摘 要摘 要Top-1250平板上悬式刮刀卸料离心机中刮刀是以液压动作系统为驱动，以气体辅助为条件，在转鼓内进行横向和纵向运动，从而消除残余在转鼓壁上的滤渣，使得机器正常工作。在目前的刮刀卸料离心机中刮刀的结构较为简单，不能有效刮除滤渣，且尺寸较大，与转鼓壁间隙较小，所用材料的硬度强度也较高，更容易刮烂转鼓壁，致使机器不能够正常工作，从而降低了离心机的工作效率。本课题主要是利用已知的基本参数和主要尺寸，通过三维软件Pro/E完成离心机整体的建模，并且在了解离心机刮刀的工作原理之后，对刮刀进行建模，并利用Ansys Workbench软件对刮刀的结构形式和尺寸进行静力分析及设计优化，将新旧刮刀的静力分析结果互相对比，最终选择合适有效的优化方案，并画出优化之后的结构图。在本研究课题中，设计优化后的刮刀达到了将物料刮除更为干净，提高离心机工作效率，节约生产成本的目的。在设计优化的几个方案中，方案一的优化结果较好，较有实用性。关键词离心机；刮刀；Pro/E建模；Ansys Workbench分析
目 录
第一章 绪论 1
1.1 本课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 3
1.3 本课题研究目的及内容 4
第二章 Top1250平板上悬式刮刀卸料离心机整体简述 6
2.1 简述Top1250平板上悬式刮刀卸料离心机的工作机理 6
2.2 Top1250平板上悬式刮刀卸料离心机中刮刀的工作原理 7
第三章 离心机刮刀的三维实体建模及静力学分析 9
3.1 离心机的三维实体建模 9
3.1.1 刮刀卸料离心机的三维实体建模 9
3.1.2 刮刀卸料离心机刮刀的三维实体建模 11
3.2 工程结构静力学分析简介 11
3.2.1 静力学分析的定义及载荷 11
3.2.2 线性静力学分析基础 12
3.3 基于Ansys Workbench的静力学分析步骤 12
3.3.1 刮刀的几何模型导入 12
3.3.2 定义材料属性 12
3.3.2 定义单元类型 13
3.3.3 网格划分 13
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 

3.3.4 加载与结果求解分析 14
第四章 刮刀卸料离心机刮刀的优化及分析 17
4.1 刮刀优化设计的方案 17
4.1.1 初始刮刀结构及工作状态 17
4.1.2 方案一 17
4.1.3 方案二 18
4.1.4 方案三 19
4.2 计算结构汇总及方案比较 20
4.2.1 参数设置及计算汇总 20
4.2.2 方案对比及优化分析 22
4.3 小结 28
结 论 30
致 谢 30
参考文献 31
第一章 绪论
1.1 本课题研究的背景及意义
很早以前离心原理就被中国人应用于生活中，古人把绳索绑在绳子的一头，用手握住绳子的另一头并且用力旋转甩动陶罐，从而利用高速产生的离心力挤压出陶罐中的蜂蜜[1]。工业离心机最早诞生于欧洲，50年代国外就成功研制出了自动排渣的碟式活塞排渣分离机，到60年代的时候开始慢慢形成完善的系列产品。由于中国的改革开放，因此促进了国内离心机行业的迅速发展，例如南京绿洲机器厂复制了ALFAN×420型大锥角离心机，用于玉米蛋白的分离，并制成样机用于生产。[2]因为现在对环境问题、三废治理问题的重视，同时对工业废水和污泥脱水重新制定了更高的要求，从而使卧式螺旋卸料沉降离心机、碟式分离机和三足式下部卸料沉降离心机的发展越来越快。如今，在很多聚合物生产的分离设备中，离心机已成为关键设备[3]。Top1250平板上悬式刮刀卸料离心机如图11所示：
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图11 平板上悬式刮刀卸料离心机的实体图形
在工业生产中，离心机大多数应用于后处理设备中，主要是用来脱水、分离、净化以及对固体颗粒进行分级[4]。在生产过程中，从低速调节至超速，主要是离心设备和离心技术这两部分取得进步。离心机现已普及至生物医学、石油化工、农业、食品卫生等领域，它根据每一物质在离心力场中有不同的沉淀速度，使样品得以分析分离[1]。离心机有很多类型，按照不同的方式有不同的分类，表11是离心机的分类情况：
表11 离心机的分类情况[5]
分类方式
离心机机型
外形
三足式离心机（转速600～1200r/min）
平板式离心机（转速600～1200r/min）
台式离心机（转速0～22000r/min）
卧式离心机（转速870～6000r/min）
碟式分离机（转速4000～10000r/min）
管式高速分离机（转速30000r/min）
分离因素Fr值
常速离心机Fr≤3500（一般为600～1200）
高速离心机Fr=3500～50000
超高速离心机Fr＞50000（50000r/min以上）
操作方式
间隙式离心机、连续式离心机
卸渣方式
刮刀卸料离心机（工序间接，操作自动）
活塞推料离心机（工序半连续，操作自动）
螺旋卸料离心机（工序连续，操作自动）
离心力卸料离心机（工序连续，操作自动）
振动卸料离心机（工序连续，操作自动）
颠动卸料离心机（工序连续，操作自动）
工艺用途
过滤式离心机
沉降式离心机
离心分离机
安装方式
立式离心机
卧式离心机
倾斜式离心机
上悬式离心机
三足式离心机
近年来，离心机的应用已经逐步发展起来，广泛应用于化工、医药、轻工、食品等行业，尤其适用于糖厂对甲膏和乙膏的分离，总之，离心机已完全渗透到我国的各行各业中去了[6]。由于化工、纺织、医药等领域继续不断的发展，快速增长的需求 ，导致离心机的竞争越来越激烈，而竞争归根到底是技术的创新，所以对离心机部件进行优化，以提升离心机整体性能，节约生产成本，是大势所趋。且离心机使用的安全、高效、环保、使用寿命等情况，将直接关系到企业的命脉，与企业的发展壮大息息相关，也直接关系到人们在生产生活中的健康与安全。
国内外研究现状
我国离心分离行业目前还在发展初期，所以总体水平有待提高。在选煤工业中常用到的离心机有：振动卸料离心机、刮刀卸料离心机、沉降式离心机以及沉降过滤式离心机。刮刀卸料离心机大部分应用于细粒煤脱水；振动卸料离心机应用于大于或等于0.5mm粒级煤炭产品脱水；沉降式离心机，应用于易泥化的原生煤泥、浮选尾煤的脱水以及洗水的澄清；沉降过滤式离心机大部分应用于浮选精煤脱水[7]。图12展示的是目前离心机刮刀的结构。

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