螺杆压缩机系统装置设计(有全套图纸)
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反向旋转型双螺杆挤压机及传动系统的设计(含全套C A D图纸)毕业设计论文任务书一、题目及专题:1、题目反向旋转型双螺杆挤压机及传动系统的设计2、专题二、课题来源及选题依据双螺杆挤压机是为解决单螺杆挤压机的局限性而发展起来的。
与单螺杆挤压机相比,双螺杆挤压机更容易加入带状料,分料及玻璃纤维等物料;物料在机筒内停留时间短;塑化混合效果优良。
双螺杆挤压机在我国的使用非常普遍,因此对双螺杆挤压机的进一步研究对我国的经济发展有着极其重要的意义。
三、本设计(论文或其他)应达到的要求:①熟悉反向旋转型双螺杆挤压机的发展历程,特别是近十几年来的发展;②熟悉掌握反向旋转型双螺杆挤压机的工作原理;③熟练反向旋转型双螺杆挤压机传动箱的设计方法;④熟练绘制挤压机及传动系统总装图、部件图和零件图;⑤能够熟练使用AUTO-CAD。
四、接受任务学生:机械94 班姓名徐志强五、开始及完成日期:自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计(论文)指导(或顾问):指导教师签名签名签名教研室主任〔学科组组长〕签名研究所所长系主任签名2012年11月12日摘要本文先分析了挤压机的市场需求和生产现状,并初步探讨了挤压机生产食品的工艺可行性;提出了用双螺杆挤压机生产食品的工艺流程。
在现有挤压机的基础上,并参考了国内外比较成熟的挤压机设计方法,根据各种食品的特性和生产食品的特殊工艺要求,对挤压机的关键部位进行了相应的设计。
本文详细的介绍了挤压机的主要零部件传动箱、传动系统、机筒等的结构设计,并进行了相应的校核计算;对主要传动零部件如传动箱大小齿轮,带轮,从动轴,键等进行了设计和强度校核,并对轴承承载能力进行了校核计算;本文还涉及了挤压机一些辅助元件如加料系统,加热冷却装置,模头的选择要求,并进行了简单的设计。
最后,本文介绍了一些关于挤压机的安装,操作,控制和维护等方面的内容。
关键词:传动系统;挤压混炼;反向旋转双螺杆挤压机AbstractIn this page, the market need of the extrusion press and the condition of the production is analyzed first.And from theoretically, we studied the technique possibility to produce the foods. We expounded the specialty and working elements of the twin-screw extruder and pointed working flow to produce the foods with twin-screw extruder. In the base of the extruders in existence, we referenced the mature means of extruder design in our country and abroad and based the characteristic of foods and the special working craftwork requires, then, we designed the key structure of extruder. In this text, we introduced the structure design of extruder in detail, particular to the major parts: assignment tank, screw, barrel and systems analysis and calculating. To those important transmission parts: the big gear and the small gears in assignment tank, strip wheel, driving spindle, key, we made a design and check the intensity. And we calculate and check the carrying capacity of the bearing particularly. We also refer to the choosing requirements of the accessories: