工业离心机毕业论文

工业离心机 毕业论文 毕业论文答辩ppt模板下载毕业论文ppt模板下载毕业论文ppt下载关于药学专业毕业论文临床本科毕业论文下载 本文通过对国内外离心过滤技术研究现状的分析和亲身的现场时间工 作经验 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ，指出了离心脱水技术的重要性，和未来在该领域内需要开展 的理论研究方向。文中描述了离心力场的基本特征，提出了提高分离因数 的基本途径；结合立式螺旋卸料离心机的脱水机理，分析了颗粒在筛面上 的运动情况，运用数学方法和理论力学知识建立了物料在筛篮运动上的动 力学模型。对XLL—1100型离心机的结构、零部件和工作原理进行了细致 的分析研究，并针对现场使用过程中出现的问题进行了原因分析。XLL—1100型离心脱水及存在处理能力低、入料粒度范围小等问题，主要原因是 由于刮刀与筛篮设计不合理、过煤面积小造成的。本 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 在对筛筛篮和螺 旋刮刀进行研究的基础上，对筛篮和螺旋刮刀进行改进设计，并对分配盘 角度进行了改进。把螺旋刮刀的升角减小到20?，分配盘角度由原来的90?改为150?，并在其上增加加大导流叶片更利于煤的疏导，提高了处理效率。 ：离心机；螺旋刮刀；分离因数。 1 ABSTRACT This article through summarized to the domestic and foreign Centrifugal Filter engineering research present situation analysis and the oneself scene time work experience, had pointed out the centrifugaldehydration technology importance, with the future the fundamentalresearch direction which will need to develop in this gentrifugalism domain.Asked described the centrifugal force field basic characteristic,proposed the enhancement separation factor essential way; Unifies the vertical spiral Discharge centrifuge the dehydratedmechanism, has analyzed the pellet in screening surface movementsituation, established the material using mathematics method and the theoretical mechanics knowledge in to sieve in the basket movementdynamics model. To the XLL-1,100 centrifuges structures, the spare part and theprinciple of work has conducted the careful analysis research, andaimed at the question which in the field use process appeared to carryon the reason analysis. The XLL -1,100 gentrifugalism dehydrations and the existence handlingability low, enters the material granularity scope slightly and so onthe question, the main reason is because the shaving knife with sieves the basket design not to be unreasonable, the coal area slightly tocreate. The present paper in to sieves the basket and the spiral shaving knifeconducts the research in the foundation, to sieves the basket and thespiral shaving knife carries on the improvement design, and has madethe improvement to the distributor disk angle. Angle reduces the spiral shaving knife 20?, the distributor diskangle by original 90? changes 150?, and increases in above enlargesthe stator vane favor the coal unblocking, enhanced the processingefficiency. Key word: Centrifuge; Spiral shaving knife; Separation factor. 2 1 ................................................................................................1 1.1引言...........................................................................................................1 1.2选煤的工艺过程.......................................................................................1 1.3 选煤产品的脱水......................................................................................3 2 ....................................................................6 2.1离心力场的基本特性...............................................................................6 2.1.1 离心力和分离因数.........................................................................6 2.1.2 哥氏力.............................................................................................8 2.1.3 离心液压….....................................................................................8 2.2 分离物料的特性......................................................................................9 2.2.1 悬浮液特性...................................................................................9 2.2.2 固体颗粒特性.............................................................................10 2.3离心分离理论及分离原理.....................................................................11 3 XLL-1100….........................................12 3.1设计选用机型及工作原理...................................................................12 3.2离心机整体 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的确定及结构特点...................................................12 3.2.1 工作部分.....................................................................................13 3.2.2 传动部分.....................................................................................14 3.2.3 润滑系统….................................................................................14 3.3主要技术特征.......................................................................................14 3.4 安装与运转..........................................................................................15 3.4.1 安装.............................................................................................15 3 3.4.2 运转.............................................................................................15 3.5 操作与维护..........................................................................................16 3.5.1 操作.............................................................................................16 3.5.2 维护.............................................................................................17 4 ..............................................................................19 4.1 分离因数 F的确定............................................................................19 r 4.2 筛篮转速确定......................................................................................19 4.3 筛篮结构设计......................................................................................20 4.3.1筛篮大端直径D..........................................................................20 4.3.2筛篮长度H..................................................................................21 4.3.3筛篮半锥角α的确定..................................................................21 4.3.4筛网选型及其特征对脱水效果的影响......................................27 4.3.5筛网缝隙宽度的选择..................................................................27 4.3.6筛网缝隙排列对分离效果的影响..............................................28 4.3.7 筛篮主要参数.............................................................................28 4.3.8筛篮强度校核..............................................................................28 4.3.9筛篮的制造..................................................................................30 4.3.10筛篮的平衡实验......................................................... ..31 4.4螺旋转子结构设计.................................................................................31 4.4.1螺旋转子结构..............................................................................31 4.4.2螺旋转子的升角的确定..............................................................33 