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1、江苏理工学院毕业设计说明书（论文）本科毕业设计（论文）报废汽车废线束分离装置设计学院名称： 汽车与交通工程学院 专 业： 汽车服务工程 班 级： 12汽车卓越 学 号： 12323425 姓 名： 赵恩铭 指导教师姓名： 杭卫星 指导教师职称： 高级实验师 二一六 年 六 月 报废汽车废线束分离装置设计摘要： 2015年底我国汽车保有量达1.72亿辆，随着时间推移报废汽车数量不断增加。而资质企业的报废汽车回收率仅在30%左右，资源浪费严重，传统报废汽车废线束分离采用手工方法存在回收效率低、资源浪费、成本高等问题。本次毕业设计设计的是汽车废线束分离装置。该装置主要由粉碎机、皮带输送机、除尘装置、
2、风选装置以及该装置的电路控制设计组成。它是利用粉碎机将废线束粉碎，再通过风选将线束的金属与非金属材料分离，此装置具有回收效率高，环保节省人力的优点。关键词：报废汽车；废线束；粉碎；分选Automobiles Waste Wire Separation Plant DesignAbstract: car ownership in China at the end of 2015 to 172 million, the number of scrapped automobiles is increasing as time goes on. And qualification of scrappe
3、d automobiles recovery rate is only around 30%, severe resource waste, scrapped automobiles waste wire by using traditional manual method has low recovery efficiency, waste of resources and high cost problems. The graduation project design is car waste wire separation device. The device is mainly co
4、mposed of crusher, belt conveyor, dust removal equipment, air separation equipment and control circuit design of the device. It is to use the mill will waste wire harness pieces, and then through the air separation of metal and nonmetal material separation, this device has high recovery efficiency,
5、save manpower advantages of environmental protection.Key words: automobiles; Scrap wire; Crushing; sorting目录序 言1第1章 报废汽车废线束分离装置简介2第2章 粉碎机的设计选用32.1选用的要求：32.2粉碎机的工作原理：32.3粉碎室的形状32.4粉碎室形状的选择42.5计算选型42.6其他装置的选择52.7电机的选择62.8联轴器的计算选型62.9锤片的设计计算72.10轴的尺寸选择计算92.11锤片式粉碎机结构11第3章 风选装置133.1风选原理133.2气流方向和风选效率的计算
6、133.3风选设备气流的运动形式143.4气流倾斜角和风选效率的关系153.5风选效率16 3.6风选器最佳气流倾斜角173.7风机的选型183.8风选装置设计193.9风选装置的整体结构20第4章 皮带输送机224.1带式输送机组成及选用224.2带式输送机参数选择和计算244.3电机的选择304.4皮带输送机外形尺寸31第5章 重介质分离装置325.1重介质分离装置组成325.2泵的选择325.3重介质分离容器设计34第6章 脉冲式除尘装置选型356.1脉冲袋式除尘分装置的构造及工作原理356.2脉冲式除尘的选择计算366.3除尘器选型386.4除尘器维护和检修40第7章 控制电路设计41
