JLY3809機立窯總體及傳動部件設(shè)計論文說明書

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1、目 錄1 前言12 總體方案論證42.1 機立窯的發(fā)展概況及現(xiàn)狀42.2 機立窯總體設(shè)計方案42.3 傳動方案的論證4 3 傳動裝置總體設(shè)計63.1 傳動功率計算63.2 標(biāo)準(zhǔn)二級減速機的選擇73.3 蝸桿蝸輪減速機的選擇84 主要零件的設(shè)計84.1 大小齒輪的設(shè)計94.2 大立軸的設(shè)計 11 4.3 軸承的選擇與潤滑 195 機立窯的使用與維護 226 結(jié)論23參考文獻24致謝25JLY3809機立窯（總體及傳動部件）設(shè)計摘要：目前，機立窯存在二大技術(shù)和工藝難點：一是立窯煅燒熱工不穩(wěn)，嚴重影響水泥各項物理性能；二是立窯單窯產(chǎn)量低，不能適應(yīng)當(dāng)今各行各業(yè)的發(fā)展形勢。因此，JLY3809機立窯在這

2、種情況下應(yīng)運而生。而機立窯的傳動裝置在機立窯的整體結(jié)構(gòu)中起到極其重要的作用。在對生產(chǎn)現(xiàn)場全面調(diào)研的基礎(chǔ)上，對生產(chǎn)現(xiàn)狀進行了有效分析，確定了傳動裝置的總體設(shè)計方案。為了提高水泥生產(chǎn)中機立窯的傳動效率，滿足生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)量的需求，應(yīng)用最優(yōu)化方法，確定速比系數(shù)的分配，大、小齒輪的設(shè)計。設(shè)計了軸的結(jié)構(gòu)，進行了軸的強度校核計算。確定了機立窯轉(zhuǎn)速，選擇合理的潤滑形式。另外，大立軸是傳動的主要部分，帶動塔篦子低速轉(zhuǎn)動，承受巨大的載荷，是保證機立窯正常工作的關(guān)鍵,因此需要有高的可靠性、良好的穩(wěn)定性和合理的經(jīng)濟性。通過幾種方案的比較，軸承的選擇采用了最優(yōu)的設(shè)計方案，從而增加機立窯的傳動平穩(wěn)性和使用壽命，大大提高

3、了機立窯運轉(zhuǎn)率。機體工作運行平穩(wěn)，安裝維修方便。關(guān)鍵詞：機立窯；傳動裝置；優(yōu)化；大立軸The overall and transmission device design of 3809 mechanical upright kiln Abstract: There are two main difficulties of mechanical upright kiln presented both on technology and on process. First, the hot working of the kiln is unsteady, which seriously affe

4、cts the physical performance of the cement; second, the output of the single-kiln is low, which cannot adapt to the intensified development situation in various professions. As a result, 3809 mechanical upright kiln is appeared in this situation. The transmission device plays a vital role in the who

5、le configuration of the kiln. On the basis of comprehensive investigation and study, the present production situation has been analyzed and the transmisson device has been designed in order to enhance transmission efficiency of the kiln in the cement production, satisfy meet production process and p

6、roductivity demands. By using optimization method, the definite transmission ratio,ball gear and pinion gear have been designed at first.Then the axis structure and intensity examination computation have been completed too. After determining the kiln rotational speed, chooses the reasonable lubricat

7、ion form. Moreover, the large vertical spindle is the main part in the transmission, it impetuses the cone type to discharge grate at a low speed and withstands huge load, which is the key to ensure the normal work of the kiln. This calls for high reliability, good stability and reasonable economica

8、l efficiency. By comparing several plans, the optimization method was confirmed on the choice of bearing, thus increases the transmission stability and the service life of the kiln, enhancing the kiln operating efficiency greatly.It is smooth and reliable in operation,convenient in installation and

9、maintenance.Keywords: mechanical upright kiln; transmission device;optimization;large vertical spindle1前言我國立窯水泥發(fā)展，經(jīng)歷了三個高峰期，前兩個高峰期是在50和60年代，為兩次全國農(nóng)田水利建設(shè)高潮的需要；第三個高峰期是為改革開放后國民經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展的需要，由此可證明，立窯水泥為我國國民經(jīng)濟的發(fā)展做出過重要的歷史貢獻，并將繼續(xù)做貢獻。新型干法回轉(zhuǎn)窯水泥是我國水泥工業(yè)技術(shù)進步的方向，現(xiàn)代化立窯是我國水泥工業(yè)的重要組成部分，大型新型干法水泥集團的崛起和現(xiàn)代化立窯企業(yè)經(jīng)濟規(guī)?；⑹侵袊喙I(yè)

10、發(fā)展的方向，它對調(diào)整我國水泥結(jié)構(gòu)，淘汰落后具有重要意義，可以預(yù)見，先進的機立窯向現(xiàn)代化立窯發(fā)展，落后的機立窯加快淘汰步伐是必然趨勢。機立窯水泥的發(fā)展不是量的擴張，主要是質(zhì)的提高，走內(nèi)涵擴大再生產(chǎn)的路子，通過技術(shù)改造、新技術(shù)應(yīng)用和科學(xué)的管理，使有條件的立窯逐步邁向現(xiàn)代化立窯，乃至更高的現(xiàn)代化集團。 環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對機立窯水泥的防塵治理提出了更高的要求，目前立窯廠粉塵大、環(huán)保差、污染重，其根源不是立窯本身，而是對環(huán)保不重視?？偠灾?，為使機立窯較快的邁向現(xiàn)代化，首先要使產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)，其次要大幅度降低能耗、節(jié)約資源、能源、保護好環(huán)境、實施可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略，這既符合國家政策，又能使立窯企業(yè)沿著

