潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)設(shè)計(jì)-機(jī)械部分(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過(guò))

下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 編號(hào) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 題目 潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)設(shè)計(jì) -機(jī)械部分 二級(jí)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 109040206 學(xué)生姓名 周 亮 學(xué)號(hào) 10904020635 指導(dǎo)教師 職稱 時(shí) 間 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 目 錄 摘 要 Abstract 1 緒論 1 1.1 研究背景和研究意義 1 1.2 國(guó)內(nèi)凈油機(jī)和掛車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.3 潤(rùn)滑油的常用物理指標(biāo) 2 1.4 潤(rùn)滑油主要污染物及來(lái)源 3 1.5 凈油機(jī)常見(jiàn)類型結(jié)構(gòu) 3 1.5.1 板框式凈油機(jī) 3 1.5.2 離心分離式凈油機(jī) 4 1.5.3 靜電凈油機(jī) 4 1.5.4 真空凈油機(jī) 5 2 潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 2.1 潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)工作流程圖 6 2.2 潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)部件選型 6 2.2.1 加熱罐 7 2.2.2 真空發(fā)生罐 8 2.2.3 過(guò)濾器 11 2.2.4 底油抽吸器 12 2.2.5 真空泵 13 2.2.6 油泵 14 2.2.7 冷凝器 15 2.2.8 氮?dú)獍l(fā)生器 15 2.2.9 油管卷盤(pán) 16下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 2.2.10 電纜卷盤(pán) 16 2.2.11 法蘭盤(pán) 17 2.2.12 閥類 17 2.2.13 螺栓、螺母、墊圈 18 2.2.14 管道 18 2.2.15 掛車(chē)選型 19 2.3 潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)的裝配 20 2.4 潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)主要特點(diǎn) 22 3 結(jié)論 23 致謝 24 參考文獻(xiàn) 25 文獻(xiàn)綜述 26 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 I 摘 要 石油是重要的能源，也是重要的戰(zhàn)略物資。潤(rùn)滑油在使用過(guò)程中，會(huì)因?yàn)榉N種原因參入雜質(zhì)，比如：灰層、纖維、金屬屑，水分等，而水分是最為常見(jiàn)的一種污染物。這些雜質(zhì)讓潤(rùn)滑油失效，失去潤(rùn)滑降溫效果 ,不僅導(dǎo)致機(jī)械部件的傳動(dòng)失效，也導(dǎo)致能源的極大浪費(fèi)。 鑒于此，本文提出一種潤(rùn)滑油凈化裝備 潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)的設(shè)計(jì)方案，通過(guò)對(duì)凈化掛車(chē)主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包括真空泵、粗過(guò)濾器、 加熱器、真空罐、精過(guò)濾器、油泵、冷凝器等部件的設(shè)計(jì)、計(jì)算及選型，最終形成潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)裝配總圖。 關(guān)鍵詞： 潤(rùn)滑油 凈化 裝配 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 II Abstract Oil is an important source of energy, but also an important strategic.Lubricating oil in use process, because of various reasons, incorporation of impurities, for example: ash, fiber, metal scraps, moisture etc, while the water is one of the most common contaminants. These impurities to the failure of the lubricating oil, Lose lubrication cooling effect. Not only lead to the failure of transmission machinery parts, also caused a great waste of energy. In view of this situation, this paper presents a lubricating oil purification