DK600型圆盘给料机传动系统设计【说明书+CAD】
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黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 1 页 膜热电偶测温刀具传感器动态标定 摘要 ： 目前高速切削加工中的温度测量方法主要采用自然热电偶、人工热电偶和红外辐射测温等方法，这些测量方法受到响应速度、切削条件的限制，很难对切削区的瞬态变化温度进行准确测量。为解决上述问题，针对高速加工中切削区温度的特点，采用双放电控微波等离子体增强非平衡磁控溅射方法，制 建以 脉冲激光器作为激励热源的动态标定系统，测试在 4种采样频率下，不同热接点宽度时薄膜热电偶的时间常数，并建立一维非稳 态热传导模型，对薄膜热电偶动态性能进行理论分析。分析结果表明，所研制的 小镀膜层的厚度可明显提高薄膜热电偶的响应速度，热接点面积对动态响应时间的影响很小。采用所建动态标定系统进行动态标定试验，试验结果表明，采样频率大于 50 测动态响应时间最小为 作研究发展和完善了切削加工中切削热和切削温度的测量方法与装置，为高速加工科研和生产中监控切削热源和切削温度提供了切实可行的方法和手段。 关键词： 薄膜热电 偶，切削温度传感器，动态标定，一维非稳态热传导响应时间 1 简介 在高速切削， 95 的切削热将发送到芯片，这将会使接口融化与前刀面接触，并会形成一层极薄的液膜。工件上的芯片将会瞬间切断，这不是传统的塑性变形，所以它非常重要并且很准确测量的测量出切削区的温度。薄膜热电偶 （ 是瞬态测量温度的先进的传感器和常规的热电偶的测量原理相同。由于热容量小，响应速度快， 以的准确测量出瞬态温度。动态校准的用来测量温度信号与温度传感器的响应过程。有三种动态校准方法来校准普通热电偶 : 阶跃响应， 脉冲响应和斜坡响应。这些方法都考虑作为一阶惯性动态校准的热电偶循环。动态响应时间校准动态校准曲线将出现较大的误黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 2 页 差而它是由普通的校准方法校准。目前，更先进 的方法基本上都是基于为动态时间 激光动态校正。蔡等人，采用 K 型 薄 膜热电偶分散各地的激光路径来观察这些转换激光焊接能量，以监测分布在激光焊接过程中的能量。杨 采用连续的二氧化碳激光器和掺钕玻璃脉冲激光的静态和动态的激励热源来校准测量瞬态高温传感器，借鉴他们的前辈，使用激光加热 态校准技术。该系统的设计通过静态和动态整合。由于系统化热辐射系数 和位置运动的差异所产生的错误而被淘汰。除了采用激光动态来校正 热源，其他热设备产生瞬态温度上升也可用于系统中的激励动态热。钱等人进行一定量的研究工作，使用作为热源加热电路的动态校准实验。在这项研究中，首先测量其成分和介绍了制造 子探针。然后，动态性能 研究需要结合计算与测量。 时间组合了不同的热结片，在不同的采样频率下测量 。最后，最短的响应时间就得到了。 2 镍铬 /镍硅薄膜的制备 镍铬 /镍硅是一种广泛使用的廉价金属热电偶材料。长期使用，最高温度可达到 900 ，短期使用 最高温度可达到 1200 。抗氧化能力和耐腐蚀本热电偶材料热电的属性，线性好，灵敏度高等。在此，被选为镍铬 /镍硅薄膜电极材料能满足切割要求的温度。 有几种方法可用于制备镍铬 /镍硅薄膜材料，例如，真空蒸发，溅射沉积，离子镀法。镍铬 /镍硅薄膜材料由更先进的手段，从而微波电子回旋共振（ 子源增强射频（ 平衡磁控溅射技术。不考虑合金成分的增加所造成的扩散温度和目标上的再蒸发溅射薄膜基板，可以得到，其组件是相同的目标。镍铬 /镍硅薄膜的组成电子探针测量显示表 1。 表 1. 薄膜组成的比较和目标 元件 镍铬 硅化镍 镍 铬 镍 硅 目标 薄膜 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 3 页 图 1 和图 2 分别显示扫描电子显微镜（ 片和原子力显微镜（ 像镍铬 /镍硅薄膜。由图 1 知，它可以是可见，镍铬 /镍硅薄膜的致密是均匀的和连续性是好的。 由图 2 知可以看出，比镍铬薄膜的 膜表面更光滑。镍铬薄膜的平均粗糙度是 米， 膜平均粗糙度为 米。从上述结果可以看出，该合金复合材料的元素镍铬 /镍硅薄 膜更接近于目标。它们紧凑均匀，光滑，连续性好，符合制造要求。 图 1. 镍铬 /镍硅薄膜表面的 片 图 2. 镍铬 /镍硅薄膜表面的照片 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 4 页 3 动态的理论分析性能 表面上沉积的高速钢基材涂上了二氧化硅绝缘膜。由 于基质的厚度很厚，故是非常大的薄膜，它在一维非稳态导热过程可以被视为半无限。二氧化硅导热系数低。因为多层薄膜的厚度比镍铬 /镍硅小得多，所以二氧化硅的影响可以忽略不计。我们认为，物理材料性能不随温度变化，因为温度传感器的上限温度比薄膜和基板的熔化温度低得多。热传输是沿 x 方向（由假设沿垂直方向即面向矩阵），如图 3 所示。 图 3 热传导模型 假设薄膜表面生成温度步骤， F（ T） =小号 等于一个常数，镍铬 /镍硅薄膜的分布函数是 1（ X， T） ，我们可以获取 r 111 4434),( (1) 其中 1（ ， t） 的温度分布函数， ） 1 K 当 t =， 1（ ， ） =们代入式（ 1） 可以获取以下信息： 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 5 页 f cr f cr f cr f (2) 其中 ） - 高斯误差函数， 时间常数。 