d1 .3FW D?? 周 =*4300* （ 2*） +（ *4） 40 =（ N ） 行駛阻力 F2所消耗的功率： 222212 5 5 . 1 5 3= = 0 . 0 1 2 56 0 0 0 6 0 0 0n iiFVNX??? ? (kW) 式中 ： W周 為作用在周邊滾輪上的荷載 (N)； K為摩擦系數(shù)，橡膠滾輪與混凝土為 O． 4～ 0． 8，鑄鋼滾輪與鋼軌為 0． 4； d2為輪軸直徑 (cm)； ? 為軸承摩擦系數(shù)，一般滾動摩擦軸承取 0． 002～ 0． 01； D為滾輪直徑 6(cm)； V2為滾輪行駛速度 (m／ min)。 3． 刮泥阻力 F刮 與刮泥功率 N刮 計算 tF =Q g 100 0?? ? ? ?刮 = （ N） 刮泥阻力 P刮 所消耗的功率 N刮 ： 3FvN 6000?? 刮刮 =（ kW） 公式中： tQ 每轉一周時間內所沉淀的污泥量 ，根據(jù)設計要 求 tQ 取 ； ? 為污泥與池底的摩擦系數(shù) ； g 重力加速度 取 ； 3v 刮泥板線速度 ， 一般按刮臂 2/3直徑處的線速度 2m/min 確定。 4． 總驅動功率 N總 的計算確定 12N +N +N == ????刮總 =（ kW） （ ?? 為機械總 效 率 ，查手冊知其范圍在 30％到 60％，暫取 40％ 。 ） 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 14 根據(jù)以上計算，本設計采用周邊傳動方式 ,傳動部分的電動機功率選則 Y132M26,功率 ,額定轉速 960r/ 15min,膠輪軌道中心圓直徑 , 膠輪直徑 ,由此得膠輪的轉速為 n2=，所以總傳動比為 i=960/=。 電動機相連 的減速器選用， 由于單機擺線針輪減速機的減速比最大為 1： 87，而二級擺線針輪減速機的最大減速比為 1:5133,蝸桿減速器傳動比為 1:1080,故決定采用二級擺線針輪減速機。 四、開式齒輪傳動設計 為支撐耙架，所以增加一級開式齒輪傳動，用來減輕減速器輸出軸所要承受的徑向載荷，其傳動比為 1。 小齒輪選 40Cr鋼，調質， HBS=241~286；大齒輪選 40Cr鋼，調質， HBS=241~286。查取小齒輪 .3 7 8,9 0 0,3 7 8,9 0 0 211211111111 M P aM P aM P aM P a mFmHmFmH ???? ???? 選擇齒輪精度等級為 8級精度。 （一） 按齒根彎曲強度初算齒輪模數(shù) m 齒輪模 數(shù) m的初算公式為 )(3 2 lim2111 mmz YKKKTKmFdFaFpFAm ?? ?? 式中 Kd— 算式系數(shù)，對于直齒輪傳動 Km= T1— 嚙合齒輪副中小齒輪的名義轉矩， N m T1=9549 mNnP ????? ? ,查表選載荷分布不均勻系數(shù)計算彎曲強度的行星輪開式齒輪選小齒輪齒寬系數(shù)綜合系數(shù)，查表選???????FpdFKK? Z1— 齒輪副中小齒輪齒數(shù) mmNmmN FF /378,/, 1limlim ??? ?? 查表得限試驗齒輪的彎曲疲勞極 則 3 2lim2111FdFaFpFAm z YKKKTKm ?? ?? 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 15 3 2 ?? ????? = 圓整 20 （二） 齒輪幾何尺寸的計算 齒輪齒數(shù)的選擇：由于其傳動比為 1，故大齒輪與小齒輪的的齒數(shù)相等，選擇齒數(shù)23，所以 z1=z2=23，具體參數(shù)如下： ①分度圓直徑 460232022 ???? mzd