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        離心風(fēng)輪脫水機(jī)設(shè)計(jì)

        2018-09-22 04:15:54黃振鋒王蕊歐克藝徐展熙趙雅祥華南理工大學(xué)廣州學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院
        數(shù)碼世界 2018年8期
        關(guān)鍵詞:脫水機(jī)螺旋線離心式

        黃振鋒 王蕊 歐克藝 徐展熙 趙雅祥 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院

        1 離心風(fēng)輪脫水機(jī)

        1.1 工作原理

        離心脫水機(jī)原理圖如圖1所示。當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)圓盤和風(fēng)輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí),風(fēng)輪產(chǎn)生的離心力將空氣從風(fēng)輪內(nèi)部甩出匯集到外殼,由于外殼借鑒了對數(shù)螺旋線作圖法設(shè)計(jì),因此外殼的截面積的不同而導(dǎo)致的壓差,使得空氣從螺旋形外殼的出氣口排出。當(dāng)風(fēng)輪內(nèi)部的空氣被排出后,就形成負(fù)壓,外面的空氣在大氣壓的作用下又被壓入到風(fēng)輪內(nèi)部,依次循環(huán),可以加強(qiáng)空氣的流通以及對紗粒的加速排水,

        圖1 離心脫水機(jī)結(jié)構(gòu)

        1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        離心脫水機(jī)主要由離心式通風(fēng)機(jī)、高速離心脫水機(jī)、同步帶電機(jī)、平面軸承、底座五部分組成。

        1.2.1 離心式通風(fēng)機(jī)

        離心式通風(fēng)機(jī)主要部件有機(jī)殼、風(fēng)輪、機(jī)軸、吸氣口、排氣口,此外還有軸承、底座等部件。外殼設(shè)計(jì)采用對數(shù)螺旋線近似作圖法,解決了以前等邊基元法作圖遺留下來的圓弧間相接與相切的問題,這樣可以利用螺旋線外殼截面積不同產(chǎn)生壓差,使得空氣從螺旋型外殼排出。

        1.2.2 離心脫水機(jī)

        離心脫水包括筒形外殼,筒形外殼上端有筒蓋,筒形外殼底部四周有機(jī)腳。筒形外殼內(nèi)有轉(zhuǎn)籠。轉(zhuǎn)籠下端有底盤,底盤中心有管狀上凸起,與管狀上凸起相對應(yīng)的筒形外殼底部中心有通孔。管狀上凸起內(nèi)有管狀軸承座。管狀軸承座下端伸入筒形外殼底部中心的通孔內(nèi)并與通孔四周相固連。管狀軸承座內(nèi)有轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸上端與管狀上凸起的上端相固連,其下端伸出在筒形外殼的底部之下。筒形外殼外側(cè)有電機(jī),電機(jī)的輸出軸上有主動(dòng)輪,轉(zhuǎn)軸下端有被動(dòng)輪,主動(dòng)輪與被動(dòng)輪間有傳動(dòng)帶。其特點(diǎn)是管狀軸承座下部有周向內(nèi)凸臺,周向內(nèi)凸臺的上面和下面均有軸承

        1.2.3 平面軸承

        為了減小紗柱所在平板與金屬底板產(chǎn)生的摩擦,故增加一個(gè)轉(zhuǎn)盤軸承設(shè)計(jì),降低紗柱平板在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的能耗

        1.2.4 同步帶電機(jī)

        電機(jī)通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)脫水裝置圓盤和風(fēng)輪同步轉(zhuǎn)動(dòng),采用三相異步電機(jī)Y801-2提供所需要的離心力。

        圖2 離心脫水機(jī)結(jié)構(gòu)

        2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

        2.1 性能仿真分析

        利用ANSYS軟件對脫水機(jī)螺旋形外殼速度流向仿真,如圖3所示。

        圖3 風(fēng)機(jī)整體的速度流向

        利用ANSYS軟件對風(fēng)輪進(jìn)行靜壓分析,如圖4所示。

        圖4 風(fēng)輪靜壓分析

        通過仿真可知:采用對數(shù)螺旋線設(shè)計(jì)的殼形符合脫水時(shí)水分流向的假設(shè)要求,驗(yàn)證方案的可行性。

        2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        為驗(yàn)證脫水效果,現(xiàn)利用控制變量法對脫水機(jī)做實(shí)驗(yàn),即紗粒浸水后質(zhì)量保持不變,對脫水機(jī)改造前后脫水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)計(jì)算可知,改造后的脫水率比改造前高出12%,脫水效果提高明顯。

        3 推廣價(jià)值

        紡織染色行業(yè)中紗粒脫水通常選用的是傳統(tǒng)的獨(dú)籠式脫水機(jī),這種獨(dú)籠式脫水機(jī)脫水能力有限,而改進(jìn)后將傳統(tǒng)工業(yè)離心脫水機(jī)構(gòu)和離心式鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)巧妙結(jié)合,增大紗粒表面水分的流通,使內(nèi)部水分隨氣流從風(fēng)口排出,提高紗粒脫水率,縮短后續(xù)烘干時(shí)間,減少烘干時(shí)所需要能量和廢氣排放,達(dá)到節(jié)能減排的目的。對原有脫水裝置易改造,且成本低,改進(jìn)后脫水效果好,脫水均勻,降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本,可應(yīng)用到大多數(shù)中小型企業(yè)對紡織品、農(nóng)作物洗滌后的脫水,應(yīng)用前景廣闊,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和推廣價(jià)值。

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