【正文】 圖 33 水平面受力圖 垂直面 (xz)受力圖： 圖 34 垂直面受力圖 畫軸彎矩圖 水平面彎矩圖： 圖 35 水平面彎矩圖 垂直面彎矩圖： 圖 36 垂直面彎矩圖 21 合成彎矩圖： 2xz2xy MMM ?? 圖 37 合成彎矩圖 畫軸轉(zhuǎn)矩圖 軸受轉(zhuǎn)矩 T=T1 T=196306N在校核時取 19 maxSbS ???? maxTSS ???? (36) 其中 max? 和 maxT? ──由于尖峰載荷所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力和切應(yīng)力 Sb? 和 S? ──材料的彎曲和剪切屈服極限 具體計(jì)算過程 現(xiàn)在進(jìn)行主軸的計(jì)算。軸上的尖峰載荷即使作用時間很短和出現(xiàn)次數(shù)很少，不足以引起疲勞破壞，但卻能使軸產(chǎn)生塑性變形。計(jì)算應(yīng)滿足下列條件： 實(shí)心軸 ][b13b ???????? (33) 其中 W──軸的 抗彎截面系數(shù) 安全系數(shù)校核計(jì)算 ⑴疲勞強(qiáng)度校核 疲勞強(qiáng)度的校核即計(jì)入應(yīng)力集中、表面狀態(tài)和尺寸影響以后的精確校核。 按許用切應(yīng)力計(jì)算 受轉(zhuǎn)矩 T(N它主要用于重要的軸，計(jì)算精度較高，但計(jì)算較復(fù)雜，且常需有足夠的資料才能進(jìn)行。它主要用于計(jì)算一般重要的、彎扭復(fù)合的軸，計(jì)算精度中等。 許用彎曲應(yīng)力計(jì)算必須先知道作用力的大小和作用點(diǎn)的位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù)。它主要用于下列情況：①傳遞以轉(zhuǎn)矩為主的傳動軸；②初步估算軸徑以便進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；③不重要的軸。 軸的強(qiáng)度計(jì)算 軸的強(qiáng)度計(jì)算主要有三種方法：許用切應(yīng)力計(jì)算； 許用彎曲應(yīng)力計(jì)算；安全系數(shù)校核計(jì)算。軸肩結(jié)構(gòu)簡單，可以承受較大的軸向力；；螺釘鎖緊擋圈用緊定曙釘固定在 軸上，在軸上零件兩側(cè)各用一上擋圈時，可任意調(diào)整軸上零件的位置，裝拆方便，但不能承受大的軸向力，且釘端坑會引起軸應(yīng)力集中；當(dāng)軸上零件一邊采用軸肩定位時，另一邊可采用套筒定位，以便于裝拆；如果要求套筒很長時，可不采用套筒而用螺母固定軸上零件，螺母也可用于軸端；軸端擋圈常用于軸端零件的固定；圓錐形軸頭對中好，常用于轉(zhuǎn)速較高時，也常用于軸端零件的固定。軸和轂的固定可分為軸向固定和周向固定兩類。因此，實(shí)際的軸多做成階梯形 (階梯軸 )，只有一些簡單的心軸和一些有特殊要求的轉(zhuǎn)軸，才做成具有同一名義直徑的等直徑軸。簡單的軸制 造時省工，熱處理不易變形，并有可能減少應(yīng)力集中。 從節(jié)省材料、減少質(zhì)量的觀點(diǎn)來看，軸的各橫截面最好是等強(qiáng)度的。為使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，必要時還應(yīng) 17 對軸頸和軸頭提出平行度和同軸度等要求。軸頸和軸頭的直徑應(yīng)該按規(guī)范取圓整尺寸，特別是裝滾動軸承的軸頸必須按軸承的內(nèi)直徑選取。有時為了節(jié)約貴重的合金鋼或優(yōu)質(zhì)鋼，或是為了解決大件鍛造的困難，也可用焊接的毛坯。因?yàn)閭鬟f轉(zhuǎn)矩主要靠軸的近外表面材料，所以空心軸比實(shí)心軸在材料的利用上較經(jīng)濟(jì)。鑄造毛坯應(yīng)用很少。在設(shè)計(jì)軸時，除應(yīng)按工作能力準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算或校核計(jì)算外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上還須滿足其他一系列的要求，例如：①多數(shù)軸上零件不允許在軸上作軸向移動，需要用軸向固定的方法使它們在軸上有確定的位置；②為傳遞轉(zhuǎn)矩，軸上零件還應(yīng)作周向固定；③對軸與其他零件 (如滑動軸承、移動齒輪 )間有相對滑動的表面應(yīng)有耐磨性的要求；④軸的加工、熱處理、裝配、檢驗(yàn)、維修等都應(yīng)有良好的工藝性；⑤對重型軸還須考慮毛坯制造、探傷、起重等問 題。 