內 吸 式 濾 塵 器 設 計開題報告

中原工學院 畢業(yè)設計開題報告 畢業(yè)設計開題報告題目名稱： 內 吸 式 濾 塵 器 設 計 院系名稱： 機 電 學 院 班 級： 機 自 0 7 3 學 號： 200700314321 學生姓名： 劉 芳 楠 指導教師： 樊 瑞 2011 年 03月1 本課題所涉及的內容國內(外)研究現(xiàn)狀綜述紡織企業(yè)生產車間的空氣中含有很多由短纖維和其它雜質組成的灰塵， 以棉紡生產為例， 車間里的灰塵含有棉作物的莖、 葉、 纖維、 籽殼、 泥沙、 金屬粉末 、 農藥殘余物等。它們使車間環(huán)境空氣的質量惡化， 對人體健康產生很大的危害。還會影響產品的質量更為嚴重的是， 這些粉塵都是易燃易爆的，一旦遇有明火或靜電火花，極易產生爆炸，造成嚴重的后果。 因此 ， 紡織車間必須采取一定的技術措施來清除空氣中的灰塵， 使車間空氣含塵濃度維持在安全范圍之內， 以保證工人的安全健康和生產的正常進行。要說紡織濾塵器在中國的發(fā)展，不得不提到1987年的一件事，那是一場災難，也成了我國紡織除塵設備發(fā)展的標志事件。1987年3月15日凌晨2時39分，哈爾濱亞麻紡織廠發(fā)生特大亞麻粉塵爆炸事故。正在生產的丁班梳麻、前紡、細紗、準備4個生產車間突然發(fā)生連續(xù)爆炸并引起大火。濃煙裹著巨大的火球，在哈爾濱亞麻紡織廠上空形成一個巨大的蘑菇狀煙團。爆炸將受災中心區(qū)一尺多厚的水泥磚墻炸得粉碎，鋼筋水泥澆注的防爆墻壁被爆炸產生的強大氣浪擊塌。紡部換氣室、除塵室和中央換氣室全部炸毀。梳麻車間和前紡車間內機器設備及電氣設備被燒毀。準備車間前半部與中央換氣室相鄰的承重墻倒塌，廠房主梁和屋頂塌落，鋸齒形房頂部的玻璃連同窗框一起被強大的氣浪拋到廠外。十幾噸重的機器被掀翻到十幾米之外，爆炸引起的火焰高達20多米。51名職工當場遇難。凌晨6時40分，大火被撲滅。事后統(tǒng)計，當時在崗的生產職工共計447人，大部分被圍困在火海中，死傷共235人，女性職工占80。其中受傷住院183人，死亡58人(包括在醫(yī)院死亡的7人)。4個生產車間的13 000平方米的廠房及189臺(套)生產設備遭到嚴重破壞，直接經濟損失8819萬元。 如此嚴重的生產事故引起了黨中央國務院的高度重視，由公安部二局局長，三、五、七局4名處長組成的公安部工作組及紡織工業(yè)部辦公廳副主任、生產司兩名處長、國家經委總工程師組成的工作組3月16日先后到達哈爾濱，調查了解事故發(fā)生原因，并在現(xiàn)場開展工作。紡織工業(yè)部副部長季國標、全國總工會副主席羅干等領導于3月17日到哈爾濱，分別代表紡織工業(yè)部和全國總工會慰問死難者家屬、受傷人員及參加搶險救災人員。3月18日，紡織工業(yè)部部長吳文英受國務院委托，代表趙紫陽總理在哈爾濱坐陣，指揮搶救傷員及組織恢復生產。國務院副總理田紀云3月18日下午給孫維本、侯捷發(fā)來電報，指示要查清事故的原因，作出科學結論。為徹底查清事故原因，防止類似事故的再次發(fā)生，北京、天津、沈陽、哈爾濱等地的工程力學、地震、粉塵爆炸、爆破、通風除塵、消防、紡織、安全管理等方面的專家4次組成事故調查組，深入事故現(xiàn)場，從工廠原設計、安全管理、爆炸后效、爆炸火源等4個方面反復調查論證、試驗、分析、研究，最后，多數(shù)人認為這是一起由除塵系統(tǒng)靜電火花引起的麻塵爆炸火災事故(不排除機械摩擦、電氣火花及其它可能亞性循環(huán))。其中通風除塵系統(tǒng)沒有防爆設施、工廠原設計不符合防火防爆要求是釀成這次事故的主要因素。此次事故之前，也就是80年代初，我國紡織企業(yè)大量引進了瑞士羅瓦公司的除塵設備，因為羅瓦的設備和我國當時的除塵設備相比有明顯的優(yōu)勢。