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湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
1 總體設(shè)計(jì)
1.1、拋丸機(jī)簡(jiǎn)介
拋丸機(jī)是一種用途廣泛的機(jī)床。它利用拋丸器拋出的高速?gòu)椡枨謇砘驈?qiáng)化鑄件表面的鑄造設(shè)備。拋丸機(jī)能同時(shí)對(duì)鑄件進(jìn)行落砂、除芯和清理.
拋丸機(jī)按鑄件承載體的結(jié)構(gòu)不同分為滾筒式、鏈板式、轉(zhuǎn)臺(tái)式、臺(tái)車式、鼠籠式和吊掛式等；按工作制度又可分為間歇式和連續(xù)式。滾筒式和鏈板式拋丸機(jī)適用于清理不怕碰撞的中小型鑄件。滾筒式拋丸機(jī)靠筒體內(nèi)螺旋狀的導(dǎo)筋，使鑄件翻轉(zhuǎn)并向前運(yùn)行。鏈板式拋丸機(jī)則通過(guò)鏈板的運(yùn)動(dòng)，使鑄件翻轉(zhuǎn)和運(yùn)行。轉(zhuǎn)臺(tái)式、臺(tái)車式和吊掛式拋丸機(jī)用于清理大中型鑄件，通常設(shè)有固定的拋丸室，被清理的鑄件在拋丸室內(nèi)回轉(zhuǎn)或移動(dòng)。拋丸室一般裝有幾個(gè)拋丸器，裝在不同的位置上，從不同的方位拋射彈丸，以提高清理效率和清理質(zhì)量。吊掛式拋丸機(jī)可根據(jù)被清理鑄件的需要，在懸鏈上配置若干個(gè)吊鉤，清理時(shí)鑄件掛在吊鉤上，在向前運(yùn)行的同時(shí)自行翻轉(zhuǎn)。鑄件在拋丸室外裝卸，在室內(nèi)進(jìn)行清理面.
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械制造行業(yè)的壯大，拋丸機(jī)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。拋丸機(jī)主要由4個(gè)部件組成。①拋丸器：一般用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將彈丸在高離心力作用下向一定方向拋射。在工作過(guò)程中，有的拋丸器可作一定角度的擺動(dòng)或上、下移動(dòng)。②彈丸收集、分離和運(yùn)輸系統(tǒng)。③使鑄件在清理過(guò)程中連續(xù)不斷運(yùn)行和翻轉(zhuǎn)的承載體。④除塵系統(tǒng)。
我們本次設(shè)計(jì)過(guò)程中要接觸到的為Q3110滾筒式拋丸清理機(jī)床。它的滾筒直徑為1000mm,滾筒內(nèi)長(zhǎng)800mm,旋轉(zhuǎn)速度是15r/min,
1.2 Q3110型拋丸機(jī)的總體布局及主要技術(shù)參數(shù)及總傳動(dòng)系統(tǒng)圖
1.2.1 Q3110型拋丸機(jī)的總體布局如下所示
圖1.1 Q3110拋丸機(jī)外觀圖
1. 底座 2.皮帶輪護(hù)板 3.拋丸器電動(dòng)機(jī) 4拋丸器 5.除塵器
6.漏斗 7. 除塵器電動(dòng)機(jī) 8. 擋板 9滾筒 10滾筒蓋
11配電柜 12 滾輪 13 拋丸機(jī)
1.2.2 Q3110型拋丸機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
機(jī)床設(shè)計(jì)的初使，首先需確定有關(guān)參數(shù)，它們是傳動(dòng)設(shè)計(jì)和整體布局設(shè)計(jì)的依據(jù)，影響到產(chǎn)品是否能滿足所需要的功能要求，因此，參數(shù)擬定是機(jī)床設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題。
機(jī)床參數(shù)有主參數(shù)和基本參數(shù)。主參數(shù)是最重要的，它直接反映機(jī)床的加工能力、特性、決定和影響其他基本參數(shù)的數(shù)值。如拋丸機(jī)的滾筒內(nèi)徑等?；緟?shù)是一些與加工工件尺寸、機(jī)床結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性有關(guān)的參數(shù)?？蓺w納為：尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。
Q3110型拋丸機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：
滾筒尺寸（直徑×長(zhǎng)） 1000×800mm
葉輪直徑 420mm
機(jī)動(dòng)性能：
滾筒轉(zhuǎn)速 15r/min
葉輪轉(zhuǎn)速 2300r/min
拋丸拋射速度 60m/min
拋丸量 100kg/min
吸風(fēng)量 800m/h
動(dòng)力外形：
主電機(jī)功率 5KW
主電機(jī)轉(zhuǎn)速 750r/min
清理工件長(zhǎng)度 4~400mm
最大工件單重 15Kg
滾筒最大承載重量 300kg
機(jī)床外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高） 2087mm×2165mm×1860mm
1.3 拋丸機(jī)傳動(dòng)方案論證及其總傳動(dòng)系統(tǒng)圖
1.3.1拋丸機(jī)傳動(dòng)方案論證
Q3110型號(hào)拋丸機(jī)是利用高速回轉(zhuǎn)的葉輪將彈丸拋向滾筒內(nèi)不斷翻轉(zhuǎn)的鑄件和鍛件，來(lái)清理其表面的殘余型砂或氧化鐵皮。工件都放在滾筒內(nèi)部，滾筒以一定的速度旋轉(zhuǎn)，可使零件在筒內(nèi)翻轉(zhuǎn)使除塵效率提高。綜合考慮有五中布局方式。
A方案：
滾筒由4個(gè)小摩擦輪帶動(dòng)，小摩擦輪由電機(jī)帶動(dòng)，安裝在滾筒后面，由于滾筒自身的重力，可以保證摩擦輪與滾筒擠壓并緊，即磨擦傳動(dòng)。
摩擦傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：a.制造簡(jiǎn)單、操縱方便b.維護(hù)方便、節(jié)省材料。
摩擦傳動(dòng)的缺點(diǎn):a.效率低b.穩(wěn)定性差。摩擦輪容易磨損。利用兩個(gè)或兩個(gè)以上互相壓緊的輪子之間的摩擦力傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。摩擦輪傳動(dòng)可分為定傳動(dòng)比和變傳動(dòng)比的傳動(dòng)兩類。工作時(shí)，摩擦輪之間必須有足夠的壓緊力，以免產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，損壞摩擦輪，影響正常傳動(dòng)。
圖2-2摩擦傳動(dòng)簡(jiǎn)圖
B方案：
滾筒的傳動(dòng)用皮帶輪，帶傳動(dòng)，使用帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式也不復(fù)雜。
帶傳動(dòng)是利用摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和力的，因此在安裝的時(shí)候要將帶張緊，使帶保持一定的初拉力F，在帶和帶輪的接觸面上產(chǎn)生必要的正壓力。不工作時(shí)，傳動(dòng)帶兩邊的拉力相等，都等于F。
帶傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)：a.緩沖和吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲??；b.帶傳動(dòng)靠摩擦力傳動(dòng)，過(guò)載時(shí)帶與帶輪接觸面間發(fā)生打滑，可防止損壞其他零件；c.適用于兩軸中心矩較大的場(chǎng)合；d.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝和維護(hù)等均較為方便，成本低廉。
帶傳動(dòng)的缺點(diǎn)：a.不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；b.需要較大的張緊力，增大了軸和軸承的受受力；c.整個(gè)傳動(dòng)裝置的外廓尺寸較大，不夠緊湊；d.帶的壽命較短，傳動(dòng)效率較低。
鑒于上述特點(diǎn)，帶傳動(dòng)主要適用于：a.速度較高的場(chǎng)合，多用于原動(dòng)機(jī)輸出的第一級(jí)傳動(dòng)。b.中小功率傳動(dòng)，通常不超過(guò)50kw。c.傳動(dòng)比一般不超過(guò)7，最大用到10。d.傳動(dòng)比不要求十分準(zhǔn)確。
