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1 杭 州 電 子 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 說 明 書 題 目 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)械學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 姓 名 何嘉俊 班 級(jí) 10010114 學(xué) 號(hào) 10011407 指導(dǎo)教師 褚長(zhǎng)勇 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 摘要 過濾機(jī)是利用多孔性過濾介質(zhì) 截留液體與固體顆?；旌衔镏械墓腆w顆粒 而實(shí)現(xiàn)固 液分離的設(shè)備 過濾機(jī)廣泛應(yīng)用于化工 石油 制藥 輕工 食品 選礦 煤炭和水處理等部門 目前 我國(guó)現(xiàn)有幾百家大型過濾機(jī)生產(chǎn)廠家 為 了適應(yīng)各行業(yè)發(fā)展及要求市面上已經(jīng)出現(xiàn)各種不同的型號(hào)及方式的過濾機(jī) 按 獲得過濾推動(dòng)力的方法不同 分為重力過濾器 真空過濾機(jī)和加壓過濾機(jī)三類 按壓緊方式板框壓濾機(jī)有手動(dòng)壓緊 機(jī)械壓緊和液壓壓緊三種形式 正在發(fā)展 的新型過濾設(shè)備有 機(jī)械力壓榨過濾設(shè)備 能實(shí)現(xiàn)無濾渣層過濾的動(dòng)態(tài)過濾機(jī) 洗選煤炭污水處理 化工和石油工業(yè)用的大型過濾設(shè)備 本題目是設(shè)計(jì)一種廂式隔膜壓濾機(jī) 其由交替排列的濾板和濾餅構(gòu)成一組 濾室 采用自動(dòng)液壓裝置作為壓緊 松開濾板的自動(dòng)機(jī)構(gòu) 并用電接點(diǎn)壓力表 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保壓 采用電液一體自動(dòng)控制拉板 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)推拉濾板動(dòng)作 關(guān)鍵詞 過濾機(jī) 廂式 隔膜 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 Abstract Filter is the use of porous filter medium retain the mixture of liquid and solid particles solid particles and to achieve solid liquid separation equipment Filter is widely used in chemical petroleum pharmaceutical light industry food mineral processing coal and water treatment sectors Currently hundreds of our existing large filter manufacturers To meet the requirements of the industry and the market has been the emergence of various different models and methods of filter Be driven by different methods of filtration divided into gravity filters vacuum filters and pressure filter categories Pressed mode frame filter press with manual compression mechanical compression and hydraulic clamping three forms Is developing a new type of filtration equipment mechanical press filtration equipment to achieve residue free layer of filtering a dynamic filter Coal washing waste water treatment chemical and oil industry equipment used in large filtration The topic is to design a van membrane filter press which consists of alternating filter plates and filter box arrangement constitutes a filter chamber automatic hydraulic device used for pressing and releasing the filter plate and electrical contact pressure table to automatically maintain pressure using electro hydraulic automatic control integrated drawing board automatic sliding plates action Key Words Filter Van Septum 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 目錄 緒論 5 1 任務(wù)書課題介紹 7 1 1 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 7 1 2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 8 2 廂式隔膜壓濾機(jī)的方案設(shè)計(jì) 10 2 1 