3001000片材离心成型机设计Word文档下载推荐.docx
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σmax-σmin≤［σ］ψ1 （1-3）
在离心机转鼓中周向总应力σ2为最大，其次是径向总应力σ1，最小为径向其值为0。
因此，圆筒形离心机转鼓强度条件为σ0（1+λ1KR/2σ）≤［σ］ψ1 ，转鼓壁的厚度为δ≥δ0λ1RK/2（[σ]ψ1-σ0）。
δ=1935069.75×
0.19×
0.1875×
1×
1/2（113×
106-1935069.75）=3.10mm
根据刚度条件取壁厚δ=10mm
其中ρ—筒体材料密度0.785×
104Kg/m3
ρ0—物料密度
K—转鼓中物料系数1
φ—焊缝的强度系数1
［σ］—转鼓材料的许用应力113MPa
1.2筒体体积计算
V1=πh11[（D112-d12）+（D122-d12）+（D132-d12）+（D142-d12）]/4=3.14×
250×
[（3382-3002）+（3322-3002）+（3262-3002）+（3202-3002）]/4=1.435×
10-2m3
V2=πh2（d12-d22）/4=3.14×
10×
（3002-1202）/4=0.593×
10-3m3
V筒=V1+V2=1.435×
10-2+0.593×
10-3=1.494×
其中：
h11——每一段筒体高度250mm
h2——筒体壁厚10mm
D11——第一段筒体外径338mm
D12——第二段筒体外径332mm
D13——第三段筒体外径326mm
D14——第四段筒体外径320mm
d1——筒体内径300mm
V1——筒体壁体积
V2——筒体底部体积
V筒——筒体体积
1.3筒体质量计算
筒体材料密度ρ=0.785×
104kg/m3
m=ρv （1-4）
则m筒=ρv筒=0.785×
104×
1.494×
10-2=117.28kg
1.4筒体转动惯量计算
J=[m1（R12+r2）+m2（R22+r2）+m3（R32+r2）+m4（R42+r2）]/2=0.5×
7850×
[（3382-3002）
×
（1692+1502）+（3322-3002）×
（1662+1502）+（3262-3002）×
（1632+1502）+（3202-3002）×
（1602+1502）]/4=2.808kg·
m2
1.5轴盘及转动惯量的计算
图1.2轴盘
（Ⅰ）1部分转动惯量及体积计算
R1=35mmr=21mmh=20mm
V1=πR12h-πr2h （1-5）
V1=3.14×
352×
20-3.14×
212×
20=0.492×
10-4m3
m1=ρv1 （1-6）
m1=7.85×
103×
0.492×
10-4=0.386kg
J1=m1（R12+r2）/2 （1-7）
J1=0.5×
0.386×
（352+152）=0.00028kg·
（Ⅱ）2部分转动惯量及体积计算
R2=60mmR2′=45mmr=21mmh=103mm
V2=πh（R2′2+R2′R2+R22）/3-πr2h （1-8）
V2=3.14×
（452+45×
60+602）/3-3.14×
103=0.755×
10-3m3
m2=ρV2（1-9）
m2=7.85×
0.755×
10-3=5.927kg
J2=
{
}m2+m2r2/2（1-10）
J2=0.026kg·
（Ⅲ）3部分转动惯量及体积计算
R3=115mmr=21mmh3=22mm
V3=πR32h3-πr2h3（1-11）
V3=3.14×
1152×
22-3.14×
22=0.883×
m3=ρV3（1-12）
m3=7.85×
0.883×
10-3=6.932kg
J3=m3（R32+r32）/2 （1-13）
J3=0.5×
6.932×
（1152+212）=0.047kg·
（Ⅳ）4部分转动惯量及体积计算
R4=60mmr=21mmh4=20mm
V4=πR42h4-πr2h4 （1-14）
V4=3.14×
602×
20=0.198×
m4=ρV4 （1-15）
m4=7.85×
0.198×
10-3=1.55kg
J4=m4（R2+r2）/2 （1-16）
J4=0.5×
1.55×
（602+212）=0.003kg·
m2
（Ⅴ）总质量及总转动惯量
∑m=m1+m2+m3+m4=0.386+5.927+6.932+1.55=14.80kg