7、7.1电路控制设计417.2保护电路42第8章 报废汽车废线束分离装置装配45总结47参考文献48致谢49附录50V 序 言 随着我国经济的不断发展，人们的收入也在不断提高购车人群越来越大众化，这也使得我国汽车保有量迅速增长，同时随着时间的推移报废汽车数量也不断增长。由于我国现在报废汽车回收行业不够规范，有资质的正规回收企业的市场回收率仅为30%左右，大部分的报废汽车是由非正规拆解回收或直接闲置。报废汽车废线束的回收一直不受到关注，每年都有大量的报废汽车废线束被浪费。主要是由于线束主要由橡胶塑料等非金属材料和铜、铝、金属材料组成。传统的回收方法有人工剥离和火烧等。效率很低经济效益不明显，因此回
8、收率很低。报废汽车废线束分离装置能有效提高废线束的材料回收，不仅能完成金属材料回收，还能很好的回收非金属材料。报废汽车线束分离装置主要是将线束粉碎颗粒化利用金属颗粒和非金属颗粒进行风选分离。报废汽车废线束分离装置能简单有效的分离并回收线束材料，有效的降低了人工成本。通常粉碎后的颗粒在风选装置作用下会造成空气粉尘污染，在风选装置出风口处加装除尘装置能有效降低空气污染，做到绿色环保。 本文分为8章，第1章介绍了报废汽车线束分离装置的工作原理及组成结构，第2章介绍了粉碎机的选用，第3章介绍了风选装置的设计及原理，第4章介绍了皮带机的选用，第5章介绍了重介质分离装置设计，第6章介绍了除尘装置的选用和安
9、检维修，第7章介绍了电路控制设计，第8章介绍了报废汽车废线束分离装置装配。第1章 报废汽车废线束分离装置简介报废汽车废线束材料组成大致分为金属和非金属两种材料。由于没有这类回收专业设备，废线束材料的回收率一直偏低。报废汽车分离装置的主要组成有：粉碎机、输送带、风选装置、重介质分离装置和除尘装置组成，结构简图如图1-1所示。 图1-1报废汽车废线束分离装置结构简图报废汽车废线束分离装置采用两级粉碎机将废线束粉碎，经输送带输送到风选装置，利用金属物料和非金属物料受到风力作用作用平抛运动落点的不同分别收集金属材料和非金属材料，在非金属出料口进行重介质分离进一步分离金属非金属。本装置的主要致力于对报废
10、汽车废线束的回收，通过该报废汽车线束分离装置，可以提高回收过程中的机械化水平，提高工作效率，解决回收线束材料效率低下的问题。由于对线束进行较为专业的集中回收，改善劳动条件，大大减少操作人员直接或间接的接触线束材料分解，降低有害成份对人体的伤害。报废汽车线废束分离装置能有效的分离金属和非金属材料，并且能有效的回收金属和非金属材料大大提高了回收效率。第2章 粉碎机的设计选用报废汽车的废线束材料中的金属材料包括：钢、铸铁等中金属材料和铝、镁、钛等轻金属及合成材料以及抛锚金属等材料。废线束的非金属材料则包括工程塑料、树脂、纤维、橡胶、玻璃、泡沫等材料以及非金属合成材料。报废汽车废废线束大多是汽车上各种
11、线路，主要有电线、端子、护套、胶带、等组成。电线最常用的材料有：QBV、 AVS、AVSS、 QVR等，护套组成的材料主要为塑料和橡胶。电线的金属芯一般由铝、铜、铁等电阻率较低的金属组成。2.1选用的要求：本装置采用两级粉碎，一级粉碎为粗粉碎出料为45cm，二级粉碎为精粉碎粉碎出料颗粒为米粒般大小2mm左右。这里采用市场运用广泛的锤片式粉碎机。2.2粉碎机的工作原理：锤片式的粉碎机主要采用冲击剪切的原理，动力由电动机通过联轴器将动力传传递给粉碎室内的转子轴在上面的锤片在带动下高速旋转，高速旋转的活动锤片对材的冲击剪切将其粉碎，同时因为粉碎室内部装有齿板，材料因为在被粉碎的过程中随转子轴组的高速
