卧式螺旋离心机设计计算说明书

φ800卧式螺旋卸料离心机设计

摘 要:卧式螺旋卸料沉降离心机是一种广泛应用于过程工业的分离悬浮液的离心分离机械。其具有连续操作、处理量大、耗电量低、适应性强等特点，是工业上主要的分离设备之一，现已被广泛应用于化工、石油提炼、轻工、医药、食品、纺织、冶金、煤炭、选矿、船舶、环保、军工等各个领域的固液分离。

本课题的任务为设计转鼓直径为800mm的卧式螺旋卸料沉降离心机。本文首先对卧式螺旋卸料离心机工作原理和主要部件结构作了一定的介绍；对整体进行了的结构性设计，对一些主要部件进行了重点设计，如转鼓、螺旋等，对关键设备差速器进行了设计选型；对该离心机的主要部件，包括转鼓，螺旋支承轴的强度进行了校核；最后对当今国内外卧式螺旋离心机的研究发展状况进行了总结和展望。

关键词：卧式螺旋卸料沉降离心机；设计计算；分离；转鼓；转子

I

Design of a φ800 horizontal scroll decanter centrifuge

Abstract：Horizontal scroll decanter centrifuge is a centrifuge machine which is widely used in processing industrial separation of slurry. As important separating equipment, it has a continuous operation, large capacity, low power consumption, adaptability and other characteristics. Now it also has been widely used in chemical, oil refining, light industry, medicine, food, textile, metallurgy, coal, mineral, marine, environmental protection, military and other fields of solid-liquid separation.

The topic for the task is to design a horizontal scroll decanter centrifuge which drum diameter is 800mm. Firstly, there is a introduce to the operating principle and the critical piece of horizontal scroll decanter centrifuge in this paper; And then conducted on the overall structural design, especially focus on some major design components, such as drum, screw and so on, the key equipment differential mechanism has been designed and chosen; the strength check of the centrifuge, including drum, screw support shaft has also been processed; Finally, the situation of current domestic and foreign centrifuge research and development is summed up and expected.

Key Words: horizontal scroll decanter, design-calculation, separation, drum, rotor

II

目 录

摘 要…………………………………………………………………………………….……. I 1 绪论…………………………………………………………………………………….……1 1.1离心机的应用及其发展……………………………………………………………….…..1 1.2离心机的分类………………………………………………………………………….…..1 1.3离心沉降……………………………………………………………………………….…..2 1.3.1离心沉降分离技术的基本原理………………………………………………………....2 1.3.2离心沉降分离机的种类………………………………………………………………....3 1.4螺旋卸料沉降式离心机……………………………………………………………….…..4 1.4.1螺旋卸料沉降式离心机的概况………………………………………………………....4 1.4.2卧螺离心机的工作原理…………………………………………………………….…...5 1.4.3卧螺离心机的主要优缺点………………………………………………………….…...6 1.4.4螺旋卸料沉降式离心机国内外研究现状………………………………………….…...7 2卧螺离心机的主要参数及基本构件………………………………………………………..8 2.1分离因数…………………………………………………………………………………...8 2.2主要部件…………………………………………………………………………………...9 2.2.1转鼓……………………………………………………………………………………....9 2.2.2螺旋输送器……………………………………………………………………………..10 2.2.3差速器…………………………………………………………………………………..11 2.3螺旋卸料沉降离心机的技术参数选择……………………………………………….…12 2.3.1转鼓直径………………………………………………………………………………..12 2.3.2转鼓长度………………………………………………………………………………..13 2.3.3转鼓转速………………………………………………………………………………..14 2.3.4转鼓半锥角……………………………………………………………………………..14 2.3.5池深与转鼓半径比……………………………………………………………………..14 2.3.6螺旋输送器……………………………………………………………………………..15 2.3.7生产能力………………………………………………………………………………..15 3.生产能力计算………………………………………………………………………………15 4传动设计……………………………………………………………………………………18 4.1螺旋卸料离心机差速器………………………………………………………………….18 4.2渐开线行星齿轮差速器形式的选择…………………………………………………….18 4.3NC系列齿轮行星差速器的结构原理……………………………………………………19 4.4NC系列行星齿轮差速器的基本参数……………………………………………………20 5卧螺离心机物料输送的功率计算…………………………………………………………20 5.1启动转鼓等转动件所需功率N1…………………………………………………………20 5.2启动物料达到工作转速所需功率N2……………………………………………………21 5.3克服轴与轴承摩擦所需功率N3…………………………………………………………22 5.4克服空气摩擦所需功率N4………………………………………………………………23