当 x 较小，互补误差函数是接近 线性的， 3） 3 x），式 （ 2） 可以简化为 1(1) 1221212111K(4) 其中 2 热扩散系数矩阵， 1, 2 薄膜和基体的导热系数，此外， e c 0 20 2 )e x p (2)e x p (21)(1)(5) 当把 1, 2, 1, 4 代入方程 （ 4） ， K=K, 1, 代入方程 （ 3） ， 我们可以得到膜传感器的时间常数 T 等于是 如图表 2。 表 2. 不同厚度的薄膜材料的响应时间 参数 样例 1 样例 2 厚度 /m 热系数 1/( s * K) 映时间 /河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 6 页 它从上述结果可以得出结论，影响薄膜的时间常数 的主要因素是热扩散系数，热导率和薄膜厚度薄膜材料。此外，时间常数 热结的厚度 成正比。“薄膜热电偶的响应速度可以明显改善并降低了薄膜的厚度。 4. 动态响应时间的 测量及结果分析 为了研究磨损的 时间常数的影响，一系列的热结去被准备。有些区域是 米 米， 米 米， 米 米， 米 系列 图 4。 图 4 一系列的 态响应试验方案 在本文中，超 短脉冲激光已经用来作为激励热源。激光参数如下：重复频率 1赫，脉冲持续时间为固定为 8 光的能量为 焦耳，重复频率设置为 10 千赫。为了更可能使温度曲线更明显，那么要选择能量越高越好。 据实验， 焦耳被选为参数激光奖励热源。其测试原理是如图 5。 图 5 计划的动态温度校准测量的 出的激光被薄膜热电偶传感器，用精密放大器电路使信号扩增到 1000 倍，热传感器出口聚集的电势信号被 了确保动态特性的准确性测试，黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 7 页 传感器和测试系统应接地，以减少对信号调理电路和记录仪器所造成的干扰，和对激光电源及其它电磁设备的干扰。 膜的动态响应时间的测量热电偶在不同的热交界处的宽度。 已使用超 脉冲激光，脉冲宽度为 8 复频率为 1 赫兹激光器能量为 焦耳。数据收集由 集卡，时间常数测量热交界处的宽度分别为 米。在 1 赫兹重复频率响应曲线 100 采样频率，如图 6。不同宽度的热时间常数曲线如图交界处。从图 7，可以看出，当热接触面积减少到 ，响应时间的差异很小。热容量影响的主要因素是线薄膜热电偶，这是热电偶响应时间通过乘以面积薄膜的厚度。 图 6 脉冲响应曲线 热容量是影响的线薄膜热电偶响应时间的最主要因素，这是响应时间通过热电偶的厚乘以薄膜的面积， 厚度和面积影响响应时间的主要因素。从传热模型的公式可以推断：当改变了 3 倍甚至 30 倍，宏观上并没有改变，因为薄膜的厚度比其小块改变了 10 10 。总之，薄膜的厚度是影响响应时间的最重要因素。 图 7 时间常数曲线的四个 河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 8 页 在不同的采样频率热电偶，薄膜的动态响应时间的测量 当采样频率为 10 千赫， 50 千赫， 100 千赫在相同的测试条件，米和时间常数分别 秒， 秒。响应时间和采样频率的关系如图 8。动态重新响应时间应在降低采样频率在 10 50 围内。测试系统的时间采样频率应大于 50 千赫，以获 得稳定的测试结果。图 8 响应时间的关系和采样频率 偏差分析 时间常数的计算值和测量值之间有很大的区别，主要的原因可能是总结如下。 （ 1）上的 面激光是一个极其复杂的过程，当薄膜的动态特性 ;热电偶被视为一阶惯性环节，时间不断的精度是由输出曲线估算的。 （ 2）在本研究中，影响镍铬薄的温度传输已展开调查，而二氧化硅的影响被忽略计算。导热薄膜所取代了块，从而影响计算值小于测量值。 （ 3）薄膜电极是合金材料，热扩散系数和导热系数随着物质组成的变化，电极的组成是一个重要的影响因素常数。 （ 4）激光调制不把不断减少动态响应时间的错误考虑在内。测试的准确性能够通过增加能量的碰撞和减少激光脉冲的宽度而提高。 5 结论 （ 1）刀具的测量传感器的时间常数通过更加先进的 离子体源增强非平衡磁控溅射反应技术，可以达到微妙的精度，这是适合测量瞬态温度迅速变化的。由此可以得出结论，这种传感器的热结面积对动态响应时间影响不大。 （ 2）可以学到的计算结果，当时常数是成正比的厚度热交界处，薄膜热电偶的响应速度被减少的厚度明显改善薄膜。 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 9 页 （ 3）动态响应时间测量系统超 脉冲激光的方式构造和激光 脉冲宽度为8 样频率达到 100 千赫。最短响应时间的测试 秒。 （ 4）抽样频率应大于 50 千赫测量时，动态响应时间需通过短脉冲测量。 F 0124，2011 7303901011川073，etof ，、r 一L-_J、l J 6028，e)l l 6024 2，2009；嗽，7，2010；0，20lO：4，2010n on in on of n t0 of in by of t、WF)on c锄 be 11e of at of by neis is be by of of on he on d be 0 in d 042 of by in in ey ，95of be on a of be he be so it is of yis as he is to 26is o 507752 l O)， o20062 1 43)，d o05of of as a he is ca“it is bV 川et to in to in a as for on he of he by of 4。 