4.4.3提高刮刀耐磨性措施..................................................................33 4.5离心机生产能力校核.............................................................................33 4.6筛篮与刮刀转子间间隙的确定.............................................................35 4 4.7 分配盘结构设计....................................................................................35 4.8钟形罩结构设计.....................................................................................36 4.9壳体结构设计.........................................................................................36 4.10减震装置设计.......................................................................................38 4.11润滑系统的设计....................................................................................40 5...............................................................................42 6...............................................................................................44 ..........................................................................................45 ..............................................................................................47 ..................................................................................48 5 1.1 目前煤炭仍是世界上人类利用的主要能源，我国又是世界上最大的煤 炭生产国和消费国。煤炭在我国的能源消费总量构成中的比例超过50%。今后五十年甚至更长一段时间，煤炭作为中国的主要能源及钢铁、化工领 域的原料在相当长的时间内不会有大的改变，煤炭仍将是我国的主要能源。 因此煤炭在中国国民经济中的地位是举足轻重的地位。然而，在中国的煤 炭消耗中，煤炭的加工利用处于低水平阶段，存在着高能耗、高污染、低 效率的利用现状，也产生了一系列的环境污染问题，如燃煤产生烟尘和SO:排放量分别占80%和90%，中国的大气环境污染属典型的煤烟型大气污染。 并且今后随着我国国民经济的的快速发展，煤炭的产量将保持增长势头， 从而对煤炭的洗选加工和环境保护提出了更高的要求，环保要求的提高、 洁净煤计划的实施、煤炭市场日趋激烈的竞争等成为煤炭深度洗选脱硫降 灰的内在动力。深度洗选脱硫降灰的前提是对煤炭进行深度的破碎(磨矿)解离，这必然导致大量细粒煤泥的产生。大量的统计资料表明，并且今后 随着我国国民经济的的快速发展，煤炭的产量将保持增长势头，从而对煤 炭的洗选加工和环境保护提出了更高的要求，环保要求的提高、洁净煤计 划的实施、煤炭市场日趋激烈的竞争等成为煤炭深度洗选脱硫降灰的外在 动力 1.2 一般来说，选煤厂由以下主要工艺组成，原则流程如图1.1： 6 1.1 （1）、原煤准备：包括原煤的接受、存储、破碎和筛分。 （2）、原煤的分选：目前国内的主要分选工艺包括跳汰-浮选联合流程；重 介-浮选联合流程；跳汰-重介-浮选联合流程；块煤重介-末煤重介旋流器分 选流程；此外还有单跳汰和单重介流程。 （3）、产品脱水：包括块煤和末煤的脱水，浮选精煤脱水，煤泥脱水。 （4）、产品干燥：利用热能对煤进行干燥，一般在比较严寒的地区采用。 7 （5）、煤泥水的处理。 1.3 选煤产品的脱水是利用重力、机械力或加热干燥等方法使固体物料与 水分离，以降低湿物料水分含量的作业。脱水作业是湿法选煤厂的重要选 煤工艺环节。选煤产品脱水有以下几个目的： （1）、 降低选煤产品中的水分，以满足用户和运输的需要。在选煤厂， 各种精煤的综合水分一般要求达到8%~10%，高寒地区要求为8%以下。湿法选煤带有大量的水分，若炼焦用煤水分很高，不仅使炼焦时间延长， 生产量减小，而且炼焦炉所用煤气量变大，寿命缩短。水分高的煤炭，运 输也困难，特别是北方的冬季，煤炭的冻结更给卸车带来困难。水分过高， 选煤厂贮存和装车也很困难。 （2）、 洗水再用，节约用水。湿法选煤用水量很大。一般情况下，跳 汰机每处理1吨原煤用水3吨；1吨块原煤用水0.7吨；1吨末原煤约用 1.6~2.0吨水，这么多的水不回收，将造成很大的浪费。 （3）、使煤泥回收，洗水闭路循环，以免环境污染。煤泥水外流不仅造 成环境污染，也增加煤炭的损失。采用有效的脱水，既可回收煤泥，实现 洗水闭路循环，也减轻了对环境的污染。 此外，在风力选煤前，如煤中含有大量的外在水分，也必需先经过脱水。 选煤产品的脱水方法有：重力脱水、机械力脱水、热能脱水、物理化学 脱水和电化学脱水法。其中常用的方法有：重力脱水、机械力脱水和热能 脱水法。 在选煤厂，煤的脱水是分阶段进行的。选煤厂典型的脱水系统是： （1） 块精煤：脱水筛—— 脱水仓。 （2） 末精煤：斗子捞坑——脱水筛——离心脱水机——干燥机（高寒 8 地区或特殊要求） （3） 中煤或矸石：脱水斗式提升机——脱水仓（中煤有时用脱水筛） （4） 粗煤泥：沉淀池（旋流器）—— 脱水筛——离心脱水机——干燥 机（高寒地区或特殊要求）。 （5） 细煤泥：浓缩机—— 过滤机——干燥机（高寒地区或特殊要求）。 （6） 浮选精煤：过滤机—— 干燥机（高寒地区或特殊要求）。 （7） 浮选尾煤：浓缩机——可用沉降式（或沉降过滤式）离心脱水机 和压滤机等。 在选煤厂，除了对选后产品的最终脱水外，有时在选煤工艺过程中的 中间环节也需要进行脱水。 长期以来，我国选煤厂细粒级煤(浮选精煤和粗煤泥)产品水分普遍偏高，严重影响了最终产品质量和冬季运输，同时也影响用户的经济技术指 标，是选煤生产中急待解决的问题。 而随着洁净煤技术的发展，选煤厂煤泥水流程按0.5mm为界限，确定煤泥分级、回收的惯例已被打破，传统的煤泥水系统工艺和设备已不能适 应新技术的发展。为了适应市场需求，尤其是对进行脱水分段中的3 ~ 0.5mm粒度煤泥脱水的要求，开发一种新型的离心脱水机是必要的。这样 可以使末煤得到最大限度的回收，从而提高了精煤的回收率，使得选煤企 业的经济效益提高，保护了环境，最大限度的节约了能源。这种离心机结 构紧凑，处理能力大，产品水分低，大大减轻煤泥水处理系统的负担，取 得了良好的工艺效果，并可以简化煤泥水处理工艺。 本次研制的脱水机主要针对3 ~ 0.5mm的末煤脱水 ，该机具有投资小、系统改造力度小、工艺效果好的特点，将成为老厂改造和新建选煤厂的首 选设备，由于适合的粒度较小，因此不仅适用于选煤业，还适用于化工、 9 制药、食品及环保业中进行固液分离，具有良好的社会、经济效益和发展 前景。 10 2 2.1 离心力场的基本特性基于等速回转运动基本规律。描述离心力场基本 特性的主要内容包括离心力、分离因数、哥氏力以及离心液压等。 2.1.1 假设具有质量为m的质点，沿以o点为圆心，以r为半径的圆周作等 ,速回转运动时，回转角与转速n的关系式为： n,22 （弧度/秒） 公式（2.1） ,,60 ,V回转角速度和圆周速度之间的关系式为： 0 ,V =r (米/秒) 公式（2.2） 0 a在任何一个等速回转运动时，都会产生向心加速度以及与其等值而反向n a的离心加速度，则 0 22aa,r == （米/秒） 公式（2.3） 0n 作用在质点上的向心力和离心惯性力（以下简称离心力）数值相等方向相 反。计算公式如下: 2F,F,m,r 0c 2Gn,Grn22Fr,, （公斤力） 公式（2.4） ()cg60900式中 G —物体的重量； g — 重力加速度； 该分离的物料在离心力场所中所受的离心力和它所受的重力的比值，称 11 F为分离因数，则 r 2,,FmrrC,,F = 公式（2.5） rGmfg 显然分离因数是离心加速度与重力加速度的比值。 分离因数是表示离心机分离能力的主要指标，是代表离心机性能的重 F要标志之一。越大，物料受的离心力越大，分离效果也越好。因此，对r 于固体颗粒小、液性粘度大和难分离的悬浮液，要采用分离因数较大的离 心机。离心机是一种高效率的分离设备。 分析公式2.5可以看到提高分离因数的途径。由于分离因数与转鼓半径 F成正比，因此增大转鼓尺寸时，增长较平缓，但转鼓半径增大后，转鼓r F的应力状态受到较大的影响。而分离因数与转鼓转速却成平方关系，提r F高转速时，增长很快。故高速离心机的结构特点是转速高、直径小、分r 离因数大。分离因数的提高并不是任意无限制的，其极值取决于转鼓的机 械强度。 离心力场和重力场的主要区别是：在重心沉降和过滤操作时，固体颗 粒和液体颗粒所走的距离和地球半径比起来是很微小的，因而可以认为重 力场是均匀的。重力场的强度是固定不变的。而离心场则不然，离心力场 的强度是以分离因数来表示的，分离因数可以通过改变转鼓强度和转鼓半 径来改变。 离心分离根据操作的原理不同，可分为两种不同的过程——离心过滤 和离心沉降。在选煤厂中，离心过滤多用于末煤的脱水上，而离心沉降多 用于煤泥水的澄清和煤泥的回收中。因此，本次研制的脱水机采用离心过 滤原理。离心过滤是把所处理的含水物料加在转子的多孔筛面上．由于离 心力的作用，固体在转子筛面上形成固体沉淀物，液体则通过沉淀物和筛 面的孔隙而排出。由于液体是通过物料的孔隙排出，而脱水物料的粒度组 12 成影响响着孔隙的大小，所以，脱水效果受粒度组成的影响很大。物抖的 脱水过程；由于离心力的作用而得到强化。离心力的大小影响着脱水的效 果。 2.1.2 当研究回转运动的特性时，除了离心力外，还必须注意到可能出现的 F哥氏力。哥氏加速度是哥氏力的来源，哥氏加速度是由于质点不仅作圆K 周运动，而且也作径向运动所产生的。 由理论力学得知，当牵连运动为均角速定轴运动时，哥氏加速度的大 小为 ,,2,V 公式（2.6） kr V式中 指点相对于转鼓的径向速度 r aV方向与垂直，相对于把相对速度矢量按动系的角速度的转向转过kr 90度。 哥力氏按下式确定 F,2m,V 公式（2.7） kr 如果质点对回转的转鼓无相对运动时，或者它的相对位移与回转轴平 F行的话，则=0。 k 从理论上来分析，哥氏力在离心机中确实存在，而且对物料在离心力 场中的运动状态也有一定的影响。 2.1.3 离心机工作时，处于转鼓中的液体和固体物料层，在离心力的作用下， 将给转鼓内壁已相当大的压力，称为离心液压。离心液压的计算公式如下： 13 R2,,r222 公式（2.8） ,p,rdr,(R,r)0,g2gr 2p式中 —离心液压；公斤力/米 0 3 — 转鼓内被分离物料的重度；公斤力/米 , 2, —转鼓得回转角速度；弧度/秒 R—转鼓内物料环的内表面半径；米 2 g—重力加速度；米/秒 当转鼓的转速很大时，液面近似于与转鼓壁平行的同心圆柱面，此时r 近似于常数。离心液压不仅作用在转鼓壁上，同时也作用在顶盖和鼓底上。 计算转鼓的强度时必须把离心液压考虑上。 2.2 2.2.1 悬浮液是由液体和悬浮于其中的固体颗粒组成的系统。利用离心机分 离悬液时，对其分离后的产品，必须考虑到以下三点：1、滤液和分离液的澄清度；2、滤渣或沉渣中的含湿量；3、滤渣和沉渣中的可溶性物质。其中澄清度和含湿量是衡量分离效率的主要指标。从离心分离的观点来看， 一般说悬浮液的化学性质对分离的影响甚小，而其物理化学性质则影响较 严重。后者称为悬浮液的特性。悬浮液的浓度以及固相和液相的特性确定 了悬浮液的特性。悬浮也可按固体颗粒的大小和浓度来分类。可分为粗颗 粒悬浮液，细颗粒悬浮液以及高浓度悬浮液、低浓度悬浮液等。固体颗粒 的粒度和悬浮液的浓度与滤渣或沉渣的厚度增长率、离心机的处理能力有 密切的关系，在设备选型中占有很重要的地位。 2.2.2 14 悬浮液中固体颗粒的特点，进入离心机的悬浮液或料浆中的固体颗粒， 是由许多单个颗粒以及聚集在一起的颗粒团组成的混合体。因此研究故意 颗粒的特性时，不仅涉及到颗粒的大小和几何形状，而且也涉及到颗粒与 周围液体表面间的相互作用。这种相互的作用是一个十分复杂的问题，在 很大程度上取决于颗粒尺寸的大小和形状。随着颗粒尺寸的减小而其比表 面积增大时，表面效应则越来越显著。这种相互作用的表现形式复杂多变， 在分离操作过程的各个方面都占有很重要的地位。 用离心分离方法分离悬液时，由于悬浮在其中的颗粒大小的不同，所 受的离心力便不同，当物料在离心立场的停留时一定时，大于极限粒径的 颗粒，便在离心力的作用下克服沉降阻力而沉降至鼓壁。而小于极阻粒径 的颗粒仍然悬浮在液体中，值得注意的是，在离心场中，悬浮液的固体颗 粒更倾向于凝聚，能使许多小于极限粒径的微粒凝聚在一起，变成大颗粒 或颗粒团而沉降。这种效应称为离心絮凝效应。他对于固体物料脱水和液 体的澄清都极为有利，但对于固体颗粒的分级，却起反作用。 颗粒特性一般是指颗粒群中的主要物理性质，包括颗粒的大小，粒度 分布、形状、比重、表面性质等。他和液体的主要性质以及悬浮液的浓度 和形态等决定了其他一些特性。例如颗粒的沉降速度、滤渣的渗透率和比 阻等。影响离心机脱水效果的主要因素是分离因数的大小，其次就是被处 理物料的颗粒度组成，并且对不同类型的离心机颗粒度的影响效果不同。 其中对于过滤式刮刀卸料离心脱水机，颗粒度在0.5mm以下含量大小对脱水效果影响最大，如果0.5mm以下粒度低于入料量的10%，则产品水分可在要求的范围之内，此比例若增加，则产品水分将增加，不能满足实际要 求，若颗粒度的上限过大，会导致耗能加大，筛网寿命低。因此根据实验 数据，其适合的颗粒度在3~0.5mm。 2.3 15 运用过滤原理的离心脱水机，其机型主要包括卧式振动离心机，立式 振动离心机，惯性卸料离心机及刮刀卸料离心机等。 