【正文】 目前普遍使用的溢流擋板是帶有偏心孔的。工作容積大，離心機(jī)的脫水效果好，處理量也大。如圖 中國(guó)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(shuō)明 液兩相分離是在轉(zhuǎn)鼓 內(nèi)完成的。加強(qiáng)箍與轉(zhuǎn)鼓體的連接大都采用無(wú)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(shí)才能起到加強(qiáng)作用 ,屬于被動(dòng)加強(qiáng)式加強(qiáng)箍。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(lái)體現(xiàn)加強(qiáng) 箍的作用 ,而對(duì)加強(qiáng)箍的結(jié)構(gòu)尺寸、加強(qiáng)箍與轉(zhuǎn)鼓體之間有無(wú)預(yù)應(yīng)力的作用則無(wú)明確要求。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(duì)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。 (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(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)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。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(shí)，粗細(xì)顆?？梢苑謩e中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 收集。在離心力的作用下，粗細(xì)顆粒分層向轉(zhuǎn)鼓大端移動(dòng)。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(kāi)空率。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)。 (1)具有兩層篩網(wǎng)的錐形轉(zhuǎn)鼓 對(duì)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(shí)，確定篩網(wǎng)網(wǎng)隙尺寸就很困難。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。 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(shí)間有關(guān)，轉(zhuǎn)鼓高度大，物料的停留時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)品的含濕率可以降低；反之轉(zhuǎn)鼓高度小時(shí)，物料的停留時(shí)間短，對(duì)降低產(chǎn)品的含濕率不利，所以優(yōu)化考慮選為 1500mm。 中國(guó)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。 （ 35） d。另外，小孔徑可減少開(kāi)孔對(duì)鼓壁強(qiáng)度的削弱。 鼓壁開(kāi)孔孔徑的大 小，應(yīng)以小孔徑為原則。由于濾液從開(kāi)孔處流出時(shí)，在離心力作用下具有很高的流速，所以濾液流經(jīng)開(kāi)孔時(shí)，只需要很小的流通面積即可滿足濾液的要求。細(xì)煤脫水時(shí)半錐角為 30 度。 不能取太大值。但是隨著 錯(cuò)誤 !未找到引用源。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(dòng)，即錯(cuò)誤 !未找到引用源。 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(dòng)狀態(tài)和設(shè)備的分離效果。當(dāng)錐形轉(zhuǎn)鼓全速旋轉(zhuǎn)后，煤料通過(guò)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(duì)物料加速的作用），煤料通過(guò)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(dòng)，移到小頭篩網(wǎng)面上時(shí)，由于離心力的作用，煤料中大部分液體透過(guò)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。同時(shí)，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)。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。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。 中國(guó)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。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。 按照這種離心機(jī)的要求，配合間隙應(yīng)為 2 1?毫米。由于篩面上粘附煤層，水流通過(guò)的阻力也加大，影響脫水效果。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。 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(zhǎng)工作部件的壽命，可使其壽命提高 4 倍左右。）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 ）。 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。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? 篩籃的平衡實(shí)驗(yàn) 工作時(shí)篩籃以中等速度轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)時(shí)，其偏心重量就會(huì)產(chǎn)生慣性力，從而引起離心機(jī)及基礎(chǔ)的振 動(dòng)，影響機(jī)器的正常工作和使用壽命。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(guó)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。 cm。篩籃工作面拼接處應(yīng)平滑過(guò)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。 0． 05mm。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。焊接時(shí)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)。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。最后經(jīng)檢驗(yàn)合格后，拋光、油漆。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(shí)，必須保證定位準(zhǔn)確，夾緊到位，中國(guó)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。 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(wàn)噸左右的脫水煤，就是說(shuō)，使用期限大 約 3－ 4 個(gè)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。