GDC956160工業(yè)對(duì)輥成型機(jī)的設(shè)計(jì)【8張圖紙】
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中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2007屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第95頁1 概述1.1型煤發(fā)展方向1.1.1發(fā)展型煤產(chǎn)業(yè)的重要性 我國(guó)的礦物能源資源中,以煤最為豐富,全國(guó)第二次煤田預(yù)測(cè)資料數(shù)據(jù)顯示,埋深在l000m以內(nèi)的煤炭總資源量為26000億t。中國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)一次能源以煤為主的國(guó)家之一。我國(guó)每年僅以燃燒方式消耗的煤就達(dá)11億t,占煤炭年總產(chǎn)量的80左右。在一次能源消費(fèi)構(gòu)成中,煤約占75,而其中全國(guó)的工業(yè)鍋爐(約40萬臺(tái))、工業(yè)窯爐(16萬座)年耗煤量就達(dá)4億t,占直接燃燒方式耗煤量的13還多。以上數(shù)據(jù)表明,煤炭是中國(guó)一次能源的支柱。據(jù)有關(guān)資料介紹,我國(guó)一次能源的資源結(jié)構(gòu)中,煤炭與石油、天然氣、水電及核電等相比,在數(shù)量上占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)將探明的一次能源保有儲(chǔ)量折算為標(biāo)煤計(jì),煤炭占90以上。據(jù)一雜志介紹,全球陸地能源中,目前探明的石油和天然氣儲(chǔ)量在2020年前將基本開采殆盡,個(gè)別地區(qū)也至多延續(xù)到2060年,探明的鈾儲(chǔ)量也將在2030年前開采完畢。所以很多專家認(rèn)為,在未來的相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)中國(guó)以煤為主的一次能源結(jié)構(gòu)不會(huì)有較大改變。 煤炭是我國(guó)一次能源的主要支柱,但煤炭資源又是有限的且不可再生的礦物資源,因此煤炭工業(yè)必須走可持續(xù)發(fā)展的道路。煤炭工業(yè)走可持續(xù)發(fā)展道路是指在確保為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)提供品質(zhì)潔凈、數(shù)量充足的煤炭、煤制品的同時(shí),要提高煤炭資源的利用率,保護(hù)我們賴以生存的地球大氣環(huán)境免受污染。型煤技術(shù)在近期內(nèi)是煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的重要組成部分。1.1.2型煤產(chǎn)業(yè)及技術(shù)的現(xiàn)狀 過去人們對(duì)型煤的認(rèn)識(shí)很浮淺,沒有從防治污染、發(fā)展工業(yè)、提高經(jīng)濟(jì)效益的高度上去認(rèn)識(shí)它的重要性。我國(guó)工業(yè)型煤的生產(chǎn)是從50年代開始的,當(dāng)時(shí)只能生產(chǎn)粘土煤球、紙漿煤球。60年代后,由于化肥廠生產(chǎn)的需要,氣化型煤得到開發(fā),把無煙煤粉成型用于中、小化肥廠造氣,替代無煙塊煤?!鞍宋濉逼陂g,國(guó)家把型煤列為重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目,進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究,型煤產(chǎn)業(yè)開始發(fā)展起來。從這時(shí)起,山西才開始起步研究,開發(fā)、生產(chǎn)型煤。近兩年內(nèi),從省會(huì)太原市到各地區(qū)都紛紛行動(dòng)起來,研究型煤技術(shù)、設(shè)備、工藝、粘結(jié)劑等,并建了一些生產(chǎn)線。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全省有100余家型煤廠家,研制出的粘結(jié)劑也有150多種,型煤產(chǎn)品銷售到山西、山東、天津等地,用于化肥廠造氣和工業(yè)鍋爐、窯爐及民用燃燒。但由于粘結(jié)劑技術(shù)還不過關(guān)、機(jī)械設(shè)備還不配套、生產(chǎn)規(guī)模小等原因,致使型煤產(chǎn)業(yè)沒有大規(guī)模地發(fā)展起來。 我國(guó)型煤技術(shù)從民用型煤技術(shù)開始逐步發(fā)展,現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)商品化,技術(shù)達(dá)到國(guó)際水平,工業(yè)燃料型煤日臻完善,工業(yè)原料型煤(氣化型煤)已有很大進(jìn)展?!熬盼濉毙兔杭夹g(shù)攻關(guān)項(xiàng)目共12個(gè)子課題,從基礎(chǔ)理論、成型工藝參數(shù)、粘結(jié)劑和添加劑的優(yōu)化選擇、合理的工藝設(shè)計(jì)、成套設(shè)備的選型改進(jìn)與研制、計(jì)量定量的研制、型煤后處理以及型煤的質(zhì)量控制指標(biāo)和檢測(cè)方法研究等一系列成套型煤技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究。這一攻關(guān)項(xiàng)目完成后將會(huì)大大提高我國(guó)工業(yè)型煤技術(shù)水平,逐步實(shí)現(xiàn)工業(yè)型煤的產(chǎn)業(yè)化、商品化。1.2國(guó)內(nèi)外型煤發(fā)展概況能源與環(huán)境是當(dāng)今世界的熱門課題,它不僅影響本國(guó)人民的生存與發(fā)展,也將對(duì)人類賴以生存和發(fā)展的地球產(chǎn)生影響。因此,中國(guó)在21世紀(jì)的能源發(fā)展既要保持需求、資源、財(cái)力等之間的平衡,也要保持能源生產(chǎn)、消費(fèi)和生態(tài)之間的平衡。我國(guó)一次能源以煤為主的格局在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)難以改變,未來能源環(huán)境問題突出。展望能源科技和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展可能達(dá)到的水平,在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)新能源和再生能源、水電和核電的發(fā)展與推廣尚不足以影響煤炭的主導(dǎo)地位。這種以煤為主的一次能源結(jié)構(gòu)的主要制約因素是大氣污染物排放量超過可接受的水平。出路在于發(fā)展以煤炭高效、潔凈利用為宗旨的潔凈煤技術(shù)。型煤是以煤炭高效潔凈利用為宗旨的潔凈煤技術(shù)之一。國(guó)內(nèi)外在型煤技術(shù)的研究、開發(fā)及應(yīng)用方面取得了一定的進(jìn)展。1.2.1國(guó)外型煤概況許多國(guó)家如德、日、前蘇聯(lián)、美、英、法、韓國(guó)等,都設(shè)有型煤研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)廠。在褐煤成型、型焦生產(chǎn)、鍋爐和機(jī)車型煤應(yīng)用等方面,取得了許多成果。早在1877年,德國(guó)就在萊葸礦區(qū)建成第一個(gè)褐煤磚廠。1979年東德生產(chǎn)褐煤磚4880萬t,西德617萬t,在黑水泵褐煤基地建立了l100萬t年的型煤廠。德國(guó)除褐煤無粘結(jié)劑高壓成型外,還采用三種熱壓成型工藝生產(chǎn)型焦,建有年產(chǎn)150萬t以上的熱壓型焦廠。魁珀恩公司(KOPPERN)制造的對(duì)輥成型機(jī),其生產(chǎn)能力達(dá)150th,是世界上單機(jī)生產(chǎn)能力最高的。日本30年代從德國(guó)引進(jìn)型煤技術(shù),建成年產(chǎn)315萬t的型煤廠,供鐵路機(jī)車使用。1971年機(jī)車型煤用量占用煤總量的79,型煤廠有36座。1975年鐵路實(shí)現(xiàn)電氣化后,型煤技術(shù)轉(zhuǎn)向冶金、化工和民用等方面,成立了型煤研究室,保留21個(gè)型煤廠,總能力為140萬t年。日本研制成功的點(diǎn)火蜂窩煤和煤球,只要一根火柴就能點(diǎn)燃,使用十分方便。日本開發(fā)的輥壓造粒機(jī),成型壓力可達(dá)2tcm44tcm2,生產(chǎn)的無煙燃料生物質(zhì)型煤,含水量低,省去了干燥工序。英國(guó)自“倫敦?zé)熿F事件”后,研究開發(fā)了多種型煤工藝,制取無煙燃料供家庭炊事或取暖,成功地解決了煤煙污染。