卧式振动离心机是目前世界上先进的国家都在积极发展的机型，这种 离心机处理能力大、功耗低，但它的脱水效果与物料粒度关系密切，理想 的范围在13mm~3mm之间，低于3mm粒度则脱水效果不好，主要是由于离心强度低，筛缝易堵，这一点在立式振动离心机更为明显。另外由于采 用振动卸料、噪声大、维修技术要求高，传动件损坏较坏，使它在我国的 推广受到限制。 惯性卸料离心机是靠离心力克服物料与筛网摩擦力卸料的末煤脱水 机，由于单纯利用惯性卸料，物料的运动速度不容易控制和提高。因此其 使用在逐渐减少。对于分级脱水3~0.5mm级的细煤脱水，目前国内外比较看好的是刮刀卸料离心脱水机。这种脱水机运转平稳，噪声低，维修量小， 离心强度大，所以产品水分低，能满足市场要求。 3 XLL-11000 16 3.1 根据本次设计脱水物料的特点及对各种离心机特点的比对，设计机型 选用立式刮刀卸料离心脱水机。这种离心脱水机工作中，物料移动不是主 要依靠所受的离心力，同时也利用了筛篮内的螺旋形刮刀，将物料送到排 料口。物料移动速度可以提高，而且可以进行控制。同时，筛面与回转轴 线间的角度也可以大大地减小，从而减小离心机的体积和重量。其工作原 理是利用机械旋转产生离心力，实现固液混合物分离的过程，湿煤通过入 料口，经布料锥进入筛篮与刮刀之间的空间，在离心力的作用下，水和水 的颗粒（离心液）透过物料层，穿过筛网，沿上盖流入机座上部的集水槽 内，然后通过设在机座两侧的排液管排出机外，煤粒则保持在筛篮内侧， 因螺旋刮刀与筛篮之间有一转速差，螺旋刮刀就将煤粒从筛网上刮下，并 将其推送至筛篮底部，从而把脱水后的末煤卸到机器下边的收料漏斗里， 这一过程连续不断地进行。 3.2 本次设计的立式螺旋卸料离心机主要由以下几部分组成(如附图3.1所 示)。 17 3.1 1.筛篮 2.螺旋转子 3.分配盘 4.鈡形罩 5.入料口 6.上盖 7.圆锥齿轮 8.中间轴 9..斜齿轮 10.心轴 11.外轴 12.机壳 工作部分主要由筛篮、螺旋刮刀、钟形罩和分配盘组成。锥形筛篮装 在钟型罩上，钟形罩则用螺栓固定在外轴上。布料锥装在螺旋刮刀转子上， 螺旋刮刀转子用螺栓和键固定在心轴上，其转速略低于筛篮的转速。钟形 罩和螺旋刮刀转子的结构可保证煤粒不致落入轴承内，且又便于脱水后煤 粒的移动。 由于螺旋刮刀转子的转速比筛篮慢，螺旋刮刀就将煤粒从筛面上刮下， 并将其向下输送。当脱水后的末煤运动至筛篮底部时，具有很大的动能， 这动能在煤与出口保护环碰撞时大部分消失。出口保护环用球墨铸铁制造， 以保证耐磨。外壳与齿轮箱之间有足够的空间，以减少卡煤的可能性。为 安全起见，上、下外壳还设有捅煤孔，以备在堵煤时排煤用。 18 本机的传动系统一对圆锥齿轮传动副传动和两对斜齿圆柱齿轮传动组 成。电动机通过圆锥齿轮传动副带动中间轴转动。中间轴上装有两个齿数 相差为１的齿轮。它们分别与装在外轴上的齿轮（这两个齿轮的齿数相同） 相啮合，从而使锥形筛篮和螺旋刮刀转子保持同向旋转，并有一适当的转 差。三角皮带选用15N型三角带。三角皮带通过调节张紧螺栓来张紧。两 对齿轮均为普通圆柱斜齿轮，齿轮旋向的选择，使得齿轮工作时产生的轴 向力与螺旋刮刀刮煤时所引起的轴向力部分抵消，从而使轴承的工作状况 得到改善。 本机采用稀油集中润滑系统。润滑系统采用独立电机驱动稀油集中润 滑系统；润滑油从油箱经滤油器进入齿轮油泵，然后经主压油管进入多支 油管(分油器)，再经三个分支油管进入各润滑点。 3.3 入料粒度/ mm 3~0.5 入料浓度/% 50~60 -1 处理能力（按入料计）/t.h50 产品外在水分/% 8 ~10 筛篮半锥角 /(?) 20 筛篮大端直径/mm 1150 筛篮转速/r/min 534 筛网缝隙/mm 0.3 主电机功率/kw 75 19 离心机在制造厂进行总装配，并进行空运转试验，试验合格后，以成 套的形式发给用户。 （1）安装前：检查安装地点的地脚尺寸是否与图纸相符，同时还要用 水准仪检查安装地点是否水平，水平误差用垫板调整。 （2）安装：离心机应尽可能整体安装，起吊位置应选在机座和电机座 的适当位置上，切忌利用上盖上的两个吊耳起吊整机。如情况不允许需分 解安装时，请按下列顺序从机座上取下各零部件：三角皮带，（有关）润滑 管路，油箱，电机及托架等；安装时，先装主体部分，再按与分解时相反 的顺序安装拆下的零部件。 （3）对安装的要求： a.基础动力系数按2.0计算； b.入料前加一段立管,立管对正离心机轴线，以保证入料均匀； c．减振器安装后，紧固其上部螺母，并用卡尺测量减振器上部 橡胶块，橡胶块直径的最大增量为１mm； d．离心机总装后，按本说明书第五项第3条的说明向油箱注入 规定的润滑油。 、运转前的准备： a．检查所有螺纹联接是否已拧紧； b．检查油管有无压坏破裂的地方，管接头是否已拧紧； c．检查油泵能否自由旋转； d．检查传动部分是否灵活，一个人用双手攀动皮带应能不费多大 20 力气就可使离心机转动； e．检查三角皮带是否已张紧； f．检查油箱内的油位是否在油标上部标记位置附近，油量不足时 应补油。 空运转：上述检查合格后，机器即可进行空运转，空运转时间需 8小时。 a.接通油泵电机，仔细观察油压表,油压在开始起动时较高(可达 0.4MPa)。随后降至恒压（约为0.08-0.35MPa）.如果油压始终较 高(大于0.4MPa)或较低（小于0.04MPa），应停机检查，找出原 因； b. 待油压稳定后，接通主电机，注意观察其旋转方向和整机的振 动情况； c．测量离心机在水平面上的振动情况，基座处单向振幅不应超过 0.5mm，超过时应停机检查； d．润滑油的温度达到恒温约需4小时，恒温时，油的温度不应高 于周围环境温度35?。 、负荷运转：空运转合格后，机器即可进行负荷运转，负荷运转时， 给料量必须由小到大逐渐增加。负荷运转时，应检查： a．机器的工艺性能（包括处理能力、脱水效果）； b．机器的振动和噪声情况，润滑油的温升； c．电机电流的变化情况，功率消耗。 （1）开车前： 21 a．从下部外壳的４个孔，检查脱水末煤有无堵塞现象； b．用手攀动皮带，检查机器有无卡碰现象； c．检查三角皮带的张紧程度； d．检查油箱内油位是否在油标上部标记位置附近。 （2）开车： a.开动油泵电机，注意观察油压是否正常； b.待油压基本稳定后，开动主电机； c.待机器运转稳定后，开始给机器加料。给料时应逐渐增加，并 注意观察电机电流的变化； d.在运转过程中，严禁铁器、木块及其他杂物进入离心机。 （3）停车： a.停止给料； b．待机内无残存物料时，用清水冲洗筛网，冲洗时间约需3分 钟； c．停主电机； d. 停油泵电机。 （1）、筛篮：筛篮内表面应尽可能保持准确的圆锥形，以保证筛面上各 点与螺旋刮刀间的距离相同，这样可使筛面磨损均匀，筛篮寿命长。筛孔 面积应尽可能大，以获得良好的脱水效果。需经常检查筛缝是否被煤泥堵 塞，并及时清洗。有时由于异物（如铁器等）进入离心机，可能使筛面损 坏，应注意检查，并及时在损坏的地方焊上适当的垫板。通过筛缝流出的 离心液中含有固体颗粒，使筛条受到磨损，因而筛缝增大。当筛缝增大到 0.5毫米时，离心机的工作就不能适合选煤工艺要求了，这说明筛篮寿命已 22 到，应更换新筛篮。 （2）、螺旋刮刀转子：随着刮煤板的磨损，刮板边缘与筛面之间的间隙 变大，这使机器的脱水性能变坏，并使筛篮的磨损加重。为保持3毫米左右的正常间隙，在心轴与螺旋刮刀之间有一组调整垫片，每一垫片的厚度 为1毫米，当把一个垫片从上部移到下部时，可使刮刀与筛面之间的间隙 减少0.34毫米，当所有垫片全部移到下部后，说明刮刀已不能使用，此时 应对刮刀进行补焊或换上新的。 螺旋刮刀转子事先是经过动平衡的，但长期动转后，由于磨损不均匀， 会失去原有的平衡，使机器产生较大的振动，此时应拆下螺旋刮刀转子， 重新作动平衡。 （3）、钟形罩：钟形罩上部装在外轴上，下部与筛篮联接。当末煤离开 筛篮通过钟形罩的过煤通道时， 因其离心力较大，它们之间的相对滑动也 较大，因而使得钟形罩的过煤通道磨损较快，所以在每次更换筛篮时，应 检查钟形罩的磨损程度。在钟形罩的过分磨损的地方， 应堆焊耐磨金属层。堆焊时要防止产生挠曲变形，焊后需要进行动平衡试验。 （4）、齿轮： 齿轮传递功率较大，精度较高。在运转过程中，需注意保 持润滑油的清洁和充分供给。在拆、装齿轮箱时，应注意保持各零件的清 洁，特别要注意不使异物（如螺帽等）进入齿轮箱里。 （5）、机座：机座外部设有四个捅煤孔。以备堵煤时排煤用。机座上部 设有排水槽，在它与出口保护环的联接处，应有良好的密封。 （6）、出口保护环：脱水后的末煤以很高的速度撞到出口保护环上，保 护环的磨损比较严重，在更换筛篮等易损件时，应注意观察保护环的磨损 情况，以便及时更换。 4 23 4.1 F r 在物料的脱水过程，离心力的大小影响脱水的效果。而分离因数就是 表示离心机中物料所受离心力大小、分离能力的一个重要指标，对离心机 的脱水效率起决定作用。所谓分离因数是指物料所受的离心加速度和重力 加速度的比值（见公式2.1）。它是表示离心机特征的一种指标,分离因数越 大,物料所受的离心力越强,固体和液体分离的效果也越好。改变离心机筛篮 的半径和转数，就能改变分离因数的大小。由于分离因数是与转数的平方 成正比，所以，为了提高分离因数，改变转数的效果比改变半径的效果要 大的多。因此，一般离心脱水机中，都是通过改变筛篮的回转数来提高其 分离因数的。 但是，对选煤用的离心机，不适当地提高其分离因数，会引起不利地 影响。离心力提高以后容易把煤粒破碎，从而会增加煤在滤液中的损失； 而且，动力消耗也要相应地加大，对设备的强度要求更高。因此，应当全 面考虑这些因素来决定所采用的分离因数。 在选煤厂，采用过滤原理的离心机，分离因数一般在80－200，采用沉 降原理的离心机，分离因数为500－1000左右。参考同类机型并结合本次设计机型的实际特性，本机分离因数确定为180。 4.2 在分离因数确定以后，根据公式（2.1）可确定筛篮和螺旋转子的转速。 222,,RRnanF = = = =180 公式（4.1） rgg900g 则 n = 529转/分； 式中 —离心加速度，米/秒； an 24 2g—重力加速度，米/秒； ,—离心机筛篮运动的角速度,弧度/秒； R—离心机筛篮的内半径,米；(见原始设计数据) n—筛篮每分钟的转数,转/分； 4.3 筛篮是过滤式离心机的工作表面，是保证离心机正常工作的重要部件， 筛篮形状为锥台形且内表面应保证圆形。对于螺旋卸料的过滤式离心机， 这点尤为重要，否则，就不能保证筛面与螺旋叶片之间的间隙。 筛篮主要由上法兰、下法兰、加强肋、加强环、不锈钢锥形网筒组成； 其中不锈钢锥形网筒由数块扇形筛网组焊而成（组焊时在专用胎具上进 行），扇形筛网是由不锈钢丝轧制成特殊形状的筛条和支撑条通过专用 设备焊接成型的，筛条沿筛篮圆锥母线排列。为了减轻筛缝堵塞，筛 缝做成上小下大。筛篮通过上法兰和下法兰上的孔用螺栓与主机连成 一体。 4.3.1D 离心机的处理量与筛篮大端直径关系最大，一般来说，筛篮大端直径 越大，其处理量也越大，根据设计原始资料，本机筛篮大端直径确定为 1150mm。 4.3.2H 一般来说，筛篮长度越长，物料在筛篮上脱水的时间越长，脱水效率 也越高，产品水分也越低。但对离心机其他机械性能要求也越高。若用筛 篮长径比Q来确定，过去离心脱水机均采用较小的长径比Q?0.54，为了 进一步降低产品水分，本次设计的离心脱水机采用较大的长径比0.56，即： 25 H / D = H / 1150 =0.56 所以，筛篮的长度H = 644mm. 4.3.3α 当其他参数一定时，筛篮半锥角对产品水分和处理能力有较大的影响， 一般来说筛篮半锥角越大，处理能力也越大，但产品水分反而会增加。 在过滤式螺旋卸料离心机中，螺旋转子将滤渣由小端向大端输送，滤 渣的离心力的切向分力有助于螺旋排料，特别是当筛篮半锥角大于物料与 筛篮之间的摩擦角时，物料将靠离心力的切向分力输送，螺旋转子不再起 排料的作用，而是起阻止排料从而延长物料在筛篮中停留时间的作用。 （1）滤渣受力分析 为研究滤渣在离心机中的受力情况，取微块滤渣进行分析，其受力情 况如图所示： (a) (b) (c) fp(a)bc22 4.1 其力平衡方程为： P筛篮轴向截面沿方向 1 26 P,Ccosa,fpsin, 公式 (4.2) 1222 P锥筒切平面中沿方向 2 P,Csinacos,,fPsin(,，,) 公式 (4.3) 2111 fPcos,锥筒切平面中沿方向 222 fPcoa(,，,)，Csinasin,fPcos, = 公式 (4.4) 11222 P——螺旋叶片对滤渣的法向法向反力； 2 f1——煤与筛篮之间的摩擦系数； P——筛篮对滤渣的法向反力； 1 f——煤与筛篮之间的摩擦系数； 2 —— 滤渣沿筛篮滑动方向与垂直于滤渣所在处筛篮母线的,　　1 平面间夹角； ,—— 滤渣沿螺旋叶片滑动方向与切线间夹角； 　2 ,—— 螺旋叶片升角； 2　C,dm.r,C——离心力 ； 连立（4.1）、（4.2）两式，解的 ,,C(cosa,fsinsinacos)22 公式 (4.5) P,11,ffsin,sin(,，,)1221 ,,,C[sinacos,fcosasin(，)]11 公式 (4.6) P,21,ffsin,sin(,，,)1221 将(4.4)、(4.5)代入 (4.3) 整理得 Acos(,，,)，Bsin(,，,),E 公式 (4.7) 11 27 A,ctga,fsin,cos,式中 22 B,f(cos,ctga,sin,sin,) 222 1E,(fcos,cos,,sin,) 22f1 求解(4.6)得 ,EA,,,11,180,sin()sin() 公式 (4.8) ,,，,12222A，BA，B 同理 (4.4)、(4.5)可简化为 P,Ccosa 公式 (4.9) 1 P,C[sinacos,,fcosasin(,，,)] 公式 (4.10) 211（2）螺旋转矩、输渣功率和螺旋轴向力 筛篮和螺旋所受的转矩和周向力大小相等，方向相反。为便于计算， 下面来求转鼓所受的转矩和周向力，这样可使物料在两种输送情况下的转 矩和周向力或的相同的计算公式。我们规定当转鼓所受的转矩方向与螺旋 相对于转鼓的强度方向相同时为正,相反时为负；当转鼓所受的周向力方向 有小端指向大端时为正，反之为负。 1）、螺旋转矩 由图可得微块滤渣对转鼓所产生的摩擦转矩为： dM,fPrcos,,fcrcosacos, 公式 (4.11) 11111 r,,,上式中的回转半径是变化的，c、和也随变化。为简化计算，11 r,和可取平均半径处的值，并假定滤渣在转鼓中的分布式均匀的，这样m 做在工程计算中是允许的。