779 對輥形煤成型機

779 對輥形煤成型機,對于,輥形煤,成型 對輥形煤成型機1 引言原煤不經過入洗而直接用于燃燒，不僅浪費能源，而且產生大量的煤煙和溫室氣體的排放發(fā)。采用清潔煤技術，是提高煤炭利用效率和減少污染的最佳選擇。工業(yè)型煤成套技術就是其中一種比較成熟的方法,通過添加助劑對粉煤進行混捏成型,用作工業(yè)鍋爐和窯爐的燃料,與直接燃燒散煤相比,煙塵排放量可減少 60%,SO2排放量可減少50%。1.1 工業(yè)型煤的發(fā)展現(xiàn)狀中國目前在工業(yè)上得到普遍應用的型煤主要是通過機制冷壓一次成型的型煤。成型設備有對輥成型機和擠出機。成型壓力較低,一般在 25 MPa 左右。型煤的形狀大部分為扁圓形,也有方形、枕形、棒形等。其顯著的特征是呈餅狀或柱狀,三維方向的尺寸至少有一個相差較大,而且尺寸單一。所制型煤密度較高,表面比較光潔,具有比較高的強度。生產型煤所用的粘結劑有無機質(如石灰、粘土、水泥、膨潤土等)和有機質(腐植酸鹽、紙漿廢液、淀粉等)及兩者結合起來的復合粘結劑。從研究方向來看,目前國內型煤對所使用的粘結劑更側重于開發(fā)免烘干工藝,即可使制成的型煤具有理想的冷態(tài)強度和防水性能的粘結劑。型煤的生產設備則有向引進高壓成型設備的方向和推廣國內研制的低壓爐前成型設備方向并舉的發(fā)展趨勢。以期能夠降低成本,提高質量,加快型煤產業(yè)化進程。成本高于原煤,再加上型煤生產要消耗一定的人力及電能,型煤生產廠家也要獲取一定的利潤,致使鍋爐型煤的售價一般比可代替煤種高出數(shù)十元。當型煤所帶來的經濟效益不能彌補用戶購置型煤的價差時,在市場經濟條件下,即使采用其他強制辦法,也很難形成市場。這正是中國工業(yè)鍋爐型煤夭折,又轉向推廣鍋尹應祿：對輥形煤成型機設計- 2 -爐型煤在爐前即制即用的所謂“爐前成型”方法的根本原因。工業(yè)鍋爐型煤爐前成型技術,從本質上講是增加了鍋爐的輔機。是鍋爐節(jié)能技術改造的一部分。其減少環(huán)境污染效果甚差。按照有關廠家提供的價格資料分析,在中國煤炭資源價格偏低的條件下,由于設備運行狀態(tài)或改變所用的煤質不同,所增加的這一部分投資回收期限大約在幾個月至幾年。根據(jù)對用戶的調查分析,多數(shù)認為這種爐前成型方法不適應中國大量的用戶鍋爐單臺容量小、按季節(jié)運行或間歇式運行的要求。1.2 型煤機械在工業(yè)型煤技術中的作用。目前我國工業(yè)型煤的生產工藝主要采用粉煤添加粘結劑低壓成型,以往的研究主要集中在成型工藝和粘結劑方面,對成型機械的研究開發(fā)甚少。事實上,成型機械是型煤生產的關鍵設備, 國內大部分型煤廠采用有粘結劑的低壓成型, 其工藝過程主要包括原煤的粉碎、配料,粘結劑、固硫劑等助劑的添加,混捏與成型,型煤烘干等,工藝冗長。再加上用電和設備的折舊、添加劑及人員工資,導致型煤的生產成本偏高,最終型煤價格與塊煤相差無幾,從而使型煤用戶在經濟上承受起來較為困難。所以本論文就是設計高壓的成型機械，這樣可以少用甚至不用粘結劑。2. 電動機的選擇與整體傳動的確定2.1 電動機的選擇：由給出的工況 n=10~12r/min v=0.4~0.6m/s可求得 = = =0.764~0.955 m 這里暫定 =0.77 mDnv?60)12~(6.04?D輥子周長 = =3.14 0.77=2417.8 mml?周向單列最多可布置 = /B=2417.8/45=541l考慮到每個成型槽周向間距，則暫定周向單列布置 =34,間距為 6 mm1n一個型煤的質量 m= V??是煤的實體密度，1.3~1.4 t / 常取 =1.35 t /?3m?3m則 m=1.35 (45 45 28 2) =153.09?310?910??10?kg考慮要達到小時產量 10~15 噸的要求，則需產出的型煤塊數(shù) =總n=(6.532~9.798) 33109.5)~()~( ???m?410成型輥上的列數(shù) = =2.66~4.8列n )2~(36798.5.()2(641?總這里暫定成型輥列數(shù) ＝5 這里考慮到型煤的落煤率的問題和輥子列間距取 6 mm，列則輥子實際寬度輥子的最小寬度 ＝(0.045 5)+(6 6)＝261 mm1B?即輥子的直徑為 600 mm 寬度為 315 mm已知成型時的線強度 ，輥寬 =315 mmcmkNp/)30~5(?1B尹應祿：對輥形煤成型機設計- 4 -工作阻力 = ＝(472.5~945) ZF?p1BkN工作阻轉 = =(472.5~945) 45 =(21262.5~42525)T???3103 mN?