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1、模頭及供料裝置在線清洗裝置的設(shè)計(jì) Design of on-Line Cleaning Device for Touch 摘要：在節(jié)省材料、成本低廉、安全簡易、效率高的原則上，進(jìn)行模頭與供料裝置的在線清洗裝置的設(shè)計(jì)。通過對(duì)國內(nèi)外技術(shù)調(diào)查取樣分析,為裝置關(guān)鍵部件和試驗(yàn)研究等層面提供性能依據(jù)，主要對(duì)清洗罐，廢水罐進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)螺桿泵進(jìn)行選型及其計(jì)算校核；本設(shè)計(jì)是結(jié)合壓力罐提供壓力來對(duì)裝置進(jìn)行清洗，減少了對(duì)模頭的拆卸次數(shù)，大大提高了生產(chǎn)效率。 關(guān)鍵字：模頭 清洗裝置 螺桿泵 廢水系統(tǒng) 設(shè)計(jì) I Abstract:On th

2、e principle of saving materials, low cost, simple and safe, and high efficiency, the design of the online cleaning device of the die head and the feeding device is carried out. Sampling and analysis of technical surveys at home and abroad provide performance basis for the key components of the devic

3、e and experimental research, mainly design cleaning tanks, wastewater tanks, type selection and calculation check of screw pumps; this design is combined with pressure tanks Provide pressure to clean the device, reduce the number of disassembly of the die head, and greatly improve production efficie

4、ncy. Key words:Die head Cleaning device Screw pump Wastewatersystem Design II 目錄 1 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 1 1.2.1 鋰離子電池涂布機(jī)模頭清洗裝置 1 1.2.2 流延機(jī)模頭清洗裝置 2 1.3 國外研究現(xiàn)狀 3 1.3.1 涂布線模頭清洗機(jī)構(gòu) 3 1.3.2 一種涂布模頭沖洗機(jī)構(gòu) 4 1.3 研究主要內(nèi)容 5 1.4 研究主要方法 5 2 總體方案確定 7 2

5、.1 確定整體機(jī)械方案 7 2.2 清洗罐的設(shè)計(jì) 7 2.2.1壁厚的確定 7 2.2.2 封頭厚度設(shè)計(jì) 8 2.2.3水壓試驗(yàn)及強(qiáng)度校核 8 2.3清洗罐部件的選取 8 2.3.1 儲(chǔ)罐支座 8 2.3.2 罐體質(zhì)量 9 2.3.3 水的質(zhì)量 9 2.3 壓力罐設(shè)計(jì) 9 2.4.1 格柵設(shè)計(jì) 10 2.4.2 過柵水頭損失 11 3廢水系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 12 3.1 污水泵的設(shè)計(jì) 12 3.2 繪制水泵一的單泵及并聯(lián)特性曲線 12 3.3 繪制水泵二的單泵及并聯(lián)特性曲線 13 3.4 確定總體設(shè)計(jì)方案 14 3.5 水泵機(jī)組基礎(chǔ)尺寸的確定 16 3.6 水泵機(jī)

6、組外形尺寸及安裝尺寸 17 3.7 廢水池容積校核 19 結(jié)論 21 參考文獻(xiàn) 22 致 謝 24 ii 1 緒論 1.1 研究背景 本課題來源于生產(chǎn)實(shí)踐。隨著時(shí)代的發(fā)展，新能源行業(yè)顯的愈發(fā)重要。新能源電池的應(yīng)用也越來越廣泛。這也就要求其自動(dòng)化程度更高，生產(chǎn)效率更高，品質(zhì)更好。對(duì)于涂布工序來說模頭和供料系統(tǒng)非常重要?，F(xiàn)階段涂布每次涂完一批料之后都要對(duì)模頭以及供料系統(tǒng)進(jìn)行拆卸，并送到清洗間進(jìn)行清洗。清洗完成之后還要再將其安裝，耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力。針對(duì)這一現(xiàn)象，進(jìn)行此裝置的設(shè)計(jì)和可行性分析，現(xiàn)如今各行各業(yè)都存在競爭，要想在競爭中勝出，創(chuàng)新必不可少。這套裝置的