12、的旋转被进一步的被细化粉碎，当粉碎后的物料落入到集料箱内，再通过排料管将粉碎好的物料排出，进行下一步操作。2.3粉碎室的形状粉碎机粉碎室的一般有圆形和方形两种形式，如果物料掉入到圆形粉碎室粉碎后，物料作圆周运动运动方向与锤片运动方向相同，物料受到转子轴组锤片的旋转切割作用在周围形成一层物料，物料在环流层的速度比锤片速度要低30%左右，物料还因为受到离心力，使大小颗粒分层，既减少了粉碎后受切割的机会，又不利于排粉，使得大部分颗粒不是受到正面切割粉碎的的，而是受到偏心切割，物料在切割点与物料重心之间产生一个旋转的力矩，此力矩仅能使产生旋转切割不容易使其粉碎，导致很多功率损耗。因此，物料环流的存在和
13、物料在圆形粉碎室受到偏切割的影响，是导致了锤片式粉碎机效率低、性能差的重要因素。所以改善粉碎室的形状能有效的提高效率。2.4粉碎室形状的选择破碎腔的泪滴形分布对于改变材料层非常有效，使被粉碎材料在气流层得到很好破碎，在水滴形粉碎室中，物料径向进入粉碎室，先随锤片作圆周运动，再做直线运动，受到干涉，使其在加速时加速度快速下降，从而产生一个反向加速度，并对锤片进行冲击，然后进行圆周运动。此循环运动既有效的打破了被粉碎材料的环流层，同时不会有材料分层的情况发生。材料在研磨室中处于混合状态，物料颗粒在混乱中又通过锤片击冲击剪切，使得细颗粒能及时排除。因此水滴形粉碎室能很有效的提高粉碎效率。一级粉碎为粗
14、粉碎物料环流的影响不大，这里选用圆形，二级粉碎机为精粉碎采用水滴形状。图2-1水滴形粉碎室形状2.5计算选型1.配套功率计算粉碎机配套功率的计算，依下式计算 上式中 Q粉碎机理论生产率（T/h） K配套动力系数，一般取310 Q生产率，Q=1.2T/h 一级粉碎机配套功率 : 通常出料动力系数较大此处取K=9 N=81.2=10.8（KW）二级粉碎机配套功率 :K=6N=61.2=7.2（KW） 2.锤片速度和转子速度的确定锤片冲击力与其工作时的运动速度的大小有关，通常精物料为，粗物料为 。由于此装置粉碎机都以粉碎粗物料为主，选锤片速度为m/s， 由此，转子转速为： 式中 D为转子直径 经计算
15、一级与二级粉碎机转速为2830r/min。 3.理论生产率计算 粉碎机理论生产率计算：式中 D转子直径 B转子长度 r物料容重，线束r=0.5t/ n转子转速 n=2830r/min K粉碎机结构系数（与筛片的结构参数有关），一般取K=0.160.42 将各参数数值带入公式有：（t/h）根据我国粉碎机系列的要求，此次粉碎机选用的的转子轴组取D=550mm ，粉碎室宽度取B=450mm，其比值D/B=1.2符合我国的粉碎机系列设计要求：D/B=1.13.5。2.6其他装置的选择为了能更好的粉碎线束材料，确保粉碎机操作的安全，加料口选择与转子轴组垂直装配，材料的加料方向线与锤片运动所在的圆周相交，
16、在粉碎机水平放置下，加料口下端边缘线和转子中心的连线与竖直方向夹角为20度左右，不仅可以确保加料不反料，还能有效的保证用户的安全使用性，增强锤片粉碎剪切性能。使用重力排料方案进行出料。粉碎机转子由锤片和锤架组成。由于锤片通过销轴铰接在锤架上，锤架形状是圆盘形，上面设有锤片销轴安装孔。当锤片随锤架高速旋转运动时，受到巨大的离心力，锤片有向外甩开趋势对线束材料剪切粉碎加工。2.7电机的选择三相异步电动机具有很多优势，譬如效率高、功耗少、可靠性好、噪声、振动小、体积小、动力能好、维修便利维护简单等优势。其产品先进、结构合理、应用非常广泛。电机的选择原则是，当电机性能能达到工况要求的情况下，尽量选择价
17、格相对便宜的电机，从而降低设备自身的成本。一般额定功率相同的电动机，如果转速越低，则价格越贵即成本越高。一级粉碎机所需要的功率10.8kw市场上只有11kw电机，故选用Y160M1-2型三相异步电机，二级粉碎机所需功率为7.2kw,故选用Y132S-2三相异步电机。主要技术参数如表2-1所示。表2-1 电动机性能参数表型号Y160M1-2YB132S2-2机座号160MYB132S2同步转速（r/min）30003000额定功率(kw)117.5额定转速(r/min)29302900额定电流(A)21.87.0满载时效(%)87.287最大扭矩(Nm)2.32.3重量(kg)125872.8联
