磨漿機設計說明書

1、摘 要 在世界人類文明的發(fā)展歷程中，文字的出現(xiàn)是文明社會出現(xiàn)的標志，而文 字要想發(fā)揮其傳承人類文明的作用又要依賴于記文字的載體。我國古代歷經(jīng)了 在甲骨上刻文、在青銅上鑄字、以及簡牘（竹簡）成冊和絹帛書卷等等漫長的 進程，最終在東漢時蔡倫改進發(fā)明了最為簡潔方便的文字載體紙。紙與其 他的古代所使用的文字載體相比較，具有無法比擬的優(yōu)越性能。甚至可以說， 紙張的出現(xiàn)是社會文明載體發(fā)展史上劃時代的革命。 未經(jīng)磨漿的紙漿漿料中含有非常多的纖維素。因為纖維又長又粗，其表面 挺硬光滑而又富有彈性，纖維的表面積又小而缺乏結(jié)合性能，如果把未經(jīng)磨漿 的漿料用來直接抄紙，則在網(wǎng)上很難獲得勻稱的分布，成紙后也是疏松多孔

2、， 其表面也會粗糙并且容易起毛，而且結(jié)合強度非常低，紙張的性能非常差，因 此不能滿足使用。而經(jīng)過磨漿處理的紙漿漿料所出產(chǎn)的紙，其組織緊密而均勻， 有足夠的強度，可以滿足基本使用要求。所以，磨漿設備的作用就是使紙漿經(jīng) 過磨漿設備的處理后，使其纖維具有良好的可塑性和合理的尺寸，并且大大的 提高了其細纖維之間的氫鍵結(jié)合力。另外，磨漿設備還能夠使各種各樣的原料、 輔料、添加劑均勻的混合。 關鍵詞：磨漿機、聯(lián)軸器、鍵軸、纖維關鍵詞：磨漿機、聯(lián)軸器、鍵軸、纖維 abstract the development course of human civilization in the world, the w

3、ords is a sign of civilization appeared, the text if you want to play a role of its heritage of human civilization will depend on the carrier of the written text. in ancient china experienced in oracle, carved on bronze hand type, and bamboo slips into and silk bamboosilk volume, etc. a long process

4、, the final was improved by cai lun invented in han dynasty is the most convenient concise text carrier - a piece of paper. used in paper and other ancient text carrier, has the incomparable superiority of performance. so far as to say that the emergence of the paper is the carrier of social civiliz

5、ation in the history of epoch-making revolution. without pulping, pulp contains quite a lot of cellulose. because the fiber is long, thick, the surface is quite smooth and elastic, fiber surface area is small and lack of combination of performance, if the paste used for directly writing without pulp

6、ing are symmetrical distribution can be difficult to obtain online, after the paper is porous, the surface will be rough and easy to pile, and the bonding strength is very low, the performance of the paper is very poor, so can not meet the use. and after pulping process of pulp produced by the paper

7、, the organization tightly and evenly, have enough strength, can meet the basic requirements. pulping equipment, therefore, the role is to make the pulp after pulping equipment processing, make the fiber has good plasticity and reasonable size, and greatly improve the hydrogen bonds between its fine

8、 fiber binding force. in addition, pulping equipment will also be able to make all kinds of raw materials, accessories, additives mixed evenly. key words: the pulping machine, coupling, key shaft, and fiber 目 錄 第一章 緒論 .1 1.1 前言.1 1.2 打漿設備概述.2 1.3 課題的研究內(nèi)容及意義.4 1.4 本文結(jié)構(gòu).4 第二章 設計方案的草擬 .5 2.1 磨漿機的結(jié)構(gòu).5 2

9、.2 磨漿機的總體設計.5 2.2.1 殼體的結(jié)構(gòu) .5 2.2.2 抽取室的結(jié)構(gòu) .6 2.2.3 旋轉(zhuǎn)裝置 .6 2.2.4 定子.7 2.2.5 間隙調(diào)整 .8 2.2.6 磨片.8 2.2.6 密封.9 第三章 聯(lián)軸器的選擇及校核 .11 3.1 所選三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩計算.11 3.2 根據(jù)計算結(jié)果選擇合適的聯(lián)軸器.11 第四章 軸的設計及校核 .12 4.1 材料的選擇以及熱處理方法.12 4.2 主軸上功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩.12 4.3 初步計算傳動軸的軸徑.12 4.4 軸的結(jié)構(gòu)設計.13 4.5 按彎扭合成強度條件計算校核傳動軸.14 4.6 軸的剛度校核計算.19 4.7 鍵

10、連接強度計算.20 第五章 軸承的選用及校核.22 5.1 軸承的選用.22 5.2 選用此種軸承的原因.22 5.3 軸承校核.23 第六章 總結(jié)和展望 .25 6.1 總結(jié).25 6.2 展望.25 參考文獻.27 致謝.28 第一章 緒論 1.1 前言 有些學者曾經(jīng)將造紙產(chǎn)業(yè)稱為譽為“軟鋼鐵” ，也就是說造紙工業(yè)在一定程 度上體現(xiàn)了一個國家的國力綜合水平。在世界范圍來看，造紙工業(yè)有著非常重 要的地位，如在日本、美國、芬蘭、瑞典和加拿大等造紙工業(yè)發(fā)達的國家，造 紙工業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為其國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)。 改革開放以來，中國經(jīng)濟取得了舉世矚目的成就，但造紙業(yè)前行的步履卻 顯得格外滯緩。在