7、設(shè)計(jì)，可以節(jié)省大量的時(shí)間、解放勞動(dòng)力、提升生產(chǎn)效率?，F(xiàn)階段涂布工序正負(fù)極的A、B頭都有模頭及供料系統(tǒng)，每次涂完之后都要對(duì)其進(jìn)行拆卸和清洗，拆完一條線所需的時(shí)間大約就需要一天時(shí)間，非常耗費(fèi)時(shí)間。拆卸完成后還要送到清洗間清洗，有的時(shí)候清洗間還不能徹底清洗干凈，還需要生產(chǎn)人員及設(shè)備人員進(jìn)行二次清洗。完成方案的設(shè)計(jì)，在生產(chǎn)結(jié)束之后可以不用對(duì)模頭及供料系統(tǒng)進(jìn)行拆卸清洗，可以在原來的設(shè)施上加上自清洗裝置達(dá)到自動(dòng)清洗的目的。 每次裝線完成后，如果將模頭和供料系統(tǒng)的一些配置安裝錯(cuò)誤，就會(huì)對(duì)生產(chǎn)出來的極片產(chǎn)生極大的影響。對(duì)于負(fù)極來說可能就會(huì)產(chǎn)生氣泡、劃痕、裂紋，甚至漏箔等一些異常。對(duì)于正極就可能產(chǎn)生虛邊過大、

8、混料、鋸齒狀點(diǎn)膠不良等異常。又要花時(shí)間來調(diào)試，調(diào)試不成功的話又要對(duì)模頭進(jìn)行拆卸，還要花費(fèi)更多的時(shí)間。自清洗裝置可以減少拆卸模頭及供料系統(tǒng)的次數(shù)，從而減少了異常因素，更能有效的提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。 1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 1.2.1 鋰離子電池涂布機(jī)模頭清洗裝置 圖1.1所示為一種新型鋰離子電池涂布機(jī)模頭清洗工裝，設(shè)計(jì)一種鋰離子電池涂布機(jī)模頭與供料系統(tǒng)在線清洗裝置，要求載體呈推車狀，所述載體有若干橫梁構(gòu)成，載體頂端的兩根橫梁上裝有緩沖層，所述緩沖層下端設(shè)有清洗液收集倉，清洗液收集倉內(nèi)部裝有過濾網(wǎng)，所述清洗液收集倉側(cè)面裝有排污閥。采用上述結(jié)構(gòu)后，進(jìn)行一種鋰離子電池涂布機(jī)模頭與供料系統(tǒng)清洗工裝與

9、現(xiàn)有技術(shù)相比較，能夠大大提升工作效率從結(jié)構(gòu)上來看，有利于清洗廢液的回收和模頭的快速干燥，同時(shí)也方便模頭的轉(zhuǎn)運(yùn)。 1緩沖層、2為排污閥、3為壓縮氣接口、4為折疊把手、5為過濾網(wǎng)、6為清洗 液收集倉、7為托桿、8為升降板、8-1為鋼針、9為托板、10為絲桿、11為伺服電機(jī)、12為載體、13為轉(zhuǎn)運(yùn)滑輪。 圖1.1 鋰離子電池涂布機(jī)模頭清洗裝置 1.2.2 流延機(jī)模頭清洗裝置 圖1.2所示為一種新型流延機(jī)模頭清洗裝置，該清洗工裝包括：支架、直線導(dǎo)軌。直線導(dǎo)軌成對(duì)平行安裝在支架臺(tái)面上；減速電機(jī)安裝在一個(gè)固定側(cè)板上，通過鏈輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸；模頭固定件，模頭固定件安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，可隨著旋轉(zhuǎn)

10、軸轉(zhuǎn)動(dòng)，用于固定模頭；滾珠絲桿組，固定安裝在支架上，與固定側(cè)板間的連接桿通過絲桿連接件連接，通過安裝在滾珠絲桿組上的手輪推動(dòng)絲桿運(yùn)動(dòng)，使得固定側(cè)板能夠在直線導(dǎo)軌上移動(dòng)。 1模頭固定件、2緊螺栓、3固定側(cè)板、直線導(dǎo)軌、5支架、6手輪、7絲桿連接件、8減速電機(jī)、9鏈輪傳動(dòng)裝置、10滾珠絲桿組、11旋轉(zhuǎn)軸、12連接桿、13模頭A、14模頭B。 圖1.2 流延機(jī)模頭清洗裝置 1.3 國外研究現(xiàn)狀 1.3.1 涂布線模頭清洗機(jī)構(gòu) 圖1.3為一種國外涂布線模頭清洗機(jī)構(gòu)，改機(jī)械裝置包括摩擦裝置，摩擦裝置的上端固定連接有清洗機(jī)構(gòu)；摩擦裝置包括底座、導(dǎo)向槽、電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)盤、推桿、通槽桿、通槽、移動(dòng)