18、轴器的计算选型常用的联轴器固定方式有定位螺丝固定、夹紧螺丝固定、键槽固定和符合固定的方式，后两种用于扭转力矩非常大的场合，这里选择使用夹紧螺丝固定方式的联轴器具有补偿轴向偏差、高灵敏度、高扭矩刚性等优点。其性能参数如表2-2所示。表 2-2 联轴器选型表型号拧紧力矩（N.m）额定扭矩（N.m）最大扭矩（N.m）最高转速（r/min）径向偏差（mm）LK3-C341.52.85.660000.3LK3-C443.48.717.460000.3由于粉碎机最大扭矩为2.3N.m根据上表上表所示选择LK3-C34型联轴器2.9锤片的设计计算 1.锤片材料的选择矩形锤片大多连接固定连接在转子轴组上，同时
19、也可以防止接触高硬度的物料损坏零件，因为工作时长时间与物料接触，磨损速度非常快，为了降低考自身成本延长使用寿命，选择使用65钢，其硬度在之间在工作区两端热处理，可提高锤的工作效率和使用寿命，这样既能很好满足性能要求又经济实用。其外形如图.2-2所示图2-2锤片实物图锤片的种类非常繁多、种形状各异，一般片阶梯形、矩形、尖锐菱形及环行锤片应用最为广泛。由于矩形锤片相比菱形、阶梯形以及其他类型锤片粉碎性更更能好，因此粉碎机选用矩形锤片。锤片在转子上呈对称分布可有效增加锤片使用寿命。 2.锤片的数目确定锤片数目的多少能有效影响粉碎机的工作性能和工作效率。如果锤片数量太多，就会引起物料分层，使得物料颗粒
20、不能受到均匀粉碎，极大的降低了粉碎物料的效率，而且使粉碎机消耗功率增大。如果锤片数量太少，粉碎室内能够粉碎空间变小，锤片打击率降低，也使得粉碎效率下降。现在，国内外锤片式粉碎机的锤片密度换而言之锤片累计厚度与粉碎室有效宽度之比大多处于1:21:4范围内。锤片数目依照锤片工作密度的要求计算如下： 式中 为粉碎室的有效宽度： （mm）为锤片工作密度系数 ： 将参数数值代入公式有: 经计算二级粉碎机出片数目为24，以及粉碎锤片数目为9。3.锤片的排列的确定锤片使用交叉均衡排列的方式，可以有显著改善此类粉碎机的粉碎性能。如图 2-2所示，交错排列在工作过程中容易平衡，锤片在转子上上分布较为均匀即在粉碎
21、室宽度上均衡分布，由于锤片的安装较为复杂，当下这种排列形式被广泛的运用。交叉排列使用的锤片数目少，加工便利降低成本，同时转子的平衡性能好，振动噪音小，物料散布均衡更易粉碎。锤片的排列应该满足如下要求：（1）锤片应对称的交叉散布在粉碎室内部。（2）锤片随转子工作时应使物料在粉碎室内散布均匀，防止物料在一侧聚积。（3）锤片排列有利于转子受力平衡以便于稳定工作。根据以上的锤片排列要求，决定采用下图排列方式。 图2-3锤片排列示意图锤片末端的线速度也能有效影响粉碎机工作性能，因此要选择合适的线速度。粉碎机的生产率和物料的粉碎程度和锤片末端线速度呈上升线性关系。如果锤片末端线速度越大，则剪切粉碎的性能就
22、越好，粉碎率越高和粉碎的细度好，但是线速度太大，阻力会增加，过大的阻力会使功率消耗急剧增加，物料环流也被加强，导致出料几率的降低，反而使粉碎机生产效率下降，由于转子高速旋转容易不平衡产生噪声和振动。 4.筛网的选择筛网要求耐磨损，硬度高所以选择不锈钢筛网，筛孔尺寸为2mm，标准母目数为10目。如图2-4所示。图2-4筛网实物图2.10 轴的尺寸选择计算 1.轴传递扭矩 T（Nmm）式中 p为电动机功率 p=11kw n电动机转速 n=2830r/min带入公式得2.确定轴的最小直径 安装带轮处的直径为轴的最小直径。根据表153得，轴选择的材料为45钢时A=103126(mm)考虑到轴上键槽的削
23、弱，故将轴径加大5%，再查相关标准，取为20mm。3.确定带轮的轮缘宽度带轮的轮缘宽度：BB=（Z-1）e+2f其中， Z为轮槽数查表得 f=12.5 ，e=19 。 综上得 （mm）4.轴的结构设计（1） 拟订轴上的零件装配方案，轴上的大部分零件包括带轮，左端轴承和轴承端盖以及隔套依次从左端装配，仅右端轴承和轴承端盖由右端装配。（2） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。（3） 根据带轮设计和前面最小端直径的选择的结果可知，（4)装左端轴承端盖段和轴承段B：=25mm，按照机械设计课程设计手册中表61，因=25mm，选择深沟球轴承代号6205，其尺寸为。 （5）定出轴肩处的圆角半径，轴