C方案：
齒輪傳動(dòng)。
齒輪傳動(dòng)是應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)形勢(shì)。齒輪類型繁多，要求各異，可按不同的觀點(diǎn)作不同的分類。
從使用要求分，有以傳遞運(yùn)動(dòng)為主的傳動(dòng)齒輪和以傳遞功率為主要的運(yùn)動(dòng)齒輪。前者主要要求傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，強(qiáng)度和壽命并不是主要要求；而動(dòng)力齒輪要傳遞或大或小的動(dòng)力，因此，對(duì)于他的要求是避各種失效所需強(qiáng)度。
從齒輪傳動(dòng)的工作條件來(lái)分：可分為閉式傳動(dòng)和開(kāi)式傳動(dòng)。閉式傳動(dòng)的齒輪封閉在箱體的內(nèi)部，因而能夠保證很好的潤(rùn)滑和工作條件，開(kāi)式傳動(dòng)的齒輪是外露的，不能夠保證很好的潤(rùn)滑和防止灰塵砂粒的侵入，故齒面容易磨損，只宜用于低速傳動(dòng)。
齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)：a.傳動(dòng)比恒定，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；b.適用于功率和速度范圍廣，功率從接近于零的微小值到數(shù)萬(wàn)千瓦，圓周速度從很低到300 m/s；c.傳動(dòng)效率高，η=0.92～0.98，在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪的傳動(dòng)效率較高；d工作可靠，使用壽命長(zhǎng)；外廓尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊。
B.齒輪傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)：制造和安裝精度要求較高，成本較高，不宜用于較遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)。
D方案：
蝸桿傳動(dòng)。
蝸桿傳動(dòng)由蝸桿和蝸輪組成，常用在傳遞交錯(cuò)角為90度的兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，傳遞功率可以從幾瓦到幾十千瓦。
蝸桿傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)有：a.傳動(dòng)比大，傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊。傳遞動(dòng)力時(shí)，一般i=8～100；b.蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)于螺旋傳動(dòng)，為多齒嚙合傳動(dòng)，故傳動(dòng)平穩(wěn)、振動(dòng)小、噪聲低；c.當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于當(dāng)量摩擦角時(shí)，可實(shí)現(xiàn)反向自鎖，即具有自鎖性。
蝸桿傳動(dòng)主要缺點(diǎn)有：a.因傳動(dòng)時(shí)嚙合齒面間相對(duì)滑動(dòng)速度大，故摩擦損失大，效率低。一般效率為η=0.7～0.9；具有自鎖性時(shí)η＜0.5。所以不宜用于大功率傳動(dòng)；b.為減輕齒面的磨損及防止膠合，蝸桿一般使用貴重的減摩材料制造，故成本高；c.對(duì)制造和安裝誤差很敏感，安裝時(shí)對(duì)中心矩的尺寸精度要求很高。
綜合分析上述四種方案，從傳動(dòng)效率、傳動(dòng)比范圍、傳動(dòng)速度、制造成本和安裝精度、傳動(dòng)裝置外廓尺寸等方面綜合考慮，本設(shè)計(jì)課題的傳動(dòng)方案采用方案一，即采用摩擦傳動(dòng)。滾筒直接由小滾輪摩擦帶動(dòng)。傳動(dòng)方式示意簡(jiǎn)圖如下(圖1-3-1);
圖1-3-1滾筒傳動(dòng)方式簡(jiǎn)圖
1.3.2 總傳動(dòng)系統(tǒng)圖
Q3110拋丸機(jī)總的傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖1.2所示。
圖1-3-2Q3110拋丸機(jī)總的傳動(dòng)系統(tǒng)圖
2 主運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)
2.1 傳動(dòng)設(shè)計(jì)
2.1.1 估算主電動(dòng)機(jī)功率：
P=KW pKW
因此
由電動(dòng)機(jī)至滾筒的傳遞總效率為:
式中,分別是帶傳動(dòng),軸承,齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率.
取: =0.96, =0.98(圓錐滾子軸承),=0.97(齒輪精度為八級(jí),不包括軸承的效率)
則:
=0.8331
F=（G+300）Kg
G 滾筒的質(zhì)量.
滾筒最大承載重量 300kg
G=mg
取7.6
V==3.14x(0.5-0.4)10
故m=7.6x3.14x(0.5-0.4)102148Kg
所以
==4.89KW `
P值必須按我國(guó)生產(chǎn)的電機(jī)在Y型系列的餓額定功率選取。取P=5kw
2.1.2 電機(jī)的轉(zhuǎn)速
異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有：3000，1500，1000，750，r/min,這取決于電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)P
=60f/p=60x50/p ( r/min)
選用是要使電機(jī)轉(zhuǎn)速與滾筒的轉(zhuǎn)速相近為宜，以免采用過(guò)大或過(guò)小的降速傳動(dòng)。
根據(jù)以上要求，我們選擇功率為5KW，轉(zhuǎn)速為750r/min的電機(jī)，查表，其型號(hào)為Y132S-8，其主要性能如下表
電機(jī)型號(hào)
額定功率KW
荷載轉(zhuǎn)速r/min
同步轉(zhuǎn)速r/min
Y132S-8
5KW
750
720
2.2.1 變速方案設(shè)計(jì)
由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為750r/min,而傳遞到滾筒的轉(zhuǎn)速只有10r/min，因此電動(dòng)機(jī)必須經(jīng)過(guò)變速處理才能夠達(dá)到目的。
??本機(jī)采用一級(jí)變速箱減速。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)皮帶輪減速一次傳遞到一級(jí)變速箱減速，傳遞到摩擦滾輪，然后傳遞拋丸機(jī)滾輪。
總傳動(dòng)比： i===70
分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比i=iaxibxic
式中：ia,ib,ic分別為皮帶輪的傳動(dòng)比，減速箱傳動(dòng)比，摩擦輪與滾輪的傳動(dòng)比。
為使V帶傳動(dòng)外輪廓尺寸不至于過(guò)大，初步取ia=3;
考慮到滾輪的尺寸比較大，取減速箱的ib=4;
則：摩擦輪和滾輪的ic==6.25
2.2.2 三角帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
三角帶傳動(dòng)中，軸間距A可以較大。由于是磨擦傳遞，帶與輪槽間會(huì)有打滑現(xiàn)在，亦可因而緩和沖擊幾隔離振動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但尺寸較大，機(jī)床中多用于輸出軸的定比傳動(dòng)。
1 選用三角帶的型號(hào)
三角帶按斷面的尺寸分為：O，A，B，C，D，E，F(xiàn)七種型號(hào)及其尺寸為
型號(hào)
O
A
B
C
D
E
F
b
10
13
17
22
32
38
50
8.5
11
14
19
27
32
42
h
6
8
10.5
13.5
19
23.5
30
?