11、正確的道路發(fā)展、壯大。機立窯傳動裝置技術(shù)改造1.機立窯布料器傳動裝置的改進原布料器存在的問題：(1)蝸輪減速器故障率較高，出現(xiàn)故障，全車間停產(chǎn)，排除故障時一間在6h以上;(2)蝸輪減速器造價高，一付銅蝸輪、蝸桿，采購價在4000元 以上;(3)易損件使用周期短，一只蝸桿正常使用僅為5個月左右，蝸輪為8個月。改進的方法為：采用圓弧曲面?zhèn)泯X輪傳動，為了防止在傳動過程中易被粉塵侵蝕，且潤滑不良。將大齒輪齒面改為向下與小齒輪嚙合。這樣的話不但造價便宜，使用壽命延長。而且維修方便，結(jié)構(gòu)緊湊，故障率下降百分之30到40。2.機立窯布料系統(tǒng)的改進具體故障表現(xiàn)為：1)蝸輪減速器上端蓋螺栓松動，密封失效;下端蓋

12、密封圈受高溫氣流腐蝕，老化加快，造成機箱內(nèi)潤滑油順空心輸出軸流出，加上周圍粉塵濃度大，1副新的蝸輪蝸桿使用小到2個月就要更換。2)錐形料斗頻繁門反轉(zhuǎn)產(chǎn)生強烈的沖擊，造成空心輸出軸法蘭螺栓松動脫落;嚴重時造成空心輸出軸折斷或錐形料斗連接筋板斷裂。3)布料溜槽受高溫濕氣腐蝕易變形，使用小到2個月就要更換。4)蝸輪減速器三角皮帶受高溫影響，時常需要更換，嚴重時造成電動機燒毀。5)可升降布料溜槽的鋼絲繩經(jīng)常與錐形料斗之間摩擦，易發(fā)生斷裂。6)防扭器由于受到外界強烈沖擊產(chǎn)生故障或潤滑油失效等，造成其至頂層之間鋼絲繩松散，易發(fā)生斷裂。7)錐形料斗與窯罩之間存在間隙，煙氣大量從縫隙冒出，造成窯頂煙氣大，曾出

13、現(xiàn)過CO中毒事故。改進措施1)蝸輪減速器機架升高，將錐形料斗置于窯罩頂外，采用鋼球支承裝置，減小了蝸輪減速器及空心輸出軸法蘭等承受力，機械故障也大大地降低。2)由于蝸輪減速器、電動機等部位升高，同時窯罩頂采用雙層夾隔熱纖維，降低了環(huán)境溫度和粉塵濃度，從而改改善了各部位潤滑環(huán)境，延長了系統(tǒng)的使用壽命。3)布料溜槽與改進前相比抬高了許多，升降角度在較小范圍內(nèi)調(diào)整就可使料球滾到窯的二肋處，減少了摩擦，從而避免鋼絲繩斷裂。3.機立窯中銷輪出現(xiàn)徑向、端面跳動的處理辦法銷輪傳動是機立窯邊緣傳動的一種形式，由于是鋼球支承，塔蓖遇到大塊熟料時，會引起晃動，使銷輪產(chǎn)生徑向、端而跳動，導(dǎo)致折斷銷齒、鋼球脫落，使鋼

14、球以上破碎系統(tǒng)發(fā)生傾斜。同時大塊熟料來不及及破碎就落到破碎腔之上，形成架窯。針對這種情況，我們采取了防止銷輪徑向、端而跳動的措施，使用效果很好。1)改進小齒輪部件的結(jié)構(gòu)型式，軸承固定形式由原米的一端固定改為兩端固定。裝配時，卜軸承座安裝在立窯底盤上，上軸承座安裝在下部筒體的圓板上。2)增添兩個銷輪徑向器，安裝時，銷輪徑向器和銷輪留有35mm間隙，一旦銷輪產(chǎn)生徑向、端而跳動，就立即碰到徑向器，帶動徑向器轉(zhuǎn)動，承擔(dān)銷輪跳動所產(chǎn)生徑向力和軸向力。3)組裝時，兩個徑向器和小齒輪組成一個等邊三角形。4.機立窯單加料溜子傳動裝置的改造一般機立窯使用單加料溜子傳動裝置為電機通過蝸桿減速機帶動錐形集料斗和下料

15、溜子回轉(zhuǎn)，這種裝置的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，但在使用過程中發(fā)現(xiàn)其存在的主要缺點是蝸桿蝸輪齒面易磨損而失效，其使用壽命多則半年，少則一個月就要更換。為此，對單加料溜子傳動裝置進行了改造:將原蝸桿減速機改為圓錐齒輪傳動，改造后其傳動裝置變?yōu)閿[線針輪減速機通過圓錐齒輪傳動帶動錐形集料斗和下料溜子回轉(zhuǎn)。其中大小圓錐齒輪為用東風(fēng)牌汽車換下來的舊尾牙改制的，大圓錐齒圈配一內(nèi)輪轂，小圓錐齒輪軸端經(jīng)退火處理后加工出軸承和聯(lián)軸器相配合的位置。應(yīng)注意的事項:(1)選用的舊尾牙齒要齊全，磨損量最好不超過1/4。(2)小圓錐齒輪軸端退火時應(yīng)先用濕毛巾把齒端包扎起來再進行，以避免輪齒受熱退火而削弱齒的強度、硬度和耐磨性能。(3

