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離心機課題研究的目的和意義

 

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離心機是利用轉鼓產生的離心慣性力來實現懸浮液、乳濁液及其它物料的分 離或濃縮的機械。它具有結構緊湊、體積小、分離效率高、生產能力大以及附屬 設備少等的優點。所以廣泛應用在資源開發、化工等生產過程以及三廢的治理等, 工業生產上。離心機大多數是在高速下完成固-液、液-液的分離,所以其操作, 轉速較高,轉速高達每分鐘幾千轉,甚至幾萬轉以上,在這樣的轉速下運轉時離 心機的轉鼓實際上是一臺高速旋轉的壓力容器,比通常靜止的壓力容器安全性要, 求更高。另外離心機分離的產品大多數是有腐蝕性的介質(酸、堿、鹽)或是有 毒、易燃、易爆的介質容易產生應力腐蝕1],因此,設計中必須進行可靠的強度計 算以確保離心機的安全,對轉鼓的應力和變形作深入系統的分析和符合實際情況, 的精確計算就顯得尤為重要。且離心機工作中高速旋轉,極易出現振動和動不平, 衡現象,對其進行模態分析避免共振對動態性能進行優化也非常重要[2]. GD-1300上懸式離心機是甘肅工大機電設備制造有限公司的產品,適用于, 40-60%固一液懸浮結晶物的分離,特別適用于糖廠對甲膏和乙膏的分離其圖片如, 圖1.1所示。當前制糖離心機主要有[3],德國BMA1360全自動離心機,日本產THK 1320全自動離心機。國內生產該類型離心機主要是廣西蘇式集團和廣東重型機械 集團,這兩個廠家主要是對國外離心機進行消化吸收進行國產化生產。GD-1300 上懸式全自動離心機也是在德國BMA公司生產的全自動離心機的基礎上吸收改 進而來,其產品相比以前國內制糖離心機有很大的提高。在國內制糖業中大多數 廠家使用的糖膏分離設備都處在70-80年代的水平,主要使用上海等地生產的間 歇式上懸離心機,這些離心機最大特點是:裝添量低,轉速低(只有960rpm左右) 分離因數小,人工打水不均勻,原洗蜜純度不穩定,生產效率低等缺點。上述缺 點促使各糖廠都在想方設法改進和更新分離設備來不斷滿足市場經濟對產品質量, 提出的更高要求。所以采用先進分離設備替代舊設備已是糖廠首先要解決的關鍵 問題。GD-1300上懸式全自動離心機具有:轉籃直徑大、轉籃轉速高、分離因數 高、裝填量大、洗水少、原洗蜜錘度穩定、汽耗低、產品質量穩定、電機反饋制 動無灰塵、節能等優點,因此得到國內眾多廠家的認可。 本課題的提出是由于在設備的運行中發現一些問題,其嚴重影響著設備的安 全運行和使用壽命。如:轉鼓存在強度不夠,易發生變形,因變形引起偏心和振 動,以此出現動不平衡,變形大的情況下,易造成轉籃破裂發生生產事故。如若 設備運行的1:作轉速太靠近固有頻率也會引起振動,造成損壞。而設備是進行仿 制而來,有些部件進行過改變,且由于支承不同也會造成轉鼓的固有頻率不同, 因此應該對轉鼓部件進行模態分析,得出轉鼓系統的前幾階頻率,以此確定工作 轉速,避免共報提高分離能力有重要的意義。主軸承載大的載荷,并且由于高速 轉動、偏心和經常出現加速減速狀態,所以其受力十分復雜,容易出現損壞,經 常需要檢修。所以在已有的基礎上,運用更精確的現代設計方法,對其進行校核 也迫在眉睫。對于以上出現的問題都制約了設備的生產能力和使用壽命,對這些 關鍵部件進行深入的研究,運用合理的,現代設計方法進行優化設計意義重要。對于甘肅工大機電設備制造有限公司,對該設備進行深入的分析,解決,這些實際的問題,提高設備的整體性能,延長使用壽命,減少維修檢測時間。這樣可以為工廠贏得更大的市場,更好地滿足客戶的要求,對于設備生產企業有實際的商業價值。且對于企業長遠來說,進行深入的分析,獲得精確的實用, 資料,對以后設備進行改進,生產技術指標進行設定有實際的意義。 對于整個制糖業,相比于國外設備,國內產品的在價格上有很大的優勢(一 臺設備進口160~200萬元,國產70~90萬元) [3],使該系列設備完全實現國產 化對于提高我國制糖業的生產率,增加國際競爭力具有重要的意義。以黑龍江省 依安瑞雪糖業有限責任公司為例,該公司于2003-2004, 2004-2005分兩期引進該, 類全自動離心機,通過兩個糖期的使用,受益匪淺。具體體現在在一個糖期(120 天)內,七臺全自動離心機人工費節約4.8萬,材料費節約2.5萬,水氣費節約6 萬,砂糖品質提高增加效益30萬,產量增加所增加效益60萬,總共節約103.3 萬元。不但節約了費用,由于引進先進設備,糖砂質量有了很大的提高,滿足了 客戶的要求,拓展了市場。新設備的廣泛運用,對于我國的制糖業的發展有舉足 輕重的作用。中國是一個制造業大國,長期的仿制對我國的工業發展和技術的提 升有了一個很大的積累,但是長期的仿制也帶了很多問題。在注重自主知識產權 的今天,走自主研發的道路是中國發展的必經之路。為適應發展和設備的改造升 級,對離心機進行深入的研究能為下一代高效離心機的研制國產化做好準備。 本課題是對離心機的轉鼓進行分析,轉鼓是一個組合件,有多個零件組成, 是離心機的核心所在。對其進行研究,解決一些實際的問題,積累一些理論知識, 對于以后設備的改進具有一定的意義,對這些關鍵部件進行應力和模態分析,找 出對其影響的主要因素,對結構進行優化;探討對于離心機分析、優化的實用方 法,對離心機關鍵部件的發展做一些探討對于離心機械行業有長遠的意義。
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