11、2005 年中國企業(yè) 500 強中，造紙企業(yè)僅 3 家：晨鳴造紙集團 排名第 141 位；金東紙業(yè)（母公司為金光集團 app）排名第 383 位；華泰集團 排名第 429 位。3 家造紙企業(yè)的平均銷售額為 69.4 億元，為 500 強平均水平 234.9 億元的 29.5%。企業(yè)入選總數(shù)占 0.6%，銷售額占總額不足 0.2%。 有分析認為，掣肘中國造紙業(yè)迅速發(fā)展的癥結(jié)，首先是傳統(tǒng)造紙工藝對環(huán) 境造成的嚴重污染。以其對水質(zhì)的污染為例：2004 年，全國工業(yè)廢水排放總量 為 221.1 億噸，其中造紙業(yè)廢水排放量高達 31.8 億噸，占總量的 14.4%；按廢 水中最重要的 cod 來看，全國

12、工業(yè) cod 總排放量為 509.7 萬噸，其中造紙業(yè)占 了 33%。 新中國成立以來、特別是改革開放以來，我國的造紙工業(yè)在國民經(jīng)濟中 發(fā)揮了積極的作用并贏得了重要的地位。在 2007 年 10 月由國家發(fā)改委發(fā)布 的我國首都造紙產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策中，對造紙工業(yè)給予了高度的評價：“造 紙產(chǎn)業(yè)是與國民經(jīng)濟和社會事業(yè)發(fā)展關系密切的重要基礎原材料產(chǎn)業(yè)，紙及 紙板的消費水平是衡量一個國家現(xiàn)代化水平和文明程度的標志。造紙產(chǎn)業(yè)具 有資金技術(shù)密集、規(guī)模效益顯著的特點，其產(chǎn)業(yè)關聯(lián)度強，市場容量大，是 拉動林業(yè)、農(nóng)業(yè)、印刷、包裝、機械制造等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量，已成為我 國國民經(jīng)濟發(fā)展的新的增長點” 。并將造紙產(chǎn)業(yè)定位

13、于“我國國民經(jīng)濟中具有 可持續(xù)發(fā)展特點的重要產(chǎn)業(yè)” 。 從 1884 年我國第一家機制紙廠（上海華章之長）建立開始，我國的機制 紙生產(chǎn)才開始起步。此后半個多世紀，造紙工業(yè)發(fā)展緩慢。新中國成立前， 全國機制紙和紙板的產(chǎn)量不足 20 萬噸。新中國成立后，為中國造紙頁注入了 希望和升級。據(jù)有關資料，19491978 年，我國紙和紙板的產(chǎn)量增加了 366 萬噸。改革開放后，我國造紙工業(yè)得到了更加蓬勃的發(fā)展。19782008 年， 我國紙和紙板產(chǎn)量增加了 7541 萬噸。2009 年我國紙和紙板的產(chǎn)量達到了 8640 萬噸的水平，是 1949 年的 785 倍。新中國成立后，全國造紙工業(yè)發(fā)展速 度年均增

14、長 11.8%，基本與國民經(jīng)濟同步增長。 經(jīng)過新中國 60 年的發(fā)展，我國現(xiàn)代化造紙工業(yè)體系已基本建成。到 2008 年，我國規(guī)模以上造紙企業(yè) 3500 家，制漿造紙設備制造企業(yè) 273 家，造紙化 工原料生產(chǎn)企業(yè) 700 多家，造紙科研院所 14 所，擁有早知專業(yè)的設計院 20 個。設置制漿造紙專業(yè)的大專院校 24 個，中等專業(yè)、技工學校 50 余所。全 國具有培養(yǎng)博士研究生的單位 7 個，培養(yǎng)碩士研究生的單位 16 個。有國家級 工程研究中心和重點實驗室 4 個，有國家級企業(yè)技術(shù)中心 5 個。已建立全國 性的圖書、教材、標準和看為的出版部門和網(wǎng)站，有初具規(guī)模的商品物流系 統(tǒng)，有行業(yè)協(xié)會、學

15、會、商會等中介組織為行業(yè)和企業(yè)服務?？梢哉f中國造 紙工業(yè)已經(jīng)建立起生產(chǎn)、科研、教育、工程設計、機械制造、精細化工、書 刊出版、媒體網(wǎng)絡、現(xiàn)代物流和中介服務等較為完善的現(xiàn)代工業(yè)體系。 造紙工業(yè)作為一個現(xiàn)代工業(yè)體系，與國民經(jīng)濟相關產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)有很好的 互動關系。根據(jù)研究，可以將其歸結(jié)為 5 個 p 的產(chǎn)業(yè)鏈，即植物纖維資源 （plant fiber resource） 、制漿（pulping） 、造紙（papermaking） 、印刷 (printing)和包裝(packaging)等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)關系。其中制漿和造紙屬于造紙產(chǎn) 業(yè)，是 5 個 p 產(chǎn)業(yè)鏈的核心。 1.2 磨漿設備概述 磨漿設備是使要處

