[畢業(yè)設(shè)計精品]盤式熱分散系統(tǒng)

1、盤式熱分散系統(tǒng) 【摘要】盤式熱分散系統(tǒng)是利用廢紙原料制漿與直接使用植物纖維原料制漿相比，廢紙制漿能大量節(jié)約能源、節(jié)約植物纖維原料、降低產(chǎn)品成本等。廢紙再生利用有著顯著的社會效益及經(jīng)濟(jì)效益。而盤式熱分散系統(tǒng)能確保對廢紙漿料的最佳處理，能獲得最佳的效果、最高的效率、最低的能耗。因此，盤式熱分散系統(tǒng)在回收再利用紙類廢棄物更顯示出其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。廢紙?zhí)幚砑夹g(shù)及設(shè)備越來越完善，越來越先進(jìn)。此外，然而社會的進(jìn)步要求使用低品質(zhì)的廢紙生產(chǎn)高品質(zhì)的紙張；現(xiàn)代化印刷技術(shù)的高速發(fā)展及與此相適應(yīng)的各種新型油墨如紫外光固化油墨等，在組成和性質(zhì)上與傳統(tǒng)油墨也有較大的差別。傳統(tǒng)的脫墨法工藝較為普遍，從工藝上分

2、析，廢紙的分選、離解、熟化、脫墨等工序及設(shè)備的合理性對廢紙的脫墨都有較大的影響。本課題通過應(yīng)用autocad 技術(shù)對盤式熱分散系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，運用solidworks技術(shù)對盤式熱分散系統(tǒng)進(jìn)行三維實體造型，并進(jìn)行了運動仿真，使其能將基本的運動更具體的展現(xiàn)在人們面前。 關(guān)鍵詞 盤式熱分散機(jī)； 高濃漂白; 脫墨漿; autocad，solidworks 。 前言盤式熱分散系統(tǒng)自動化程度高,操作直觀、方便。盤式熱分散系統(tǒng)已用于新聞紙,處理各類廢紙,使紙塵埃減少, 在廢紙?zhí)幚磉^程中紙張的白度提高 ,熱分散機(jī)正在扮演越來越重要的角色 ,廢紙中含有的雜質(zhì)有相當(dāng)大部分必須經(jīng)過熱分散工序才能得到較好地處理。廢

3、紙中所含雜質(zhì)的特性，如廢紙中通常含有需經(jīng)過熱分散處理的雜質(zhì) ,如膠粘物、石蠟、塑料、樹脂等。這些雜質(zhì)都有一個共同的特點 ,即在不同的溫度下 ,物理形態(tài)和強(qiáng)度會發(fā)生變化。熱分散處理就是利用其物理特性 ,使膠粘物和石蠟被分散成微細(xì)顆粒 ,使塑料等被凝聚 ,便于篩選工序除去。需經(jīng)熱分散處理的另一類物質(zhì)為現(xiàn)代油墨 ,這些油墨的處理相對來講較為復(fù)雜。傳統(tǒng)的油墨在碎漿過程中 ,經(jīng)堿化作用和機(jī)械作用 ,離解后的油墨很容易被浮選和洗滌。而含現(xiàn)代油墨的廢紙碎解后形成的墨點,但實際上墨點的形狀呈扁平形 ,極易隨漿料進(jìn)入良漿 ,所以篩選去除的效率甚微。經(jīng)處理后的紙漿從最初的抄造紙板發(fā)展到抄造新聞紙 ,近年來用于生產(chǎn)

