圆盘给料机设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 圆盘给料 机设计 摘 要 圆盘给料机亦称圆盘喂料机，是 一种连续喂料的容积式给料设备 。以电动机为原动力 ,通过可变速式减速器的减速 ,输出动力 ,以链传动及蜗杆传动机构 ,将动力传输到工作机构 给料圆盘，实现连续给料 。 圆盘给料机是实现冶炼烧结系统高效自动化的关键设备，可用来喂给多种冶炼原料，并实现连续定量的输送。本文根据设计要求制定了设计方案，对圆盘给料机机构进行了结构设计，并对其内部主要零部件进行了设计、选择和强度计算，内容包括主电动机功率的选择，齿轮、键、联轴器、轴承、链轮及蜗轮蜗杆的设计和校核，同时还阐述 了润滑的方式、方法以及润滑剂的选择等。本套圆盘给料机结构合理、成本低廉、且便于安装和维护， 可广泛应用于钢铁、冶金、建材、化工、能源等行业 。 关键词 ： 圆盘给料机；减速器；给料圆盘 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 is a of of by to to is to is to be to a of to of to I a of in of of of of of of as to It be in 载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 目 录 摘 要 . I . 绪论 . 1 盘给料机概论 . 1 题背景 . 2 类设备的分析比较 . 2 动给料机 . 2 旋给料机 . 3 盘给料机设计参数 . 4 2 总体方案设计 . 5 盘给料机工作原理 . 5 盘给料机工作过程 . 5 速器结构 . 6 3 圆盘给料机的设计 . 7 动机的选择 . 7 算电动机所需功率 . 7 动机的选择 . 8 动装置设计 . 9 配传动比 . 9 动装置的运动及动力参数计算 . 9 定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 . 11 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 齿面接触疲劳强度设计 . 12 齿根弯曲强度设计 . 15 齿轮传动几何尺寸的计算 . 17 的设计计算 . 18 的选择和校核 . 22 的基本概况及键的选择 . 22 择键联接的类型和尺寸 . 23 核键联接的强度 . 23 承的选择 . 24 轴器的选择 . 24 轴器概述 . 24 性套柱销联轴器 . 25 性套柱销联轴器的强度计算 . 25 速器箱体尺寸 . 26 传动的设计 . 27 轮的选择 . 27 于链传动的计算 . 28 轮的基本参数和主要尺寸 . 29 杆传动的设计 . 30 杆传动概述 . 30 杆传动设计 . 30 4 试运行 . 36 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 运行要求 . 36 动 机 试运行 要求 . 37 5 设备维 护 、安装、润滑及密封 . 37 备维 护 . 37 械设备的安装 . 37 滑 . 38 滑的方 法 . 38 滑的作用 . 38 滑油的选择 . 38 滑脂的选择 . 39 轮的润滑 . 39 承的润滑 . 39 封 . 39 6 经济性与可靠性分析 . 40 备的经济性 . 40 备的可靠性 . 41 结 束 语 . 42 致 谢 . 43 参 考 文 献 . 44 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 1 绪论 盘给料机 概论 定量圆盘给料机 （图 是一种连续喂料的容积式给料设备，可广泛应用于钢铁、冶金、建材、化工、能源等行业，特别是在冶金行业烧结生产工艺流程中，它是提 高和保证烧结矿的品位和质量，稳定产出的主要工艺设备 ，它的正常运行将直接影响到钢铁的产量和质量。它安装于料仓、筒仓 及斗仓等储存装置的卸料口，依靠物料的重力作用和给料机工作机构的强制作用，将存在仓内的物料卸出并连续均匀地喂入下一装置中。当它停止工作时，还可以起到存仓闭锁作用。 图 盘给料机 圆盘 给料机是适用于 20 下粉矿的给料设备。 圆盘式给料机由驱动装置、给料机本体、计量用带式输送机和计量装置组成。给料机和带式输送机由一套驱动装置驱动，该驱动装置的电磁离合器具有实现给料机的开、停和兼有功能转 换的作用。 现有 给料 机 按工作构件的运动方式，给料机可分为 3 种：直线式，如带式给料机、板式给料机、刮板给料机；回转式 ,如链式给料机、圆盘给料机、螺旋给料机和叶轮给料机；往复式，如振动给料机、往复给料机。