周邊傳動刮泥機動力系統(tǒng)設計

歡迎下載本文檔參考使用，如果有疑問或者需要CAD圖紙的請聯(lián)系q1484406321徐州工程學院畢業(yè)設計(論文)圖書分類號：密 級：摘要排泥機械是在自來水廠和污水處理廠中配合沉淀池使用的，它是重要的排泥專用設備。排泥機械的形式隨工藝的條件與池形的結構而有所不同，目前常用的排泥機械可分為平流式(矩形)沉淀池排泥機和輻流式(圓形)排泥機兩大類。刮泥機主要有周邊傳動式、中心傳動式、矩形平流池桁車式、鏈傳動式等。它是排泥機械中的一種常見設備，它是沉淀池不可缺少的設備。一般采用鋁合金，不銹鋼或防腐處理型鋼制作，具有電動提肥，過載保護、撇渣、刮泥、虹吸排泥過程監(jiān)控，電氣聯(lián)鎖等特點，動力消耗低、防腐性能強、吸泥量可調(diào)、傳動平穩(wěn)、運行可靠。本設計研究的刮泥機為周邊傳動式。并將可編程序控制器(PLC)應用于控制系統(tǒng)中，極大的簡化操作過程，提高運行穩(wěn)定性。具有結構簡單，運轉連續(xù)，管理方便等一系列優(yōu)點。關鍵詞：可編程控制器；全自動運行；環(huán)保；刮泥機AbstractArranges the putty machinery is in the Waterworks and the Sewage treatment plant，the coordinate sedimentation pond use，it is the important special purpose equipment. Arranges the putty machinerys form differs from along with the craft condition and the pond structure，at present the commonly used platoon putty machinery may divide into the advection type (rectangle) a sedimentation pond row of putty machine and the spoke class type (circular) the row of putty machine two broad headings. The mud scraper mainly has peripheral transmission type，central transmission type，the rectangular advection pond clothes rack car type，the chain drive type and so on. It is in the row of putty machinerys one kind of common equipment; it is the sedimentation pond essential equipment. Generally uses the aluminum alloy， the stainless steel or the antiseptic treatment section manufacture，has raises electrically operated fat， the over-load protection, casts aside the dregs，to blow the putty，the rainbow to attract the row of putty process monitoring，characteristics and so on electrical interconnection， the power consumption is low，the antiseptic property strong，attracts the putty quantity adjustable，the transmission to be steady，the movement is reliable.This design research mud scraper for peripheral transmission type. And applies programmable controller (PLC) in the control system，the enormous simplification operating process，enhances the movement stability.Has the structure to be simple，the revolution is continual，manages the convenience and so on a series of merits.Keywords：PLC Completely automatic movement environmental protection Mud