4、中高檔紙張。因此，目前廣泛應(yīng)用于用于廢新聞紙、書刊雜志紙、辦公用紙等紙質(zhì)物，大大提高了社會效率。 第一章 盤式熱分散系統(tǒng)概述（1） 盤式熱分散系統(tǒng)的簡介 在生產(chǎn)力的推動下近代造紙業(yè)迅速發(fā)展，在企業(yè)獲得經(jīng)濟(jì)效益的同時，也產(chǎn)生了一些弊端，比如說紙制品數(shù)量多、壽命短，所產(chǎn)生的紙類廢棄物增多對環(huán)境造成了巨大的污染，不僅降低了人類的生存質(zhì)量而且浪費了社會資源。總結(jié)發(fā)現(xiàn)，紙制品的回收再利用不僅能獲得明顯的生態(tài)效益而且也能獲得相對的經(jīng)濟(jì)效益。目前,通常采用再生造紙和開發(fā)新產(chǎn)品兩種方式，對于紙類廢棄物進(jìn)行回收再利用。盤式熱分散系統(tǒng)就是對紙質(zhì)廢棄物進(jìn)行再生造紙的制漿系統(tǒng)，使用本機(jī)制取機(jī)械漿，生產(chǎn)過程中無廢水排放

5、，實現(xiàn)了清潔生產(chǎn) 通過實驗設(shè)計了一套適用于以廢紙為基本原料的對各種漿料進(jìn)行處理，可以有效地對廢紙漿料中的膠粘物，油脂，石蠟，塑料，橡膠或油墨粒子等雜質(zhì)進(jìn)行分散處理，以提高脫墨效果，改進(jìn)紙張質(zhì)量，提高紙張性能的熱分散系統(tǒng)。盤式熱分散系統(tǒng)主要包括：斜螺旋濃縮機(jī)，螺旋擠漿機(jī)，料塞螺旋輸送機(jī)，撕碎機(jī)，加熱器和盤式熱分散機(jī)及脫水區(qū)、加熱區(qū)、熱分散區(qū)。1、脫水區(qū)：使?jié){料進(jìn)入加熱區(qū)有較高的濃度，同時也使?jié){料得到完全洗滌。2、加熱區(qū)：將漿料中的熱熔物、蠟、膠粘物等加熱到液點溫度，并使廢紙漿的游離度降到最低，以改善熱分散效果。其設(shè)備包括：料塞螺旋、預(yù)熱螺旋、進(jìn)料螺旋。3、熱分散區(qū)：漿料通過帚化齒盤間隙，在電氣液

6、壓裝置的控制和調(diào)節(jié)下，經(jīng)過破碎、磨漿和精磨，使熱熔物、膠粘物、油墨等從纖維上剝離，并分散成肉眼看不見的微小顆粒。(二) 盤式熱分散系統(tǒng)的工作原理 其工作原理是將預(yù)處理后的紙漿注入到螺旋擠漿機(jī)通過其雙向螺旋葉片使?jié){料更好的混合，然后物料經(jīng)下料口注入到料塞螺旋輸送機(jī)中，該部分中的錐形螺旋葉片將漿料均勻的輸送到撕碎機(jī)中，然后撕碎機(jī)中的齒形葉片對紙漿進(jìn)行撕碎處理，并輸送到加熱器中進(jìn)行脫墨，最后經(jīng)盤式熱分散機(jī)構(gòu)過濾網(wǎng)使氣體逸出，漿料沿出料口到儲存罐中。其工作流程是：廢紙的篩選廢紙的輸送廢紙的碎解 廢紙脫墨 紙漿的漂白 圖示為盤式熱分散系統(tǒng)工作原理流程圖第二章 盤式熱分散系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案（一）螺旋軸的

7、結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)鏈?zhǔn)竭\輸機(jī)的傳動裝置方案大鏈輪軸的左、右軸頭，分別裝配大鏈輪和圓柱齒輪，并用軸肩、軸端擋圈與螺釘進(jìn)行軸向定位和固定，所以軸頭的直徑和長度應(yīng)由相配零件的內(nèi)孔尺寸確定，或由初定軸徑?jīng)Q定，=32mm，=58mm；段（軸頸）安裝軸承，其直徑由定位軸肩的高度或由軸承的類型確定=45mm。 應(yīng)考慮軸承的寬度，軸承與帶輪端面的空隙，以防止轉(zhuǎn)動零件相碰、熱膨脹量及安裝誤差的不利影響，所以取，左端軸承處=（50+5）mm，軸身的直徑=55mm，應(yīng)考慮兩鏈輪之間的尺寸（500mm）、鏈輪的寬度及鏈輪端面與軸承之間的空隙，取=600mm。（二）鏈條的選擇及計算 選取滾子鏈號及鏈節(jié)距 許應(yīng)傳動功率p0其