在一般情況下，軸的工作能力決定于它的強(qiáng)度和剛度，對于機(jī)床主軸，后者尤為重要。 即 ][][2 ??? ???? R、 L 分別為轉(zhuǎn)鼓的半徑、長度， ? 是開孔削弱系數(shù)。如果激勵頻率和轉(zhuǎn)鼓的固有頻率相接近， 即共振 現(xiàn)象， 轉(zhuǎn)鼓將產(chǎn)生劇烈的變形， 嚴(yán)重的將發(fā)生爆裂， 所以 轉(zhuǎn)鼓還應(yīng)滿足其剛度要求。 88][ ?? MPa。 錯誤 !未找到引用源。 篩網(wǎng)的當(dāng)量厚度 Ss=。 開孔率 d22 ????? 開孔削弱系數(shù) 4050t dt ?????? 焊縫系數(shù) H? 進(jìn)行 100%的射線探傷進(jìn)行檢查，其焊縫系數(shù)取為 ?? 。如圖 23 所示 圖 23 開孔方式 開孔直徑 選取， 這里 取 20mm，正三角形排列 。 計(jì)算 開孔率 ： 開孔有很多 種方 法，主要有正三角形、轉(zhuǎn)角正三角形、正方形、轉(zhuǎn)角正方形。并為了計(jì)算方便起見，近似取篩網(wǎng)質(zhì)量離心力產(chǎn)生的應(yīng)力為 )1(2 ????? 。開孔削弱系數(shù)為 tdt??? (222) 式中 d──開孔直徑， m； t──轉(zhuǎn)鼓在軸線方向上 的相鄰兩孔間的距離， m。 開孔轉(zhuǎn)鼓 過濾式離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓壁上開有許多小孔，屬于開孔轉(zhuǎn)鼓。作用 于頂蓋和鼓底上的離心壓力 p3 將引起鼓壁的經(jīng)向應(yīng)力 1?? ，此應(yīng)力的大小可根據(jù)軸向力的平衡條件而求得。根據(jù)軸向平衡條件可得： ?? ?????????????????? ???? Rr 22022mf2022mfRr1 00 )rR(4d2)r(2d2pRS2 (213) 離心壓力 p3引起轉(zhuǎn)鼓壁上的環(huán)向應(yīng)力可由拉普拉斯方程式求得 S2 KRRS2 )rR(S Rp 32mf2022mfm a x32 ????????? ??? (214) 式中 K──轉(zhuǎn)鼓的填充系數(shù)，220Rr1K ?? 。為此在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)任取一微塊的物料 (見圖 22)，其體積為 dydddV ???? 。 在此離心壓力作用下，引起鼓壁的環(huán)向應(yīng)力為 SRSSRp 22ss22 ??????? (28) 而離心壓力在鼓壁內(nèi)不產(chǎn)生經(jīng) 向應(yīng)力，即 01??? 圓筒形轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的物料質(zhì)量引起的鼓壁應(yīng)力 對于立式離心機(jī)，其轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的物料在高速回轉(zhuǎn)時，液面基本為平行于軸線的同心圓柱面；而臥式離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的物料表面為平行于軸線的同心圓柱面，如圖 22 所示。使鼓壁產(chǎn)生應(yīng)力。當(dāng)轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)時，篩網(wǎng)質(zhì)量也就產(chǎn)生離心力作用在轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁上。因此，對于超高速離心機(jī)，其轉(zhuǎn)鼓要選用強(qiáng)度高而密度小的材料制做。 