equipment-Lubricating oil purification Trailer design scheme. Through the design of the main structure of the trailer purification, Including vacuum pumps, coarse filter, heater, vacuum tank, fine filters, pumps, condensers and other components of the design, calculation and selection, The final formation of lubricating oil purification trailer assembly drawing. Key words: Lubricating oil Purify Assembly 全套資料帶 CAD 圖， QQ 聯(lián)系 414951605 或 1304139763 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 III 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 IV 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 V 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 1 1 緒 論 1.1 研究背景和研究意義 自工業(yè)革命以來(lái)，科技得到迅速發(fā)展，生產(chǎn)行業(yè)由手工化逐步向機(jī)械化發(fā)展，世界上各個(gè)國(guó)家的生產(chǎn)生活水平與該國(guó)的機(jī)械化水平息息相關(guān)。如今，車(chē)輛和機(jī)械設(shè)備在節(jié)能、環(huán)保上要求在不斷的提高，因此對(duì)潤(rùn)滑油的要求也越來(lái)越高。但是，原油的儲(chǔ)量隨著各國(guó)的不斷開(kāi)采日益減少，這些不可再生能源，威脅著每一個(gè)國(guó)家的發(fā)展。在潤(rùn)滑油加工工藝中， 環(huán)烷基原油是重要的原料，同時(shí)環(huán)烷基原油也是最為珍貴的原油之一 1。然而，其儲(chǔ)量非常的少，僅僅占到世界原油總儲(chǔ)量的 2.2。潤(rùn)滑油本身的資源稀缺珍貴，但是每年浪費(fèi)的潤(rùn)滑油是一個(gè)相當(dāng)驚人的數(shù)字。中國(guó)工程院 2007 年發(fā)表的一個(gè)報(bào)告指出 2， 2006 年全國(guó)消耗在潤(rùn)滑方面的資金估計(jì)為 9500 億元，如果合理使用潤(rùn)滑油，可以節(jié)省人民幣估計(jì)可達(dá)3270 億元，占當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值 (GDP)的 1.55%。 潤(rùn)滑油在使用過(guò)程中，除了少部分由于揮發(fā)、氧化、泄露外，大部分仍留在機(jī)械設(shè)備中。使用過(guò)程中潤(rùn)滑油會(huì)受到水分、灰層等的污染， 受到污染的潤(rùn)滑油如果繼續(xù)使用，將對(duì)機(jī)械設(shè)備造成很大的磨損消耗，影響設(shè)備的使用期限和使用性能。在國(guó)際上，機(jī)械設(shè)備的失效 70 -85是有潤(rùn)滑油污染引起的。國(guó)內(nèi)油液污染更為嚴(yán)重，我國(guó)僅機(jī)械行業(yè)每年排放的廢潤(rùn)滑油就達(dá)數(shù)億噸 3。所以，對(duì)于潤(rùn)滑油的高效可持續(xù)使用勢(shì)在必行。這不僅能節(jié)約能源，緩解能源危機(jī)，而且可以保護(hù)環(huán)境避免廢油對(duì)土壤水源的污染。 1.2 國(guó)內(nèi)外凈油機(jī)和掛車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)外凈油機(jī)的典型產(chǎn)品有 4：美國(guó)頗爾公司的 HNP021、 HVP2703 凈油機(jī)，日本加藤公司的 KLVC-AX-IA 型帶電在線濾油機(jī)， 瑞典 HERING 公司 EOK 型凈油機(jī)，瑞士麥克菲爾公司的 VH061-e 型凈油機(jī)。國(guó)外掛車(chē)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，一般為二軸，鋼板彈簧，多為鵝頸式結(jié)構(gòu)。 國(guó)外掛車(chē)的特點(diǎn)：規(guī)?；?、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)約、個(gè)性化、輕量化、功能多、技術(shù)領(lǐng)先、小批量、精品化 5。 目前，國(guó)內(nèi)凈油機(jī)生產(chǎn)廠家繁多。但是這些生產(chǎn)廠家大多是小規(guī)模生產(chǎn)，科下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 2 技含量并不高，生產(chǎn)的凈油機(jī)單一重復(fù)，質(zhì)量參差不齊，不能很好的滿足社會(huì)需求 6。我國(guó)掛車(chē)生產(chǎn)有幾十年歷史了，生產(chǎn)企業(yè)目前有 600 多家，產(chǎn)量達(dá)到 40余萬(wàn)臺(tái) 7。和凈油機(jī)生產(chǎn)廠家一樣，掛車(chē)生產(chǎn)也不具備規(guī)?；a(chǎn)。沒(méi)有 批量化、規(guī)模化生產(chǎn)導(dǎo)致的結(jié)果就是 :我國(guó)的掛車(chē)在總體上比較粗糙，在服務(wù)和性能上得不到保障。