11、座、鋼絲刷和導(dǎo)向座，當(dāng)需要對(duì)模頭27進(jìn)行清洗工作時(shí)，先向上移動(dòng)滑桿22，滑桿22沿方形柱21向上滑動(dòng)，箱體24向上滑動(dòng)，然后將模頭27與箱體24的卡槽26卡接，然后 再向下移動(dòng)滑桿22，箱體24向下移動(dòng)，模頭27向下移動(dòng)，直至插入鋼絲刷19內(nèi)，按住箱體24，然后啟動(dòng)水泵28的開關(guān)，水泵28工作，水流依次經(jīng)過軟管29、水泵28、金屬管210、箱體24和噴水孔25，對(duì)鋼絲刷19和模頭27進(jìn)行噴水工作，然后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)13的開關(guān)，電動(dòng)機(jī)13工作，且?guī)?dòng)轉(zhuǎn)盤14轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤14帶動(dòng)推桿15轉(zhuǎn)動(dòng)，推桿15帶動(dòng)通槽桿16移動(dòng)，使得通槽桿16做前后往復(fù)移動(dòng)，帶動(dòng)移動(dòng)座18做往復(fù)移動(dòng)，移動(dòng)座18帶動(dòng)導(dǎo)向座110在

12、導(dǎo)向槽12內(nèi)做往復(fù)移動(dòng)，鋼絲刷19做往復(fù)移動(dòng)，對(duì)模頭27進(jìn)行摩擦，將模頭27表面的附著物擦除，清洗效率進(jìn)一步提高了。 1摩擦裝置、2矩形塊、11底座、12導(dǎo)向槽、13電動(dòng)機(jī)、14轉(zhuǎn)盤、15推桿、 16通槽桿、17通槽、18移動(dòng)座、19鋼絲刷、110導(dǎo)向座、2清洗機(jī)構(gòu)、21方形柱、22滑桿、23方形 槽、24箱體、25噴水孔、26卡槽、27模頭、28水泵、29軟管 圖1.3 涂布線模頭清洗裝置 1.3.2 一種涂布模頭沖洗機(jī)構(gòu) 一種涂布模頭沖洗機(jī)構(gòu)，包括涂布溶液容器，清洗溶液容器，兩個(gè)容器引出的管線經(jīng)由一個(gè)進(jìn)液二位三通閥匯成一根管線，再與泵連接引到另一個(gè)出液二位三通閥，繼而引出兩根

13、管線，其中一根管線引到涂布模頭， 另一根管線引到外部噴嘴，外部噴嘴的射流方向?qū)?zhǔn)涂布模頭的模唇，泵引出涂布溶液或清洗溶液，當(dāng)進(jìn)液二位三通閥3推至最右端，出液二位三通閥5推至最右端，計(jì)量泵4工作，將清洗溶液經(jīng)過管路從外部噴嘴7噴出。外部噴嘴7對(duì)著涂布模頭6的模唇方向，將涂布模頭6 的模唇周邊沾染的涂布溶液進(jìn)行清理。噴嘴固定架8固定住外部噴嘴7，使外部噴嘴7長時(shí)間 對(duì)準(zhǔn)涂布模頭6的模唇進(jìn)行清理。外部噴嘴7可從噴嘴固定架8拆卸下，由于連接外部噴嘴7 的管線為柔性軟管，人員可以把握住嘴手持部9任意調(diào)整外部噴嘴7方向和位置，對(duì)涂布機(jī) 各個(gè)部位進(jìn)行清洗。外部噴嘴具備機(jī)械自由度，可以涂布機(jī)其 他部位進(jìn)行清洗

14、，利用間接的清洗系統(tǒng)進(jìn)一步提高清洗效率，擴(kuò)大對(duì)模頭的清洗區(qū)域。 1-涂布溶液容器；2-清洗溶液容器；3-進(jìn)液二位三通閥；4-計(jì)量泵；5-出液二位三 通閥；6-涂布模頭；7-外部噴嘴；8-噴嘴固定架；9-噴嘴手持部 圖1.4 涂布模頭沖洗機(jī)構(gòu) 1.3 研究主要內(nèi)容 初步擬定裝置的流程與具體的研究方向，盡量避免過程中發(fā)生的問題。根據(jù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，進(jìn)而確定整個(gè)設(shè)計(jì)的方案大綱，要求結(jié)構(gòu)簡單、造型美觀。選定基本的方案，對(duì)機(jī)構(gòu)整體等進(jìn)行分析。選擇最終方案，繪制成精細(xì)的外形和效果圖標(biāo)注尺寸，主要設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面： （1）清洗罐的容量。 （2）壓力罐的壓力。 （3）廢水罐的壓力。 （

