目录 1绪论…………………………………………………………………………………1 1.1研究的背景目的和意义…………………………………………………………1 1.1.1研究的背景……………………………………………………………………1 1.1.2研究的目的……………………………………………………………………1 1.1.3研究意义………………………………………………………………………2 1.2国内外发展现状…………………………………………………………………4 1.3设计的任务和方案………………………………………………………………6 2污泥脱水分离的机理………………………………………………………………7 2.1污泥脱水分离的处理流程………………………………………………………7 2.2污泥脱水离心机工作原理………………………………………………………7 2.3差速器的作用……………………………………………………………………8 2.4本章小结…………………………………………………………………………9 3主要部件参数的设计……………………………………………………………10 3.1设计原则………………………………………………………………………10 3.2转鼓技术参数的确定…………………………………………………………10 3.2.1转鼓基本参数………………………………………………………………10 3.2.2半锥角a的确…………………………………………………………………10 3.2.3液池深度h的确定……………………………………………………………11 3.2.4脱水区长度L的确定…………………………………………………………11 3.2.5转鼓小端直径d的确定……………………………………………………12 3.3螺旋推料器基本参数的确定…………………………………………………12 3.3.1螺旋推料器的基本参数……………………………………………………12 3.3.2螺旋的头数
ns的确定………………………………………………………12 3.3.3螺距S的确定………………………………………………………………12 3.3.4叶片高度H1的确定…………………………………………………………13 3.3.5推料器与转鼓的间隙的确定…………………………………………14 3.3.6叶片与转鼓内壁母线的关系………………………………………………14 3.4本章小结………………………………………………………………………14 4生产能力分析及其功率计算……………………………………………………15 4.1物料的基本参数………………………………………………………………15 4.2生产能力分析…………………………………………………………………15 4.2.1按悬浮液计算生产能力……………………………………………………15 4.2.2按螺旋的排渣能力计算生产能力G ………………………………………17 4.3输渣效率计算…………………………………………………………………18 4.4功率计算………………………………………………………………………19 4.4.1加速物料所需功率的计算……………………………………………19 4.4.2卸料功率的计算………………………………………………………20 4.4.3轴承摩擦消耗功率的计算……………………………………………20 4.4.4转鼓及物料层与空气摩擦消耗的功率N4的计算………………………21 4.4.5离心机启动功率的计算………………………………………………21 4.4.6离心机所需驱动总功率…………………………………………………22 4.5本章小结………………………………………………………………………22 5.离心机总体构成…………………………………………………………………23 5.1转鼓总成………………………………………………………………………23 5.1.1转鼓结构分析………………………………………………………………23 5.1.2转鼓壁厚的计算……………………………………………………………24 5.1.3转鼓内表面处理方法………………………………………………………25 5.1.4出渣口的设计………………………………………………………………26 5.2螺旋推料器总成………………………………………………………………26 5.2.1螺旋推料器作用与结构……………………………………………………26 5.2.2螺旋叶片……………………………………………………………………26 5.2.3推料器转矩M的计算…………………………………………………………27 5.2.4推料器轴向力计算…………………………………………………………27 5.2.5推料器壁厚的计算…………………………………………………………28 5.3进料仓…………………………………………………………………………29 5.4差速器部件……………………………………………………………………29 5.4.1行星差速传动的特点………………………………………………………30 5.4.2差速器齿轮主要尺寸的确定………………………………………………31 5.4.3差速器齿轮强度的校核……………………………………………………33 5.5出渣仓…………………………………………………………………………35 5.6排液装置………………………………………………………………………36 5.7旋转支撑部件…………………………………………………………………36 5.8机架、保护罩及隔震器………………………………………………………37 5.9转鼓组件计算用材料参数……………………………………………………37 5.10转鼓组件连接螺钉的强度校核……………………………………………38 5.11主电机、辅电机的功率选型………………………………………………39 5.12变频器组态及主回路………………………………………………………40 5.13本章小结………………………………………………………………………41 参考文献……………………………………………………………………………42 1．