16、理的纖維原料，在通過相對運動著的纖維初生壁和次生 壁產(chǎn)生位移，然后纖維細水潤張、被切斷，最后是細纖維化，即纖維表面的分 絲、起毛等。磨漿使纖維產(chǎn)生細纖維化的結(jié)果，纖維變得具有良好的柔軟性和 可塑性，這樣不僅在造紙機網(wǎng)上容易相互緊密的交織在一起，而且由于磨漿的 機械作用增加了纖維的比表面和游離出更多的羥基，經(jīng)過壓榨之后，在干燥時 由于氫鍵的作用而大大增強了纖維的結(jié)合力，使之結(jié)合的更為堅實，提高了紙 的強度。 因此，磨漿設備的功用就是使紙漿經(jīng)磨漿處理后，纖維具有良好的柔軟性、 可塑性、和尺寸的合理性，并大大提高了細纖維間氫鍵結(jié)合機會和結(jié)合力。此 外，磨漿設備還可以使各種的原料、輔料、添加劑均勻的混

17、合。 磨漿在造紙生產(chǎn)中具有重要的地位，故對磨漿設備的基本要求為： （1）磨漿作用狀態(tài)良好，漿料纖維形態(tài)經(jīng)機械整理后符合紙張結(jié)合要求。 （2）磨齒、齒溝形態(tài)隨打漿工藝的不同要求而有區(qū)別，磨齒間隙能調(diào)節(jié)。 （3）磨漿機構(gòu)、磨漿腔體耐磨。 （4）磨漿機構(gòu)、磨漿腔體結(jié)構(gòu)對稱，有利于高速運動狀態(tài)下的受力均勻， 確保機構(gòu)穩(wěn)定。 （5）節(jié)能低耗體積小，結(jié)構(gòu)簡單，維修操作容易。 根據(jù)打漿設備的結(jié)構(gòu)原理，主要分類如下： 1.按是否連續(xù)分 （1）間歇式磨漿機 如：荷蘭式磨漿機，伏特式磨漿機。 （2）連續(xù)式磨漿機 如：圓柱磨漿機，錐形磨漿機，盤磨機。 2.按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式分 （1）鼓式：磨漿機，圓柱磨漿機。 （2）圓

18、錐式：大錐度錐形磨漿機：錐度 60o70o；中錐度錐形磨漿機：錐 度約為 20o30o；小錐度錐形磨漿機；錐度約為 10o。 錐形磨漿機根據(jù)傳軸支承方式目前又分；通軸式錐形磨漿機和懸臂式錐形 磨漿機。 3.按磨漿濃度分類 （1）低濃度磨漿機 （約 2%6%）：各類磨漿機。 （2）中濃度磨漿機 （約 820%）：單盤式高濃磨漿機，圓柱形高濃磨漿。 （3）高濃度磨漿機 （約 2035%）：單盤式高濃磨漿機，圓柱形高濃磨 漿機。 1.3 課題的研究內(nèi)容及意義 在對磨漿機的全面了解的基礎上，通過對磨漿機主要零部件的設計計算， 了解機械設計的過程和方法，磨漿機由殼體、轉(zhuǎn)子、定子、傳動軸、聯(lián)軸器等 零部件

19、組成。通過對傳動裝置和工作要求的充分認識比較，對于磨漿機的傳動 裝置采用了帶傳動。在設計時盡可能多的采用了標準件，使結(jié)構(gòu)簡單、剛性好。 該方案可使機器面貌全新，既能增加工作效率，受力勻稱，提高與轉(zhuǎn)子配套的 合理性，又能使結(jié)構(gòu)極為簡單、緊湊，有利于降低功耗，減輕重量，改善工藝， 降低制造成本。本機可進行間歇式、連續(xù)式作業(yè)，能彌補現(xiàn)有磨漿機生產(chǎn)效率 偏低等不足之處。 本設計首先從磨漿機的總體布局設計入手，通過查閱相關資料及國家標準， 確定了磨漿機的總體設計方案，其中包括：殼體與軸的聯(lián)接，定子與轉(zhuǎn)子之間 可調(diào)間隙，磨漿機的傳動裝置，密封及其他輔助裝置等。此次設計的包括：磨 漿機的總體布置，新型轉(zhuǎn)子的

20、設計，殼體的設計、傳動方案設計計算、防滲漏 密封設計及相關軸承的選用。 通過對磨漿機和新型轉(zhuǎn)子的設計，了解研究任務和研究方向。并且對裝配 圖及部分零件圖的繪制，能夠達到充分認識磨漿機的構(gòu)造。從中了解機械設計 的過程和方法，培養(yǎng)分析問題和解決問題以及進行機械設計的能力。 1.4 本文結(jié)構(gòu) 本文第一章主要介紹了磨漿機的發(fā)展簡況、其在造紙工業(yè)中的作用及本課 題的研究內(nèi)容及意義；第二章進行磨漿機設計方案的擬定，從磨漿機的總體構(gòu) 造、新型轉(zhuǎn)子樣式、電機到轉(zhuǎn)子的傳動、抽取室的樣式等進行總體布局設計； 第三、四、五章對磨漿機的主要零部件進行設計計算，其中包括：原始數(shù)據(jù)和 設計依據(jù)、磨漿機主要技術(shù)規(guī)格及基本參