∑J=J1+J2+J3+J4=0.00028+0.026+0.047+0.003=0.00763kg·
（Ⅵ）轴盘及筒体质心计算
I1=10mm
I2=
（1-17）
I2=5（602+2×
60×
21+3×
212）/（602+60×
21+212）=7.02mm
I3=11mm
I4=10mm
I筒1=329mm
I筒2=12.5mm
（Ⅶ）总质心
Is=
（1-18）
Is=（10×
0.386+7.02×
5.927+11×
6.932+10×
1.55+329×
112.65+12.5×
4.66）/（0.386+5.927+6.932+1.55+112.65+4.66）=282.03mm
（Ⅷ）总质量及总转动惯量
m总=m筒+m盘=112.65+4.66=117.31kg
J总=J筒+J盘=2.808+0.00763=2.816kg·
第二章电机的选择
2.1类型
需调速的机械→对调速平和程度要求不高，且调速比不大时→选择变频调速电动机。
载荷性质：
平稳。
生产机械工作状态：
断续。
选择异步电动机。
2.2功率计算
启动时间t=120s
2.2.1启动转鼓等转动件所需功率N1
ω=
（2-1）
=104.67m/s
N1=
（2-2）
N1′=2.816×
104.672/（2000×
60）=0.257kw
考虑其他转动件功率增加5%~8%，取5%
则N1=0.257×
（1+0.05）=0.27Kw
2.2.2克服转鼓、物料与空气摩擦所需的功率N2
N2=11.3×
10-6×
ρa×
L×
ω3×
（R04+R14） （2-3）
R0=0.15mR1=0.169mL=1mρa=1.29kg/m3
则N2=11.3×
104.673×
1.29×
（0.154+0.1694）=0.022kw
需克服总功率N总=N1+N2=0.27+0.022=0.292kw
2.3选定
根据功率初选电机型号为Y90S-6三相异步电动机
2.4工作原理
整台电动机由拖动电动机、电磁转差离合器、测速发电机和中止装置组成。
2.4.1工作条件
1海拔不超过1000m
2环境温度:
-20~40oC
3环境相对湿度大于85%和灰尘爆炸的场合
2.4.2负载特性
惯性体与电动机惯性的比较，其负荷的惯性较大者
2.4.3离心式分离机
适合温度：
合适
技术数据（380V，50HZ）
同步转速n=1000r/s
额定功率P=0.75Kw
2.4.4外形及安装尺寸Y90S-6
（a）
（b）（c）（d）
图2.1电机
机座号:
132M
凸缘号:
FF265
极数:
2、4、6、8
安装尺寸及公差|D|基本尺寸:
24
安装尺寸及公差|D|极限偏差:
（+0.018,+0.002）
安装尺寸及公差|E|基本尺寸:
50
安装尺寸及公差|E|极限偏差:
±
0.370
安装尺寸及公差|F|基本尺寸:
8
安装尺寸及公差|F|极限偏差:
（0,-0.036）
安装尺寸及公差|G①|基本尺寸:
20
安装尺寸及公差|G①|极限偏差:
（0,-0.20）
安装尺寸及公差|M:
165
安装尺寸及公差|N|基本尺寸:
130
安装尺寸及公差|N|极限偏差:
（+0.016,-0.013）
安装尺寸及公差|P②:
200
安装尺寸及公差|R③|基本尺寸:
0
安装尺寸及公差|R③|极限偏差:
2.0
安装尺寸及公差|S④|基本尺寸:
12
安装尺寸及公差|S④|极限偏差:
（+0.430,0）
安装尺寸及公差|S④|位置度公差:
φ1.5
安装尺寸及公差|T|基本尺寸:
3.5
安装尺寸及公差|T|极限偏差:
（0,-0.120）
安装尺寸及公差|凸缘孔数:
4
外形尺寸|AC:
195
外形尺寸|AD:
160
外形尺寸|HF:
外形尺寸|L:
31
第三章带轮的设计
3.1计算功率Pa
查得工况系数Ka=1.2（负载启动，载荷变动微小，工作日10~16小时/日）
求得：
Pa=Ka.P （3-1）
Pa=1.2×
0.75=0.9kw
P—电机标称功率0.75kw
3.2选择带轮型号
据Pa=0.9kw，n1=1000r/min，确定为Z型带
3.3确定带轮的基准直径D1、D2
D1=71mmD2=D1·
=71mm
n1—小带轮转速
n2—大带轮转速
D1—小带轮直径
D2—大带轮直径
3.4验算带轮V
V=
（3-2）
V=3.14×
71×
1000/（60×
1000）=3.72m/s＜25m/s