24、端倒角取。选轴采用45钢，进行调质处理后加工。由表141查得，。 5.轴的校核由于工作时受到最大弯矩不大，则用较低许用扭转切应力的标准予以考虑。因此校核轴强度的时候仅仅考虑校核扭转应力，按照轴所受的扭矩来选择轴的强度。轴的扭矩强度条件为 （Mpa）式中：扭转切应力，单位为Mpa；T轴所受的扭矩，单位为N.mm；轴的抗扭截面系数，单位为；N轴的转速，单位为r/min；p轴的传递功率，单位为kw；d计算截面处轴的直径，单位为mm；许用扭转切应力，单位为Mpa考虑到开放式平带的传动效率为1，故p=11kw，n=2830r/min，d取轴的最细处的直径d=20mm，按照机械原理与方法表153中选取，=
25、3040Mpa。将各个参数数值带入公式有满足轴的扭转强度要求，所以强度合格。设计主轴长度为765mm,其零件图如图2-5所示图2-5轴承零件图2.11锤片式粉碎机结构一级粉碎机采用传统圆形和方形，二级粉碎机采用了水滴形粉碎室提高了粉碎效率，同时节能环保。一级粉碎机和二级粉碎机加料斗开口为220mm*350mm入口为230*100mm，高度为300mm,粉碎室内宽度为450mm。一级粉碎机转子轴上装有9个矩形锤片，二级粉碎机转子轴组上装有24个锤片。其零件图如图2-6所示。一级粉碎机二级粉碎机图2-6粉碎机零件图第3章 风选装置3.1风选原理风选是使用非金属颗粒和金属颗粒漂浮特性的差异来分选。在
26、一定风力的作用下，自身重力G=mg的物料m在管中受到 上升气流的作用，受到的动力R如下式 R=KpFv2 K为阻力系数；p为空气密度；F为最大断面积；v为气流速度。RG 横向位移大于垂直距离R901.6b3.4b60901.3b2.6b601.0b1.8b该输送机采用上托辊，根据机械设计手册表17.221选得图号型托辊。4.2带式输送机参数选择和计算1.输送带（1）带宽的确定 带宽的确定取决于带速和生产率。Q=AVK 上式中 Q生产率（） V带速（m/s） K运输机倾角影响系数，如图4-2 A胶带上物料最大断面积（）图4-2 与倾斜角成函数关系的系数KA= （）由此公式求得A的值如表4-5所示
27、，求出带宽为500mm。表4-5 三等长槽形托辊的物料截面积A带宽堆积角槽角20253035404550001020300.00980.01420.01870.0240.01200.01620.02060.02520.01390.01800.02220.2660.01570.01960.02360.02780.01730.02100.02470.02870.01860.02200.02560.029365001020300.01840.02620.03420.04270.02240.02990.03770.04590.02600.03320.04.60.04840.02940.03620.04
28、330.05070.03220.03860.04530.05230.03470.04070.04690.053480001020300.02790.04050.05350.06710.03440.04660.05910.07220.04020.05180.06380.07630.04540.05640.06720.0793 0.05000.06030.07100.08220.05400.06360.07360.0840100001020300.04780.06740.08760.1090.05820.07710.09660.01170.06770.08570.1040.1240.07630.09330.1110.1290.08380.09980.1160.1340.08380.09980.1160.134 （2）输送带的强度计算 对帆布层的普通输送带计算其层数 上式中： Z输送带层数 F稳定工作情况下输送带最大张力（N） b带宽（mm） 输送带纵向扯断强度（N/(mm层)），如表1-1所示 n安全系数，对棉帆布输送带n=89,对尼龙、聚酯帆布带n=1012 故输送带层数Z即即