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 题背景 随着生产 的自动化和连续化 发展，钢铁企业对冶炼生产过程中各种设备的要求更加严格，更加精确。 国内几家钢铁企业的炼铁厂也都在寻求实现自动化 、连续化 的途径。 烧结 生产原料 供给 过程是 烧结 生产效率提高的关键所在。 原料 要求通过给料机的均匀配料送到造球机，圆盘给料机的运行稳定性和连续性很重要。以往的给 料设备运行不够平稳，磨损严重，需要时常停车检修，生产效率低下，工厂的正常生产需要很难保证。 本套圆盘给料 机可以很好的解决这个难题 。 给料机通过电动机驱动，减速器采用电磁离合器式，实现变速 及 空载 运转，链传动及蜗杆传动的应用使运行更平稳。可调式料仓设计实现给料量可调。 本套设备已经在 各大烧结 厂应用， 通过现场情况的反馈，对 圆盘给料 机有很高的评价，大大地 减少了检修 时间，有效的提高了 生产 的效率。 类设备的分析比较 动给料 机 1. 振动给料 机的功能 振动给料机 （图 又称振动喂料机。振动给料机在 生产流程中，可把块状、颗粒状物料从贮料仓中均匀、定时、连续地给到受料装置中去，在砂石生产线中可为破碎机械连续均匀地喂料，并对物料进行粗筛分，广泛用于冶金、煤矿、选矿、建材、化工、磨料等行业的破碎、筛分联合设备中。 2. 振动给料 机的 工作原理 振动给料机是利用振动器中的偏心块旋转产生离心力，使筛厢、振动器等可动部分作强制的连续的圆或近似圆的运动。物料则随筛厢在倾斜的筛面上作连续的抛掷运动，并连续均匀地将物料送至受料口内。当底板连同物料向前运动时，料仓内的物料随之填满机体内的空间。当底板向后运动时，底板上的物料 不能随之返回而受阻卸出，实现给料。改变底板运动的幅度、频率和出料闸门的高度可调节给料量。给料量一般在 40 吨 /时以内。这类给料机适用于中、小粒度物料，主要有槽式和摆式两种。槽式给料机的底板是平的，工作时作往复运动。摆式给料机的底板为弧形，铰接在机体上，工作时底板下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 摆动。 图 动给料机 振动给料机结构简单， 喂料均匀，连续性能好，激振力可调；随时改变和控制流量，操作方便；偏心块为激振源，噪音低，耗电少，调节性能好，无冲料现象；振动平稳、工作可靠、寿命长；运行可靠、调节安装方便、重量轻、体积小、维护保养方 便，当采用封闭式结构机身时可防止粉尘污染 ， 因此已得到广泛应用。 旋给料机 1. 螺旋给料 机的功能 螺旋给料 机 （图 利用螺旋的旋转推动物料在输送槽内运动而给料。输送槽大多为管状 ,有单管和双管两种。螺旋有等螺距和不等螺距、等直径和不等直径、单头和双头等多种。改变螺旋转速可调节给料量，给料量的精确度较高，并可实现密封给料。在气力输送装置中使用时，可由低压区往高压区给料。螺旋给料机外形尺寸小，但机件磨损较严重，易碾碎物料，适用于粘性和磨琢性较小的粉粒状物料。 2. 螺旋给料 机的工作原理 螺旋给料机 把经过的物料通过称重桥架进行检测重量，以确定胶带上的物料重量，装在尾部的数字式测速传感器，连续测量给料机的运行速度，该速度传感器的脉冲输出正比于给料机的速度，速度信号和重量信号一起送入给料机控制器，控制器中的微处理器进行处理，产生并显示累计量 /瞬时流量。该流量与设定流量进行比较，由控制仪表输出信号控制变频器改变给料机的驱动速度，使给料机上的物料流量发生变化，接近并下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 保持在所设定的给料流量，从而实现定量给料的要求。 图 旋给料机 盘给料 机设计参数 给料大能力： 15 /小时 给料小 能力： 5 /小时 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 2 总体方案设计 盘给料 机工作原理 圆盘给料 机 （图 是物料搬运机械化和自动化系统中的辅助设备。料仓装置的组成部分，通常安装在料仓或卸料漏斗的下方，按生产流程的需要均匀定量地向输送机或其他装置给料，犹如调节流体流量的阀门。 圆盘给料机是由可回转的圆盘、导料套筒和刮板等部分组成。料仓内的物料通过导料套筒堆积在镶有耐磨衬板的圆盘上 ,圆盘转动 ,物料被刮板刮出给料。实现稳定均匀的给料。调节刮板位置或导料套筒的高低可改变给料量。 12345图 盘给料机示意图 盘给料 机工作过程 电动机启动，动力输送给下一级的可调速减速器，减速器变速后输出两个动力，其中一个是用来驱动给料圆盘，另一个输出动力给行星减速器，行星减速器输出得动力是驱动称量皮带输送机的。可调速减速器根据需要的工作能力，由电磁离合器控制齿轮，设定一个输出速度，带动链轮转动，链轮通过链传动将动力输送给驱动圆盘的蜗杆，蜗下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 杆的转动带动圆盘匀速转动。