所以，不管是凈油機(jī)還是掛車(chē)，我國(guó)和國(guó)際先進(jìn)水平都存在很大的差距。需要我們不斷的提高生產(chǎn)水平，增強(qiáng)研發(fā)能力。 1.3 潤(rùn)滑油的常用物理指標(biāo) 8 1） 粘度 潤(rùn)滑油的作用是使機(jī)械運(yùn)動(dòng)的摩擦表面形成油膜，該油膜起到潤(rùn)滑、減震、沖洗、冷卻等作用。液體受外力作用流動(dòng)時(shí)，其分子間發(fā)生的阻力叫做粘度。它是潤(rùn)滑油最重要的性能之一。 2） 潤(rùn)滑性 潤(rùn)滑性是指潤(rùn)滑油中極性分子與金屬表面吸附形成一層邊界油膜，以減小摩擦和磨損的性能 。潤(rùn)滑性越好，油膜與金屬表面的吸附能力就越強(qiáng)。 3） 極壓性 極壓性是潤(rùn)滑油中加入含硫、磷、氯的有機(jī)極性化合物后，油中極性分子在金屬表面生成抗磨、耐高壓的化學(xué)反應(yīng)邊界膜的性能。 4） 閃點(diǎn) 當(dāng)油在標(biāo)準(zhǔn)儀器中加熱所蒸發(fā)出的油氣，一遇火焰即能發(fā)生出閃光時(shí)的最低溫度，成為油的閃點(diǎn)。這是衡量油的易燃性的一種尺度，通常應(yīng)使工作溫度低于油的閃點(diǎn) 30-40。 5） 凝點(diǎn) 這是指潤(rùn)滑油在規(guī)定條件下，不能在自由流動(dòng)時(shí)所達(dá)到的最高溫度。 6) 氧化穩(wěn)定性 從化學(xué)意義上講，礦物油是很不活潑的，但當(dāng)它們暴露在高溫氣體中時(shí)，也會(huì) 發(fā)生氧化并生產(chǎn)硫、磷、氯的酸性化合物。這是一種膠裝乘積物，不但腐蝕金屬，而且加劇零件的磨損。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 3 1.4 潤(rùn)滑油主要污染物及來(lái)源 9 潤(rùn)滑油主要的污染物有：水、空氣、化學(xué)物質(zhì)、微生物等。 這些污染物的來(lái)源： 1） 設(shè)備內(nèi)部殘留的物質(zhì)如：毛刺、灰層、纖維、磨削等； 2） 設(shè)備使用過(guò)程中外界侵入的污染物如：水分，灰層等； 3） 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是產(chǎn)生的污染物如：元件磨損產(chǎn)生的碎屑； 4） 其他來(lái)源如：設(shè)備密封失效，潤(rùn)滑系統(tǒng)泄漏。 1.5 凈油機(jī)常見(jiàn)類型結(jié)構(gòu) 凈油機(jī)也俗稱濾油機(jī)，主要用于提高潤(rùn)滑油以及其他油類的純凈度。常見(jiàn)的物理凈化方式有 10： 1、重力沉淀法； 2、壓力過(guò)濾法； 3、靜電分離法； 4、離心分離法； 5、真空分離法。 根據(jù)物理凈化方式與之相對(duì)應(yīng)的出現(xiàn)了各種凈油機(jī)，比較常見(jiàn)的凈油機(jī)有：普通凈油機(jī)、板框式凈油機(jī)、離心分離式凈油機(jī)、靜電凈油機(jī)、真空凈油機(jī)。 1.5.1 板框式凈油機(jī) 主要由油泵、過(guò)濾器、過(guò)濾床等部件組成，過(guò)濾介質(zhì)為工業(yè)用的過(guò)濾紙 ,過(guò)濾精度較高。用于變壓器油、機(jī)油、柴油、航空液壓油的過(guò)濾和除雜。該設(shè)備操控容易、結(jié)果簡(jiǎn)單、成本低。 圖 1.5.1 板框式凈油機(jī) 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 4 1.5.2 離心分離式凈油機(jī) 凈油機(jī)過(guò)濾裝置內(nèi)部有一個(gè)雙噴式的轉(zhuǎn)軸，由機(jī)油所產(chǎn)生的壓力來(lái)驅(qū)使其轉(zhuǎn)動(dòng)。由于水比油的密度大，通過(guò)離心力的作用，把水從油液中分離出來(lái)，達(dá)到凈化油液的效果。該類凈油機(jī)主要用于切削油、淬火油、鍛造油、防銹油的凈化。 圖 1.5.2 離心分離式凈油機(jī) 1.5.3 靜電凈油機(jī) 該凈油機(jī)是一種具有高清潔度的凈化設(shè)備，對(duì)大部分油液都有凈化效果，具有較好的抗污染能力。 通過(guò)該類凈油機(jī)處理后的油液，物理、化學(xué)性能并不會(huì)改變，通過(guò)對(duì)裝置的改良，具有很大的市場(chǎng)前景。 圖 1.5.3 靜電凈油機(jī) 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 5 1.5.4 真空凈油機(jī) 主要由粗、精過(guò)濾器，加熱器，真空泵，油泵，冷凝器等組成。該類凈油機(jī)體積小，重量輕。能對(duì)油液進(jìn)行過(guò)濾、熱循環(huán)、干燥等功能，對(duì)于油液除水效果顯著。 圖 1.5.4 真空 凈油機(jī) 本次潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)設(shè)計(jì)就是在原有真空凈油機(jī)的基礎(chǔ)上，針對(duì)性的進(jìn)行改良，有很大工程應(yīng)用前景。為了運(yùn)輸上的方便，將設(shè)計(jì)好的凈油機(jī)裝載在掛車(chē)底盤(pán)盤(pán)上，由其他車(chē)輛牽引行駛，適合在室內(nèi)或者野外工作。