scraperII徐州工程學院畢業(yè)設計(論文)目 錄1 緒論11.1 我國的環(huán)保形勢11.2 常用的的污水處理工藝簡介21.2.1活性污泥工藝21.2.2氧化溝工藝21.2.3 A-O法及A-B法21.2.4 SBR法21.3 刮泥機簡介及其在污水處理中的地位31.4 我國現(xiàn)存刮泥機的種類，各自的應用場合和優(yōu)缺點31.5 本課題研發(fā)的刮泥機簡介51.6 研究意義62 刮泥機總體設計72.1 本課題刮泥機的設計參數(shù)72.2 周邊傳動的總體構成72.2.1 全跨式72.2.2 半跨式72.2.3 中心旋轉支座92.2.4 撇渣機構及刮板布置102.3 動力系統(tǒng)總體設計112.3.1 工作原理112.3.2 傳動機構各部分的組成122.4 初沉池的設計122.4.1 高密度澄清池概況122.4.3高密度澄清池的三種類型132.4.4高密度澄清池的簡介132.4.5初沉池設計參數(shù)133 動力系統(tǒng)設計與計算153.1 傳動裝置設計的要求153.2 電動機的選擇153.2.1 選擇合適的電動機163.2.2 電機驅動功率的計算與選擇163.3 聯(lián)軸器的設計183.3.1聯(lián)軸器的分類183.3.2聯(lián)軸器選擇應考慮的問題193.3.3聯(lián)軸器的選擇193.4泵的選擇203.4.1進水泵的選擇203.4.2出水泵的選擇213.5鏈輪的設計223.5.1鏈輪對齒形要求223.5.2鏈輪的主要設計參數(shù)223.5.3鏈輪的結構型式223.5.4鏈輪的材料要求223.6傳動軸的設計與計算233.6.1 軸的概述233.6.2 軸的材料233.6.3 軸的強度計算233.6.4 軸的剛度計算243.6.5刮泥機傳動軸的計算244 PLC控制系統(tǒng)的設計264.1 PLC控制系統(tǒng)的設計的主要內(nèi)容264.2 PLC編寫控制系統(tǒng)程序設計的步驟264.3 PLC的選擇274.3.1 PLC容量的估算方法274.3.2 PLC存儲容量的估算方法274.3.3 數(shù)字I/O點數(shù)與模塊的確定274.3.4 輸入模塊的確定284.3.5 輸出模塊的確定284.3.6 PLC選型確定285電氣控制系統(tǒng)的設計295.1電氣控制系統(tǒng)的意義295.2繪制電氣控制圖的要求295.3刮泥機動力系統(tǒng)泥機總體方案295.4 主電路系統(tǒng)的設計305.4.1 控制系統(tǒng)的要求305.4.2 主電路的設計315.5 PLC外部接線設計315.6 交流控制線路設計335.7 主要參數(shù)設計34結論35致謝36參考文獻37附錄38英文原文38中文翻譯44511 緒論1.1 我國的環(huán)保形勢作為發(fā)展中的社會主義國家，我國人民在現(xiàn)代化建設的過程中，面臨比世界其他國家更為嚴峻人口、資源和環(huán)境形勢。沉重的人口負擔，人均資源不足，環(huán)境狀況惡化，嚴重影響著黨和政府發(fā)展經(jīng)濟的宏觀決策，也影響著人民群眾生活水平的提高，成為制約我國社會主義建設的首要問題。改革開放三十多年來中國社會公眾和各級領導干部的環(huán)保意識得到大幅提高，中國的社會環(huán)境、自然資源在很大程度上得到改善。但是，目前中國已經(jīng)進入工業(yè)化中期和城市化迅速發(fā)展的時期，從發(fā)達國家的經(jīng)歷來看，這是消耗資源最多，對環(huán)境破壞最大的時期。為了社會的可持續(xù)發(fā)展，中國政府提出了全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的科學發(fā)展觀。改革開放，特別十一屆四中全會以來，我國的環(huán)境保護工作有了長足的發(fā)展。1.明確了環(huán)境保護為基本國策之一的地位，制定了中國自己的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會之后，我國率先提出了環(huán)境與發(fā)展十大對策，指定中國21世紀議程，中國環(huán)境保護行動等文件，實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略已成為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基本指導方針。2.建立了更為 的環(huán)境管理體制和法律機制經(jīng)過十多年的努力，在全國范圍內(nèi)初步建立起了環(huán)境保護部門監(jiān)督管理，各有關部門分工負責的環(huán)境管理體系以及響應的環(huán)境監(jiān)測、監(jiān)理、統(tǒng)計、科研、宣傳、教育體系。 