物料通过圆盘上部的进料口进入圆盘，在挡板的作用下通过下料口到达称 量皮带，输送给下级设备。其中的料套装置可以调节挡板，控制给料的量 。 速器 结构 本套设备采用的是 带有电磁离合器的可调速减速器 （图 ，可同时输出两个动力，并且是可调速的，更可以满足在不停车的情况下，停止给料的要求。 图 电磁离合器的减速器 本 减速器采用三级传动，共有六个齿轮组成传动系统，通过电刷对三个电磁离合器的控制，实现多个速度的输出，并且可以输出两个动力，节省了资源，更能起到给料圆盘及称量皮带的动力同步 。可变的速度能满足不同给料量的要求。设计合理，经济实用。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 3 圆盘给 料 机的设计 动 机的选择 选择电动机的容量是电力传动系统能否经济和可靠运行的重要问题。如果电动机容量太小，长期处于过载运行，造成电动机绝缘 装置 过早的损坏；如果容量过大，不仅造成设备上的浪费，而且运行效率 又较 低 ，对电能的利用也很不经济。 所以，要综合各方面的因素，选择合适的电动机。 电动机的选择范围应 该 包括：电动机的种类、型式、容量、额定电压、额定转速及其各项经济指标等 ， 而且对这些参数 还 应 该 综合进行考虑。 算电 动 机所需功率 已知 能力 ，即 ； 设计给料圆盘的转速 ； 设计蜗杆传动比为 ； 设计给料圆盘的摩擦系数 （根据工矿条件选定）； 设计回转支撑半径 ； 设计蜗轮蜗杆中心矩 ； 设计给料圆盘重量约为 。 计算 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 查文献 1,109，表 知，各部分传动效率 （ 齿轮精度为 8 级 ） ； ； ； ； 。 则 动 机 的选择 根据所需的电动机功率， 查文献， 可选 电动机，额定功率 ，额定转速 。 本系列电机是按国际电工委员会标准全国统一设计系列下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 产品，适用于传动无特殊性能要求的各种机械设备。 冷却方式为全封闭自扇冷式 。 动装置设计 配传动比 传动装置的总传动比可根据电动机满载转速 和工作机轴的转 速 ，由 公式 算出。然后将总传动比合理的分配给各级传动。 由 已知可知， ， 设计链传动的传动比 ，则 设计 ，所以 。 动装置的运动及动力参数计算 在选出电动机型号、分配传动比后，将驱动装置中的各轴的传递功率、转速、转矩计算出来。 因此 0 轴：电动机轴 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 轴 ：减速器高速轴 轴：减速器中间轴 轴：减速器低速轴 轴：链轮轴 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 轴：蜗杆轴 轴：蜗轮轴 表 轴运动及动力参数 轴序号 功率P/速 n/(r/转矩 T/N 传动型式 传动比 效率 0 5 000 1000 1000 轴器 齿轮传动 齿轮传动 联轴器 链传动 蜗杆传动 5 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 1. 考虑到本套设备的传动方案以及其他 因素，选用 斜 齿圆柱齿轮传动。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 2. 由于圆盘给料 机 工作速度不高，故选用 8 级精度 （ 0095 88） 。 3 材料选择。 查文献 2， 10 10择齿轮材料为 40质），硬度为 280 4. 选 齿轮齿数 ，则 。 5. 初选螺旋角 。 齿面 接触 疲劳 强度设计 由设计计算公式 ,查文献 2,10 10 21 进行试算，即 1. 确定公式 内 的各计算数值 (1) 试选载荷系数 。 (2) 计算齿轮传递的转矩。 已知电机功率 ，选取减 速器的传动效率 。 (3) 查文献 2,10 205表 10 7 选取齿宽 系数 (4) 查文献 2,10 201表 10 6 查得材料的弹性影响系数 (5) 查文献 2,10 217图 10 30 按 法向压力角 查得齿轮的 区域系数 (6) 查文献 2,10 209图 10 21d 按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限 (6) 查文献 2,10 215图 10 26 查得标准圆柱齿轮传动的端面重合度 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 则 (7) 查文献 2,10 206式 10 13 计算应力循环次数 。 