750对辊式压密机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 01339828 或 11970985 单位代码 0 2 学 号 080105633 分 类 号 密 级 毕业设计 说明书 750型对辊式压密机 设计 院（系）名称 工学院机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 指导教师 2012 年 5 月 15 日 买文档就送您 01339828 或 11970985 750型对辊式压密机设计 摘 要 型煤加工对于有效地利用粉煤资源和保护环境是十分重要的，在我国的能源构成中，煤炭占有十分重要的地位。据统计，在我国能源生产和消费中，煤炭约占总量的 75%左右。但是 ,随着采煤机械化程度的不断的提高，粉煤在原煤中所占的比例也越来越大。粉煤比例的增加不仅降低了散煤的燃烧效率，而且严重地污染了环境。发展型煤是提高粉煤利用率和减少环境污染的重要途径，研究表明，工业锅炉 ,窑炉使用型煤后可比烧散煤节煤 10%27%，烟尘排放量可减少50%60%，添加固硫剂后，二氧化硫的排放量可减 少 35%50%。因此，发展型煤对我国具有十分重要的现实意义。 本设计为一种用于煤炭成型加工的 对辊式压密机 ，包括有机架， 固 定辊轴和可动 辊轴设置在机架中部， 固定辊轴一段设有斜块装置 ，通过 斜块 装置 可动 辊轴能移动一定距离， 从而实现了成球形状的大小，固定 辊轴的 一 端 是 同步外挂齿轮 ，另一端用 联轴 器与标准 减速器相连。 关键词 ： 型煤 ， 型煤加工 ， 煤 粉， 对辊 式压密机买文档就送您 01339828 或 11970985 50 of is a in to s 5% of as of a in as a is of of is to in 1027%, be 0%60%. of be 5%50%. s of as a a of by a in to of a at of to 文档就送您 01339828 或 11970985 目 录 1绪论 1 煤发展方向 1 1 煤产业及技术的现状 1 内外型煤发展概况 2 2 内型煤概况 4 辊成型机的发展概况 4 辊成型机的发展概况 4 压密机的成型原理 5 2传动方案的确定和电动机的选择 7 动机的选择 7 动机的类型和结构形式 7 择电动机的容量 7 动方案的确定 8 8 3 9 计功率 9 择带型 9 动比 9 带轮的基准直径 9 带轮的基准直径 9 算带速 10 定中心距 10 定基准长度 10 际中心距 10 买文档就送您 01339828 或 11970985 带轮包角 10 定 11 定单根 11 用在轴上的力 11 轮的机构和尺寸 11 4 基本参数计算 13 轴的转速及功率 13 轴的转矩 13 5 轴的设计计算 14 材料的选择 14 算 轴的最小直径 14 的结构设计 15 定各段轴的直径和长度 15 步选择滚动轴承 15 子处轴的设计 15 承处轴的设计 15 轮处轴的设计 16 定轴上圆角和倒角尺寸 16 轴上的载荷 16 弯扭合成应力校核轴的强度 17 6 齿轮的设计与计算 19 定齿轮的类型及材料 19 齿根弯曲强度设计齿轮 19 7 键的选用及校核 21 8 成型辊的设计 22 型辊的材料选择 22 型辊结构设计 22 球布置 22 量计算 23 买文档就送您 01339828 或 11970985 结论 24 致谢 25 参考文献 26 买文档就送您 01339828 或 11970985 1绪论 煤发展方向 我国的矿物能源资源中，以煤最为丰富，全国第二次每天预测资料数据显示，埋深在 1000m 以内的煤炭总资源量为 26000 亿吨。