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 6 2 潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本章節(jié)主要介紹了潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)的工作原理，真空罐的設(shè)計(jì)校核，加熱溫度的確定，真空泵，油泵，過(guò)濾器的選擇等，以及潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 2.1 潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)工作流程圖 如圖 2.1 潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)的工作流程圖 圖 2.1 工作流程圖 本次的設(shè)計(jì)的潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)工程流程如圖所示：先打開(kāi)真空泵與真空罐連接的閥門(mén)，讓真空泵抽走設(shè)備中的空氣，使整個(gè)工作系統(tǒng)達(dá)到預(yù)定的真空環(huán)境。然后打開(kāi)進(jìn)油閥，使?jié)櫥蛷倪M(jìn)油管道流入，通過(guò)粗過(guò)濾器（第一次過(guò)濾）除去較大（ 100 m 以上）的雜質(zhì)，流入加熱蒸發(fā)器，使?jié)櫥图訜岬?70左右，進(jìn)入真空脫水罐（由真空泵抽成真空狀態(tài)，極限壓力為 0.06MPa）后，水成為氣態(tài)而潤(rùn)滑油依然保持液態(tài)，在真空罐中通過(guò)噴淋器、斜板和氮?dú)獾?作用使?jié)櫥椭械乃殖浞謸]發(fā)出來(lái)，真空罐中揮發(fā)出的水蒸氣通過(guò)冷凝器液化成水排出，而潤(rùn)滑油通過(guò)油泵流入精過(guò)濾器（第二次過(guò)濾，精度在 10 m）中，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的潤(rùn)下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 7 滑油則流出待用，沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的，則經(jīng)過(guò)內(nèi)循環(huán)讓潤(rùn)滑油從精過(guò)濾器流回粗過(guò)濾器進(jìn)行多次脫水凈化。 此次設(shè)計(jì)的潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)包括的主要設(shè)備有：真空罐、粗過(guò)濾器、精過(guò)濾器，、加熱器、底油抽吸器、真空泵、油泵、冷凝器、氮?dú)獍l(fā)生器、油管卷盤(pán)、電纜卷盤(pán)、管道、掛車(chē)等。 2.2 潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)部件選型 2.2.1 加熱罐 2.2.1.1 加熱溫度的確定 11 在密閉條件中，在一定溫度下，與液體或固體處于相平衡的蒸氣所具有的壓力稱為飽和蒸氣壓。純水的飽和溫度越低，飽和蒸氣壓也就越低，（如下表） 表 2.2.1.1 當(dāng)水被加熱到 70，低于 80時(shí)，水成為氣態(tài)，而潤(rùn)滑油能夠依舊保持性能（油液正常工作溫度一般在 80以下），根據(jù)工程實(shí)際考慮，最終確定的真空度為 0.06MPa。潤(rùn)滑油是熱的不良導(dǎo)體，如果加熱功率太低，那么加熱時(shí)間勢(shì)必會(huì)延長(zhǎng)，凈化效率則會(huì)很低；如果加熱功率太高，則難以安裝并且價(jià)格昂貴。單個(gè) 加熱棒會(huì)導(dǎo)致其周?chē)挠鸵簻囟冗^(guò)高使?jié)櫥褪В赃x擇多個(gè)加熱棒置于加熱罐內(nèi)，增大受熱面積，使油液受熱均勻。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 8 2.2.1.2 加熱功率的確定 12 加熱功率的計(jì)算過(guò)程： 加熱功率計(jì)算公式：60000 TQCW （ 2.1） C:潤(rùn)滑油比熱容 1675-2093（ J/Kg.K) ：油液密度 900Kg/m Q:公稱流量（ L) T：一個(gè)循環(huán)內(nèi)的溫度差（ 5-10） T：加熱時(shí) 間（ 30-60min） ：加熱效率 0.5-0.6 計(jì)算中，取： C=2000（ J/Kg.K)， Q=100L， T=5。 所以，經(jīng)計(jì)算得 W=30KW， 考慮到管道和加熱器的熱損失（ 20） 13 計(jì)算得： 1.2W=36KW 取加熱功率 W=40KW。 圖 2.2.1.2 加熱棒 2.2.2 真空發(fā)生罐 真空罐內(nèi)的水蒸氣是以微小的氣泡形式存在的，當(dāng)溫度和真空度條件滿足的下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 9 情況下，水分的蒸發(fā)過(guò)程同時(shí)在潤(rùn)滑油的 表面和內(nèi)部進(jìn)行。由于油液處于不斷“沸騰”流動(dòng)的狀態(tài)，揮發(fā)出來(lái)的氣體被真空泵抽到冷凝器中冷卻，而沒(méi)有揮發(fā)出來(lái)的水蒸氣，則繼續(xù)夾雜在潤(rùn)滑油中。真空罐的脫水效率與溫度、工作壓力、真空罐內(nèi)的空氣流動(dòng)性有關(guān)，溫度越高水蒸發(fā)越快，工作壓力越低水蒸發(fā)越快，空氣流動(dòng)性越好水蒸發(fā)越快。 真空罐一般分為立式真空罐和臥式真空罐，材質(zhì)一般為不銹鋼。本次設(shè)計(jì)的真空采用臥式的，一方面可以節(jié)省空間位置，另一方面可以提升脫水凈化效果。 本次設(shè)計(jì)的真空發(fā)生罐罐體內(nèi)主要由噴淋器、斜板和可視窗組成，是整個(gè)凈油機(jī)的反應(yīng)容器。噴淋器的作用是 把經(jīng)過(guò)加熱的油液均勻的噴灑在斜板上，而斜板起到一個(gè)緩沖油液以及增大油液中水分揮發(fā)面積的作用。設(shè)置可視窗是為了觀察真空罐中油液的高度，以方便通過(guò)控制進(jìn)油閥和出油閥來(lái)調(diào)節(jié)油液高度。 