机械毕业设计1161浓缩机毕业设计

1 概论浓缩设备在选矿厂一般用于过滤之前的精矿浓缩或尾矿脱水，还可广泛用于煤炭、化工、建材以及水源和污水处理等工业中含固料浆液的浓缩和净化。

浓缩机主要由圆形浓缩池和耙式刮泥机两大部分组成，浓缩池里悬浮于矿浆中的固体颗粒在重力作用下沉降，上部则成为澄清水，使固液得以分离，沉积于浓缩池底部的矿泥由耙式刮泥机连续地刮集到池底中心排矿口排出，而澄清水则由浓缩池上沿溢出。

耙式浓缩机通常可分为中心传动式和周边传动式两大类，构造大致相同，都是由池体、耙架、传动装置、给料装置、排料装置、安全信号和耙架提升装置组成。

浓缩机的池体一般可用水泥制成，小型号的可用钢板焊制，为了便于运输物料，底部有 6～12的倾角；与池底距离最近的是耙架，耙架下有刮板；浓缩机的给料一般是先由给料溜槽把矿浆给入池中的中心受料筒，而后再向四周辐射；矿浆中的固体颗粒逐渐浓缩沉降到底部，并由耙架下的刮板刮入池底中心的圆锥形卸料斗中，在用沙泵排出；池体的上部周边没有环形溢流槽，最终的澄清水由环形溢流槽排出；当给料量过多或沉淀物浓度过大时，安全装置发出信号，通过人工手动或自动提怕装置将耙架提起，以免烧坏电机或损坏机件。

中心传动耙架浓缩机，其耙臂由中心衍架支撑，衍架和传动装置置于钢结构或钢筋混凝土结构的中心柱上。

由电动机带动的蜗轮减速机的输出轴上安有齿轮，它和内齿轮啮合，内齿轮和稳流筒连在一起，通过它带动中心旋转架饶中心柱旋转，在带动耙架旋转。

可以把一对较长的耙架的横断面做成三角形，三角形的斜边两端用铰链和旋转架连接，因为是铰链连接，可以使耙架向上向后提起，大型中心传动浓缩机的国产规格为16m、20m、30m、40m 和53m，已有直径达到100m的产品，国外已达183m。

周边传动耙式浓缩机，池中心有一个钢筋混凝土支柱，耙架一端借助于特殊轴承置于中心支柱上，另一端与传动小车相连接，小车上的辊轮由固定在小车上的电机经减速器，齿轮齿条传动装置驱动，使其在轨道上滚动，带动耙架回转，为了想电机供电，在中心支柱上装有环形接点，而沿环滑动的集电接点则与耙架相连，将电流引入电机。

一般选型原则在选择浓缩机时，一般应根据给料量、给料量粒度的组成、物料沉降速度、给料和排料的固液比、矿浆及泡沫的黏度、浮选药剂和絮凝药剂的类型、矿浆温度等因素来确定其规格和类型。

