[毕业设计精品]盘式热分散系统.doc

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1、盘式热分散系统 【摘要】盘式热分散系统是利用废纸原料制浆与直接使用植物纤维原料制浆相比，废纸制浆能大量节约能源、节约植物纤维原料、降低产品成本等。废纸再生利用有着显著的社会效益及经济效益。而盘式热分散系统能确保对废纸浆料的最佳处理，能获得最佳的效果、最高的效率、最低的能耗。因此，盘式热分散系统在回收再利用纸类废弃物更显示出其优越性，有着广阔的发展前途。废纸处理技术及设备越来越完善，越来越先进。此外，然而社会的进步要求使用低品质的废纸生产高品质的纸张；现代化印刷技术的高速发展及与此相适应的各种新型油墨如紫外光固化油墨等，在组成和性质上与传统油墨也有较大的差别。传统的脱墨法工艺较为普遍，从工艺上分

2、析，废纸的分选、离解、熟化、脱墨等工序及设备的合理性对废纸的脱墨都有较大的影响。本课题通过应用AutoCAD 技术对盘式热分散系统进行结构设计，运用Solidworks技术对盘式热分散系统进行三维实体造型，并进行了运动仿真，使其能将基本的运动更具体的展现在人们面前。 关键词 盘式热分散机； 高浓漂白; 脱墨浆; AutoCAD，Solidworks 。 前言盘式热分散系统自动化程度高,操作直观、方便。盘式热分散系统已用于新闻纸,处理各类废纸,使纸尘埃减少, 在废纸处理过程中纸张的白度提高 ,热分散机正在扮演越来越重要的角色 ,废纸中含有的杂质有相当大部分必须经过热分散工序才能得到较好地处理。废

3、纸中所含杂质的特性，如废纸中通常含有需经过热分散处理的杂质 ,如胶粘物、石蜡、塑料、树脂等。这些杂质都有一个共同的特点 ,即在不同的温度下 ,物理形态和强度会发生变化。热分散处理就是利用其物理特性 ,使胶粘物和石蜡被分散成微细颗粒 ,使塑料等被凝聚 ,便于筛选工序除去。需经热分散处理的另一类物质为现代油墨 ,这些油墨的处理相对来讲较为复杂。传统的油墨在碎浆过程中 ,经碱化作用和机械作用 ,离解后的油墨很容易被浮选和洗涤。而含现代油墨的废纸碎解后形成的墨点,但实际上墨点的形状呈扁平形 ,极易随浆料进入良浆 ,所以筛选去除的效率甚微。经处理后的纸浆从最初的抄造纸板发展到抄造新闻纸 ,近年来用于生产

4、中高档纸张。因此，目前广泛应用于用于废新闻纸、书刊杂志纸、办公用纸等纸质物，大大提高了社会效率。 第一章 盘式热分散系统概述（一） 盘式热分散系统的简介 在生产力的推动下近代造纸业迅速发展，在企业获得经济效益的同时，也产生了一些弊端，比如说纸制品数量多、寿命短，所产生的纸类废弃物增多对环境造成了巨大的污染，不仅降低了人类的生存质量而且浪费了社会资源。总结发现，纸制品的回收再利用不仅能获得明显的生态效益而且也能获得相对的经济效益。目前,通常采用再生造纸和开发新产品两种方式，对于纸类废弃物进行回收再利用。盘式热分散系统就是对纸质废弃物进行再生造纸的制浆系统，使用本机制取机械浆，生产过程中无废水排放

5、，实现了清洁生产 通过实验设计了一套适用于以废纸为基本原料的对各种浆料进行处理，可以有效地对废纸浆料中的胶粘物，油脂，石蜡，塑料，橡胶或油墨粒子等杂质进行分散处理，以提高脱墨效果，改进纸张质量，提高纸张性能的热分散系统。盘式热分散系统主要包括：斜螺旋浓缩机，螺旋挤浆机，料塞螺旋输送机，撕碎机，加热器和盘式热分散机及脱水区、加热区、热分散区。1、脱水区：使浆料进入加热区有较高的浓度，同时也使浆料得到完全洗涤。2、加热区：将浆料中的热熔物、蜡、胶粘物等加热到液点温度，并使废纸浆的游离度降到最低，以改善热分散效果。其设备包括：料塞螺旋、预热螺旋、进料螺旋。3、热分散区：浆料通过帚化齿盘间隙，在电气液