中国是时间上少数几个一次能源以煤炭为主的国家之一。我国每年仅以燃烧方式消耗的煤炭就达 11 亿吨，占煤炭年总产量的 80%左右。 在一次能源消费构成中，煤约占 75%，而其中全国的工业锅炉（约 42 万台）、工业窑炉（ 16 万座）年耗煤量就达 4 亿吨，占直接燃烧方式耗煤量的 1/3还多。以上数据表面，煤炭是中国一次能源的支柱。据有关资料介绍，我国一次能源 的资源结构中，煤炭与石油、天然气、水电及核电等相比，在数量上占绝对优势，将探明的一次能源保有储量折算为煤计，煤炭占90%以上。据一杂志介绍，全球陆地能源中，目前探明的石油和天然气储量在 2020年前将基本开采殆尽，个别地区也至多延续到 2060年，探明的铀储量也将在 2030年前开采完毕。所以很多专家认为，在未来的相当长时间内中国以煤为主的一次能源就够不会有较大的改变。 煤炭是我国一次能源的主要支柱，但煤炭资源又是有限的且不可再生的矿物资源，因此煤炭工业必须走可持续发展道路。煤炭工业走可持续发展道路是指在确保为国 民经济个行业提供品质洁净、数量充足的煤炭、煤制品的同时，要提高煤炭资源的利用率，保护我们赖以生存的地球大气环境免受污染。型煤技术在近期内是煤炭工业可持续发展中的重要组成部分。 煤产业及技术的现状 过去人们对煤的认识很肤浅，没有从防止污染、发展工业、提高经济效益的高度上去认识它的重要性。我国工业型煤的生产时从 50 年代开始的，当时只能生产粘土煤球、纸浆煤球。 60 年代后，由于化肥厂生产的需要，气化煤得到开发，把无烟煤粉成型用于中、小化肥厂造气，替代无烟块煤。 “八五 ”期间，国家买文档就送您 01339828 或 11970985 吧型煤列为重点科研攻关项 目，进行了大量的试验研究，型煤产业开始发展起来。从这时起，山西才开始起步研究，开发、生产型煤。近两年内，从省会 太原市到各地区都纷纷行动起来，研究型煤技术、设备、工艺、粘结剂等，并建立了一些生产线。据不完全统计，全省有 100 余家型煤厂家，研制出的粘结剂也有 150多种，型煤产品销售都山西、山东、天津等地，用于化肥厂早起和工业锅炉、炉窑及民用燃烧。但由于粘结技术还不过关、机械设备还不配套、生产规模小等原因，致使型煤产业没有大规模地发展起来。 我国型煤技术从民用型煤技术开始逐步发展，现已实现商品化，技术达到国家水平 ，工业燃烧煤日臻完善，工业原料（气化型煤）已有很大进展。 “九五 ”型煤技术攻关项目共 12 个子课题，从基础理论、成型工艺参数、粘结剂和添加剂的优化选择、合理的工艺设计、成套设备的选型改进与研制等一系列成套型煤技术进行系统研究。这一项目完成后将会大大提高我国工业型煤技术水平，逐步实现工业型煤的产业化、商品化。 内外型煤发展概况 能源与环境是当今世界的热门课题，它不仅影响本国人的生产与发展，也将对人类赖以生存和发展的的地球产生影响。因此，中国在 21 世纪的能源发展既要保持需求、资源、财力等之间的平衡，也将保 持能源生产、消费和生态之间的平衡。 我国一次能源以煤为主的格局在相当长的的时期内难以改变，未来能源环境问题突出。展望能源科技和产业发展可能达到的水平，在相当长的时期内新能源和再生能源、水电和核电的发展与推广尚不足以影响煤炭的主导地位。这种以煤为主的一次能源结构的主要制约因素是大气污染物排放量超过可节接受水平。出路在于发展以煤炭高效、洁净利用为宗旨的洁净煤技术。型煤是以煤炭高效洁净利用为宗旨的洁净煤技术之一。国内外在型煤技术的研究、开发及应用方面取得了一定的进展。 许多国家如德、日、前 苏联、美、英、法、韩国等，都设有型煤研究机构和买文档就送您 01339828 或 11970985 生产厂。