英國(guó)還有型焦生產(chǎn)廠,年產(chǎn)能力達(dá)100萬t,采用3種熱壓成型工藝生產(chǎn)型焦。美國(guó)采用FMC型焦工藝,用非煉焦煤制取冶金用焦,在懷俄明州建有研究基地和生產(chǎn)廠,研究了世界150個(gè)煤種,其中50個(gè)煤種已在中試廠生產(chǎn)出型煤產(chǎn)品。美國(guó)還生產(chǎn)燒烤型煤,以木炭和煤為主要原料壓制成型,供旅游野炊用。美國(guó)的燒烤用型煤每年銷量為74萬80萬t,少量從澳大利亞進(jìn)口。法國(guó)1861年就建有型煤廠,1976年生產(chǎn)能力達(dá)400萬t。目前有6個(gè)型煤廠,粘結(jié)劑采用煙煤瀝青或石油瀝青,型煤經(jīng)熱處理后成為無煙燃料。韓國(guó)擁有240家蜂窩煤廠,日產(chǎn)量達(dá)5萬余t,供取暖和炊事,1985年銷售量為2300萬t,預(yù)測(cè)到2000年將發(fā)展到3300萬t,而市場(chǎng)需求量約4400萬t,仍有缺口。國(guó)外型煤早已有成熟的技術(shù),聯(lián)合國(guó)能源組織把型煤視為節(jié)能減污的有效途徑予以推廣。70年代石油危機(jī)后,型煤科研工作進(jìn)一步得到重視,19691980年型煤發(fā)明專利每年為13項(xiàng),19801983年增加到每年70多項(xiàng)。1989年亞太經(jīng)互會(huì)在菲律賓召開了主題為“型煤開發(fā)與環(huán)境效益”的煤炭利用專家會(huì)議。1992年聯(lián)合國(guó)召開環(huán)境與發(fā)展大會(huì)提出,在以煤炭為主要能源的國(guó)家,發(fā)展型煤是減少大氣污染、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要途徑。1963年世界型煤產(chǎn)量達(dá)到頂峰。隨著石油、天然氣、核電、水電、新能源及再生能源的產(chǎn)量不斷增加,工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家減少了煤炭能源的用量,只占全部能源的2025,重點(diǎn)轉(zhuǎn)向粉煤流化床鍋爐的研究,減少了型煤的用量。1.2.2 國(guó)內(nèi)型煤概況 國(guó)外的型煤生產(chǎn)多采用無粘結(jié)劑高壓成型工藝或熱壓成型工藝,原因是所用原料多為變質(zhì)程度較輕的褐煤。我國(guó)的煤炭變質(zhì)程度較深宜采用粘結(jié)劑低壓成型,既可簡(jiǎn)化成型工藝,也可降低生產(chǎn)成本。 60年代,為解決小化肥焦炭和無煙塊煤供應(yīng)不足的問題,國(guó)內(nèi)開發(fā)了多種型煤工藝,生產(chǎn)的型煤提供了全國(guó)化工業(yè)60的原料。目前,廣泛采用石灰碳化煤球造氣的化肥廠,全國(guó)約建有800套粉煤成型裝置。紙漿廢液粘土煤球和棒狀型煤,已在氮肥廠及其他行業(yè)的煤氣發(fā)生爐、工業(yè)窯爐推廣應(yīng)用。 70年代北京煤化所開發(fā)的腐植酸煤球已用于10余家小化肥廠;研究開發(fā)的優(yōu)質(zhì)化肥造氣用型煤,在韶山氨肥廠進(jìn)行了造氣工業(yè)性試驗(yàn),所用粘結(jié)劑來源廣、價(jià)廉、對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng),且基本不增加灰分,型煤質(zhì)量好。該種型煤用于生產(chǎn)燃?xì)獾幕旌厦簹獍l(fā)生爐也很理想,湖南漣邵和寧夏大武口正籌建年產(chǎn)5萬t的生產(chǎn)線。北京煤化所研制鈣系復(fù)合粘結(jié)劑煤泥防水煤球,已成功地用于水煤氣兩段爐氣化,為我國(guó)每年生產(chǎn)的幾千萬噸煤泥的有效利用開辟了新的途徑。吉林梅河口玻璃廠用褐煤煤球造氣,氣化指標(biāo)優(yōu)于褐煤塊煤。合肥煤氣公司用工業(yè)廢液加改性粘土做粘結(jié)劑,研制了氣化型煤,在阜新33m兩段爐上,進(jìn)行了低負(fù)荷試驗(yàn),其質(zhì)量有待進(jìn)一步改進(jìn)。鞍山熱能研究院曾對(duì)冷壓成型熱氧處理工藝進(jìn)行研究,以焦油或焦油渣作粘結(jié)劑,在熱氧化處理溫度為160度350度條件下生產(chǎn)氣化型煤。工業(yè)型煤的開發(fā)與應(yīng)用遠(yuǎn)不及民用型煤。目前,工業(yè)型煤的應(yīng)用僅限于小氮肥廠的碳化煤球和小高爐型焦,生產(chǎn)規(guī)模亦不大;工業(yè)鍋爐、機(jī)車、窯爐用型煤在示范或商業(yè)性示范階段,雖然在礦區(qū)和城市建了許多型煤廠,但生產(chǎn)成本高,難以維持正常生產(chǎn)。工業(yè)型煤年產(chǎn)量約2200萬t,其技術(shù)還有一些不足,特別是粘結(jié)劑的開發(fā)還很薄弱。1.3對(duì)輥成型機(jī)的發(fā)展概況1.3.1對(duì)輥成型機(jī)的發(fā)展展?fàn)顩r對(duì)輥式輥壓成型機(jī)于19世紀(jì)下半葉在歐洲誕生。第一臺(tái)能夠成功運(yùn)轉(zhuǎn)的輥壓成型機(jī)在1870年末期由比利時(shí)的Loiseau制造并被安裝在美國(guó)的里奇蒙得港的一家成型廠。然而,大多數(shù)早期的其他開發(fā)工作已在歐洲展開,并且在19世紀(jì)末在比利時(shí)、法國(guó)和德國(guó)巳達(dá)到非常高的應(yīng)用水平。表1表明了在德國(guó)產(chǎn)煤區(qū)硬煤成型的發(fā)展情況,從1900年一1910年的10年間其輥壓成型機(jī)數(shù)量成倍增長(zhǎng),到1910年達(dá)到243臺(tái),年產(chǎn)型煤400萬t。 德國(guó)哈汀根魯爾的KOPPERN公司是從1898年開始制造輥壓成型機(jī)并至今仍在從事這項(xiàng)業(yè)務(wù)的為數(shù)不多的公司之一,該公司1901年制造出了它的第一臺(tái)用于硬煤成型的輥壓成型機(jī)。該機(jī)有一套旋轉(zhuǎn)布料裝置以穩(wěn)定兩個(gè)成型輥的人料,兩個(gè)成型輥由安裝在軸中心的寬大而堅(jiān)固的正齒輪維持同步,兩個(gè)分離的壓輥具有相同的尺寸(直徑650mm,寬度280mm)。這樣一臺(tái)機(jī)器其壓輥轉(zhuǎn)速為65rpm,每h可生產(chǎn)6t相對(duì)小一些的(1550)g用于家庭取暖的硬煤型煤。在20世紀(jì)20年代早期,德國(guó)硬煤成型開始滑坡,二戰(zhàn)結(jié)束后煤炭成型又產(chǎn)生短期的復(fù)蘇,大型的成型機(jī)被投入使用。例如,在1956年,l3的成型機(jī)的產(chǎn)量是910年的成型機(jī)產(chǎn)量的2倍以上。此后不久,石油和天然氣在許多加熱用途方面顯然取代了煤炭,尤其是家庭取暖,因而在生產(chǎn)的煤炭成型廠的數(shù)量急劇萎縮。今天,在工業(yè)化國(guó)家里,大多數(shù)常規(guī)的煤炭成型廠業(yè)已停業(yè)并被拆除,其結(jié)果是,許多提供煤炭輥壓成型機(jī)的公司破產(chǎn)或開始生產(chǎn)其他用途的成型設(shè)備,但是,KOPPERN公司作為一個(gè)杰出的供應(yīng)商,至今仍在積極從事設(shè)計(jì)和制造輥壓成型機(jī)以及型煤設(shè)備。1.3.2對(duì)輥成型機(jī)的成型機(jī)理 煤炭的常規(guī)成型使用熱塑性粘結(jié)劑和塑性相當(dāng)好的人料,在物料進(jìn)入輥壓成型機(jī)的給料器之前,由混合物料散出的揮發(fā)物排放到臥式螺旋運(yùn)輸中。適度溫?zé)?、可塑的煤和粘結(jié)劑的混合物的成型,更確切地講是使其具有一定的外形而僅僅是使其致密,因此,所需的單位壓力相對(duì)較低。例如所用的壓力除以輥寬被描述為kNcm,因此使用較小的軸承和使用較寬壓輥的成型機(jī)也有很大的生產(chǎn)能力。由于成型和型煤質(zhì)量隨壓輥的直徑增加而改善,機(jī)器的輥徑一般大于750mm,通常為l000mm或1400mm。決定型煤形狀的球窩是用電化學(xué)研磨法(ECM)加工的。這種加工技術(shù)可以任意選擇壓模的形狀和大小。粉煤成型,將6mm以下煤粉在機(jī)械外加粘結(jié)劑或快速加熱到膠質(zhì)狀態(tài)下加壓成具有一定形狀、盡寸、特定物理化學(xué)性能和不同用途產(chǎn)品的工藝過程。粉煤成型的產(chǎn)品稱型煤。傳統(tǒng)的粉煤成型是將粉煤加工成幾何形狀、尺寸和機(jī)械強(qiáng)度相近、貯存后質(zhì)量保持穩(wěn)定和型煤?,F(xiàn)代粉煤成型主要是“改變”粉煤的物理化學(xué)性質(zhì),使之成為優(yōu)質(zhì)的工業(yè)原料和潔凈的能源。