21、數(shù)、軸的受力分析和校核計算、軸承 的選擇計算、密封方式的確定等。 第二章 設計方案的草擬 2.1 磨漿機的結(jié)構(gòu) 磨漿機是電力驅(qū)動的造紙機械，其中結(jié)構(gòu)不是復雜，基本采用回轉(zhuǎn)類零部 件。磨漿機一般是由：傳動設備、工作裝置及輔助設備等構(gòu)成。傳動設備是由 傳動軸、聯(lián)軸器等組成；工作裝置是由盤磨轉(zhuǎn)子、盤磨定子組成；密封裝置是 由密封圈、填料壓蓋、機械密封座、密封填料等組成；輔助裝置包括軸承座、 窺視孔、調(diào)節(jié)裝置等。設備規(guī)格如下表所示： 規(guī)格規(guī)格 磨盤直徑磨盤直徑 英寸英寸 最小產(chǎn)量最小產(chǎn)量 l/min 最大產(chǎn)量最大產(chǎn)量 l/min 電動機最電動機最 大功率大功率 kw 空載功率空載功率 kw 轉(zhuǎn)子速度轉(zhuǎn)

22、子速度 rpm tf2020-22400240031570900-1000 tf2626-307005400500100650-750 tf3434-3814009000900150525-600 tf4242-482200160001700200400-500 tf5252-586000220003000350400 2.2 磨漿機的總體設計 2.2.1 殼體的結(jié)構(gòu) 通過多方面查看市場上銷售的磨漿機資料，可知其殼體的結(jié)構(gòu)。 外殼提供了打漿的工作區(qū)域。它充當軸承體并支撐與電機連接的聯(lián)軸器。 該設計采用焊接鋼結(jié)構(gòu)。所有與環(huán)境相接觸的部件都用防酸不銹鋼制成。 進漿管和出漿管都焊接在外殼的頂端。出漿

23、管中有一個溫度監(jiān)測器擰入。出渣 口在外殼的一邊并安裝了振動監(jiān)測裝置。在外殼的前面有一個在去除凸緣螺栓 后可以向外打開的蓋子。帶有磨片的定子和間隙調(diào)節(jié)裝置安裝在蓋子上面。如 圖 2-1 所示： 圖圖2 2- -1 1 2.2.2 抽取室的結(jié)構(gòu) 抽取室在磨漿機中起排出漿料、提供密封件定位和支撐、放置軸承、安放 篩板、支撐轉(zhuǎn)子的作用。 抽取室由多個零件多種材料焊接而成。與漿料接觸的零件均采用不銹鋼制 造，包括篩板座、環(huán)形槽、密封座支撐件、良漿出口。篩板座下面開有螺紋孔 用來連接槽體與抽取室，上面也開螺紋口用來定位篩板。環(huán)形槽底部為斜面設 計便也漿料排出，底面與水平方向呈 11o夾角，最低處開圓形口排

24、漿。密封件 支承座上表面開有兩圈螺紋口，分別用來定位篩板和機械密封座。良漿出口與 豎直方向有一定夾角，端部圓環(huán)尺寸較大，并加工有螺紋口，用來連接篩子進 漿口。抽取室下部為軸承室，采用 45 號鋼加工而成，外壁開有兩個 m10 的螺 紋孔，用來安裝“直通式壓注油杯”給軸承添加潤滑脂。軸承室外表面刷防水 涂料，避免生銹。中間部分用 4 個支撐板采用鑄鐵材料通體鑄造，用于連接軸 承室和環(huán)形槽，因為環(huán)形槽底面與水平方向有夾角，所以 4 個支撐板的尺寸有 略微差別。 2.2.3 旋轉(zhuǎn)裝置 功能: 軸傳遞從電機到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子的兩邊都有磨片。沿著軸軸向滑動 的軸承組保證了轉(zhuǎn)子兩邊恒定的壓力條件。 設計:

25、 旋轉(zhuǎn)裝置由包括軸承組在內(nèi)的軸和轉(zhuǎn)子組成。軸的一端是花鍵。轉(zhuǎn)子 旋入輪轂并安裝，如此可以作軸向滑動。 綜上所述，要考慮到機械設備的成本、結(jié)構(gòu)和平穩(wěn)性等因素，比較傳動方 式，首先選擇直接傳動。結(jié)構(gòu)如圖 2-3 所示： 圖圖2-3 2.2.4 定子 功能:定子裝有磨片。定子可以來回的滑動以調(diào)節(jié)磨的間隙。 設計:焊接鋼結(jié)構(gòu)。定子在外罩上有兩個指引點。如圖 2-4 所示： 圖圖2-4 2.2.5 間隙調(diào)整 本設備要求可以直觀清晰的觀察磨盤的相對位置，并能準確的調(diào)節(jié)，所以 對間隙調(diào)整的實際有如下要求： 功能: 電動機械調(diào)節(jié)驅(qū)動用于使定子在軸向來回滑動以調(diào)整磨的間隙。 設計: 電動機械調(diào)整驅(qū)動安裝在外罩上