III

5.5卸出物料所需功率N5……………………………………………………………………23 5.5.1圆锥形转鼓段推料功率计算…………………………………………………………..24 5.5.2圆柱段转鼓推料消耗功率计算………………………………………………………..24 5.6卧螺离心机功率确定…………………………………………………………………….25 6.强度计算……………………………………………………………………………………26 6.1转鼓强度计算…………………………………………………………………………….26 6.1.1圆柱形转鼓强度计算…………………………………………………………………..26 6.1.2圆锥形转鼓强度计算…………………………………………………………………..28 6.2轴的强度校核…………………………………………………………………………….30 参考文献……………………………………………………………………………………...34

IV

1 绪论

1.1离心机的应用及其发展

离心分离是利用离心力对液-固、液-液-圈、液-液等非均相混合物进行分离的过程。实现离心分离操作的机械称为离心机[ 1 ]。离心机和其它分离机械相比，不仅能得到含湿量低的固相和高纯度的液相，而且具有节省劳力、减轻劳动强度、改善劳动条件，具有连续运转、自动遥控、操作安全可靠和占地面积小等优点。因此，自1836年第一台工业用三足式离心机在德国闯世，迄今一百多年以来己获得很大的发展。各种类型的离心机品种繁多，各有特色，并正在向提高技术参数、系列化、自动化方向发展，且组合转鼓结构增多，专用机种越来越多。现在，离心机己广泛用于化工、石油化工、石油炼制、轻工、医药、食品、纺织、冶金、煤炭、选矿、船舶、军工等各个领域[ 2 ]。例如：湿法采煤中粉煤的回收，石油钻井泥浆的回收，放射性元素的浓缩，三废治理中的污泥脱水，各种石油化工产品的制造，各种抗菌素、淀粉及农药的制造，牛奶、酵母、啤酒、果汁、砂糖、桔油、食用动物油、米糠油等食品的制造，织品、纤维脱水及合成纤维的制造，各种润滑油，燃料油的提纯等都使用离心机。离心机己成为国民经济各个部门广泛应用的一种通用机械。

离心机基本上属于后处理设备，主要用于脱水、浓缩、分离、澄清、净化及固体颗粒分级等工艺过程，它是随着各工业部门的发展而相应发展起来的。例如：18世纪产业革命后，随着纺织工业的迅速发展，1836年出现了棉布脱水机。1877年为适应乳酪加工工业的需要，发明了用于分离牛奶的分离机。进入20世纪之后，随着石油综合利用的发展，要求把水、固体杂质、焦油状物料等除去，以便使重油当作燃料油使用，50年代研制成功了自动排渣的碟式活塞排渣分离机，到60年代发展成完善的系列产品。随着近代环境保护、三废治理发展的需要，对于工业废水和污泥脱水处理的要求都很高，因此促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有了进一步的发展，特别是卧式螺旋卸料沉降离心机的发展尤为迅速。

离心机的结构、品种机器应用等方面发展迅速，但理论研究落后于实践是个长期存在的问题。目前在理论研究方面所获得的知识，主要还是用来说明试验的结果，而在预测机器的性能、选型以及设计计算，往往仍要凭借经验或试验。但随着现代科学技术的发展，固-液分离技术越来越受到重视，离心分离理论研究迟缓落后的局面也在积极扭转。