et ”11be in of et ，a of as in n is by yis by of he of at is of 4 nm，of 3 t be me of to fof is a he l 200he of e as of is as in of be to 8 91 by of WfF)川of by of reon be aS he by is 曲It be l is as of of of f EM)FM)，it of is 00d，it be is on 1of is of it be as a a 1 Jow he be of F 75of in of on at e of do of is of he is x as of ，)=侠is to a f)， 色 “ 一尺 万而 一(点一疵()弋：f_o九=一l+粤 厶1+生厶of l，如(y)=1一钳(y)=)确舰、，111，五2孤e q(4)，K=09 l 2，万q(3)，we of f 20 l l nsas me of of ! 墨!婴堕! 兰!竺生；m 289 378Th。o“d”。i”时 42 O040 842(cmsK)坚!巴!苎塑!型! i：! !：!竺!、 It be ff of ml to of be by of f=易(点力=0632镤，we it q(1)，锄d K 一=06324 to on of of 11e 0 58 5 5 5 3 5 mm，he is m 41 In FR “卜电f一x is is “3x)32)be 2K)咯 =0368as he of is ns，s 1O5 mJ，is O is as to cue to 3 mJ is as of 南万方数据。76 et A of 11e of by 00 he in t0 on to of 2 me of at FR ns，l Hz 3 3，05，08，10 mm，he at l Hz oo is Il f cucue of is ，it of is 3 of 耋一熬C器2 04 O 6 O 8 1O l 2cue of is of 1m bV of so of t om of nO on or 0 of l 0_j n of is 3 me or in fl 0 0 0 5 mm 224 1 26 ms，095 ms，of as in f l 0 0 I【of 0 in to f of f is of up as QE=o拱万方数据F 77on is an of is as me is by e 2)In of is in of is bv is 3)of is me he is an to 4)is to of as be he of of 、F to is fyIt fom of of of 2)lt be r is to of by of 3)nlis of to l OO he of 42 4)be 0 is by 】也 G 】而“朋口，纥删“胧醣，1986，4(6)：2 6182 623【2】 F， w111in】口甩d一，1988。65(2)：187一193【31 ， Pbv of a 】000，7l(11)：4 30613【4】，R K Gof 】990，24(2)：155一161【5】 LI x cof in of 】毙，口一007，136(8)：118一124【6 of 】乃“朋007，28(3)：247250【7】 of 】研998，16(2)：25 1253【8】，et 觑咖秒，l 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圆盘给料机传动系统设计 课题来源 教师拟订 课题类型 导教师 闫存富 学生姓名 敖新亚 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 080105634 一、调研资料的准备 根据任务书的要求，在做本课题前，查阅了与课题相关的资料有：机械设计、机械制图、机械课程设计与毕业设计指导等以及与设计相关的机械手册。 二、设计的目的与要求 毕业设计是大学教学中最后一个实践性教学环节，通过该设计过程，可以检验学生所学的知识，同时培养学生 处理工程中实际问题的能力，因此意义特别重大。 根据圆盘给料机的原理，确定设计方案进行相应的总体设计及其主要零部件设计，绘制圆盘给料机总装图及主要零部件图等图纸。 三、设计的思路与预期成果 1、设计思路 本设计需要了解给料机的圆盘原理，并 通过论证、分析，选出合理且较实用的总体方案；根据所确定的设计流程以进行相应的方案的设计、对总体设计及其主要零部件的设计，绘制圆盘给料机总装配图及主要零件图。 2、预期的成果 （ 1） 完成文献综述一篇，不少与 3000 字，与专业相关的英文翻译一篇，不少于 3000 字 （ 2） 完成内容与字数都不少于规定量的毕业设计说明书一份 （ 3） 绘制图纸量不少于 张。 四、任务完成的阶段内容及时间安排 1 周 2 周 收集设计资料并完成开题报告 3 周 4 周 完成英文资料翻译并写出文献综述 5 周 6 周 进行总体设计和部分零部件的选择与设计 7 周 10 周 绘制装配图和部分零件图、编写毕业设计说明书 11 周 修改整理，准备答辩 五、完成设计（论文）所具备的条件因素 本人已修完机械设计、机械制图、液压与气压传动、机械原理、机械制造技术基础，机械课程设计指导 与毕业设计指导 等课程，借助图书馆的相 关文献资料，以及相关的网络等资源。 