圆盘给料 机工作制度为： 24 小时工作量，年工作 360 天，使用年限 10 年。 则 (8) 查文献 2,10 207图 10 19 取接触疲劳寿命系数 ， 。 (9) 计算接触疲劳许用应力 。 取失效概率为 ，安全系数 ,由 文献 2,10 205式 10 12 得 则 2 计算 (1) 试算 高速轴 齿轮分度圆直径 。 (2) 计算圆周速度 。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 (3) 计算齿 宽 及模数 。 (4) 计算齿宽与齿高之比 。 (5) 计算 纵向重合度 。 (6) 计算载荷系数 。 根据 ， 8 级精度，由文献 2,10 194图 10 8 查得动载系数; 斜 齿轮 , ; 由 文献 2,10 193表 10 2 查得使用系数 ； 由 文献 2,10 196表 10 4 用插值法查得 7 级精度、 齿轮悬臂布置 时 , 。 由 ， ，查文献 2,10 198图 10 13 得 故载荷系数 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 (7) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径， 由 文献 2,10 204式 10 10a 得 (8) 计算模数 。 齿根弯曲强度设计 由 文献 2,10 216式 10 17 得弯曲强度的设计公式为 1. 确定公式 内 计算参数 (1) 计算载荷系数。 (2) 根据纵向重合度 ，由文献 2,10 217图 10 28 得螺旋角影响系数 (3) 计算 当 量 齿数 。 (4) 查取齿形系数 。 由 文献 2,10 200表 10 5 查得 (5) 查取应力校正系数 。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 由 文献 2,10 200表 10 5 查得 (6) 计算弯曲疲劳许用应力。 由 文献 2,10 208图 10 20c 查得 齿轮的弯曲疲劳强度极限 由 文献 2,10 206图 10 18 取弯曲疲劳寿命系数 取弯曲疲劳安全系数 ， 由 文献 2,10 205式 10 12 得 (7) 计算齿轮的 。 两个齿轮一样大。 2. 设计计算 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的 法面 模数 ， 大 于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取 ，以满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得分度圆直径 来计算应有的齿数。于是有 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 取 。 3. 几何尺寸 计算 (1) 计算 中心距。 将中心距圆整为 。 (2) 按圆整后的中心距修正螺旋角。 因 值改变不多，故 等不必修正。 (3) 计算齿轮的分度圆直径。 (4) 计算齿轮宽度。 因此 。 齿轮传动几何尺寸的计算 表 齿轮的几何尺寸 名称 符号 计算公式 数值 螺旋角 法面模数 压力角 法面齿顶高系数 载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 法面顶隙系数 分度圆直径 基圆直径 齿顶高 齿根高 齿顶圆直径 齿根圆直径 当量齿数 d d=212 d=的设计计算 已知 轴的 功率 ， ，转矩 。 1 求作用在齿轮上的力 已知齿轮的分度圆直径 ，模数 ，齿数 而 2 初步确定轴的最小直径 选取材料为 45 刚， 调质处理，查文献 2,15 15得 。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 根据设计方案取 。 3 轴的结构设计 根据选定的轴承 ,联轴器以及设计的齿轮的规格，设计轴的结构如 图 图 的机构 4 求轴上的载荷： 首先根据轴的结构图做出轴的计算简图 （图 ，查文献 11,4 。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 图 的载荷分布图 由此可知截面 C 是危险截面。由图计算出截面 C 处的 的值。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 5 按弯扭合成应力校核轴的强度 扭转切应力为，脉动 循环变应力，取 查文献 2,15 15 根据选定轴的材料，调质处理。查文献 2,15 15得 。因此 ，故安全。