6、压装置的控制和调节下，经过破碎、磨浆和精磨，使热熔物、胶粘物、油墨等从纤维上剥离，并分散成肉眼看不见的微小颗粒。(二) 盘式热分散系统的工作原理 其工作原理是将预处理后的纸浆注入到螺旋挤浆机通过其双向螺旋叶片使浆料更好的混合，然后物料经下料口注入到料塞螺旋输送机中，该部分中的锥形螺旋叶片将浆料均匀的输送到撕碎机中，然后撕碎机中的齿形叶片对纸浆进行撕碎处理，并输送到加热器中进行脱墨，最后经盘式热分散机构过滤网使气体逸出，浆料沿出料口到储存罐中。其工作流程是：废纸的筛选废纸的输送废纸的碎解 废纸脱墨 纸浆的漂白 图示为盘式热分散系统工作原理流程图第二章 盘式热分散系统整体结构设计方案（一）螺旋轴的

7、结构设计 根据链式运输机的传动装置方案大链轮轴的左、右轴头，分别装配大链轮和圆柱齿轮，并用轴肩、轴端挡圈与螺钉进行轴向定位和固定，所以轴头的直径和长度应由相配零件的内孔尺寸确定，或由初定轴径决定，=32mm，=58mm；段（轴颈）安装轴承，其直径由定位轴肩的高度或由轴承的类型确定=45mm。 应考虑轴承的宽度，轴承与带轮端面的空隙，以防止转动零件相碰、热膨胀量及安装误差的不利影响，所以取，左端轴承处=（50+5）mm，轴身的直径=55mm，应考虑两链轮之间的尺寸（500mm）、链轮的宽度及链轮端面与轴承之间的空隙，取=600mm。（二）链条的选择及计算 选取滚子链号及链节距 许应传动功率p0其

8、中： K按载荷平稳，K=1.21.5，取K=1.2 Kz按z1和工作点位置查取 i=3， =25，=i=325=75设工作点位于p0曲线顶点的左侧，Kz=1.34。 Kt 按lp=+及链条的失效形式查取，初定a=3050p，取a=40p。 Lp=+2 +=131.6，圆取整为lp=132 失效形式为滚子、套筒的疲劳，查取Kl=1.14。 Kp 按排链数为1，查取Kp=1，所以p0kW=8.64kW。 按 p08.64kW，n1=1460rmin，查取链号08B，链节距p=12.70mm，由表查取滚子的直径d=8.51mm 计算实际中心距a，链速v，工作拉力F1 a=(lp-)+-8=510.7

9、mmv=ms=7.73 ms=N=1423N计算作用在轴上的力=1.2=1.21423N=1707.6N 所以，小链轮可采用整体式结构，大链轮可采用腹板式结构，润滑方式为油池润滑。（三）轴承的设计计算及疲劳寿命验算 由于机械设备经常处于启动和停止、载荷变化或振动（冲击）等情况，轴承再外载荷的作用下不能正常工作。其中滑动轴承的失效形式是轴承内孔与轴承之间的磨损量超过规定间隙值；轴承内孔的局部形状改变量超过规定几何形状改变量。 对轴套（瓦）材料的要求是耐磨（摩擦系数小，磨损少），足够的强度和抗疲劳性能，良好的耐腐蚀性、抗咬焊性及导热性。轴瓦采用灰铸铁。 滚动轴承的宽度，可根据轴径处的直径及宽径比确