指导教师签名： 日期： 课题来源： （ 1）教师拟订；（ 2）学生建议；（ 3）企业和社会 征集；（ 4）科研单位提供 课题类型：（ 1） A 工程设计（艺术设计）； B 技术开发； C 软件工程； D 理论研究； E 调研报告 （ 2） X 真实课题； Y 模拟课题； Z 虚拟课题 要求（ 1）、（ 2）均要填，如 。 黄河科技学院 毕业设计（论文）开题报告表 课题名称 圆盘给料机传动系统设计 课题来源 教师拟订 课题类型 导教师 闫存富 学生姓名 敖新亚 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 080105634 一、调研资料的准备 根据任务书的要求，在做本课题前，查阅了与课题相关的资料有：机械设计、机械制图、机械课程设计与毕业设计指导等以及与设计相关的机械手册。 二、设计的目的与要求 毕业设计是大学教学中最后一个实践性教学环节，通过该设计过程，可以检验学生所学的知识，同时培养学生 处理工程中实际问题的能力，因此意义特别重大。 根据圆盘给料机的原理，确定设计方案进行相应的总体设计及其主要零部件设计，绘制圆盘给料机总装图及主要零部件图等图纸。 三、设计的思路与预期成果 1、设计思路 本设计需要了解给料机的圆盘原理，并 通过论证、分析，选出合理且较实用的总体方案；根据所确定的设计流程以进行相应的方案的设计、对总体设计及其主要零部件 的 设计，绘制圆盘给料机总 装配 图及主要零件图。 2、预期的成果 （ 1） 完成文献综述一篇，不少与 3000 字，与专业相关的英文翻译一篇，不少于 3000 字 （ 2） 完成内容与字数都不少于规定量的毕业设计说明书一份 （ 3） 绘制图纸量不少于 张。 四、任务完成的阶段内容及时间安排 1 周 2 周 收集设计资料并完成开题报告 3 周 4 周 完成英文资料翻译并写出文献综述 5 周 6 周 进行总体设计和部分零部件的选择与设计 7 周 10 周 绘制装配图和部分零件图、编写毕业设计说明书 11 周 修改整理，准备答辩 五、完成设计（论文）所具备的条件因素 本人已修完机械设计、机械制图、液压与气压传动、机械原理、机械制造技术基础，机械课程设计指导 与毕业设计指导 等课程，借助图书馆的相 关文献资料，以及相关的网络等资源。 指导教师签名： 日期： 课题来源： （ 1）教师拟订；（ 2）学生建议；（ 3）企业和社会征集；（ 4）科研单位提供 课题类型：（ 1） A 工程设计（艺术设计）； B 技术开发； C 软件工程； D 理论研究； E 调研报告 （ 2） X 真实课题； Y 模拟课题； Z 虚拟课题 要求（ 1）、（ 2）均要填，如 。 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 1 页 圆盘给料机现状与发展 摘要 ： 介绍了圆盘给料机的发展和在检修过程中，发现设备在运转过程中出现的问题，从而进行了设备的改造；以及设备损坏后进行维修加工所采取的方案，减少故障从而保障设备的正常运行，为生产提供服务。 关键词 ： 给料机，给料系统，传动系统 前言 圆盘给料机是输送过程一个辅助设备，它可以改变输送方向从而让下一道工序正常运转节省劳动力而且保护了设备的性能，延长整个生产线设备的使用寿命。圆盘给料机，是选矿设备不可或缺的配套产品。 圆盘式给料机 是适用于 20 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。计量带式输送机的带速小于 1m/s,为了测定带速设有速度检测装置，为了防止称量辊偏斜设有检测杆进行调整。圆盘给料机分为：立式圆盘给料机、吊式盘给料机、封闭式圆盘给料机、敞开式圆盘给料机。 20 世纪 50 年代初，矿井用给料设备主要依赖机械式往复给料机。该机型结构简单，动力消耗较大，设备笨重。其原理是， 由连杆及偏心轴传动，往复作业 ，处理量小且成间接成堆式不均匀给料。但该机型维修量小、耐用，布置所需高度低，且对物料的粒度组成、外在水分等物理性质要求不严，已广泛用在各矿井生产中。特别是煤矿井下，直到目前，对其在恶劣条件下的适用性仍给予好评。随着矿井机械化程度的提高，对 K 型往复式给料机已作了大量改进，由单屈臂改为双屈臂，给料量已增加到 1000h。 6O 年代，随着生产技术的发展，相继出现了电磁振动给料机，并迅速得到广泛应用。原机械工业部相继在东北的辽阳、河南鹤壁和江苏海安设立定点 3家生产厂。该机型属于双质体共振钢型弹力振动， 相对于 K 型往复给料机，其适应性更加广泛。由于结构紧凑、质量轻、可无级调速以及适用 220380V 不同等黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 2 页 级电压与电耗少等特点，在国内得到推广。然而， 由于该机型存在电磁铁振动时噪声大、振频高 (3 000 次 振幅小 (1 1 5 调整运量的振幅大小取决于 E 型电磁铁静块与动块间隙、板弹簧片数以及联接杆螺母紧程度等原因，如果调节不当，间隙太大则电流增大 (长时间线圈铁芯会发热损坏 )，间隙过小造成振幅减少，致使用户深感生产管理不便。特别是在增加调速时，因噪声过大影响职工身心健康。为减少料仓直接作用在给料 机上物料的垂直压力，配置料斗及导料仓时要有一定的角度和高度；对水分大、沾结湿滞性物料， 因其频率高、振幅小出现板结和不下料现象，使其局限于非防爆场合使用；因电磁铁怕水、怕潮、振动时会产生火花而导致瓦斯爆炸，对密度较大矿石的给料也不太适合；因振幅小对物料抛浮力小，其给料量也受到限制。