heating and cooling system, die, knife equipment, and made a simple design. In the end of the text, the installing, operation, controlling and repairing of the extruder were also introduced.Key words:The transmission system;extrusion mixing and shaping;Counter-rotation twin -screw extruder目录摘要 (III)ABSTRACT (IV)目录 (V)1 绪论 (1)1.1挤压机技术应用及分析 (1)1.2国内外生产现状 (1)1.2.1国内发展 (1)1.2.2国际上主要有以下方面 (1)1.3挤压机生产食品的可行性分析 (2)1.4挤压技术在口香糖加工中的应用 (2)1.4.1口香糖的市场需求 (2)1.4.2口香糖的加工工艺 (2)1.4.3挤压机生产口香糖的可行性 (4)2 食品挤压机挤压设备简介 (6)2.1双螺杆挤压机的工作原理 (6)2.1.1挤压原理 (6)2.1.2挤压加工系统 (7)2.2总体结构设计 (7)3 双螺杆挤压机挤压设备设计 (8)3.1传动系统的设计及计算 (8)3.1.1 传动系统设计 (8) (8)3.1.2 电动机的选用 (8)3.1.3 传动比分配 (8)3.1.4 主要传动零部件设计计算和校核 (9)图推力轴承组示意图 (17)3.2 辅助零部件设计计算 (20)3.2.1 加料系统设计计算 (20) (20) (21)螺旋进料传动方案............................................................................................................................................................................ 22 3.2.2 加热与冷却系统的设计 .. (22)铝块冷却水管 (24)3.2.3 润滑油的选用 ........................................................................................................................................ 24 4 挤压加工系统的安装、操作与维护 . (25)4.1挤压加工系统的安装 (25)4.1.1 挤压机的安装基础 (25)4.1.2 调整挤压机水平 (25)4.1.3 机筒的安装 (25)4.1.4 螺秆的装拆 (25)4.1.5 模头的安装 (25)4.2 挤压加工系统的操作 (25)4.2.1 挤压机的开车 (25)4.2.2 开车操作注意事项 (25)4.3 挤压机的维护保养 (25)4.3.1 螺杆的保养 (25)4.3.2 机筒的保养 (25)4.3.3 挤压机其它部分的保养 (26)4.4 设计中的几个问题 ....................................................................................................................... 26 5 总结与展望 .. (27)5.1 总结 (27)5.2 展望.......................................................................................................................................... 27 致 谢 .. (28)参考文献 (29)1 绪论1.1 挤压机技术应用及分析挤压加工技术作为一种经济实用的新型加工方法广泛应用于食品生产中,并得到迅速的发展。
矿用螺杆空压机工作原理结构图作者: 长沙华力矿山设备有限公司网络编辑部整理发布发表时间: 2011-8-22 浏览: 【165】一.螺杆空压机基本结构和工作原理通常所称的螺杆压缩机即指双螺杆压缩机。
螺杆压缩机的基本结构:在压缩机的机体中,平行地配置着一对相互啮合的螺旋形转子。
通常把节圆外具有凸齿的转子,称为阳转子或阳螺杆。
把节圆内具有凹齿的转子,称为阴转子或阴螺杆。
一般阳转子与原动机连接,由阳转子带动阴转子转动。
转子上的最后一对轴承实现轴向定位,并承受压缩机中的轴向力。