40
Iso 型號(hào)
Z
A
B
C
D
E
F
根據(jù)計(jì)算功率N（kw）和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1（r/min）查下表選擇帶的型號(hào)：
膠帶型號(hào)
O
A
B
C
D
E
F
Dmin
推薦值
70
100
140
200
315
500
800
允許值
50
80
125
計(jì)算功率Nj=K kw
式中：
拋丸機(jī)的啟動(dòng)輕，工作載荷穩(wěn)定，故取=1.1
所以: Nj=K=5 x 1.1=5.5
由《機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》圖4-1可知
帶的型號(hào)為:B型.
2.確定帶輪的計(jì)算直徑D1，D2
2.1 小帶輪計(jì)算直徑D1
皮帶輪的直徑越小，帶的彎曲應(yīng)力就越大。為了提高帶的使用壽命，小帶輪直徑D1不宜過(guò)小，要求大于許用最小帶輪直徑Dmin，即D1Dmin。各型號(hào)帶對(duì)應(yīng)的最小帶輪直徑Dmin可查下表。
膠帶型號(hào)
O
A
B
C
D
E
F
Dmin
推薦值
70
100
140
200
315
500
800
允許值
50
80
125
取Dmin=125mm
2.2 大帶輪計(jì)算直徑D2
式中：n1 小帶輪轉(zhuǎn)速 r/min
大帶輪轉(zhuǎn)速 r/min;
帶的滑動(dòng)系數(shù)，一般取0.02。
則:D2=367.5mm
取D2=360
2.3 確定三角帶速度V
V= =5.01 m/s
對(duì) O， A ，B ，C型膠帶，5s. v=10~15m/s時(shí)最為經(jīng)濟(jì)耐用。
2.4 確定中心距
帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床總體布局初步選定，一般可以在下列范圍內(nèi)選取
A=（0.6~2）（D1+D2） mm
中心距過(guò)下，將減低帶輪的壽命；過(guò)大時(shí)會(huì)引起振動(dòng)。
2.5確定三角帶的計(jì)算長(zhǎng)度L及內(nèi)周長(zhǎng) L
三角帶的計(jì)算長(zhǎng)度是通過(guò)三角帶截面重心的長(zhǎng)度
L =2256.6 mm
將算出的L數(shù)值取整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度L，并從表中查出相應(yīng)的內(nèi)周長(zhǎng)度L=2240（通過(guò)截面中心的計(jì)算長(zhǎng)度L= L+Y，Y為修正值），L=2273作為訂購(gòu)和標(biāo)記時(shí)用。
2.6驗(yàn)正小帶論包角
如果過(guò)小， 應(yīng)加大中心距或加張緊裝置。
2.7確定三角帶的根數(shù)
Z==3
式中：NO為單根三角帶在180度，特定長(zhǎng)度，平穩(wěn)工作情況下傳遞的功率。
由《機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)》31頁(yè)表1選取：
C1為包角系數(shù)。如下表所示：
小輪包角
180
170
160
150
140
130
120
包角系數(shù)
1.00
0.98
0.95
0.92
0.89
0.86
0.83
2.2.3齒輪齒數(shù)的確定
1 齒輪齒數(shù)確定的要求
可用計(jì)算法或查表確定齒輪齒數(shù)，后者更為簡(jiǎn)便，根據(jù)要求的傳動(dòng)比u和初步定出的傳動(dòng)副齒數(shù)和，查表即可求出小齒輪齒數(shù)：
選擇是應(yīng)考慮：
a,傳動(dòng)組小齒輪不應(yīng)小于允許的最小齒數(shù)，即：
推薦：
對(duì)軸齒輪=12，特殊情況下=11，
對(duì)套裝在軸上的齒輪，=16，特殊情況下=14，
對(duì)套裝在滾動(dòng)軸承上的空套齒輪，=20；
當(dāng)齒數(shù)少于不發(fā)生根切的最小齒數(shù)時(shí)（壓力角a=20的直齒標(biāo)準(zhǔn)，=17），一般需對(duì)齒輪進(jìn)行正變位修正。
b,保證強(qiáng)度和防止熱處理變形過(guò)大，齒輪齒根圓到鍵槽的壁厚，一般取則，如圖2.3所示。
c、同一傳動(dòng)組的個(gè)齒輪副的中心矩應(yīng)相等。若摸數(shù)相等時(shí)，則齒數(shù)和亦相等，但由于傳動(dòng)比要求，尤其是在傳動(dòng)中使用了公用齒輪后，常常滿足不了上述要求，機(jī)床上可用修正齒輪，在一定范圍內(nèi)調(diào)整中心矩使其相等但修正量不能太大，一般齒數(shù)差不能夠超過(guò)3~4個(gè)齒。
２.２.4齒輪模數(shù)的估算
1 估算
按接觸疲勞和彎曲強(qiáng)度計(jì)算次論模數(shù)比較復(fù)雜，而且有些系數(shù)只有在齒輪各參數(shù)都已知的情況先才能確定，所以只在草圖畫完之后校核用。在畫草圖之前，先估算，再選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)。
齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的估算：
mm
齒面點(diǎn)蝕的估算：
A mm
其中 為大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，A為齒輪中心矩，由中心矩A及齒數(shù)，求出模數(shù)
=2A/ mm
根據(jù)估算所得和中較大的值，選擇相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，
各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)為：
r/min
傳動(dòng)齒輪模數(shù)的估算
齒輪彎曲疲勞估算：=
齒輪點(diǎn)蝕的估算：A=370x =159.42mm
=2A/=2x159.42/(18+72)=3.24
所以模數(shù)為m=3
2 計(jì)算（驗(yàn)算）
結(jié)構(gòu)確定后，齒輪的工作條件：空間安排，材料和精度等級(jí)都已經(jīng)確定，才可以核驗(yàn)齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度值是否滿足要求。
根據(jù)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)的公式：= mm
根據(jù)彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)，公式= mm
式中：N—計(jì)算齒輪傳遞的額定功率N= KW