R1──第一曲率半徑，此 R1＝∞ R2──第二曲率半徑，此 R2＝ R； p──殼體內(nèi)壓力，此 p＝ p1； S──殼體壁厚， m。 此力可認(rèn)為均勻地作用于這一單元體的表面上，因此由鼓壁本身質(zhì)量產(chǎn)生的單位面積上的離心壓力為 2o1 RωSρLαCp ?? (22) p1 是由轉(zhuǎn)鼓鼓壁本身質(zhì)量而產(chǎn)生的垂直于鼓壁的離心壓力。 10 圖 21 圓筒形轉(zhuǎn)鼓示意圖 設(shè)鼓壁的半徑為 R，鼓壁的厚度為 S，高度為 L，密度為 ρo。 轉(zhuǎn)鼓鼓壁在工作時，需承受轉(zhuǎn)鼓鼓壁本身質(zhì)量在回轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的離心力、篩網(wǎng)質(zhì)量產(chǎn)生的離心力以及物料質(zhì)量產(chǎn)生的離心力。如為了盡量避免由于厚度、載荷和曲率發(fā)生突變，使連接件變形不諧調(diào)，而采用連接處用圓弧連接，或加小一段圓滑的過渡部分 ；也有時在邊緣連接處適當(dāng)增加厚度以承受邊緣應(yīng)力，并采用塑性好的材料制作轉(zhuǎn)鼓。如對鋼制圓筒，當(dāng)離產(chǎn)生邊緣應(yīng)力的距離 ?? （ R 為圓筒半徑、 S 為圓筒壁厚）處，邊緣應(yīng)力就衰減到很小的數(shù)值。 對于轉(zhuǎn)鼓壁與攔液板，鼓壁與鼓底的邊緣連 接的地方（活塞卸料離心機(jī)無攔液板），以及轉(zhuǎn)鼓的圓筒形與圓錐形邊緣連接（如上懸式離心機(jī)）的部分，由于變形相互受到約束，將產(chǎn)生附加的“邊緣應(yīng)力”。有時在這些離心力作用下產(chǎn)生很大的應(yīng)力，使轉(zhuǎn)鼓壁“飛裂”，引起嚴(yán)重后果。 第 2章 轉(zhuǎn)鼓的機(jī)械計(jì)算 離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓是在較高的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速從每分鐘幾百轉(zhuǎn)、幾千轉(zhuǎn)到幾萬轉(zhuǎn)。 一般工程用鑄造碳鋼的標(biāo)準(zhǔn)（ GB567685）將鑄造碳鋼按照室溫下的機(jī)械性能分為 5個牌號，即 ZG200400、 ZG230450、 ZG270500、 ZG310570 和 ZG340640。鑄造碳鋼依其雜質(zhì)元素磷和硫含量的高低而分為三級，磷和硫單項(xiàng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)各低于 %的特質(zhì) (Ⅰ 級 )鋼 。 我國多年來沿用的是以鋼的含碳量作為分級的標(biāo)準(zhǔn)。 當(dāng)采用鋼板焊接來代替鑄造時，不但不用模具，簡化了毛胚制造，而且由于鋼的彈性模量 E 與切變模量 G 均較鑄鐵大 40%70%，因而可以得到重量較輕而剛 性較好的油箱和機(jī)殼。鑄鐵易于切削，抗壓性能好，并且有一定的吸振性。如有些軸類零件要求強(qiáng)度高，硬度要求就高；而有些齒輪、帶鍵槽的軸類零件，因調(diào)質(zhì)后還要進(jìn)行銑、插加工，硬度要求就低些。 因?yàn)檎{(diào)質(zhì)的目的是得到綜合機(jī)械性能，所以硬度范圍比較寬。 45 鋼是中碳結(jié)構(gòu)鋼，冷熱加工性能都不錯，機(jī)械性能較好，且價格低、來源廣，所以應(yīng)用廣泛。如果含碳量過高，調(diào)質(zhì)后工件的強(qiáng)度雖高，但韌性不夠，如含碳量過低，韌性提高而強(qiáng)度不足。cm2 硬度 ， HBS 40Cr 1160℃ 鍛造余熱淬火→ 660℃ 回火 856 166/94 252～ 260 850℃ 淬火 → 610℃ 回火 799 163/59 249～ 255 45 1180℃ 鍛造余熱淬火→ 600℃ 回火 914 123 246 850℃ 淬火 → 550℃ 回火 877 121 235 熱處理工藝： 調(diào)質(zhì)是淬火加高溫回火的雙重?zé)崽幚?，其目的?使工件具有良好的綜合機(jī)械性能。一般機(jī)器的主軸用 45 鋼。