1.2离心机的分类

离心分离根据操作原理可区分为两类不同的过程——离心过滤和离心沉降[ 3 ]。而与其相应的机种可区分为过滤式离心机和沉降式离心机,具体分类如图1.1所示。

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图1.1 离心机的分类

1.3离心沉降

离心沉降由三个物理过程组成[ 4 ]，即：固体的沉降，按照介质对其中物体运动阻力的流体离心进行；沉渣压实，按照分散系得离心规律进行；从沉渣中排出部分由分子力所保持的液体。离心沉降理论，是由安布勒(Ambler)于1952年首次提出，其后又进行了更深的探讨。 1.3.1离心沉降分离技术的基本原理

离心沉降在离心力作用下使分散在悬浮液中的固相粒子或乳浊液中的液相粒子沉降的过程。沉降速度与粒子的密度、颗粒直径以及液体的密度和黏度有关，并随离心力亦即离心加速度的增大而加快。离心加速度值an??2r可随回转角速度?和回转半径r的增大而迅速增加。因此，离心沉降操作适用于两相密度差小和粒子速度小的悬浮液或乳浊液的分离。

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图1.2 离心沉降分离原理图

离心沉降离心沉降它是利用混合物各组分的质量不同，采用离心旋转产生离心力大小的差别，使颗粒下沉而液体上升，达到清洁、分离目的的方法。

组成悬浮系的流体与悬浮物因密度不同，在离心力场中发生相对运动，因而使悬浮系得到分离的沉降操作。当悬浮系作回转运动时，密度大的悬浮物（固体颗粒或液滴）在惯性离心力的作用下，沿回转半径方向向外运动。此时，颗粒或液滴受三个径向作用力：①惯性离心力Fc?m?2r，式中m为颗粒质量；?为回转角速度；r为旋转半径。②浮力(方向与惯性离心力相反)。③流体对颗粒作绕流运动所产生的曳力。颗粒在此三力的共同作用下,沿径向向外加速运动。对于符合斯托克斯定律的微小颗粒，径向运动的加速度很小，上述三力基本平衡。

离心沉降同一颗粒在相同介质中分别作离心沉降和重力沉降时,推动颗粒运动的惯性离心力Fc与重力之比称为离心分离因数，它是反映离心沉降设备性能的重要参数。

1.3.2离心沉降分离机的种类

(1)旋风分离器

含尘气体由矩形进口管沿切向进入器内,在器壁的作用下作圆周运动。颗粒被惯性离心力抛至器壁，并汇集于锥形底部的集尘斗（灰斗）中。净化了的气体从中央排气管离去。旋风分离器的分离因数约为5～2500，一般可分离5～75μm的细小尘粒。旋风分离器构造简单，没有运动部件，操作不受温度、压力的限制，广泛应用于很多工业部门，用于除去气体中的粉尘，或从气体中回收有用粉料。

(2)旋液分离器

其构造和工作原理与旋风分离器基本相同，主要用于悬浮液的增稠或所含固体颗粒的水力分级。

(3)螺旋卸料离心机

在长锥形转鼓内装有螺旋推料器，料浆加在转鼓中部，澄清液从转鼓大头端面的窗口溢出，沉积在转鼓内壁的沉淀，由螺旋推料器推向转鼓小头，经沥干后卸出。此机适宜于处理细分散悬浮液，能获得含水率较小的固体沉淀。

(4)碟式分离机

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在转鼓内装有许多倒锥形碟片，碟片直径一般为0.2～0.6m，碟片数为50～100。转鼓转速为4700～8500r/min，分离因数可达4000～10000。碟式分离机可用于分离乳浊液(如油料脱水等)，也可用于澄清含有少量微细颗粒的液体。

