762023年离心机计算说明书(中文).docx

LW760×2000型卧式螺旋离心机计算说明书廊坊市管道人机械设备目 录一、根本参数 〔3〕二、生产力量计算 〔4〕1、分别因素 〔4〕2、生产力量 〔4〕三、传动部件选型与设计 〔5〕1、电机选型与校核 〔5〕、 启动转鼓等转动件所需功率 〔6〕、启动物料到达工作转速所需功率 〔6〕、抑制轴与轴承摩擦所需功率 〔7〕、抑制空气摩擦所需功率 〔8〕、卸出物料所需功率 〔8〕、卧螺离心机功率确定 〔10〕、主电机选型与校核 〔10〕、副电机选型与校核 〔11〕2、差速器选型与校核 〔11〕3、轴的强度校核 〔11〕四、有限元分析 ................................................. 〔 13 〕1、排渣力量计算 〔13〕2、参数计算 〔14〕3、材料力学分析 〔14〕4、有限元加载分析 〔14〕五 、 轴 承 寿 命 计 算 ........................................................〔19〕一、 F= C =w 2r根本参数Fr G g序号名称代号单位数值1转鼓有效长度Lm22转鼓内直径Dm3转鼓转速nrpm18004转鼓与螺旋的转速差nrpm305重力加速度gm/s26半锥角α°87柱筒段沉降区长度L1m8锥段长度L2m9物料环内径r1m10转鼓内径r2m11锥段小端出渣口半径r3m12液层深度hm13固相密度ρskg/m3200014液相密度ρLkg/m3105015液相粘度μkg/m*s16临界粒径demμm717转鼓质量Kg315018d1左右支撑轴承处轴径〔外径〕 m〔=d2〕19左右支撑轴承处轴径〔内径〕dm320转鼓壁厚tm21螺旋螺距λm二、 生产力量计算1、 分别因数被分别的物料在离心力场中所受的离心力和它所受的重力的比值，称为分别因数 Fr，即：FF = cmw2 r= 2w2r= 2r G mg g式中 m ——离心力场中物料的质量〔kg〕w ——转鼓角速度：w = 2p n / 60 = 188.5rad / sr ——转鼓内半径： r2 2=380 mm将上述各数据代入可得分别因数：=w 2 rF 2= 188.52 ´ 0.38 = 1378r g 9.82、 生产力量本设计以Σ理论计算卧螺沉降离心机的生产力量。

对于具有圆锥形转鼓的螺旋型离心机，实际生产力量的计算公式可表达为：Q =h vgå (m3 / h) 〔见《离心机原理构造与设计计算》〕øLrèh æ Dr ö0.3359 æ de ö0.3674式中 h ——修正系数：= 16.44 ç ÷Lç ÷ ；è 沉降 øå ——当量沉降面积，对于卧螺离心机，表达为：1 1 2 1 ùå = p é (1-z + z 2 ) + L ( - z + z 2 ) 其中z = hF D êëL3 2 3 4 úû rr 1 22v ——给定液体中作沉降式的极限沉降速度： vg g= d 2Drg /18m(m / s)er ——固相密度： rs s=2000 kg / m3r ——液相密度： rL L=1050 kg / m3Dr ——两相密度差L ——沉降区的有效长度： L = h = 1.081m ，a 为半锥角；沉降 沉降d ——临界粒径： d =7 m m ；e etanam ——液相粘度： m =×10-3 kg / m × sL ——圆柱段转鼓长： L =1 1L ——圆锥段转鼓长： L =2 2w ——转鼓角速度： w =s则，将上述各数据代入各式可得：æ 2000 -1050 ö0.3359 æ 7 ´10-6ö0.3674修正系数： h = 16.44 ç1050 ÷ç 1.081 ÷= 0.2è ø è ø重力沉降速度： v11 2 1 ùg= d 2Dr g /18 m =e(2000 -1050) ´ 9.81´(7´10-6〕2 18´ 0.81´10-3= 3.13´10-5 m / sr当量沉降面积： å = pé (1-z + z 2 ) + L( - z + z 2 ) = 4935.7F D êëL3 2 2 3 4 úû1可得离心机的生产力量： Q =h vgå = 0.2´ 3.13´10-5 ´ 3600´ 4935.7 = 109m3 / h本工程的离心机生产力量为： Q =100 m3 / h三、 传动部件选型与校核1、 电机选型与校核卧螺离心机的功率计算及电机选择是卧螺离心机设计中的重要组成局部。