——計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min
——齒寬系數(shù)=b/m, 常取6-10；
——大齒輪與小齒輪齒數(shù)，一般取傳動(dòng)中最小齒輪的齒數(shù)
i——大齒輪與小齒輪的傳動(dòng)比， i=/1; “+”用于外嚙合，“-”用于內(nèi)嚙合
——壽命系數(shù)，=，
——工作期限系數(shù)，=
齒輪等傳動(dòng)件在接觸和彎曲交變載荷下的指數(shù)m和基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)
n——齒輪的最低轉(zhuǎn)速 r/min
T——預(yù)先的齒輪工作期限，中型機(jī)床推薦：T=15000~20000h;
——轉(zhuǎn)速變化系數(shù)
——功率利用系數(shù)
——材料強(qiáng)化系數(shù)，幅值低的交變載荷可使金屬材料的晶粒邊界強(qiáng)化，起阻止疲勞的刃縫擴(kuò)大的作用
——工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運(yùn)動(dòng)，=1.2~1.6；
——?jiǎng)虞d荷系數(shù)
——齒向載荷分布系數(shù)
——齒形系數(shù)
——許用彎曲，接觸應(yīng)力MPa;
由以上計(jì)算結(jié)果知，齒輪模數(shù)合格。
２.３ 展開(kāi)圖設(shè)計(jì)
２.３.１結(jié)構(gòu)實(shí)際的內(nèi)容及技術(shù)要求
1 設(shè)計(jì)內(nèi)容
設(shè)計(jì)滾筒的結(jié)構(gòu)：主體滾筒，傳動(dòng)軸，軸承，摩擦輪，箱體及其連接件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置，用一張展開(kāi)圖和若干張橫截面圖表示。
2 技術(shù)要求
滾筒是拋丸機(jī)的主要部分，設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動(dòng)的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：
（1）滾筒旋轉(zhuǎn)的速度
Q3110型拋丸清理機(jī)滾筒的旋轉(zhuǎn)速度為：10r/min.
（2）滾筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)完成彈丸循環(huán)。彈丸循環(huán)裝置由滾筒護(hù)板于殼體之間的螺旋帶提升斗及分離篩組成，完成彈丸循環(huán)。從滾筒護(hù)板上的格子孔進(jìn)入護(hù)板與筒殼體之間得空隙內(nèi)，借助螺旋作用流到旋轉(zhuǎn)的提升斗內(nèi)。提升到上部，經(jīng)過(guò)分離篩去毛刺、釘子、芯骨、砂、粒等。完整的彈丸經(jīng)導(dǎo)入管再送入拋丸器內(nèi)。
（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，加工和裝配工藝性好，便于維修和調(diào)整
（4）操作方便，安全可靠
（5）遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則
2.2.3 滾筒及摩擦輪設(shè)計(jì)
1.滾筒材料：
以中等強(qiáng)度的灰鑄鐵HT15-33和HT20-40用得最廣泛。需時(shí)效處理。
２ 砂型鑄造時(shí)，箱體鑄件的最小壁厚：
尺寸（外徑x內(nèi)長(zhǎng)）mm
壁厚mm
1000X800
約25
3 滾筒壁孔對(duì)剛度的影響和補(bǔ)償
滾筒漏砂孔，螺紋孔面積點(diǎn)總側(cè)壁面積30%左右時(shí)候，與未開(kāi)孔的箱體比較，扭轉(zhuǎn)剛度下降20-30%，彎曲剛度下降更大，為彌補(bǔ)因開(kāi)孔而削弱的剛度，常用凸緣和加工筋。加強(qiáng)筋：厚度為：0.7b，筋高：（4~5）b。
滾筒設(shè)計(jì)：
滾筒的外徑為1000mm，與摩擦輪接觸的兩端設(shè)計(jì)為：凸出滾筒外壁40mm.。
內(nèi)部具體結(jié)構(gòu)如附錄圖所示；
為了更好的與摩擦輪安裝，方便安裝和檢修。摩擦輪安裝在一軸上，隨軸一起旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到傳遞運(yùn)動(dòng)與功率的效果。
設(shè)計(jì)方案如下所示：
2 精度等級(jí)的選擇
變速箱中齒輪用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。它的精度選擇主要取決于周圍速度。采用同一精度時(shí)，周圍速度越高，振動(dòng)和噪聲越大，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，周圍速度增加一倍，噪音約增加6dB。工作平穩(wěn)性和接觸誤差對(duì)振動(dòng)和噪音的影響比運(yùn)動(dòng)誤差更大。這里的齒輪精度要求不高，一般在8~10級(jí)就足夠了
3 結(jié)構(gòu)與加工方法
不同精度等級(jí)的齒輪，要采用不同的加工方法，對(duì)結(jié)構(gòu)要求也有不同。
8級(jí)精度齒輪，一般滾齒或插齒就可以達(dá)到。
3 軸承的選擇
機(jī)床傳動(dòng)軸常用的滾動(dòng)軸承有球軸承和滾錐軸承。在溫升?？蛰d功率和噪音等方面，球軸承都比滾錐軸承優(yōu)越。而且滾錐軸承對(duì)軸的剛度、支承孔的加工精度要求都比較高，異常球軸承用得更多。但滾錐軸承的內(nèi)外圈可以公開(kāi)。裝配方便，間隙容易調(diào)整。所以有時(shí)在沒(méi)也要考慮其它結(jié)構(gòu)條件。即要滿足承載能力要求，又要符合孔有軸向力時(shí)，也常采用這種軸承。選擇軸承的型式和尺寸，首先取決于承載能力，但的加工工藝，可以用輕、中、或重系列的軸承來(lái)達(dá)到支承孔直徑的安排要求花鍵軸兩端裝軸承的軸頸尺寸至少有一個(gè)應(yīng)小于花鍵的內(nèi)徑，一般傳動(dòng)軸上軸承選用G級(jí)精度。
（1）滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算
a，壽命計(jì)算公式：
滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算公式如下：
L=
試中：L—額定壽命（ x）轉(zhuǎn)
C—額定動(dòng)載荷（Kgf）
P—當(dāng)量負(fù)載荷（Kgf）
——壽命指數(shù)，對(duì)球軸承 =3 對(duì)滾子軸承=10/3
在實(shí)際計(jì)算中，一般采用工作小時(shí)數(shù)表示軸承的額定壽命，這時(shí)上試可變?yōu)椋?
