【導(dǎo)讀】文中描述了離心力場的基本特征，提出了提高分離因數(shù)的基本途徑,對TLL. 場使用過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了原因分析。究的基礎(chǔ)上，對篩籃和螺旋刮刀進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，并對分配盤角度進(jìn)行了改進(jìn)。螺旋刮刀的升角減小到20°，分配盤角度由原來的90°改為150°，并在其上。增加加大導(dǎo)流葉片更利于煤的疏導(dǎo)，提高了處理效率。對傳動系統(tǒng)中差速器部分。改進(jìn)使其結(jié)構(gòu)更加簡單效率更高。離心脫水機(jī)在工作時，如果進(jìn)料量太大，或者。流增加，若沒有過載保護(hù)措施，就會導(dǎo)致差速器損壞。因此離心機(jī)必須有過載保。液力偶合器保護(hù)的方案。潤滑系統(tǒng)采用電機(jī)驅(qū)動稀油集中潤滑，潤滑油從油箱經(jīng)。師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。

　　

【正文】 向排列。所謂橫向排列是指條形縫隙篩籃的周向排列，縱向是沿篩籃的母線方向，而斜向排列是條形縫隙與篩籃母線具有一定的夾角。縫隙排列的方式不同，而影響了篩網(wǎng)的阻塞及物料的回收率和破碎率。 采用刮刀卸料的過濾式離心機(jī)的篩條都是順圓周排列。這樣便于篩面制造時壓成弧形。同時，也可避免螺旋葉片轉(zhuǎn)動時，使篩條發(fā)生變形。 篩條用不銹鋼（ 1Cr18Ni9Ti）制成，以提高其耐磨及防銹性能，一般一套篩網(wǎng)可以處理 3 萬噸左右的脫水煤，就是說，使用期限大 約 3－ 4 個月 篩籃主要參數(shù)如下： 篩籃轉(zhuǎn)速 r/min 570 篩籃大端直徑 mm 1030 篩籃小端直徑 mm 655 篩籃半錐角 20176。 篩網(wǎng)縫隙 mm 篩籃的制造 制造篩籃時，根據(jù)要求選用適當(dāng)規(guī)格型號的 不銹鋼絲在專用設(shè)備上軋制成如圖 形狀的篩條和支撐條，并根據(jù)篩縫的不同在專用設(shè)備上將篩條和支撐條焊接成篩網(wǎng)，然后將檢驗(yàn)合格的篩網(wǎng)制作成如圖的扇形 網(wǎng)片，最后在專用成型模具上將扇形網(wǎng)片、上、下法蘭盤、加強(qiáng)肋、加強(qiáng)環(huán)等組焊成型。該工序重點(diǎn)是控制篩籃的焊接變形，因此篩籃的各部件在專用模具組焊成型時，必須保證定位準(zhǔn)確，夾緊到位，中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 組焊完成后，需待冷卻定型后再脫模、拆模。在動平衡機(jī)上做動平衡試驗(yàn)。最后經(jīng)檢驗(yàn)合格后，拋光、油漆。 圖 篩條示意圖 不銹鋼絲經(jīng)開扁、粗軋、精軋后成型為篩條，軋制后鋼絲斷面減少 20％，密度與硬度增大，耐磨性提高 2～ 3 倍。軋絲成型后斷面成楔形，背寬 b、兩圓角 R(即白點(diǎn) )要小于 0． 1mm。不得有毛刺，有毛刺則為廢品。焊接時需選 用合理的焊接參數(shù) (焊接電流為 2400～2600A，接觸壓力為 2． 5～ 2． 7MPa)。焊接深度一般為 1～ 1． 3min。焊接強(qiáng)度用 “ 單焊點(diǎn)拉斷法 ” 檢驗(yàn)，平均拉斷力 ≥ 4500N 為合格。也可用經(jīng)驗(yàn)檢驗(yàn)法：用鉗子夾住支撐條，做往復(fù)運(yùn)動，支撐條斷開焊點(diǎn)不開，每筒網(wǎng)均需檢驗(yàn)，篩縫偏差 177。 0． 05mm。篩籃所有焊接應(yīng)焊牢、焊透，不得有脫焊、漏焊、夾渣、氣孔、咬邊等焊接質(zhì)量缺陷，以保證篩籃有足夠的機(jī)械性能。篩籃工作面拼接處應(yīng)平滑過渡，兩相鄰篩條高度差 ≤ 0． 1mm，篩籃錐面中心與法蘭端面的垂直度允差 ≤ 0． 1mol，法蘭端面的不平 度 ≤ 0． 5 mm。動不平衡允差 ≤ 150/g178。 cm。 材料選擇是否恰當(dāng)，不僅影響篩籃的制造成本，而且直接影響篩籃的質(zhì)量和使用壽命。