26、?；窘Y(jié)構(gòu)如圖 2-5 所示： 圖圖2-5 2.2.6 磨片 根據(jù)收集的資料來看，初步確定選用的是 26 英寸直徑的磨盤。 功能：紙漿在一個定子和一個旋轉(zhuǎn)磨料之間精磨。由于磨片有斷面，紙漿 成放射狀向外輸出。 設計:磨片有八瓣，擰緊在轉(zhuǎn)子或者定子上。參考市場資料，如圖 2-6 所示： 圖圖2-6 2.2.6 密封 軟填料密封又稱壓蓋填料密封,俗稱盤根(packing),是世界上使用最早的一種 密封裝置,在機械設備中,機器的旋轉(zhuǎn)、往復和螺旋運動的密封廣泛采用圓柱形填 料腔結(jié)構(gòu)密封型式。 功能: 密封可以防止紙漿從外殼漏出。密封必須有持續(xù)的密封水供應。 設計：填料函有五個密封環(huán)和一個套環(huán)。如圖 2

27、-7 所示： 圖圖2-7 填料密封對鈾的要求：要求軸或軸辛苦耐蝕， 軸與填料環(huán)接觸面的表面粗 糙度 = 1. 6.m ，最好能達到= 0. 8 0.4.m, 還要求表面有足夠的硬 a r a r 度，如進行氮化處理，以提高耐磨性能，軸的偏心度要小于 0.07mm ，或不大 于 1/100mm。 其次要保證軸承室內(nèi)不能進水以及軸承室內(nèi)的潤滑脂不滲漏。軸承室的上 端距離槽體和抽取室最近，最有可能進水。解決方法是在軸承室上蓋外側(cè)開槽， 用于放唇形密封圈。相對氈圈等密封措施，唇形密封圈密封效果更好。再在唇 形密封圈的上面加裝密封圈壓蓋，這樣軸承室上端就可以防水了，如圖 2-8 所 示。軸承室下端因為距

28、離抽取室和槽體較遠，所以只需防止?jié)櫥托孤?。在軸 承室下蓋上開梯形槽用于安裝氈圈。這樣軸承室下蓋就可以防止?jié)櫥托孤读耍?如圖 2-9 所示。 圖圖2-8 圖圖2-9 第三章 聯(lián)軸器的選擇及校核 3.1 所選三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩計算 電動機的額定轉(zhuǎn)矩公式為 tn9550p/n,在第二章中我們選擇的電機型號為 y315s-2 型三相異步電動機，其基本參數(shù)為功率 p 等于 110kw,額定轉(zhuǎn)速為 3000r/min,由此可以計算處電動機工作時的標準轉(zhuǎn)矩，將其代入公式得； tn9550*110/3000350.16(nm) 3.2 根據(jù)計算結(jié)果選擇合適的聯(lián)軸器 在 3.1 中電動機的額定轉(zhuǎn)矩為 35

29、0.16(nm)，查找機械設計課程綜合課程設計 手冊，一般選用的聯(lián)軸器為 yl 型號，yl 型聯(lián)軸器的主要特點為剛性好，傳遞轉(zhuǎn)矩 大，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，維護簡便，適用于兩軸對中精度良好的一般軸系傳動。 但不具備徑向軸向和角向的補償性能。 因為磨漿機并不需要徑向和角向的補償作用，其間隙調(diào)整主要依靠殼體尾部的 調(diào)節(jié)螺栓和殼體中部的調(diào)節(jié)螺栓來進行調(diào)節(jié)的，他所需要的就是剛性好，傳遞轉(zhuǎn)矩 大，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，維護簡便等要求，所以此聯(lián)軸器完全符合要求，經(jīng)過計 算，可以選擇 yl9 型聯(lián)軸器，他的公稱轉(zhuǎn)矩為 400nm,材料為鑄鐵就可以，許用轉(zhuǎn) 速為 4100r/min,轉(zhuǎn)動慣量為 0.064kgm。

30、完全符合工作的要求。 mmn n p t.89.21 63.1015 0023.0 95500009550000 3 3 2 第四章 軸的設計及校核 4.1 材料的選擇以及熱處理方法 由于此設計的主軸與皮帶輪連接，由于此為模型鑼床，故采用碳鋼，調(diào) 45 質(zhì)，毛坯直徑，硬度，表面處理：發(fā)藍。 mm100217170hbs 4.2 主軸上功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 主軸上功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2 p 2 n 2 t 若取帶輪傳動的效率（包括軸承效率在內(nèi)），則97.0 kwkwpp0023.097.00024.0 2 4.3 初步 計算傳動軸的軸徑 由于軸的支承距離未定，所以按純扭矩并降低許用扭轉(zhuǎn)切應力確定軸徑設