在褐煤成型、型煤生产、锅炉和机车型煤应用等方面，取得了许多成果。 早在 1877年，德国就再莱葸矿区建成第一个褐煤砖厂。 1979年东德生产褐煤砖 4880 万吨，西德 617 万吨，在黑水泵褐煤基地建立了 1100 万吨 /年的型煤厂。德国除褐煤粘结剂高压成型外，还采用三种热压成型工艺生产型焦，建有年产 150 万吨以上的热压型焦厂。魁 珀恩公司（ 造的对辊成型机，其生产能力达 150 t/h，是世界上单机生产能力最高的。 日本 30年代从德国引进型煤技术，简称年 产 铁路机车使用。 1971年机车型煤用量占用煤总量的 79%，型煤厂有 36座。 1975年铁路实现电气化后，型煤技术转向冶金、化工和民用等方面，成立了型煤研究室，保留了 21个型煤厂，总能力为 140万吨 /年。日本研制成功的点火蜂窝煤和煤球，只要一根火柴就能点燃，使用十分方便。 英国自 “伦敦烟雾事件 ”后，研究开发了多种型煤工艺，制取无烟燃料供家庭炊事或取暖，成功解决了烟煤污染。英国还有型焦生产厂，年产能力达 100万吨，采用 3种热压成型工艺生产型焦。 美国采用 用非炼焦煤制取冶金用 焦，在怀俄明州建有研究基地和生产厂，研究了世界 150 个煤种，其中 50 个煤种已在中试厂生产出型煤产品。美国还生产烤烧型煤，以木炭和煤为主要原料压制成型，供旅游野炊使用。美国的烧烤用型煤每年销量为 74万 80万吨，少量从澳大利亚进口。 法国 1861年就建有型煤厂， 1976年生产能力达 400万吨。目前有 6个型煤厂，粘结剂采用烟煤沥青或石油沥青，型煤经热处理后为无烟燃料。 韩国 240 家蜂窝煤厂，日产量达 5 万余吨，供取暖和炊事， 1985 年销售量为 2300万吨，预测到 2000年发展到 3300万吨，而市场需求量约 4400万吨，仍有缺口。 国外型煤早已有成熟的技术，联合国能源组织把型煤视为节能减污的有效途径予以推广。 70 年代石油危机后，型煤科研工作进一步得到重视， 19691980年型煤发明专利每年为 13项， 19801983年增加到每年 70多项。 1989年亚太经互会在菲律宾召开了主题为 “型煤开发与环境效益 ”的煤炭利用专家会议。 1992年联合国召开了大气污染 、促进经济发展的终于途径。 1963 年世界型煤产量达到顶峰。随着石油、天然气、核电、水电、新能源买文档就送您 01339828 或 11970985 及再生能源的产量不断增加，工业发达国家减少了煤炭能源的用量，只占全部能源的 20%25%，重点转向粉煤流化床的研究，减少了型煤的用量。 内型煤概况 国外的型煤生产多采用无粘结剂高压成型工艺或热压成型工艺，原因是所用原料多为变质程度较轻的褐煤。我国的煤炭变质程度较深，宜采用粘结剂低压成型，既可简化成型工艺，也可降低生产成本。 60 年代，为解决小化肥焦炭和无烟块煤供应不足的问题，国内外开发了多种型煤工艺，生产的型煤提供了全国化工业的 60%的原料。目前，广泛才用石灰碳化煤球造气的化肥厂，全国约建有 800套粉煤成型装置。纸浆废液粘土煤球和棒状型煤，已在氮肥厂及其 他行业的煤气 发生炉、工业窑炉推广应用。 70年代北京煤化所开发的腐植酸煤气已用于 10余家小化肥厂；研究开发的优质化肥造气用型煤，在韶山氮肥厂进行了造气工业性试验，所用粘结剂来源广、价廉、对煤种适应性强，且基本不增加石灰粉，型煤质量好。该种型煤用于生产燃气的混合煤气发生炉也很理想，湖南涟邵和宁夏大武口正筹建年产 5万吨的生产线。北京煤化所研制钙系复合粘结剂煤泥防水煤气，已成功地用于水煤气的两段炉气化，为我国每年生产的几千万吨煤泥的有效利用开辟了心得途径。 工业型煤的开发与应用远不及民用型煤。