現(xiàn)代粉煤成型以煤化學(xué)和煤的機(jī)械加工工藝學(xué)為基礎(chǔ),以燃燒理論、煤的技術(shù)、傳熱學(xué)原理和環(huán)保工程等為指導(dǎo),以工業(yè)鍋爐和窯爐等相關(guān)行業(yè)的設(shè)備特性和工藝原理為依據(jù)。 成型機(jī)理:煤炭成型時(shí),粘結(jié)劑與煤粒之間的作用是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程。不僅與粘結(jié)劑和煤炭本息的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)有關(guān),而且和成型條件密切相關(guān)。由于煤具有以非極性表面為主,煤表面有一定粗糙度和孔隙、潤(rùn)濕性差且疏水性強(qiáng)、成型時(shí)可利用煤本身的粘結(jié)性或外粘結(jié)劑,采用適宜的成型粒度、水分在一定的壓力作用下,克服煤的彈性,使煤粒之間互相靠近,產(chǎn)生塑性變形,并被此粘結(jié)成型。 成型工藝:成型原料性質(zhì)有同,成型時(shí)需要采用不同的成型工藝。煤炭成型按成型的工藝條件分為冷壓成型、熱壓成型和球團(tuán)成型。 冷壓成型是在型煤配合料溫度低于100的條件下成型的工藝,包括無粘結(jié)劑成型和粘結(jié)劑成型兩種工藝。是粉煤成型 的主要方法。型煤配合料是由粉煤、粘結(jié)劑和添加劑按比例配合成性能符合成型要求的物料。 無粘結(jié)劑成是不用粘結(jié)劑的成型工藝,按成型壓力大小可分為低壓成型、中壓成型和高壓成型。成型壓力小于50MPa的成型叫低壓成型,主要用于生產(chǎn)無煙煤濕棒作合成氨原料,也用于含泥頁巖的煤成型,這種成型方法未獲廣泛應(yīng)用;成型壓力為50100MPa的成型叫中壓成型,主要供無煙煤和泥炭配型叫高壓成型,主要用于年輕褐煤或中年褐煤的成型,是成熟的成型方法。粘結(jié)劑成型是在成型過程中外加粘結(jié)劑等添加劑的成型工藝。所使用的粘結(jié)劑包括有機(jī)物粘結(jié)劑、無機(jī)物粘劑和復(fù)合物粘結(jié)劑。包括物理成型和化學(xué)成型兩種。物理成型是粘結(jié)劑在成型過程中只起粘結(jié)作用?;瘜W(xué)成型是粘結(jié)劑在成型和型煤固結(jié)過程中發(fā)生化學(xué)變化而起粘結(jié)作用,為石灰碳酸化型煤的成型方法。 熱壓成型是利用型煤配合料在高速加熱到大量形成膠質(zhì)體的溫度,膠質(zhì)體作粘結(jié)劑,在出現(xiàn)塑性變形進(jìn)以膠質(zhì)體作粘結(jié)劑加壓成型的工藝。這種成型方法多用來生產(chǎn)型焦。 球團(tuán)法成型是在粘結(jié)劑和水的作用下,型煤配合料無需加壓力,在圓盤式或滾筒式球團(tuán)成型機(jī)中滾動(dòng)成型。成型產(chǎn)品是球團(tuán)。2.基本參數(shù)的確定2.1選擇電動(dòng)機(jī)2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式按工作條件和要求,選用一般用途的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī),為臥式封閉結(jié)構(gòu)。2.1.2選擇電動(dòng)機(jī)的容量輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速:n=810r/min輥?zhàn)訄A周速度:v=0.40.5m/s=n/30 v=rr= =478mm輥輪周長(zhǎng):L=3001.84mm型煤比重:1.35g/cm型球體積:505032=80000 mm單個(gè)煤球重量為:G=0.108kg型球分布個(gè)數(shù)N:N=540 個(gè)規(guī)定每個(gè)型球間隔為: 5.5mm輥?zhàn)訉挾龋?010+50511+250=649.5mm總成型壓力:F=3064.95=1948.5KN輥?zhàn)映惺艿暮狭兀篗=Fe =1948.550=97425Nm工作機(jī)所需的功率:P=式中 T=97425Nm n=10 r/min 代入上式得 P=KW電動(dòng)機(jī)所需功率:P=P/從電動(dòng)機(jī)到輥輪主軸之間的傳動(dòng)裝置的總效率:=式中 =0.95 V帶傳動(dòng)效率 =0.99 聯(lián)軸器效率 =0.98 軸承效率 =0.97 齒輪傳動(dòng)效率代入上式得 =0.950.990.980.97 =0.73 =P/=102.0157/0.73=139.75kw選擇電動(dòng)機(jī)額定功率PP,根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)圖和推薦的傳動(dòng)比合理范圍,V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比24單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比 36所以選擇Y315M2-4電動(dòng)機(jī),額定功率160kw,滿載轉(zhuǎn)速1490 r/min。2.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比2.2.1傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比=1492.2.2分配各級(jí)傳動(dòng)比該傳動(dòng)裝置中使用的是三級(jí)圓柱齒輪減速器,考慮到以下原則:1)使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力大致等(齒面接觸強(qiáng)度大致相等)2)使減速器能獲得最小外形尺寸和重量3)使各級(jí)傳動(dòng)中大齒輪的浸油深度大致相等,潤(rùn)滑最為簡(jiǎn)便選擇三級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比為49.6,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)高速級(jí)傳動(dòng)比為低速級(jí)傳動(dòng)比的1.31.4倍,因此粗略分配各級(jí)齒輪傳動(dòng)比如下:=4.78 =3.67 =2.83輥輪的直徑為956mm,兩輥輪這間的間隙取1mm,所以兩輥輪的中心距為957mm 。則V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為3。3.V帶設(shè)計(jì)計(jì)算3.1確定計(jì)算功率根據(jù)工作情況 查表12-12選擇工況系數(shù)設(shè)計(jì)功率 3.2選擇帶型根據(jù)和 選擇開口傳動(dòng)15N窄V帶(有效寬度制)3.3確定帶輪基準(zhǔn)直徑小帶輪的基準(zhǔn)直徑 參考表12-19和圖12-4取 傳動(dòng)比 =3取彈性滑動(dòng)系數(shù) 大帶輪基準(zhǔn)準(zhǔn)直徑 取標(biāo)準(zhǔn)值 實(shí)際轉(zhuǎn)速 實(shí)際傳動(dòng)比 3.4驗(yàn)算帶的速度 3.5初定中心距 取3.6確定基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由表12-10選取相應(yīng)基準(zhǔn)長(zhǎng)度 3.7確定實(shí)際軸間距 安裝時(shí)所需最小軸間距 張緊或補(bǔ)償伸長(zhǎng)所需最大軸間距 3.8驗(yàn)算小帶輪包角 3.9單根V帶的基本額定功率 根據(jù)和 由表12-17m查得15N型窄V帶。考慮傳動(dòng)比的影響,額定功率的增量由表12-17m查得3.10V帶的根數(shù) 由表12-13查得由表12-16查得 根取9根3.11單根V帶的預(yù)緊力 由表12-14查得m=0.2kg/m =655.3 N3.12帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸小帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸由Y315M-2-4電動(dòng)機(jī)可知,其軸伸直徑,長(zhǎng)度,故帶輪軸孔直徑應(yīng)取,轂長(zhǎng)應(yīng)小于.由表12-22查得,小帶輪結(jié)構(gòu)為實(shí)心輪 由V帶的實(shí)際傳動(dòng)比,對(duì)減速器的傳動(dòng)比進(jìn)行重新分配。 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 V帶傳動(dòng)傳動(dòng)比 則三級(jí)減速器的傳動(dòng)比為 根據(jù)計(jì)算可知三級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比為47.6,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)高速級(jí)傳動(dòng)比為低速級(jí)傳動(dòng)比的1.31.4倍,因此粗略分配各級(jí)齒輪傳動(dòng)比如下:=3.95 =3.674 =3.284.