【正文】 光加工的用光系統(tǒng)如圖 所示。在儲粉斗攪拌系統(tǒng)中，在粉斗蓋上開孔，然后嵌入密封套，避免粉斗中的粉末進入軸承 座。此種聯(lián)軸器對中性要求比較高，但它的結(jié)構(gòu)簡單、成本低、適用在轉(zhuǎn)速低、無沖擊、軸的剛性大的場合。 工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 24 頁，共 49 頁 聯(lián)軸器的配置 為使粉輪轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，防止出現(xiàn)脈動。 d 3 作為定軸肩，而軸肩高度 a≧（ ~） d2=~，可取 d3=19mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 跟據(jù)軸的使用場合和具體的使用情況，初步確定軸結(jié)構(gòu)如下： ⑴ 確定軸的尺寸 ｄ１是與聯(lián)軸器連接的由于聯(lián)軸器的直徑為 12mm，故 d1 為 12mm。②與齒頂線平行的任一條直線上局有相同的齒距和模數(shù)。 由于齒輪與齒條嚙合時，不論是否標(biāo)準(zhǔn)安裝，其嚙合角 ? 恒等于齒輪分度圓壓力角 ? ，也等于齒輪齒條的齒形角；至是在非標(biāo)準(zhǔn)安裝時，齒 條的節(jié)線與齒輪的分度圓不重合。 9950 為常數(shù)，由于在運轉(zhuǎn)時粉輪的速度不是太快，最高速度都不超過 40rpm，并且在輸送粉末的過程中，粉輪軸只受到密封套的摩擦力和粉末與粉輪的摩擦作用，這兩種力極小，據(jù)檢測，粉輪在輸送粉末的時候力矩不超過 1Nm，按該值計算，代入公式得： P= 955040 = 因而可以選擇 10w 的小電動機就可以帶動粉輪軸的正 常運轉(zhuǎn)。 由于粉輪每轉(zhuǎn)的送粉量為 ，而送粉器的送粉量為 3170g/min。 本著節(jié)約成本的思想，攪拌電動機只需將粉末混合均勻及即可，可采用固定速度勻速運動來進行。送粉器的結(jié)構(gòu)如下圖所示，粉輪圓周上分布著 24 個小槽，每個小槽的體積 V=長高寬 = 7 1 8=28mm3 。并分析了鼓輪式結(jié)構(gòu)的運行原理。給出看初步設(shè)計方案，送粉器首先要想辦法將團聚體打散并進行輸送，這里針對激光再制造較易實現(xiàn)的粉輪進行轉(zhuǎn)運并借助氣力進行分散。另外，為調(diào)節(jié)送氣量的大小，需要加入一流量計，同時也便于控制不同送粉量的氣流量。碰撞和摩擦不可避免，由于希望達到粉末充分，分散的目的，在氣力輸送粉末沉降過程中，碰撞及其彈射是有益的，需要的，這樣可以在截面方的機會越多，摩擦的機會越多，有害阻力越大，使沉降速度更減小。然而碰撞的過程中產(chǎn)生了摩擦。濃度大，沉降速度減小，濃度相同時，粉末顆粒愈細(xì)，顆粒數(shù)目愈多，同一方向粉末顆粒體表面積就越大，因此遇到的阻力就越大，必然影響沉降與懸浮運動。輸送過程中，管腔中的粉末顆粒不是單個顆粒，而是粉末群，此時粉末群 的沉降不僅受到流體阻力，還受到其他顆粒的干擾阻力。在同類末顆粒中，以球形顆粒 (表面積最小 )沉降速度最大。本系統(tǒng)中，以拋物射出的粉末顆粒主要在管腔中垂直下落，但由于碰撞和彈射，顆粒的運動形式還存在懸浮運動。所以顆粒群的干擾沉降速度，即顆粒群的懸浮速度比單顆粒的自由沉降速度小。濃度相同時，顆粒越細(xì)，顆粒數(shù)目越多，一方面顆粒體表面積就越大、 阻力增大 。 粉末顆粒群的沉降不僅受到流體阻力，還要受到其他顆粒的干擾阻力。 單個粉粒的沉降速度是其在無限空間中的沉降運動。 工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁，共 49 頁 D 一粉管截面直徑 。 。粉粒群在粉管截面上占據(jù)了一定的面積，使流通面積減小，粉粒周圍流體速度增大，其所受到的附加阻力增大，粉粒群沉降速度減小。本章針對稀相粉體輸送中的一些問題，諸如被輸送粉體顆粒的運動速度及輸送氣體流速、輸送總壓降、輸送臨界速度、局部壓力損失等的計算作一介紹。