廂式隔膜壓濾機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù) 10 2 2 適用范圍 10 3 廂式隔膜壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 3 1 工作原理 12 3 2 廂式隔膜壓濾機(jī)常規(guī)參數(shù) 14 3 3 濾板及濾餅設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算 14 3 3 1 濾餅和濾板材料選擇 14 3 3 2 濾板的強(qiáng)度計(jì)算 15 3 3 3 濾餅的強(qiáng)度計(jì)算 16 3 3 4 壓緊板的設(shè)計(jì) 17 3 3 5 支撐組件設(shè)計(jì) 17 3 4 軸承座的設(shè)計(jì)校核 18 3 5 定位套設(shè)計(jì)與校核 19 3 6 壓緊座的靜態(tài)校核 20 3 7 壓緊座的加載校核 22 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 3 8 安裝及調(diào)試 26 3 9 壓濾機(jī)的保養(yǎng)維護(hù) 26 結(jié)論 28 致謝 29 參考文獻(xiàn) 30 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 緒論 過濾機(jī)自 18 世紀(jì)末首次在歐洲用于工業(yè)生產(chǎn)來 它在許多領(lǐng)域得到廣泛 應(yīng)用 隨著工業(yè)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步 近年來迫切要求節(jié)省能源有效地利用資 源及環(huán)境保護(hù) 其中對(duì)過濾機(jī)需求量增加較快的領(lǐng)域有 煤炭 酒精 上下水道 發(fā)酵工業(yè)和蛋白的提取 廢棄物的回收和再利用 然而 需要過濾的物料多數(shù) 是難過濾的 處理量的變動(dòng)也很大 所以迫切的要求開發(fā)高性能的過濾設(shè)備以 適應(yīng)這一情況 過濾機(jī)是利用多孔性過濾介質(zhì) 截留液體與固體顆?；旌衔镏?的固體顆粒 而實(shí)現(xiàn)固 液分離的設(shè)備 過濾機(jī)廣泛應(yīng)用于化工 石油 制藥 輕工 食品 選礦 煤炭和水處理等部門 中國(guó)古代即已應(yīng)用過濾技術(shù)于生產(chǎn) 公元前二百年已有植物纖維制作的紙 公元 105 年 蔡倫改進(jìn)了造紙法 他在 造紙過程中將植物纖維紙漿蕩于致密的細(xì)竹簾上 水經(jīng)竹簾縫隙濾過 一薄層 濕紙漿留于竹簾面上 干后即成紙張 最早的過濾大多為重力過濾 后來采用 加壓過濾提高了過濾速度 進(jìn)而又出現(xiàn)了真空過濾 20 世紀(jì)初發(fā)明的轉(zhuǎn)鼓真空 過濾機(jī)實(shí)現(xiàn)了過濾操作的連續(xù)化 此后 各種類型的連續(xù)過濾機(jī)相繼出現(xiàn) 間 歇操作的過濾機(jī)因能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作而得到發(fā)展 過濾面積越來越大 為得到 含濕量低的濾渣 機(jī)械壓榨的過濾機(jī)得到了發(fā)展 過濾機(jī)應(yīng)根據(jù)懸浮液的濃度 固體粒度 液體粘度和對(duì)過濾質(zhì)量的要求選用 先選擇幾種過濾介質(zhì) 利用過 濾漏斗實(shí)驗(yàn) 測(cè)定不同過濾介質(zhì)和不同壓差下的過濾速度 濾液的固體含量 濾渣層的厚度和含濕量 找出適宜的過濾條件 初步選定過濾機(jī)類型 再根據(jù) 處理量選定過濾面積 并經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證 正在發(fā)展的新型過濾設(shè)備有 機(jī)械 力壓榨過濾設(shè)備 能實(shí)現(xiàn)無濾渣層過濾的動(dòng)態(tài)過濾機(jī) 洗選煤炭污水處理 化 工和石油工業(yè)用的大型過濾設(shè)備 在過濾理論研究方面 濾渣層過濾阻力和孔 隙率的測(cè)算 過濾速度 過濾設(shè)備的模擬和放大 稀薄液體澄清過濾和動(dòng)態(tài)過 濾機(jī)理 以及過濾介質(zhì)的研究 都是重要的課題 利用電子計(jì)算機(jī)控制過濾操 作是過濾設(shè)備的發(fā)展方向 近年來 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展 與此格格不入的是 環(huán)境越來越差 造紙廠主要是污水量的排放相當(dāng)大 污染物主要是重金屬 對(duì)人體危害大 造 紙工業(yè)是一個(gè)產(chǎn)量大 用水多 污染嚴(yán)重的輕工業(yè) 水污染在各種工業(yè)中 名 列前茅 廢氣 固體廢棄物及噪聲等污染 也很嚴(yán)重 紙廠造紙前 原料需要用 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 大量堿水來浸泡 還需要換水 就這樣就把清澈的水變?yōu)獒u油色水 除氣味難聞外 水里含堿等很多化學(xué)制劑 使水不能灌溉農(nóng)田 不能搞任何養(yǎng)殖 嚴(yán)重時(shí)使河道兩 岸樹木枯死 空氣異味兩岸居民難于居住 造紙工業(yè)的廢水若未經(jīng)不效處理而排 入江河中 廢水中的有機(jī)物質(zhì)發(fā)酵 氧化 分解 消耗水是的氧氣 使魚類 貝類等水生生物缺氧致死 一些細(xì)小的纖維懸浮在水是 容易堵塞魚鰓 也造 成魚類死亡 廢水是的樹皮屑 木屑 草屑 腐草 腐漿等沉入水底 淤塞河 床 在緩慢發(fā)酵中 不斷產(chǎn)生毒臭氣 廢水中還有一些不容易發(fā)酵 分解的物 質(zhì) 懸浮在水是 吸收光線 減少陽光透入河水 妨礙水生植物的光合作用 另外帶有一些致癌 致畸 致突變的有毒有害物質(zhì) 總之 造紙廢水使河水濁 黑 惡臭 水草不生 魚蝦滅跡 蚊蠅叢生 蛆蟲遍地 嚴(yán)重威脅沿岸居民的 身體健康 造成痢疾 腸炎 疥瘡等疾病盛行 