基本參數(shù)計(jì)算4.1各軸的轉(zhuǎn)速軸 軸 軸 軸 4.2各軸功率軸 = =軸 軸 軸 4.3各軸轉(zhuǎn)矩軸 軸 軸 軸 5.減速器設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 I軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算5.1.1選擇齒輪材料 小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 5662 大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 5662齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量(MQ)要求從圖14-32和圖14-24中查得 參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)(表14-45)后,將適當(dāng)降低:5.1.2初定齒輪主要參數(shù)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸,計(jì)算模數(shù) 按表14-34,并考慮傳動(dòng)比,選用小齒輪齒數(shù)=20,大齒輪齒數(shù) 圓整取 =79按表14-33,選齒寬系數(shù)由圖14-14查得大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)(時(shí)) 由于輪齒單向受力,齒輪的許用彎曲應(yīng)力 由于,故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù) 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。則齒輪中心距 由于單件生產(chǎn),不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距,取。準(zhǔn)確的螺旋角 工作齒寬 為了保證,取。齒輪圓周速度 按此速度查表14-78,齒輪精度選用8級(jí)即可,但為了提高傳動(dòng)質(zhì)量,降低噪聲.采用滲碳淬火后磨齒工藝,取齒輪精度8-7-7(GB10095-1988)校核重合度縱向重合度 (圖14-8) 端面重合度 (圖14-3) 總重合度 5.1.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 分度圓上的切向力 由表14-39查得使用系數(shù) 動(dòng)載荷系數(shù)式中 (表14-40)齒數(shù)比將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式 齒向載荷分布系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù),根據(jù) 查表14-43 得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù),按和查圖14-11 得材料彈性系數(shù)查表14-44 得重合度系數(shù) 查圖14-12 得螺旋角系數(shù) 查圖14-13 得 由于可取 計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù) 式中各系數(shù)的確定計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù) 按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕,查圖14-37 得壽命系數(shù) 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) 查表14-47 得 齒面工作硬化系數(shù) 按圖14-39 查得尺寸系數(shù) 按,查圖14-40 得將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式 由表14-49,按一般可靠度要求,選用最小安全系數(shù)。和均大于,故安全。表 1 軸齒輪基本參數(shù) 幾何尺寸分度圓直徑dd=mZ160632齒頂高h(yuǎn)aha=ha*m88齒根高h(yuǎn)fhf=(ha*+c*)m1010齒全高h(yuǎn)hf=(2ha*+c*)m1818齒頂圓直徑dada=(2ha*+Z)m176176齒根圓直徑dfda=(z-2ha*-2c*)m140612基圓直徑dbdb=dcosa=mzcosa150.4593.9齒距pp=3.14m25.1225.12齒厚ss=3.14m/212.5612.56齒槽寬es=3.14m/212.5612.56基圓齒距pbpb=pcosa23.623.6法向齒距pnpn=pb=cosa23.623.6頂隙cc=c*m22嚙合計(jì)算中心距aa=(d2+d1)396396傳動(dòng)比i12i12=Z2/Z13.953.95 5.2軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算5.2.1選擇齒輪材料 小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 5662 大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 5662齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量(MQ)要求從圖14-32和圖14-24中查得 參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)(表14-45)后,將適當(dāng)降低:5.2.2 初定齒輪主要參數(shù)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸,計(jì)算模數(shù) 按表14-34,并考慮傳動(dòng)比,選用小齒輪齒數(shù)=21,大齒輪齒數(shù) 選77按表14-33,選齒寬系數(shù)由圖14-14查得大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)(時(shí)) 由于輪齒單向受力,齒輪的許用彎曲應(yīng)力 由于,故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù) 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。則齒輪中心距 由于單件生產(chǎn),不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距,取。齒輪分度圓直徑 工作齒寬 為了保證,取。齒輪圓周速度 按此速度查表14-78,齒輪精度選用8級(jí)即可,齒輪精度8-7-7(GB10095-1988)校核重合度縱向重合度 (圖14-8) 端面重合度 (圖14-3) 總重合度 5.2.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 分度圓上的切向力 由表14-39查得使用系數(shù) 動(dòng)載荷系數(shù)式中 (表14-40)齒數(shù)比將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式 齒向載荷分布系數(shù) 齒向載荷分配系數(shù),根據(jù) 查表14-43 得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù),按和查圖14-11 得材料彈性系數(shù)查表14-44 得重合度系數(shù) 查圖14-12 得螺旋角系數(shù) 查圖14-13 得 由于可取 計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù) 式中各系數(shù)的確定計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù) 按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕,查圖14-37 得壽命系數(shù) 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) 查表14-47 得 齒面工作硬化系數(shù) 按圖14-39 查得尺寸系數(shù) 按,查圖14-40 得將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式 由表14-49,按一般可靠度要求,選用最小安全系數(shù)。