盡管粉體的氣力輸送在工業(yè)上已得到了廣泛的應(yīng)用，但對輸送系統(tǒng)的設(shè)計迄今仍以經(jīng)驗為主 。稀相輸送一般適用于被輸送粉體的質(zhì)量和粒度較小、干燥和輸送距離不大的場合。常見的兩種粉體氣力輸送方式為 :稀相輸送和密相輸送。與氣動輸送最用關(guān)的是顆粒與管腔之間的壁面摩擦角和顆粒之間的內(nèi)摩擦角。 (5)摩擦角。粉末含水工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁，共 49 頁 量增加，除了易產(chǎn)生管腔粘附和堵塞，影響運輸能力，還易導(dǎo)致粉末流均勻性得不到保證。粉末的流態(tài)化同它保留的充氣能力有關(guān)，且粉末在充氣流態(tài)化狀態(tài)下對氣動輸送影響很大 (4)含水量。將空氣一定速度載入粉粒層，粉粒因受氣流包圍而彼此在氣流中運動。粒度分布不均勻的粉末，不僅輸送壓力損失較大，且易堵塞。粉粒的形狀對它的懸浮速度或沉降速度有較大的影響；同一粉末顆粒以求狀的懸浮速度最大；多角形的 摩擦阻力較大；表面凸起多的顆粒管壁碰撞時容易破碎和磨損管壁，此外還以吸濕，粉粒越細(xì)，越易結(jié)成塊；粉末中含有較多的細(xì)粉時，易粘結(jié)。粉末的密度是確定氣動工藝參數(shù)的重要依據(jù)，密度越大用于輸送的能耗就越大，對利用空氣動壓來實現(xiàn)傳輸，要提高輸送氣流的速度或減少粉末的供給量，對用利用空氣靜壓來實現(xiàn)輸送的，要提高輸送壓力，當(dāng)然，密度增大，粉末容易與空氣分離。粉末群所呈現(xiàn)的料性是由每個粉末顆粒具有的物理化學(xué)性能積累的結(jié)果，因此有必要考察一下粉末的一些重要料性，這對我們進行粉末輸送有很大幫助。目前，對粉體物料進行氣力輸送，已成為涉及采礦、 冶金、制藥、食品等眾多領(lǐng)域的普遍方法。 FISCHERSTADT 于 1924 年首次提出了描述氣固兩相混合物在管道中流動的壓降理論。早在十九世紀(jì)，人們就嘗試用風(fēng)扇驅(qū)動，通過管道來輸送木屑和谷物。以上兩個難題都需要在粉末輸送過程 中給予解決，根據(jù)我們的輸送要求，這就要用到氣力輸送的相關(guān)原理。如需要完整說明書和 設(shè)計 圖紙等 .請聯(lián)系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機械畢業(yè)設(shè)計下載！該論文已經(jīng)通過答辯 盡管互相粘結(jié)的顆?？梢圆捎脵C械的方式進行打散，然而機械分散后顆粒的大小畢竟有限，粉末仍會以小塊團的方式存在，所以粉末間的作用仍然會存在，粉末仍然粘結(jié)團聚。v 為槽容積； ? 為粉末的堆比重 粉末自粉輪落至落粉腔之后，依靠自身的重力場和氣流 的作用使粉末傳輸至分粉器，在通過分粉器傳輸至同軸送粉頭。用粉輪的轉(zhuǎn)速計算送粉量為： 工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 16 頁，共 49 頁 g=nmv? 式中： n 為粉輪轉(zhuǎn)速 。粉末由料斗經(jīng)漏粉孔靠自重和壓縮氣體的作用下流體進鼓輪圓周上的小槽內(nèi)，隨著鼓輪的轉(zhuǎn)動小槽內(nèi)的一次流入出粉腔。 (2)粉末輸送出來前的分散 該部分通過粉輪來實現(xiàn)。但過去使用的各種降低顆粒間力的方法或效果有限，限制了超細(xì)粉末流態(tài)化技術(shù)的應(yīng)用。 (1)粉末容器中架橋的消除和粉末的初步打散 超細(xì)粉末間的自然粘著力，使細(xì)顆粒團聚，難于被有效的流化。通常機械力是由高速旋轉(zhuǎn)的葉輪圓盤或高速氣流噴力沖擊作用所引起的氣流運動而造成的，但前者磨損較大，設(shè)備笨重；后者要消耗大量氣體，我們設(shè)計的裝置，將兩者相結(jié)合。 另外一種重要的，較容易實現(xiàn)的方法是機械分散，即用機械力把顆粒團聚打散。 