15、4）清洗效率。 （5）水泵的外形尺寸。 1.4 研究主要方法 （1）文獻(xiàn)法：查詢與該主題研究有關(guān)的一定數(shù)量的中文和英文資料，就需要現(xiàn)代文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)和能夠檢索互聯(lián)網(wǎng)文獻(xiàn)的能力，認(rèn)識(shí)到模頭清洗裝置工作原理和運(yùn)動(dòng)原理，以及清洗裝置機(jī)械傳動(dòng)關(guān)鍵部件的參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)； （2）調(diào)查法：調(diào)查國內(nèi)外現(xiàn)有模頭清洗裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例，了解國內(nèi)外行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，為接下來具體機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)做鋪墊。 （3）模擬法：通過使用3D建模平臺(tái)組裝零件，創(chuàng)建出具體模頭清洗裝置的模型，然后用于研究機(jī)械模型的一些基本特征。 2 總體方案確定

16、 2.1 確定整體機(jī)械方案 如圖2.1為總體設(shè)計(jì)方案，該設(shè)計(jì)方案為模頭及供料的自動(dòng)清洗裝置，是為了減少時(shí)間的損失，提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。用清洗罐連接壓力罐1，再連接模頭，壓力罐1提供壓力的同時(shí)清洗劑會(huì)清洗模頭；壓力罐2提供壓力使清洗劑來回清洗，清洗完成結(jié)束將鏈接壓力罐的閥門關(guān)閉，使污水流進(jìn)廢水罐內(nèi)完成清洗。 圖2.1 總體機(jī)械裝置 2.2 清洗罐的設(shè)計(jì) 2.2.1壁厚的確定 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)壁厚公式[3] （2.1） (2.2) 由于添加的清洗劑具有一定的輕微腐蝕性，腐蝕裕量

17、查取C2=2mm(C21mm) 涉及厚度為 根據(jù)，由鋼板厚度負(fù)偏差得： C1=0.25mm； 故取名義厚度 壁厚取整為5mm； 確定選用壁厚為5mm得06Gr19Ni10高合金鋼板制作罐體。 2.2.2 封頭厚度設(shè)計(jì) 根據(jù)公式[5] (2.3) 焊接接頭的焊接系數(shù)取=1，鋼板最大寬度定為3m，清洗罐直徑為1m。 于是封頭厚度 取C=C1+C2=0.25+2=2.25mm 故+C=1.1+2.25=3.35mm 圓整后取，確定選用=5mm厚的06Gr19Ni10制作封頭 2.2.

18、3水壓試驗(yàn)及強(qiáng)度校核 先按公式確定水壓試驗(yàn)時(shí)的壓力[6]為 PT=1.25P=1.250.3=0.375Mpa 查表得： 根據(jù)式; (2.4) 則 而 因?yàn)?，所以水壓?shí)驗(yàn)強(qiáng)度足夠。 2.3清洗罐部件的選取 2.3.1儲(chǔ)罐支座 M=m1+m2+m3+m4 （2.5） m1----罐體質(zhì)量 m2----封頭質(zhì)量 m3----液氨質(zhì)量 m4----附件質(zhì)量 根據(jù)已知條件：M=m1+m2+m3+m4=14

19、8+52+200+50=450KG 2.3.2 罐體質(zhì)量 =5mm， L=1200的筒節(jié) (2.6) 2.3.3水的質(zhì)量 式中： 裝量系數(shù) 水密度 V容器體積 裝量系數(shù)取=0.977 儲(chǔ)罐容積 V=2V封+V筒 （2.7）

20、 清洗罐中的水在-20的密度為665kg/ m3 則容積質(zhì)量m3 2.3 壓力罐設(shè)計(jì) 2.3.1 壓力罐選型 壓力罐的可調(diào)容積與罐體的容積以及高壓和低壓之間的差成正比。 不同的壓力罐具有不同的可調(diào)容積系數(shù)，并且可調(diào)容積的計(jì)算更加復(fù)雜。通常，可以根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式估算類型選擇：Q = L / t * K，其中Q為壓力罐的容積，單位為升； L是高峰用水期間的每小時(shí)用水量，單位是升，t是在水泵高峰時(shí)每小時(shí)啟動(dòng)泵的次數(shù)，通常取6到10； 2.3.2 氣壓罐的總?cè)莘eV 　　氣壓罐的總?cè)莘e一般由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可以得知：公式[7]V= βVX(1- αb)（2.8）計(jì)算。 　　式中