凈油機(jī)的公稱流量是整個(gè)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，定為 50L/min。一般來(lái)講，真空罐的容積應(yīng)為凈油機(jī)公稱流量的 3-5 倍，故本次設(shè)計(jì)的真空罐容積至少應(yīng)為150L。初步設(shè)計(jì)的真空罐為尺寸 500 1300mm 的圓柱型罐體，通過(guò)計(jì)算來(lái)驗(yàn)證尺寸是否合理。 322 2 5 5.03.14 5.014.34 mLDLSV （ 2.2) 由于 33101 cmL 363 101 cmm 所以 Lm 255255.0 3 ， 大于 150L， 故此滿足設(shè)計(jì)要求。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，真空罐的尺寸為 500 1300mm，在低真空狀態(tài)下運(yùn)行 真空罐的應(yīng)力計(jì)算 14： 設(shè)計(jì)真空罐內(nèi)極限壓力為 0.06Pa，罐體厚度為 5mm， 直徑為 500mm，通過(guò)應(yīng)力計(jì)算來(lái)確定材料的型號(hào)。 罐體內(nèi)壓力： NDPF 222 102.14 5.014.306.04 (2.3) 罐體外壓力： NDPF 4252 1096.14 5.014.3104 (2.4) 所以真空罐所承受的壓力為 N41096.1 。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 10 因此在計(jì)算真空罐應(yīng)力的時(shí)候主要考慮的是大氣壓對(duì)罐體的應(yīng)力 M P aPaPDM P aPaPD510510525.01025.2105.210545.0104635635(2.5) 由計(jì)算可知，真空罐受到的最大應(yīng)力為 5MPa,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 20 鋼的許用應(yīng)力 ，所以真空罐的厚度合理。 右側(cè)端蓋用螺栓與罐體連接，需要 8 個(gè)材質(zhì) Q235 的 M12 的螺栓，下面進(jìn)行螺栓的強(qiáng)度校核 15： 每個(gè)螺栓所受的軸向載荷：ZFF 0(2.6) 公式中：F為總載荷， Z 為螺栓個(gè)數(shù) 所以，經(jīng)計(jì)算，每個(gè)螺栓所受載荷為 NF 2 4 5 08 1096.140 螺栓危險(xiǎn)截面的拉伸強(qiáng)度條件為： 4d3.120Fca(2.7) 公式中： d 為螺栓公稱直徑， 為許用應(yīng)力 經(jīng)過(guò)計(jì)算可知： M P apaca 281028194012.014.324503.1 42 螺紋連接的許用應(yīng)力計(jì)算： Ss （ 2.8） 公式中： s 為屈服極限取 245MPa， S 為安全系數(shù)取 5-4 所以，經(jīng)計(jì)算得螺紋連接的許用應(yīng)力為 49-61MPa 由于 28MPa 小于 49MPa，故合理。 下面計(jì)算螺栓桿的剪切強(qiáng)度： 42dFf （ 2.9） 公式中： f為摩擦系數(shù)取 0.10-0.16， d 為螺桿公稱直徑 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 11 經(jīng)計(jì)算得M P a1740 1 2.014.31096.11.024 下面計(jì)算螺桿的許用剪切應(yīng)力： Ss （ 2.10） 公式中：s為 屈服極限取 235MPa，S為安全系數(shù)取 2-2.5 經(jīng)過(guò)計(jì)算得 =94-117.5MPa。 所以，螺桿的剪切應(yīng)力也合理。 綜上所述：真空罐本體用 20 鋼沖壓成型，右端蓋用螺栓與罐體連接，罐體外敷 20mm 厚的巖棉保護(hù)層，保護(hù)層外再設(shè) 1mm 厚的不銹鋼來(lái)保護(hù)外殼 11。 真空罐的噴淋器和斜板選用不銹鋼材質(zhì)的。噴淋器焊接在罐體上部，斜板間隔為 30mm，布置 4 塊，在罐體內(nèi)設(shè)置槽口（角度為 45），用于斜板的固定。 圖 2.2.1 真空罐 2.2.3 過(guò)濾器 過(guò)濾器分為普通過(guò)濾器、粗過(guò)濾器、精過(guò)濾器和超精過(guò)濾器。常用的過(guò)濾器類型和特性為 16： 1） 網(wǎng)式過(guò)濾器：裝在液壓泵管路上保護(hù)液壓泵，過(guò)濾精度為 80-180 m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通油能力大，但過(guò)濾效果差。 2） 線隙式過(guò)濾器：一般用于中低壓系統(tǒng)，線隙 100-200，過(guò)濾精度 30-100下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 12 m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過(guò)濾效果好，通油能力大，但清洗不方便。 3） 紙質(zhì)過(guò)濾器：用于過(guò) 濾要求高的液壓系統(tǒng)中，過(guò)濾精度為 5-30 m，過(guò)濾效果好，精度高，但是容易堵塞，需要常更換濾紙。 4） 燒結(jié)式過(guò)濾器 :用于高質(zhì)量的液壓系統(tǒng)中，過(guò)濾精度在 7-100 m，能在高壓、高溫下工作，抗腐蝕性好。 5） 磁性過(guò)濾器：用于吸附鐵屑，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過(guò)濾效果好。 本次設(shè)計(jì)兩個(gè)過(guò)濾器，一個(gè)粗過(guò)濾器，一個(gè)精過(guò)濾器。