同時(shí) 還不利于農(nóng)田灌溉和人 畜飲水 造紙工業(yè)排放的一些固體廢物如腐爛漿料 漿渣 樹皮 碎木片 草 根 煤灰渣等 占用場(chǎng)地 發(fā)酵變質(zhì) 放出臭氣 下雨時(shí) 還流出有毒臭水 污染地面水和地下水源 近幾年來 造紙廠中使用的壓濾機(jī)品種多樣 但是存 在的問題也很突出 單位產(chǎn)量能耗高 運(yùn)行成本高 對(duì)細(xì)粒級(jí)污泥適應(yīng)性差 因此 設(shè)計(jì)出一種適合企業(yè) 能降低企業(yè)運(yùn)行成本 同時(shí)對(duì)環(huán)境污染少的壓濾 機(jī)很有必要性 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 1 任務(wù)書課題介紹 本題目是設(shè)計(jì)一種廂式隔膜壓濾機(jī) 其由交替排列的濾板和濾餅構(gòu)成一 組濾室 采用自動(dòng)液壓裝置作為壓緊 松開濾板的自動(dòng)機(jī)構(gòu) 并用電接點(diǎn)壓力 表實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保壓 采用電液一體自動(dòng)控制拉板 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)推拉濾板動(dòng)作 完成 廂式隔膜壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 完成不少于 3 張 A0 圖紙的圖幅工作量 包括裝 配圖及部分零件圖 1 1 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 1 我國(guó)壓濾機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀 壓濾機(jī)是傳統(tǒng)的固液分離設(shè)備之一 中國(guó)早在公 元前一百多年漢朝淮南王劉安發(fā)明豆腐制作過程中就有了最原始?jí)簽V機(jī)的應(yīng)用 改革開放以來3O 多年時(shí)間 壓濾機(jī)在濾板材質(zhì) 結(jié)構(gòu)形式 高效能過濾介質(zhì) 分離效率 自動(dòng)化水平 功能集成 產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性方面發(fā)展迅速 與歐洲 發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)品性能差距越來越小 尤其是近五年時(shí)間 高壓隔膜壓濾機(jī)的研發(fā)成 功 使得我國(guó)壓濾機(jī)的生產(chǎn)數(shù)量躍居世界第一 2 壓濾機(jī)行業(yè)在我國(guó)市場(chǎng)應(yīng)用前景 近年來 國(guó)家對(duì)各行各業(yè)的環(huán)境保護(hù) 和資源利用要求越來越高 大力提倡節(jié)能 減排 清潔生產(chǎn) 綠色制造 壓濾 機(jī)作為環(huán)保應(yīng)用領(lǐng)域的主要使用設(shè)備 化工 冶金 煤炭 食品等行業(yè)的重要 工業(yè)裝備和后處理設(shè)備 市場(chǎng)需求預(yù)計(jì)將會(huì)有較大幅度增長(zhǎng) 3 壓濾機(jī)在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用 主要是處理城市污水污泥 自來水污泥 工 業(yè)廢水污泥 河道湖泊疏浚污泥 如圖1所示 國(guó)產(chǎn) 廂式隔膜壓濾機(jī) 圖 1 國(guó)產(chǎn)廂式隔膜壓濾機(jī) 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 1 2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 1 板框式和廂式壓濾機(jī) Larox自動(dòng)壓濾機(jī) Larox型自動(dòng)壓濾機(jī)是芬蘭拉羅克斯公司 LAROX Oy 研制的 它采 用隔膜壓榨過濾 過濾速率大 濾餅含水率低 單位面積處理量大 Larox型自動(dòng)壓濾機(jī)分Larox PF型和Larox CF型兩種 Larox PF型壓濾機(jī)是立式壓濾機(jī) 濾板水平迭加 板間通過壓緊機(jī)構(gòu) 相互靠攏 形成45mm高的濾室 該機(jī)配備有一個(gè)控制盤和一個(gè)高壓泵壓水站 控制盤內(nèi)裝兩個(gè)程序 其中之一為濾餅洗滌程序 整個(gè)壓濾過程分6個(gè)步驟完成 注漿 礦漿通過給料泵給入歧管 然后均勻分配至每個(gè)濾室 直至有足 夠固體為止 擠壓 高壓泵把水揚(yáng)送到濾室的隔膜后面 通過隔膜擠壓濾餅 減少濾 餅體積 洗滌 需要洗滌時(shí) 洗滌液沿與礦漿相同的管道注入 洗滌濾餅 第二次擠壓 洗滌后的濾餅脫水 吹氣 通過礦漿管路通人壓縮空氣 使濾餅干燥 排卸 吹氣完成后 關(guān)閉裝置放下壓板 壓板以相等的距離懸掛 帶有 濾餅的濾布從一個(gè)平板到另一個(gè)平板作 Z 形運(yùn)動(dòng) 相當(dāng)一臺(tái)運(yùn)輸機(jī)將過濾 機(jī)兩邊的濾餅卸下 Larox PF型壓濾機(jī)已在許多國(guó)家的選礦廠和化工廠推廣應(yīng)用 芬蘭奧托昆 普公司Ko talahti鎳礦用該機(jī)代替真空過濾機(jī) 干燥機(jī) 濾餅水分由18 20 降到8 9緯 我國(guó)金川有色金屬公司已引進(jìn)該機(jī) 準(zhǔn)備在二期工程選礦精礦 的脫水中應(yīng)用 Larox CF型自動(dòng)壓濾機(jī)是臥式隔膜壓濾機(jī) 它的設(shè)計(jì)較新穎 全自動(dòng)隔膜 擠壓 采用壓氣噴吹濾餅 快速而有效的閉合系統(tǒng)縮短了停歇時(shí)間 簡(jiǎn)單有效 地排卸濾餅 使用了反沖洗的濾布清洗裝置和改變過濾方向自動(dòng)清除濾布的裝 置 該機(jī)的工作過程類似于Larox PF型壓濾機(jī) 適用于選礦 選煤 污水處理 及水泥等工業(yè)部門 2 