这种情况下，式4.10中的离心力可表示为： 28 2G,2c,dmr,,(ctg,，ctg,)dr 公式 (4.12) 1,,sina 将式4.11代入4.10进行积分得： gGFHrmm, M,K N 公式 (4.13) m,, K,fcos,(ctg,，ctg,)式中 系数； m111 g —重力加速度； 2,rm,F —平均分离因数，； Frmrmg ，Rrr —转鼓平均半径， ； r,mm2 — 转鼓与螺旋之间的角速度差； ,, 2）、输渣功率 3,N,M,,,10KgGFH KW 公式 (4.14) mrm3）、螺旋轴向力 微块滤渣对转鼓所产生的轴向力为： gGFHrm N F,K0f,,rm K(fsin,cosa,sina)(ctg,，ctg,)系数= f111 在得出的螺旋转矩，输渣功率和螺旋 轴向力的计算公式中，三者均与,K,K,,ff半锥角有关，系数、均与有关，而又是、和,的函数，fm1112 K,Kff因此系数、是、和,的函数。如图所示： fm12 29 ,ffA B 12 ,ffC D 12 4.2 KK,,,当时，、为正值，说明螺旋转矩M的方向与螺旋相对于fm1 转鼓的转速方向相反，螺旋轴向力的方向向着转鼓小端，输渣功率为正说 明滤渣需有螺旋运输 ，输渣将消耗电机功率。 KK,,,当时，、为负值，说明螺旋转矩M的方向与螺旋相对于fm1 30 转鼓的转速方向相同，螺旋轴向力的方向沿着转鼓大端，输渣功率为负说 明滤渣不需有螺旋运输 ，输渣不再消耗电机功率。但输渣功率仍将对传动 装置产生影响。 KKK,,,ff当时，当、一定时，、均随a的增大显著减小；fmm112 K随的增大先是减小后又增大，有一个极小值，随的增大而减小，,,,f KKKff小时减小的快，反之慢。当a一定时，、均随、的增大明显ffm12增大。 K,,,ff当，、一定时，随a的增大而增大，但增加幅度不大；m112 KKK均随a的增大明显增大，随的增大变化不大，随的增大显著,,ffm 减小，,小时减小的快，,大时减小的慢。 根据以上分析结果可以得出这样的结论：在设计过滤式螺旋卸料离心 ,机时，在结构允许的条件下，应使筛篮的半锥角尽可能接近物料与筛篮之间的摩擦角，这样可以减少传动装置的负荷，减轻螺旋叶片的磨损。因 此本次设计选取螺旋角α＝20?，物料与筛篮之间的摩擦角λ=arctg0.4,21.8:，这样可获得较低的产品水分，又可获得较大的处理能力。 又由以上参数计算得筛篮小端直径为：713mm，并计算中径为：932mm。 离心机筛网有条形网、编织网、板网等等类型。目前常使用的是板网。 板网是指在薄的金属板上加工出很多很小的过滤缝隙的一种筛网，一般缝 隙开孔率为4%-5%。制造板网的材料不仅要求有足够的强度、硬度、韧性， 还要有良好的耐磨性、耐腐蚀性和可加工性，一般采用不锈钢板，纯钛板 等。由于加工工艺的限制，板材的厚度很小，大约为0.28-0.5mm,这样薄的厚度在工作时刚度小，易变形，强度低，因此采用这种筛网需要另设转鼓 31 以增加强度。鉴于板网的这些缺点，本次设计采用焊接条缝筛网，其结构 如图(4.3)： 其筛条断面为基本矩形断面，厚度约为4mm，这样的结构提高了刚性及 强度。各片筛网焊接成筛篮后，强度足够，省掉了转鼓，因而可简化工艺。 筛网的孔型对分离效果是有影响的，孔型有条缝形和圆孔形，本次设 计选用的条缝形筛网，是根据脱水原料颗粒大小来决定的。本次设计的脱 水机针对的物料粒度为3-0.5mm，采用条缝形筛缝，即可减少细颗粒的漏损，保存较高的回收率，又使筛网具有较大的开孔率和有效过滤面积。 在确定筛网缝隙宽度时，应考虑以下因素：在离心脱水机中，滤渣层 的厚度很薄，只有2mm左右，因此筛网本身的过滤阻力对离心机的分离能 力影响很大，而筛网的过滤阻力与缝隙的大小密切相关，因此增大缝隙宽 度，可以加大开孔率和有效过滤面积，减小过滤阻力，提高离心机的分离 能力，降低产品含湿量。物料在离心机中的分离过程是基于可移动薄层过 滤的，物料颗粒与筛网缝隙的接触机率较大，因此筛缝的大小对物料的回 收率影响很大，增大筛逢宽度将使细颗粒通过筛逢跑掉，导致物料回收率 降低，因此筛网缝隙宽度也不能太大。筛网缝隙的大小与物料的粒度、粘 度、浓度等因素有关，特别是与物料的粒度关系甚大，对于细颗粒物料应 选用较小的缝隙，其最适宜的数值须经试验确定，根据实验，本次所用筛 网缝隙宽度为0.35mm，筛逢长35.5mm。 32 筛网缝隙的排列有横向排列、纵向排列、斜向排列。所谓横向排列是 指条形缝隙筛篮的周向排列，纵向是沿筛篮的母线方向，而斜向排列是条 形缝隙与筛篮母线具有一定的夹角。缝隙排列的方式不同，而影响了筛网 的阻塞及物料的回收率和破碎率。采用刮刀卸料的过滤式离心机的筛条都 是顺圆周排列。这样便于筛面制造时压成弧形。同时，也可避免螺旋叶片 转动时，使筛条发生变形。 筛条用不锈钢（1Cr18Ni9Ti）制成，以提高其耐磨及防锈性能，一般一套筛网可以处理3万吨左右的脱水煤，就是说，使用期限大约3－4个月。 筛篮转速 r/min 534 筛篮大端直径 mm 1150 筛篮小端直径 mm 713 筛篮半锥角 20? 筛网缝隙 mm 0.3 4.3.8 离心机筛篮是一个从低速向高速旋转的容器，其转速从静止上升至每 分钟几百转。由于筛篮自身存在质量引起离心力；而筛篮内的物料在旋转 中也将引起离心力；它们都将对筛篮壁产生应力，并且若产生的应力的总 合大于筛篮本身材料的许用应力，会使回转件发生“飞裂”，引起严重事故， 因此须对设计好的筛篮强度进行校核。 由筛篮壁厚校核公式： 公式 (4.15) 23,,,(1,)rrRk220,s,,,,,，,,,,?=?= R222cosgg,,ns 33 2,,n,331.3，10，，0.57，0.4,,2330,,，，n,7.85，10，1,0.2,,2，，，0.57,,9.8302，9.8，0.004，cos20:,, 200,,,7.8,,,,,,80,, 2.5 故筛篮强度足够。 3 式中, r——筛网材料密度kg/m； 0 2 g——重力加速度9.8m/s； ——筛网开孔率20％； , R——筛篮大端半径m； 3 r——物料密度kg/m； , ——筛网厚度m； , ,——筛网半锥角20?； 2,——螺旋转子角速度rad/s； ——物料填充系数； , 2r0其中，K== 0.4； 2R ,,,——材料许用应力； ,,,,,,其中, 2ns n——安全系数2~2.5； s ,——开孔削弱系数0.88； 2 34 4.3.9 制造筛篮时，根据要求选用适当规格型号的不锈钢丝在专用设备上 轧制成如图（4.2）形状的筛条和支撑条，并根据筛缝的不同在专用 设备上将筛条和支撑条焊接成筛网，然后将检验合格的筛网制作成如 图的扇形网片，最后在专用成型模具上将扇形网片、上、下法兰盘、 加强肋、加强环等组焊成型。该工序重点是控制筛篮的焊接变形，因 此筛篮的各部件在专用模具组焊成型时，必须保证定位准确，夹紧到 位，组焊完成后，需待冷却定型后再脱模、拆模。在动平衡机上做动 平衡试验。最后经检验合格后，抛光、油漆。 不锈钢丝经开扁、粗轧、精轧后成型为筛条，轧制后钢丝断面减 少20％，密度与硬度增大，耐磨性提高2～3倍。轧丝成型后断面成楔形，背宽b、两圆角R(即白点)要小于0．1mm。不得有毛刺，有毛刺则为废品。焊接时需选用合理的焊接参数(焊接电流为2400～ 2600A，接触压力为2．5～2．7MPa)。焊接深度一般为1～1．3min。 焊接强度用“单焊点拉断法”检验，平均拉断力?4500N为合格。也 可用经验检验法：用钳子夹住支撑条，做往复运动，支撑条断开焊点 不开，每筒网均需检验，筛缝偏差?0．05mm。筛篮所有焊接应焊牢、焊透，不得有脱焊、漏焊、夹渣、气孔、咬边等焊接质量缺陷，以保 35 证筛篮有足够的机械性能。筛篮工作面拼接处应平滑过渡，两相邻筛 条高度差?0．1mm，筛篮锥面中心与法兰端面的垂直度允差?0．1mol，法兰端面的不平度?0．5 mm。动不平衡允差?150/g?cm。 材料选择是否恰当，不仅影响筛篮的制造成本，而且直接影响筛 篮的质量和使用寿命。经分析、比较不同材料的筛篮使用效果，选用 ZG35制作连接法兰，Q235制作不连接法兰、加强肋、加强环，不锈 钢丝作为筛网制作的首选材料。经使用效果证明，所选用的材质都可 达到技术要求。 工作时筛篮以中等速度转动，由于制造的不精确、材料的不均匀和和 安装精度的原因，筛篮的重心有可能不在回转轴线上，则当其转动时，其 偏心重量就会产生惯性力，从而引起离心机及基础的振动，影响机器的正 常工作和使用寿命。因此，安装前后都须进行动静平衡试验。实验在专用 筛篮平衡机上进行，确定出偏心重量和位置后，在适当的位置增加配重。 4.4 4.4.1 在离心脱水过程中，对脱水效果影响较大的除上述的分离因数外，另 一重要影响因素就是脱水时间，螺旋转子的作用就是在旋转过程中，刮刀 将煤粒从筛面上刮下，并使物料沿刮刀螺旋线运动，阻止排料从而延长物 料在筛篮中停留时间，从而延长了脱水时间，因此螺旋转子是离心机工作 部分的另一重要部件。 螺旋转子由转子本体和12条螺旋刮刀组成；转子本体选用ZG270-500材料铸造而成，刮刀采用普通碳素钢制造，与转子本体焊接为整体，并于 转子旋转方向相背。螺旋转子用螺栓和键固定在心轴上，其转速略低于筛 36 篮的转速。 螺旋转子的结构尺寸主要根据与筛篮的结构关系确定（如图4.3）。 根据筛篮半径和该设备型号及处理能力等各项指标取转子大端直径为 1146mm，由转子底角（70?）计算转子小端直径为688mm,转子高为445mm，转子底部距筛篮底部间距离为30mm，转子壁厚为10mm，除去刮刀刃和筛网之间的间隙，经计算得刮刀宽度为206mm，刮刀厚度为24mm。 刮刀形状参数设计由公式： snparctan,arctan, = 公式 (4.16) ,,dd22 其中： ,螺旋升角 37 S螺旋刮刀导程； d——平均直径； 2 n刀片头数； p——螺距； 取：n=12, d=917mm，S =4615mm得：?，p=385mm。 ,,58.322 4.4.3 为了有效的提高刮刀的使用寿命，在其工作表面加工上高强度的耐磨 涂层，可以大大延长工作部件的寿命，可使其寿命提高4倍左右。 4.5 在确定了螺旋转子的结构尺寸及相应参数后，需应用上述数据校核原 始设计所要求的生产能力。离心机生产能力是指单位时间通过离心机的最 大物料量，它取决于料流的速度和螺旋转子的过料面积。见公式： 生产能力 kg/s 公式（4.17） Q,krAv0 k ——填充系数,指物料充填螺旋过料的比率 k=0.4 3rm ——物料的容积重量,取900kg/ 0 2mA ——螺旋过料面积, 其中 ,122，，A,，，D,d,ZD,dt 42sin, ,122，，，，，0.69,0.52,，12，0.69,0.52，0.016 = ,42，sin58.32 = 0.785，0.2057,0.588，12，0.17，0.016 2m =0.14 38 D——螺旋外锥直径，m； d ——螺旋内锥直径，m； , β——螺旋刮刀升角，（）； Z ——螺旋刮刀头数； t ——螺旋叶片厚度，（0.016m）； v——料流的速度； 其中， Ep v,s，n，,60 0.71 =3.1，9， 60 =0.33 S——螺旋导程，m； nrmin ——筛篮与螺旋转子之间的转速差，； , E ——输渣效率，（取0.71）； p Q,krAv所以， kg/s 0 = 0.4，900，A，V = 0.4，900，0.14，0.33 =16.6kg/s =59 t/h 与该机型设计初的50t/h相比，这个处理能力是可以的，不会出现过载 现象，所以经校核规定该机处理量为50t/h是合理的。 4.6 筛篮和刮刀转子之间的间隙，对离心机的工作影响很大。配合间隙越 小，筛面上滞留的煤也越少，离心机的载荷越轻，筛缝被堵塞的现象也越 少。这样，就有利于脱水；配合间隙过大，筛面上将要粘附一层不下落得 煤，脱水的煤流，只能沿着煤层滑动，这样，就加大了移动阻力，在相同 39 的处理量之下，使离心机得载荷增加，动力消耗加大，并使煤粒破碎现象 严重。由于筛面上粘附煤层，水流通过的阻力也加大，影响脱水效果。可 见，筛篮和刮刀之间的配合间隙是离心机调整工作的内容之一。 按照这种离心机的要求，配合间隙应为2毫米。如果间隙因磨损而,1 加大，应进行调整。增减心轴凸缘上的垫片，可以使刮刀转子升高或降低， 从而实现调整间隙的目的。如果磨损太严重，就应更换新的刮刀。 4.7 物料分配盘在离心过滤分离过程中，特别是连续作业离心过滤过程中， 能使入料悬浮液以最短的时间达到或接近筛篮的转速，对促进颗粒沉降、 加速滤饼生成起着关键作用。 分配盘是用球墨铸铁铸成，并用螺栓固定在螺旋转子体上。当刮刀体 转动时，分配盘上的物料被均匀地甩向筛篮的内壁，从而改善离心机的脱 水效果。为减少分配盘的不平衡给整个机体带来横向摆动，分配盘必须做 动平衡实验。普通脱水机的分配盘顶圆锥角为90?度，它的入料特点在整 个筛篮与螺旋刮刀之间均匀分配，物料的入料区较大。根据细煤泥粘度大、 流动性差、易堵筛缝等特点，本次设计分配盘顶圆锥角由90?度改为150?并增加导流叶片，使物料沿切线方向加速后进入筛篮上部入料区，入料区 减小，脱水工作区增大，使物料脱水时间大大延长，以提高脱水效果。根 据实际设计需要取分配盘高为60mm，底径为448mm,壁厚为10mm ；如图所示： 40 4.4 钟形罩的作用是和螺旋刮刀转子配合的结构保证煤粒不致落入轴承 内，且又便于脱水后煤粒的移动。结构图如： 机壳是离心机的不动部件，主要用于离心液的收集、排出及脱水后物 料的排出。机壳内壁有耐磨铸石做衬里，以增加其耐磨性。给料管内壁挂 耐磨搪瓷，以减小磨擦力，加强耐磨性，提高其使用寿命。它包括盖，上 部机壳，下部支承机壳及减速器机壳。下部支承机壳和减速器是焊接成的 一个整体，上部机壳为一个单独焊接体。用弹性地脚螺栓把下部支承机壳 牢固地固定在槽形钢梁上，钢梁受承离心机的全部重荷及其工作时的全部 运动冲击力。 41 上部机壳搁置在下部支承机壳之上，并用螺栓固定。壳盖是用钢板焊 接成的组合件，用来罩住脱水的伞形筛网。壳盖有两种作用：一是保护筛 网不受损伤，不被杂物堵塞和脏污；二是减低从筛缝里甩出的高速水流的 速度，并使之落入排水溜槽内。更换筛网时须经常拆卸和安装壳盖，因此， 它应具有重量轻、强度高、装卸简便等特点。 带动离心机转子回转的立式电动机，它垂直安装在电动机底座上，电 动机底座的一端用弹性地脚螺栓固定在槽形钢梁上。另一端用普通螺栓与 离心机下部支承要壳相连。这样，离心机与电动机就组成了一个整体。如 下图(4.6)： 4.6 42 4.10 离心脱水机在较高的旋转速度下，虽然在装配回转不见前已作过动平 衡实验，但是，实际使用时，不免仍有震动和摇摆的现象。这是因为： （1）装配和安装电动机时，有误差或互相摩擦的地方，以致转子的 旋转轴线与铅直轴线偏离，而产生倾倒矩，在水平面上发生有节奏的 振动。另外，垂直安装的电动机的重心高，具有不稳定的性质，很容 易失去平衡。 （2）离心机回转部件磨损后，质量不均匀，在工作中因失去平衡而 产生震动。 （3）单位时间内，离心机给料不均匀或分配盘向四周甩料不均匀， 也是产生震动的主要原因。 为了减小机器振动对厂房结构的不利影响，本次设计离心脱水机 采用了隔振弹性地脚螺栓（见图4.7），它是由地脚螺栓、弹性橡胶块及金属保护外套组成的。