16、)下軸承座上蓋應(yīng)采用防塵較好的迷宮式密封裝置。(4)機架做成活動可裝拆式，利于維修。(5)圓錐齒輪和軸承的潤滑應(yīng)選用耐熱、針入度大一點的滑脂。改造后，其效果顯著。首先是經(jīng)濟效益，因為圓錐齒輪為再生使用，價格十分便宜；其次是經(jīng)久耐用，使用壽命長，整個傳動的無故障時間可達2年以上，其中大圓錐齒輪壽命可達4年以上，既提高了機械運轉(zhuǎn)效率，又降低了單加料溜子的維修費用。2 總體方案論證2.1機立窯的發(fā)展概況及現(xiàn)狀目前，立窯存在二大技術(shù)和工藝難點：一是立窯煅燒熱工不穩(wěn)，造成欠燒過燒熟料燒結(jié)不均、質(zhì)量參差不齊，嚴重影響水泥各項物理性能；二是立窯單窯產(chǎn)量低，不能適應(yīng)當(dāng)今各行各業(yè)向規(guī)模化、集約化的發(fā)展形勢。國家

17、的產(chǎn)業(yè)政策、大量干法旋窯的建成投產(chǎn)，立窯企業(yè)出現(xiàn)了前所未有的生存危機。但是立窯有其獨特的優(yōu)點：低投資、低能耗、高利廢、銷售半徑小、運輸能耗低。如能攻克立窯的二大缺陷，會適應(yīng)國內(nèi)大部分市場，尤其對市場需求量小、原料儲存量有限、交通不發(fā)達地區(qū)會作為水泥生產(chǎn)首選工藝。因此，開發(fā)熱工穩(wěn)定、單機產(chǎn)量高的節(jié)能環(huán)保型機立窯勢在必行。這種“節(jié)能，環(huán)保，低投資”新型現(xiàn)代立窯生產(chǎn)工藝，熟料煅燒設(shè)備仍然采用新型立窯，而沒有采用回轉(zhuǎn)窯，這是在大量的對比研究的基礎(chǔ)上確定的。作為水泥熟料的煅燒設(shè)備，中小規(guī)模的立窯生產(chǎn)工藝，具有投資省，生產(chǎn)費用低，工藝最簡約，正好彌補我國不發(fā)達地區(qū)，市場容量小的地區(qū)，經(jīng)濟發(fā)展落后地區(qū)。這樣

18、不但可實現(xiàn)我國水泥工業(yè)的合理布局，同時用新型現(xiàn)代立窯工藝來淘汰落后立窯工藝，這樣更符合國情，用較低的投資來實現(xiàn)落后水泥工藝的轉(zhuǎn)型。同時形成合理的工業(yè)結(jié)構(gòu)。節(jié)能，環(huán)保，低投資新型現(xiàn)代立窯生產(chǎn)線，是我國立窯工藝技術(shù)的一場革命，是我國立窯工藝創(chuàng)新技術(shù)，設(shè)備進步，自動化技術(shù)，信息技術(shù)，等諸多因素的集合，是幾十年立窯生產(chǎn)技術(shù)的總結(jié)。因此，機立窯窯的設(shè)計與研究有著重要的實際意義。2.2機立窯總體設(shè)計方案2.2.1立窯的規(guī)格與形狀立窯的規(guī)格是以窯的有效內(nèi)徑和高度來表示的。本次設(shè)計的立窯的規(guī)格為：有效內(nèi)徑為3.8，高度為9。立窯的形狀有直筒形和上部窯體擴大的喇叭形兩種。直筒形窯結(jié)構(gòu)簡單、砌磚簡便，在小規(guī)模的立

19、窯上使用。機械立窯均采用上端擴大的喇叭口形狀，這是為了能夠適應(yīng)料球在煅燒過程中產(chǎn)生的收縮，避免物料在煅燒過程中與窯壁間形成環(huán)形間隙而影響均勻通風(fēng)，以減少邊風(fēng)過剩，中部通風(fēng)不良的現(xiàn)象。理想的狀態(tài)應(yīng)使物料在擴大的喇叭口處燒結(jié)收縮下沉?xí)r，剛好進入直筒部位，既不形成環(huán)形間隙，也不發(fā)生卡塞現(xiàn)象。這樣，氣流上升到喇叭口處，將會減慢速度，從而有利整個窯面均勻通風(fēng)和良好煅燒。2.3傳動方案的論證2.3.1傳動方式機立窯傳動，主要分為兩大類：機械傳動和液壓傳動。機械傳動又可分為單傳動和雙傳動。目前絕大多數(shù)為機械傳動。因為液壓傳動裝置的零部件制造加工復(fù)雜，配合精度要求高，使用材料及油液價格較貴，容易產(chǎn)生漏油；維修

20、技術(shù)水平要求較高，維修工作量較大；如維修或配件供應(yīng)不及時，會使工作效率下降，影響窯速。為滿足機械立窯大速比，可調(diào)速的傳動要求，須采用三級傳動方式，如下圖所示。由電機1經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)二級減速機2，再經(jīng)過蝸桿蝸輪減速機3帶動小齒輪4傳動，再由大齒輪5帶動大立軸傳動。2.3.2傳動特點根據(jù)機立窯運轉(zhuǎn)特點，機械傳動需要滿足以下幾點要求：1 傳動比要大，一般為：;2 啟動力矩大，需硬特性；3 能調(diào)速，以適應(yīng)立窯煅燒工藝的需要。2.3.3傳動比分配總傳動比為： 式中：總傳動比； 標(biāo)準(zhǔn)二級減速機的傳動比； 蝸桿蝸輪減速機的傳動比； 一對直齒輪的傳動比。表2-1 機力窯傳動比分配項目標(biāo)準(zhǔn)二級減速機蝸輪減速機直齒輪傳