Lasta型自動(dòng)壓濾機(jī) 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 Lasta型自動(dòng)壓濾機(jī)是根據(jù)日本專利 由美國(guó)制造的 該機(jī)有ISF型和 ISD型兩種型號(hào) 結(jié)構(gòu)相同 后者在濾室上增加了一層橡膠薄膜 用于過濾可 壓縮物料 前者用于過濾不可壓縮物料 ISF型臥式壓濾機(jī)由框架 壓緊機(jī)構(gòu) 濾板和濾布等組成 濾板強(qiáng)度按承受20kg cmZ設(shè)計(jì) 美國(guó)雙峰銅鑰礦選廠采用 3臺(tái)Lasta ISF型壓濾機(jī)過濾銅精礦 濾餅水份可降至8 一1000 加拿大魁北克 省帕蒂諾礦也用Lasta ISF型壓濾機(jī)來過濾銅精礦 3 Sala VP型全自動(dòng)壓濾機(jī) VP型全自動(dòng)壓濾機(jī)是瑞典薩拉國(guó)際公司生產(chǎn)的新一代壓濾機(jī) 采用聚丙烯 制成過濾室 重量輕 采用強(qiáng)制式液壓缸 設(shè)計(jì)緊湊 占地面積小 濾布易于快 速更換 對(duì)不同的物料可采用不同的壓力 可動(dòng)部件少 維修量小 提高了設(shè)備 作業(yè)率 該機(jī)有兩種工作方式 VPA 型系吹氣式垂直板框壓濾機(jī) 利用壓縮空氣 脫水 工作壓力為0 71 1 02MPa VPC型為壓縮式垂直板框壓濾機(jī) 利用 壓縮隔膜脫水 工作壓力為1 63MPa 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 2 廂式隔膜壓濾機(jī)的方案設(shè)計(jì) 本題目是設(shè)計(jì)一種廂式隔膜壓濾機(jī) 其由交替排列的濾板和濾餅構(gòu)成一組 濾室 采用自動(dòng)液壓裝置作為壓緊 松開濾板的自動(dòng)機(jī)構(gòu) 并用電接點(diǎn)壓力表 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保壓 采用電液一體自動(dòng)控制拉板 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)推拉濾板動(dòng)作 完成廂 式隔膜壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 1 廂式隔膜壓濾機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù) 主要技術(shù)參數(shù) 過濾面積 100 濾餅厚度 30 濾板數(shù)量 39 濾室容積 1 57 整機(jī)重量 8960 主機(jī)長(zhǎng)度 5150 整機(jī)長(zhǎng)度 6080 該機(jī)最大過濾壓力為 0 6MPa 2 2 適用范圍 1 化工 染料 顏料 熒光粉 保險(xiǎn)粉 凈水劑等 2 醫(yī)院 抗生素 植酸鈣 中藥 有機(jī)磷 糖化酶等 3 食品 白酒 飲料 啤酒 酵母 檸檬酸 植物蛋白 豆奶 海藻等 4 冶金 金礦 銀礦 銅礦 鐵礦 鋅礦 稀土等粉末選礦等 5 陶土 高嶺土 膨潤(rùn)土 活性土 瓷土 電子陶瓷土等 6 污水處理 化工污水 冶煉污水 電鍍污水 皮革污水 印染污水 釀 造污水 制藥污水 環(huán)境污水等 2 3 廂式隔膜壓濾機(jī)特點(diǎn) 1 增強(qiáng)聚丙烯濾板采用多項(xiàng)專利技術(shù)模壓而成 表面平整光滑 強(qiáng)度高 重量輕 耐酸堿 耐腐蝕 無毒無味 聚丙烯隔膜擁有優(yōu)良的耐化學(xué)性 耐酸 耐堿 抗老化性能優(yōu)良 無毒 無味 使用壽命長(zhǎng) 高彈性配方 使鼓膜效果 最佳 能更有效地直接壓榨剪切脫水 內(nèi)置懸掛結(jié)構(gòu) 安裝方便 密封可靠 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 特殊的結(jié)構(gòu)形式及材質(zhì) 使其能承受更高的壓榨壓力 使濾餅更干 2 采用自動(dòng)液壓裝置作為壓緊 松開濾板的自動(dòng)機(jī)構(gòu) 并用電接點(diǎn)壓力 表實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保壓 采用電液一體自動(dòng)控制拉板 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)推拉濾板動(dòng)作 3 機(jī)架全部采用高強(qiáng)度的鋼焊合件 機(jī)架強(qiáng)度高 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 使用壽 命長(zhǎng) 足以承受壓濾引起的強(qiáng)大壓力 4 該機(jī)有 PLC 自動(dòng)控制及繼電器控制等多種配置 操作面板簡(jiǎn)單安全 并配有多種安全裝置 確保操作人員安全 5 該機(jī)主梁導(dǎo)軌面配置一次成型的耐磨非金屬軌道 主機(jī)采用橋架式可 伸縮機(jī)構(gòu) 該機(jī)最大過濾壓力為 0 6MPa 是懸浮液固液分離的理想設(shè)備 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 3 廂式隔膜壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 1 工作原理 廂式隔膜壓濾機(jī)由多塊濾板和濾餅交替排列組成 濾板和濾餅的數(shù)量視生 產(chǎn)能力和濾漿的情況可以增減 其結(jié)構(gòu)如圖 2 所示 圖 2 廂式隔膜壓濾機(jī) 組裝時(shí)濾板與濾餅之間加濾布 借手動(dòng)螺桿將其壓緊 兩相鄰濾布之間的 框間為過濾空間 板框壓濾機(jī)的濾板和濾餅之間所安裝的濾布 除了承擔(dān)過濾 的工作之外 還能起到密封墊片的作用 濾板和濾餅的對(duì)角上開有通孔 組成 后形成濾漿 洗滌液和濾液的通道 廂式隔膜壓濾機(jī)的過濾流程如圖 3 所示 濾漿由濾餅上方的通孔進(jìn)入濾餅 空間 固粒被濾布截留 在框內(nèi)形成濾餅 