在安装是，必须把地脚螺栓拧紧到规定的程 度，否则，不能充分发挥橡胶块的弹性隔振作用。设计中规定，橡胶 块被压缩是，其外径膨胀1毫米，即达到了工作压力，此时，足以吸 收离心机和电动机产生的最大震动。 弹性地脚螺栓隔振的优点是：结构简单、工作可靠、尺寸小、不 影响设备高度、消耗金属量小、价格便宜、安装和拆卸方便。 在使用过程中，弹性地脚螺栓周围应保持清洁，防止被杂物和煤 粒等堵塞，而失去弹性，丧失吸收振动的作用。当弹性地脚螺栓的弹 性橡胶块老化后，需要更换。 43 4.7 12 34 5 4.11 离心脱水机的传动系统用稀油压力集中润滑，润滑油箱经滤油器进入 齿轮油泵，然后经主压油管进入多支油管（分油管）再经4个支油管进入以下润滑点：1）心轴上部轴承和外轴上下轴承；2）两对斜齿轮；3）中间轴上部轴承；4）中间轴下部轴承。并在润滑系统中，采用电接点压力表。 当油压过低（小于0.04MP）或过高（大于0.35MP）时，发出警报信号，警告司机停机检查。其润滑系统（见图4.8） 44 4.8.1 4.8.2 45 煤炭是世界上人类利用的主要能源之一，我国又是世界上最大的煤炭 生产国和消费国。煤炭在我国的能源消费总量构成中的比例超过50%。今 后五十年甚至更长一段时间，煤炭作为中国的主要能源及钢铁、化工领域 的原料在相当长的时间内不会有大的改变，煤炭仍将是我国的主要能源。 因此煤炭在中国国民经济中的地位是举足轻重的地位。 然而，在中国的煤炭消耗中，煤炭的加工利用处于低水平阶段，存在 着高能耗、高污染、低效率的利用现状，也产生了一系列的环境污染问题， 如:燃煤产生烟尘和二氧化硫，排放量分别占80%和90%，中国的大气环境污染属典型的煤烟型大气污染。并且今后随着我国国民经济的快速发展， 煤炭的产量将保持增长势头，从而对煤炭的洗选加工和环境保护提出了更 高的要求。环保要求的提高、洁净煤计划的实施、煤炭市场日趋激烈的竞 46 争等成为煤炭深度洗选脱硫降灰的内在动力。深度洗选脱硫降灰的前提是 对煤炭进行深度的破碎(磨矿)解离，这必然导致大量细粒煤泥的产生。大量的统计资料表明，并且今后随着我国国民经济的快速发展，煤炭的产量将 保持增长势头，从而对煤炭的洗选加工和环境保护提出了更高的要求，环 保要求的提高、洁净煤计划的实施、煤炭市场日趋激烈的竞争等成为煤炭 深度洗选脱硫降灰的外在动力。 长期以来，我国选煤厂细粒级煤(浮选精煤和粗煤泥)产品水分普遍偏 高，严重影响了全厂最终产品质量和冬季运输，同时也影响用户的经济技 术指标，是选煤生产中急待解决的问题 为了适应市场要求，我们研制了离心式脱水机。该设备可以使末煤得 到最大限度的回收，从而提高了精煤的回收率，使得选煤企业的经济效益 提高，保护了环境，最大限度的节约了能源。 该设备具有投资小、系统改造力度小、工艺效果好的特点，将成为老 厂改造和新建选煤厂的首选设备，由于适合的粒度较小，因此不仅适用于 选煤业，还适用于化工、制药、食品及环保业中进行固液分离，具有良好 的社会、经济效益和发展前景！ 47 毕业设计即将结束，对我们设计的工作部分也有个较清晰的了解和认 识，一个系统的正常工作是有很多部件组成的，所以每个都很重要。在离 心脱水机工作部分设计中，有些参量是对本次设计至关重要的。离心力的 大小影响脱水的效果。而分离因数就是表示离心机中物料所受离心力大小、 分离能力的一个重要指标，对离心机的脱水效率起决定作用。然后是筛篮 的构造，筛篮是过滤式离心机的工作表面，是保证离心机正常工作的重要 部件，其中有筛篮强度的校核以保证承受物料高速运动时产生的离心力。 螺旋转子是离心机工作部分的另一重要部件。它和筛篮的间隙确定和寿命 问题都是值得考虑和研究的。 总之通过对本设计专题的研究和学习，掌握很多解决实际问题的方法 和技巧，对以后搞设计打下一个有利的基础。 48 [1] 陈利冰, 粟玉民,梁福兴,张永胜,TLL1150型刮刀卸料离心脱水机,选煤技术,1994(1) [2] 渠国庆,孙玉霞,刘芒果等,XL1000新型细煤离心脱水机的设计,煤矿机械,2001(10) [3] 王龙贵，程双武等，立式煤泥离心机的实际应用，选煤技术，2002（1） [4] 王敦曾，选煤新技术的研究与应用，北京：煤炭工业出版社，1999.8 [5] 梁金龙，章琪，国外过滤与分离机械发展概况，过滤与分离，2000（4） [6] 成玉琪,俞珠峰,洁净煤技术是中国洁净能源新技术德重点领域,洁净煤技术,2000(2) [7] 黄鸣华，郑伟等，LLM立式刮刀卸料离心机设计与试验研究，流体机械，1995（2） [8] 石年勋,国外过滤式螺旋卸料离心机综述,石油化工设备技术,1989(4) [9] 章棣,分离机械选型与使用手册,北京:机械工业出版社,1998 49 [10] 唐继泛,过滤离心机脱水模拟,过滤与分离,1997(1) [11] [苏]B.N.索柯罗夫,离心分离理论及设备,北京:机械工业出版社,1986.10 [12] 杨俊利，邢玉梅，我国细粒煤脱水技术与设备研究现状，过滤与分离，1999（2） [13] 孙启才，金鼎五，离心机原理结构与设计计算，北京：机械工业出版社，1987.3 [14] 高勤学，顾长波，改造国产末煤离心机回收粗煤泥的实践，选煤技术，2004（1） [15] 费开林，煤水结合的机理及煤泥脱水的发展，矿山机械#86（9） [16] 煤炭部选煤科技情报中心站，国外选煤设计手册（M）,煤炭工业出版社，1981， 3~14 [17] 吴青，螺旋卸料离心机固相颗粒的动力研究，北京轻工业学院学报，1992（1） [18] 陈利冰，王忠奎等，TLL1150型刮刀卸料离心脱水机（j）,选煤技术，第一期1994， 3-7 [19] 策国庆，孙玉，XL1000新型细煤离心脱水机的设计（J）煤矿机械，2001年第 10期3-4 [20] 周应怀，TLL1000A型立式刮刀卸料离心机及其运用（J）选煤技术， NO.4,2001,36-37 [21] 粟玉民,螺旋卸料过滤离心机生产能力德计算,流体机械1994(8) [22] 李艳霞，王宝山等，TLL型离心机的工作原理及改进（J）煤矿机械，2002年第九期：60-61 [23] 选矿设计手册编委会。选矿设计手册（M）.北京：冶金工业出版社，1988 [24] 刘仲威，研制螺旋卸料离心机技术条件。JB/T4335-1991,合肥：[26] 全国分离机械标准化技术委员会，1992 [25] 第一机械工业部通用机械研究所,国外离心机技术发展概况,1978.9 [26] ANorman W.Bainbridge,Barry Kjohaston and Neville C.lockhart, PRESSURE CENTRIFUGAL ASSISTED AND ELECTRICALLY DEWATERING OF COAL ,High 50 Efficiency Coal preparation Coal preparation ,An International Symposium, Kawatra(editor),1995,P429~438 [27] Surendra K. Mishra , Dewatering of Fine Coal, FINE COAL PROCESSING , Surendra K. Mishra and Richard R. Klimpel, 225~265 [28] R. Hogg, DEWATERING OF FINE COAL, High Efficiency Coal preparation,AnSymposium. Intermafional Kawatre(editor),1995,p409~418 [29] D.G.Osborne and J.J.Davis, DEVELOPMENTING COAL DEWATEING IN AUSTRALIA,High Efficiency Coal preparation ,An International symposium, Kawatra(editor), 1995,P401~408. 在指导老师宗存元的带领下，我圆满完成了本次的毕业设计任务。通过此次设计我学到了许多书本上没有的东西，同时，对以前所学到的机械 知识，也有了进一步的加深和巩固。在设计过程中，我借阅了大量的相关 资料，并上网查询了许多有关离心脱水机的新信息，对其有了更深入的了 解；对于计算过程，认真思考，争取不出现较大误差；对于离心脱水机里 需要选型的重要部件、零件的计算与结构设计，更是谨慎行事；对于不懂 得问题，通过向指导老师请教，最后也得到了满意的结果。 在此，我要感谢在整个设计过程中，给与我们莫大帮助的宗老师。无论是在论文内容的选择、资料的收集，还是在具体的设计计算过程中，老 师都给予了我们细心的及时的指导，尤其在论文的整理过程中，宗老师提 51 出了大量宝贵的 意见 文理分科指导河道管理范围浙江建筑工程概算定额教材专家评审意见党员教师互相批评意见 和建议，使我的设计得以更加完善。其次,我们还要向机械系的各位领导和老师,在三的时间里对我们的教诲和帮助表示感 谢! 最后,向在百忙之中抽身来评阅我的论文的各位专家、教授致以最衷 心的感谢!由于时间仓促,水平有限、论文中难免有不当之处,真诚地希望各位专家,教授对我的论文提出宝贵意见! 工程机械路在何方 面对着电子工业和信息工业的高速发展, 在前几年机械工业行业曾出现过困惑,有人认为机械工业已成夕阳工业,没啥搞头了,不仅花费劳动力大、难度大而且获利 小。那么实际情况如何?有必要重新来认识、探讨机械工业今后的发展道路。机械可 比作人工动物,动物的基本组成是头脑、感觉器官、心脏、手足和骨骼,那么现代机械的基本组成应该是电脑、各种传感器、动力装置、工作执行机构。动物按智能、信息 处理能力来区分低等和高等,则机械也按操纵、控制和信息处理功能划分低级和高级。 传统机械是机械的低级阶段,则现代机械是机械的高级阶段。最高级的动物是人,那么最高级的机械就是机械人。 现代机械为机械发展开辟了无限宽广的大道,机械发展的主要问题是解决灵性和 具有信息处理能力问题。现代机械应该有头脑(电脑)、感觉器官(传感器)、神经(电控线路)、心脏(动力装置)和血液(动力和液压传动装置)、手脚(工作装置)和骨骼(结构)。 1 工程机械经历了3次飞跃和更新换代 52 1.1 动力革命 体积小、重量轻、强有力的内燃机的出现,解决了工程机械移动的动力源难题,促使了工程机械的诞生和发展。 1.2 传动革命 解决了动力问题之后主要的问题是如何有效地传递动力去完成作业。工程机械作 业形式多种多样,工作装置的种类繁多,要求实现各种各样的复杂运动。一个动力装置 要驱动多种装置,而且传动距离往往比较长,20世纪50年代出现了液体传动(液压和液力),为工程机械提供了良好的传动装置。液压传动结构紧凑,布置简单方便,易实现各种运动形式的转换,能满足复杂的作业要求,具有许多优良传动性能;传动平稳,自动防止过载,易实现无级变速,操纵简单轻便,控制性能好。由于工程机械找到了理想的 传动装置,推动了工程机械的飞速发展,迎来了工程机械的多样化时代,出现了形形色色完成各种施工作业的工程机械。 1.3 操纵和控制革命 工程机械的动力和传动问题基本解决以后,随着社会的进步、经济的发展和生活 的提高,对工程机械提出一系列更高的要求。要使工程机械高效节能,就要对发动机和传动系统进行控制,合理分配功率,使其处于最佳工况;为了减轻司机劳动强度和改善 操纵性能,需要采用自动控制,实现省力化和自动化;要完成高技能的作业就需要智能 化;为了提高安全性需要安全控制,进行运行状态监视,故障自动报警;新建设领域的扩展,为避免人到无法接近的场所和作业环境十分恶劣的地方去作业,要采用远距离操纵和无人驾驶。这一切都说明了工程机械当前的主要问题是操纵和控制。工程机械 不能停留在人工操纵阶段,靠人的感觉、经验和技术来操纵机械将大大影响工程机械 技术的发展,也不能使人从繁重、复杂的操纵劳动中解放出来。 近年来工程机械的发展主要是操纵和控制机构的改进,下面举例说明: 动力装置 柴油机已采用微机控制电子喷射和电子调速器;挖掘机、推土机和装载机都 采用了发动机工况控制,根据作业工况通过电子控制,发动机输出不同的功率。 53 传动装置 如装载机变速器采用了电操纵、微机控制自动换挡和换挡品质控制等。 工作装置 推土机、平地机刀板自动调节,铣刨机和摊铺机自动找平,挖掘机轨迹控制、自动掘削等。 液压系统 节能控制,全功率控制,泵、阀和马达联合控制等。 操纵系统 从先导操纵到先导比例操纵,最近正在向电操纵杆方向发展。推土机、装载 机等操纵杆数正在减少,操纵功大大下降,操纵越来越方便。有的装载机转向操纵已从 方向盘改为操纵杆式转向。当前工程机械的先进技术大部分集中在操纵与控制上。要 解决控制问题,只从机械和液压角度来动脑筋很难使产品有质的飞跃,必须引入具有良好控制性能和信息处理能力的电子技术、传感器技术和电液转换技术等。电子控制 和信息处理技术已成为现代工程机械不可缺少的部分,在日本甚至提出没有电子控制 的产品不能称为新产品。 2 工程机械电子化、自动化和机器人化 电子化、自动化和机器人化是工程机械产品更新换代的发展方向,这是不可抗拒的技术潮流。从其作业特点来看,大致可分为完成多种作业的通用性工程机械和完成 单一作业的专用性工程机械。 2.1 通用性工程机械向机电信一体化方向发展 这类机械具有多种功能,需要完成复合性作业操作,工作环境复杂,难以分解成简单的模式动作,实现自动化很困难,需要由人来操纵和掌握。目前,电子控制技术正在不断地向这类机械渗透和普及,出现了新一代所谓的电子挖掘机、电子推土机等,且已经实用化、商品化,并在市场上销售。 2.2 特定工程专用机械向建设机器人方向发展 建设工程中有些比较单纯的作业能够与其它工作分开成为单独的作业操作,往往采用专用机械来施工,还有根据施工要求将施工技术和施工机械相结合创造出新的施 工法,即结合施工法设计的特殊用途的专用机械。象这类机械国外大多采用电子控制 技术,以实现自动化和无人化操作施工。国外往往把这类采用机电信一体化技术、能 54 自动地进行作业的机械和系统称作建设机器人。 3 21世纪面临的问题和建筑业发展展望 21世纪人类面临着人口、资源和环境三大危机:?人口问题。人口膨胀、老龄化、 劳动生产人口减少,需要拓宽人类生存空间,城市向高空发展及利用地下空间,沿海软地基改造,围海造地,海洋开发和向宇宙进军;?能源危机。需要开发绿色能源替代煤 和石油燃料,全面开发和合理利用自然资源;?环境污染。CO2排出量增加、地球温暖化、电离层的破坏、热带雨林的减少、大气和水的污染,均需要防止沙漠的扩展和进 行沙漠的绿化,保持生态环境,治理和控制地球环境。这些都对工程机械提出更高的要 求,但目前工程机械仍存在不少问题。机械制造业已实现了机电一体化,大量采用数控机床、加工中心和各种机械手,高技术保证了产品质量,提高了劳动生产率。