21、動傳動比3.傳動裝置總體設(shè)計3.1傳動功率計算3.1.1電機功率計算電動機功率 （3-1）式中 電動機的功率（KW）； 立窯的計算功率（KW）； 電動機儲備系數(shù)，一般K=1.11.3； 總傳動效率（%）?？倐鲃有实拇_定： （3-2）計算破碎功為： （3-3）式中 破碎單位質(zhì)量所需的功（KWh/t）； 與物料性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，對于易破碎的熟料，取=150； 破碎后物料粒度（um）； 破碎前物料粒度（um）。破碎功率為： （3-4）式中 破碎功率（KW）； 破碎單位質(zhì)量所需的功（KWh/t）； 機械立窯的臺時產(chǎn)量。把式（3-3）代入（3-4）得： =8.355KW在機械立窯中，卸料篦子呈偏旋運動，

22、塔篦子與熟料之間產(chǎn)生相對運動的阻力，從而產(chǎn)生運動阻力的功率。在生產(chǎn)實踐中，運動阻力的功率約為破碎功率的30%50%。即 (KW) （3-5）機械立窯的計算功率為： =（1.3-1.5） （3-6）式中 立窯的計算功率（KW）； 立窯的運動阻力功率(KW)； 立窯的破碎功率（KW）。 =1.58.355 12.5325KW將（3-6）代入（3-1）得 21.48KW根據(jù)計算的電動機功率的值，查電機手冊選取電機的規(guī)格型號和技術(shù)特征。選擇電動機型號：YCT280-4A.表3-1 技術(shù)參數(shù)型號拖動電機功率/KW額定轉(zhuǎn)矩/Nm調(diào)速范圍/rmin轉(zhuǎn)速變化率/%電源重量/KgYCT280-4A3018913

23、20-1322.5三相交流50Hz380V6323.2標(biāo)準(zhǔn)二級減速機的選擇根據(jù)機械傳動的設(shè)計要求，由于蝸桿蝸輪減速機的傳動比為55，大小齒輪的傳動比為7，可以得出標(biāo)準(zhǔn)二級減速機的傳動比必須大于15.58，根據(jù)這個傳動比選擇ZLY280-15.92-。ZLY型外嚙合漸開線斜齒圓柱齒輪減速器，可適用于冶金、礦山、起重運輸、水泥、建筑、化工、紡織、輕工等行業(yè)。減速器高速軸轉(zhuǎn)速不大于1500；減速器齒輪傳動圓周速度不大于20；減速器工作環(huán)境溫度為零下40度到45度，低于0度時，啟動前潤滑油應(yīng)預(yù)熱。3.3蝸桿蝸輪減速機的選擇 蝸桿蝸輪的大致傳動比為55，為了滿足機械傳動大傳動比的要求，選擇CW型圓弧圓柱

24、蝸桿減速機。標(biāo)記為CW 400-63-。CW型圓弧圓柱蝸桿減速器具有整體機體、模塊化設(shè)計的特點、用于傳遞兩交錯軸間的運動和功率的機械傳動，如冶金、礦山、起重、運輸、化工、建筑、建材、能源、及輕工等行業(yè)的機械設(shè)備。適用范圍為：減速機輸入軸的轉(zhuǎn)速1500；減速器工作環(huán)境溫度零下40度到40度，當(dāng)工作環(huán)境溫度低于0度時，啟動前潤滑油必須加熱到0度以上，或采用低凝固點的潤滑油，當(dāng)工作環(huán)境溫度高于40度時，必須采取冷卻措施；減速器輸入軸可正、反兩方向旋轉(zhuǎn)。表3-2 技術(shù)參數(shù)傳動比中心距輸入轉(zhuǎn)速額定輸入功率額定輸出轉(zhuǎn)矩63400150047.7152203.3聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器主要是用來使兩軸相互連接，

25、一起回轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的部件。電機與標(biāo)準(zhǔn)二級減速機之間的聯(lián)軸器選用彈性圈柱銷聯(lián)軸器，因為其彈性好、具有緩和沖擊、吸收振動的能力，且補償少量徑向位移等特點。標(biāo)記為：。標(biāo)準(zhǔn)二級減速機與蝸桿蝸輪減速機之間的聯(lián)軸器選用金屬滑塊聯(lián)軸器，其徑向尺寸小，使用壽命長，但制造復(fù)雜需要潤滑，不能緩沖擊振。用于低速，兩軸同軸度誤差較大的情況。表3-3 金屬滑塊聯(lián)軸器的基本尺寸和性能軸徑公稱扭矩（）許用轉(zhuǎn)速質(zhì)量飛輪矩130;14016000100190320485101255.74 主要零件的設(shè)計4.1 大小齒輪的設(shè)計4.1.1 齒輪材料及熱處理選擇機械立窯機械傳動的大小齒輪的破壞形式，主要是以齒面磨損而失效，因此制造齒