濾液則穿過濾餅和濾布流向兩側(cè)的 濾板 然后順著濾板的溝槽向下流動(dòng) 由濾板與濾餅下方組成的通孔排出 這 種稱為暗流試過濾機(jī) 可減少濾液與空氣的接觸 當(dāng)濾餅內(nèi)充滿濾餅時(shí) 應(yīng)停 止過濾 進(jìn)行洗滌 洗滌流程如圖 3 洗滌液由洗滌濾板上方進(jìn)入 穿過兩層 濾布和整個(gè)濾餅厚度 從中間的濾板下方流出 洗滌速率為過濾終了時(shí)過濾速 率的四分之一 過濾機(jī)的特點(diǎn) 過濾面積大 占地小 構(gòu)造簡(jiǎn)單 制造方便 過濾推動(dòng)力大 對(duì)物料 適應(yīng)性好 但裝拆勞動(dòng)強(qiáng)度大 間歇操作 濾布消耗量大 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 圖 3 過濾流程圖 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 3 2 廂式隔膜壓濾機(jī)常規(guī)參數(shù) 過濾面 積 地基尺 寸 A 主機(jī)長(zhǎng) 度 B 濾餅厚 度 濾板框 數(shù) 濾室容 積 整機(jī)長(zhǎng) 度 C 重量 m2 mm mm mm 塊 L mm KG 100 4260 5150 30 39 1 57 6080 8980 3 3 濾板及濾餅設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算 3 3 1 濾餅和濾板材料選擇 濾餅和濾板僅采用增強(qiáng)聚丙烯做成 增強(qiáng)聚丙烯濾板采用點(diǎn)狀圓柱凸臺(tái)設(shè) 計(jì) 模壓成型 具有過濾速度快 濾餅脫水率高 洗滌均勻徹底 防腐及密封 性能好 為降低濾渣的含水率 還生產(chǎn)隔膜壓榨式壓濾機(jī) 極大地提高了工作 效率和經(jīng)濟(jì)效益 經(jīng)過挑選的聚丙烯材料不僅對(duì)過濾元件的加工提供了便利 而且它的高負(fù)荷特性證實(shí)了它的有效性 濾板化學(xué)性能穩(wěn)定 抗腐蝕性強(qiáng) 耐 酸 堿 鹽的侵蝕 無毒 無味 重量輕 強(qiáng)度高 耐高溫 高壓 操作省力 板框壓濾機(jī)的濾板在表面設(shè)計(jì)有凹槽 用以安裝 支撐濾布 并引導(dǎo)過濾液的 流向 而濾餅和濾板在組裝后構(gòu)成液體流通通道 用以通入懸浮液 洗滌水和 引出濾液 每個(gè)濾板的下方設(shè)有出液通道孔 若干塊濾板的出液孔連成一個(gè)出 液通道 由止推板下方的出液孔相連接的管道排出 3 3 2 濾板的強(qiáng)度計(jì)算 濾板兩個(gè)側(cè)面的溝槽部分承受著過濾壓強(qiáng) 理論上兩側(cè)壓強(qiáng)應(yīng)當(dāng)是相等的 但實(shí)際上在過濾過程中一開始濾板首先受到濾漿入口側(cè)的壓強(qiáng) 而且在過濾過 程中由于壓強(qiáng)損失和液體流動(dòng)受到障礙等原因 濾板兩側(cè)的壓力會(huì)失去平衡 多數(shù)濾板處于單側(cè)受壓狀態(tài) 因而濾板必須具有一定的厚度以保證足夠的機(jī)械 強(qiáng)度 取濾板兩側(cè)過濾壓強(qiáng)為 和1P2 濾板所受的彎曲載荷 當(dāng) 取達(dá)到最大值為過濾壓強(qiáng)最為安全 但濾板太厚 將導(dǎo)致過濾效率p 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 降低 成本增加 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可得 10 P P 5Mpa 這時(shí)濾板中產(chǎn)生的最大應(yīng)力 的max 最大撓度 應(yīng)滿足下列條件max 2axtpb 34maxEt 式中 壓強(qiáng)差 Pa p b 短邊的一半 m t 板厚 m E 彈性模量 Pa 許用應(yīng)力 Pa 板的許用撓度 m 取決于 a b 的比值的系數(shù)可查下表得 a b 1 1 25 1 5 1 75 21 231 1 596 1 817 1 96 1 99 2 0 221 0 318 0 384 0 442 0 443 0 454 最小板厚度 pt m 62 取 t 30mm 符合條件 3 3 3 濾餅的強(qiáng)度計(jì)算 過濾時(shí) 在過濾壓強(qiáng) p 的作用下 濾餅承受了內(nèi)壓如右圖 今將濾餅的框 邊簡(jiǎn)化為兩端固定作用有均勻載荷 p 的梁因而框邊最大彎曲力矩為 mNlM 12 而 N mpt 式中 M 最大彎矩 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 單位長(zhǎng)度上的載荷 l 濾餅內(nèi)邊長(zhǎng) p 過濾壓強(qiáng) t 濾餅厚度 從而可求的濾餅個(gè)邊的最大彎曲應(yīng)力 和最大撓度max max 即 2maxdpl 344ax38ElIl mpld08 162 052 取 d 39mm 符合條件 3 3 4 壓緊板的設(shè)計(jì) 壓緊板用以壓緊濾板濾框 兩側(cè)的滾輪用以支撐壓緊板在大梁的軌道上滾 動(dòng) 壓緊板包括板和螺桿 螺桿和板用軸承連接 由于轉(zhuǎn)速不高 內(nèi)圈與軸的 軸向緊固用軸用天彈性擋圈嵌在軸的溝槽內(nèi) 外圈與坐孔的軸向緊固采用軸承 端蓋緊固 由于要受到比較大的軸向力 所以采用角接觸球軸承 7205C AC B 此軸承轉(zhuǎn)速極低 只受軸向力 所以只進(jìn)行靜強(qiáng)度校核 即 0SPCAa 由武漢理工大學(xué)出版社出版 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 8 9 可得 5 10 kNARPa 15 24tn32 根據(jù)中個(gè)農(nóng)業(yè)出版社出版 實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 上 可查的 kNCa60 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 