2 0世紀 7 O年代以前 ，我國紡織除塵技術非常落 后 ， 除塵裝置僅有沉降室、 大布袋等簡單形式， 雖然后來出現(xiàn) 了塵籠加小布袋的除塵裝置 ，但它們普遍存在設備簡 陋 、 性能較差、 處理風量少、 系統(tǒng)阻力大、 能耗高以及效 率低等弊端。然而此次事故的發(fā)生為我國的紡織企業(yè)敲響了警鐘，迫使大家更加重視紡織除塵器在紡織生產中的重要性。國家也更加重視起來，此次事故之后我國先后從德國LTG和瑞士羅瓦又引進了先進的濾塵系統(tǒng)。國內的濾塵系統(tǒng)生產企業(yè)也開始通過不斷引進、 學習、 消化 和改進國外紡織除塵技術， 使我國的紡織除塵技術和產 品得到長足的發(fā)展。國內現(xiàn)在比較有名的除塵器生產商江陰精亞集團有限公司就是在那時開始從事濾塵系統(tǒng)的研究。所以說從1987年改革開放開始，我國開始了從仿制逐步走上了研發(fā)和創(chuàng)新的道路， 研制出了適合中國國情、 具有中國 特色的紡織除塵產品， 尤其是二級除塵設備， 使我國的 紡織除塵技術趕上和達到了國際先進水平。我國紡織二級除塵技術的發(fā)展歷程大致可以分為 三個階段： 2 0世紀 8 0年代，以外吸式和內吸式濾塵為 代表； 2 0 世紀 9 0 年代， 以平板式和蜂窩式濾塵為代表； 2 0 世紀 9 0年代末， 以鼓式和圓籠濾塵為代表(1)外吸式和內吸式濾塵設備 2 0世紀 8 0年代， 我國先后引進了瑞士 L U WA公司 的轉籠濾塵器( 外吸式) 和德國 L T G公司的圓筒式組合濾塵器( 內吸式)。作為二級除塵設備，它們過濾經一級 濾后空氣中的微細纖維塵和粉塵， 并且配有纖維和粉塵的回收裝置。這兩種濾塵器代表了當時世 界紡織除塵技術的先進水平，對我國的紡織除塵技術進 步起到了一定的推動作用。通過對這項技術的學習、 吸 收和應用，我國對這兩種設備的除塵性能進行了改進，并逐漸國產化，開發(fā)了一些類似的產品，例如 x L Z復合式濾塵器，立式內吸式圓筒式組合濾塵器等除塵產品。外吸式和內吸式除塵器占用空間大， 而單位空問內擁有的過濾面積相對較小， 設備的總阻力較大， 能耗較高。 (2)平板式與蜂窩式濾塵設備 平板式除塵器 ， 2 O世紀 9 0年代初， 我國引進了瑞士 L U WA公司的 平板式除塵器， 它在濾料布置形式和清灰機構方面有所創(chuàng)新， 采用豎直的平面濾料組成濾槽， 自動清灰的機械 吸臂機構 ， 與外吸式、 內吸式濾塵器相比具有一定的優(yōu)越性 ， 提高了空間利用率 ， 提高了濾塵設備的自動化程度。板式除塵器占地面積小 ， 結構緊湊， 電器設置簡單 ， 維修方便。不易出現(xiàn)故障， 一般操作人員均能掌握， 不需專門培訓， 每班只需換一下棉雜桶即可。二級門上有觀察窗， 維修時可進入走道修理， 二級濾料的更換也十分便利。 但該設備對機械吸臂的加工精度和安裝精度要求高， 制造成本高， 進人槽格后易卡塞，傳動皮帶易出現(xiàn)伸長、 打滑、 變形、 漏風現(xiàn)象， 從而影響該設備的除塵能力。 蜂窩式濾塵器 蜂窩式濾塵器吸取了德國 L T G公司內吸式濾塵器和瑞士羅瓦公司板式濾塵器的優(yōu)點 ， 廣泛應用于棉紡織 、化纖 、 苧麻、亞麻以及造紙、煙草等行業(yè)的兩級濾塵系統(tǒng)中。 蜂窩式濾塵器由冷軋鋼板制作而成， 具有外形美觀、 器體積小、 過濾面積大、 結構緊湊、 維護方便、 機械吸臂工作可靠等特點。該濾塵器在總體結構上借鑒了L U WA公司板式濾塵器的結構， 但是機械吸臂設計成由回轉子吸嘴、 傳動箱和匯流箱組成的密封性好、 工作可靠 、 加工精度要求較低的新型結構。在過濾形式設計上， 其用蜂窩式塵籠取代立式槽格機械吸臂置于塵籠之外， 含塵空氣通過每個小塵籠時粉塵被阻留在濾料內表面。 從而使濾后空氣得到凈化。蜂窩式濾塵器體積僅為 L T G公司內吸式濾塵器的一半，在相同體積下，過濾面積和過濾能力比L T G公司產品大1倍，并可在正、 負壓下運行。 