由鞍钢生产的 B 系列吊式圆盘给料机均采用敞开式给料方式，但给料套筒却有敞开和封闭两种。 新型圆盘给料机采用立式减速机传动，可独立使用，为国家“八五”重点攻关项目，“国家火炬计划项目”和“江苏省高新技术产品”，该产品是在 消化，吸收国外实际开发设计的一种高可靠性，高效率，节能型新型圆盘给料机，其结构比国外圆盘给料机更先进，合理，并拥有多项专利。 目前，已在国内重大项目工程中广泛采用，德兴铜矿、安庆铜矿、招远金矿、上海宝钢、三峡工程、神华大柳塔洗煤厂、榆家梁、孙家沟、兖州济宁三号井以及各大矿务局等。它采用吊挂、座式等配置，便于工艺布置及空间利用。在十多年的推广应用中，得到广大用户的一致好评，正在日益发挥作用。被公认为是目前最先进的产品之一。 1996 年以前的圆盘给料机：物料仓和传动机构无密封罩，多 数采用伞齿轮传动，物料的轴向重力载荷由推力轴承承担。 1996 年以后改型的圆盘给料机：物料仓有密封罩，改为大齿圈和小齿轮内啮合传动，由以回转支承代替推力轴承承担物料的轴向重力载荷。改进型的圆盘给料机取得了较好的使用效果，但存在一些缺陷的弊端： 内啮合形式导致小齿轮承受圆周力相当大，因为要求匹配大尺回转支撑，增加制造成本；而且要求与回转支撑连接的各部件提高精度、密封性 ;小齿轮出故障 ,不便维修 ;一旦出现故障 ,势必影响整条生产线的连续运行。 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 3 页 物料仓内套筒结构中采用了耐磨衬板 ,但其使用寿命较短 ,增加了制造和运行成本 导致衬板使用寿命低 ,家大了运行成本 ;而且耐磨衬板制造 更换不方便。 内套筒底部与转动圆盘间间隙大 (30100出料量不准确。 从以上各类给料机的发展历程可以看出，我国圆盘给料机顺应国外给料机发展模式：圆盘给料机可靠耐用，维护量少，生产效率高，便于自动化管理；大型化可提高处理能力，适应高产高效集约化生产需要，实现微机自动化控制、动态分析与监控技术相结合；拓展各机型的适用范围，以满足不同物料运输的需要，降低动力消耗和噪声，更加环保和人性化设计。 3. 圆盘 给料机的工作原理和分类 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。计量带式输送机的带速小于 1m/s,为了测定带速设有速度检测装置，为了防止称量辊偏斜设有检测杆进行调整。 圆盘给料机的工作原理就是利用料仓中的物料在重力作用下落到圆盘的盘面上，盘面回转在刮板作用下将物料均匀连续的输出到称量装置上 ,套筒与盘面一般间隙在 25间。 圆盘给料机分座式和吊式两种安装方式；根据物料的 粒度来定有好几中型号： 等。 1） 为吊开式， 为吊闭式。 型 型圆盘给料机能均匀，连续地将粉状，颗粒状或小块状的物料喂送到下一道设备中给料能力可通过改变下料套筒的高度和卸料刮板的位置来调整当采用调速电动机或直流电动机时，还可通过改变电动机的转速来调整给料量。 2） 新型圆盘给料机采用立式减速机传动，可独立使用，为国家“八五”重点攻关项目，“国家火炬计划项目”和“江苏省高新技术产品”，该产品是在消化，吸收国外实际开发设计的一种高可靠性，高效率，节能型新型圆盘给料机 ，其结构比国外圆盘给料机更先进，合理，并拥有多项专利。 3） 列圆盘给料机皆为座式，有重型、轻型、热料型三种十五个规格，适用于中、细粒物料的给料，广泛应用在矿山、冶金、煤炭、建材、化工、电力黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 4 页 等部门的生产中。该系列圆盘给料机是在认真总结国内外圆盘给料机技术水平基础上，采用了 0渐开线包络蜗杆蜗轮副传动新技术设计而成的 0 渐开线包络蜗杆蜗轮副传动，通过一次包络获得了二次包络的效果，使给料机具有承载能力大、运行平稳、工作可靠、给料均匀、结构简单紧凑、维护方便、使用寿命长等特点，因为给料精度高，所以适合自动计量 和自动给料。 4） 型圆盘给料机是一种容积计量的给料 (配料 )设备 ,广泛应用于冶金、化工、煤炭、建材及电力等工业部门，它的优点是结构简单，给料均匀、准确，运行平稳可靠，承载量大，调节方便，调节范围较宽，维护管理筒便，与料仓连接的出料口尺寸较大，便于安装和物料的排料。 型圆盘给料机系座式安装，传动结构封闭，能在料尘较多的工作环境下工作，具承载力大、检修周期长的优点。由于能承受较大的料柱压力，故通常将其直接安装在料仓下部，向其他设备给料。 4. 圆盘给料机在生产中常出现的问题 (1)圆盘给料机联轴器是棒销连接，但棒销孔是两边不通式，棒销更换时，电机不容易对中心，棒销更换时间长，存在生产隐患。 (2)物料水分大，料仓壁光洁度小，物料易粘接在料仓壁。 (3)小锥齿的键条受重力易磨损抽出。 (4)圆盘盘面磨损快。 (5)扇形齿圆盘的锥孔易磨损，圆盘摆动，需要更换，浪费扇形齿圆盘。 圆盘给料机经常出现这些设备故障，维修需要一定的时间。这就会严重影响生产，影响产品的产量和质量，要确保圆盘给料机的设备正常，保证生产的顺利进行，对设备的故障分析和改造是很有必要的。 5问题分析和实施 (1)圆 盘给料机更换棒销不容易，电机不容易对中心，检修浪费时间。 分析：联轴器棒销在更换时，必须拆除电机更换，而且不容易对中心。 解决方法：将联轴器的两端棒销孔钻通，棒销孔间再制作出 4个螺栓孔，联轴器通孔一边加一个当棒销的挡环，更换棒销时，可直接不拆电机，只拆卸棒销环，就可以更换棒销了，减少维修时间，效果好。 (2)物料水分大，料仓壁易粘结。 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 5 页 分析：料仓的表面不够光滑，料仓表面钢板腐蚀增加物料的粘结。 