31、 為，即其計算公式為： d mm n p ad, 3 式中 p傳動軸所傳遞的功率，； kw n連接軸的轉(zhuǎn)速，； min/r 軸的直徑，； dm 隨材料的許用扭轉(zhuǎn)剪應力而變的系數(shù)，其數(shù)值見表 372；此設計 a 取。 a126 mmd56.1 63.1015 00194.0 1263 初選連接軸的最小軸徑 mmd2 1 因為該主軸的最大軸徑部分為空心軸，其結(jié)構(gòu)如圖（341） ，因此，根 min/63.1015min/ 4.6 1 6500 1 12 rr n nn 據(jù)空心軸的計算方法來計算： d d1 式中 ，即空心軸的內(nèi)徑與外徑之比，通常取。 d d1 6.05.0 取 所以56.0 14 8

32、.7 1 d d mmdi14 應當指出，當軸截面上開有鍵槽時，應增大軸徑以考慮鍵槽對軸強度的削 弱。對于直徑的軸，有一個鍵槽時，軸徑應增大 3%；有兩個鍵槽時， mmd100 應增大 7%。對于的軸，有一個鍵槽時，軸徑應增大 5%-7%；有兩個 mmd100 鍵槽時，應增大 10%-15%。然后將軸徑圓整為標準直徑。應當注意，這樣求出 的直徑，只能作為承受扭矩作用的軸段的最小直徑。 min d 初選傳動軸的最大軸徑，最小軸徑。 mmdi14 mmdii5.8 4.4 軸的結(jié)構(gòu)設計 （1）擬定軸上零件的裝配方案 根據(jù)本次設計要求，現(xiàn)選用機械設計圖 1522b 所示的裝配方案。 （2）確定軸的直

33、徑和各段長度 根據(jù)前面計算的傳動軸空心部分，第段安裝帶輪， iii mmd5 . 8 ； .初選滾動軸承尺寸為，左端滾 mml23 mml iiiii 9 82610tdd 動軸承采用軸肩進行軸向定位，有手冊查得軸承的定位軸肩高度， mmh75 . 0 取，進而取，；同前， mmd iiiii 10 mml iiiii 9 mmd iviii 5 . 8 mml iviii 32 初選滾動軸承尺寸為，右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定 82610tdd 位，有機械手冊查得軸承的定位軸肩高度，因此取， mmh75 . 0 mmd viv 10 ；段直徑突變較大需要制出一段退刀槽， mml viv 7

34、 viv ；段采用錐面形式來進行軸向固定；大段直 mmlmmd vivviv 2,5 . 8 viivi 徑為，小端直徑為，；段為的外螺紋， mm14mm12 mmd viivi 5 viiivii 12m 故，取。 mmd viiivii 12 mml viiivii 10 （3）軸上零件的固定 a、軸上零件的軸向固定 由于此次模型鑼床設計的軸需要承受較大軸向力，并且要求結(jié)構(gòu)簡單，定 位可靠，因此采用軸肩的方法來固定軸的軸向。具體方法見表 374。 b、軸上零件的周向固定 因為此處為主軸與從動帶輪的連接，因此采用扁軸與扁孔過盈配合再徑向 加內(nèi)六角頭螺釘?shù)姆椒▉砉潭ㄝS的周向。具體方法見表 37

35、5。 4.5 按彎扭合成強度條件計算校核傳動軸 （1）在垂直方向上 根據(jù)軸上受力平衡，可列出以下方程： 21nvnvr fff （344） 2121 )(lfllf nvr （345） 因為從動帶輪的平均節(jié)圓直徑，而且?guī)л唫鬟f的額定轉(zhuǎn)矩 mmd38 2 ，所以： mmnt/89.21 平均節(jié)圓上的圓周力n d t ft15.1 38 89.2122 2 nff tr 42.020tan15.1tan 將及代入方程（344）和（345） ， rt ff,mmlmml42,75.10 21 解得： ，負號表示實際方向與假定方向相nfnv53.0 1 nfnv11.0 2 反。 （2）在水平方向上

36、同樣，根據(jù)軸上受力平衡可列出方程： （346） 221 lflf nht （347） 2121 )(lfllf nht 求解以上兩個方程式可得：， ，負號表示實 nfnh4 . 1 1 nfnh06. 0 2 際方向與假定方向相反。 2）作出彎矩圖 從軸的結(jié)構(gòu)圖可以看出 b 處可能是危險截面。 （1）計算垂直面上各力所產(chǎn)生的彎矩 垂直面上力產(chǎn)生的彎矩為： mnlfm rv .5.475.1042.0 11 mmnlfm nvv .6.44211.0 222 根據(jù)以上計算結(jié)果，作出垂直面上的彎矩圖，如圖 34-8（b）所示。 （2）計算水平面上各力所產(chǎn)生的彎矩 水平面上力產(chǎn)生的彎矩為： mmnl

37、fm th .4.1275.1015.1 11 mmnlfm nhh .5.24206.0 222 根據(jù)以上計算結(jié)果，作出水平面上的彎矩圖，如圖 348（c）所示。 （3）計算總彎矩圖，即 m mmnmmm hv .4.66.45.4 22 2 1 2 11 mmnnnm hv .6.125.24.12 22 2 2 2 22 作出彎矩總圖，如圖 348（d） 3）作出扭矩圖 由上可得傳動軸的扭矩圖，如圖 348（e）所示。 4）校核軸的強度 已知軸的彎矩和扭矩，對危險截面作彎扭合成強度校核計算。按第三強度 理論，計算應力： 22 4 ca 通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應力是對稱循環(huán)應力，而由扭矩所