8、中： k按載荷平穩(wěn)，k=1.21.5，取k=1.2 kz按z1和工作點位置查取 i=3， =25，=i=325=75設(shè)工作點位于p0曲線頂點的左側(cè)，kz=1.34。 kt 按lp=+及鏈條的失效形式查取，初定a=3050p，取a=40p。 lp=+2 +=131.6，圓取整為lp=132 失效形式為滾子、套筒的疲勞，查取kl=1.14。 kp 按排鏈數(shù)為1，查取kp=1，所以p0kw=8.64kw。 按 p08.64kw，n1=1460rmin，查取鏈號08b，鏈節(jié)距p=12.70mm，由表查取滾子的直徑d=8.51mm 計算實際中心距a，鏈速v，工作拉力f1 a=(lp-)+-8=510.7

9、mmv=ms=7.73 ms=n=1423n計算作用在軸上的力=1.2=1.21423n=1707.6n 所以，小鏈輪可采用整體式結(jié)構(gòu)，大鏈輪可采用腹板式結(jié)構(gòu)，潤滑方式為油池潤滑。（三）軸承的設(shè)計計算及疲勞壽命驗算 由于機(jī)械設(shè)備經(jīng)常處于啟動和停止、載荷變化或振動（沖擊）等情況，軸承再外載荷的作用下不能正常工作。其中滑動軸承的失效形式是軸承內(nèi)孔與軸承之間的磨損量超過規(guī)定間隙值；軸承內(nèi)孔的局部形狀改變量超過規(guī)定幾何形狀改變量。 對軸套（瓦）材料的要求是耐磨（摩擦系數(shù)小，磨損少），足夠的強(qiáng)度和抗疲勞性能，良好的耐腐蝕性、抗咬焊性及導(dǎo)熱性。軸瓦采用灰鑄鐵。 滾動軸承的寬度，可根據(jù)軸徑處的直徑及寬徑比確

10、定，寬徑比為。 根據(jù) 其中：（1）（球軸承）。（2） 按，查取又知p=0.56+y=0.562180n+1.831100n=3233.8n考慮輕微沖擊，所以該軸承的疲勞強(qiáng)度滿足要求。 第三章 盤式熱分散系統(tǒng)的創(chuàng)新點及應(yīng)用 （一）創(chuàng)新點 1.可高效地處理各種熱熔膠粘物及其它雜質(zhì)，對各種形式的油墨均具有高效的分散作用。2.采用多種螺旋組合，加熱蒸汽不散失，漿料升溫快，可以顯著地改善漿的強(qiáng)度及纖維的特性。3.采用電氣控制裝置，自動化程度高，分散盤間隙控制精度高，可變及有效的混合，可優(yōu)化漂白效果。（二）應(yīng)用 盤式熱分散系統(tǒng)就是對紙質(zhì)廢棄物進(jìn)行再生造紙的制漿系統(tǒng)，使用本機(jī)制取機(jī)械漿，生產(chǎn)過程中無廢水排放