合理0043 2SPCAa 3 3 5 支撐組件設(shè)計(jì) 機(jī)架是壓濾機(jī)的基礎(chǔ)部件 兩端是止推板和壓緊頭 兩側(cè)的大梁將二者連 執(zhí)著起來 大梁用以支撐濾板 濾框和壓緊板 機(jī)架組選擇材料鑄造鐵 HT200 為了保證操作與卸料的方便 取橫梁離地面距離為 H 為約為 395mm 支架 與后頂板采用螺栓連 1 選用 GB5780 86 M10X35 螺栓組為不受任何工作載荷作用的緊螺栓聯(lián)接 盡管該聯(lián)接并不受任何工 作載荷作用 但是由于裝配時(shí)已經(jīng)將螺母擰緊 因此 螺栓必然受到預(yù)緊力 F 和螺紋副摩擦力矩 T 的作用 按照第四強(qiáng)度理論 螺栓危險(xiǎn)截面上的當(dāng)量1 應(yīng)力為 3 1 5 0 33222 e 故螺栓螺紋部分的強(qiáng)度條件為 4 d 1 2Fe 或 式中 緊螺栓的需用拉應(yīng)力 Mpa 3 1 查表可得 M10 的 8 367mm 許用應(yīng)力 取值范圍為 3 4 取1d 3 5Mpa 3 4 軸承座的設(shè)計(jì)校核 軸承座的的結(jié)構(gòu)如圖 4 所示 直徑為 260mm 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 圖 4 軸承座 在實(shí)際工作中軸承座只受到軸壓力的作用 因此只要校核軸承座的壓應(yīng)力 即可 從圖 4 可以看出 軸承座在連接處的面積最小 即屬于危險(xiǎn)截面 即式 作用在軸承座的最大力 6 75 4 1sMPan 連接處最大應(yīng)力 max25 64 189 0 0NFaA 連接處的最大應(yīng)力 max125 61 2567 0NMPa 通過對(duì)軸承座的以上校核 可知所設(shè)計(jì)的軸承座符合設(shè)計(jì)要求 3 5 定位套設(shè)計(jì)與校核 本次設(shè)計(jì)的定位套如圖 5 所示 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 圖 5 連接法蘭零件圖 定位套直徑為 90mm 0 43 cbaFaBA 5cb BA 4359078 5ABFN 許用應(yīng)力 用插入法查得 012 5bMPa 許用應(yīng)力值 6 應(yīng)力校正系數(shù) 100 582b 當(dāng)量彎矩 5938 67 TNm 22 AMT 5 B 設(shè)計(jì)的定位套最小直徑 min0d 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 定位套直徑 31580 AAbMdm 驗(yàn)算合格 min 3 6 壓緊座的靜態(tài)校核 圖 6 壓緊座零件 將壓緊座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化 具體形狀尺寸為 長(zhǎng) 500mm 高度 290mm 寬度 120mm 壓緊座自身重力可以簡(jiǎn)化為平均分布在壓緊座上的分布力 預(yù)定裝 載質(zhì)量為 8960KG 則平均分布力 0 529 18609 4 819 N m q 較核安全因數(shù) 5sn 壓緊座在工作時(shí)起到了拉力的作用 在工作過程中 F 的作用下 壓緊座處于 靜太平衡狀態(tài) 此時(shí)壓緊座受力情況 約束 A 處和 B 處的支反力分別為 和RAF RBF 由靜力平衡可得 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 2 2 0yRAFBARFqCDMA 可得 2 2 9 429 29 05101 54RAFBRB 解得 92 RAFN 39 7 RBFN 壓緊座在 CA AB BD 三段內(nèi)所受的剪切力和彎矩各不相同 應(yīng)分段分析 在 CA 段 018 xm 22 9 13SFxqxM 在 AB 段 18 50 1mxm 222 408 48 511048 4SRAFqFxqxxCx 在 BD 段 250 15mxm 2 2 9764040 0 1620 82197615 SFxqCDxMx x 最大剪切應(yīng)力 max3 24 05sFMPaA 730 486 1 5s MPan 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 最大彎曲應(yīng)力 maxMw 2260 35106bh 所以 617054 2Pa 73 486 7 1 5s MPan 綜上可得 壓緊座在靜態(tài)時(shí)安全 符合強(qiáng)度要求 3 7 壓緊座的加載校核 在加載振動(dòng)工作過程中的主要振動(dòng)元件是在 A 處和 B 處用于壓緊座作用 且為了使壓緊座在連接過程中相對(duì)于水平面不出現(xiàn)由于 A 處與 B 處的力度 受 力不均而出現(xiàn)的受力不均相等 從而使壓緊座在連接過程中趨于相對(duì)的平穩(wěn) 設(shè)壓緊座作用于軸 壓緊座自身重力和預(yù)重量之和與靜態(tài)分析時(shí)相同處理 此 時(shí)壓緊座受力情況約束 A 處和 B 處的支反力分別為 和 其中 RAFBEx 根據(jù)力平衡方程 2 2 0XRABYA RBFFFqCDqMCAFCE 且 RARBF 根據(jù)力平衡方程 1 10 xRAaRcy caa RAcFGFMab 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24 011sin2RARAF co 0sRcRc in2F RARc 1RARAF 2 3 6xlEI 最大撓度 作用力 F 固定端到點(diǎn)的距離 x 模量 E 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 I 有效長(zhǎng)度 l 可得 2 6 3 EIFxlx 3 100 15 46 7bhI 最大撓度 6 m 92 ENm 25 labm 則使壓緊座產(chǎn)生最大力 91033106 7 403 25nF N 1 2RARCnF 