建筑业与 机械制造业相比还很落后,虽然已实现了机械化,却仍停留在1人1台设备,凭手艺、手工操作为主的小生产方式,劳动生产率无法提高,因此迫切需要进行新技术革命,向社会化大生产方式过渡,实现建筑工业化。目前先进国家正在不断创造先进的建设技 术和采用高新技术开发高性能的工程机械,例如全自动化筑路系统、大规模无人化的 土方施工系统和工厂化全自动大楼施工系统等,同时对建设事业提出下列新要求。 3.1 施工领域扩展化 向地下、高空和海洋发展,向宇宙进军。城市地面留给人类居住和绿化,以保持良好的生态环境,管线(上下水道、煤气管道、电线和电话线等)和交通全部转入地下,被海、河隔开的陆地将用隧道来连通,需要大量各式各样的地下施工机械。沙漠的绿化 和利用,需要开发沙漠机械;海洋的探测和资源利用,需要开发海洋机械;沿海软地基改造和围海造地也需要开发相应的机械;还有宇宙探测及其机械的开发。 3.2 施工规模巨型化 建筑物的超高、大、重使得施工规模愈来愈大,包括大型水利工程、超深地下工 程、超长隧道、大跨度桥梁等;建设工程高级化,包括高级精美的建筑物、高级公路、 高速列车;同时要实现工程施工高速化和低成本化。 55 3.3 改变落后形象 建设业和工程机械的落后面貌和人类的物质文明显得越来越不相称,建设工程大大地影响了城市景观,破坏了环境且建设工程安全事故严重,死亡率在各行业中最高。目前先进国家已提出工程机械设计的新思想,以人为本、人机工程学第一,要使司机和看到它的人都感到满意。 在日本,成立了建设业劳动灾害防止协会,设立了建设工事安全对策委员会,建设部发表了《工事安全对策》用于指导建设设计、施工和管理。已经实施了多个建设 业劳动灾害防止五年计划,目前正在执行第4次建设业劳动灾害防止五年计划,时间从1998~2002年。在建设机械设计中提出了产品安全设计概念,另外司机和操作人员要接 受系统的安全卫生教育和危险预知训练。为了进一步提高安全性和减少事故,日本对主要工程机械(挖掘机和起重机)实行统一操纵方式。1992年开始实施标准操纵方式建 设机械的评定,对符合标准操纵方式的工程机械贴上特殊的标记。操纵方式的统一避 免了各厂家采用不统一操纵方式使司机不习惯而造成的事故和影响生产率。在工程机 械操纵方式标准化的过程中,深入探讨了如何使操纵简单化和今后如何向自动化方向 发展的问题。 3.4 保护环境、无公害绿色施工 随着人们生活水平和文明程度不断提高,环保意识不断增强,施工建设已成为城市最大公害,已有人提出宁可放慢建设速度也要优先保护环境。绿色设计符合可持续 发展的要求，是社会进步的标志，也是科技发展的必然趋势。实践证明，谁起步早、 实施快，谁就能把握产品研发的主动权。必须使工程技术人员，特别是企业决策者， 充分认识到绿色设计的必要性和紧迫性。由于设计目标和涉及问题有复杂性，需要多 专业、多学科的设计人员组成技术设计班子，负责整个设计过程，并要求所有成员协 调工作，并交叉进行设计。因此，设计的前期可能需要更多的人力、物力和财力上的 投入，但从发展战略角度看，绿色设计终将会给企业及其产品树立良好形象，并最终 带来不可估量的社会和经济效益。而日本已制定了一系列环境保护政策,早在1967年 56 就提出《公害对策基本法》, 1968年和1976年分别提出了《噪声限制法》和《振动 限制法》。1983年开始执行《低噪声型建设机械评定制度》,1989年起执行《超低噪声建设机械评定制度》。评定的过程是厂方提出申请,由日本建设机械化协会建设机械 化研究所审查、日本建设部批准,对符合噪声标准的机械贴上低噪声和超低噪声机械 的特殊标记,对这些机械从价格和成本计算上给予优惠政策。1996年提出《低振动型建设机械的振动水平测定方法》,1997年开始实施低振动建设机械的评定在大气污染 和排放方面,日本于1992年提出了《排放对策型建设机械评定要领》,并首先在隧道施工中对7种工程机械进行排放对策型建设机械的评定, 1993年又扩大了排放对策型建设机械评定的机种。在建设施工环境保护方面,日本政府于1993年提出了《环境基本法》, 1994年通过了《环境基本计划》。日本建设部以创造和保护环境作为行政使 命来认识、制定了《环境政策大纲》, 1997年进一步提出了《环境影响评价法》,更具体、更明确地提出评价和影响环境的要素,包括大气环境(排放、振动和噪声)、水环境与土壤有关的环境、生态环境、人和自然协调的环境以及对环境的负荷(包括建筑垃圾,废弃物)等等。预定从1999年起在工程施工中实行新的环境评价方法。 由以上介绍可以看到国外把环境保护提得很高,做了大量的工作,在21世纪工程机械的设计和施工中必须考虑环境保护。造成公害大的施工方法和工程机械必然被淘 汰,正在被绿色施工和绿色机械所替代。我国目前在工地上使用的小型砼搅拌机正在 被商品砼取代,液压锤逐步替代柴油锤,湿式取土钻孔灌注桩正在被干式取土钻孔灌 注桩所排挤,埋设管线正在由大开挖向非开挖埋设方向发展等。 57 Project mechanical road in where In the face of aggressive electronic industry and information industry ,several years ago, machinery industries there have been puzzled that, Some think machinery industry has become a sunset industry, lacks engage in the first, not only cost labor, but the difficulty small profit. The actual situation? There is a need to understand and explore future industrial development. Comparable machinery for artificial animal, is the basic component of the minds, sensory organs, heart, hand, foot and bones, Then modern machinery should be a basic component is a computer, sensors, power devices, the executive body. Intelligent animals, the information processing capability to distinguish between low and high, also by mechanical manipulation, control and information processing and functional junior and senior. Traditional machinery is the low level stage machinery, the machinery of modern machinery is in the advanced stage. 58 The most senior of the animal, then the most senior is the mechanical robot. Modern machinery for mechanical unlimited development in the broad thoroughfare, Machinery Development, the main problems are solved with spirituality and information processing capabilities. Modern machinery should be clever (computer), sensory (sensors), neurological (electronic control lines), Heart (power plant) and blood (and hydraulic power transmission devices), the hands (equipment), and bone (structure). 1. Construction machinery has gone through three upgrades and leap 1.1 Power revolution The small size, light weight, strong and the emergence of the internal combustion engine, the solution of engineering machinery mobile sources of power problems the engineering machinery prompted the birth and development. 1.2 Transmission revolution Solve the power problem after major problem is how to effectively transfer power to complete the operation. Mechanical engineering operations variety of forms, a wide variety of devices, the demands of a wide variety of complex campaigns. A power-driven device to a variety of devices, but often drive long distances, 20 1950s a liquid transmission (hydraulic and hydraulic), and construction machinery provide a good gearing. Hydraulic drive compact structure and layout is simple and convenient and easy movement of various forms of conversion, the complex can meet the operational requirements, There 59 are many excellent transmission performance; Driving a smooth, automatic prevent overload and easy to achieve CVT, the simple manipulation of light, good performance. Because of construction machinery to find the ideal transmission device, a project to promote the rapid development of machinery, ushered in the mechanical engineering diversification era, the completion of various kinds have emerged in all types of construction, construction machinery operations. 1.3 Manipulation and control of the revolution Engineering machinery and power transmission problems to solve, with the social progress and economic development and the improvement of living, mechanical engineering to a series of higher demand. Make efficient and energy-saving construction machinery, they have to engine and transmission control, and rational distribution of power, it is the best working conditions; To reduce labor intensity drivers and improving control performance, the need for automatic control, and the effort to achieve automation; To accomplish highly skilled work requires intelligent; To improve security needs security control, running and monitoring, fault automatic alarm; New areas of the building expansion To avoid nearly impossible to place and operating environment is very bad place to work, to the introduction of remote control and unmanned. What all this means is a mechanical engineering major current problem is the manipulation and control. Construction machinery should remain in the artificial manipulation stage, on the feeling that experience and technology to manipulate mechanical 60 engineering will greatly influence the development of machinery technology, not people from the heavy, complex manipulation of the liberation of labor. In recent years the development of mechanical engineering major is the manipulation and control of the improvement, the following examples : Diesel Power Plant has