這樣便于篩面制造時(shí)壓成弧形。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。 篩網(wǎng)縫隙排列對(duì)分離效果的影響 篩網(wǎng)縫隙的排列有橫向排列、縱向排列、斜向排列。物料在離心機(jī)中的分離過(guò)程是基于可移動(dòng)薄層過(guò)濾的，物料顆粒與篩網(wǎng)縫隙的接觸機(jī)率較大，因此篩縫的大小對(duì)物料的回收率影響很大，增大篩逢寬度將使細(xì)顆粒通過(guò)篩逢跑掉，導(dǎo)致物料回收率降低，因此篩網(wǎng)縫隙寬度也不能太大。本次設(shè)計(jì)的脫水機(jī)針對(duì)的物料粒度為 0～ 13（允許到 25） mm，采用條縫形篩縫，即可減少細(xì)顆粒的漏損，保存較高的回收率，又使篩網(wǎng)具有較大的開(kāi)孔率和有效過(guò)濾面積。由于加工工藝的限制，板材的厚度很小，大約為 ,這樣薄的厚度在工作時(shí)剛度小，易變形，強(qiáng)度低，因此采用這種篩網(wǎng)需要轉(zhuǎn)鼓以增加強(qiáng)度。板網(wǎng)是指在薄的金屬板上加工出很多很小的過(guò)濾縫隙的一種篩網(wǎng)，一般縫中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 隙開(kāi)孔率為 4%5%。 篩網(wǎng)選型及其特征對(duì)脫水效果的影響 離心機(jī)篩網(wǎng)有條形網(wǎng)、編織網(wǎng)、板網(wǎng)等等類型。物料與篩籃之間的摩擦角λ = ?? ，這樣可獲得較低的產(chǎn)品水分，又可獲得較大的處理能力。 濾渣受力分析 為研究濾渣在離心機(jī)中的受力情況，取微塊濾渣進(jìn)行分析，其受力情況如圖 所示： (a) (b) (a)軸向截面（ b）錐筒切平面 圖 由離心力輸渣時(shí)濾渣受力圖 其力平衡方程為： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 篩籃軸向截面沿 1P方向 2221 si nc o s ?pfaCP ?? 式（ ） 錐筒切平面中沿 2方向 )s i n (c o ss i n 1112 ??? ??? PfaCP 式（ ） 錐筒切平面中沿 222 cos?Pf 方向 222 cos?Pf = ??? s ins in)( 11 aCco aPf ?? 式（ ） 2P—— 螺旋葉片對(duì)濾渣的法向法向反力； 1f—— 煤與篩籃之間的摩擦系數(shù)； 1P—— 篩籃對(duì)濾渣的法向反力； 2f—— 煤與螺旋葉片之間的摩擦系數(shù)； 1　?—— 濾渣沿篩籃滑動(dòng) 方向與垂直于濾渣所在處篩籃母線的 面間夾角； 2　?—— 濾渣沿螺旋葉片滑動(dòng)方向與切線間夾角； ?—— 螺旋葉片升角； C—— 離心力 2. 　rdmC ??； 由式（ ），式（ ） )s in (s in1 )c o ss ins in( c o s 1221 221 ??? ?? ?? ?? ff afaCP 式（ ） 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 )si n (si n1)]si n (c o sc o s[ si n1221112 ??? ??? ?? ??? ff afaCP 式（ ） 將式（ ），式（ ）代入式（ ）整理得 EBA ???? )s i n ()c o s ( 11 ???? 式（ ） 式中 ?? c o ss i n 22fct g aA ?? )s i ns i n( c o s 222 ??? ?? c tg afB )s i nc o sc o s(1 221 ??? ?? ffE 求解式 得 )(si n)(si n1 8 0 2212211 BA ABA E ??????? ???? ? 式（ ） 同理 可簡(jiǎn)化為 aCP cos1 ? 式（ ） )]s i n(c osc os[ s i n 112 ??? ??? afaCP 式（ ） 在設(shè)計(jì)過(guò)濾式螺旋卸料離心機(jī)時(shí)，在結(jié)構(gòu)允許的條件下，應(yīng)使篩籃的半錐角 ?盡可能接近物料與篩籃之間的摩擦角，這樣可以減少傳動(dòng)裝置的負(fù)荷，減輕螺旋葉片的磨損。若用篩籃長(zhǎng)徑比 Q 來(lái)確定，過(guò)去離心脫水機(jī)均采用較小的長(zhǎng)徑比 Q≤ ，為了中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 進(jìn)一步降低產(chǎn)品水分，本次設(shè)計(jì)的離心脫水機(jī)采用較大的長(zhǎng)徑比 ，即： H / D = H / 1030 = 所以，篩籃的長(zhǎng)度 H =577mm. 篩籃半錐角α的確定 當(dāng)其他參數(shù)一定時(shí)，篩籃半錐角對(duì)產(chǎn)品水分和處理能力有較大的影響 ，一般來(lái)說(shuō)篩籃半錐角越大，處理能力也越大，但產(chǎn)品水分反而會(huì)增加。 篩籃長(zhǎng)度 H 一般來(lái)說(shuō)，篩籃長(zhǎng)度越長(zhǎng)，物料在篩籃上脫水的時(shí)間越長(zhǎng)，脫水效率也越高，產(chǎn)品水分也越低。篩籃通過(guò)上法蘭和下法蘭上的孔用螺栓與主機(jī)連成一體。 篩籃主要由上法蘭、下法蘭、加強(qiáng)肋、加強(qiáng)環(huán)、不銹鋼錐形網(wǎng)筒組成；其中不銹鋼錐形網(wǎng)筒由數(shù)塊扇形篩網(wǎng)組焊而成， 扇形篩網(wǎng)是由不銹鋼絲軋制成特殊形狀的篩條和支撐條通過(guò)專用設(shè)備焊接成型的，篩條沿篩籃圓錐母線排列。 Fr = ag = gR2? = gRn900 22?=180 式（ ） 則 n = 559 轉(zhuǎn) /分； 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 式中 a— 離心加速度，米 /秒； g— 重力加速度，米 /秒2； ?— 離心機(jī)篩籃運(yùn)動(dòng)的角速度 ,弧度 /秒； R— 離心機(jī)篩籃的內(nèi)半徑 ,米； (見(jiàn)原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) ) n— 篩籃每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù) ,轉(zhuǎn) /分； 篩籃結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 篩籃是過(guò)濾式離心機(jī)的工作表面，是保證離心機(jī)正常工作的重要部件，篩籃形狀為錐臺(tái)形且內(nèi)表面應(yīng)保證圓形。參考同類機(jī)型并結(jié)合本次設(shè)計(jì)機(jī)型的實(shí)際特性，本機(jī)分離因數(shù)確定為 180。因此，應(yīng)當(dāng)全面考慮這些因素來(lái)決定所采用的分離因數(shù)。 但是，對(duì)選煤用的離心機(jī)，不適當(dāng)?shù)靥岣咂浞蛛x因數(shù)， 會(huì)引起不利地影響。由于分離因數(shù)是與轉(zhuǎn)數(shù)的平方成正比，所以，為了提高分離因數(shù)，改變轉(zhuǎn)數(shù)的效果比改變半徑的效果要大的多。它是表示離心機(jī)特征的一種指標(biāo) ,分離因數(shù)越大 ,物料所受的離心力越強(qiáng) ,固體和液體分離的效果也越好。而分離 因數(shù)就是表示離心機(jī)中物料所受離心力大小、分離能力的一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)離心機(jī)的脫水效率起決定作用。 主要技術(shù)特征 入料粒度 / mm 0~13(允許到 25) 入料水分 /%