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 20000coscos2sin2cos444n FqFCDF 1 58 3 N 26 FN 0 sin2267 34 RABFqCDN 0cos59 4 2RAB 018 7FN sin4903 2 2261 261 0 367 0 3749 803x 解得 0 5xm 壓緊座在各段內(nèi)的剪切力 拉壓應(yīng)力和彎矩個(gè)不相同 分段分析 在 CA 段 018 x 22 061 30 8NSFxqxMx 在 AE 段 18 50 1mxm 2 22 6 67 2349437 267 0 130 813086749SRANRAFxqFxNqMxCxx 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 在 EB 段 250 150mxm 222 9 437 261 49 803267 34261 59 61 267 340 56 0 4 18174 79NRBS RARBFxNqFxxqMxCCDxxx 2 0 4 61 0 64 213 804 2 93NSFqxMxx 在 AB 段內(nèi)的擠壓應(yīng)力 max590 47 9 3NFMPaA 70 486 7 1 5s MPan 剪切應(yīng)力 max258 0 172 03s a 730 486 7 1 5s an 彎曲應(yīng)力 axMw 26 305 6bh 所以 623 941 5 150MPa 730 486 71 5s MPan 綜上可得 壓緊座在工作狀態(tài)下的應(yīng)力符合安全要求 3 8 安裝及調(diào)試 1 按照供方提供的底腳尺寸設(shè)計(jì)預(yù)埋孔 采用兩次灌漿法 2 壓濾機(jī)周圍應(yīng)留有足夠空間 以便于操作和維護(hù)保養(yǎng) 3 壓濾機(jī)應(yīng)水平放置在地坪上 后頂板用底腳螺拴固定在基礎(chǔ)上 注 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 底腳螺拴一般只固定后頂板 因拉干由于板框的壓力產(chǎn)生一定的向下彎 曲 當(dāng)壓濾機(jī)壓緊工作時(shí) 拉干被拉直 從而產(chǎn)生小量位移 如果兩端 同時(shí)固定 有可能導(dǎo)致壓不緊或者損壞機(jī)架 4 濾布的材質(zhì) 規(guī)格按照過濾的物料 壓力 溫度而定 應(yīng)選擇適宜的濾 布 5 板框按照要求整齊地排放在機(jī)架上 將加工好的濾布整齊地排在濾板上 注意濾板間進(jìn)料孔和漂洗孔相對(duì)應(yīng) 6 接通電源 檢查是否正常 機(jī)械傳動(dòng)要檢查電機(jī)正反轉(zhuǎn)是否符合要求 3 9 壓濾機(jī)的保養(yǎng)維護(hù) 為了更好的利用和管理壓濾機(jī) 提高產(chǎn)品質(zhì)量 延長(zhǎng)設(shè)備壽命 日常維 護(hù)和保養(yǎng)壓濾機(jī)是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié) 因此需做好以下幾點(diǎn) 1 經(jīng)常檢查壓濾機(jī)的各連接部件有無松動(dòng) 應(yīng)及時(shí)緊固調(diào)整 2 要經(jīng)常清洗 更換壓濾機(jī)的濾布 工作完畢時(shí)應(yīng)及時(shí)清理殘?jiān)?不能在板框上干結(jié)成塊 以防止再次使用時(shí)漏料 經(jīng)常清理水條和排水孔 保 持暢通 3 要經(jīng)常更框壓濾機(jī)的機(jī)油 對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)部件要保持良好的潤(rùn)滑 4 壓濾機(jī)長(zhǎng)期不用應(yīng)上油封存 應(yīng)平整地堆放在通風(fēng)干燥的庫房 堆放高 度不超過 2m 以防止彎曲變形 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 結(jié)論 通過這次水下連接器振盤設(shè)計(jì) 我認(rèn)識(shí)到了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)和 實(shí)際設(shè) 計(jì)之間的差距 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)既鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí) 解決實(shí)際應(yīng)用問題的能力 同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料 設(shè)計(jì)手冊(cè) 設(shè)計(jì) 規(guī)范 以及電腦制圖等其他專業(yè)能力的水平 而且通過對(duì)整體的掌控 對(duì)局部的取舍 以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理 都使我的能力得到了鍛煉 經(jīng)驗(yàn)得到了豐富 并且使 我的毅力 意志力以及耐力都得到了不同程度的提高 這些都是我希望得到的 也是畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在 雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多 過程繁瑣 但我的收獲也 是非常的多 各種設(shè)計(jì)方案的適用條件 各種零部件的選用標(biāo)準(zhǔn) 我都是隨著 設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的 從畢業(yè)設(shè)計(jì)中學(xué)來的這些寶貴的知 識(shí)和經(jīng)驗(yàn) 必然會(huì)讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力 更強(qiáng)的溝 通力和理解力 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 