=
試中：—額定壽命（h）
n—軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）
當(dāng)量動(dòng)載荷P=X+Y
試中：—徑向負(fù)荷（Kgf）
—軸向負(fù)荷（Kgf）
X—徑向系數(shù)
Y—軸向系數(shù)
（2）按照負(fù)載荷選擇軸承
按額定靜負(fù)載選擇軸承的基本公式如下：
=
試中：—當(dāng)量靜負(fù)荷（kgf） 按下列兩式計(jì)算，取大值
—額定靜負(fù)荷（kgf）
—安全系數(shù)
（3）軸承的選擇
傳動(dòng)軸兩端軸承的選擇，根據(jù)傳動(dòng)軸手受到的力的類型，選擇圓錐滾子軸承，軸承型號(hào)為30508
3 提升斗的設(shè)計(jì)分析
3.1 提升斗設(shè)計(jì)
該拋丸機(jī)設(shè)計(jì)有16個(gè)提升斗，每個(gè)提升斗可近視看作為一個(gè)長(zhǎng)方體，其體積為
V=122×147×2790/16=0.5L
3.2 粉塵的概念
粉塵的來(lái)源.
在粉塵的來(lái)源中，自然過(guò)程產(chǎn)生的粉塵一般靠大氣的自凈作用，而人類活動(dòng)產(chǎn)生的粉塵要靠除塵措施來(lái)完成，例如工業(yè)產(chǎn)生粉塵就要靠除塵設(shè)備來(lái)完成。Q3110拋丸機(jī)的除塵器主要就是用來(lái)排除拋丸過(guò)程中所產(chǎn)生的粉塵。粉塵的定義為：由自然力或機(jī)械力產(chǎn)生的，能夠懸浮于空氣中的固體微小顆粒。國(guó)際上將粒徑小于75Lun的固體懸浮物定義為粉塵。在通風(fēng)除塵技術(shù)中，一般將1至200乃至更大的粒徑的固體懸浮物作為粉塵。
向空氣中放散粉塵的地點(diǎn)或設(shè)備稱作塵源。Q3110拋丸機(jī)產(chǎn)生的粉塵主要是由鍛件或鑄件被高速的鋼珠碰撞后掉下的殘余型殺或者氧化鐵皮。在自然力或機(jī)械力作用下，使粉塵或霧滴從靜比狀態(tài)變?yōu)閼腋∮诳諝庵械默F(xiàn)象稱作塵化作用：從靜比狀態(tài)變?yōu)閼腋∮诳諝庵械默F(xiàn)象稱作塵化作用：
按粉塵粒徑大小可以把粉塵分為：
A.可見(jiàn)粉塵；可見(jiàn)粉塵是指用肉眼可見(jiàn)，粒徑大于10um以上的粉塵。
B.顯微粉塵；顯微粉塵是指粒徑為0．25—10um可用一般光學(xué)顯微鏡觀察的粉塵，
C.超顯微粉塵；超顯微粉塵是指粒徑小于0．25um．只有在超顯微鏡或電子顯微鏡下可以觀察到的粉塵。
Q3110拋丸機(jī)主要的粉塵是7um以上的塵土。本機(jī)可以將7um以上的塵土完全分離，但7um以下的粉塵是與排氣一起排出的，所以按設(shè)管道將排氣導(dǎo)出室外。
粉塵有多種多樣的性質(zhì)．按粉塵的物性分為：
A.親水性粉塵、疏水性粉塵；
B.不粘粉塵、微粘粉塵、中粘粉塵；
C.可燃性粉塵、不燃粉塵；
D.高比電阻粉塵、一般比電阻值粉塵、導(dǎo)電性粉塵；
E.纖維性粉塵、顆粒性粉塵。
粒徑大于1um，小于20um的塵粒隨運(yùn)載它的氣體運(yùn)動(dòng)，大于20um的顆粒具有明顯的沉降速度，因此在空間停留時(shí)間很短。密度為1g/cm的塵粒的沉降速度由表可以查表[3]得:
d=0.1um v=cm/s
d=1um v=cm/s
d=10um v=0.3cm/s
Q3110型除塵器主要灰塵粒徑為7um以上的塵粒，故取d=10um；v=0.3cm/s
3.3 粉塵的計(jì)算
測(cè)量得到的粉塵顆粒大小與顆粒的面積或體積之間的關(guān)系則稱為形系數(shù)。形狀系數(shù)反映了塵粒偏離球體的程度。
體積形狀系數(shù)和表面積形狀系數(shù)
比表面系數(shù)。對(duì)于一個(gè)塵粒，單位體積的表面積與單位質(zhì)量的表面積分別是：
粉塵的分散度
粉塵的粉徑分布稱為分散度。是指粉塵中各種粒徑所占的百分?jǐn)?shù)。它是評(píng)價(jià)粉塵危害程度，除塵器性能和選擇除塵器的基本條件之一。
查表[5]可得平均粒徑 d=0.8um；顆粒數(shù) N=370個(gè)；
質(zhì)量；質(zhì)量分?jǐn)?shù)；相對(duì)頻率f=0.58
3.4 粉塵的粘著性
塵粒之間由于互相的粘著性而形成團(tuán)聚，有利于分離的。顆粒與器壁間會(huì)產(chǎn)生粘著效應(yīng)，這對(duì)除塵器設(shè)計(jì)十分重要。
A分子力。這是作用在分子間或原子間的作用力，也稱為范得華力，實(shí)際上是一種吸附力。球體與平面間的分子力:
=
式中: - 球體和平面間的分子力，N
h-范得華力，對(duì)于金屬半導(dǎo)體，=(3.2-17.60)取4
-球體粉塵直徑
L-兩粘著體間距離，um；一般??；當(dāng)L>0.01um時(shí)，可忽略不計(jì)。
B毛細(xì)粘著力。粉塵顆粒含有水分時(shí)，互相吸著的顆粒間由于毛細(xì)管作用而產(chǎn)生“液橋“，產(chǎn)生使顆粒互相粘著的力：
式中:-毛細(xì)粘著力，N；
r-水的表面張力，一般為0.072N/m；
-粉塵直徑
4.除塵器設(shè)計(jì)
4 .1離心除塵技術(shù)
氣流在做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣流中的粉塵顆粒會(huì)因受離心力的作用從氣流中分離出來(lái)。利用離心力進(jìn)行除塵的技術(shù)稱離心除塵技術(shù)。利用離心力進(jìn)行除塵的設(shè)備稱為旋風(fēng)除塵器.