(5)管式高速离心机

采用长径比很大的管状转鼓，以便增加转速，提高分离因数。此种离心机的转速通常高于15000r/min，分离因数可达12500。主要用于含细小液滴的乳浊液分离和含少量微细颗粒的悬浮液分离。 1.4螺旋卸料沉降式离心机 1.4.1螺旋卸料沉降式离心机的概况

螺旋卸料沉降式离心机是高速运转，连续进料、分离分级、螺旋推进器卸料的离心机，螺旋卸料沉降式离心机分立式螺旋卸料沉降式离心机和卧式螺旋卸料沉降式离心机，本文研究的是卧式螺旋卸料沉降式离心机。现该离心机已广泛用于石油、化工、冶金、煤炭、医药、轻工、食品等工业部门和污水处理工程。它利用离心沉降法来分离悬浮液，能连续操作、处理量大、无滤布和滤网、单位产量的耗电量较少、适应性强、维修方便、能长期运转。

最初的卧式螺旋卸料离心机是由两对开式齿轮传动获得转鼓与螺旋之间的差转速，以输送沉渣并被应用于淀粉工业上。真正现代的有实用价值的第一台螺旋离心机首次使用了二级行星齿轮差速器．卧螺离心机出现后，由于具有突出的优点而得到了迅速的发展。

螺旋卸料沉降式离心机是国际上五十年代发明的机械，七十年代，我国开始引进。国产化一些机型成为原化工部七五科技攻关项目。八十年代我国就开始测绘，己测绘德国FIOTTWE公司、美国SHAPLESS公司、法国GUINARD公司、瑞典

ALFA-Laval公司等国外著名公司生产的多种规格的离心机，并进行仿制，国家当时在全国组织6个生产厂家进行仿制生产。现国内己能生产的螺旋卸料沉降式离心机有WL200，WL350，WL450，WL600，LW800，DLW430，LW350，LW400，LW500，LW620等。

随着工业的飞速发展，各行业对高精度、高质量设备的需求量不断增加，当前各种类型的离心机品种繁多，各具特色，并且都向提高技术参数、系列化，机电一体化方向发展。螺旋卸料沉降离心机由于能够连续出料，生产能力大，对物料的适应性强，结构紧凑，占地面积积少等特点，因此应用越来越广泛。目前其发展速度很快，但从总的趋势看；

(1)为了提高单机生产能力，采取加大转鼓直径，增加长径比的方法，如GUINARD公司的D型螺旋卸料沉降式离心机，转鼓直径最大的为1500mm,长径比为4.7。

(2)为了分离固相颗粒比较细，粘度大的悬浮液，采取提高转速度方法，如阿法拉法公司生产的4500离心机，转鼓直径310mm，转速达7600r/min，这样高的转速，目前我国还不能达到。

(3)目前国外离心机正朝着机电一体化方向发展，己实现在离心机上对分离物料

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的自动检测与调节，机械性能自动保护，振动的随机检测和自动报警，过载保护分离反馈等。我国目前已开始注意机电一体化的研究与应用，但在离心机方面也只是刚刚起步。

(4)适应不同物料及工况的需要，目前国内外离心机制造厂又推出来许多不同型号的防爆型离心机，用于易燃易爆场合的物料分离。

1.4.2卧螺离心机的工作原理

卧螺离心机的工作原理如图1.1、图1.2所示，电机通过大、小端带轮分别带动转鼓、差速器旋转，高速旋转的转鼓内有同心安装的具有螺旋叶片的推进器，转鼓由轴承座支撑。转鼓通过右轴承座处的空心轴与差速器的外壳相连接，差速器的输出轴带动螺旋输送器与转鼓同向转动，但转速不同，其转差率一般为转鼓转速的0.2～3%。需分离的物料从进料管进入机内，经过螺旋输送器进到转鼓内。在离心力的作用下，转鼓内形成一个环形液池，重相固体粒子离心沉降到转鼓内表面上而形成沉渣，由于螺旋叶片与转鼓的相对运动，沉渣被螺旋叶片推送到转鼓的小端。沉渣从小端排渣孔排出。在转鼓的大端盖上开设有若干个溢流孔，处理后的液体从此处排出。大端溢流孔位置可以安装可调节的溢流挡板，通过调节溢流口位置、机器转速、转鼓与螺旋输送器的转速差、进料速度就可以改变沉渣的含湿量和澄清液的含固量。