和均大于,故安全。表 2 軸齒輪基本參數(shù) 幾何尺寸 分度圓直徑dd=mZ210770齒頂高h(yuǎn)aha=ha*m1010齒根高h(yuǎn)fhf=(ha*+c*)m12.512.5齒全高h(yuǎn)hf=(2ha*+c*)m22.522.5齒頂圓直徑dada=(2ha*+Z)m230790齒根圓直徑dfda=(z-2ha*-2c*)m185745基圓直徑dbdb=dcosa=mzcosa197.3723.6齒距pp=3.14m31.431.4齒厚ss=3.14m/215.715.7齒槽寬es=3.14m/215.715.7基圓齒距pbpb=pcosa29.529.5法向齒距pnpn=pb=cosa29.529.5頂隙cc=c*m2.52.5嚙合計(jì)算中心距aa=(d2+d1)490490傳動(dòng)比i12i12=Z2/Z13.673.675.3軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算5.3.1選擇齒輪材料 小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 5662 大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 5662齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量(MQ)要求從圖14-32和圖14-24中查得 參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)(表14-45)后,將適當(dāng)降低:5.3.2 初定齒輪主要參數(shù)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸,計(jì)算模數(shù) 按表14-34,并考慮傳動(dòng)比,選用小齒輪齒數(shù)=21,大齒輪齒數(shù) 取56按表14-33,選齒寬系數(shù)由圖14-14查得大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)(時(shí)) 由于輪齒單向受力,齒輪的許用彎曲應(yīng)力 由于,故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù) 按表14-2,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。則齒輪中心距 由于單件生產(chǎn),不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距,取。準(zhǔn)確的螺旋角 工作齒寬 為了保證,取。齒輪圓周速度 按此速度查表14-78,齒輪精度選用8級(jí)即可,齒輪精度8-7-7(GB10095-1988)校核重合度縱向重合度 (圖14-8) 端面重合度 (圖14-3) 總重合度 5.3.3 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 分度圓上的切向力 由表14-39查得使用系數(shù) 動(dòng)載荷系數(shù)式中 (表14-40)齒數(shù)比將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式 齒向載荷分布系數(shù) 齒向載荷分配系數(shù),根據(jù) 查表14-43 得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù),按和查圖14-11 得材料彈性系數(shù)查表14-44 得重合度系數(shù) 查圖14-12 得螺旋角系數(shù) 查圖14-13 得 由于可取 計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù) 式中各系數(shù)的確定計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù) 按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕,查圖14-37 得壽命系數(shù) 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) 查表14-47 得 齒面工作硬化系數(shù) 按圖14-39 查得尺寸系數(shù) 按,查圖14-40 得將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式 由表14-49,按一般可靠度要求,選用最小安全系數(shù)。和均大于,故安全。表3 軸齒輪基本參數(shù) 幾何尺寸分度圓直徑dd=mZ272896齒頂高h(yuǎn)aha=ha*m1616齒根高h(yuǎn)fhf=(ha*+c*)m2020齒全高h(yuǎn)hf=(2ha*+c*)m3636齒頂圓直徑dada=(2ha*+Z)m304928齒根圓直徑dfda=(z-2ha*-2c*)m224848基圓直徑dbdb=dcosa=mzcosa252.5842齒距pp=3.14m50.2450.24齒厚ss=3.14m/225.1225.12齒槽寬es=3.14m/225.1225.12基圓齒距pbpb=pcosa47.2147.21法向齒距pnpn=pb=cosa47.2147.21頂隙cc=c*m44嚙合計(jì)算中心距aa=(d2+d1)584584傳動(dòng)比i12i12=Z2/Z13.283.286 減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)方案的整體布局,擬定軸上零件的布局和裝配方案,如圖示6.1軸的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1.1選擇軸的材料該軸選用45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,其力學(xué)性能由表21-1查得 由表21-23查得6.1.2初步估算軸的的直徑 取最小軸徑為79mm6.1.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 1初步選擇滾動(dòng)軸承根據(jù)軸的受力,選取30000型圓錐滾子軸承,為了便于軸承的裝配,取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為22217型,其尺寸為,定位軸肩高度根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度軸段為d=79mm圓柱形軸伸,查表21-9,d=79mm的軸伸長(zhǎng)。軸段直徑為,根據(jù)減速器與軸承端蓋的結(jié)構(gòu),確定端蓋總寬度為,。軸段安裝軸承,由于圓柱形軸伸的原因,采用雙列軸承,取,。軸段長(zhǎng)度,。軸段軸肩長(zhǎng)度,按齒輪距箱體內(nèi)壁這距離取,考慮到箱體的鑄造誤差,滾動(dòng)軸承應(yīng)距箱體內(nèi)壁,取,。軸安裝軸承,6.1.4軸的受力分析作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 軸受外力的計(jì)算軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 齒輪的圓周力 齒輪的徑向力 求支反力在水平面內(nèi)的支反力 由得 在垂直面內(nèi)的支反力 由得 彎矩和 合成彎矩M =1885473Nmm =505357Nmm扭矩T T=304958Nmm軸的強(qiáng)度計(jì)算按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算 當(dāng)量彎矩 安全 圖 26.1.5軸的強(qiáng)度計(jì)算按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算 當(dāng)量彎矩 安全 按安全系數(shù)校核計(jì)算 截面D為危險(xiǎn)截面,其應(yīng)力幅為 式中 W為抗彎截面系數(shù) 考慮彎矩作用時(shí)的疲勞強(qiáng)度6.2軸的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)方案的整體布局,擬定軸上零件的布局和裝配方案,如圖示6.2.1選擇軸的材料 選用45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,其力學(xué)性能由表21-1查得 由表21-23查得6.2.2初步估算軸的的直徑 取軸徑為130mm6.2.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步選擇滾動(dòng)軸承根據(jù)軸的受力,選取30000型圓錐滾子軸承,為了便于軸承的裝配,取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為30226型,其尺寸為。