這些性質(zhì)是通過熱處理方法實(shí)現(xiàn)的。 表 14 物理性能 鋼號 密度 ρ 103kg/m3 彈性模量 E （ 20℃） MPa 線脹系數(shù) χ 106K1 熱導(dǎo)率 λ 102W/(m但鎢極氬弧焊、金屬極氬弧焊和手工電弧焊最為常用，焊后均無晶間腐蝕傾向。固溶處理溫度為 1000～ 1100℃，加熱后需快冷 (水冷或空冷 )。選用的不銹鋼的鋼號為： 0Cr18Ni12Mo2Ti。 ④ 按鋼的功能特點(diǎn)分類，如低溫不銹鋼、無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、超塑性不銹鋼等。 ② 按鋼中的主要化學(xué)成分或鋼中一些特征元素來分類，如鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼以及超低碳不銹鋼、高鉬不銹鋼、高純不銹鋼等。該類機(jī)型具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，適應(yīng)性強(qiáng)，過濾時間可根據(jù)物料特性及分離要求靈活掌握，濾渣洗滌充分，固體顆粒不易破碎等優(yōu)點(diǎn)。 三足式離心機(jī)：三足式離心機(jī)是一種間歇操作的離心機(jī)。如管式分離機(jī)適于處理量較小的場合等。若分離后回收的是濾渣，則應(yīng)考慮濾渣的完整性，如不允許破壞固體顆粒結(jié)晶的則不能用刮刀卸料離心機(jī)或螺旋卸科離心機(jī)，還應(yīng)考慮濾渣的干燥度及洗滌效果等；若分離后回收的是濾液，則須考慮濾液的澄清度，濾液的回收率等。物料中固相濃度含量、固體顆粒大小、形狀及分布、液固相的重度、液相粘度、揮發(fā)性、 pH 值、顆粒聚積狀態(tài)、腐蝕性、是否易燃、易爆、有毒等，這些特性決定了分離機(jī)械的類型，如液一液分離，則用分離機(jī)；如 有毒則必須使用密閉式的，含固量少且顆粒小的宜用分離因素大的分離機(jī)；易揮發(fā)的不宜用真空過濾機(jī)；固相顆粒較細(xì)，物料易堵塞濾布或?yàn)V網(wǎng)不易再生的，可采用沉降式離心機(jī)等等。 三、選型論證，總體結(jié)構(gòu)概述，本機(jī)型的發(fā)展簡史及趨勢 分離機(jī)械的選型應(yīng)從分離物料的性質(zhì)、分離效果、處理量、分離過程的工藝要求、經(jīng)濟(jì)性等幾方面考慮。 、檢修方使等特點(diǎn)。以上從三個方面對制鹽在役的幾種離心機(jī)進(jìn)行比較，我們可以得到以下幾點(diǎn)結(jié)論 : 1.．不論從哪一方面看， WH 800 離心機(jī)都應(yīng)屬于被淘汰的機(jī)型。因此，從這方面來看， WI650 型離心機(jī)和 P4/2 型 (或 HR500 一 N 型 )離心機(jī) WH 一 800 型離心機(jī)。 WH800 離心機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，推料速度慢，對工藝波動適應(yīng)性最差，經(jīng)常發(fā)生振動、機(jī)身螺絲斷或松動、轉(zhuǎn)鼓松動等事故，事故發(fā)生率最高 。 錐藍(lán)離心機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單 .運(yùn)行狀況穩(wěn)定，出現(xiàn)設(shè)備事故的情況很少，如我廠除因油泵電機(jī)燒毀、電氣聯(lián)鎖裝置失靈而使軸承燒毀情況外，沒有出現(xiàn)過其它事故。對于錐藍(lán)離心機(jī) .則需每半小時洗車一 .次，操作工的勞動強(qiáng)度較活塞卸料離心機(jī)要大。 2 操作及卒故頻度的比較 現(xiàn)真空制鹽所使用的離心機(jī)均需手動洗車，人工調(diào)節(jié)進(jìn)料量，其自動化程序較低，但是其操作均較簡單。由 0表 2可知，錐藍(lán)離心機(jī)噸鹽耗電最小 。 1 生產(chǎn)能力及能耗的比較 表 01 可以看出 P4/2 型 (或 HR500N 型 )離心機(jī)的生產(chǎn)能 力最大，每小時可產(chǎn)鹽12 ~18t。含水量越小，越有利于下一工序 — 干燥?；钊读想x心機(jī)，由于其物料在轉(zhuǎn)