一般选择是：给料量较小时一般选用中心传动式浓缩机，给料量较大时则选用周边传动式浓缩机，物料密度小可用辊轮式，反之以齿条式为宜。

在厂地小和寒冷地区浓缩机设于室内时，可选用高效浓缩机，但要考虑到絮凝剂的效果及其对下面工序的影响。

既要满足下段作业对精矿或中矿含水量的要求，又要严格控制和减少随溢流流失的金属量及溢流水的浊度。

应尽量通过生产性实验或模拟实验确定所需浓缩机面积，并据此选用合适的浓缩机。

在准确掌握被浓缩矿浆特性的情况下，可参照处理类似矿石选矿厂的生产指标选用相应的浓缩机。

2选型2．1浓缩机选型颗粒在煤泥水中的沉降为干扰沉降，其沉降速度可按利亚申柯公式计算：;)111()1(16352n g R d v +--=δδ 。

实验指数，一般取煤泥水的液固比颗粒的粒度，颗粒的密度，沉降速度，颗粒在煤泥水中的干扰6~5,;;/;/3----------n R cm d cm g s cm v g δδ一般在1.2~2.2g/cm 3,取1.3 d 取0.07cm液固比R 与质量百分比浓度C 之间的换算:%100)11(⨯-=cR ,已知C=20%,所以R=4. 代入得：)/(1415.00049.03.01635)13.1411(07.0)13.1(163552s cm v g =⨯⨯⨯=+⨯-⨯⨯-=2.2浓缩池面积的计算：Gf F =式中 G ――入料中的干煤泥量，t/hf ――每小时沉淀1吨煤泥，所需的沉清面积，;/3h t m ∙根据入料浓度和卸料浓度既换算后，查表得f=7.3112--⋅⋅h t m ,G=560/24=24 t/h 代入得：F=24×7.3=175.2㎡2.3浓缩池直径的计算：D=24d F+πd 为给料桶直径，由经验法得d=0.7m 所以，D=27.02.1754+⨯π=15m根据浓缩池的直径，由经验法选择浓缩池池深H 为 2.6m,浓缩池斜度10=α.为了避免耙架转动时影响物料的沉降过程,,耙架的旋转速度应该很慢,通常最外围的线速度每分钟 不超过7~8米.这个速度取决与浓缩物料的性质,若浓缩物料粒度较粗,且容易沉降,刮板的线速度在6M/MIN 左右:细煤泥浓缩时,刮板的线速度应该在3~4M/MIN 以下.因此选择本设计最外围刮板的线速度为4M/MIN.则耙架的转速=⨯⨯=π25.741n 0.1r/min.本设计采用周边传动方式,传动部分的电动机功率选则Y132M2-6,功率5.5kw,额定转速960r/min.耙架转速0.1r/min,辊轮轨道中心圆直径15.6M,辊轮直径0.3M,由此得辊轮的转速为n 2=5.2r/min,电动机相连的减速器采用行星齿轮减速器.2.4总传动比i 的计算:i=960/5.2=184.1533减速器的设计3.1行星齿轮传动的配齿计算：选行星轮个数n p =3根据i 值的大小可预先选取中心轮a 的齿数z a =13,再按公式计算齿数z b即,77)]313()16153.184(3134)313([21)]()1(4)([2122=+--⨯⨯++=+--++=p a p p a p a b n z i n z n z z再由公式得：Z e =z b +n p =77+3=80因z e -z a =80-13=67为偶数,则由公式可得Z c =0.5(z e -z a )-0.5=33再验算其传动比i ae b 值i ae b =615.184807711377111=-+=-+eb a b z z z z 其传动比误差为%4%00015.06153.184615.1846153.184 =-=-=∆pbaep i i i i可见该配齿计算结果完全满足其传动比要求.3.2减速器的计算本设计减速器采用3Z （II ）型行星传动，由于其采用了一个公共的行星轮C ，因此，该3Z （II ）型传动可以分为a-c,b-c 和e-c 三个啮合齿轮副。

a-c b-c 同e-c在3Z （II ）行星传动中，因各个齿轮副的齿数和Z 通常是不能满足z a +z c =z b -z c =z e -z d 的条件。

所以，为了使得各齿轮副的实际啮合中心距a`相等，就不可避免地要采取角度变位传动。

3.2.1行星减速器的变位系数和啮合角计算：首先应将传动分为a-c,b-c 和e-c 三个啮合齿轮副，因为，齿数差（z e -z a ）=67为奇数，则可取x e =x c =+0.25,即在 e-c 齿轮副中，变位系数和)(21,200,,c e ec ec ec c e e z z m a a x x x -=====-=∑中心距为为为高度变位，其啮合角 αα=0.5m(80-33)=23.5m.对于b-c 啮合,据同心条件可得其角度变位的中心距为ma a ec bc 5.23,,==而其标准中心距为m z z m a c b bc 22)(21=-=.根据表中的公式,则得其中心距变动系数为y b =5.1,=-ma a bcbc 其啮合角为,bc α39.28)cos arccos(,,==ααbcbcbc a a 变位系数和为817.1)(tan 2,=--=-=∑αααinv inv z z x x x b c b c b b 因x c =+0.25,则得=+=∑c b b x x x 1.817+0.25=2.067对于a-c 啮合,因其标准中心距为m z z m a c a ac 23)(21=+=,访上可得 y a =0.5,538.0,12.23,==∑a ac x α因x c =+0.25,则得=-=∑c a a x x x 0.538-0.25=0.288对于a-c:小齿轮选40Cr 钢，调质，HBS=241~286；大齿轮选40Cr 钢，调质，HBS=241~286。

查取小齿轮.378,700,378,700211211111111MPa MPa MPa MPa m F m H m F m H ====σσσσ选择齿轮精度等级为7级精度。