根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度軸段安裝軸承,取,。軸段安裝齒輪,齒輪左端采用套筒定位,右端使用軸肩定位。取軸段直徑,齒輪寬度為112mm,為了全套筒端面可靠地壓緊齒輪,軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度取。軸段軸環(huán),。軸段為齒輪軸寬度取,。軸段安裝軸承, 圖 36.2.4軸的受力分析軸受外力的計(jì)算軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 齒輪的圓周力 齒輪的徑向力 求支反力在水平面內(nèi)的支反力 由得 在垂直面內(nèi)的支反力 由得 彎矩和 合成彎矩M =1927566Nmm =2196153Nmm扭矩T T=1145207Nmm6.2.5軸的強(qiáng)度計(jì)算按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算當(dāng)量彎矩 安全按安全系數(shù)校核計(jì)算截面D為危險(xiǎn)截面,其應(yīng)力幅為 圖 4式中 W為抗彎截面系數(shù) 考慮彎矩作用時(shí)的疲勞強(qiáng)度6.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)方案的整體布局,擬定軸上零件的布局和裝配方案,如圖示6.3.1選擇軸的材料選用45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,其力學(xué)性能由表21-1查得 由表21-23查得6.3.2初步估算軸的的直徑 取軸徑為200mm6.3.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步選擇滾動(dòng)軸承根據(jù)軸的受力,選取30000型圓錐滾子軸承,為了便于軸承的裝配,取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為30240型,其尺寸為。根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度軸段安裝軸承,取,。軸段安裝齒輪,齒輪左端采用套筒定位,右端使用軸肩定位。取軸段直徑,齒輪寬度為200mm,為了全套筒端面可靠地壓緊齒輪,軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度取。軸段軸環(huán),。軸段為齒輪軸寬度取,。軸段安裝軸承, 圖 56.3.4軸的受力分析軸受外力的計(jì)算軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 齒輪的圓周力 齒輪的徑向力 求支反力在水平面內(nèi)的支反力 由得 在垂直面內(nèi)的支反力 由得 彎矩和 合成彎矩M =6320768Nmm =5937115Nmm扭矩T T=6761183Nmm6.3.5軸的強(qiáng)度計(jì)算按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算 當(dāng)量彎矩 安全按安全系數(shù)校核計(jì)算截面D為危險(xiǎn)截面,其應(yīng)力幅為式中 W為抗彎截面系數(shù) 圖 6考慮彎矩作用時(shí)的疲勞強(qiáng)度6.4軸的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)方案的整體布局,擬定軸上零件的布局和裝配方案,如圖示6.4.1 選擇軸的材料 選用45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,其力學(xué)性能由表21-1查得 由表21-23查得6.4.2初步估算軸的的直徑取軸徑為280mm6.4.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步選擇滾動(dòng)軸承根據(jù)軸的受力,選取30000型圓錐滾子軸承,為了便于軸承的裝配,取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為32956型,其尺寸為。根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度軸段安裝軸承,取,。軸段安裝齒輪,齒輪左端采用套筒定位,右端使用軸肩定位。取軸段直徑,齒輪寬度為192mm,為了全套筒端面可靠地壓緊齒輪,軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度取。軸段軸環(huán),。軸段不作安裝,僅為結(jié)構(gòu)需要。,。軸段為安裝軸承及齒輪,。 圖 76.4.4軸的受力分析軸受外力的計(jì)算軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 齒輪的圓周力 齒輪的徑向力 求支反力在水平面內(nèi)的支反力 由得 在垂直面內(nèi)的支反力 由得 彎矩和 合成彎矩M =10130482Nmm扭矩T T=12472300Nmm6.4.5軸的強(qiáng)度計(jì)算按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算當(dāng)量彎矩 安全 圖 8 按安全系數(shù)校核計(jì)算 截面D為危險(xiǎn)截面,其應(yīng)力幅為式中 W為抗彎截面系數(shù) 考慮彎矩作用時(shí)的疲勞強(qiáng)度7 減速器鍵的校核7.1 I軸鍵的校核I軸的伸出軸d=79mm,選用圓頭普通平鍵(C型),b=25mm,h=14mm,L=160mm,I軸傳遞的扭矩T=304958Nmm.當(dāng)鍵用45鋼制造時(shí),主要失效形式為壓潰,通常只進(jìn)行擠壓強(qiáng)度計(jì)算.= 合格7.2軸鍵的校核II軸的鍵用于齒輪和軸的聯(lián)接,軸徑為d=136mm,選用選用圓頭普通平鍵(C型),b=40mm,h=22mm,L=100mm,II軸傳遞的扭矩T=1145207Nmm.= 合格7.3軸鍵的校核軸的鍵用于齒輪和軸的聯(lián)接,軸徑為d=206mm,選用選用圓頭普通平鍵(C型),b=50mm,h=28mm,L=185mm,II軸傳遞的扭矩T=4000518Nmm.= 合格7.4軸鍵的校核軸的鍵用于齒輪和軸的聯(lián)接,軸徑為d=286mm,選用選用圓頭普通平鍵(A型),b=63mm,h=32mm,L=180mm,軸傳遞的扭矩T=12472300Nmm.= 合格8 減速器軸承的校核8.1驗(yàn)算軸承壽命計(jì)算軸承支反力 合成支反力 軸承的派生軸向力 軸承所受的軸向載荷 軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 , , 軸承壽命 因,故按計(jì)算 查得, 8.2驗(yàn)算軸承壽命計(jì)算軸承支反力 合成支反力 軸承的派生軸向力 軸承所受的軸向載荷 軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 , 軸承壽命因,故按計(jì)算 查得, 8.3驗(yàn)算軸承壽命計(jì)算軸承支反力 合成支反力 軸承的派生軸向力 軸承所受的軸向載荷 軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 , 軸承壽命 因,故按計(jì)算 查得, 8.4驗(yàn)算軸承壽命計(jì)算軸承支反力 合成支反力 軸承的派生軸向力 軸承所受的軸向載荷 軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 , 軸承壽命因,故按計(jì)算 查得, 9.減速器箱體設(shè)計(jì)計(jì)算9.1 箱體設(shè)計(jì)箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動(dòng)零件的基座,應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。由于本設(shè)計(jì)中沖擊載荷不大,箱體采用灰鑄鐵鑄造箱體。為了便于軸系零件的安裝和拆卸,箱體制成沿軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱座用普通螺栓聯(lián)接成一整體。軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承座孔,座旁的凸臺(tái)應(yīng)有足夠的承托面,并保證旋緊螺栓時(shí)需要的扳手空間。為了保證箱體有足夠的剛度,在軸承座附近加支承肋。