工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁，共 49 頁 攪拌和傳輸系統(tǒng) 由于粉末在傳輸過程當(dāng)中容易發(fā)生團聚團和空洞現(xiàn)象，因而團聚體的打散與否對送粉器的送粉效果有著重要的影響，解決這個問題的方法有多種，例如可以利用靜電力來進行顆粒分散。在氣體動能的作用下粉末未被均勻穩(wěn)定輸送出來，輔之以氣體分散和運輸，粉末容易分散均勻及輸送流暢。 圖 送粉器的結(jié)構(gòu) 通過電動機轉(zhuǎn)動帶動攪拌軸轉(zhuǎn)動使儲粉斗中的粉末避免發(fā)生團聚現(xiàn)象，輔之一氣體粉流系統(tǒng)，此系統(tǒng)能使送粉器傳輸粉末顆粒度較小的粉末。其運動過程如下，攪拌組建在直流電機的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動時，粉斗中粉末在攪拌器的作用下進入落粉腔。設(shè)計方案主要包括落粉、粉輪傳送、氣流輸送三部分。 工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁，共 49 頁 (5)采用在粉輪上開槽的方法和齒輪齒條的形式對粉末的均勻性、定量性 和穩(wěn)定性進行控制調(diào)節(jié)。 (3)用氣流輸送解決超細(xì)粉末流動性差的問題，使粉末從落粉腔輸出時均勻、穩(wěn)定，不出現(xiàn)再次團聚現(xiàn)象。 基于超細(xì)粉末的特殊特性，采用特殊的方法來達到超細(xì)粉末輸送的目的： (1)在粉斗中增加特殊結(jié)構(gòu)的攪拌器避免粉末吸附于粉斗壁上，并在粉斗內(nèi)充滿平衡氣體，防止粉末回流。 顯然，團聚對超細(xì)粉末的傳送和加工都產(chǎn)生非常不利的影響，必須預(yù)先從粉末中打散團聚體，這也是本次設(shè)計急需解決的問題。在團聚體周圍的顆粒同時正常的燒結(jié)它與團聚體晶粒形成大小不一的飛均勻的顯性組織，并結(jié)果在燒結(jié)體中產(chǎn)生各種裂紋氣孔。 團聚使納米相粉的摩擦性增強，粉末流動性變得很差，分散性能降低，團聚使顆粒大小不一，嚴(yán)重影響著粉末的均勻混合：即使將團聚暫時分開，分子間的作用力又會使顆粒再次團聚，很容易堵塞噴嘴，嚴(yán)重影響送粉的連續(xù)性。另外，當(dāng)粉末存在容器中時，很容易產(chǎn)生粉末吸附于容器壁上或容器內(nèi)形成架橋現(xiàn)象。 尺寸極小，表面積很大，位于表面的原子數(shù)占總原子數(shù)相當(dāng)大的比例，表面離子缺少鄰近配位的表面原子，使離子的活性極高，具有巨大的表面能，離子處于極不穩(wěn)定的狀態(tài)，使其具有強烈的相互吸引而達到穩(wěn)定的趨勢，很容易與其它的分子產(chǎn)生很強的相互作用力，如范德華力，異性電荷之間的靜電力、磁性力等，工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁，共 49 頁 其中范德華力其主要作用。然而，對于尺寸在毫米級以下的微細(xì)熔覆粉末，現(xiàn)有送粉器的輸送粉末顆粒比較大，特別是對于有些工件表面的缺陷特別微小（如小的磨損坑、裂痕、小孔洞和腐蝕坑等）無法滿足加工的要求。 （ 3）超細(xì)化。目前的激光熔覆技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用于精密熔覆和微成形，在這種加工過程中，需要對激光熔覆加工區(qū)域進行微量輸送，這對 送粉器的性能要求很高。 （ 2）微量化。對國內(nèi)外文獻資料的整理和分析可以看出送粉器發(fā)展的特點： （ 1）多功能化。 同軸送粉器的發(fā)展特點及未來趨勢 隨著激光熔覆技術(shù)的快速發(fā)展，送粉器作為熔覆設(shè)備的核心元件之一，也得到了廣泛的研究。 （ 7） 電磁振動送粉器：是基于機械力學(xué)和氣體動力學(xué)原理工作的，反應(yīng)靈工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 12 頁，共 49 頁 敏，由于是用氣體做為載流體將粉末輸出，所以對粉末的干燥程度要求高，微濕粉末會造成送粉的重復(fù)性差。