本次設(shè)計(jì)參考了許多資料 吸取了其優(yōu)點(diǎn) 并在考慮我國(guó)實(shí)際的基礎(chǔ)上完 成了水下連接器振盤設(shè)計(jì) 表達(dá)了自己的設(shè)計(jì)思想 完成了設(shè)計(jì)任務(wù) 但是由 于缺乏生產(chǎn)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) 問題一定很多 這些都需要老師改正 使之更合乎生 產(chǎn)實(shí)際 致謝 本文是在老師的精心指導(dǎo)下完成的 老師師淵博的學(xué)識(shí) 開闊的視野 敏 銳的洞察力 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 求實(shí)創(chuàng)新的工作作風(fēng) 永遠(yuǎn)是我學(xué)習(xí)的榜樣 也將始終引導(dǎo)和激勵(lì)著學(xué)生在科學(xué)技術(shù)的殿堂里探索前進(jìn) 老師令人敬佩的平 易近人的處世方式也為學(xué)生樹立了榜樣 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下 完成的 在整個(gè)過程中同時(shí)也得到了其他老師的指導(dǎo)和大力支持 在此我向老 師們表示崇高的敬意和衷心的感謝 感謝他們對(duì)我在學(xué)習(xí)上的耐心指導(dǎo) 以及 做人做事方面的悉心教誨 使我在解決問題的方法策略和為人處事上都有了很 大提高 同時(shí)祝愿他們工作順利 身體健康 在這個(gè)設(shè)計(jì)過程中 我得到了很多同學(xué) 朋友及老師的支持和幫助 他們 給予了極大的幫助和支持 在此我對(duì)他們表示衷心的感謝 同時(shí)我也感謝我的 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 30 家人 是他們的理解和默默支持使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能得以順利按時(shí)的完成 最后 借此機(jī)會(huì)謹(jǐn)向所有關(guān)心 支持和幫助我的老師 同學(xué) 家人 朋友以及所有默 默支持我的人致以最衷心的感謝 謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給所有關(guān)心和幫助我的人 學(xué)生所取得的每一點(diǎn)點(diǎn)成績(jī)和每一次的進(jìn)步 無不凝聚著老師大量的心血 在此論文完成之際 謹(jǐn)向老師致以最崇高的敬意和衷心的感謝和幫助 在此向 老師表示衷心的感謝 老師全面活躍的思維方式 一絲不茍的治學(xué)態(tài)度和勤奮 務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象 并將使我受益終生 感謝我的家人 他們的支持和理解是我完成學(xué)業(yè)的前提和動(dòng)力 沒有他們的支持我不可能順利 完成我的學(xué)業(yè) 值此論文完成之際 向所有給予我關(guān)心和幫助的老師 同學(xué)和 親友致以深深的謝意和美好的祝福 參考文獻(xiàn) 1 何銘新 錢可強(qiáng)主編 機(jī)械制圖 第五版 高等教育出版社 2 楊明忠 朱家誠主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 武漢理工大學(xué)出版社 3 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 下 第二版 石油化工出版社 4 劉鴻文主編 材料力學(xué)第四版 高等教育出版社 5 使用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 上 下 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社 6 機(jī)械工程師手冊(cè) 上 機(jī)械工業(yè)出版社 7 吳尚斌編著 公差配合使用技術(shù)手冊(cè) 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 8 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 上 機(jī)械工業(yè)出版社 9 王新等編著 AUTO CAD 2002 機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用與實(shí)例 北京 國(guó)防工業(yè)出版社 2002 10 濮良貴主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京 高等教育出版社 2001 11 美國(guó) I J 卡拉西克等編著 泵手冊(cè)第一分冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 廂式隔膜壓濾機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 31 12 沈陽水泵研究所編著 泵 噴射設(shè)備產(chǎn)品樣本 機(jī)械工業(yè)出版社 13 聯(lián)軸器選用手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 14 機(jī)械工程手冊(cè)電機(jī)工程手冊(cè)編輯委員會(huì)編 機(jī)械工程手冊(cè) 機(jī)械零部件設(shè) 計(jì)卷 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1996 15 P Cu M Hashemian A Y C Nee Adaptable Design J CIRP 2004 53 2 1 19 16 Meirovitch L Elements of Vibration Analysis New York 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