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 的选择和校核 的基本概况及键的选择 键是一种标准零件，通常用来实现轴与轮毂之间的轴向固定以传递转矩，有的还能 实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。键的选 择包括类型选择和尺寸选择两个方 面。键的类型应根据键联接的结构特点、使用要求和工作条件来选择；键的尺寸则按符 合标准规格和强度要求来取定。所以，键的选择很重要。重要的键联接在选出键的类型 和尺寸后，还应进行强度校核计算。 键联接的类型主要有：平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接。各种键联接类型的特点如下： 1. 平键可分为普通平键、导向平键和滑键三种 普通平键联接的特点：靠侧面传递转矩。对中良好，结构简单，拆装方便； 但 不能实现轴上零件的轴向固定。普通平键分 为 A 型、 B 型和 C 型。 A 型用于端铣刀加工 的轴槽，键在槽中固定良好，但轴上槽引起的应力集中较大； B 型用于盘铣刀加工的轴槽，轴的应力集中较小； C 型用于轴端。普通平键应用最广，也适用于高精度、高速或承受变载、冲击的场合。 2. 半圆键联接的特点： 靠侧面传递转矩。键在轴槽中能绕槽底圆弧曲率中心摆动， 装配方便。键槽较深，对轴的削弱较大。一般 可 用于轻载。 3. 楔键联接的特点： 键的上下两面是工作面。键的上表面和毂槽的底面各有 1/100 的 斜度，装配时需打入，靠楔紧作用传递转矩，可 轴向固定零件和传递单方向的轴向力，但使轴上零件与轴的配合产生偏心与偏斜。用于 精度要求不高、转速较低时传递较大的、双向的或有振动的转矩。 4. 切向键联接的特点： 由两个斜度为 1/100 的楔键组成。其上下两面（窄面）为工 作面，其中一面在通过轴心线的平面内。工作面上的压力沿轴的切线方向作用，能传递很大的转矩。一个切向键只能传递一个方向的转矩，传递双向转矩时，须用互成下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 135120 角的两个键，用于载荷很大，对中要求不严的场合。由于键槽对轴削弱较大，所以 常用于直径大于 100 轴上 , 如大型带轮及飞轮，矿用大型绞车及齿轮等与轴的联接。 经过综合考虑轴的结 构，键的使用要求、工作条件和经济性等因素，选择普通平键 联接。 择键联接的类型和尺寸 已知齿轮的精度为 8 级。一般 8 级以上精度的齿轮有定心精度要求， 所以 应选用平键联接。这里选用圆头普通平键（ A 型）。 根据 从 文献 2,6表 6 得 键 的 截 面 尺 寸。有轮毂宽度并参考文献 2,6 6的长度系列，取键长 （比轮毂宽度小些） 。 核键联接的强度 键、轴和轮毂的材料都是钢，由 文献 2,6表 6得许用挤压应力，取其平均值得 。 键的工作长度 键与轮毂键槽的接触高度 齿轮传递的转矩 根据 文献 2,6中式 6 把代入可得 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 可知所选键合适。 承的选择 滚动轴承是现代机械中广泛应用的部件之一， 它是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件的。滚动轴承绝大多数已经标准化，并由专业工厂大量制造及供应各种常用规格的轴承。滚动轴承具有摩擦阻力小，功率消耗少，起动容易等优点。 滚 动轴承如果仅按轴承用于承受的外载荷不同来分类时，滚动轴承可以概括的分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承。 根据设计方案，选择圆锥滚子轴承。 由于设计的轴径为 ，查文献 11,146表 知，选择型号为 30220的圆锥滚子轴承。 轴器的选择 轴器概述 联轴器是联接两轴或轴与回转件，在传递运动和动力过程中一同回转而不脱开的一种装置。此外，联轴器还可以具有补偿两轴相对位移、缓冲和减振以及安全防护等功能。根据工作特性，联轴器可以分为以下几类： 1. 联轴器用来把两 轴连接在一起，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将连接拆开后，两轴才能分离。 2. 安全联轴器在机器工作时，如果转矩超过规定值，这种联轴器即可自行断开或打滑， 保证机器中的主要部件不致因过载而损坏。 3. 特殊功用的联轴器用于某些有特殊要求处，例如在一定的回转方向或达到一定转速时，联轴器即可自行接合或分开等。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 根据联轴器对各种相对位移有无补偿能力（即能否在发生相对位移条件下保持连接的能力），联轴器可分为刚性联轴器（无补偿能力）和挠