26、輪的材料，應(yīng)具有足夠的強度、較高的耐磨性和良好的加工性。而合理選擇齒輪材料與熱處理方法是影響齒輪壽命的主要因素之一，應(yīng)使齒輪的齒面有較高的抗磨損和抗點蝕能力，齒根應(yīng)有高的抗折斷能力。齒輪工作硬度及其硬度組合。機械立窯采用的大小齒輪傳動屬于低速運動，通常采用軟齒面（HB350），大齒輪可采用正火回火處理，小齒輪采用調(diào)質(zhì)處理，同時應(yīng)適當(dāng)控制大小齒輪的硬度差，大齒輪與小齒輪的齒面硬度存在著如下的關(guān)系： 2025式中 小齒輪的齒面硬度； 大齒輪的齒面硬度。為此，可按大齒輪的材料及熱處理方法，來選擇小齒輪材料及熱處理方法。表4-1 大小齒輪的材料與熱處理方法齒輪材料熱處理方法機械性能硬度（HB）（N/）

27、（N/）大齒輪ZG310-570正火,回火570310217255小齒輪45調(diào)質(zhì)6503602292694.1.2 齒輪模數(shù)計算 由于齒輪的傳動屬于半開式的低速傳動，其設(shè)計計算可按齒的彎曲強度計算齒輪模數(shù)，并考慮到齒輪的過度磨損致使齒厚減薄、易發(fā)生早期斷齒的危險，應(yīng)將計算的齒輪模數(shù)增大20%。計算閉式傳動的齒輪模數(shù)為： （4-1）式中 齒輪模數(shù)（mm）； 綜合系數(shù)，對中等沖擊時：K=2.3-2.9,較大沖擊時：K=3.24.0； 小齒輪的額定扭矩（Nm）；小齒輪的齒形系數(shù)；試驗齒輪的彎曲疲勞強度極限（N/）；小齒輪齒數(shù)；齒寬系數(shù)。 （4-2） 式中 齒寬； 小齒輪分度圓直徑。齒寬與齒輪承載能力

28、成正比，當(dāng)載荷一定時，增加齒寬可以減少中心距，但齒向載荷分布的不均勻性也隨之增大，在必須增寬系數(shù)時，為避免嚴重的偏載，齒輪和齒輪箱應(yīng)具有較高的精度和足夠的剛度。因此，齒寬系數(shù)應(yīng)適當(dāng)選取，取=0.8。因為齒輪是半開式傳動，模數(shù)應(yīng)適當(dāng)增大。取22。4.1.3 齒輪參數(shù)計算機械立窯的大小齒輪傳動，可采用標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動，也可以使用大變位齒輪傳動。確定標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動的小齒輪齒數(shù)，不發(fā)生根切的條件是： 式中 小齒輪齒數(shù)； 發(fā)生根切的最小齒數(shù)。1 發(fā)生少量根切的齒數(shù)：；2 不發(fā)生根切的齒數(shù)：。大齒輪齒數(shù)的確定：根據(jù)齒輪傳動比（）要求，并考慮大齒輪的制造與運輸方便等因素，大齒輪齒數(shù)宜選用偶數(shù)，以便對分剖制造。

29、當(dāng)有少量根切時：；當(dāng)不發(fā)生根切時：。由于使用大變位齒輪傳動后，使齒數(shù)與齒輪外廓尺寸（齒頂圓直徑）增大，增加了鋼材用量和加工制造費用，且占據(jù)空間增大，這給機械立窯的下料溜子和料風(fēng)管的工藝布置帶來不便。因此，選用標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動比較經(jīng)濟實際。因此，選擇齒輪為標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動模數(shù)為22，大小齒輪齒數(shù)分別為14，98。表4-2 標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪傳動的幾何計算序號項目代號計算公式說明1分度圓直徑d2齒頂圓齒頂高系數(shù)3齒根高 徑向間隙系數(shù)4齒高5齒頂圓直徑6齒根圓直徑7中心距8基圓直徑齒形角9齒頂圓壓力角4.2 大立軸的設(shè)計立軸是塔式機械立窯機械傳動的重要零件，它在工作中與塔篦子、托盤直接相連，由電動機經(jīng)傳動系統(tǒng)

30、傳遞的動力，經(jīng)立軸帶動卸料篦子裝置，并使托盤上連接的動顎運動，由此進行破碎、拔拱物料與卸料。4.2.1 軸的材料及熱處理軸的常用材料有低碳鋼、優(yōu)質(zhì)中碳鋼和合金鋼。根據(jù)軸的承受載荷及使用場合進行合理選擇，對于受載荷較小或不甚重要的軸可用A3、A5等普通碳素鋼；對于較重要的軸材料以45號鋼調(diào)質(zhì)處理最為廣泛使用；對于某些具有特殊要求的軸可選用合金鋼。大立軸在機械立窯里起到很重要的作用，因此，采用45號鋼比較合適。采用熱處理（如調(diào)質(zhì)、表面淬火、滲碳等）和表面強化處理（如滾壓、噴丸等）可提高疲勞強度和耐磨性、耐蝕性。4.2.2 立軸的初步設(shè)計1軸徑的確定在立軸初步設(shè)計時，由于軸的各結(jié)構(gòu)尺寸（軸徑、軸的總

31、長、軸的支承裝置及各零件尺寸等）均未知，而這些結(jié)構(gòu)尺寸又與軸徑有關(guān)，而軸徑可按扭轉(zhuǎn)強度確定軸端直徑。實心軸軸徑 (mm) (4-3)空心軸軸徑 （mm） （4-4）式中 軸傳遞的功率（KW）； 軸所傳遞的扭距（Nm）； 軸的工作轉(zhuǎn)速（r/min）； 許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力（N/）； 受軸材料和載荷而定的系數(shù)；空心軸的內(nèi)徑與外徑之比。當(dāng)軸截面上有一個鍵槽時，應(yīng)將求得的軸徑增大4%5%；若有2個鍵槽時，應(yīng)增大7%10%。2 軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)和形狀取決與許多因素，可根據(jù)軸上安裝零件的類型、尺寸及其配置，載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況，軸承的類型與尺寸，軸的裝配工藝要求和加工等，進行軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計