目前，工业型煤的应用仅限于小氮肥 厂的碳化煤球和小高炉型焦，生产规模亦不大；工业锅炉、机车、窑炉用型煤在示范或商业性示范阶段，虽然在矿区和城市建了许多型煤厂，但生产成本高，难以维持正常生产。工业型煤年产量约 2200 万吨，其技术还有一些不足，特别是粘结剂的开发还很薄弱。 辊成型机的发展概况 辊成型机的发展概况 对辊式辊压成型机于 19 世纪下半叶在欧洲诞生。第一天能够成功运转的辊压成型机在 1870 年末期由比利时的 造并被安装在美国的里奇蒙得港的一家成型厂。然而，大多数早期的其他开发工作 已在欧洲展开，并且在 19 世买文档就送您 01339828 或 11970985 纪末在比利时、法国和德国已达到非常高的应用水平。表 1表面了在德国产煤区硬煤成型机的发展情况，从 1900年 1910年的 10年间其辊压成型机熟练成倍增长，到 1910年达到 243台，年产型煤 400万吨。 德国哈汀根 /鲁尔的 司是从 1898 年开始制造出了它的第一台用于硬煤成型的辊压成型机。该机有一套旋转布料装置以稳定两个成型辊的入料，两个成型辊由安装在轴中心的宽大而坚固正齿轮维持同步，两个分离辊具有形同的尺寸（直径 650度 280这样一台机器其压辊转速为 小时可生产 6吨 相对小一些的（ 1550） 在 20世纪 20年代早期，德国硬煤成型开始滑坡，二战结束后煤炭成型又产生短期复苏 ，大型的成型机产量的 2倍以上。此后不久，石油和天然气在许多热用途方面显然取代了煤炭，尤其是家庭取暖，因而在生产的煤炭成型厂的数量 急剧萎缩。今天，在工业化国家里，大多数常规的煤炭成型厂业已停业并被拆除，其结果是，许多提供煤炭辊压成型的公司破产后或开始生产其他用途的成型设备，但是， 司作为一个杰出的供应商，至今仍在积极从事设计和制造辊压成型机以及型煤设备。 被压物料经给料口落入两辊子之间，进行挤压粘合，成品物料自然落下。遇有过硬或不可压时，辊子可凭液压缸或弹簧的作用自动退让，使辊子间隙增大，过硬或不可破碎物落下，从而保护机器不受损坏。相向转动的两辊子有一定的间隙，改变间隙，即可控制产品最大排料粒度。对辊破碎机是利用一对相向转动的圆辊，四辊破碎机则是利用两对相向转动的圆辊进行破碎作业。 特点：双辊破碎机采用三角带或万向节联轴器进行传动和调节两辊之间的间隙。 对辊压 密 机由机架、一对辊子、三角皮带传动装置和弹簧保险装置等主要部件组成。两台电机通 过皮带轮传动，带动两辊子相向转动。一个辊子的轴支承在与机架固定在一起的固定轴承上，另一个辊子的轴支承在活动轴承上。活动轴承可以沿机架导轨水平移动，使两辊子间的排料口宽度在必要时可以增大，将非破碎物排出机外。辊子安装在焊接的机架上，由安装在轴上的辊芯以及套在辊芯上的辊套组成，两者通过锥形环，用螺栓拉紧，以使辊套紧套在辊芯上。当辊套的买文档就送您 01339828 或 11970985 工作表面磨损时，可以拆换。前辊的安装在滚柱轴承中，轴承座固定安装在机架上，后辊的轴承则安装在机架的导轨中，可以在导轨上前后移动，后辊的轴承用斜铁顶住 ，当转辊之间落入难 压制成型 时， 调节调节螺栓 ，后辊后移一定距离，让硬物落下 。 对辊压 密 机前辊通过减速齿轮和传动轴以及带轮用电动机带动，后辊则通过装在辊子轴上的一对齿轮由前辊带动作相向转动。为了使后辊后移时两齿轮仍能啮合，齿轮采用非标准长齿。 对辊式压密机工作原理简图买文档就送您 01339828 或 11970985 2传动方案的确定和电动机的选择 动机的选择 按工作条件和要求，选用一般用途的 卧式封闭结构。 