图1.1 卧式螺旋沉降式离心机简图

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图1.2 卧式螺旋沉降式离心机转鼓简图

1.4.3卧螺离心机的主要优缺点

(1)优点

①自动、连续操作，无滤网和滤布，能长期运转，维修方便。 ②应用范围广。它能完成下列分离过程： a.固相脱水 对易分离物料，其脱水效果与过滤式离心机一样好。对含有可压缩固相的悬浮液，在过滤离心机上分离效果很差，甚至无法分离；用卧螺离心机能完成此分离过程。 b.液相澄清

它对液相的澄清效果虽然不如分离机，但是可获得比分离机干得多的沉渣，而允许的悬浮液固相浓度比分离机高的多。 c.可分离固相重度比液相轻的悬浮液

通常这种物料是用过滤式离心机来分离的，但是当固相是可压缩的物料或滤布清洗、再生有困难时，只有依靠这种结构上稍加改进的离心机进行分离。 d.液-液-固分离

固相含量大于14%的液-液-固混合物，在碟式分离机上就难以分离。一般分离这种物料要先进行液-固分离，再进行液-液分离。然而，用卧螺离心机可以直接把固相和轻、重液相一次分离。 e.粒度分级

通过卧螺离心机可以将固相按颗粒大小进行分级。

③对物料的适应性较大，能分离的固相粒度范围较广，并且在颗粒大小不均匀的条件下，能照常分离得很好。能适应各种浓度悬浮液的分离，浓度的波动不影响分离的效果。

④结构紧凑、易于密封，某些机型能在高压和低温条件下操作。

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? ——液相粘度：?=0.81×10?3kg/m?s

L1——圆柱段转鼓长：L1=1582mm L2——圆锥段转鼓长：L2=978mm

?——转鼓角速度：?=157rad/s

则，将上述各数据代入各式可得：

?1600?1360?修正系数： ??16.44???1360?0.3359?15?10?6????1.989?0.3674?0.122

2240?9.81?(1.5?10?5）?3.6?10?5m/s 重力沉降速度：vg??318?0.81?10带有修正因子的计算公式：?实?k1k2?理

考虑到叶片所占空间会降低沉降固相所需时间[，故修正因子k1=0.94。再考虑到转鼓由螺旋推进器输送的沉渣也要排开体积与其相等的液体，故第二修正因子被取成：k2=0.67(柱-锥形)

因而，对柱锥形螺旋，实际当量沉降面积公式为：

?3213r12?R2?2Rr1??实?k1k2??/g?L1(R?r1)?L2()?

226??20.94?0.67?3.14?15723?0.352?0.42?2?0.4?0.352?[1.582?(1.5?0.4?0.5?0.35)?0.978?()]9.862m3 ?3920.

将上述各值代入式（3-1）即可得离心机的生产能力Q：

Q?0.122?3.6?10?5?3920.3?0.0172m3/s?42m3/h

则可知本项目的离心机生产能力为：Q=40m3/h

则，进料口直径计算公式可表达为：

4Q d?