38、產(chǎn)生的扭矩 切應力 則常常不是對稱循環(huán)變應力。為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引 入折合系數(shù)，則計算應力為 22 )(4 ca （349） 式中的彎曲應力為對稱循環(huán)應力，扭轉(zhuǎn)切應力為靜應力，所以取0.3。 對于直徑為的圓軸，彎曲應力，扭轉(zhuǎn)切應力，將 d w m w t w t t 2 和帶入式（349） ，則軸的彎扭合成強度條件為 )1( 32 4 3 d w 其中，軸的抗彎截面系數(shù)： )1( 32 4 3 d w)1(1.0 43 d 3343 4.58)47.01(5.81.0mmmm 靜應力時，軸的許用彎曲應力按表 371 查得 45 鋼正火、回火處 1 mmnmmm1.146.124.

39、6 222 2 2 1 理的許用彎曲應力，將各數(shù)值帶入求得：mpa55 1 1 2 2 2 2 2 3.0 4.58 6.15 4.58 89.213.01.14 2 4 mpa w tm w at w m ca 所以，傳動軸滿足強度要求，即傳動軸的軸徑是符合要求的。 mmd5 . 8 圖圖348（a） 圖圖348（b） 圖圖348(c) 圖圖348(d) 圖圖348(e) 4.6 軸的剛度校核計算 （1）軸的當量直徑計算 由于設計的傳動軸為階梯軸，因此要根據(jù)軸的當量直徑來計算剛度。 階梯軸的當量直徑按下式計算： 式中 階梯軸第 段軸的直徑，； i d imm 段的軸段長度，； i l i d

40、 mm 修正系數(shù)，一般情況下取，當軸的最粗部分長 07 . 1 度超過軸全長的 50%時，取。 1 （2）軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計算 軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長的扭轉(zhuǎn)角來表示。圓軸扭轉(zhuǎn)角 單位為 m/)( 的計算公式為： 適用于階梯軸。 z ii ii i lt lg 1 4 1 1073.5 式中軸所受的扭矩，； t mmn 軸的材料的剪切彈性模量，單位為，對于鋼材， g mpa ； mpag 4 101 . 8 軸截面的慣性矩，； i 4 mm 分別代表階梯軸第 段上所受的扭矩、長度、和極慣性矩， iii ilt, i 單位同前； 階梯軸受扭矩作用的軸段數(shù)。 z 此次設計把傳動軸看成受轉(zhuǎn)矩均勻的階梯軸

41、，因此可以根據(jù)當量直徑來計 算軸的扭轉(zhuǎn)剛度。所以公式可以改成： i ii v l ld dmm4 . 9 mm l ld d i ii v m gi t /)(02.0 32 4.9 101.8 89.21 1073.51073.5 4 4 44 軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為 對于要求精密，穩(wěn)定的傳動，可??；對于一般傳 m/)(5.025.0 動，可??；對于要求不高的傳動，可取大于。此 m/)( 15.0 m/)( 次設計取因此，滿足扭轉(zhuǎn)剛度要求。 m/)(5.0 注：本論文中未注明的公式出自于劉仁家、陶性華主編的機械工業(yè)出版社 出版的機械設計師手冊第一版一書中。 4.7 鍵連接強度計算 平鍵連接傳遞轉(zhuǎn)

42、矩時，連接中個零件的受力情況如圖 3-7 所示。對于采用 常見的材料組合和按標準選取的尺寸的普通平鍵連接（靜連接） ，其主要失效形 式是工作面被壓潰。除非有嚴重過載板，壓不會鍵的出現(xiàn)剪斷。因此，通常只 按工作面上的擠壓應力進行強度校核計算。 圖圖3-7 假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵連接的強度條件為 3 210 pp t hl d 強度計算 9550 p t n 240 0.95 9550 318 n m 6847.16n m 22 6847.16 116 0.008 0.14 0.105 pap t mp hl d 軸上使用的兩個平鍵是符合強度要求的。 第五章 軸承的選用及校核 5

43、.1 軸承的選用 軸承的使用有兩種，一種是前端角接觸球軸承兩個配合使用，來限制徑向 軸向兩個方向的力，一種是后端圓柱滾子軸承，主要限制徑向力，由于圓柱滾 子軸承承受的徑向力較大，所以選用它。根據(jù)軸的設計可以初步選定軸承的型 號及規(guī)格。 角接觸球軸承選用 36111 型，內(nèi)徑 55mm，圓柱滾子軸承選用 32211e 型， 內(nèi)徑也為 55mm。 5.2 選用此種軸承的原因 角接觸軸承可同時承受徑向負荷和軸向負荷。能在較高的轉(zhuǎn)速下工作。接 觸角越大，軸向承載能力越高。高精度和高速軸承通常取 15 度接觸角。在軸 向力作用下，接觸角會增大。 單列角接觸球軸承只能承受一個方向的軸向負荷，在承受徑向負荷