择电动机的容量 辊子转速 n=12r/面切相线压力 f=子宽度 b=320作机的阻力 Fz=fB=2=176 工作机功率 000 辊子速度 v=r (v=r602n=37560 =471mm/s 0001000471176 =W 传动装置 但是总效率 总 = 带 减速器 联轴器 齿 2 轴承 ，查机械设计手册可知： 带 = 减速器 = 联轴器 = 齿 = 轴承 = 总 = 带 减速器 联轴器 齿 2 轴承 =需电动机的功率 w/ 总 =择电动机的功率应大不小于 虑到电机转速对传动比的影响，在此选择 动机，其同步转速 1000 r/载转速 980r/心高3156极电机，额定功率 110 买文档就送您 01339828 或 11970985 动方案的确定 压密机的工作环境不好，工作状况不稳定，维修也不是很方便。所以在设计过程中应使整 机在保证工艺性能指标的前提下尽量提高使用寿命，简化结构，减少故障点，最大限度的降低维修量。其传动简图如图 2所示。 整机结构大致分为 :电动机、带传动、减速器、联轴器、工作辊、同步齿轮等。 图 2动 系统 简图 总传动比 i=nm/n=980/12=因为所选的减速器是标准减速器，并且带轮不宜承受很大的传动比， 所以减速器选择时应该选择 i 减 查 ,初步选择 列的减速器 ,传动比 i 减 =80,根据 n=1000r/传动比i=80及功率 p 以选择 由此可知 ,带轮的减速比为i 带 =i/i 减 = 买文档就送您 01339828 或 11970985 3 计功率 aP=10=154中 P 是总功率， 表 a=择带型 根据 54 80r/虑到经济性，查设计手册 型普通 基准直径范围 50500 动比 i 带 =n1/n2=计入滑动率，则 I 带 =n1/n2=（ 1 是弹性滑动率， 通常取 常带轮的节圆直径可视为基准直径。 带轮的基准直径 定，为提高 V 带的寿命，宜选取较大的直径， 带最小基准直径为 500这里选取 00 带轮的基准直径 i 带 * 1=00（ =手册，取标准值 60文档就送您 01339828 或 11970985 算带速 V=100060 11 V=100060 =s 普通 530m/s,为充分发挥 般应使 v20m/s，故带 速满足要求。 定 中心 距 （ 既 742mm120步定为 200定基准长度 （ +（ 2/41200+ 500+560)+ 12004 500560 2 =手册选取基准长度 500际中心距 a= 0(a =1200+2 =装时所需最小轴向间隙 500=装时所需最大轴向间隙 a+500=带轮包角 1=180。 -（ 1=180。 -（ 56090。 买文档就送您 01339828 或 11970985 定 根据 0080r/手册可这单根 1和额定功劳增量1=带根数 Z= d 1(K 包角修正系数，查表取 K = 入上式 Z= d 1= 43 = Z=6根 定单根 00 5.2+手册可知 m=000 +用在轴上的力 1轮的机构和尺寸 由 轴伸直径 d=80度 L=170以小带轮的轴孔直径 0据表 准宽度 2准线上槽深 准线下槽深 间距 里取 边距 8小轮缘厚度 5轮宽度 B=（ e+2f=275带轮外径 带轮外买文档就送您 01339828 或 11970985 买文档就送您 01339828 或 11970985 4 基本参数计算 轴的转速 及功率 在此次设计中，只需计算工作机的输入与输出轴，设输入轴为 轴，输出轴为 轴，根据已知条件可知，两周的转速相同， n =n =12r/ 轴功率 P =带 减 联轴器 =110 轴功率 P = P 齿 轴承 2=轴的 转矩 轴 55011550 轴 55022550文档就送您 01339828 或 11970985 5 轴的设计计算 材料的选择 因为传递的功率和转矩很大，故应该选择 强度高的材料，在此我选择 45钢 ，调质处理。 