?u式中 Q —— 生产量：Q = 40m3/s u —— 物料流速：u=1.5m/s； 则，将上述各数据代入可得进料口直径：

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d?4Q4?40??97mm ?u3600?3.14?1.5圆整后为d?100mm

查《化工原理》[16]附表二十四（管子规格） 公称直径 ：100mm 外径 ：114mm 壁厚 ：4mm

4传动设计

4.1螺旋卸料离心机差速器

在螺旋卸料离心机中，离心沉降分离出的沉渣沿转鼓内壁上的纵向移动，是靠螺旋相对转鼓导前或滞后的旋转运动来实现的。为了保证转鼓和螺旋以不同的角速度同向回转，并得到最佳的转差值，因此，螺旋卸料离心机从电动机到工作机之问都需要一个传动装置，已不再采用简单传动组成的开式运动链。因转鼓、螺旋分别用不同的电动机通过简单传动驱动，并以一定转差同向回转时，两者运动链互不相连，不能形成封闭运动链，这就导致要求电动机容量很大，并耗费较多的能量，同时还将使传动装置趋于笨重。为了避免功率上的大量损失，以及得到紧凑的轻结构，故现代螺旋卸料离心机的传动装置都广泛地采用了以行星传动为基础，由转鼓、物料和螺旋问形成的摩擦而构成的封闭运动链。

差速器传动装置是螺旋卸料离心机中最复杂而又极为重要的部件，其性能和质量往往决定着整个机器的工作能力和可靠性。欲设计出体积小、重量轻、可靠耐用、效率高的差速器，就必须正确选择传动类型，精确合理地进行结构设计和强度计算，精密制造齿轮、行星轮轴承和转臂等主要构件，并严格进行动平衡，这样设计制造的传动装置，才能使螺旋卸料离心机在生产中得到正常的运转。

渐开线行星齿轮差速器是现代螺旋卸料离心机中应用最广泛的传动形式。这种差速器的结构有2K-H、3K和K-H-V三种，其中以2K-H应用最多，3K次之。目前最典型的结构是双级2K-H型。

4.2渐开线行星齿轮差速器形式的选择

渐开线行星齿轮差速器有各种型式，如2K-H、3K和K-H-V等。在特定的工作条件下，正确选择螺旋卸料离心机的差速器，是设计差速器必须首先解决的问题。 选择传动型式时，必须遵循一系列的准则，其中以传动的外廓尺寸、重量、效率、传动对制造技术的要求等，是选择传动型式的最重要的准则。

螺旋卸料离心机上应用最广的试2K-HI型。当齿数比小于8时，适当选择行星齿轮数，且行星轮间负荷分配均匀时，2K-HI型的外廓尺寸和重量很小。在速度、功率和工作条件方面都没有限制。为了满足螺旋卸料离心机工艺上提出的要求，常设计成双极2K-HI型差速器。

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综上所述，欲得到外廓尺寸小，重量轻，效率高，制造、装配简单等优良指标的传动，根据选择传动类型式的准则综合考虑，推荐选用双极2K-HI型传动作为螺旋卸料离心机的差速器。 因此本设计选用：

表4-1

传动型式 传动比范围 效率 工作时最大功率 备注

用于任何工作条件下的大、中、小功率传动。制造方便、轴向尺寸小。

2K-HI(二级) 8?i?60 0.97~0.996 不限

4.3 NC系列齿轮行星差速器的结构原理

NC 型齿轮行星差速器由两级NGW 行星齿轮机构组成(图4.1) [ 25 ] -[ 26 ]， 内齿圈B1， B2 连接的外壳和离心机转鼓固联，并与主传动皮带轮连接，输入主传动转速。 输出轴以花键轴头和离心机的螺旋卸料器轴连接，一级中心轮A1 由辅传动皮带轮通过扭矩离合器和输入轴! 输入辅传动转速，由行星轮架(系杆) X1 自带的二级中心轮A2 耦合到第二级行星传动机构，进一步减速输出。

图4.1 NC差速器结构原理图

主传动转速n1和辅传动转速n2的转速差为n?n1?n2。

若一级中心轮齿数为ZA1，一级内齿轮齿数为ZB1， 二级中心轮齿数为ZA2，二级内齿轮齿数为ZB2，则输出轴(即离心机的螺旋卸料器) 和转鼓的转速差为设计考虑了输出转速差小于2 r/ min 的情况，行星机构的传动比设计为35，57，93 和159几个公称传动比。当传动比大时，由于中心轮直径很小，行星轮个数受临界条件限制，因此i > 57的情况，可采用2个行星轮，而其他采用3 行星轮结构。行星机构还有