粗濾器設(shè)置在進(jìn)油管道，用于過(guò)濾掉油液中較大的雜質(zhì)，過(guò)濾精度在 100 m 左右。精濾器設(shè)置在出油管道，對(duì)油液進(jìn)行再一次過(guò)濾，出去油液中，極小的微粒和少量水分，過(guò)濾精度在 10 m 左右。 過(guò)濾器的選擇主要在于濾網(wǎng)的選擇，濾網(wǎng) 在選擇上需要考慮的因素：能否達(dá)到過(guò)濾要求、濾網(wǎng)抗腐蝕性能如何、過(guò)油性能如何、壓力損失大小、能否長(zhǎng)時(shí)間工作、更換清洗是否方便。這些都將影響最后出來(lái)的潤(rùn)滑油質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，能否繼續(xù)使用。濾網(wǎng)采用如圖 2.2.2 類型濾網(wǎng)。該類濾網(wǎng)納污能力強(qiáng)，抗腐蝕能力強(qiáng)，過(guò)濾面積得到大大增強(qiáng)，壓差低，使用壽命長(zhǎng)。粗過(guò)濾器選用的濾網(wǎng)精度為 100 m 的磁性過(guò)濾器，精過(guò)濾器精度為 10 m的過(guò)濾器。 圖 2.2.2 濾網(wǎng) 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 13 2.2.4 底 油抽吸器 底油抽吸器是在設(shè)備停止工作后，將真空罐內(nèi)的殘余潤(rùn)滑油抽出。不會(huì)影響下一次的凈化效果，使每一次凈化后的潤(rùn)滑油質(zhì)量穩(wěn)定可靠。此次設(shè)計(jì)選擇的是一種氣動(dòng)式的自動(dòng)抽油機(jī)，比起手動(dòng)式抽油機(jī)，安裝方便，使用靈活。當(dāng)罐體充滿潤(rùn)滑油時(shí)，出口機(jī)械裝置會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，安全快捷。型號(hào)為精展 JJT/PX-3090P 。 圖 2.24 底油抽吸器 2.2.5 真空泵 真空泵作用在于將真空發(fā)生罐里的空氣排出，抽成設(shè)備工作所需的真空度0.06MPa。真 空泵選擇的主要參考因素有：真空泵需要抽掉的氣體總量及能在 2分鐘左右將真空罐和管道的氣壓降到 0.06MPa 或者更低；抽氣速率應(yīng)大于進(jìn)油速率。真空泵按工作原理可分為 :氣體輸送泵和氣體捕集泵。氣體輸送泵一般有：往復(fù)式真空泵、旋片式真空泵、定片式真空泵等；氣體捕集泵包括 :吸附泵和低溫泵。本次設(shè)計(jì)選擇的是 2X-15A 型旋片式真空泵，抽氣速率為 15L/S，功率為1.5KW，極限壓力為 0.06Pa，轉(zhuǎn)速為 470r/min。 真空泵脫水能力計(jì)算 17： 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下真空泵抽氣能力： S =工 作真 空度 真 空泵 的 抽氣 能力 /標(biāo) 準(zhǔn)大 氣壓 =6000 15 101000=0.89L/s (2.11) 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的脫氣能力： S =S 273/343=0.71L/s (2.12) Z在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下， 1摩爾的水體積為 22.4L，重量為 18g， 則脫水能力 S=S” 18/22.4 3600=2054g/h (2.13) 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 14 圖 2.2.5 真空泵 2.2.6 油泵 油泵的作用在于將真空罐內(nèi)經(jīng)過(guò)凈化的潤(rùn)滑油抽出，再通入精過(guò)濾器中。一般來(lái)說(shuō)，油泵的工作壓力為泵額定壓力的 70-80，及不應(yīng)高于 0.05MPa。這樣既能提高系統(tǒng)的可靠性，又能延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。油泵的額定流量應(yīng)該大于設(shè)備工作的最大流量，這樣能避免系統(tǒng)過(guò)載。油泵有直列式、分配式和單體式三大類。從機(jī)械分類來(lái)看，分為：噴油泵、自吸油泵、潛油泵、機(jī)油泵。油泵流量的大小是通過(guò)密封工作腔被容積的變化來(lái)恒定的。 油泵工作壓力的確定 18： PPaP (2.14) Pa 為 0.06MPa,由于沒(méi)有液壓缸等元件，所以 0P 。所以 P定為 2.5MPa。 油泵流量的確定： m axQKQ P (2.15) K為泄露系數(shù)為 1.2， m in/50m a x LQ 所以， m in/90/109.0 33 LsmQ P 此次設(shè)計(jì)選擇的油泵型號(hào)為 Y100L1-4，功率為 2.2KW，流量為 100L/min，轉(zhuǎn)速為 1430r/min，電壓為 380V，電流為 5A。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 15 圖 2.2.6 油泵 2.2.7 冷凝器 冷凝器安裝在真空發(fā)生罐之后，將真空發(fā)生罐中的水蒸氣冷凝成液態(tài)。冷凝器一般有風(fēng)冷和水冷兩種結(jié)構(gòu)，在冷卻效果上，水冷要比風(fēng)冷好。但是風(fēng)冷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且價(jià)格低廉，所以此次設(shè)計(jì)采用的是風(fēng)冷結(jié)構(gòu)的冷凝器。選擇冷凝器的關(guān)鍵在于散熱面積，散熱面積越大冷卻效果就越好。