蜂窩式除塵器的濾料由多排內吸式小塵籠構成， 采用機械吸臂帶動一排小吸嘴依次對每排小塵籠進行自動清灰。這種除塵器大大增加了單位空間的濾料布置面積提高了處理能力，機械吸臂采用先進的程序控制，自動進行橫向、縱向以及多吸嘴的回轉運動，具有占地少 、過濾面積大、過濾效率高、阻力小、自動化程度高、能耗低的優(yōu)點， 其主要技術性能指標均優(yōu)于內吸式、平板式過濾器。 蜂窩式濾塵器的缺點是過濾周期( 過濾面積清潔一遍所需時間) 較長， 同時由于其傳動系統(tǒng)的間歇性和吸臂運動軌跡的復雜化， 使得機械結構和控制系統(tǒng)比較復雜， 給維修管理工作造成了一定的困難。 (3)鼓式除塵設備 2 O世紀9 0年代后期， 我國引進了瑞士LUWA公司 的 MD V疊鼓式除塵器 ( 非機組型的單一規(guī)格濾塵器) ， 此種鼓式除塵器規(guī)格少， 處理風量有限； 吸塵方式為雙 吸臂、 多吸嘴同時連續(xù)吸塵， 吸塵能耗較高。 為了增大過濾面積、 降低吸塵能耗， 我國的一些除塵設備生產廠家在濾料布置、 設備結構和吸塵機構上不斷創(chuàng)新 ，形成了具有我國特色的鼓式濾塵器， 其某些性能指標甚至超過 進口設備。 鼓式濾塵器成為繼蜂窩除塵器后又一代新型紡織除塵產品的代表，它使我國的紡織 除塵產品的技術又提 高到了一個新的水平。如S Z G型鼓式濾塵器，它是常熟市鼓查風機廠精心研制開發(fā)的一種新型高效節(jié)能的紡織除塵設備。目前，S Z G型鼓式過濾器在紡織除塵清土領域得到了廣泛的應用。但 S Z G型鼓式過濾器仍然需要完善其性能， 降低其能耗， 以適合國內外廣大紡織生產廠商的要求2本課題有待解決的主要關鍵問題我的課題是設計一個只具有一級過濾功能的內吸式濾塵器，工作環(huán)境比較良好，不考慮有較大的顆粒和要回收的段纖維等。主要過濾的是一些體積較小的各種粉塵。所以技術上是比較簡單的?，F(xiàn)在市場上也有相關的成熟產品。但是要找到成品拿來看是不可能的。只能在網上查些資料，參考一下他們的思路和外觀結構。所以最關鍵的問題是吸嘴的運動要如何完成。我要設計的內吸式濾塵器最重要的運動部件就是吸嘴，它在做圓周運動的同時還要做徑向的往復運動。同時圓周運動和徑向移動還要滿足一定的速比。要通過什么方法和機構來完成這樣的運動是我設計的關鍵問題。3對課題要求及預期目標的可行性分析 (包括解決關鍵問題技術和所需條件兩方面) 關于課題內吸式濾塵器，它是自動卷繞式空氣過濾器，是一種粗效空氣過濾器，它是由箱體、濾料和固體濾料部分、傳動部分、控制部分等組成，濾料采用DV型劃線濾料。濾料積塵到一定程度，有過濾器的自控系統(tǒng)進行更新。本次課題的主要設計內容包括回轉式過濾器總體設計、濾料和固定濾料部分、傳動部分設計和箱體設計。它是作為一個二級濾塵裝置，裝在一個一級除塵設備后面，一級除塵主要除去長的纖維和較大的顆粒，它用來除去細小的纖維和粉塵。其中最關鍵的技術問題就是吸嘴的運動方式的完成，它需要做圓周運動，同時又要做徑向往復運動，且每轉一圈徑向移動距離不能大于吸嘴的寬度，當吸嘴走到頭時要會自動反轉實現(xiàn)往復。關于這問題的解決有兩個方案，第一個方案就是用一個往復絲杠實現(xiàn)自動往復運動，這個方案很簡單有效。但零件的加工要求較高，難度較大。第二個方案就是不用往復絲杠利用電機的正反轉來實現(xiàn)往復運動，這個方案較第一個要復雜，比較難完成，特特別是電方面的設計。但這個方案中所需零件的結構較簡單，容易加工。兩個方案各有利弊，但綜合來說，第一個方案較有優(yōu)勢。且用往復絲杠的方法解決往復問題很成熟。 4完成本課題的工作計劃及進度安排3.083.23 課題調研、實習、開題報告、譯文3.244.05 總體方案論證4.066.04 總體結構設計及具體零部件設計