32、。零件在軸上的定位與固定方法有：（1）軸向定位；（2）周向定位。機械立窯立軸上常用的定位方法有：（1）軸肩、軸環(huán)式；（2）套筒式；（3）平鍵固定式等。各軸段的長度主要根據(jù)軸上零件的轂長或軸上的零件配合部分的長度確定。另外，也要根據(jù)機體及軸承蓋等零件有關(guān)。本設(shè)計中，綜合考慮機體、軸承座等因素的影響。軸的具體設(shè)計尺寸如下圖所示：圖 4-13軸的強度計算 圖 4-2 立軸上受力與支點反力（a）立軸上受力間圖；（b） 立軸上垂直平面受力；（c）立軸上水平平面受力；P破碎力；齒輪徑向力；齒輪圓周力圖 4-3 立軸上受力與彎矩圖、當(dāng)量彎矩圖（a）立軸上垂直面受力；（b）立軸上垂直面彎距圖；（c）立軸上水平

33、面上受力；（d）立軸上水平面彎距圖；（e）立軸上合成彎距圖；（f）立軸上扭矩圖；（g）立軸上當(dāng)量彎矩圖A. 軸的受力分析(見圖4-2)a. 畫軸的受力簡圖(見圖4-2a)b. 計算支承反力 (4-5) (4-6) 在垂直面上 (4-7)c. 畫彎矩圖（見圖4-3）在水平面上，aa剖面左側(cè) (4-8)aa剖面右側(cè) (4-9)在垂直面上 (4-10)合成彎矩，aa剖面左側(cè) (4-11)aa剖面右側(cè) (4-12)d畫轉(zhuǎn)矩圖（見圖4-3）轉(zhuǎn)矩 (4-13)B. 判斷危險剖面顯然，由圖中aa截面處合成彎矩最大、扭矩為T，該截面左側(cè)可能是危險剖面；bb截面處合成彎矩不是最大，但該截面左側(cè)軸徑小于aa截面處

34、軸徑，故bb截面左側(cè)也可能是危險剖面。若從疲勞強度角度考慮，aa、bb截面處均有應(yīng)力集中，且bb截面處應(yīng)力集中更嚴重，故aa截面左側(cè)和bb截面左、右側(cè)均有可能是疲勞破壞危險剖面。C. 軸的彎扭合成強度校核查得aaa截面左側(cè) (4-14)(4-15)bbb截面左側(cè) (4-16)bb截面處合成彎矩： (4-17) D. 軸的疲勞強度安全系數(shù)校核查得。a. aa截面左側(cè) (4-18)查得由附表10-4絕對尺寸系數(shù)；軸經(jīng)過磨削加工表面質(zhì)量系數(shù)則彎曲應(yīng)力 (4-19)應(yīng)力幅 平均應(yīng)力 Mpa切應(yīng)力 (4-20) 安全系數(shù) (4-21) (4-22) (4-23)查得許用安全系數(shù)顯然S, 故aa剖面安全。

35、b.bb截面右側(cè)抗彎截面系數(shù) (4-14) 抗扭截面系數(shù) (4-18)彎曲應(yīng)力 (4-19) 切應(yīng)力 (4-20) 查得過盈配合引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)。又。則 (4-21) (4-22) (4-23) 顯然，故bb截面右側(cè)安全。c.bb截面左側(cè) bb截面左右側(cè)的彎矩、扭矩相同。彎曲應(yīng)力 (4-19) 切應(yīng)力 (4-20) ，查得圓角引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)，查得絕對尺寸系數(shù)。則 (4-21) (4-22) (4-23)顯然，故bb截面左側(cè)安全。以上計算表明：軸的彎扭合成強度和疲勞強度是足夠的。4.2.3 軸上零件的周向固定 為保證良好對中性,齒輪與軸選用H7/n6,聯(lián)軸器與軸選用H7/k6,與軸

36、承內(nèi)圈配合的軸頸選用n6。齒輪及聯(lián)軸器均采用A型普通平鍵聯(lián)接。 4.2.4軸上倒角及圓角為保證軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面,根據(jù)軸承手冊推薦,取軸肩圓角半徑為4mm。為方便加工，其他軸肩圓角半徑均取為4mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB6403.4-1986,軸的左右倒角均為1045。4.3 軸承的選擇與潤滑4.3.1類型的確定 根據(jù)立軸承受的載荷性質(zhì)和軸頸尺寸選擇軸承型號與規(guī)格。立軸下端的軸承的止推軸承，選用單列推力球軸承，只能承受單向軸向載荷，且在低速條件下工作。立軸下端的上軸承選用雙列向心滾子球面軸承，它能承受徑向載荷和軸向載荷，可自動調(diào)心，且承載能力大。立軸的上軸承選用雙列向心滾子球面軸承，即使上支

37、承軸承由于缺油損壞，發(fā)生故障，維修也相對方便、更換調(diào)整均容易，損失較小。另外，這種支承方式兼有上、下支承的優(yōu)點，實踐證明，采用該方案的機立窯在支承系統(tǒng)使用維修方面均非常方便。具體的結(jié)構(gòu)方案如下圖所示：圖4-4 立軸上部滾子軸承 圖4-5 立軸下部滾子軸承1.上迷宮蓋2.密封脂管道3.下迷宮蓋4.軸承 1.軸承蓋 2.下軸承 3.推力軸承5.軸承座6.J形橡膠圈7.潤滑管道 4.球面瓦 5.軸承蓋表4-3 立軸各部位的軸承參數(shù)軸承名稱安裝部位軸承尺寸雙列向心滾子球面軸承上端軸承4506401605雙列向心滾子球面軸承下端軸承4206201505單列推力球軸承最下端軸承 340 460 11054