所需有效功率 ＝ZP5.9n kg)43.5~26.(5.9)1~()426( ??傳動裝置的總效率 4承聯(lián)齒帶 ?????查手冊得 =0.96 =0.97 =0.99 =0.99帶 齒 聯(lián) 承得總效率 =0.96 =0.769?649.0.97.0?所需電機功率 = =(28.95~69.48) ?ZrP?.)35~2( kW現(xiàn)在電動機多采用同步轉速 1500 和 1000 的，但考慮到減小傳動比和傳動min/rin/r結構，決定采用同步速 1000 的 Y 系列電動機。Y250M-6 中心高 250 mm 6 極電機 同步速 1000 額定轉速 980 額定功率i/rmin/r37 效率 92.0%kW2.2 傳動比的計算和分配該傳動裝置中使用圓柱齒輪減速器，分配傳動比要考慮到以下原則：1）使各級傳動的承載能力大致等（齒面接觸強度大致相等）2）使減速器能獲得最小外形尺寸和重量3）使各級傳動中大齒輪的浸油深度大致相等，潤滑最為簡便所選電動機額定轉速 =980 工作機轉速 =10~15 ，則0nmi/rwnmin/r總的傳動比 = / =980/10=98總iw查手冊可知普通 V 帶傳動比 10 常用的是 2~4，由于帶傳動的傳動比不宜過大，一般?應使 =0.42/Re，4.02?X5.12Y=0.4×6816.1+1.5×3763.23=8371.285 NARPr?6.1.5 軸承壽命因 ，故按 計算 查得載荷系數(shù) ，溫度系數(shù) 21r?1rP5.1?pf 1?tf= =6894 h3016???????rpthfCnL 310654.9.24???????6.2 Ⅱ軸軸承的校核初選滾動軸承為 30219 型圓錐滾子軸承，其尺寸為 95 170 32??BDdm?m基本額定載荷 Cr:215kNe=0.42 Y=1.46.2.1 計算軸承支反力合成支反力 =2106 N??211VHR2709?=13770 N?22VR3.45.36.2.2 軸承的派生軸向力2106/(2×1.4)=752 N?YS2113770/(2×1.4)=4918 NR26.2.3 軸承所受的軸向載荷因為是采用的直齒圓柱齒輪，所以齒輪本身不產生軸向力。軸承受到的軸向力均是有圓錐滾子軸承自身產生的。而且是大小相等，方向相反的一對力。尹應祿：對輥形煤成型機設計- 44 -=4918 N; =4918 N1A26.2.4 軸承的當量動載荷=4918/2106=2.34> =0.421/Re0.40， =35.29?X?cot4.0Y=0.4×2106+35.29×4918=194398.62 N11APr?4918/13770=0.36 =0.44?2/Re，4.02 ?cot.2Y=0.4×4822+35.53×8177.5=292494.5 NAXPr??6.3.5 軸承壽命尹應祿：對輥形煤成型機設計- 46 -因 ，故按 計算 查得載荷系數(shù) ，溫度系數(shù) 21rP?1r 5.1?pf 1?tf3016???????rpthfCnL=310628975.4????=5626 h6.4 Ⅳ軸軸承的校核初選滾動軸承為 30234 型圓錐滾子軸承，其尺寸為170 310 52??BDdm?m基本額定載荷 Cr:558kNe=0.44 Y=1.4基本額定載荷 Cr: 558kN6.4.1 計算軸承支反力合成支反力 =26098.7 N??211VHR226.75809=56140.9 N 22 436.4.2 軸承的派生軸向力26098.7/(2×1.4)=9320.96 N?YS156140.9/(2×1.4)=20050.3 NR226.4.3 軸承所受的軸向載荷因為是采用的直齒圓柱齒輪，所以齒輪本身不產生軸向力。軸承受到的軸向力均是有圓錐滾子軸承自身產生的。而且是大小相等，方向相反的一對力。=20050 N; =20050 N1A26.4.4 軸承的當量動載荷=20050/26098.7=0.77> =0.41/Re， 4.0?X?cot.1Y=0.4×26098.7+35.62×20050=724632 N1APr?20050/56140.9=0.36< =0.4?2/Re， 0Y=1×56140.9+0×3763.23=56140.9 N22AXPr??6.4.5 軸承壽命因 ，故按 計算 查得載荷系數(shù) ，溫度系數(shù)21r?1r 5.1?pf 1?tf31016???????rpthPfCnL= 31067245.8?