經(jīng)分析、比較不同材料的篩籃使用效果，選用 ZG35 制作連接法蘭， Q235 制作不連接法蘭、加強(qiáng)肋、加強(qiáng)環(huán)，不銹中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 鋼絲作為篩網(wǎng)制作的首選材料。經(jīng)使用效果證明，所選用的材質(zhì)都可達(dá)到技術(shù)要求。 篩籃的平衡實(shí)驗(yàn) 工作時篩籃以中等速度轉(zhuǎn)動，由于制造的不精確、材料的不均勻和和安裝精度的原因，篩籃的重心有可能不在回轉(zhuǎn)軸線上，則當(dāng)其轉(zhuǎn)動時，其偏心重量就會產(chǎn)生慣性力，從而引起離心機(jī)及基礎(chǔ)的振 動，影響機(jī)器的正常工作和使用壽命。因此，安裝前后都須進(jìn)行動靜平衡試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)在專用篩籃平衡機(jī)上進(jìn)行，確定出偏心重量和位置后，在適當(dāng)?shù)奈恢迷黾优渲亍? 螺旋轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 在離心脫水過程中，對脫水效果影響較大的除上述的分離因數(shù)外，另一重要影響因素就是脫水時間，螺旋轉(zhuǎn)子的作用就是在旋轉(zhuǎn)過程中， 刮刀將煤粒從篩面上刮下，并 使物料沿刮刀螺旋線運(yùn)動，阻止排料從而延長物料在篩籃中停留時間，從而延長了脫水時間，因此螺旋轉(zhuǎn)子是離心機(jī)工作部分的另一重要部件。 螺旋轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子本體和 12 條螺旋刮刀組成 ；轉(zhuǎn)子本體選用 ZG270500材料鑄造而成，刮刀采用普通碳素鋼制造，與轉(zhuǎn)子本體焊接為整體，并于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相背。 螺旋轉(zhuǎn)子用螺栓和鍵固定在心軸上，其轉(zhuǎn)速略低于篩籃的轉(zhuǎn)速。 螺旋轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)尺寸主要根據(jù)與篩籃的結(jié)構(gòu)關(guān)系確定（如圖 ）。 中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖 根據(jù)篩籃半徑和該設(shè)備型號及處理能力等各項(xiàng)指標(biāo)取轉(zhuǎn)子大端直徑為1026mm，由轉(zhuǎn)子底角（ 70176。）計(jì)算轉(zhuǎn)子小端直徑為 712mm,轉(zhuǎn)子高為 420mm，轉(zhuǎn)子底部距篩籃底部間距離為 30mm，轉(zhuǎn)子壁厚為 10mm，除去刮刀刃和篩網(wǎng)之間的間隙，經(jīng)計(jì)算得刮刀寬度 為 206mm，刮刀厚度為 24mm。 螺旋轉(zhuǎn)子的升角的確定 刮刀形狀參數(shù)設(shè)計(jì)由公式（ ）： ? = 22 a r c t a na r c t a n dnpds ?? ? 式 () 其中： ?—— 螺旋升角 ； S—— 螺旋刮刀導(dǎo)程； d 2—— 平均直徑； 中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 n—— 刀片頭數(shù)； p—— 螺距； 取： n=12, d 2=829mm， S =4615mm得： ? ??， p=385mm。 提高刮刀耐磨性措施 為了有效的提高刮刀的使用壽 命，在其工作表面加工上高強(qiáng)度的耐磨涂層，可以大大延長工作部件的壽命，可使其壽命提高 4 倍左右。 篩籃與刮刀轉(zhuǎn)子間間隙的確定 篩籃和刮刀轉(zhuǎn)子之間的間隙，對離心機(jī)的工作影響很大。配合間隙越小，篩面上滯留的煤也越少，離心機(jī)的載荷越輕，篩縫被堵塞的現(xiàn)象也越少。這樣，就有利于脫水；配合間隙過大，篩面上將要粘附一層不下落得煤，脫水的煤流，只能沿著煤層滑動，這樣，就加大了移動阻力，在相同的處理量之下，使離心機(jī)得載荷增加，動力消耗加大，并使煤粒破碎現(xiàn)象嚴(yán)重。