4.1.1 離心式除塵工作原理
旋風(fēng)除塵器由帶錐形底的外圓筒、進(jìn)氣管、排氣管(內(nèi)圓筒)，圓錐筒和貯灰箱排灰閥等五部分組成。排氣管插入外圓筒形成內(nèi)圓筒，進(jìn)氣管與外圓相切，外圓筒下部是圓錐筒，圓錐筒下部是貯灰箱
含塵氣流以14—24m/s的高速度從進(jìn)氣口進(jìn)入后，由于受到外圓筒上蓋及內(nèi)圓筒壁的限流，迫使氣流做自上而下的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通常把這種運(yùn)動(dòng)稱為外旋流。在氣流旋轉(zhuǎn)過(guò)程中形成很大的離心力：塵粒在離心力的作用下．逐漸被甩向外壁，井在重力的作用下沿外壁面旋轉(zhuǎn)下落，直至貯灰箱。旋轉(zhuǎn)下降的外旋流因受到錐體收縮的影響漸漸向中心匯集．下降到一定程度時(shí)，開(kāi)始返回上升．形成一股自下而上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)．一般把這種運(yùn)動(dòng)稱為內(nèi)旋流。內(nèi)旋流不含大顆粒粉塵，所以比較干凈，可以經(jīng)內(nèi)筒排向大氣。但是，由于內(nèi)．外兩旋轉(zhuǎn)氣流的互相干擾和滲透，容易把沉于底部的塵粉帶起，其中一部分細(xì)小的粒子又被帶走，這就是除塵器內(nèi)的二次飛揚(yáng)現(xiàn)象。為減少二次飛揚(yáng)．提高除塵效率，在圓錐體下部往往設(shè)置阻氣排塵裝置。查資料得出，塵粒在旋風(fēng)除塵器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)是很復(fù)雜的。它不僅有圓周運(yùn)動(dòng)．徑向運(yùn)動(dòng)和軸向運(yùn)動(dòng)，而且在塵粒沉降過(guò)程中還有線速度的變化和離心加速度的變化．因此．不應(yīng)把旋風(fēng)除塵器的工作原理看得過(guò)于簡(jiǎn)單，在旋風(fēng)除塵器內(nèi)．外旋流逐漸向下旋轉(zhuǎn)，內(nèi)旋流逐漸向上旋轉(zhuǎn)，向上與向下旋轉(zhuǎn)氣流分界面上各點(diǎn)的軸向速度為零，分界面以外的氣流切線速度隨其與軸心距離的減小而增大，越接近軸心，切線速度越大；分界面以內(nèi)的氣流切向速度隨其與軸心距離的減小而降低；值得注意的是．旋風(fēng)防塵器內(nèi)氣流徑向速度方向與塵粒的徑向速度方向相反．粉塵粒子由內(nèi)向外運(yùn)動(dòng)．氣體則由外向軸心流動(dòng)。由于氣流旋轉(zhuǎn)的原因，旋風(fēng)除塵器內(nèi)壓強(qiáng)越接近軸心處越低，即使設(shè)備在正壓操作下．軸心處仍處在負(fù)壓狀態(tài)。因此，在排氣管至貯灰箱之間有任何漏風(fēng)，都會(huì)導(dǎo)致除塵效率的明顯降低。
旋風(fēng)除塵器內(nèi)的氣流及顆粒運(yùn)動(dòng)十分復(fù)雜．對(duì)于顆粒的分離捕集機(jī)理做出許多簡(jiǎn)化假設(shè)后，形成各種不同的分離機(jī)理模型．主要有轉(zhuǎn)圈理論．平衡軌道理論及邊界層分離理論等。
4.1.2 轉(zhuǎn)圈理論(沉降分離理論)
轉(zhuǎn)圈理論是由重力沉降室的沉降原理發(fā)展起來(lái)的：其原理是．粉塵顆粒受離心力作用，沉降到旋風(fēng)除塵器壁面所需要的時(shí)間和顆粒在分離區(qū)間氣體停留時(shí)間的相平衡．從而計(jì)算出粉塵完全被分離的最小極限粒徑，即分離效率為100％的粉塵顆粒最小粒。設(shè)進(jìn)入旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流假定為等速流(速度分布指數(shù)n=o)，即氣體嚴(yán)格地按照螺旋途徑，始終保持與進(jìn)入時(shí)相同的速度流動(dòng)，而顆粒隨氣體以恒定的切向速度(與位置變化無(wú)關(guān))。由內(nèi)向外克服氣流對(duì)它的阻力，穿過(guò)整個(gè)氣流寬度，流經(jīng)一個(gè)最大的凈水平距離，最后到達(dá)器壁被分離。
4.1.3 平街軌道理論 (假象圓筒學(xué)說(shuō))
一定直徑的粉塵顆粒，因旋轉(zhuǎn)氣流而產(chǎn)生的離心力F，將會(huì)在平衡軌道上與向心氣流對(duì)它作用的stokes貼阻力P達(dá)到平衡，而平街軌道往往看作是排氣管下端由最大切向速度的各點(diǎn)連接起來(lái)的一個(gè)假想圓筒-這種處于平衡狀態(tài)的顆粒，由于種種原因，平衡將隨時(shí)都會(huì)遭到破壞：有時(shí)離心力F大干阻力P，有時(shí)則P大于F。兩者出現(xiàn)的幾率是相等的-因此．在假想圓筒上的顆粒具有50％的分離效率，工程應(yīng)用中．常把此顆粒直徑稱為切割粒徑．切割粒徑表示粉塵有50％被捕集．另外50％的幾率不被捕集。
4.1.4 邊界層分離理論
平街軌道理論沒(méi)有考慮紊流擴(kuò)散等影響．而這種影響對(duì)于粉塵細(xì)顆粒是不可忽視的，20世紀(jì)70年代有人提出橫向滲混模型．認(rèn)為在旋風(fēng)除塵器的任一橫截面上，顆粒難度的分布是均勻的，但在近壁處的邊界層內(nèi)，是層流流動(dòng)．只要顆粒在離心效應(yīng)下浮游進(jìn)入此邊界層內(nèi)，就可以被捕集分離下來(lái)，這就是邊界分離理論。
4.2除塵器結(jié)構(gòu)
Q3110拋丸機(jī)提升斗和滾筒連成一體，提升斗隨滾筒一起旋轉(zhuǎn).因此對(duì)除塵器的選擇是有一定要求的，除塵器的種類繁多有：振打式布袋除塵器，袋式除塵器，旋風(fēng)型除塵器和電除塵器幾類?？紤]本機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，工作原理，使用性能、使用場(chǎng)合、制造成本，本機(jī)采用離心式旋風(fēng)除塵器。
該除塵器總體設(shè)計(jì)方案圖(4-2)：
圖4-2 除塵器
A.優(yōu)點(diǎn)
旋風(fēng)除塵器沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，制作、操作，維修，管理十分方便。處理相同的風(fēng)量，體積小，價(jià)格便宜；處理大風(fēng)量，便于多臺(tái)并聯(lián)使用，效率阻力不受影響。作為除塵器器使用時(shí)，可以立式安裝，也可以臥式安裝，使用方便，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，除塵效率高。