=8549 h6.5 Ⅴ軸軸承的校核初選滾動軸承為 30238 型圓錐滾子軸承，其尺寸為190 340 55??BDdm?m基本額定載荷 Cr:658kNe=0.44 Y=1.4尹應祿：對輥形煤成型機設計- 48 -6.5.1 計算軸承支反力合成支反力 =35792 N??211VHR227.364=15693 N 22 15.0?6.5.2 軸承的派生軸向力18336/(2×1.4)=6549 N?YRS2115693/(2×1.4)=5605 N26.5.3 軸承所受的軸向載荷因為是采用的直齒圓柱齒輪，所以齒輪本身不產生軸向力。軸承受到的軸向力均是有圓錐滾子軸承自身產生的。而且是大小相等，方向相反的一對力。=6549 N; =6549 N1A26.5.4 軸承的當量動載荷=6549/35792=0.18< =0.441/Re，?X0Y=18336 N11APr?6549/15693=0.42< =0.442/Re， 0=15693 N222YXr??6.5.5 軸承壽命因 ，故按 計算 查得載荷系數(shù) ，溫度系數(shù)21rrP?1r 5.1?pf 1?tf31016???????rpthPfCnL=310685.?=65692 h7. 減速器鍵的校核7.1 Ⅰ 軸鍵的校核Ⅰ軸的伸出軸 ,選用圓頭普通平鍵（C 型） ，b=18mm,h=11mm,L=110mm,I60dm?軸傳遞的扭矩 T=685066N· mm.當鍵用 45 鋼制造時 ,主要失效形式為壓潰,通常只進行擠壓強度計算.,2ppTdkl???????< =110 N/mm 校核通過。74.3105.68??l ??F?27.2 Ⅱ軸健的校核Ⅱ軸的有鍵軸 =105,選用圓頭普通平鍵（A 型） ，b=28mm,h=16mm,L=80mm,Ⅱ軸傳d遞的扭矩 T=1716802N·mm.當鍵用 45 鋼制造時,主要失效形式為壓潰,通常只進行擠壓強度的計算：,2ppTdkl???????< =110 N/mm 校核通過。32.74805.16??l ??F?2尹應祿：對輥形煤成型機設計- 50 -7.3 Ⅲ軸健的校核Ⅲ軸的有鍵軸 =150,選用圓頭普通平鍵（A 型） ，b=40mm,h=22mm,L=110mm,Ⅲ軸傳d遞的扭矩 T=4715349N·mm.當鍵用 45 鋼制造時,主要失效形式為壓潰,通常只進行擠壓強度的計算：,2ppTdkl???????< =110 N/mm 校核通過。1035.10479??l ??F?27.4 Ⅳ軸健的校核Ⅳ軸的鍵用于齒輪和軸的聯(lián)接，鍵 1 軸徑為 =180 mm，選用普通平鍵（A 型） ，db=45mm,h=25mm,L=160mm,Ⅳ軸傳遞的扭矩 T=12904733N·mm.< =110 N/mm 合格47.81605.8293???dklTp???F?2鍵 2 用于齒輪和軸的聯(lián)接，軸徑為 =180 mm，選用普通平鍵（A 型） ，db=45mm,h=25mm,L=160mm,Ⅳ軸傳遞的扭矩 T=12904733N·mm.< =110 N/mm 合格47.81605.18293???dklTp???F?27.5 Ⅴ軸健的校核Ⅴ軸的鍵用于齒輪和軸的聯(lián)接，軸徑為 =198 mm，選用選用普通平鍵（A 型） ，db=45mm,h=25mm,L=250mm,Ⅴ軸傳遞的扭矩 T=26155270N·mm.采用雙鍵聯(lián)接。成 對稱布置，考慮到制造誤差使鍵上載荷分布不均，按 1.5 個鍵180?計算。< =110 N/mm 合格8250.1985.267.12???dklTp???F?28. 減速器箱體及附件設計計算8.1 箱體設計箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動零件的基座，應具有足夠的強度和剛度。由于本設計中沖擊載荷不大，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)接螺栓應盡量靠近軸承座孔，座旁的凸臺應有足夠的承托面，并保證旋緊螺栓時需要的扳手空間。為了保證箱體有足夠的剛度，在軸承座附近加支承肋。為了保證減速器安置在基座的穩(wěn)定性，并盡可能減少箱體底座平面的機械加工面積。下箱蓋壁厚 mm20??