10、定，宽径比为。 根据 其中：（1）（球轴承）。（2） 按，查取又知P=0.56+Y=0.562180N+1.831100N=3233.8N考虑轻微冲击，所以该轴承的疲劳强度满足要求。 第三章 盘式热分散系统的创新点及应用 （一）创新点 1.可高效地处理各种热熔胶粘物及其它杂质，对各种形式的油墨均具有高效的分散作用。2.采用多种螺旋组合，加热蒸汽不散失，浆料升温快，可以显著地改善浆的强度及纤维的特性。3.采用电气控制装置，自动化程度高，分散盘间隙控制精度高，可变及有效的混合，可优化漂白效果。（二）应用 盘式热分散系统就是对纸质废弃物进行再生造纸的制浆系统，使用本机制取机械浆，生产过程中无废水排放

11、，实现了清洁生产。 适用于各类废纸的再生生产，配合高浓度磨浆机可直接制成吸墨性强，不透明度高，柔软平滑，印刷适应性好的高得率机械浆。蒸煮时，用于预浸，缩短蒸煮时间，减少化学药品用量。或采用经过预处理后的原料经本机，配合高浓磨及精浆机可制成不同浆种标准的机械浆，使用本机制取机械浆，生产过程中无废水排放，实现清洁生产。总结发现，纸制品的回收再利用不仅能获得明显的生态效益而且也能获得相对的经济效益。目前,通常采用再生造纸和开发新产品两种方式，对于纸类废弃物进行回收再利用。 第四章 盘式热分散系统明细表 明细表： 第五章盘式热分散系统应力分析及报目表图5-1 箱体应力分析图 图5-3 箱体位移分析图

12、图5-4旋转叶片轴应力分析图 图5-6 旋转叶片轴位移分析图报目表：算例属性算例名称算例 2分析类型Static网格类型:实体网格解算器类型FFEPlus平面内效果: 关闭软弹簧: 关闭惯性卸除: 关闭热力效果: 输入温度零应变温度298.000000单位Kelvin包括 SolidWorks Flow Simulation 中的液压效应关闭摩擦: 关闭为表面接触忽略间隙关闭使用自适应方法: 关闭单位单位系统:公制长度/位移mm温度待添加的隐藏文字内容1Kelvin角速度rad/s应力/压力N/m2材料属性号数实体名称材料质量体积1SolidBody 1(圆角1)合金钢2.10252 kg0.

13、000273054 m3材料名称:合金钢说明:材料来源:材料模型类型:线性弹性同向性默认失败准则:最大 von Mises 应力应用程序数据:属性名称数值单位数值类型弹性模量2.1e+011N/m2恒定泊松比0.28NA恒定抗剪模量7.9e+010N/m2恒定质量密度7700kg/m3恒定张力强度7.2383e+008N/m2恒定屈服强度6.2042e+008N/m2恒定热扩张系数1.3e-005/Kelvin恒定热导率50W/(m.K)恒定比热460J/(kg.K)恒定夹具约束名称选择组说明固定-1 于 2 面 固定。 载荷载荷名称选择组装载类型说明扭矩-1 于 2 面 应用力矩50 N-m

14、 相对于所选参考 面使用均匀分布 按序装载网格信息网格类型:实体网格所用网格器: 标准网格自动过渡: 关闭光滑表面: 打开雅可比检查: 4 Points 单元大小:4.286 mm公差:0.2143 mm品质:高单元数:39089节数:66664完成网格的时间(时;分;秒): 00:00:10计算机名:XP-201106031648反作用力选择组单位总和 X总和 Y总和 Z合力整个实体N-29.3573226.5750.0730562228.469自由实体力选择组单位总和 X总和 Y总和 Z合力整个实体N0.004058660.001245034.40245e-0050.00424555名称类

15、型最小位置最大位置应力1VON:von Mises 应力6.77583 N/m2节: 31661(-6.03079 mm,1.72863 mm,527.65 mm)3.44694e+008 N/m2节: 48867(11.8523 mm,-5.5174 mm,428.087 mm)位移1URES:合位移0 mm节: 4122(8.5 mm,1.04095e-015 mm,-113.345 mm)0.405627 mm节: 3990(19.7924 mm,-39.5872 mm,421.432 mm)应变1ESTRN :对等应变2.24995e-011 单元: 18534(-6.7557 mm,