3.5确定中心距a和带的基准直径Ld
（Ⅰ）根据公式
0.7（D1+D2）＜a0＜2（D1+D2）（3-3）
初取轴间距a0：
200mm
（Ⅱ）确定基准长度
Ld=2a0+
（D1+D2）+
（3-4）
Ld′=2×
200+
（71+71）=622.9mm
查表取Ld=630mm
实际轴间距
a≈a0+（Ld-Ld′）/2 （3-5）
a=200+（630-622.9）/2=203.6mm
安装时所需的最小轴间距amin
amin=a-0.015Ld=203.6-0.015×
630=194.2mm
张紧或补偿伸长所需最大轴间距amax
amax=a+0.03Ld=203.6+0.03×
630=222.5mm
3.6验算小带轮上的包角α1
α1=180°
-
57.3°
（3-6）
＞120°
3.7确定带的根数Z
根据13-1-15查取单根z带额定功率P0=0.30kw
单位增量ΔP0=0.002kw
包角修正系数Kα=0.98
带长修正系数Kl=0.96
Z=
（3-7）
Z=0.9/[（0.30+0.002）×
0.98×
0.96]=3.17
∴为安全起见，应取V带的根数为4根
计算单根V带的预紧力
F0=
（
）+mv2 （3-8）
m查表13-1-2取m=0.1
∴F0=500×
0.9×
（2.5-0.98）/（3×
7.48×
0.98）+0.1×
7.482=36.70N
3.8计算轴压力Q
Q=2ZF0sin
（3-9）
Q=2×
4×
36.70×
sin90°
=293.6N
3.9带轮材质
当v＜20m/s时，可以采用HT200铸造带轮，不允许有砂眼、裂纹、缩孔及气泡。
退火消除应力。
3.10小带轮质量计算
图3.1小带轮
3.10.1小带轮的质量计算
D1=0.071mh1=0.05mρ=7.85×
103kg/m3d0=0.024m
m1=
·
ρ=3.14×
（0.0712-0.0242）×
0.05×
7.85×
103/4=1.38kg
3.11大带轮质量计算
图3.2大带轮
将带轮分为两个部分计算:
3.11.11部分质量计算
103kg/m3d0=0.042m
ρ （3-10）
m1=3.14×
（0.0712-0.0422）×
103/4=1.01kg
3.11.22部分质量计算
d2=0.052mh2=0.006mρ=7.85×
m2=
ρ （3-11）
m2=3.14×
（0.0522-0.0422）×
0.006×
103/4=0.03kg
3.11.3总质量∑m
∑m=m1+m2=1.01+0.03=1.04kg
G=mg=1.04×
9.8=10.19N
第四章轴的设计和校核
轴的材料：
45#，调制处理。
δb=640MPaδ=355MPa
弯曲疲劳极限：
δ-1=275MPa
剪切疲劳强度极限：
τ-1=155MPa
4.1轴的设计计算
计算直径d《机械设计手册》第三版第二卷表6-1-5
4.1.1按弯扭合成强度计算轴径公式
T=955
（4-1）
T=9550×
0.75/1000=7.16N·
m
M=FRa=mga （4-2）
M=117.31×
9.8×
0.2=229.9N·
mm
查表6-1-1得［σ-1］=60MPa
d=21.68·
（
）⅓ （4-3）
d=21.68×
{[229.92+（0.6×
7.16）2]0.5/60}1/3=33.93mm
4.1.2按扭转刚度计算轴径的公式
查表6-1-4得［φ］=0.5
d=9.3×
（T/［φ］）1/4=9.3×
（7.16/0.5）1/4=18.1mm
4.1.3取轴径
为安全起见，取轴径d=40mm
轴上有键槽∴将轴径增大5%
d0=（1+5%）d=（1+5%）×
40=42mm
取整得d=42mm
4.2轴的结构设计
图4.1轴及其受力分析
a、拟定轴上的零件装配方案
b、根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
4.2.1轴的强度计算
α=20°
Ft=2T1/d（4-4）
Ft=2×
7.16×
103/55=260.4N
Fr=Fttanα （4-5）
Fr=260.4×
tan20°
=94.78N
F=Fr+G带+Q （4-6）
F=94.78+11.07+367=472.85N
根据受力方程式:
RA
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