為了保證 中 國(guó) 礦 業(yè) 大 學(xué) 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 姓 名:賈捷毅 學(xué) 號(hào): 14030366 學(xué) 院: 應(yīng)用技術(shù) 專 業(yè): 機(jī)械工程及自動(dòng)化 設(shè)計(jì)題目: GDC956/160 工業(yè)對(duì)輥成型機(jī) 專 題: 指導(dǎo)教師: 王忠賓 職 稱: 副教授 2007 年 6 月 徐州 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué)院 應(yīng)用技術(shù) 專業(yè)年級(jí) 機(jī)自 03-8 學(xué)生姓名 賈捷毅 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 : 2007 年 1 月 11 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)日期: 2007 年 3 月 25 日 至 2007 年 6 月 20 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目: GDC956/160 工業(yè)對(duì)輥成型機(jī) 畢業(yè)設(shè)計(jì)專題題目: 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求: 結(jié)合畢業(yè)實(shí)習(xí),采用對(duì)輥成型原理,采用強(qiáng)迫加料方式,設(shè)計(jì)一臺(tái)工業(yè)型煤 成型機(jī)。 輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速810 轉(zhuǎn)分(輥?zhàn)訄A周速度.4-0.6 米秒) 成型壓力:1530cm 小時(shí)產(chǎn)量:3035 噸 型煤尺寸:505032mm 采用液壓加載 螺桿固定框架結(jié)構(gòu),同步齒輪傳動(dòng)箱 明確該裝置的工作原理及相關(guān)受力分析,參考設(shè)計(jì)參數(shù)確定電動(dòng)機(jī)功率, 完成該裝置的總體設(shè)計(jì)。 完成同步齒輪傳動(dòng)箱裝配圖設(shè)計(jì)。 齒輪傳動(dòng)箱組件,零件工作圖設(shè)計(jì)。 編寫完成整機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 院長(zhǎng)簽字: 指導(dǎo)教師簽字: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書 指導(dǎo)教師評(píng)語(基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握;獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力; 研究?jī)?nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法;取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn);工作態(tài)度及 工作量;總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī);存在問題;是否同意答辯等): 成 績(jī): 指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書 評(píng)閱教師評(píng)語(選題的意義;基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握;綜合運(yùn)用所 學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力;工作量的大?。蝗〉玫闹饕晒皠?chuàng)新點(diǎn); 寫作的規(guī)范程度;總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī);存在問題;是否同意答辯等): 成 績(jī): 評(píng)閱教師簽字: 年 月 日 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績(jī) 答 辯 情 況 回 答 問 題 提 出 問 題 正 確 基 本 正 確 有 一 般 性 錯(cuò) 誤 有 原 則 性 錯(cuò) 誤 沒 有 回 答 答辯委員會(huì)評(píng)語及建議成績(jī): 答辯委員會(huì)主任簽字: 年 月 日 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī): 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人: 年 月 日 摘 要 型煤加工對(duì)于有效地利用粉煤資源和保護(hù)環(huán)境是十分重要的,在我國(guó)的能源構(gòu) 成中,煤炭占有十分重要的地位。據(jù)統(tǒng)計(jì),在我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)中,煤炭約占 總量的 75%左右。但是,隨著采煤機(jī)械化程度的不斷的提高,粉煤在原煤中所占的 比例也越來越大。粉煤比例的增加不僅降低了散煤的燃燒效率,而且嚴(yán)重地污染 了環(huán)境。發(fā)展型煤是提高粉煤利用率和減少環(huán)境污染的重要途徑,研究表明,工 業(yè)鍋爐,窯爐使用型煤后可比燒散煤節(jié)煤 10%27%,煙塵排放量可減少 50%60%,添加固硫劑后,二氧化硫的排放量可減少 35%50%。因此,發(fā)展型煤 對(duì)我國(guó)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本設(shè)計(jì)為一種用于煤炭成型加工的高壓對(duì)輥成型機(jī),包括有機(jī)架,定對(duì)輥軸 和動(dòng)對(duì)輥軸設(shè)置在機(jī)架中部,動(dòng)對(duì)輥軸的兩端設(shè)置有加壓裝置,通過加壓裝置, 動(dòng)對(duì)輥軸能移動(dòng)一定距離,在定對(duì)輥軸的軸端有同步外掛齒輪與聯(lián)軸裝置及三級(jí) 設(shè)計(jì)減速器相連,在定對(duì)輥軸和動(dòng)對(duì)輥軸上方的機(jī)架上安置有加料裝置。該機(jī)采 用強(qiáng)制加料方式,液壓加載和使用安全聯(lián)軸器,從而使其型煤產(chǎn)品滿足生產(chǎn)要求。 關(guān)鍵詞:型煤; 型煤加工; 粉煤; 對(duì)輥成型機(jī) ABSTRACT Coal processing for the effective use of coal resources and environmental protection is very important, Coal occupy a very important position in our energy mix. According to statistics, Chinas energy production and consumption, coal accounts for about 75% of total. However, as the mining mechanization of a continuous increase in coal pulverized coal as a proportion is also growing. Coal proportion of the increase not only reduced the casual coal combustion efficiency, but also seriously polluted the environment. Development of coal briquette is to improve utilization and reduce environmental pollution in important ways, the study shows that industrial boilers, Kiln use briquette after comparable saving coal burning coal powder 10% 27%, soot emissions can be reduced 50% 60%. After the addition of sorbent , and sulfur dioxide emissions can be reduced 35% 50%. Therefore, the development of Chinas coal is of great practical significance. The design of the coal used in a