算 轴的最小直径 0 3(由机械设计 表 15 03 15可得最小轴颈 15 3 12/于轴颈 d100一个键槽时，轴径增大 3%故 选轴径 d=260 图 3 轴结构 图 输出轴的最小直径显然是安装在联轴器处的直径 d - （图 3）。为了使所选轴颈 d - 与联轴器的孔相适应，故需同时选取联轴器的型号。 联轴器的计算转矩 机械设计手册可知，压块机的工况系数： 照计算转矩 标准 用 G 公称转矩为 160半联轴器的的孔径买文档就送您 01339828 或 11970985 d =260取 d - =260联轴器长度 L=380联轴器与轴配合的轮毂长度 00 的结构设计 定各段轴的直径和长度 为了满足半联轴器的轴向定位要求， - 轴端右端需 加锁紧螺母 ， 且这段直径略小于轴承内径， 故 故取 - 段的直径 d - =276 步选择滚动轴承 因轴承只承受径向力，并且径向力很大，故选择调心滚子轴承，由机械设计手册可以选取轴承代号 23056尺寸是 dDB=2802006故d - =280因为滚动轴承承受一定的轴向力，因此需要对轴承的外圈和内圈进行轴向定位， 故 - 段需制出定位轴肩，去 d - =300 子处轴的设计 取安装辊子的轴颈是 310d - =310据设计要求知辊子宽度是320是为了压紧辊子， 使辊子有效工作，取 l - =315子右端采用轴肩定位，轴肩高度 h取 h=30则轴肩处的直径 d - =360环宽度 b2取 l - =50 承处轴的设计 轴承端盖的总厚度为 25承两端都用轴承端盖，一端端盖是为了防止轴承轴向移动，另一端轴承端盖是为了防止落料进入轴承中。根据端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的 左 外端面与半联轴器的距离为 l=70端面要用一个套筒定位，套筒长度去 l=50轴承端盖左端的轴有螺纹， 故轴承处轴的长度取 l - =129 - 段中取轴承外端盖到齿轮的距离是75为对于辊子来说两端的轴承最好对称分布这样受力均匀，所以l - =186辊筒右端的轴承同样内外圈都需要轴向定位， - 处轴上 能对轴买文档就送您 01339828 或 11970985 承内圈定位，取 d - =300 l - =25 轮处轴的设计 齿轮的厚度为 b=240端用轴 套 定位，所以取 - 段直径 d=260于其右端还要用锁紧螺母进行锁紧，所以要取小于 240里取做L - =232右端需用锁紧螺母锁紧，其直 径略小于 260，取 片的厚度是 3母的厚度是 36是还是要露出一部分轴的，所以取 -段长度 L - =102 定轴上圆角和倒角尺寸 参考表 15轴端倒角为 4*45。 轴上的载荷 首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。 图 5的计算简图 据设计要求可知，竖直面内受到最主要的力就是重力，在这里可以忽略不计，水平面内的力很大， 2=176为支撑是对称分布的，所以 t/2=882=313矩1=27544000n*T=画出弯矩图和扭矩图可知： 买文档就送您 01339828 或 11970985 图 5矩和扭矩图 由上面的两个图可知在辊子的地方所受的弯扭力最大。 弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。根据机械设计公式（ 15以上数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取 =的计算应力 ： ( 2 8 07 9 8 7 0 0 0 5 4 4