16、2.75473 mm,519.67 mm)0.000681726 单元: 23825(6.93041 mm,-9.79979 mm,423.214 mm)算例结果第六章盘式热分散系统工程图及三维图(一) 盘式热分散系统渲染图1、实体渲染图2、箱体透明渲染图3、盘式热分散机的实体渲染图4、盘式热分散系统整体机构渲染图(二) 盘式热分散系统工程图 1、箱体二维工程图 2、螺旋轴二维工程图3、 底座的二维工程图(三) 盘式热分散系统总装配工程图 总结随着生产力的发展近代造纸业也迅速发展，盘式热分散系统能够在企业获得经济效益的同时，也能够节约能源及原材料，降低造纸成本，节约设备投资、减轻环境损害。此外

17、，废纸再生利用有着显著的社会效益及经济效益。 1、 齿轮与链条传动齿轮传动能保证瞬时传动比恒定，平稳性高。传递的功率和速度范围较大，可实现较大的传动比。传动效率高，使用寿命长。链条传动可以在两轴中心距较远的情况下传递运动和动力。能在低速，重载和高温条件下及尘土大的情况下工作。能够保证准确的传动比，传递功率较大，传动效率高。2、 电气控制系统利用良好的整机结构、元器件选择、抗干扰技术，先进的电源技术，以及监控、故障诊断等技术，配严格的制造工艺，使电机在工业环境中能够平稳可靠的工作。3、 对螺旋叶片的设计 螺旋叶片是带钢连续轧制叶片，它通过调整部位（轧辊偏移、喂入高度、碾轧 压力、导向轮等）的调整

18、，可以轧制出所需要的各种规格的叶片。目前制造叶片 的方法有：单件冲压焊接成形、挤压成形、等方法。螺旋叶片具有叶片质量好、 硬度高、耐磨性好等优点。钢的材质和厚度，轧辊的偏移量大小、喂入高度、轧辊的碾压力、等都是影响叶片硬度的因素。其优点是螺旋叶片硬度、耐磨性能高且叶片表面光洁规整，阻力小提高输送效率。 本文针对盘式热分散系统所需完成的任务，进行了三方面的研究基本符合的工作该系统的工作要求。在以后的研究工作中，主要是进一步深入热分散系统结构方面的设计，使它的结构趋于完美。 本工程设计由于对材料力学等方面的不了解，使得设计时运用不熟练，设计方面有待进一步提高，希望老师同学们能够多提出宝贵意见。致

19、谢通过这两个多月的努力，终于顺利完成了毕业论文的设计。这与毕业设计指导老师的耐心辅导是分不开的，也和同组人员协助分不开的。这段时间在孙老师的指导下以及本组同学的大力协助下帮我找资料，我对所学知识进行了系统复习，并根据写作要求，查阅了很多有关资料，使我深刻的体会到了良师益友给我带来的帮助。这也使我自己越来越意识到协作的重要性，只有团结合作，你才能做的更好。毕业设计是在校期间最后一个重要的综合性实践学习环节,是全面运用所学基础理论、专业知识、基本技能，实践问题进行设计的综合性训练，更是对自己的综合考评。通过毕业设计，进一步培养和提高了运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，锻炼了自主学习、独立工

20、作和团结协作的能力，增强了工程意识观念，端正了学习态度，树立了严肃认真、实事求是和刻苦钻研的工作作风，为我能够更好地适应工作需要进一步奠定了坚实基础。为此，我衷心地感谢学校的老师们对我三年来的辛勤培养和精心教导，在此向老师们道一声谢谢，特别感老师，在老师的殷切指导、大力支持和帮助下，才使我的毕业设计得以顺利完成，在此表示忠心的感谢。【参考文献】1.濮良贵，纪名刚.机械设计（第七版）M.北京:高等教育出版社，20012.张锋，古乐.机械设计课程设计手册M.哈尔滨：高等教育出版社，20103.陈刚.机电一体化技术M.北京：清华大学，20104.博士爱机械设计院.机械设计（操作指南）M.北京：清华大学出版社，20095.李澄，吴天生，闻百桥.机械制图(第二版)M.北京：高等教育出版社，20036.赵承荻，罗伟电机及应用(第2版) M.北京：高等教育出版社，2003