由于篩面上粘附煤層，水流通過的阻力也加大，影響脫水效果。 可見，篩籃和刮刀之間的配合間隙是離心機(jī)調(diào)整工作的內(nèi)容之一。 按照這種離心機(jī)的要求，配合間隙應(yīng)為 2 1?毫米。如果間隙因磨損而加大，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。增減心軸凸緣上的墊片，可以使刮刀轉(zhuǎn)子升高或降低，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)整間隙的目的。如果磨損太嚴(yán)重，就應(yīng)更換新的刮刀。 中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)鼓是脫水離心機(jī)的主要部件，主要由鼓底，鼓壁和溢流擋板等組成，通常分為框架式和卷板式兩種。鼓底作成環(huán)狀，便于充分快速卸料。鼓壁呈錐形，多用鋼板卷焊而成，外側(cè)可增加幾道加強(qiáng)箍，從而提 高轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度。在鼓壁的內(nèi)側(cè)襯有支承濾布的金屬網(wǎng)，以便于排液。在轉(zhuǎn)鼓頂部設(shè)計(jì)一環(huán)形蓋板，稱為溢流擋板，功能是擋住物料脫水后產(chǎn)生的懸浮液體，使懸浮液體不從轉(zhuǎn)鼓頂部溢出并在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)形成一定厚度的濾餅。它的內(nèi)徑大小決定了轉(zhuǎn)鼓內(nèi)可儲存的濾餅的體積，通常溢流擋板的內(nèi)徑設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)鼓直徑的 倍。同時，由于轉(zhuǎn)鼓是高速回轉(zhuǎn)的部件，處理的物料一般帶有一定的腐蝕性，所以轉(zhuǎn)鼓材料一般選用為不銹鋼材質(zhì)。 工作原理分析 立式電動機(jī)通過三角皮帶帶動立式主軸和錐形轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)。當(dāng)錐形轉(zhuǎn)鼓全速旋轉(zhuǎn)后，煤料通過位于轉(zhuǎn)鼓中心的進(jìn)料管連續(xù)進(jìn)入裝 在轉(zhuǎn)鼓中心的錐形物料分配器中（此物料分配器有均勻分配物料和對物料加速的作用），煤料通過分配器分料后在其錐面上加速，沿圓周均勻的甩到轉(zhuǎn)鼓的底部小端面上，小端的煤料在后面煤料的擠壓下沿錐面向上移動，移到小頭篩網(wǎng)面上時，由于離心力的作用，煤料中大部分液體透過料層，濾網(wǎng)網(wǎng)空隙，經(jīng)轉(zhuǎn)鼓濾孔被甩到機(jī)殼內(nèi)室。含有少量液體的濾餅被截留在濾網(wǎng)上，濾餅在錐形轉(zhuǎn)鼓內(nèi)受離心力作用，產(chǎn)生一個沿轉(zhuǎn)鼓母線的向上分力，當(dāng)此分力大于物料和篩網(wǎng)的摩擦力時，濾餅沿篩面向上移動，隨轉(zhuǎn)鼓直徑增大，離心力增大，濾餅在轉(zhuǎn)鼓中逐漸變薄，得到進(jìn)一步脫水，并 通過排料口送入中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 集料室卸料，離心液通過轉(zhuǎn)鼓壁孔口由機(jī)殼內(nèi)室溢流管路排出。 轉(zhuǎn)鼓相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)鼓的參數(shù)在很大程度上決定了物料的運(yùn)動狀態(tài)和設(shè)備的分離效果。 主要參數(shù)有： (1)轉(zhuǎn)鼓的錐角 轉(zhuǎn)鼓錐角的大小直接影響到物料脫水效果、轉(zhuǎn)鼓高度與物料的停留時間等參數(shù)。錐角大小必須保證物料在離心力作用下能由小端向大端移動，即錯誤 !未找到引用源。 f1.。但是隨著 錯誤 !未找到引用源。 