38、.3.2軸承的潤滑機立窯傳動裝置運轉(zhuǎn)的好壞不僅與結(jié)構(gòu)、加工制造的質(zhì)量和安裝的水平有關(guān)，而且與潤滑和維護也有十分重要的關(guān)系。為了減少摩擦、降低磨損速度和提高傳動效率，必須保證軸承有良好的潤滑，以使提高機立窯的工作效率和使用壽命。4.3.3 潤滑的作用，大致可歸納如下幾點：a.減小摩擦系數(shù)在兩摩擦幅之間加入潤滑劑，使之盡可能形成液體摩擦（采用動靜壓軸承或在潤滑油中加入添加劑），以降低摩擦系數(shù)，減少摩擦阻力，進而節(jié)省功耗。b.減小磨損當(dāng)兩摩擦面完全被一層潤滑油墨隔開時，即可避免兩摩擦面互相擦傷、研磨磨損和膠合。另外對于小于油膜厚度的粉塵進到軸承中，也不會擦傷摩擦表面。同時由于潤滑油的保護作用，還可減

39、輕摩擦表面的銹蝕。c.降低溫度良好的潤滑能有效地降低兩相互摩擦件之間的摩擦系數(shù)，減少了摩擦功耗，因而也就減少了發(fā)熱。另一方面當(dāng)潤滑油流過摩擦面時，帶走了一部分熱量。因此當(dāng)需要散熱時，可以通過供給大量的潤滑油的方法，帶走了一部分摩擦產(chǎn)生的熱量或由其他熱源傳導(dǎo)的熱量。d.緩和沖擊減輕振動通過潤滑油的阻尼作用，可將機械振動能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛鸵褐械哪Σ翢岫⑹У簟.清洗摩擦面當(dāng)潤滑油流過摩擦表面時，將表面上的雜質(zhì)帶走，起到了清洗表面的作用。通過以上的分析，潤滑是十分重要的。有很多水泥長的回轉(zhuǎn)窯主軸承，因落入雜質(zhì)或因潤滑不良而磨損。主軸承一旦發(fā)生損壞，短則要用十幾個小時，長則幾天或十幾天的時間才能修復(fù)，影響

40、了生產(chǎn)。在水泥長中，回轉(zhuǎn)窯主軸承燒壞是屬于重大設(shè)備事故。為了解決回轉(zhuǎn)窯主軸承潤滑問題，人們一直在尋找一種既簡單又能保證良好潤滑的潤滑方式和潤滑結(jié)構(gòu)。4.4.2軸承的潤滑方式 軸承的潤滑方式很多，從便于維護和保養(yǎng)和簡化密封出發(fā)，絕大多數(shù)都采用潤滑脂潤滑本設(shè)計所采用的潤滑脂潤滑。潤滑脂的裝入量應(yīng)適中，不宜過多或太少。過多容易引起軸承發(fā)熱，太少使?jié)櫥Ч麗夯?，軸承容易過早磨損失效。一般情況下，潤滑脂的添加量應(yīng)保持在軸承空隙的1/31/2為一宜。5 機立窯的使用與維護機立窯是屬于低速、重載荷、能耗高的生產(chǎn)設(shè)備，是水泥廠生產(chǎn)的“心臟”，具有連續(xù)生產(chǎn)的運轉(zhuǎn)特點，且工作處于高溫與高粉塵的惡劣條件，故機械立窯

41、的合理使用、正確操作與精心維護，對于延長設(shè)備的使用壽命、提高設(shè)備運轉(zhuǎn)率，充分發(fā)揮設(shè)備的生產(chǎn)效能等，均具有重要的意義。塔式機械立窯使用維護的主要點是：一、潤滑；二、密封；三、巡回檢查。設(shè)備潤滑是設(shè)備維護工作的重要組成和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對立窯中一些重要傳動部分必須采用正確的潤滑方式。塔式機械立窯的主要潤滑部位有：主立軸上，下軸承、ZL-50或JZQ減速機、蝸輪減速箱、小齒輪油的軸承、低速傳動齒輪副和喂料裝置蝸輪減速機。塔式機械立窯處于高溫、多粉塵且潤滑不良的工作條件，其主要零部件（尤以立軸的滾動軸承）須進行良好的密封。軸承一般采用環(huán)形平面密封和彈性骨架式石棉橡膠密封圈。主要零部件的密封：減速機輸出軸、主

42、立軸下端和滾動軸承組、主立軸上端滑動軸承組、喂料裝置蝸輪箱中空軸、卸料部分的斜溜子出軸處、減速機殼體及端點接合面、料封管各連接法蘭、窯體部分的鐵磚及固定顎板的緊固螺栓孔。設(shè)備檢查是了解和掌握設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)和清除設(shè)備的隱患，防止突發(fā)事故，保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的一項重要措施。6 結(jié) 論本次設(shè)計總體來說較為成功。在分析目前水泥廠的正在使用的機立窯的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)特點以及使用情況后，我們確定了設(shè)計這個課題。在設(shè)計過程中，我們特別注意吸收各種新的技術(shù)，新的設(shè)計方法，并將之盡量融入到我們的設(shè)計中，使機立窯的傳動性能能夠達到一個較高的水平。同時我們自始至終貫徹使我的設(shè)計具有實用性、經(jīng)濟性的要求，總體方