转子两端的圆柱滚子轴承使转子实现径向定位,并承受压缩机中的径向力。
在压缩机机体的两端,分别开设一定形状和大小的孔口。
一个供吸气用,称为进气口;另一个供排气用,称作排气口。
工作原理:螺杆压缩机的工作循环可分为进气,压缩和排气三个过程。
随着转子旋转,每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。
1.进气过程:转子转动时,阴阳转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时,其空间最大,此时转子齿沟空间与进气口的相通,因在排气时齿沟的气体被完全排出,排气完成时,齿沟处于真空状态,当转至进气口时,外界气体即被吸入,沿轴向进入阴阳转子的齿沟内。
当气体充满了整个齿沟时,转子进气侧端面转离机壳进气口,在齿沟的气体即被封闭。
2.压缩过程:阴阳转子在吸气结束时,其阴阳转子齿尖会与机壳封闭,此时气体在齿沟内不再外流。
其啮合面逐渐向排气端移动。
啮合面与排气口之间的齿沟空间渐渐件小,齿沟内的气体被压缩压力提高。
3.排气过程:当转子的啮合端面转到与机壳排气口相通时,被压缩的气体开始排出,直至齿尖与齿沟的啮合面移至排气端面,此时阴阳转子的啮合面与机壳排气口的齿沟空间为0,即完成排气过程,在此同时转子的啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到最长,进气过程又再进行。
从上述工作原理可以看出,螺杆压缩机是一种工作容积作回转运动的容积式气体压缩机械。
气体的压缩依靠容积的变化来实现,而容积的变化又是借助压缩机的一对转子在机壳内作回转运动来达到。
螺杆式空气压缩机螺杆SolidWorks模型
作者:章王生;E-mail: zhanws2003@
螺杆式空气压缩机螺杆SolidWorks模型如下图所示。
螺杆的齿面特征,如果单纯利用扫描功能是无法完成的,因为螺杆曲面上的点的轨迹方程为:螺旋曲面与星轮外圆绕螺杆轴线扫面曲面的组合方程,那么,可以考虑利用放样进行建模:提取此条轨迹曲线,在螺杆轴线四周建立几个星轮的齿切面(此齿切面与轨迹曲线相对位置不变,沿星轮轴线向心分布),利用放样切除进行建模。
具体步骤如下所示。
1、建立一个螺旋曲面,导程即星轮直径。
注:可以首先建立一个基准面,此基准面与螺杆轴线垂直,与星轮外圆相切,在此基准面上画圆,画螺旋线,建螺旋面。
2、建立绕螺杆轴线的旋转曲面,曲面轮廓即星轮外圆。
注:可以画半圆即可。
3、提取轨迹曲线,利用分割线命令,再进入3D草图,选中途中亮出的分割线,利用实体转换命令完成3D草图。
注:为了便于选择分割线,可以隐藏螺杆的特征。
4、沿轨迹线不同位置画截面草图,本例选用的的位置均位于系统平面内。
注:无论在什么位置的截面草图,均指向星轮圆心,并且与轨迹线相对位置不变(本例选择截面中心线与轨迹线穿透约束)。
5、利用放样切除,形成齿面特征。
注:依次选择各位置截面草图,拾取时,点击各草图位置尽量一样,同时,利用轨迹曲线作为引导线。
6、阵列放样切除特征,形成最终的齿面特征。
注:可以隐藏一些不必显示的特征要素。
7、完善螺杆的其他特征,此处不作重点介绍。
D55 – D275螺杆式压缩机前言这些压缩机只适用于压缩大气层的空气而不适用于压缩其他气体,它们的设计制造均提供了最好的性能,最长的寿命及高可靠性。
此手册给用户详述了如何安装、调试及操作压缩机的方法。
为了保证最大限度延长其使用寿命,此手册还提供了系统服务及性能目录表。
如果您需要维修设备或更换零部件,请同CompAir 的全世界分销商联系,他们都是由英国HIGH WYCOMBE总部维修及零件部门支持及允许的。
如果您需要更换零部件,请用户与当地的分销商联系。
此手册中所述信息到出版时是正确的,若以后存在有可能会影响压缩机的使用寿命的部件或者安装过程的改变,恐不及在此手册中罗列, 请读者见谅。
故提请用户在对压缩机进行维修和维护前,先与当地的CompAir 供应商联系,他们能提供最及时的更新消息。
在今后任何联系过程中,请务必提供压缩机的型号及系列号。
除非另外指定,此手册中所涉及的压力都为表压。
型号解释型号解释详见下述示例D7 5 - 0 8 WD= 压缩机类型无油机 A= 电机功率 75=75 KW B= 排气压力 07=7.6 BAR08=8 BAR 09=9 BAR 10=10.5 BAR W=冷却方式水冷相关出版物名称零件号维修手册AC20160-TBD 零件清单C20160-1635(D55~D155)C20160-1636(D160~D275)质保:CompAir 的质保期按公司的标准销售条件从供货商交付机器时开始。