44、時，將 引起附加軸向力。 并且只能限制軸或外殼在一個方向的軸向位移。角接觸球軸 承的接觸角為 40 度，因此可以承受很大的軸向負荷。角接觸球軸承是非分離型 的設計，內(nèi)外圈的兩側(cè)的肩部高低不一。為了提高軸承的負載能力，會把其中 一側(cè)的肩部加工得較低，從而讓軸承可裝進更多的鋼球。 雙列角接觸球軸承能承受較大的徑向負荷為主的徑向和軸向聯(lián)合負荷和力 矩負荷，限制軸的兩方面的軸向位移。主要用于限制軸和外殼雙向軸向位移的 部件中。 由于角接觸軸承的以上特點，將成對應用于軸的前半部分，可以使其承受 較大的徑向軸向載荷，另外角接觸軸承具有極限轉(zhuǎn)速高、剛性好、成本低、精 度等特點。 圓柱滾子軸承特點： 滾子與滾

45、道為線接觸，徑向承載能力大，適用于承受 重負荷與沖擊負荷。摩擦系數(shù)小，適合高速，極限轉(zhuǎn)速接近深溝球軸承。 n 型 及 nu 型可軸向移動，能適應因熱膨脹或安裝誤差引起的軸與外殼相對位置的 變化，可作自由端支承使用。內(nèi)圈或外圈可分離，便于安裝和拆卸。 5.3 軸承校核 根據(jù)需要采用深溝球軸承，軸承代號 6208，查機械設計手冊 ，該軸承 的主要技術(shù)參數(shù)如下：cr=29.5kn，c0r=18.0kn，n =8000（脂潤滑） 0 （1）壽命計算 =252/18000=0.014，查機械設計表 18.7 得 e=0.19 ra cf 0 / =252/348.95=0.722e，查機械設計表 18.

46、7 得 x=0.56，y=2.30 r a f f 沖擊載荷系數(shù)，查表 18.8，=1.0 d f d f 當量動載荷，代入數(shù)據(jù)得 p=1443.85n， )( ard yfxffp 軸承壽命 )( 16670 10 p cr n l h 代入數(shù)據(jù)得=5.110 10 h l10 55 （2）靜載荷計算 查表 18.12 =0.6 =0.5 0 x 0 y 當量靜載荷 =0.6348.95+0.5252=300.475nm arr fyfxp 000 =348.95nm rr fp 0 取=348.95nm r p0 安全系數(shù) 查表 18.14，=2.0 0 s 0 s 計算額定靜載荷 =23

47、48.95=697.9n rr psc 000 =18kn697.9n r c0 （3）許用轉(zhuǎn)速驗算 載荷系數(shù) =775.029/29500=0.02627,查圖 18.19，=1 1 f r c p 1 f 載荷分布系數(shù) =252/348.95=0.722，查圖 18.20，=0.96 2 f r a f f 2 f 許用轉(zhuǎn)速 n=1.00.968000=7680r/min工作轉(zhuǎn)速 021 nff 1800r/min 綜上可知，所選軸承符合要求 第六章 總結(jié)和展望 6.1 總結(jié) 在公元 105 年蔡倫改進并發(fā)明了造紙術(shù)，并奠定了植物纖維紙及其制造工 藝技術(shù)的基礎。自此磨漿技術(shù)伴隨著造紙術(shù)不斷

48、發(fā)展，我國古代造紙術(shù)中有 “水碓、舂臼” （見明. 宋應星天工開物 ） ，其后逐漸演變成現(xiàn)代的磨漿，雖 然現(xiàn)代磨漿設備有了突破性的發(fā)展，但所基于的舂搗、搓揉和分絲帚化等作用， 至今依然保留在現(xiàn)代磨漿工藝中。 磨漿本身是以復雜而細致的生產(chǎn)過程，采用同一種漿料，隨著磨漿設備、 磨漿方式、磨漿工藝和操作的不同，可以生產(chǎn)出多種不同性質(zhì)的紙和紙板。換 句話說，采用不同的原料和不同的磨漿工藝也可以生產(chǎn)出相同的產(chǎn)品。造紙工 作者應根據(jù)磨漿設備的類型、原材料種類和配比、產(chǎn)品質(zhì)量要求和紙機的生產(chǎn) 條件等提出相應的磨漿方式和方法，并在實際生產(chǎn)中不斷總結(jié)經(jīng)驗，以求更好 的提高產(chǎn)品的質(zhì)量。 本次設計的磨漿機結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，是由電機驅(qū)動，連軸傳動，由傳動軸 直接將動力提供給轉(zhuǎn)子，省去了很多中間減速機構(gòu)和傳動機構(gòu)，避免了功率的 過多損失以及降低了生產(chǎn)成本。在設計過程中，較多的使用了標準件和成熟的 結(jié)構(gòu)，使得本次設計的產(chǎn)品通用性更強，維修維護更加方便。本機可進行連續(xù) 生產(chǎn)作業(yè)，具有效率高，產(chǎn)量大，能耗低等優(yōu)點，彌補了現(xiàn)存老式磨漿機在諸 多方面的不足。 本設計首先從磨漿機的總體布局設