但同樣要求所送粉末干燥。 （ 6）沸騰式送粉器：是基于氣固兩相流原理設(shè)計的。 （ 5）鼓輪式送粉器：其工作原理是基于重力場，對于顆粒比較大的粉末，因其流動性好能夠連續(xù)送粉，并且機構(gòu)簡單。粉末輸送率可以達到 ≤1g/min。但在輸送顆粒較小的粉末時，容易團聚，流動性較差，送粉的連續(xù)性和均勻性差，容易造成出粉管口堵塞。但是對其他形狀的粉末輸送效果不好，工作時送粉率不可控，并且對粉末的干燥程度要求 高，稍微潮濕的粉末，會使送粉的連續(xù)性和均勻性降低。由于是靠螺紋的間隙送粉，送粉量不能太小，所以很難實現(xiàn)精密激光熔覆加工中所要求的微量送粉，并且不適合輸送不同材料的粉末。 圖 工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁，共 49 頁 送粉器的性能比較分析 （ 1）螺旋式送粉器：這種送粉器比較適合小顆粒粉末輸送 ,工作中 輸送均勻，連續(xù)性和穩(wěn)定性高，并且這種送粉方式，對粉末的干濕度沒有要求，可以輸送稍微潮濕的粉末。阻分器還有阻止粉末分離的作用。沸騰式送粉器能使氣體與粉末混合均勻，不易發(fā)生堵塞；送粉量大小由氣體調(diào)節(jié)，可靠方便；并且不像刮吸式與螺旋式等機 械式送粉器，粉末輸送過程中與送粉器內(nèi)部發(fā)生機械擠壓和摩擦容易發(fā)生粉末堵塞現(xiàn)象，造成送粉量的不穩(wěn)定。底部和上部的兩個進氣道使粉末流化或達到臨界流化。通過調(diào)節(jié)鼓輪的轉(zhuǎn)速和更換不同大小的粉勺來實現(xiàn)送粉率的控制。粉末從貯粉斗落入下面的粉槽，利用大氣壓強和粉糟內(nèi)的氣壓維持粉末堆積量在一定范圍內(nèi) 的動態(tài)平衡。送粉顆粒最小直徑約 。電源驅(qū)動超聲波發(fā)生器產(chǎn)生超聲波，用水來傳送超聲波。刮板式送粉器適用于顆粒直徑大于 20μm 的粉末輸送 。工作時粉末從粉斗經(jīng)過漏粉孔靠自身的重力和載流氣體的壓力流至轉(zhuǎn)盤，在轉(zhuǎn)盤上方固定一個與轉(zhuǎn)盤表面緊密接觸的刮板，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時，不斷將粉末刮下至接粉斗，在載流氣體作用下，通過送粉管送至激光加工區(qū)域。粉盤上帶有凹槽，整個裝置處于密閉環(huán)境中，粉末由粉斗通過自身重力落入轉(zhuǎn)盤凹槽，并且電機帶動粉盤轉(zhuǎn)動，將粉末運至吸粉嘴，密閉裝置中由進氣管充入保護性氣體，通過氣體壓力將粉末從吸粉嘴處送出，然后在經(jīng)過出粉管到達激光加工區(qū)域。這種送粉器能傳送粒度大于15μm 的粉末，粉末的輸送速率為 10~150g/min。為了使粉末充滿螺紋間隙，粉末存儲倉斗底部加有振動器，能提高送粉量的精度。各種送粉器的具體工作過程如 下： ㈠ 螺旋式送粉器 螺旋式送粉器主要是基于機械力學(xué)原理，如圖 所示，它主要由粉末存儲倉斗、螺旋桿、振動器和混合器等組成。針對不同類型的粉末要求，目前國內(nèi)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 頁，共 49 頁 外已經(jīng)研制的送粉器主要可以分為：螺旋式 送粉器、轉(zhuǎn)盤式送粉器、刮板式送粉器、毛細(xì)管式送粉器、鼓輪式送粉器、電磁振動送粉器和沸騰式送粉器。%；閆江松等研制了一種容積式送粉器，在 200 目 FNi07B 材料輸送的實驗中，送粉量為 0~40g/min，送粉誤差為%；田鳳杰等設(shè)計的同軸送粉系統(tǒng)，能夠輸送功能梯度材料，在粉末充分混合后運用刮吸式送粉機構(gòu)將粉末輸送，顆粒度為 100~350 目的粉末，其送粉量為 2~25g/min，送粉誤差 3%以下；馮立偉等研究的雙料斗載氣式送粉器，可實現(xiàn)單料斗運粉或雙料斗同時送粉，且可實現(xiàn) 2 種粉末的混合輸送， 150 目的 Ni25與 320 目的 WC 混合粉末輸送試驗中，送