B.缺點(diǎn)
卸灰閥漏會(huì)嚴(yán)重影響除塵效率；磨損嚴(yán)重，特別是處理高濃度或研磨性大的粉塵時(shí)，入口處和錐體部位容易磨壞。
4.3 旋風(fēng)除塵器構(gòu)造對(duì)性能的影響
4.3.1除塵器的直徑及高度
除塵器的直徑及高度對(duì)其性能有直接影響，理論上講，旋風(fēng)除塵器簡(jiǎn)體越小，氣流運(yùn)動(dòng)給予粉塵粒子的離心力越大．能夠獲得的除塵效率高，相應(yīng)的流體阻力也越大。因此，外形細(xì)長(zhǎng)的旋風(fēng)除塵器比短相的除塵器效率高．且能夠捕集較細(xì)的塵粒，但流體阻力較大．對(duì)于筒體高度的取值．一般認(rèn)為，性能較好的旋風(fēng)除塵器直筒部分的高度為其直徑的1—2倍，錐體部分的高度為直徑的1—3倍，錐體底角為25度—40度。Q3110型拋丸機(jī)的除塵設(shè)備采用了這種設(shè)計(jì)方案。
4.3.2 進(jìn)口和出口形式
旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口形式有4種：a最普通的入口形式．是氣流外緣與除塵器簡(jiǎn)體相切；b入口外緣殼體為漸開(kāi)線形或?qū)?shù)螺線形：c入口外殼類似三角形，下部與簡(jiǎn)體相切，上部為螺旋面形；d氣流從軸向進(jìn)入．在螺旋力的作用下。旋轉(zhuǎn)進(jìn)入筒體
不同的進(jìn)口形式有著不同的性能．特點(diǎn)和用途．對(duì)小型旋風(fēng)除塵器，如旋流子多用第四種形式。 就性能而言。以蝸殼行結(jié)構(gòu)的入口性能較好，蝸殼與簡(jiǎn)體相切面角度以氣流旋轉(zhuǎn)180后簡(jiǎn)體外緣相切為宜：
除塵器入口斷面的寬高之比也很重要。寬高比越小，進(jìn)口氣流在徑向方向越薄，越有利于粉塵在圓筒內(nèi)分離和沉降，除塵效率就越高。因此，進(jìn)口斷面多采用矩形，高寬之比值為2左右．
排氣筒的插入深度與除塵效率有直接關(guān)系：插入加深，效率提高，加大；插入變淺，效率降低， 阻力減?。哼@是因?yàn)槎虦\的排氣筒容易形成短路現(xiàn)象．造成部分塵粒，來(lái)不及分離便從排氣筒排走。因此，本機(jī)的旋風(fēng)除塵器排氣筒下端與進(jìn)氣管的下緣平齊。
圖4-3除塵器常見(jiàn)入口形式簡(jiǎn)圖
本機(jī)采用切向進(jìn)口的型式如圖（4-4）。切向進(jìn)口是最好的進(jìn)口方式，它可以最大限度的避免進(jìn)入氣體與旋轉(zhuǎn)氣流之間的干擾，以提高效率。
圖4-4除塵器入口形式
5.葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1葉片的綜合分析與計(jì)算
通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，葉輪一般采用鋼板制成, 通常采用焊接，有時(shí)也用鉚接。本機(jī)采用焊接制成。通風(fēng)機(jī)可以做成右旋和左旋兩種。本機(jī)采用最普通的右旋方向，即順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。
風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)方式，該設(shè)計(jì)中采用電機(jī)和葉輪之間聯(lián)結(jié)，把葉輪直接安裝在電機(jī)軸上。結(jié)構(gòu)緊湊、制作方便、降低成本。
葉輪是除塵器的心臟部分，他的尺寸和幾個(gè)形狀對(duì)除塵器的特性有著重大的影響。
采用直間傳動(dòng)，選用2825r/min的電動(dòng)機(jī)，通風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速為：
速度系數(shù)
查表[3]得通風(fēng)機(jī)全效率
查表[3]得通風(fēng)機(jī)的內(nèi)部效率
比轉(zhuǎn)速介于40至76之間，決定采用圖(5-1)葉輪
圖5-1 葉輪
葉輪圓周速度的計(jì)算
取容積效率,于是計(jì)算流量為：
采用錐弧形集流器，。 可得葉輪入口速度:
葉片入口角度的計(jì)算
葉片數(shù)目Z的確定
葉片數(shù)為
取葉柵密度，于是
取葉片數(shù) Z=10
5.2計(jì)算最大彎曲應(yīng)力
圖5-2 彎曲應(yīng)力圖
當(dāng)?shù)醐h(huán)作用A點(diǎn)時(shí)，彎矩為a,當(dāng)作用在A、B兩點(diǎn)之間的C點(diǎn)，彎矩為b，當(dāng)正的最大值和負(fù)的最大值撓度力矩有一個(gè)最小值時(shí)，將發(fā)生最小彎曲應(yīng)力，這就是當(dāng)兩者相等時(shí)，將發(fā)生最小的彎曲應(yīng)力，這就是當(dāng)兩者相等()，會(huì)引起最大正彎矩或負(fù)彎矩的增加，使最大的正負(fù)彎矩相等。
因而
彎矩=
彎曲應(yīng)力
6 卸灰裝置
卸灰裝置兼有卸灰和密封兩種功能．是影響除塵器性能的關(guān)鍵部位之一。假如卸灰裝置處有漏氣現(xiàn)象，不但影響除塵器的正常排灰，而且嚴(yán)重影響除塵效率、因此，理想的卸灰裝置應(yīng)該具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作靈活．排灰及時(shí)和嚴(yán)密不漏風(fēng)等特點(diǎn)。
不管哪一種卸灰裝置，查表可得，如果漏風(fēng)量占到總風(fēng)量的1％時(shí)．則除塵效率降低5％：漏風(fēng)量占5％時(shí)，除塵效率降低約50％；漏風(fēng)量占15％時(shí)．除塵效率會(huì)降低到很低的數(shù)值。故本機(jī)在卸灰斗門上可以加一層橡膠用來(lái)起密封作用，可以提高除塵器性能。
排氣管常見(jiàn)的排氣管有兩種形式：一是下端收縮式；另一種是直筒式。在設(shè)計(jì)分離較細(xì)粉塵的旋風(fēng)除塵器時(shí)，可考慮設(shè)計(jì)為排氣管下端收縮式。排氣管直徑越小，則旋風(fēng)型除塵效率越高，壓力損失也教大：反之，除塵器效率越低，壓力損失也越小。排氣管直徑對(duì)效率和阻力影響如圖（4-5）