21、：V為氣壓罐的總?cè)莘em3； VX：壓力罐總?cè)莘e； β：氣壓罐的容積系數(shù)，取1.10； αb：壓力罐最低工作壓力和最高工作壓力之比，取0.8； 對(duì)于壓力罐給水系統(tǒng)，貯水容積為2*5*30=300L；緩沖水容積V1一般不小于20L，穩(wěn)壓水容積V2一般不小于50L。 2.3.3壓力控制點(diǎn)壓力值的計(jì)算 　　氣壓罐設(shè)4個(gè)壓力控制點(diǎn)其中，即啟動(dòng)消防泵的壓力值，按下式計(jì)算[9]： 　　P2 =(P1 + 0.098) αb - 0.098 （2.9） P1：氣壓罐最低工作壓力點(diǎn)或氣壓罐充氣壓力； P2為最高工作壓力； 　　P01 = P2

22、 + 0.02~0.03Mpa　　　　 （2.10） P02 = P01 + 0.05~0.06Mpa = P2 + 0.07~0.09MPa 　　氣壓罐工作壓力比：αb = 0.76 　　氣壓罐總?cè)莘e：V= βVX(1- αb) = 1.1(300+20+50)(1-0.76)=1.70m3 　　選用：SQL10000.6氣壓罐一臺(tái) 　　氣壓罐充氣壓力： 　　P1 =Hmin= Hq+ Hd+ HK+∑h-H = 0.16+0.01+0.02+0.0082-0.04 = 0.14(Mpa) 　　最高工作壓力：P2 =(P1 +

23、0.098) αb - 0.098 = 0.14 0.76-0.098 = 0.22 (Mpa) 　　穩(wěn)壓泵啟動(dòng)壓力：P01 = P2 + 0.02~0.03Mpa = 0.22+0.02~0.03 = 0.24~0.25(Mpa) 　　穩(wěn)壓泵停泵壓力：P02 = P2 + 0.07~0.09Mpa = 0.22+0.07~0.09 = 0.29~0.31(Mpa) 　　穩(wěn)壓泵揚(yáng)程：H = (P01 +：P02 )2 = (0.24+0.39)2 = 0.27 (Mpa) 　　穩(wěn)壓泵流量：Q ≤5.0L/S 　　選用40LG12-152水泵兩臺(tái) 一用一備 每臺(tái)：Q = 4.17L

24、/s，H = 27m，N = 2.2KW 2.4 污水泵設(shè)計(jì) 2.4.1格柵設(shè)計(jì) 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可以得知，選用中格柵， 設(shè)過柵流速取v=0.9 m/s，柵條間隙e=20mm，格柵安裝傾角=60，柵前水深h=0.5m。則柵條間隙數(shù)[7] n== (2.11) 取 n = 46 取柵條寬度s=0.01m，則格柵寬度[5] （2.12） 取進(jìn)水渠寬,漸寬部分展開角，則 進(jìn)水渠道漸寬部分長度： （2.13） 柵槽與出水渠道連接

25、處的漸窄部分長度： （2.14） 取柵前渠道超高，則柵前槽高 （2.15） 柵槽總長度： （2.16） 2.4.2 過柵水頭損失 過柵水頭損失[8] (2.17) 式中，——過柵水頭損失，m； ——計(jì)算水頭損失，m； ——重力加速度，9.81； 　　 —系數(shù)，一般取3； —阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，,當(dāng)為矩形斷面時(shí)， 3廢水系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 3.1污水泵的設(shè)計(jì) 所選方案

26、應(yīng)為可行方案，所提方案如下表： 表1 選泵方案 方案編號(hào) 用水變化范圍（m3/ h） 運(yùn)行泵及其臺(tái)數(shù) 第一方案 選用兩臺(tái) <940 1臺(tái)300QW800-15-55 940-1400 2臺(tái)300QW800-15-55 第二方案 選用三臺(tái) <735 1臺(tái)250QW600-15-45 735-1340 2臺(tái)250QW600-15-45 1340-1400 3臺(tái)250QW600-15-45 從運(yùn)行費(fèi)用方面：方案一，方案二均能滿足用水要求，方案一方案揚(yáng)程利用率較高,而方案二富余揚(yáng)程多，利用率較低。且在用水量低時(shí)，方案二會(huì)造成很大的能耗，故方案一較優(yōu)；從運(yùn)行方面維護(hù)