的增大，濾餅 的移動速度增加，物料在設(shè)備內(nèi)的停留時間將縮短，導(dǎo)致產(chǎn)品含濕率增高與物料顆粒的破碎程度增加，所以為保證物料的停留時間而轉(zhuǎn)鼓又不致太高，半錐角 錯誤 !未找到引用源。 不能取太大值。選擇轉(zhuǎn)鼓錐角原則為轉(zhuǎn)鼓半錐角的正切必須大于濾餅對篩網(wǎng)的摩擦系數(shù)。細(xì)煤脫水時半錐角為 30 度。 1)鼓壁開孔 鼓壁的開孔率大小，應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速和處理物料的性質(zhì)而定。由于濾液從開孔處流出時，在離心力作用下具有很高的流速，所以濾液流經(jīng)開孔時，只需要很小的流通面積即可滿足濾液的要求。立式脫水離心機(jī)的開孔率一般為 5%%左右。 鼓壁開孔孔徑的大 小，應(yīng)以小孔徑為原則。因?yàn)楫?dāng)開孔率確定以后，小孔徑的孔數(shù)多，這樣孔與孔的間距小，有利于濾液及時排出。另外，小孔徑可減少開孔對鼓壁強(qiáng)度的削弱。但孔徑過小，不易加工，目前常見的孔徑為 6— 10mm. 鼓壁開孔有方形和三角形排列兩種，為了減少對鼓壁強(qiáng)度的削弱，常采用三角形排列，孔間距一般為 t 錯誤 !未找到引用源。 （ 35） d。在制造時應(yīng)注意開孔應(yīng)錯開鼓壁的焊縫，孔中心線與焊縫中心線距離應(yīng)大于 12倍的鼓壁的厚度。 中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 2)轉(zhuǎn)鼓直徑 轉(zhuǎn)鼓的最大直徑與生產(chǎn)能力直接相關(guān)，轉(zhuǎn)鼓的直徑增加，則轉(zhuǎn)鼓的工作面積增大，處理物料能力 直接提高，從而優(yōu)化離心機(jī)的分離效果。目前用于煤粉脫水的生產(chǎn)能力為 100t/h,對應(yīng)轉(zhuǎn)鼓直徑為 1030mm。 3)轉(zhuǎn)鼓高度 轉(zhuǎn)鼓高度在其他參數(shù)確定后與物料的停留時間有關(guān)，轉(zhuǎn)鼓高度大，物料的停留時間長，產(chǎn)品的含濕率可以降低；反之轉(zhuǎn)鼓高度小時，物料的停留時間短，對降低產(chǎn)品的含濕率不利，所以優(yōu)化考慮選為 1500mm。 轉(zhuǎn)鼓設(shè)計(jì)改進(jìn)分析 一般來說，脫水卸料離心機(jī)分離效率高，產(chǎn)量高，可連續(xù)操作，勞動條件大大改善，而且結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小，價格低經(jīng)濟(jì)性比較強(qiáng)。但是它最主要缺點(diǎn)在于物料適應(yīng)性差，且篩網(wǎng)在使用中易磨 損，使用周期較短。 所以我們可以采取一些措施，優(yōu)化分離效果，改善局部缺陷。 (1)具有兩層篩網(wǎng)的錐形轉(zhuǎn)鼓 對于煤料物質(zhì)的分離，當(dāng)作業(yè)物中固體顆粒的粒徑相差很大時，確定篩網(wǎng)網(wǎng)隙尺寸就很困難。若選取較大的網(wǎng)隙，細(xì)顆粒易于流失；若選用較小的網(wǎng)隙，又會降低離心機(jī)的分離性能和產(chǎn)量。為解決這一矛盾，可以設(shè)計(jì)選取具有兩層篩網(wǎng)的轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)。 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)錐面上依次鋪設(shè)了襯網(wǎng)，下板網(wǎng)，隔離框，上板網(wǎng)。該結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：兩層板網(wǎng)可以加工成不同的網(wǎng)隙和開空率。上板網(wǎng)的網(wǎng)隙和開孔率均比下板網(wǎng)大，分離時粗粒被截留在上板網(wǎng)，細(xì)顆粒與液體一起通過 上板網(wǎng)網(wǎng)隙落入下板網(wǎng)，細(xì)顆粒被截留在下板網(wǎng)。在離心力的作用下，粗細(xì)顆粒分層向轉(zhuǎn)鼓大端移動。