圖4-5排氣管直徑對(duì)除塵效率與阻力系數(shù)的影響
由于本機(jī)主要灰塵粒徑在7um以上，故應(yīng)采用直筒式排氣裝置，可提高除塵起性能，還可降低該機(jī)成本。
6.1 灰斗
灰斗是旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)中不容忽視的部分。因?yàn)樵诔龎m的錐度處氣流處于湍流狀態(tài)，而粉塵也由此排出容易出現(xiàn)二次夾帶的機(jī)會(huì)，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，造成灰斗漏氣，就會(huì)使粉塵的二次飛揚(yáng)加劇，影響除塵效率。比較好的解決方案是設(shè)置阻氣裝置，減少氣體進(jìn)入灰斗，降低二次飛揚(yáng)，提高該機(jī)除塵器效率。Q3110型號(hào)拋丸機(jī)除塵器采用圖4-6形式灰斗。
圖4-6 灰斗形式
7旋風(fēng)除塵器的計(jì)算
旋風(fēng)除塵器的基本計(jì)算是確定主要尺寸：但是在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用除塵器時(shí)設(shè)備，只要恰當(dāng)?shù)剡x型就可以。
7.1 流體阻力計(jì)算
旋風(fēng)除塵器的流體阻力，用氣體進(jìn)口到出口的壓力損失表示，當(dāng)忽略進(jìn)口和出口管中的流體動(dòng)壓差時(shí)，由式汁算：
=
式中
-流體阻力，pa；
-阻力系數(shù)
v-除塵器進(jìn)氣口氣流速度，m/s
-含塵氣體密度，kg/m
阻力系數(shù)值按下面經(jīng)驗(yàn)公式求出：
=
式中 A-除塵器入口斷面積，
-除塵器外圓筒的內(nèi)徑，m；
-除塵器內(nèi)筒的內(nèi)徑，m；
-除塵器圓筒部分高，m；
-除塵器圓錐部分高，m。
除塵器的壓力損失一般控制在500至 1500pa之間，過(guò)大的壓力損失雖然能換取較高的除塵效率，但能耗太大，顯然是不可取的。常規(guī)旋風(fēng)除塵器內(nèi)務(wù)部分的壓力損失對(duì)總壓力損失所占的比例中．入口損失占7％，出口損失占20％，本體內(nèi)動(dòng)壓損失占30％，灰斗損失占33％．邊壁摩擦損失占10％。
7.2除塵效率計(jì)算
除塵效率的高低取決于多種因素，其中粉塵顆粒的大小有著重要影響，在一般情況下效率按下式計(jì)算：
96%
式中：-旋轉(zhuǎn)除塵器的除塵效率；
-粒子的密度，kg/m；
Q-處理風(fēng)量，；
d-粒子直徑，m；
-旋轉(zhuǎn)角度，rad；
-空氣的動(dòng)力粘度，；
W-流體旋轉(zhuǎn)螺距，m；
r-流體內(nèi)側(cè)半徑，m；
r-流體外側(cè)半徑，m。
7.3 運(yùn)行參數(shù)對(duì)性能的影響
運(yùn)行參數(shù)對(duì)性能的影響有以下幾方面：
A.氣體流量 氣體流量或者說(shuō)除塵器人口氣體流速．對(duì)除塵器壓力損失,除塵效率部有很大影響.從理論上來(lái)說(shuō),旋風(fēng)除塵器的壓力損失與氣體流量的平方成正比，因而也和人口風(fēng)速的平方成正比(與實(shí)際有一定偏差)。
入口流速增加，能增加塵粒在運(yùn)動(dòng)中的離心力，塵粒易于分離，除塵效率提高。除塵效率隨人口流速平方根而變化、但是當(dāng)人口速度超過(guò)臨界值時(shí)．絮流的影響就比分離作用增加得更快，以致除塵效率隨人口風(fēng)速增加的指數(shù)小于1。若流速進(jìn)一步增加，除塵效率反而降低。因此，旋風(fēng)除塵器的人口風(fēng)速宜選取18—23m/s
B.含塵氣體的物理性質(zhì) 旋風(fēng)除塵器的阻力受氣體的溫度和壓力影響，因溫度提高除塵器阻力下降，效率也降低。
旋風(fēng)除塵器的效率隨氣體粘度的增加而降低。當(dāng)氣體溫度增加時(shí)．氣體粘度也就增加。所以在人口風(fēng)速一定時(shí)．除塵效率隨氣體溫度增加而下降。
C.粉塵的粒徑和密度-粉塵的粒徑分布是影響旋風(fēng)除塵器的重要因素。大粒子要比小粒子更容易分離，除塵效率隨塵粒密度的增大而提高；
D.含塵濃度 氣體的含塵濃度耐旋風(fēng)除塵器的陳塵效率和莊力損失也有影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，壓力損失隨含塵負(fù)荷增加而減少，這是因?yàn)閺较蜻\(yùn)動(dòng)的大量塵粒拖曳了大量空氣；粉塵從速度較高帥氣流向外運(yùn)動(dòng)到速度較低的氣流中時(shí)．把能量傳遞給蝸旋氣流的外層，減少其需要的壓力，從而降低壓力降。
由于含塵濃度的提高，粉塵的凝聚與團(tuán)聚性能提高。因而凈化效率有明顯提高。但是提高的速度比含塵濃度增加的速度要慢得多，因此，排山氣體的含塵濃度總是隨著入口處的含塵濃度的增加而增加。
E.含濕量。氣體的含濕量對(duì)旋風(fēng)除塵器工況有較大影響。如分散度很高而粘著性很小的粉塵(小于10um的顆粒含量在30%—40％，含濕量為l％)氣體在旋風(fēng)除塵器中凈化不好。若細(xì)顆粒量不變，濕度量增加5％-I0％時(shí)，那么顆粒在旋風(fēng)除塵器內(nèi)互相粘結(jié)成比較大的顆粒，這些大顆粒被猛烈沖擊在器壁上、氣體凈化將大有改善．所以有往除塵器內(nèi)放些蒸汽來(lái)提高效率的做法，但是注意氣體中的水蒸氣在除塵器內(nèi)壁的凝結(jié)．使塵?？赡苷掣皆谄鞅谏隙档筒僮鞯目煽砍潭取?
F.漏風(fēng)率。除塵器的漏風(fēng)對(duì)凈化效率有顯著影響，尤其以除塵器排灰口的漏風(fēng)更為嚴(yán)。
8 旋風(fēng)除塵器的注意事項(xiàng)
A.旋風(fēng)除塵器凈化氣體量應(yīng)與實(shí)際需要處理的含塵氣體量一致。
B.旋風(fēng)除塵器入口風(fēng)速要保持l8—23m/s。低于18m/s時(shí)，其除塵效率下降；高于23m/s時(shí)，除塵效率提高不明顯，但阻力損失增加，耗電量增高很多。
C.旋風(fēng)除塵器能捕集到的最小塵粒應(yīng)等于或稍小于詖處理氣體的粉塵粒度。
D.當(dāng)含塵氣體溫度很高時(shí)，要注意保溫，避免水分在除塵器內(nèi)凝結(jié)。假如粉塵不吸收水分，露點(diǎn)為30—50℃時(shí)，除塵器的強(qiáng)度最少應(yīng)高出30℃左右，假如粉塵吸水性較強(qiáng)