3.2.2按齿根弯曲强度初算齿轮模数m齿轮模数m 的初算公式为)(32lim2111m m z Y K K K T K m F d Fa Fp F A mσφ∑=式中， K d —算式系数，对于直齿轮传动K m =12.1T 1—啮合齿轮副中小齿轮的名义转矩，N ·mT 1=9549m N n n P p ∙=⨯=9.2496035.7954911225.1,45.0,9.1查表选载荷分布不均匀系数计算弯曲强度的行星轮查表选小齿轮齿宽系数综合系数，查表选------∑Fp d F K K φZ 1—齿轮副中小齿轮齿数mm N mm N F F /378,/,1lim lim =--σσ查表得限试验齿轮的弯曲疲劳极 则)(33781345.064.2225.19.16.19.241.123232lim2111圆整=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==∑F d Fa Fp F A m z Y K K K T K m σφ①分度圆直径39133=⨯==A a z m d 99333=⨯==C C z m d231773=⨯==b b z m d240803=⨯==e e z m d②齿顶高75.33)]5.0538.0(288.01[)]([)(**=⨯--+=--+=∆-+=∑my x x h m y x h h a a a a a a aa636.33)]5.0538.0(25.01[)]([)(**=⨯--+=--+=∆-+=∑my x x h my x h h a a c a c a ac25.23)]5.1817.1(067.21[)]([)(**-=⨯-+-=-+-=∆+-=∑my x x h my x h h b b b a b a ab25.23)]00(25.01[)]([)(**=⨯-+-=-+-=∆+-=∑m y x x h my x h h e e e a e a ae③齿根高886.23)288.025.01()(**=⨯-+=-+=m x c h h a a fa33)25.025.01()(**=⨯-+=-+=m x c h h c a fc951.93)067.225.01()(**=⨯++=++=m x c h h b a fb5.43)25.025.01()(**=⨯++=++=m x c h h e a fe④齿高636.6886.275.3=+=+=fa aa a h h h636.63636.3=+=+=fc ac c h h h701.7951.925.2=+-=+=fb ab b h h h 75.65.425.2=+=+=fe ae e h h h⑤齿顶圆直径 5.4675.32392=⨯+=+=aa a aa h d d 272.106636.32992=⨯+=+=ac c ac h d d 5.235)25.2(22312=-⨯-=-=ab b ab h d d 5.23525.222402=⨯-=-=ae e ae h d d⑥齿根圆直径 228.33886.22392=⨯-=-=fa a fa h d d9332992=⨯-=-=fc c fc h d d902.250951.922312=⨯+=+=fb b fb h d d 2495.422402=⨯+=+=fe e fe h d d⑦节圆直径408478.39133313]35.0)3313(321[2])(21[22,,≈=+⨯++⨯⨯=+++⨯=+=a c a a c a ac aa z z z m y z z m z z z a d1011522.101133333]35.0)3313(321[2])(21[22,,≈=+⨯++⨯⨯=+++⨯=+=a c c a c a ac c c z z z m y z z m z z z a d75.246337777]35.1)3377(321[2])(21[22,,=-⨯+-⨯⨯=-+-⨯=-=c b b b c b cb bb z z z m y z z m z z z a d240338080]30)3380(321[2])(21[22,,=-⨯+-⨯⨯=-+-⨯=-=c e e e c e ce e e z z z m y z z m z z z a d⑧基圆直径 648.3620cos 39cos =⨯==αa ba d d 0296.9320cos 99cos =⨯==αc bc d d 069.21720cos 231cos =⨯==αb bb d d 5262.22520cos 240cos =⨯==αe be d d⑨齿顶圆压力角99.375.46648.36arccos arccos ===aa ba aa d d α 91.28272.1060296.93arccos arccos===ac bc ac d d α 82.225.235069.217arccos arccos ===ab bb ab d d α73.165.2355262.225arccos arccos===ae be ae d d α ⑩重合度端面重合度[][][]3913.1)1382.46033.4(21)4269.05523.0(33)4269.0781.0(1321)12.23tan 91.28(tan 33)12.23tan 99.37(tan 1321)tan (tan )tan (tan 21,,=+=-+-=-+-=-+-=πππααααπεα ac c aa a a z z[][][]5053.1)2169.92409.0(21)5405.04208.0(77)5405.05523.0(3321)39.28tan 82.22(tan 77)39.28tan 91.28(tan 3321)tan (tan )tan (tan 21,,=+=---=---=---=πππααααπεα ab b ac c b z z[][][]7962.1)072.52139.6(21)364.03006.0(80)364.05523.0(3321)20tan 73.16(tan 80)20tan 91.28(tan 3321)tan (tan )tan (tan 21,,=+=---=---=---=πππααααπεα ae e ac c e z z 纵向重合度0===e b a βββεεε总重合度αγεε=齿宽55.173945.0=⨯=⨯=a d a d b φ3.2.3装配条件的验算对于所设计的上述行星齿轮传动应满足如下的装配条件。