本次設(shè)計(jì)選擇的冷凝器型號(hào)為ZJYT-015，散熱面積為 15 ，風(fēng)扇電機(jī)功率為 90-120W，風(fēng)量為 1800m/h。 圖 2.2.7 冷凝器 2.2.8 氮?dú)獍l(fā)生器 氮?dú)獍l(fā)生器的作用是把從空氣中分離出來(lái)的氮?dú)猓ㄈ胝婵瞻l(fā)生罐中，使?jié)櫥拖穹序v一樣，讓水分能更好的揮發(fā)出來(lái)。傳統(tǒng)的氮?dú)獍l(fā)生器是一套大型設(shè)備，價(jià)格高昂。本次選用的是一種新型的氮?dú)獍l(fā)生器，采用膜分離技術(shù)，直接從空氣中分離出氮?dú)夂脱鯕?，氧氣直接排到大氣中，氮?dú)饨?jīng)過(guò)管道進(jìn)入真空發(fā)生罐中。該設(shè)備簡(jiǎn)單，安裝方便靈活。這種氮?dú)獍l(fā)生器，型號(hào)為 NC3020，氮?dú)饧兌冗_(dá)到95 -99，產(chǎn)量在 1-2000Nm/h。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 16 圖 2.2.8 氮?dú)獍l(fā)生器 2.2.9 油管卷 盤(pán) 油管卷盤(pán)主要是為了讓進(jìn)油管道和出油管道的油管收放方便，并且在整個(gè)系統(tǒng)中占用較小的空間。 圖 2.2.9 油管卷盤(pán) 2.2.10 電纜卷盤(pán) 電纜卷盤(pán)和油管卷盤(pán)一樣都是為了節(jié)省空間，方便收放電纜，展開(kāi)作業(yè)時(shí)能快速連接電源。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 17 圖 2.2.10 電纜卷盤(pán) 2.2.11 法蘭盤(pán) 法蘭主要是用來(lái)連接管道，屬于標(biāo)準(zhǔn)件，一般成對(duì)安裝使用。根據(jù)設(shè)計(jì)中管道的尺寸選擇法蘭盤(pán)的 尺寸，所以此次選擇的法蘭盤(pán)有兩種，一種安裝在管徑為40mm 的管道中，另外一種安裝在管徑為 30mm 的管道中。管徑 45mm 的法蘭盤(pán)需要 4 顆 M14 的螺栓連接，管徑 35的法蘭盤(pán)需要 4 顆 M12 的螺栓連接。為了達(dá)到更好的密封環(huán)境，可在兩個(gè)法蘭盤(pán)之間加上密封墊。 圖 2.2.11 法蘭盤(pán) 2.2.12 閥類 閥主要起的是調(diào)節(jié)控制作用，本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，需要用到的閥有電磁閥和扳手閥。此次設(shè)計(jì)選擇的電磁閥型號(hào)為 DDC-JQ40（與 2X-15A 真空泵相匹配 ），電磁真空帶充氣閥是安裝在機(jī)械真空泵上的專用閥門(mén)，并與泵接在同一個(gè)電源上，泵的開(kāi)啟與停止直接控制閥門(mén)的開(kāi)啟與關(guān)閉。當(dāng)泵停止工作或電源突然中斷時(shí)，閥能自動(dòng)將真空系統(tǒng)封閉，并將大氣通過(guò)閥的充氣口經(jīng)閥充入到泵腔，從而避免下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 18 泵油逆流污染真空系統(tǒng)。扳手閥主要是起一個(gè)開(kāi)關(guān)作用，設(shè)備中使用了 5 個(gè)該類型閥。安裝的位置分別在：進(jìn)油管道、出油管道、氮?dú)獍l(fā)生器與真空罐之間、粗過(guò)濾器與精過(guò)濾器之間、真空泵與真空發(fā)生罐之間。 圖 2.2.12 電磁閥 和扳手閥 2.2.13 螺栓、螺母、墊圈 根據(jù)安裝需求，選取符合安裝要求的標(biāo)準(zhǔn)連接件。 2.2.14 管道 我們常見(jiàn)的管道有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管等。銅管抗震性差，膠管用在相互運(yùn)動(dòng)的的管道中，而尼龍管不常用，鋼管價(jià)格便宜安裝方便，所以我們選擇鋼管作為本次設(shè)計(jì)的凈油機(jī)管道。 管道直徑的確定： VQd 63.4 (2.16) Q為 公稱流量 V為管道流速一般取 1.5-2.5m/s 計(jì)算得出管道直徑為：mmd 33210063.4 由于進(jìn)油管道在真空負(fù)壓下，油液流速較快，所以進(jìn)油管道一般小于或者等于出油管道，故此本次設(shè)計(jì)的進(jìn)油管道通徑為 35mm，外徑為 40mm，壁厚為 2.5mm。出油管道通徑為 40mm，外徑為 45，壁厚為 2.5mm，材料為 20鋼。管道與管道間，管道與油泵間，均采用法蘭盤(pán)連接，法蘭盤(pán)的具體尺寸根據(jù)查表可得。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 19 管道的校核： dSPD2(2.17) P為工作壓力， D為管道內(nèi)徑， s為鋼管許用應(yīng)力 對(duì)于鋼管 s=sb/s (2.18) （ sb 為抗拉強(qiáng)度， s為安全系數(shù)） 查表得 s=8,sb=410MPa 所以 s=51.25MPa。 進(jìn)油管厚度校核： 5.202.025.512 3506.0 d故管道設(shè)計(jì)合理 由于出油管道在常壓下工作，不需要校核。 2.2.15 掛車(chē)選型 掛車(chē)分為全掛車(chē)和半掛車(chē)，全掛車(chē)為獨(dú)立承載，半掛車(chē)與牽引車(chē)共同承載，根據(jù)設(shè)計(jì)需求，此次設(shè)計(jì)選擇全掛車(chē)。掛車(chē)沒(méi)有動(dòng)力裝置，依靠牽引車(chē)輛牽引行駛。本次設(shè)計(jì)選擇的掛車(chē)主要是根據(jù)整個(gè)凈油機(jī)系統(tǒng)的重量作為標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)凈油機(jī)各個(gè)部件的重量總和，初步估計(jì)凈油機(jī)的總重量大約為 3000KG。