27、方面看：因?yàn)槭褂玫氖峭N型號(hào)（或同樣）的水泵，管道附件變化較少，便于施工維護(hù)，同時(shí)也便于泵的輪換工作，互為工作、備用泵； 發(fā)展方面：方案一起初采用小葉輪，用水量逐漸增大時(shí)，將可改換成大葉輪。同時(shí)，也為遠(yuǎn)期供水預(yù)留了水泵位，具有很好擴(kuò)容的條件；方案一水泵效率高，較節(jié)能。 3.2繪制水泵一的單泵及并聯(lián)特性曲線 在一定范圍去兩點(diǎn)相關(guān)坐標(biāo)，用做拋物線法近似代替特性曲線方程，先假設(shè)Q-H特性曲線H=Hx-SxQ2，，在水泵特性曲線取兩點(diǎn)（Q1,H1）和（Q2，H2）代入H=HX-SXQ2,解出Sx和HX，求出Q-H特性曲線方程，用描點(diǎn)法繪出Q-H特性曲線。取點(diǎn)（15，600），（12.9,700）

28、。解出Sx=1.510^-5 , HX=20.8，取點(diǎn)列表： 表3.1臺(tái)水泵一Q-H表 取點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Q（m3/h) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 H(m) 20.8 20.64 20.18 19.38 18.24 16.8 15 12.98 10.56 表3.2臺(tái)水泵一并聯(lián)Q-H表 取點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Q（m3/h) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 H(

29、m) 20.8 20.64 20.18 19.38 18.24 16.8 15 12.98 10.56 表3.3臺(tái)水泵一并聯(lián)Q-H表 取點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 Q（m3/h) 0 300 600 900 1200 1500 H(m) 20.8 20.64 20.18 19.38 18.24 16.8 描點(diǎn)法繪圖得： 圖3.1 單泵及并聯(lián)特性曲線 3.3繪制水泵二的單泵及并聯(lián)特性曲線 在高效段范圍內(nèi)去兩點(diǎn)坐標(biāo)，用拋物線法擬合水泵特性曲線方程，先假設(shè)Q-H特性曲線H=Hx-SxQ2，，在水泵特性曲線取兩點(diǎn)（Q

30、1,H1）和（Q2，H2）代入H=HX-SXQ2,解得S和HX值，求出Q-H特性曲線方程，用描點(diǎn)法繪出Q-H特性曲線，取點(diǎn)（15，800），（13.5,900）。解出Sx=8.8210^-6 ,HX=20.64 表3.4臺(tái)水泵二Q-H表 取點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Q（m3/h) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 H(m) 20.64 20.55 20.29 19.85 19.23 18.44 17.46 16.32 15 13.5 表3.5臺(tái)水泵二并聯(lián)Q-H

31、表 取點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Q（m3/h) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 H(m) 20.64 20.55 20.29 19.85 19.23 18.44 17.46 16.32 15 13.5 描點(diǎn)法繪圖得： 圖3.2 水泵二的單泵及并聯(lián)特性曲線 3.4確定總體設(shè)計(jì)方案 表3.5選泵方案比較表 方案編號(hào) 用水變化范圍 運(yùn)行泵及其臺(tái)數(shù) 泵揚(yáng)程（m） 所需揚(yáng)程（m） 揚(yáng)程利用率（%） 泵效率（%） 第一方案選用兩臺(tái)3

32、00QW800-15-55 <940 一臺(tái)300QW800-15-55 12.8 12.8 100 82.78 940~1400 兩臺(tái)300QW800-15-55 12.8-16.3 12.8~13.7 84~100 82.78 第二方案選用三臺(tái)250QW600-15-45 <735 一臺(tái) 250QW600-15-45 12.15 12.15 100 82.6 735~1340 兩臺(tái) 250QW600-15-45 12.15~13.5 12.15~13.5 100 82.6 1340~1400 三臺(tái) 250QW600-15-45 1

33、3.5~17.3 13.5~13.7 79-100 82.6 3.4.1設(shè)計(jì)方案對(duì)比 從運(yùn)行費(fèi)用方面：方案一，方案二均能滿足用水要求，方案一方案揚(yáng)程利用率較高,而方案二富余揚(yáng)程多，利用率較低。且在用水量低時(shí)，方案二會(huì)造成很大的能耗，故方案一較優(yōu)；從運(yùn)行方面維護(hù)方面看：因?yàn)槭褂玫氖峭N型號(hào)（或同樣）的水泵，管道附件變化較少，便于施工維護(hù)，同時(shí)也便于泵的輪換工作，互為工作、備用泵； 發(fā)展方面：方案一起初采用小葉輪，用水量逐漸增大時(shí)，將可改換成大葉輪。同時(shí)，也為遠(yuǎn)期供水預(yù)留了水泵位，具有很好擴(kuò)容的條件；方案一水泵效率高，較節(jié)能。 例，經(jīng)過比較幾個(gè)方案，300QW800-15-55型