依据卧螺离心机的工作要求进展功率计算，可以合理地确定主、辅电动机的功率，选择电机及差速 器卧螺离心机的功率消耗与卧螺离心机的类型，操作方式和卧螺离心机的构造有关，一般状况下，卧螺离心机所需功率包括下几个方面：(1) 启动转鼓等转动件所需功率 N ；1(2) 启动物料到达操作转速所需功率 N ；2(3) 抑制轴与轴承摩擦所需功率 N ；3(4) 抑制转鼓，物料与空气摩擦所需功率 N ；4(5) 卸出物料所需功率 N 5、 启动转鼓等转动件所需功率 N1欲使卧螺离心机转鼓等转动件，由静止状态到达工作转速具有肯定的动能，必需由外界作功，该功为A = ò 1 v2 dm = w2 ò r 2w2dm = 1 J w2p 2 2 2 p式中 v ——转动件线速度，m/s；J ——转动件绕轴旋转的转动惯量， kg × m2 ；p启动转动件的平均功率 N ，为：1A J w 2N = p = p1 T 2000T1 1式中 T1——启动时间，假设T1= 100s ；w ——转鼓角速度： w = rad/s转动惯量计算：转动件的转动惯量 J pJ = mr2p式中 m ——转鼓总质量，估算m = 3150kgr ——旋转件平均旋转半径， r =2 = 0.19mr2启动转鼓等转动件所需功率：A J w 2N = p = p= 3150´ 0.192 ´188.52 = 20.2kw1 T 2000T1 12000´100、 启动物料到达工作转速所需功率 N2对于连续进料卧螺离心机，参加的物料被分别为沉渣和分别液等组分，可分别求出操作中每种组分所需的功率，然后求其和。

假设某种分别操作，单位时间内排出的 z 个组分中，各组分的质量为mi分在转鼓内卸出的位置半径为r ，则使参加物料到达工作转速所需的功率 N(kg/s)，各组为：i 2åz m r 2w 2N = i i (kW)2i=12000式中 mi——单位时间被分别各组分处理量,10000固相： m固=3600= 2.78kg / s ，液相： m液= 8.75kg / sr ——转鼓内各组分旋转半径：ir + r固相： r = 2 3 = 0.3175m ，液相： r= 0.3325m固 2 液z ——物料被分别的组分数启动物料到达工作转速所需功率：m r 2w2 mr 2w2 188.52 ´ (2.78 ´ 0.31752 + 8.75 ´ 0.33252 )N = 固 固 + 液 液 = = 22.16kw2 2000 2000 2000、抑制轴与轴承摩擦所需功率 N3抑制支撑轴承摩擦所需的功率可以认为是加载支撑轴承上的摩擦力与摩擦外表间的相对速度之积支撑轴承上的摩擦力可以由摩擦力公式求得，其为作用在支撑轴承上的支反力与摩擦系数的乘积，相对速度则可由轴承接触处轴径和轴旋转的角速度求得，所以，克服支撑轴承摩擦所需的功率就可以由如下公式来表达：f (Fv+ F v ) f w (Fd+ F d )N = 1 12 2 =1 1 2 23 1000 2000式中 f ——轴与轴承间摩擦系数；取f=,滑动轴承^1,滚动轴承0^；v 、v1 2——分别为轴颈外表的线速度，m/s；F 、 F1 2——分别为两轴承处的支反力，N；d 、 d ——别为两轴承处的轴颈直径， m；1 2关于轴承支反力 F 、 F1 2，应考虑在转子的静载荷与动载荷作用下轴承的支反力。

静载荷为转鼓及其它转动件总质量m ，动载荷为由于转动件偏心产生的离心惯性力一般按偏((心距e=D/1000(D为转鼓直径)计算所以轴上的总载荷可按如下公式计算：F = m总g + ew2)= mg + 2´10-3 Rw2)(N )转动件总质量： m0= 3150kg则作用在轴上的总载荷为：( )F = m总F = F1 2g + 2 ´10-3 Rw 2F= 总2N 作用在两轴承上的支反力为：由设计图纸可知，左右支撑轴承处轴径为：d = d1 2= 0.2m则抑制支撑轴承摩擦所需的功率：f (Fv+ F v ) fm〔g+2´10-3Rw2〕w。