43、案的設(shè)計及部件結(jié)構(gòu)設(shè)計均以降低成本為目的，盡量采用新工藝、新技術(shù)，并結(jié)合我國實際情況，具有一定的可行性；機械設(shè)計保證了其功能良好、使用可靠、維護方便；零件結(jié)構(gòu)設(shè)計選擇合理的毛坯型式和材料，保證具有良好的加工工藝性；結(jié)構(gòu)設(shè)計中盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件。 在三個多月的設(shè)計中，我學(xué)到了很多很多，從開始的無從下手到后來的掌握，我明白了一個道理：做任何事情都不要畏懼，要敢于面對任何挑戰(zhàn)。通過這次設(shè)計，我將四年中學(xué)到的知識得到了一次綜合應(yīng)用，使學(xué)到的知識結(jié)構(gòu)得到科學(xué)組合，同時也從理論到實踐之間得到一次質(zhì)的飛躍。只有這樣不斷的學(xué)習(xí)、實踐，我才能夠不斷的提高自己的專業(yè)水平，使得自己在平時的工作中能夠得心應(yīng)手

44、的解決所遇到的問題，即使偶爾遇到一些以前沒接觸出甚至根本就沒想到過的問題，我想只要我能夠一直堅持學(xué)下去，也會通過自己已有的工作經(jīng)驗和理論知識在摸索中解決它的。參考文獻1. 王永恒 2.9*10m機立窯下料器傳動裝置的改進 水泥 1995.No.1143頁2. 倪文龍 王貴生 3.2*11m機立窯傳動裝置的改進 水泥2006.NO.263頁3. 王志強 大直徑機立窯擴徑改造技術(shù)要點及技術(shù)措施 水泥30頁4. 黃元太 機立窯布料器傳動裝置的改進 2002年第1期 四川水泥35頁5. 陳金燦 機立窯布料器蝸輪箱傳動軸的改進 水泥工程 2000年第1期36頁6. 楊軍 機立窯布料器系統(tǒng)的改進 水泥20

45、05.No.644頁7. 李捷華 機立窯單加料溜子傳動裝置的改造 水泥199748頁8. 張吉平 機立窯的增產(chǎn)節(jié)能綜合改造 四川水泥 2003.No.116頁9. 黃少清 劉根東 機立窯設(shè)備存在的問題及改進措施 四川水泥 No.4.200539 頁10. 張偉 董勇文 馬林 機立窯窯體綜合技改實踐 立窯指南 11. 許平 機立窯優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)降耗的有效措施 2005/5 水泥技術(shù)95頁12. 陳祿元 左學(xué)中 機立窯中銷輪出現(xiàn)徑向、端面跳動的處理方法 水泥 2001.No.1053頁13. 李亞非 張玉成 ；李光勇 機械立窯卸料驅(qū)動蝸輪易損壞的原因及解決方法 水 泥 2001年第4期29頁14. 繆建

46、通 節(jié)能環(huán)保型立窯生產(chǎn)線技改實踐 立窯指南15. 王振宇 孟德忠 立窯中心液壓傳動改機械傳動的方法 水泥 2003.No.531頁16. 趙寶元 水泥機械設(shè)備零部件的加強措施 鎮(zhèn)江水泥廠17. 張振舉 左學(xué)中 銷齒傳動機立窯的銷齒折斷原因分析 水泥2003.No.155頁致 謝一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計業(yè)課程已經(jīng)結(jié)束。在這次設(shè)計過程中，雖然充滿了困難與曲折，但我感到受益匪淺。本設(shè)計是對我四年半來所學(xué)知識的一次大檢驗。通過這次畢業(yè)設(shè)計我熟悉了解了建材機械設(shè)備的設(shè)計制造和應(yīng)用，掌握了一些生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計、選型和計算。從收集資料到分析解決問題，提出觀點，每一步都認真對待同時使我能夠在畢業(yè)前將理論與實踐更加融會

47、貫通，加深了我對理論知識的理解，強化了實際生產(chǎn)中的感性認識。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我基本上掌握了了解了水泥的生產(chǎn)流程，對機立窯的工作原理以及其工作特性有和全面了解，使我們知道怎樣將生產(chǎn)的問題，在設(shè)計時進行解決，以及讓我了解到在設(shè)計時要注意許多問題等，另外還更加熟悉運用查閱各種相關(guān)手冊，選擇使用工藝裝備等?；仡櫿麄€畢業(yè)設(shè)計過程，使我在基本理論的綜合運用以及正確解決實際問題等方面實現(xiàn)了一次質(zhì)的飛躍，提高了我獨立思考問題、解決問題以及創(chuàng)新設(shè)計的能力，為我以后從事實際工程技術(shù)工作打下了一個堅實的基礎(chǔ)。此次畢業(yè)設(shè)計中，劉平成老師對我進行了認真的指導(dǎo)。劉平成老師經(jīng)常為我解答一系列的疑難問題，以及指導(dǎo)我們設(shè)計的思想，引導(dǎo)我的設(shè)計思路。在歷經(jīng)三個多月的設(shè)計過程中，一直熱心的輔導(dǎo)。還有其他老師在我們畢業(yè)設(shè)計期間也很關(guān)心我們，感謝多位老師的熱情關(guān)心，也感謝我的同學(xué)在我困難的時候幫助我，使我順利完成了設(shè)計。當(dāng)然由于個人能力有限，在設(shè)計中難免有許多不足之處，懇請各位老師給予批評指正。27