34、泵效率高，平時(shí)運(yùn)行費(fèi)低，且并聯(lián)輸送水量大，能滿足發(fā)展需要。選用方案二，選用3臺(tái)300QW800-15-55型泵，二用一備。（2）查出所選水泵及電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)。 表3.6水泵性能參數(shù)表 水泵型號(hào) Q (m3/h) H (m) 轉(zhuǎn)速r/min 軸功率(KW) 效率(%) 允許吸上真空高度Hs 葉輪直徑D 進(jìn)口法蘭DN 出口法蘭DN 泵重 (噸 備注 300QW800-15-55 800 15 980 55 82.78 - - - 300 1.350 表3.7配用電機(jī)性能參數(shù)表 電機(jī)型號(hào) 功率(KW) 轉(zhuǎn)速r/min 電壓(V

35、) 重量(噸) 參考價(jià)格 Y315S-6 75 980 380 0.990 - 3.5 水泵機(jī)組的確定 基礎(chǔ)長度L=地腳螺栓孔間距+（400～500）mm =p+400=780+400mm=1180mm 基礎(chǔ)寬度B=地腳螺栓孔間距+（400～500）mm =y+400=770+400=1170mm 基礎(chǔ)高度H=3.0w/LBr =3.01350(1.181.172400)=1.22m 式中： W---機(jī)組總重量 r---混泥土容重2400kg/ m3 圖3.

36、4 潛污泵尺寸圖 圖3.5 潛污泵安裝尺寸圖 3.5.1基礎(chǔ)校核 a、基礎(chǔ)重量=1.181.171.222400=4042.40kg 機(jī)組重量=1350kg 滿足基礎(chǔ)重量=機(jī)組重量3，符合要求 b、基礎(chǔ)高度＝1220mm≮50cm ,符合要求 頂面高出室內(nèi)地坪取30cm>10~20cm 3.5.2水泵機(jī)組布置 污水泵站一般有三種排列方式： 圖3.6 污水泵站排列方式 3.5.3計(jì)算局部水頭損失

37、 表3.8 局部水頭損失計(jì)算表 序號(hào) 管件名稱 管件 局部阻力 流量Q 最大流速v (m)　 局部水頭損失(m) 直徑 系數(shù) (m3/h) (m/s) （mm） 　 　 　 1 喇叭口 400 0.1 850 3.34 0.57 0.057 2 彎頭2個(gè) 400 0.6 850 1.88 0.18 0.11 3 漸擴(kuò)管 300400 0.13 850 3.34 0.57 0.074 4 90彎頭2個(gè) 600 1.1 1485 1.46 0.11 0.12 5 漸擴(kuò)管 4006

38、00 0.12 850 1.88 0.18 0.0216 6 球形伸縮節(jié) 400 0.21 850 1.88 0.18 0.038 7 閘閥 400 0.07 850 1.88 0.18 0.0126 8 止回閥 400 2.5 850 1.88 0.18 0.45 9 90彎頭 300 0.52 850 3.34 0.57 0.296 .10 三通管2個(gè) 400600 1.62 1485 1.46 0.11 0.178 1.757 各管段水頭損失為沿程水頭損失和局部水頭損失之和。再計(jì)算總水頭

39、損失，即計(jì)算A-D管路水頭損失，為AB管段、BC管段、CD管段水頭損失之和。則水泵所需總揚(yáng)程：H=10.39+1.92+2=14.31m 3.5.4水泵工況點(diǎn)的校核 水泵管道特性曲線 比阻=1.76/14852=7.98*10^-7 管道曲線，列出流量與楊程計(jì)算表，再描點(diǎn)作圖： 表3.9 管道特性曲線計(jì)算（最低水位） 取點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Q（m3/h) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 H(m) 10.39 10.42 10.52 10.68 10.90 11.19

40、 11.54 11.95 12.43 表3.10 管道特性曲線計(jì)算（最高水位） 取點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Q（m3/h) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 H(m) 8.69 8.72 8.82 8.98 9.2 9.49 9.84 10.25 10.73 畫出最低水位和最高水位時(shí)的管道、單泵和并聯(lián)泵的特性曲線圖，如下圖所示： 圖3.7 提升泵工況校核曲線圖 檢驗(yàn)單泵運(yùn)行和并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，由泵得性能圖得知該泵4個(gè)工況點(diǎn)都在高效段，所選泵合理。 3.6