本设计课题应达到的目的： 随着现代工业的发展，产生了越来越多的污水。它们不仅污染环境，而且浪费了大量的水资源。对于我国这样一个水资源相对贫乏的国家来说，工业废水的处理与循环再利用是非常重要的。双自由度卧式污水处理机是用来对液—固非均匀混合物进行离心分离的机械。在废水、污水处理行业污水分离机的应用将越来越广泛。 该课题属于工程设计类题目，符合机械设计制造及其自动化专业培养目标。通过该次设计，研究和设计一种污水处理机，以达到锻炼学生的设计能力的目的，为学生走向工作岗位打下良好的基矗 2．设计任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： （1）设计要求:污水处理能力不低于17.6 m3/h； （2）搜集国内外资料，确定双自由度卧式污水处理机总体方案； （3）双自由度卧式污水处理机设计计算和分析； （4）总装图及部装图的设计； （5）撰写设计说明书，准备答辩。 污水处理机的结构分析及设计方案论证报告 1.研究的目的和意义 污泥脱水离心机的主要应用领域是城市生活污水的污泥脱水、城市自来水厂沉淀污泥的脱水和其他工业污水的沉淀污泥脱水。基本上属于后处理设备，主要用于脱水、浓缩、分离、澄清、净化及固体颗粒分级等工艺过程，它是随着各工业部门的发展而相应发展起来的。 现在离心机己广泛用于化工、石油化工、石油炼制、轻工、医药、食品、纺织、冶金、煤炭、选矿、船舶、军工等各个领域。例如:湿法采煤中粉煤的回收，石油钻井泥浆的回收，放射性元素的浓缩，三废治理中的污泥脱水，各种石油化工产品的制造，各种抗菌素、淀粉及农药的制造，牛奶、酵母、啤酒、果汁、砂糖、桔油、食用动物油、米糠油等食品的制造，织品、纤维脱水及合成纤维的制造，各种润滑油、燃料油的提纯等都使用离心机。离心机己成为国民经济各个部门广泛应用的一种通用机械[1]。例如:18世纪产业革命后，随着纺织工业的迅速发展，1836年出现了棉布脱水机。1877年为适应乳酪加工工业的需要，发明了用于分离牛奶的分离机[2]。进入20世纪之后，随着石油综合利用的发展，要求把水、固体杂质、焦油状物料等除去，以便使重油当作燃料油使用，50年代研制成功了自动排渣的碟式活塞排渣分离机，到60年代发展成完善的系列产品。随着近代环境保护、三废治理发展的需要，对于工业废水和污泥脱水处理的要求都很高，因此促使卧式螺旋卸料沉降离心机、碟式分离机和三足式下部卸料沉降离心机有了进一步的发展，特别是卧式螺旋卸料沉降离心机的发展尤为迅速。离心机的结构、品种机器应用等方面发展迅速，但理论研究落后于实践是个长期存在的问题。目前在理论研究方面所获得的知识，主要还是用来说明试验的结果，而在预测机器的性能、选型以及设计计算，往往仍要凭借经验或试验[3]。但随着现代科学技术的发展，固—液分离技术越来越受到重视，离心分离理论研究迟缓落后的局面也在积极扭转。 伴随着我国经济的迅速发展，螺旋卸料沉降式离心机有着广阔的市常例如:城市的建设得到了迅速发展，城市的规模扩大，人口增加，水环境污染成了一大难题。据专家统计，我国城市污水排放量年增加为3亿立方米左右， 2 加快城市污水厂的建设步伐势在必行。城市污水处理厂的污泥脱水设备应用比较广泛的是带 式压滤机和螺旋卸料沉降式离心机。但是，由于螺旋卸料沉降式离心机的技术明显优于带式压滤机，螺旋卸料沉降式离心机将逐步取代带式压滤机。 污水处理是我国环境保护的一个重要措施，带有强制性，而污泥脱水是污水处理不可或缺的一个环节。目前，众多的污水处理厂和自来水厂处理沉淀污泥应用的是传统的带式压滤机进行污泥脱水。由于采用污泥脱水离心机处理沉淀污泥将可节约近30％的运行费用，综合考虑一次性投入、运行费用、维修费用等因素（按30年平均计算），使用单位产生经济效益40万元／年／台，具有可观的经济效益价值。同时，由于离心机工作在封闭状态，对工作环境不产生二次环境污染，可以节约大量的冲洗自来水，离心机本身也是一种环保型产品。采用离心机后产出的泥饼含水率低，便于泥饼的深加工利用。所以，采用污泥脱水离心机替代带式压滤机进行污泥脱水己成为一种行业发展趋势。国内县、市、省级城市众多，各大、中型城市设有若干个污水处理厂和自来水厂，各小型城市、部分城镇也都设有污水处理厂和自来水厂，部分大型企业、事业单位也设有污水处理厂和自来水厂。据《全国环保系统内部通讯资料》2004年5月版信息推算，全国各盛市共有己建和在建污水处理厂4000余个，据《全国水工、水电系统工程建设单位内部通讯资料》2004年4月版信息推算，全国各盛市共有已建和在建自来水厂5000余个。目前，采用污泥脱水离心机替代带式压滤机进行污泥脱水已成为一种行业发展趋势，按每个自来水厂平均需要配备2台污泥脱水离心，每个污水处理厂平均需要配备4台污泥脱水离心机计算，其市场容量应在30000台以上，未来应用前景十分巨大[1]。 污泥脱水离心机目前单台，国内产品市场价格约60万元，小批量制造成本约40万元，单台利润20万元，设计、制造单位具有较大的利润空间。而进口产品单台价格约为130万元。国内产品具有明显的价格竞争优势，因此具有广阔的发展前景[4]。