根據(jù)物料性質(zhì)不同，上板網(wǎng)的錐角可以制造成等于，大于或小于板網(wǎng)的錐角，以得到最佳的分離效果。上板網(wǎng)的高度也可以制成大于或者小于下板網(wǎng)的高度，上板網(wǎng)高于下板網(wǎng)時，粗細(xì)顆粒可以分別中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 收集。因此，這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)鼓具有適應(yīng)性強(qiáng)，分離效果好，物料回收率高，能進(jìn)行顆粒分級，可以考慮采用。 (2)轉(zhuǎn)鼓形狀采用階梯形 將脫水離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓作成階梯形狀，這樣能夠使物料在向轉(zhuǎn)鼓大端移動時，運(yùn)動方向不斷發(fā)生變化，使物料變得松散，有利于物料脫水，提高分離效果。 (3)轉(zhuǎn)鼓磨損問題改進(jìn) 為了有效保護(hù)脫水離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓，除了在排料口設(shè)置耐磨套外，可以設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面設(shè)置筋條或者在內(nèi)表面拉槽，可緩解轉(zhuǎn)鼓內(nèi)旋轉(zhuǎn)物料與轉(zhuǎn)鼓的相對運(yùn)動而產(chǎn)生的磨損。設(shè)置筋條與拉槽相比，前者不但更有利于防止物料的滑移，而且可以減少沉渣對轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面的磨損，制造也比較方便，可以用間斷焊接方式焊在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面上。 (4)對加強(qiáng)箍的進(jìn)行調(diào)整 在轉(zhuǎn)鼓設(shè)計(jì)中 ,為提高轉(zhuǎn)鼓的強(qiáng)度和剛度 ,在轉(zhuǎn)鼓體的外部往往要設(shè) 置加強(qiáng)箍 ,但對加強(qiáng)箍的作用不夠重視。在設(shè)計(jì)計(jì)算公式中僅靠引入的加強(qiáng)箍系數(shù) Z 來體現(xiàn)加強(qiáng) 箍的作用 ,而對加強(qiáng)箍的結(jié)構(gòu)尺寸、加強(qiáng)箍與轉(zhuǎn)鼓體之間有無預(yù)應(yīng)力的作用則無明確要求。實(shí)際中由此引起的破裂事故也較多。加強(qiáng)箍與轉(zhuǎn)鼓體的連接大都采用無預(yù)應(yīng)力作用的焊接連接 ,這種結(jié)構(gòu)只有在轉(zhuǎn)鼓工作中出現(xiàn)了離心變形時才能起到加強(qiáng)作用 ,屬于被動加強(qiáng)式加強(qiáng)箍。為了提高轉(zhuǎn)鼓承載能力 ,加強(qiáng)箍與轉(zhuǎn)鼓體的連接最好采用有預(yù)應(yīng)力 (有配合過盈量 )作用的連接結(jié)構(gòu) ,這種結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)鼓工作中未出現(xiàn)離心變形時就能起到加強(qiáng)作用 ,屬于主動加強(qiáng)式加強(qiáng)箍。如圖 中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 如圖 加強(qiáng)箍截面尺寸 溢流擋板的說明 液兩相分離是在轉(zhuǎn)鼓 內(nèi)完成的。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)工作容積的大小依靠溢流擋板來調(diào)節(jié)。工作容積大，離心機(jī)的脫水效果好，處理量也大。溢流擋板有多種形式，最簡單的是由兩個半環(huán)組成的圓環(huán)，這種溢流擋板結(jié)構(gòu)簡單，當(dāng)需要改變工作容積時，只需要換上一個寬半環(huán)的擋板即可。目前普遍使用的溢流擋板是帶有偏心孔的。