11、，實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。 適用于各類廢紙的再生生產(chǎn)，配合高濃度磨漿機(jī)可直接制成吸墨性強(qiáng)，不透明度高，柔軟平滑，印刷適應(yīng)性好的高得率機(jī)械漿。蒸煮時，用于預(yù)浸，縮短蒸煮時間，減少化學(xué)藥品用量。或采用經(jīng)過預(yù)處理后的原料經(jīng)本機(jī)，配合高濃磨及精漿機(jī)可制成不同漿種標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械漿，使用本機(jī)制取機(jī)械漿，生產(chǎn)過程中無廢水排放，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)?？偨Y(jié)發(fā)現(xiàn)，紙制品的回收再利用不僅能獲得明顯的生態(tài)效益而且也能獲得相對的經(jīng)濟(jì)效益。目前,通常采用再生造紙和開發(fā)新產(chǎn)品兩種方式，對于紙類廢棄物進(jìn)行回收再利用。 第四章 盤式熱分散系統(tǒng)明細(xì)表 明細(xì)表： 第五章盤式熱分散系統(tǒng)應(yīng)力分析及報目表圖5-1 箱體應(yīng)力分析圖 圖5-3 箱體位移分析圖

12、圖5-4旋轉(zhuǎn)葉片軸應(yīng)力分析圖 圖5-6 旋轉(zhuǎn)葉片軸位移分析圖報目表：算例屬性算例名稱算例 2分析類型static網(wǎng)格類型:實體網(wǎng)格解算器類型ffeplus平面內(nèi)效果: 關(guān)閉軟彈簧: 關(guān)閉慣性卸除: 關(guān)閉熱力效果: 輸入溫度零應(yīng)變溫度298.000000單位kelvin包括 solidworks flow simulation 中的液壓效應(yīng)關(guān)閉摩擦: 關(guān)閉為表面接觸忽略間隙關(guān)閉使用自適應(yīng)方法: 關(guān)閉單位單位系統(tǒng):公制長度/位移mm溫度kelvin角速度rad/s應(yīng)力/壓力n/m2材料屬性號數(shù)實體名稱材料質(zhì)量體積1solidbody 1(圓角1)合金鋼2.10252 kg0.000273054 m

13、3材料名稱:合金鋼說明:材料來源:材料模型類型:線性彈性同向性默認(rèn)失敗準(zhǔn)則:最大 von mises 應(yīng)力應(yīng)用程序數(shù)據(jù):屬性名稱數(shù)值單位數(shù)值類型彈性模量2.1e+011n/m2恒定泊松比0.28na恒定抗剪模量7.9e+010n/m2恒定質(zhì)量密度7700kg/m3恒定張力強(qiáng)度7.2383e+008n/m2恒定屈服強(qiáng)度6.2042e+008n/m2恒定熱擴(kuò)張系數(shù)1.3e-005/kelvin恒定熱導(dǎo)率50w/(m.k)恒定比熱460j/(kg.k)恒定夾具約束名稱選擇組說明固定-1 于 2 面 固定。 載荷載荷名稱選擇組裝載類型說明扭矩-1 于 2 面 應(yīng)用力矩50 n-m 相對于所選參考 面使

14、用均勻分布 按序裝載網(wǎng)格信息網(wǎng)格類型:實體網(wǎng)格所用網(wǎng)格器: 標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格自動過渡: 關(guān)閉光滑表面: 打開雅可比檢查: 4 points 單元大小:4.286 mm公差:0.2143 mm品質(zhì):高單元數(shù):39089節(jié)數(shù):66664完成網(wǎng)格的時間(時;分;秒): 00:00:10計算機(jī)名:xp-201106031648反作用力選擇組單位總和 x總和 y總和 z合力整個實體n-29.3573226.5750.0730562228.469自由實體力選擇組單位總和 x總和 y總和 z合力整個實體n0.004058660.001245034.40245e-0050.00424555名稱類型最小位置最大位置應(yīng)力

15、1von:von mises 應(yīng)力6.77583 n/m2節(jié): 31661(-6.03079 mm,1.72863 mm,527.65 mm)3.44694e+008 n/m2節(jié): 48867(11.8523 mm,-5.5174 mm,428.087 mm)位移1ures:合位移0 mm節(jié): 4122(8.5 mm,1.04095e-015 mm,-113.345 mm)0.405627 mm節(jié): 3990(19.7924 mm,-39.5872 mm,421.432 mm)應(yīng)變1estrn :對等應(yīng)變2.24995e-011 單元: 18534(-6.7557 mm,2.75473 mm,