解决方法：在料仓的内壁上采用 料仓内壁衬好，并用嵌入式螺钉紧固，表面粘结量就会少，使用效果好。 (3)键条受力大，键条易磨损跑出。 分析：圆盘的物料很重，都是小锥齿受力大，底角螺栓在钢板基础上，受应力影响摇摆，键条受磨，键条易滑出。 解决方法：将键条中部钻两螺栓锥孔，相配在轴上，也配钻攻丝，用埋头螺栓镶进固定键条，解决键条易出的故障。 (4)圆盘盘面磨损快。 解决方法：用加厚钢板附在原圆盘上，磨损圆盘后，直接更换圆盘加厚钢板。 参考文献 1 侯力 M等教育出版社 ,2003. 2 张世昌 M等教育出版社 ,2002. 3邱宣怀 . 机械设计（ 第四版） M. 北京：高等教育出版社， 2007（ 2008重印） . 4 李铁东 ,姜卫东 J2004(9):85 刘训涛 ,毛君 J2005(2):416 毛君 , 刘 训 涛 . 带 式 输 送 机 断 带 保 护 系 统 的 研 究 J. 煤矿机械 ,2004,(11):997 陈炳耀 ,祁开阳 J2003(5):498 L, ， M. of a . 000 2000. 2479 B， J， . of J. 2003，13(1):52黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 6 页 10. of . 1955， 41(1l):989 毕业设计 文献综述 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 敖新亚 指导教师 闫存富 2012 年 03 月 10 日 毕业设计 文献翻译 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 敖新亚 指导教师 闫存富 2012 年 03 月 10 日 单位代码 0 2 学 号 080105634 分 类 号 密 级 毕业设计 说明书 圆盘给料机传动系统设计 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 敖新亚 指导教师 闫存富 2012 年 5 月 15 日 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 I 页 圆盘给料机传动系统 设计 摘要 圆盘给料机的传动 进给系统是 圆盘给料机 的重要组成部分，对 圆盘给料机 整体的功能 有着决定性的 作用，通过传动系统可以是无聊顺利的进入下一道程序 。 所以，设计圆盘给料机的传动系统是一个很重要的部分 ，有利于深入了解进给系统的原理和 功能 ，进而探求可能的优化设计。设计了 以二级减速器为核心基础，加上两个锥齿轮为基础的传动系统 。通过 此次的 设计，首先进行了进给系统的总体方案设计，选择合适的 传动比 ，并通过计算选择进给系统的其他相关 零件 ；其次对传动系统的刚度、 强度 等进行了校核验算； 然后进行最后的装配成一体的传动系统，从而达到我们所设计的目的。 最后利用 件绘制了相关的 零件图和 装配图。 经过圆盘给料机的设计我们更加准确的了解机械设计的知识。 关键词 ： 圆盘给料机 ， 传动系统 ， 减速器 ， 传动比 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 f to is an of to of a of of is a of of of to on to by by of to of so as to of we AD to of of of 河科技学院毕业设计 说明书 第 目录 1 绪 论 1 盘给料机的概念 . 1 国圆盘给料设备的发展与现状 . 1 盘给料机的工作原理和分类 . 3 题的研究方法，论文构成及研究内容 . 3 2 系统 传动方案设计和运动学及动力学参数设计计算 4 统传动方案设计 . 4 统运动学及动力学参数设计计算 . 4 选择电动机 4 总传动比并分配传动 6 各轴功率、转速、转矩计算 6 3 传动件设计计算 8 速级大、小齿轮的设计计算 . 8 选择齿轮材料 8 选取设计参数 8 按齿面接触疲劳强度设计 8 齿轮的几何尺寸计算 8 校核弯曲疲劳强度 9 精度设计 9 结构设计 9 速级大、小齿轮的设计计算 . 10 选择齿轮材料 10 选取设计参数 10 按齿面接触疲劳强度设计 10 齿轮的几何尺寸计算 11 校核弯曲疲劳强度 11 精度设计 12 结构设计 12 润滑方式 12 4 轴系零件的校核计算 13 的设 计计算 . 13 材料的选择及轴颈的确定 13 确定各轴段直径 13 各轴段的长度 14 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 轴的校核 15 轴承的校核 18 与联轴器的连接轴的键的设计与校核 19 轴的设计计算 . 19 轴径的确定 19 各轴段直径的确定 20 各轴段长度的确定 20 轴的校核 21 轴承的校核 24 键的选择与校核 25 轴的设计 . 26 轴径的确定 26 各轴段直径的确定 26 各轴段长度的确定 27 第三轴的校核 28 轴承的校核 31 键的选择与校核 32 轴器的选择 . 33 5 锥齿轮的设计 35 精度等级、材料及齿数 . 35 精度等级选 8 级精度 35 初选小齿轮齿数 35 齿面接触强度设计 35 确定公式内的各计算数值 35 计算 36 按齿根弯曲强度设计 37 几何尺寸的计算 39 6 其他部件 的设计 40 滑设计 . 40 封设计 . 40 . 41 盖顶部外表面轮廓的确定 . 