been using microcomputer-controlled electronic injection and electronic governor; excavators, bulldozers and loaders are used to control engine operating conditions, according to operating conditions through electronic control, Engine power output of. Transmission device such as loaders use of electric transmission manipulation, computer controlled automatic transmission shift quality and control. Equipment bulldozers, grader blade automatic adjustment, milling machines and automatic leveling Paver, excavators trajectory control, Digging such as automatic. Energy-saving hydraulic system control, full power control, pumps, valves and motors joint control. Control system from the pilot to pilot manipulation ratio manipulation, the latest being -- stick to the direction of development. Bulldozers, loaders stick a few are declining, manipulation Gong fallen manipulated more convenient. Some loaders to manipulation from the steering wheel to the stick-shift. The current mechanical engineering advanced technology largely concentrated in manipulation and control. To solve control problems, only from the mechanical and hydraulic perspective brains difficult to make our products a qualitative leap, must introduce 61 good control performance and information-processing capabilities of electronic technology, sensor technology and electro-hydraulic conversion technologies. Electronic control and information processing technology have become modern machinery works as an indispensable part, In Japan even proposed no electronic control products are not as new products. 2 Mechanical, electrical engineering, automation and robotics. Electronic, automation and robotics machinery works is the replacement product development direction of this technology is an irresistible trend. Its operating characteristics, can be broadly divided into various operating completion of definitive mechanical engineering and complete a single operation dedicated engineering machinery. 2.1 General mechanical engineering integration to the machine direction of telecommunications development Such machinery with a variety of functions and the need to complete complex task performance, complex work environment, difficult to break down into simple model moves very difficult to achieve automation, the need for people to grasp and manipulate. At present, the electronic control technology is trying to infiltrate such machinery and popularity of a new generation of so-called electronic excavators, Electronic bulldozers, which has practical use, commercialization and marketing. 2.2 Machinery specialized for particular projects to develop in the direction of building robots 62 Construction project, some are relatively simple operation to separate work and other operations as a separate operation, often using special machinery to construction, Construction still under construction will require technical and construction machinery combine to create new construction, that the combination of the construction design of the dedicated special-purpose machinery. Such as machinery abroad mostly electronic control technology to achieve automation and construction of unmanned operation. Abroad is often used for such integration of telecommunications technology, can automatically operate in the machinery and building system known as Robot. 3 21 century and the problems facing the development of the construction industry Forecast The 21st century mankind is faced with the population, resources and environmental crisis : ? the population problem. Population growth, aging, labor and production of population decline, the need to broaden the human living space. to the high-altitude city development and utilization of underground space, coastal soft ground transformation of reclaiming land from the sea, marine development and to enter the universe; ? the energy crisis. Need to develop alternative green energy coal and petroleum fuels, the development of a comprehensive and rational use of natural resources; ? pollution. CO2 output increase, global warming, the destruction of the ionosphere, the tropical rainforest of the reduced air and water pollution, is the need to prevent the expansion of the desert and 63 desert greening, maintain the ecological environment, governance and control of the Earth's environment. All of construction machinery more demanding, but the current construction machinery still many problems. Machinery manufacturing industry has achieved the mechanical and electrical integration, large use of CNC machine tools, machining centers and various mechanical hand, guarantee a high-tech product quality, improved labor productivity. Machinery manufacturing and the construction industry is still very backward in comparison, even though the realization of mechanization, and still stays in a person a piece of equipment, With talent, manual-based small producers, unable to raise labor productivity, therefore an urgent need for new technological revolution, to the community of large-scale production mode transition, achieving industrialization construction. Advanced countries are constantly create advanced building technologies and the development of high-performance, high-tech engineering machinery, For example, a fully automated system to build roads, mass unmanned earthwork construction system and automated factory building construction systems. Meanwhile construction of the following new requirements. 3.1 Construction of the expansion of the field To the underground, high-altitude and marine development, to enter the universe. Town ground left to human habitation and green, to maintain a good ecological environment, the pipeline (sewer, gas pipeline electric wires and telephone lines, etc.) and all traffic to underground, by the sea, separated by the River land will be used 64 to tunnel connectivity, need large variety of underground construction machinery. Desert Green and the use of a need to develop desert machinery; Marine exploration and utilization of resources, the need to develop a marine machinery; Soft foundation coastal rehabilitation and reclaiming land from the sea is also a need to develop appropriate machinery; There cosmic exploration and the development of machinery. 