到1997年，我國相繼頒布了環(huán)境保護法等6部專門的環(huán)境法律，資源保護法律9部，環(huán)境行政法規(guī)28件，環(huán)抱部門發(fā)布環(huán)境規(guī)章70余件，環(huán)境標準390項。環(huán)保已經(jīng)從主要依靠行政手段向著利用法律手段轉移。3.城市環(huán)境整治和工業(yè)污染防治取得了明顯成效，環(huán)境保護已經(jīng)從末端治理轉變到源頭控制。4.環(huán)境外交和國際合作日益活躍我國積極開展環(huán)境外交，參與各項重大的國際環(huán)境事務，在國際環(huán)境與發(fā)展領域中發(fā)揮月來越大的作用；簽署并批準了保護臭氧層維也納公約，聯(lián)合國氣候變化框架會議，生物多樣化公約等多項國際環(huán)境公約。每年，政府還投入了大量資金用于環(huán)境治理。其中與人民生活休戚相關的環(huán)保設備得到了極大的關注.在國內(nèi)環(huán)保需求的拉動下，我國環(huán)保設備行業(yè)有了明顯的進步?！笆濉逼陂g，全行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值同比增幅在15%以上，有的重點企業(yè)高達37%。其中，2006年水污染防治設備的產(chǎn)量與2005年相比增長6倍；固體廢棄物處理設備的產(chǎn)量增加了31.18%；環(huán)境監(jiān)測儀器的產(chǎn)量2006年也有了明顯回升。但是，由于國產(chǎn)環(huán)保設備及儀器儀表檔次不高，我國各行業(yè)的節(jié)能減排受到一定程度的制約。比如，國內(nèi)開發(fā)的污染在線監(jiān)測儀器儀表尚未完全過關，進口監(jiān)測儀器儀表又價格太貴。因此，除關鍵必要部位外，很多大型化工企業(yè)只好采用人工取樣、分析，一定程度上影響了環(huán)保技術的發(fā)展和治理水平的提高。 隨著排污總量控制的推行、污染物排放標準的加嚴和清潔生產(chǎn)的實施等，化工環(huán)保設備的性能和技術需要進一步優(yōu)化，提升產(chǎn)品的檔次。質量上的缺陷、材料性能和質量的不適應，以及少數(shù)產(chǎn)品適用性不佳等，是影響化工環(huán)保設備質量穩(wěn)定的重要因素，必須加以改進提高。同時，提高高新技術產(chǎn)品比例和重大技術裝備的成套水平，推進關鍵技術創(chuàng)新，發(fā)展某些領域缺乏的技術裝備、高效低成本的環(huán)保機械產(chǎn)品，是當前和今后提高產(chǎn)品品種滿足度的重要內(nèi)容。某些重點環(huán)境工程的質量較差，甚至建成后不能運行，出現(xiàn)問題的原因涉及工程設計、成套能力、產(chǎn)品質量及工程管理諸多方面，同樣應引起重視。據(jù)了解，目前化工環(huán)保設備的市場需求熱點是：污水處理成套設備、再生水（中水）回用成套設備等。此外，清潔生產(chǎn)的眾多領域都將是環(huán)保設備新的發(fā)展空間。1.2 常用的的污水處理工藝簡介1.2.1活性污泥工藝活性污泥工藝是國內(nèi)外城市污水處理工藝的主流，由于其較高的處理效率，運行穩(wěn)定可靠，而被大中型污水處理廠廣泛采用，成為典型的污水二級處理工藝。主要設備包括：排污泵、格柵、吸砂機、刮吸呢機、曝氣機、潛水攪拌機、潷水機、回流泵、壓榨機等。1.2.2氧化溝工藝從本質上講，氧化溝工藝是傳統(tǒng)活性污泥法的一種變形和發(fā)展，最突出的優(yōu)點是在保證穩(wěn)定高效的處理效果前提下，占地面積小，運行管理簡單，降低了總投資和運行費用，同時除氮，除磷的效果優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥法。氧化溝工藝也有許多類型，按池形，運行方式、曝氣設備的差別，目前較流行的為T型氧化溝（三溝氧化溝）。主要設備包括：排污泵、格柵、轉刷曝氣機、潛水推流器、污泥回流泵、刮吸泥機、壓榨機等。1.2.3 A-O法及A-B法A-O法及A-B法均為活性污泥的變形，A-O法即厭氧好氧生物除磷工藝，A-B法即吸附生物降解工藝。A-O法的厭氧段不曝氣，又不能使污泥沉降，所以在厭氧池中要配置機械攪拌設備。A-B法由A段和B段組成，兩段串聯(lián)。A-B工藝沒有一沉池，污水經(jīng)預處理后，直接進A段曝氣池，A曝排出的混合液在中沉池進行泥水分離，中沉池出水進入B段曝氣，B曝排出的混合液進入二沉池進行泥分離。1.2.4 SBR法SBR工藝原理與傳統(tǒng)活性污泥完全一致，只是運行方式不同，傳統(tǒng)工藝采用連續(xù)行方式，污水連續(xù)進入處理系統(tǒng)并連續(xù)排出，系統(tǒng)內(nèi)的每一處理單元功能不變。SBR工藝采用間隙運行方式，污水間歇進入處理單元完成曝氣一沉淀生化處理全過程，SBR法的一個運行周期包括五個階段：階段起凈水池作用，內(nèi)設攪拌機械；階段起曝氣池作用，內(nèi)設曝氣機械；階段起沉淀池作用；階段排水用潷水器；階段排泥機械（泵）。