故此，本次選擇的掛車(chē)需要的承載能力在 3000KG 以上。 本次選擇的全掛車(chē)型號(hào)為 STD97-3/2-（如下圖），屬于鵝頸式單軸雙輪掛車(chē)。該掛車(chē)性能可靠， 機(jī)械性能高，重心較低，制動(dòng)安全。選用的是轉(zhuǎn)輪式 ，可承載的 2000KG-6000KG 的重量。車(chē)架是槽型焊接框架結(jié)構(gòu)。連接裝置選用鉤環(huán)式，掛車(chē)牽引架可自行調(diào)節(jié)，試用于各類牽引車(chē)輛。前支撐輪是手搖式的，絲杠螺母結(jié)構(gòu)，行車(chē)時(shí)可收起。后支撐也是手搖升降式的，行車(chē)時(shí)收起。 圖 2.2.15-1 輕型單軸全掛車(chē) 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 20 掛車(chē)底盤(pán)結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 2.2.15-2 掛車(chē)底盤(pán) 1.電纜線 2.牽引桿 3.制動(dòng)總成 4.前導(dǎo)輪 5.前支承腿 6.中軸管 7.車(chē)身 8.扭力軸懸掛 9.備輪 10.后支承腿 11.尾燈 為了獲得良好的懸掛性能和通過(guò)能力，減輕凈油機(jī)設(shè)備的震動(dòng)，該掛車(chē)底盤(pán)選用了扭力軸懸掛系統(tǒng)，同時(shí)降低了操作高度方便地面作業(yè)。掛車(chē)底盤(pán)由于使用了超越慣性制動(dòng)系統(tǒng)，這樣就能解決牽引車(chē)和掛車(chē)的制動(dòng)匹配問(wèn)題。 2.3 潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)的裝配 本次設(shè)計(jì)的掛車(chē)由凈油機(jī)組和掛車(chē)底盤(pán)組成，將設(shè)計(jì)好的凈油機(jī)組箱體通過(guò)螺栓連接安裝于掛車(chē)底盤(pán)上。凈油機(jī) 組主要包含的元件有：真空罐、粗過(guò)濾器、精過(guò)濾器、加熱器、氮?dú)獍l(fā)生器、真空泵、油泵、冷凝器、控制箱、進(jìn)、出油管卷盤(pán)等組成。 在設(shè)備安裝之前，需要搞清楚整個(gè)設(shè)備的工作流程。然后根據(jù)掛車(chē)底盤(pán)的尺寸，來(lái)合理分配潤(rùn)滑油脫水凈化機(jī)組的空間布局。凈化機(jī)組的結(jié)構(gòu)安裝設(shè)計(jì)有一個(gè)原則：較大的零部件，盡量置于空間的上端，反之，較小的零部件就置于空間的下端。管道根據(jù)需求合理在空間走位，盡量避免管道相互交叉。這樣，既能最大限度的合理使用空間，又能使整個(gè)凈化機(jī)組看起來(lái)美觀緊湊。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 21 根據(jù)設(shè)計(jì)要求裝配好的潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)如下圖 2.3.1 圖 2.3.1 潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē) 俯視 圖 裝配好的凈油機(jī)組， 通過(guò) 6顆 M20 的螺栓 安裝在掛車(chē)底盤(pán)，為了保護(hù)好凈油機(jī)組， 以及拖運(yùn)方便， 在 掛車(chē)底盤(pán)四周 周?chē)友b保護(hù)框。加裝完成后的潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)如圖所示： 圖 2.3.2 潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē) 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 22 2.4 潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)主要特點(diǎn) 1）真空罐采用臥式結(jié)構(gòu)，大大增加了噴淋器噴霧時(shí)油液的表面積； 2）加熱潤(rùn)滑油時(shí)，預(yù)加熱溫度要求不高，加熱效果好； 3)采用先進(jìn)的復(fù)合脫水分離工藝技術(shù)，脫氣脫水效率高； 4） 采用富氮技術(shù)，可直接從空氣中富集氮?dú)鈱?duì)油液進(jìn)行吹掃和保護(hù)； 5） 采用強(qiáng)風(fēng)冷凝除水，增強(qiáng)了設(shè)備輸出功率，延長(zhǎng)真空泵使用壽命； 6） 采用復(fù)合微孔過(guò)濾技術(shù)，壽命長(zhǎng)，更換方便，可滿足各種過(guò)濾精度要求； 7)結(jié)構(gòu)緊湊，造型美觀，裝拆容易，清洗方便； 8）方法簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高。 2.5 潤(rùn)滑油脫水凈化掛車(chē)裝配圖 本次設(shè)計(jì) 一共有 5張圖紙，裝配圖見(jiàn)附圖 1；真空罐見(jiàn)附圖 2；過(guò)濾器見(jiàn)附圖 3；加熱器見(jiàn)附圖 4；工作流程圖見(jiàn)附圖 5。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 23 3 總結(jié) 通過(guò) 畢業(yè)設(shè)計(jì)將大學(xué)四年所學(xué)的知 識(shí)融合到了一起， 把 所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到了具體