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一个显著的优点，即可以根据实际需要，很方便地改变各级齿轮的配齿方案，得到所需的各种传动比。

4.4NC系列行星齿轮差速器的基本参数

NC 系列行星齿轮差速器的基本型式如图4.1这种差速器在国内生产的LW，WL 各种型式离心机上配套应用，经过长期运转考验，达到了较好效果。可配用的转鼓直径为180~800 mm，转鼓转速3500～5500r/ min，输出差转速为2～80 r/ min，所配离心机的分离因素可达到4400～5500，具体性能参数如表4-2.

因此，本设计选用NC4型。

表4-2

型号 NC1 NC2 NC3 NC4

公称传动比i 57,96 57,93,159 57,93 57,96

公称输出转矩 /N·m 1950 2600 3600 4900 输出轴最高转速/r·min-1 5500 4500 4000 3500

驱动功率/kW 2.2~4 3~5.5 4~7.5 5.5~11

适配主机转鼓直径/mm ?260 ?360 500 ?800

质量/kg 64 90 100 170

5卧螺离心机物料输送的功率计算

卧螺离心机的功率计算及电机选择是卧螺离心机设计中的重要组成部分。根 据卧螺离心机的工作要求进行功率计算，可以合理地确定主、辅电动机的功率，选择电机及差速器。卧螺离心机的功率消耗与卧螺离心机的类型，操作方式和卧螺离心机的结构有关，一般情况下，卧螺离心机所需功率包括下几个方面：

(1)启动转鼓等转动件所需功率N1；

(2)启动物料达到操作转速所需功率N2； (3)克服轴与轴承摩擦所需功率N3；

(4)克服转鼓，物料与空气摩擦所需功率N4； (5)卸出物料所需功率N5。

5.1启动转鼓等转动件所需功率N1

欲使卧螺离心机转鼓等转动件，由静止状态达到工作转速具有一定的动能，必须由外界作功，该功为

12?2221r?dm?Jp?2 (5.1) Ap??vdm??222式中 v——转动件线速度，m/s；

Jp——转动件绕轴旋转的转动惯量，kg?m2；

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启动转动件的平均功率N1，为：

N1?ApT1?Jp?22000T1 (5.2)

式中 T1——启动时间，s；

?——转鼓角速度：?=157 rad/s

转动惯量计算：转动件的转动惯量Jp，主要考虑转鼓、推进器、差速器皮带轮等质量较大、半径较大的转动件的转动惯量。此外还有一些较小的转动件，启动时也需要功率，可不逐一计算，只要将上述计算的功率增加10-20%即可。

Jp?mr2 式中 m——转鼓总质量，估算m?3000kg

r——旋转件平均旋转半径，r?0.2m

代入数值估算，转动件的转动惯量：

Jp=3000?0.22?120kg?m2

代入式(5.2)可得：

2120?157 N1????T1200T0120T010ApJp?21478.9 (kW) T1

由公式(5.2)可以看出，选择不同的T1值可计算出不同的启动功率。按启动时间计算所需启动功率如表5-1所列：

表5-1 启动转动部件所需功率N1列表

序号 1 20 74

2 30 49

3 40 37

4 50 30

5 60 25

6 70 21

7 80 19

8 90 115

9 100 15

T1/(s) N1/(kW)

5.2启动物料达到工作转速所需功率N2

对于连续进料卧螺离心机，加入的物料被分离为沉渣和分离液等组分，可分别求出操作中每种组分所需的功率，然后求其和。

假设某种分离操作，单位时间内排出的z个组分中，各组分的质量为mi (kg/s)，各组分在转鼓内卸出的位置半径为ri，则使加入物料达到工作转速所需的功率N2为：

miri2?2 N2?? (kW) (5.3)

2000i?1z

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