16、519.67 mm)0.000681726 單元: 23825(6.93041 mm,-9.79979 mm,423.214 mm)算例結(jié)果第六章盤式熱分散系統(tǒng)工程圖及三維圖(一) 盤式熱分散系統(tǒng)渲染圖1、實體渲染圖2、箱體透明渲染圖3、盤式熱分散機(jī)的實體渲染圖4、盤式熱分散系統(tǒng)整體機(jī)構(gòu)渲染圖(二) 盤式熱分散系統(tǒng)工程圖 1、箱體二維工程圖 2、螺旋軸二維工程圖3、 底座的二維工程圖(三) 盤式熱分散系統(tǒng)總裝配工程圖 總結(jié)隨著生產(chǎn)力的發(fā)展近代造紙業(yè)也迅速發(fā)展，盤式熱分散系統(tǒng)能夠在企業(yè)獲得經(jīng)濟(jì)效益的同時，也能夠節(jié)約能源及原材料，降低造紙成本，節(jié)約設(shè)備投資、減輕環(huán)境損害。此外，廢紙再生利用有著顯著

17、的社會效益及經(jīng)濟(jì)效益。 1、 齒輪與鏈條傳動齒輪傳動能保證瞬時傳動比恒定，平穩(wěn)性高。傳遞的功率和速度范圍較大，可實現(xiàn)較大的傳動比。傳動效率高，使用壽命長。鏈條傳動可以在兩軸中心距較遠(yuǎn)的情況下傳遞運動和動力。能在低速，重載和高溫條件下及塵土大的情況下工作。能夠保證準(zhǔn)確的傳動比，傳遞功率較大，傳動效率高。2、 電氣控制系統(tǒng)利用良好的整機(jī)結(jié)構(gòu)、元器件選擇、抗干擾技術(shù)，先進(jìn)的電源技術(shù)，以及監(jiān)控、故障診斷等技術(shù)，配嚴(yán)格的制造工藝，使電機(jī)在工業(yè)環(huán)境中能夠平穩(wěn)可靠的工作。3、 對螺旋葉片的設(shè)計 螺旋葉片是帶鋼連續(xù)軋制葉片，它通過調(diào)整部位（軋輥偏移、喂入高度、碾軋 壓力、導(dǎo)向輪等）的調(diào)整，可以軋制出所需要的各

18、種規(guī)格的葉片。目前制造葉片 的方法有：單件沖壓焊接成形、擠壓成形、等方法。螺旋葉片具有葉片質(zhì)量好、 硬度高、耐磨性好等優(yōu)點。鋼的材質(zhì)和厚度，軋輥的偏移量大小、喂入高度、軋輥的碾壓力、等都是影響葉片硬度的因素。其優(yōu)點是螺旋葉片硬度、耐磨性能高且葉片表面光潔規(guī)整，阻力小提高輸送效率。 本文針對盤式熱分散系統(tǒng)所需完成的任務(wù)，進(jìn)行了三方面的研究基本符合的工作該系統(tǒng)的工作要求。在以后的研究工作中，主要是進(jìn)一步深入熱分散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計，使它的結(jié)構(gòu)趨于完美。 本工程設(shè)計由于對材料力學(xué)等方面的不了解，使得設(shè)計時運用不熟練，設(shè)計方面有待進(jìn)一步提高，希望老師同學(xué)們能夠多提出寶貴意見。致 謝通過這兩個多月的努力，終于順利完成了畢業(yè)論文的設(shè)計。這與畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師的耐心輔導(dǎo)是分不開的，也和同組人員協(xié)助分不開的。這段時間在孫老師的指導(dǎo)下以及本組同學(xué)