1.3 刮泥機簡介及其在污水處理中的地位刮泥機是排泥機械中最主要的設備。排泥機械是在自來水廠和污水處理廠中，配合沉淀池使用的，重要的專用設備。排泥機械的形式隨工藝的條件與池形的結構而有所不同，目前常用的排泥機械通?？煞譃槠搅魇?矩形)沉淀池排泥機和輻流式(圓形)排泥機兩大類。刮泥機主要有周邊傳動式、中心傳動式刮泥機，以及矩形平流池桁車式、鏈傳動式刮泥機。他是沉淀池不可缺少的設備、采用鋁合金，不銹鋼或防腐處理型鋼制作，具有電動提肥，過載保護、撇渣、刮泥、虹吸排泥過程監(jiān)控，電氣聯(lián)鎖等特點，動力消耗低、防腐性能強、吸泥量可調(diào)、傳動平穩(wěn)、運行可靠。1.4 我國現(xiàn)存刮泥機的種類，各自的應用場合和優(yōu)缺點我國有多種刮泥機，有行車式虹吸、行車式提板刮泥機、鏈板式刮泥機螺旋、輸送式刮泥機泵吸泥機、懸掛式中心、傳動刮泥機周邊傳動吸泥、刮泥機等。下表1-1是我國現(xiàn)存各種類刮泥機的適用條件和優(yōu)缺點。表1-1 我國現(xiàn)存刮泥機的種類，各自的應用場合和優(yōu)缺點序號機種名稱池形池徑或池寬（ m ）池底坡度適用范圍（吸）刮泥轉速（m/min）優(yōu)缺點1行車式虹吸、泵吸泥機矩形8 30平底（ 1 ）給水平流沉淀池。（ 2 ）排水二次沉淀池。（ 3 ）斜管沉淀池。（ 4 ）懸浮物含量應低于 5000mg/L 。（ 5 ）固體重量度不大于 2.5mg/ 粒0.61優(yōu)點(1)邊行進邊吸泥，效果較好(2)根據(jù)污泥量多少，調(diào)節(jié)排泥次數(shù)(3) 往返工作，排泥效率高。缺點： (1)除采用液下泵外， 吸泥前須先引水，操作較麻煩。 (2) 池內(nèi)不均勻沉泥，吸泥濃度不一致。 (3) 吸出污泥的含水率較高2行車式提板刮泥機矩形4 300.0110.002（ 1 ）給水平流沉淀池。（ 2 ）排水初次沉淀池。0.6優(yōu)點:(1)排泥次數(shù)可由污泥量確定.(2) 傳動部件可脫離水面. 檢修方便.(3) 回程時，收起刮板，不擾動沉泥缺點:電器原件如設在戶外，易損壞3鏈板式刮泥機矩形 60.01(1) 沉砂池 (2) 排水初次沉淀池 (3) 排水二次沉淀池30.60.3優(yōu)點:(1)排泥效高，在循環(huán)的牽引鏈上，每隔2m左右裝有一塊刮板，因此整個鏈上的刮板較多，使刮泥保持連續(xù)(2)刮泥撇渣兩用，機構簡單 缺點:(1)池寬受到刮板的限制通常不大于 6m.(2) 鏈條易磨損，對材質要求較高 .4螺旋輸送式刮泥機矩形或圓形 5 40長槽(1) 沉砂池 .(2) 初沉池 .(3) 最大安裝角 30 . (4) 最大輸送距離 : 水平布置為 20m 傾斜布置為 10m1040r/min(1)嚴禁較大或帶狀的懸浮物進入.(2) 中間支撐不得阻礙泥砂輸送.(3) 池外傳動密封要求可靠.(4) 泥砂沉積時間不宜超過8h5懸掛式中心傳動刮泥機圓形 6 120.0830.1(1) 給水幅流式沉淀池 (2) 排水初沉池 (3) 排水二次沉淀池刮泥 (4) 排水二次沉淀池吸泥(5) 污泥濃縮池最外緣刮板端 13優(yōu)點:(1) 結構簡單.(2) 運轉連續(xù)，管理方便缺點:刮泥速度受刮板外緣的速度控制 .6垂架式中心傳動吸泥機、刮泥機 14 600.0250.05最外緣刮板端 137周邊傳動吸泥、刮泥機 14 1000.250.167最外緣刮板端 138機械攪拌澄清池刮泥機圓形 36 7150.083 拋物線機械攪拌澄清池最外緣刮板端1.83.4優(yōu)點:排泥徹底缺點:(1)水下傳動部件的檢修較困難.(2) 銷齒磨損，不易察覺 .9鋼索牽引刮泥機矩形圓形50的鏈輪采用灰鑄鐵4）中小功率傳動采用普通或優(yōu)質碳素鋼大小功率傳動采用合金鋼5）P6KW，高速鏈傳動采用夾布膠木，噪音較小，傳動平穩(wěn)6）小鏈輪的材料與熱處理要求應高于大鏈輪因為小鏈輪的嚙合次數(shù)比大鏈輪多，磨損和沖擊比大鏈輪嚴重。所以當大鏈輪用鑄鐵制造時，小鏈輪通常都用鋼。7）載荷平穩(wěn)，速度較低，齒數(shù)較多時，也可以采用B200Mpa的鑄鐵制造鏈輪。在工作環(huán)境較差，鏈輪容易磨損的場合，鑄鐵最好經(jīng)過等溫淬火處理或者采用優(yōu)質鑄鐵。3.6傳動軸的設計與計算3.6.1 軸的概述作為回轉運動的零件都要裝在軸上來實現(xiàn)其回轉，大多數(shù)軸起著轉矩的作用，根據(jù)軸的承載情況可分為轉軸、心軸和傳動軸類。刮泥機傳動立軸主要用于傳動力矩，屬于傳動軸。3.6.2 軸的材料軸的材料主要采用碳素鋼和合金鋼。碳素鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感較小，所以廣泛應用。常用的碳素鋼有3050鋼，最常用的是45鋼。為保證其力學性能，應進行調(diào)質或正火處理。刮泥機的傳動軸采用45鋼。3.6.3 軸的強度計算軸的強度主要有三種方法：許用切應力計算；許用彎曲應力的計算；安全系數(shù)