41 轮 1 处的箱盖顶部外表面轮廓的确定 . 41 6. 底座凸缘厚度 . 41 6. 箱体结构尺寸 . 42 速器附件的设计 . 45 7 总 结 46 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 V 页 致 谢 47 参考文献 48 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 黄河科技 学院毕业设计 说明书 第 1 页 1 绪 论 盘给料机的概念 圆盘给料机是输送过程一个辅助设备，它可以改变输送方向从而让下一道工序正常运转节省劳动力而且保护了设备的性能，延长整个生产线设备的使用寿命。圆盘给料机，是选矿设备不可或缺的配套产品。 圆盘式给料机 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。计量带式输送机的带速小于 1m/s,为了测定带速设有速度检测装置，为了防止称量辊偏斜设有检测杆进行调整。 圆盘给料机分为：立式圆盘给料机、吊式盘给料机、封闭式圆盘给料机、敞开式圆盘给料机。 国圆盘给料设备的发展与现状 20 世纪 50 年代初，矿井用给料设备主要依赖机械式往复给料机。该机型结构简单，动力消耗较大，设备笨重。其原理是， 由连杆及偏心轴传动，往复作业，处理量小且成间接成堆式不均匀给料。但该机型维修量小、耐用，布置所需高度低，且对物料的粒度组成、外在水分等物理性质要求不严，已广泛用在各矿井生产中。特别是煤矿井下，直到目前，对其在恶劣条件下的适用性仍给予好评。随着矿井机械化程度的提高，对 K 型往复式给 料机已作了大量改进，由单屈臂改为双屈臂，给料量已增加到 1000h。 60 年代，随着生产技术的发展，相继出现了电磁振动给料机，并迅速得到广泛应用。原机械工业部相继在东北的辽阳、河南鹤壁和江苏海安设立定点 3 家生产厂。该机型属于双质体共振钢型弹力振动，相对于 K 型往复给料机，其适应性更加广泛。由于结构紧凑、质量轻、可无级调速以及适用 220380V 不同等级电压与电耗少等特点，在国内得到推广。然而， 由于该机型存在电磁铁振动时噪声大、振频高、振幅小和调整运量的振幅大小取决于 E 型电磁铁静块与动块间隙、板弹 簧片数以及联接黄河科技 学院毕业设计 说明书 第 2 页 杆螺母紧程度等原因，如果调节不当，间隙太大则电流增大 (长时间线圈铁芯会发热损坏 )，间隙过小造成振幅减少，致使用户深感生产管理不便。特别是在增加调速时，因噪声过大影响职工身心健康。由鞍钢生产的 B 系列吊式圆盘给料机均采用敞开式给料方式，但给料套筒却有敞开和封闭两种。 新型圆盘给料机采用立式减速机传动，可独立使用，为国家 八五 重点攻关项目， 国家火炬计划项目 和 江苏省高新技术产品 ，该产品是在消化，吸收国外实际开发设计的一种高可靠性，高效率，节能型新型圆盘给料机，其结构比国外圆盘给 料机更先进，合理，并拥有多项专利。 目前，已在国内重大项目工程中广泛采用，德兴铜矿、安庆铜矿、招远金矿、上海宝钢、三峡工程、神华大柳塔洗煤厂、榆家梁、孙家沟、兖州济宁三号井以及各大矿务局等。它采用吊挂、座式等配置，便于工艺布置及空间利用。在十多年的推广应用中，得到广大用户的一致好评，正在日益发挥作用。被公认为是目前最先进的产品之一。 1996 年以前的圆盘给料机：物料仓和传动机构无密封罩，多数采用伞齿轮传动，物料的轴向重力载荷由推力轴承承担。 1996 年以后改型的圆盘给料机：物料仓有密封罩，改为大齿圈和小齿轮 内啮合传动，由以回转支承代替推力轴承承担物料的轴向重力载荷。改进型的圆盘给料机取得了较好的使用效果，但存在一些缺陷的弊端： 物料仓内套筒结构中采用了耐磨衬板 ,但其使用寿命较短 ,增加了制造和运行成本 导致衬板使用寿命低 ,家大了运行成本 ;而且耐磨衬板制造 更换不方便。 内套筒底部与转动圆盘间间隙大 ,出料量不准确。 从以上各类给料机的发展历程可以看出，我国圆盘给料机顺应国外给料机发展模式：圆盘给料机可靠耐用，维护量少，生产效率高，便于自动化管理；大型化可提高处理能力， 适应高产高效集约化生产需要，实现微机自动化控制、动态分析与监控技术相结合；拓展各机型的适用范围，以满足不同物料运输的需要，降低动力消耗和噪声，更加环保和人性化设计。 黄河科技 学院毕业设计 说明书 第 3 页 盘给料机的工作原理和分类 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。计量带式输送机的带速小于 1m/s,为了测定带速设有速度检测装置，为了防止称量辊偏斜设有检测杆进行调整。 圆盘给料机的工作原理就是利用料仓中 的物料在重力作用下落到圆盘的盘面上，盘面回转在刮板作用下将物料均匀连续的输出到称量装置上 ,套筒与盘面一般间隙在 25间。 题的研究方法，论文构成及研究内容 本次研究方法是通过了解圆盘给料机的传动系统的理论原理，然后决定选择的零部件及装配方法。论文的构成有设计部分、装配部分、书写说明书和绘制零件图及装配图等。 研究的目的是培养综合运用基础知识和专业知识，提高综合素质和创新能力，受到本专业工程技术和科学研究工作的基本训练，使绘图运用的更加熟练、数据处理、使用手册等基本技能得到提高，培养正确的 设计理念、严肃认真 的科学态度，加强团队合作精神，为我们顺利的走上工作岗位作下铺垫 。黄河科技学院毕业设计 说明书 第 4 页 2 系统传动方案设计和运动学及动力学参数设计计算 统传动方案设计 组成：传动装置由电机、减速器、 锥齿轮及圆盘工作机 。 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，故采用刚性联轴器联结电机与减速器。 