41、 廢水池容積校核 集水池的容積在滿足安裝格柵和吸水管的要求，保證水泵的吸水條件并能夠及時(shí)將流入的污水抽走的前提下，應(yīng)盡量小些，這樣既降低造價(jià)，又可以減輕污水池污水中雜物沉積和腐化，集水池容積根據(jù)工作泵機(jī)組停車時(shí)啟動(dòng)備用泵所需時(shí)間來計(jì)算。一般可采用不小于最大泵5min出水量的容積[6]。 (3.1) W1——集水池有效容積，m3 Q——最大泵5min出水量，m3/h 經(jīng)過計(jì)算，廢水池符合上述的保證水泵的吸水條件并能夠及時(shí)將流入的污水抽走的前提標(biāo)準(zhǔn)。 結(jié)論 本論文本著節(jié)省材料、成本低廉、安全簡易、效率

42、高的原則，立足于模頭與供料裝置的清洗裝置的設(shè)計(jì)，完成的基本工作如下，主要設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面：清洗罐的設(shè)計(jì)計(jì)算，廢水罐的設(shè)計(jì)，螺桿泵的選型及其計(jì)算設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)是結(jié)合壓力罐提供壓力來對(duì)裝置進(jìn)行清洗，減少了對(duì)模頭的拆卸次數(shù)。實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)效率的功能。從而帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步。 鑒于研究能力有限，模頭與供料裝置的清洗裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和等一些關(guān)鍵性因素還有待進(jìn)一步提升。未來希望可以更好的學(xué)習(xí)有關(guān)的知識(shí)，將清洗裝置與智能化控制方向結(jié)合，使清洗裝置相關(guān)產(chǎn)業(yè)朝著更好的方向邁進(jìn)一步。 參考文獻(xiàn) [1] 諸慎林.趙毅紅，周中平《清洗生產(chǎn)導(dǎo)論》[M

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44、，2015 [9] 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）/中冊(cè)，東北工學(xué)院《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組編，冶金工業(yè)出版社，2017 [10]孔慶華.劉傳紹.極限配合與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M]，上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2012.2 [11]濮良貴.紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)(第8版)[M].北京:高等教育出版社，2006. [12]張文斌.自動(dòng)清洗裝置的設(shè)計(jì)[M].江蘇：農(nóng)機(jī)化研究出版社 ，2015.8.1. [13]方健.廢水罐的性能研究[M].江蘇：江蘇理工出版社，2015.5.16. [14]石年勛.各類離心機(jī)電機(jī)功率選擇分析探討[M].浙江：化工裝備技術(shù)出版社，1994.10.05. [15]龔雙龍.陳

45、立華，嚴(yán)曉丹.一種由廢水二次利用組合成的裝置設(shè)計(jì)[M].杭州：杭氧科技，2015.6.30. [16]王婭娜.劉燕云.泵裝置的選型與應(yīng)用[D].湖北：給水排水出版社2012.09.23. [17]謝小東.可編程邏輯和關(guān)鍵技術(shù)研究[M].安徽：電子科技大學(xué)出版社，2011.10.01. [18]張萌.基于產(chǎn)品族的機(jī)械產(chǎn)品模塊化配置設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[M].北京:國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2013.4.1. [19]張廣.對(duì)“實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍”的理解[D].杭州：物理出版社，1998.11.15. [20]張榮榮.泵機(jī)械零件的試驗(yàn)研究及有限元分析[M].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 出版社，2007.

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49、夠順利完成，得益于指導(dǎo)老師徐衛(wèi)彥老師和企業(yè)導(dǎo)師李世豐李工，本論文是在徐老師和李工悉心的指導(dǎo)下完成的，徐老師和李工擁有豐富的學(xué)術(shù)經(jīng)驗(yàn)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，在課程設(shè)計(jì)題目制定時(shí)，他們首先肯定了我的研究課題，同時(shí)給了極大的勇氣，幫我具體的分析利弊使我最終選取模頭及供料裝置的設(shè)計(jì)這個(gè)課題，使我在研究時(shí)有了具體方向。當(dāng)論文開題后時(shí)，具體的設(shè)計(jì)不是很清楚，在老師的幫助下，我的設(shè)計(jì)有了明確的方向，初稿完成后，老師仔細(xì)檢查了我的寫作并指出了我的問題，為接下來的改進(jìn)提供了方向，在此十分感謝老師和李工的細(xì)心指導(dǎo)，才能讓我順利完成畢業(yè)論文的寫作。 感謝機(jī)電工程學(xué)院的全體領(lǐng)導(dǎo)和老師，在他們認(rèn)真的教導(dǎo)下，我學(xué)到了很多專業(yè)性知識(shí)，為論文的寫作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；感謝參與本論文的批閱，和對(duì)本論文提出寶貴意見的老師和領(lǐng)導(dǎo)。 25