维护保养:为了保证能长期无故障地使用压缩机,按本手册“维护保养”章节的指导,定期维护保养和服务,是十分重要的。
任何更换零件或修理,只能使用康普艾(CompAir的原装零部件。
● 如使用的更换零件和油不是由CompAir 提供或认可的,所导致的机器失效不属质保范围。
● 任何非授权的修改或不按维护保养指导去作保养造成的不安全,或使用的更换零件不是由CompAir 提供的将会造成CompAir 无法控制的危险情况。
本科毕业设计(论文)通过答辩1摘要螺杆空气压缩机(又称为双螺杆压缩机)是机电一体化的工业产品,用途非常广泛,其简称:螺杆压缩机。20世纪30年代,瑞典工程师AlfLysholm在对燃气轮机进行研究时,希望找到一种作回转运动的压缩机,要求其转速比活塞压缩机高得多,以便可由燃气轮机直接驱动,并且不会发生喘振。为了达到上述目标,他发明了螺杆压缩机。在理论上,螺杆压缩机具有他所需要的特点,但由于必须具有非常大的排气量,才能满足燃气轮机工作的要求,螺杆压缩机并没有在此领域获得应用。1937年,AlfLysholm终于在SRM公司研制成功了两类螺杆压缩机试验样机,并取得了令人满意的测试结果。随后持续的基础理论研究和产品开发试验,螺杆压缩机才真正发展起来,并且其性能也在不断的完善。螺杆压缩机具有结构简单、运行可靠及操作方便等一系列独特的优点,广泛应用于矿山、化工、动力、冶金、建筑、机械、制冷等工业部门。在宽广的容量和式况范围内,逐步替代了其它种类的压缩机,统计数据表明,螺杆压缩机的销售量已占其它容积式压缩机销售量的80%以上,在所有正在运行的容积式压缩机中,有50%的是螺杆压缩机。螺杆压缩机具有结构简单、体积小、没有易损件、工作可靠、寿命长、维修简单等优点。关键词:螺杆压缩机主机阴、阳转子接触线型线容积常州工学院大专毕业设计
2第一章螺杆压缩机的现状和意义螺杆压缩机广泛应用于矿山、化工、动力、冶金、建筑、机械、制冷等工业部门,在宽广的容量和式况范围内,逐步替代了其它种类的压缩机,统计数据表明,螺杆压缩机的销售量已占其它容积式压缩机销售量的80%以上,在所有正在运行的容积式压缩机中,有50%的是螺杆压缩机。今后螺杆压缩机的市场份额仍将不断的扩大。20世纪30年代,瑞典工程师AlfLysholm在对燃气轮机进行研究时,希望找到一种作回转运动的压缩机,要求其转速比活塞压缩机高得多,以便可由燃气轮机直接驱动,并且不会发生喘振。为了达到上述目标,他发明了螺杆压缩机。在理论上,螺杆压缩机具有他所需要的特点,但由于必须具有非常大的排气量,才能满足燃气轮机工作的要求,而螺杆压缩机只能提供中等排气量,因此并没有在此领域获得应用。但尽管如此,AlfLysholm及其所在的瑞典SRM公司,为螺杆压缩机能在其它领域的应用,继续进行了深入的研究。1937年,AlfLysholm在SRM公司研制成功了两类螺杆压缩机试验样机,并取得了令人满意的测试结果。1946年,位于苏格兰的英国JamesHowden公司,第一个从瑞典SRM公司获得了生产螺杆压缩机的许可证。随后,欧洲、美国和日本的多家公司也陆续从瑞典SRM公司获得了这种许可证,从事螺杆压缩机的生产和销售。最先发展起来的螺杆压缩机是无油螺杆压缩机。1957年喷油螺杆空气压缩机投入了市场应用。1961年又研制成功了喷油螺杆制冷压缩机和螺杆工艺压缩机。过随后持续的基础理论研究和产品开发试验,通过对转子型线的不断改进和专用转子加工设备的开发成功,螺杆压缩机的优越性能得到了不断的发挥。压缩机可分二大类,容积式压缩机和动力式压缩机。容积式压缩机又可分往复式和回转式。回转式压缩机可分单轴和双轴或多轴。本可题研究的是螺杆空气压缩机,属于双轴压缩机。螺杆压缩机--是回转容积式压缩机,在其中两个带有螺旋型齿轮的转子相互啮合,从而将气体压缩并排出。用可靠性高的螺杆式压缩机取代易损件多,可靠性差的活塞式压缩机,已经成为必然趋势。日本螺杆压缩机1976年仅占27%,1985年则上升到85%。目前西方发达国家螺杆压缩机市场占有率为80%,并保持上升势头。螺杆压缩机具有结构简单、体积小、没有易损件、工作可靠、寿命长、维修简单等优点。本科毕业设计(论文)通过答辩3螺杆压缩机有双螺杆与单螺杆两种。单螺杆压缩机的发明比双螺杆压缩机晚十几年,设计上更趋合理、先进。单螺杆压缩机克服了双螺杆压缩机不平衡、轴承易损的缺点;具有寿命长,噪音低,更加节能等优点。八十年代技术成熟后,其应用范围在日渐扩大常州工学院大专毕业设计
4第2章螺杆压缩机基本结构2.1压缩与压缩压缩绝热压缩是一种在压缩过程中气体热量不产生明显传入或传出的压缩过程。一全隔热的气缸内上述过程可成为现实。等温压缩是一种在压缩过程中气体保持温度不变的压缩过程。压缩比(R)压缩比是指压缩机排气和进气的绝对压力之比。例:在海平面时进气绝对压力为0.1Mpa,排气压力为绝对压力0.8Mpa。则压缩比:
21
0.880.1PR
P
(1)
多级压缩的优点:(1)、节省压缩功;(2)、降低排气温度;(3)、提高容积系数;(4)、对活塞压缩机来说,降低气体对活塞的推力。2.2压缩介质为什么要用空气来作压缩介质?因为空气是可压缩、清晰透明的,并且输送方便(不凝结)、无害性、安全、取之不尽。惰性气体是一种对环境不起化学作用的气体,标准压缩机能一样压缩惰性气体。干氮和二氧化碳均为惰性气体。空气的性质:空气成分:氮气(N2)氧气(O2)二氧化碳(CO2)78.03%20.93%0.03%分子量:28.96比重:在0℃、760mmHg柱时,r0=1.2931kg/m3比热:在25℃、1个大气压时,Cp=0.241大卡/kg-℃在t℃、压力为H(mmHg)时,空气的比重:32731.2931/273760tHrxxkgm
t
(2)
湿空气的比重,还应考虑饱和水蒸气分压力(0.378ψ,Pb)。本科毕业设计(论文)通过答辩52.3压力压力这只是某一单位面积的力,如平方米上受1牛顿力度压力单位为1帕斯卡:即:1pa=1N/m21Kpa=1000pa=0.01kg/cm21Mpa=106pa=10kg/cm2绝对压力绝对压力是考虑到与完全真空或绝对零值相比,我们所居住的环境大气具有0.1Mpa的绝对压力。在海平面上,仪表压力加上0.1Mpa的大气压力可得出绝对压力。高度越高大气压力就越低。大气压力气压表是用于衡量大气的压力。当加上仪表压力上就可得出绝对压力。绝对压力=压力计压力+大气压力大气压力通常是以水银mm为单位,但是任何一个压力单位都能作出同样很好的解释:1个物理大气压力=760mmHg=10.33mH2O=1.033kgf/cm2≌0.1Mpa.大气压同海拔高度的关系:
0×PPH(1-)5.256mmHg
44300(3)
H——海拔高度,P0=大气压(0℃,760mmHg)2.4温度温度温度是指衡量某一物质在某一时间能量水平的方法。温度范围是根据水的冰点和沸点。在摄氏温度计上,水的冰点为零度,沸点为100℃。在华氏温度计上,水的冰点为32℉,沸点为212℉。从华氏转换成摄氏:华氏=1.8℃+32,℃=5/9(℉-32)绝对温度这是用绝对零度作为基点来解释的温度。基点零度为华氏零下459.67℉或摄氏零下273.15℃。绝对零度是指从物质上除去所有的热量时所存在的温度或从理论上某一容积的气体缩到零时所存在的温度。冷却温度差冷却温度差是确定冷却器的效率的术语。因为冷却器不可能达到100%的效率,我们只能用冷却温差衡量冷却器的效率。冷却温度差是进入冷却器的冷水或冷空气温度和压缩空气冷却后的温度之差。2.5露点和相对湿度露点和相对湿度就象晚上温度下降会产生露水一样,压缩空气系统内的温度下降也会常州工学院大专毕业设计6产生水气。露点就是当湿空气在水蒸气分压力不变的情况下冷却至饱和的温度。这是为什么呢?含有水分的空气只能容纳一定量的水分。如果通过压力或冷却使体积缩小,就没有足够的空气来容纳所有的水分,因此多于的水分析出成为冷凝水。离开后冷却器的空气通常是完全饱和的。分离器内的冷凝水就显示了这一点,因此空气温度有任何的降低,就会产生冷凝水。设定的湿度可认为是湿空气所含水蒸气的重量,即:水蒸气重量和干燥空气重量之比。相对湿度ψ
0zbPx
xP湿度
Ψ
饱和绝对温度(4)
当Ps=0,ψ=0时,称为干空气;Ps=Pb,ψ=1时,称为饱和空气。绝对湿度——1m3湿空气所含水蒸气的重量。
sGx
V
水蒸气重量
湿空气体积水蒸气重量含湿量干空气重量(5)
饱和空气当没有再多的水气能容纳在空气中时,就产生了空气的饱和,任何加压或降温均会导致冷凝水的析出。水气分离器水气分离器是用于收集和除去在冷却过程中从空气或气体中冷凝出来水的器件。储气罐储气罐是用于储存压缩机排放出来的压缩空气和气体的容器。储气筒有利于消除排气管路中的脉冲,并在需求量大于压缩机的能力时,可起储存和补充提供压缩空气的作用。2.6状态及气量标准状态标准状态的定义是:空气吸入压力为0.1Mpa,温度为15.6℃(国内行业定义是0℃)的状态下提供给用户系统的空气的容积。如果需要用标准状态,来反映考虑实际的操作条件,诸如海拔高度、温度和相对湿度则将应实际吸入状态转换成标准状态。常态空气规定压力为0.1Mpa、温度为20℃、相对湿度为36%状态下的空气为常态空气。常态空气与标准空气不同在于温度并含有水分。当空气中有水气,一旦把水气分离掉,气量将有所降低。海拔高度按海平面垂直向上衡量,海拔只不过是指海平面以上的高度。海拔在压缩机工程方面占有重要因素,因为在海拔高度越高,空气变得越稀薄,绝对压力变得越低。既然