上箱蓋壁厚 mm18下箱座剖分面凸緣厚度 mm3b上箱座剖分面凸緣厚度 =27 mm1地腳螺栓底腳厚度 p=50 mm箱座上的肋厚 m=17 mm尹應祿：對輥形煤成型機設計- 52 -箱蓋上肋厚 =15 mm1m地腳螺栓 6- 58 mm?軸承旁聯(lián)接螺栓 26 mm上下箱聯(lián)接螺栓 30 mm?圓錐定位銷 16 mm減速器中心高 500 mm為了保證減速器的正常工作，除了對齒輪、軸、軸承組合和箱體的結構設計應予足夠的重視外，還應考慮到為減速器潤滑油池油池注油、排油、檢查油面高度、檢修折裝時的上下箱的精確定位、吊運等輔助零部件的合理選擇和設計。結 論經過這三個月的實習和三個月的精心設計，我們的畢業(yè)設計工作即將結束。畢業(yè)設計是對大學四年學習過程綜合能力的考核。對每個學生來說，畢業(yè)設計都非常重要，它既總結了我們大學所學的理論知識，又給我們提供了應用所學知識的和鍛煉動手能力的機會，是對大學四年學習的檢驗與完善。我的設計題目是對輥成型機。本文詳細介紹了其總體結構設計，以及完整的各結構件的設計，并做了幾個零件的設計，對各結構件進行了受力分析和強度校核。本次所設計對輥成型機，在借鑒了前人已有的優(yōu)秀成果的同時也滲入了自己的理解和思考。由于我的個人理解能力和時間有限，所設計的對輥成型機并不一定能很好的適應復雜的工作條件，可能還存在很多不足，離實際生產也存在一定差距。通過本次畢業(yè)實習與設計，我學會了如何查閱資料，如何應用已學的知識，體會到了所學知識的重要性，逐漸形成了一套自己的提出問題、分析問題以及解決問題的思路。這些都會使自己的將來的學習和工作受益匪淺。由于所學知識有限，實踐經驗缺乏，因此，我的畢業(yè)設計中難免存在缺陷與不足，懇請各位老師及參閱者批評指正，我將在今后的學習與工作中進行彌補。參考文獻[1] 成大先.機械設計手冊 第四版.北京：化學工業(yè)出版社，2002[2] 周鳳香.機械設計手冊 第三版.北京：化學工業(yè)出版社，1993[3] 劉龍保，吳宏志 高壓對輥工業(yè)型煤成型機的設計研究，1999， （3）3~5[4] 劉龍保，黃嘉興，GXM600/45 型對輥式工業(yè)型煤成型機的研制 1998， （3）39~40[5] 王洪欣，李木，劉秉忠.機械設計工程學Ⅰ.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2001[6] 唐大放，馮曉寧，楊現(xiàn)卿.機械設計工程學Ⅱ.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2001[7] 銀金光，王洪.機械設計課程設計.北京：中國林業(yè)出版社與北京希望電子出版社[8] 甘永立.幾何量公差與檢測 第七版.上海：上?？茖W技術出版社，2005[9] 許福玲，陳堯明.液壓與氣壓傳動 第二版.北京：機械工業(yè)出版社，2005[10] 鞏云鵬.孫德志.喻子建編.機械設計課程設計.冶金工業(yè)出版社，1999尹應祿：對輥形煤成型機設計- 54 -[11] 楊培元，朱福元.液壓系統(tǒng)設計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1995[12] 林娟，工業(yè)型煤機結構設計 煤礦機械 2001， （6）7~8[13] 許德平，王永剛，公旭中，工業(yè)型煤應用中的問題 2002 （5）30~34[14] M. Callies，D. Quere . Soft Matter 1.2005， 55–61[15] M.S.L. Tai， I. Chua, K. Li，W.J. Ng, W.K. Teo. J. Membrane Sci. 1994，87 (1–2)：99 – 105致 謝畢業(yè)設計已經接近尾聲，在這次畢業(yè)設計過程中，我的指導老師張文煥教授悉心指導我，多次詢問設計進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。張老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，深深影響了我；張老師不僅授予我知識，而且教我做人的道理。我的每一點進步都傾注了老師辛勤的汗水。張文煥老師在各方面都給予我極大的幫助，使我能順利、如期完成設計任務，在這里一并表示感謝。在實習的過程中還受到了學院各個老師、各個公司和單位的大力幫助，在這里一并感謝！感謝各位專家、教授和各位老師在百忙之中對我畢業(yè)設計進行評審和指導!