high-pressure molding and processing of roll forming machines, including rack, set to roll axis and move on roller shaft installed in the central rack, moving to the ends of roller shaft equipped with pressure device, through compression devices, move to roll axis can move a certain distance. In determining the roll axis of the shaft to keep pace with the pylon gear coupling device design and three- reducer, In determining the roll axis and move right side of the roll axis rack placed on the feeder. The aircraft introducing compulsory feeding, hydraulic loading and the use of safety coupling, thus briquette products meet production requirements. Keywords : briquette; Coal processing; Coal; Right roll forming machine 目 錄 1 概述 .1 1.1 型煤發(fā)展方向 .1 1.1.1 發(fā)展型煤產(chǎn)業(yè)的重要性 .1 1.1.2 型煤產(chǎn)業(yè)及技術(shù)的現(xiàn)狀 .1 1.2 國(guó)內(nèi)外型煤發(fā)展概況 .2 1.2.1 國(guó)外型煤概況 .2 1.2.2 國(guó)內(nèi)型煤概況 .4 1.3 對(duì)輥成型機(jī)的發(fā)展概況 .4 1.3.1 對(duì)輥成型機(jī)的發(fā)展展?fàn)顩r .4 1.3.2 對(duì)輥成型機(jī)的成型機(jī)理 .5 2.基本參數(shù)的確定 .7 2.1 選擇電動(dòng)機(jī) .7 2.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式 .7 2.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量 .7 2.2.1 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 .8 2.2.2 分配各級(jí)傳動(dòng)比 .9 3.V 帶設(shè)計(jì)計(jì)算 .10 3.1 確定計(jì)算功率 .10 3.2 選擇帶型 .10 3.3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 .10 3.4 驗(yàn)算帶的速度 .11 3.5 初定中心距 .11 3.6 確定基準(zhǔn)長(zhǎng)度 .11 3.7 確定實(shí)際軸間距 .11 3.8 驗(yàn)算小帶輪包角 .12 3.9 單根 V 帶的基本額定功率 .12 3.10V 帶的根數(shù) .12 3.11 單根 V 帶的預(yù)緊力 .13 3.12 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 .13 4.基本參數(shù)計(jì)算 .14 4.1 各軸的轉(zhuǎn)速 .14 4.2 各軸功率 .14 4.3 各軸轉(zhuǎn)矩 .14 5.減速器設(shè)計(jì)計(jì)算 .15 5.1 I 軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 .15 5.1.1 選擇齒輪材料 .15 5.1.2 初定齒輪主要參數(shù) .15 5.1.3 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 .17 5.2軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 .20 5.2.1 選擇齒輪材料 .20 5.2.2 初定齒輪主要參數(shù) .21 5.2.3 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 .23 5.3軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 .26 5.3.1 選擇齒輪材料 .26 5.3.2 初定齒輪主要參數(shù) .26 5.3.3 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 .28 6 減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .32 6.1軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .32 6.1.1 選擇軸的材料 .32 6.1.2 初步估算軸的的直徑 .32 6.1.3 軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .33 6.1.4 軸的受力分析 .34 6.1.5 軸的強(qiáng)度計(jì)算 .37 6.2軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .38 6.2.1 選擇軸的材料 .38 6.2.2 初步估算軸的的直徑 .38 6.2.3 軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .38 6.2.4 軸的受力分析 .39 6.2.5 軸的強(qiáng)度計(jì)算 .40 6.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .43 6.3.1 選擇軸的材料 .43 6.3.2 初步估算軸的的直徑 .43 6.3.3 軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .43 6.3.4 軸的受力分析 .44 6.3.5 軸的強(qiáng)度計(jì)算 .45 6.4軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .48 6.4.1 選擇軸的材料 .48 6.4.2 初步估算軸的的直徑 .49 6.4.3 軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .49 6.4.4 軸的受力分析 .50 6.4.5 軸的強(qiáng)度計(jì)算 .51 7 減速器鍵的校核 .55 7.1 I 軸鍵的校核 .55 7.2軸鍵的校核 .55 7.3軸鍵的校核 .55 7.4軸鍵的校核 .56 8 減速器軸承的校核 .56 8.1 驗(yàn)算軸承壽命 .56 8.2 驗(yàn)算軸承壽命 .57 8.3 驗(yàn)算軸承壽命 .58 8.4 驗(yàn)算軸承壽命 .59 9.減速器箱體設(shè)計(jì)計(jì)算 .60 9.1 箱體設(shè)計(jì) .60 10 對(duì)輥機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .61 10.1 型輥軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .61 10.1.1 選擇軸的材料 .61 10.1.2 初步估算軸的的直徑 .62 10.1.3 軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .62 10.1.4 軸的受力分析 .62 10.1.5 軸的強(qiáng)度計(jì)算 .66 10.2 驗(yàn)算軸承壽命 .66 10.3 型輥軸鍵的校核 .67 10.4 輥型及型板的設(shè)計(jì) .67 10.5 壓輥的支撐裝置(軸承) .69 10.6 給料系統(tǒng) .70 10.7 承壓支架 .71 10.8 同步驅(qū)動(dòng)齒輪系 .71 10.8.1 選擇齒輪材料 .71 10.8.2 初定齒輪主要參數(shù) .72 10.8.3 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 .73 10.9 液壓施壓系統(tǒng)及潤(rùn)滑 .76 結(jié)論 .78 參考文獻(xiàn) .79 翻譯部分 .81 英文原文 .81 中文譯文 .87 致 謝 .92
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