3.2 Construction of large-scale Ultra-high buildings, big and heavy make increasingly large-scale construction, including large-scale water conservancy projects, the super-deep underground, super-long tunnel, large-span bridges; Advanced construction projects, including the High exquisite buildings, the High Road, high-speed train; also works to achieve high-speed and low-cost. 3.3 Change the backward image The building industry and construction machinery to the backward state of the material and human seemed to be more and more disproportionate, construction greatly affect the urban landscape, destroying the environment and construction of serious security incidents, mortality in the highest industry. Advanced countries have made mechanical engineering design of new ideas, people-centered ergonomics first, make drivers and to see the people satisfied. In Japan, the establishment of a construction industry labor Disaster Prevention Association, the establishment of the committee for security fortifications, Ministry of Construction issued the 65 "fortifications security measures" to guide the building design, construction and management. Already implemented a number of construction industry workforce five-year plan to prevent disasters, is currently implementing the 4th construction industry labor Disaster Prevention five-year plan period from 1998 ~ 2002. In building mechanical design of a product safety design concepts, Besides drivers and operators to accept the health and safety education and training unpredictable danger. To further enhance safety and reduce accidents, Japan's main mechanical engineering (excavators and cranes) manipulation of a unified manner. Beginning in 1992, the implementation of standards manipulation of the evaluation of construction machinery, conform to the standard way of manipulating mechanical engineering affixed with a special logo. Manipulation of the unified approach of the manufacturers to avoid the use of non-uniform manner manipulation caused by drivers not used to the accidents and affect productivity. Mechanical manipulation of the works to standardize the process, in-depth study of how the manipulation of simplistic and the future direction of automation development. 3.4 Protection of the environment, pollution-free green construction As the people's living standards and constantly raise the level of civilization, and continuously enhance environmental awareness, Construction of the building has become the largest urban pollution, and that has been raised would rather slow down the rate of construction should give priority to the protection of the 66 environment. Green design with the requirements of sustainable development is a sign of social progress, scientific and technological development is an inevitable trend. Practice proves, who started early and rapidly implemented, will be the one to seize the initiative in product research and development. Must make engineering and technical personnel, particularly enterprise decision makers fully aware of the need for green design and urgency. As the design objectives and the issues involved are complex and need more professional, multidisciplinary design composed of technical design team, responsible for the entire design process, and called on all members of the coordination and cross design. Therefore, the preliminary design may require more manpower, material and financial resources on the input from the development of a strategic perspective, Green design will give enterprises and their products to set up a good image, and ultimately bring incalculable social and economic benefits. Japan has formulated a series of environmental policy, as early as 1967 on the "Basic Law for public hazard" 1968 and 1976 respectively, the "noise restrictions" and "vibration limits law." 1983 started the "low-noise construction machinery assessment system." 1989, the implementation of the "ultra low noise of construction machinery assessment system." Evaluation is the process of the factory application by the Japanese Association of mechanization building construction mechanization Institute review Japan's approval of the Ministry of Construction that meets the standards of mechanical noise affixed with low noise and ultra-low 67 mechanical noise of the special markings These machinery from the right price and cost calculation of preferential policies. 1996, "low-vibration construction machinery vibration levels measured approach" 1997 started the construction of low mechanical vibration in the assessment of atmospheric pollution and emissions. Japan in 1992 put forward the "emissions-response assessment essentials of construction machinery," and first in tunnel construction on seven kinds of construction machinery emissions-response assessment of construction machinery, 1993, it has expanded the types of emissions countermeasures construction machinery assessed types of planes. Environmental Protection in Construction and the Japanese government in 1993 proposed the "Basic Environment" 1994 adopted the "basic plan for the environment." Japan's Ministry of Construction to create and protect the environment as an administrative mission to understand, the "environmental policy framework", 1997 further proposed the "Environmental Impact Assessment Law," and, more specifically, more explicit evaluation of the impact on the environment and the elements, including atmospheric environment (emissions, noise and vibration), water environment and the soil environment, the ecological environment, and the coordination of the natural environment and the burden on the environment (including construction waste, waste), and so on. Is scheduled to run from 1999 onwards in Construction of the new evaluation method. The above can be seen on environmental protection abroad raised very high, so a lot of work, in the 21st century mechanical engineering in the design and construction of 68 environmental protection must be considered. Pollution caused by large construction methods and construction machinery will be eliminated, being green and green construction machinery has been replaced. China's current site in the use of small concrete mixers are being replaced Ready Mixed Concrete, hydraulic hammer gradually replace diesel hammer, Wet dug bored piles are being dug dry bored piles are out, laying of pipelines from being the largest non-excavation to excavation planted development direction. 69