文档介绍：毕业设计
石英砂清洗装置
摘要
本论文设计了一种可以翻转的石英砂清洗装置。在水平位置时,可完成石英砂的清洗工艺;在竖直位置时,可完成石英砂的烘干工艺。本设计具有结构简单、可操作性强、生产效率高等优点,能大大降低企业的生产成本。
关键词:石英砂;清洗;清洗装置;电机
第一章绪论
课题的来源
安徽凤阳拥有丰富的石英矿产资源,是全国著名的石英砂生产基地。该地石英矿石中矿物成分简单,含有少量赤铁矿、绢云母、长石及粘土矿物,总计<2%。
凤阳县现有180多家企业生产石英砂,年产量是国内总产量的20%以上。表1-1是部分企业的生产情况。
表1-1 部分石英岩矿山生产能力[1]
近年来,由于凤阳县开采加工企业众多,规模小而分散,技术含量低,产生大量尾砂、砂泥和粉尘,占用土地,堵塞河道,毁坏农田。造成严重的环境污染。于是如何高效、少污染的生产出高品位的石英砂就成了一个问题。
由此产生了本课题:石英砂清洗装置的研制。
课题的背景
多年来,对于高硬度石英砂的提纯没有一个好的装置,大都采用作坊式间歇式落后工艺,不但劳动强度大,效率低,更重要的是产品质量不能稳定控制,不能满足高纯度材料的要求。[2] 现有技术中,对石英砂的清洗提纯通常是在开放系统下把砂放在容器中,用酸性洗液进行浸泡,是一种静态过程,其不足在于,被溶解于溶液中的杂质成分不能有效分离,去杂速度慢,残留在砂中的杂质多,该工艺不能生产出高纯度的石英砂。[3] 基于此,本文设计了一种制造成本低,维护方便,可操作性强,清洗效果好的石英砂清洗装置。
课题研究的意义
石英砂清洗装置是石英砂加工工艺流程中十分重要的机械设备之一,且我国石英矿产资源丰富,因此,研制出一款高效率清洗石英砂的装置是十分必要的。
此项研究如果实现应用,且能保证正常工作,可以大大节省人力机力,节约维修时间,减少对生产的延误,提高生产效率,也能大大提高安全系数。
第二章参数的选定
条件:滚筒最大转速为1000r/min,并在3s后达到最大转速。石英砂质量为50kg,。(忽略轴承的摩擦和溶剂的转动惯量)
滚筒容积
(2-1)
取滚筒内径R内=20cm。使石英砂充满滚筒容积的2/3,近似取滚筒长度L滚=36cm。
滚筒体积与质量
考虑到清洗溶剂,选用不锈钢0Cr18Ni16Mo5[4]为滚筒材料。由相关资料查得该材料的密度,屈服极限,载荷系数,安全系数。[4]
许用应力
(2-2)
滚筒纵向截面的应力
(2-3)
工作应力
(2-4)
由得
取侧面厚度,并取底面厚度为8mm。
于是
箱体质量
考虑到滚筒尺寸,取箱体内直径为472mm,长为492mm。考虑到箱体的工作环境,选取铸钢ZG15Cr12[4]。由相关资料查得,该材料的密度,屈服极限,载荷系数,安全系数。[4]
许用应力
滚筒纵向截面的应力
工作应力
由得
取侧面厚度,并取下底面厚度为10mm,上底面厚度为8mm。则箱体质量为73kg。
转动惯量
滚筒可视为一个薄壁圆筒
(2-5)[5]
石英砂的转动惯量可先计算充满滚筒容积的石英砂转动惯量,然后取其。
(2-6)[5]
速度、角速度、角加速度
阻力
这里把溶剂视为水,进行估算。水的运动粘性系数为。
雷诺数为
(2-7)
由于,因此
(2-8)
转矩
由刚体绕定轴转动微分方程,得
(2-9)[5]
第三章电动机的选择
条件:滚筒直径,轴2转矩,电源为三相交流,电压380V。
选用电动机类型
选用三相笼型异步电动机,封闭式结构,电压380V,Y型。
选择电动机的容量
工作机所需工作功率,
(3-1)
电动机所需工作功率
(3-2)
由电动机至滚筒总效率为
(3-3)
取,,,则
选取电动机型号为Y132M-4[6]。
第四章运动和动力参数的确定
取圆锥齿轮传动比,则带传动比。
各轴转速
各轴输入功率
(4-1)
(4-2)
各轴输入转矩
(4-3)
(4-4)
第五章带传动的设计
条件:电动机功率,转速,传动比,每天工作8小时。
确定计算功率
由相关资料查得工作情况系数[7],故
(5-1)
选择V带的带型
根据,,由相关资料选用A型[7]。
确定带轮的基准直径并验算带速
初选小带轮的基准直径
由相关资料,取小带轮的基准直径[7]。
验算带速
(5-2)