其传动方案如 图 1 2 3 4 5 6图 盘给料机机总体方案布局图 统运动学及动力学参数设计计算 选择电动机 电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动机 电动机功率选择 ，机械设计手册表 1 传动装置的总效率： 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 5 页 =1224324 =中： 1联轴器的传动效率： 2每对轴承的传动效率： 3圆柱直齿轮的传动效率： 4锥齿轮传动效率： 机所需的工作功率： 1000 电P= =定电动机转速： 计算锥齿轮工作转速： N 锥齿轮 =D = =机械设计手册得二级圆柱齿轮减速器传动比 i=8 60，故电动机转速的可选范围是： n 电 =n 锥齿轮 i=（ 8 60） 7796.4 r/据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有 2 种 选择电动机 方案如 表 表 电机型号 方案 电动机型号 额定功率 定转速 r/ 量 传动比 1 900 67 440 68 河科技学院毕业设计 说明书 第 6 页 电动机安装及外形如图 动机外形尺寸如表 图 电机安装及外形尺寸 表 机外形尺寸 型号 A B C D E F G H K C D 16 140 89 38 80 10 33 132 12 280 275 210 315 200 475 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，可见第二方案比较适合。因此选定电动机型号为 总传动比并分配传动 总传动比 圆盘总总，故 取锥齿轮的传动比为 5i 锥，其他的传动比分配如下： 分配传动比：取 ， 1 为高速级传动比， 低速级传动比。 各轴功率、转速、转矩计算 将传动装置各轴由高速到低速依次定为 1 轴、 2 轴、 3 轴、 4 轴； 01， 12， 23，34 依次为电机与轴 1，轴 1 与轴 2，轴 2 与轴 3，轴 3 与轴 4 之间的传动效率。 各轴转速： m 4401 m 6 041 4 4 0112 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 7 页 m m 3034 各轴输入功率： 电 01= 01 1 112= 12 23 223= 23 23 334= 34 12 各轴输入转矩： d01 m 1i 112 m 223 m 334 m 1的输出功率、输出转矩分别为各轴的输入功率、输入转矩乘以 1 对轴承的传动效率 运动和动力参数结果如 表 表 运动和动力参数 名 称 功率 P/(转钜 T/(Nm) 转速 (r输入 输出 输入 输出 电机轴 440 1 轴 440 2 轴 60 3 轴 30 锥齿轮 轴 30 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 8 页 3 传动件设计计算 速级大、小齿轮的设计计算 选择齿轮材料 载荷中等、速度不高且传动尺寸无特殊要求，所以大小齿轮都选软齿面齿轮，小齿轮调质处理，硬度 230齿轮正火处理，硬度 190据两齿面的硬度，由机械设计基础 的算式得出两齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳 强度的许用应力： 1H =380+41 2H =380+13 1F =140+86 2F =140+78 选取设计参数 小齿轮齿数 5，则 64=100；取齿宽系数d= 按齿面接触疲劳强度 设计 小齿轮的转矩 m 载荷系数查机械设计基础表 6 K=1.2 766 3 2 )1( i = 7663 25414 )14( = 42.0 轮的模数为 m =11机械设计基础取标准第一系列模数m=2。 262 = 52 齿轮的 几何尺寸计算 226 = 52 河科技学院毕业设计 说明书 第 9 页 2104 = 208 mm ha*m = 52 +4 = 56 mm ha*m = 208 +4 = 212 mm 2（ c*） m = 52 5 = 47 mm 2（ c*） m = 208 5 = 203 mm a =（ d1+（ 52+208） / 2 = 130 mm b =0 = 52 取 2， 2+4 = 56 校核弯曲疲劳强度 由齿数查 机械设计表 10两齿轮的复合齿形系数为： 2000 02 = 1F = 186格 。 2000 T = 0 2 = = 178格 精度设计 查机械设计基础 表 6 8 级精度 结构设计 主要为大齿轮的结构设计，中间轴孔的厚度：见参考文献机械设计基础图 6 大齿轮 D0=0 14)12-(10 14)2=(184 192)取 80 轴径， 33= 0， l=b=齿宽， 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 10 页 3)= ( 180（ 取 5r=1 腹板孔厚度： C=(0.3)b8 C=10 润滑方式： 100060 22 =100060 =s 用代号为 6008 轴承 轴承内径 d=40 (轴承外径 D=68 (轴承宽度 B=15 (40 a 6 a h=2 23 3d 轴肩段 h =（ d，取 h=39 4d 3 5d 一对轴承） 30 各轴段长度的确定 1 轴段的长度 + 2+ 3+2=19+10+5+2=36承的型号为 6306，轴承宽度 B=19 2 为齿轮断面与箱体内壁的距离， 3 为轴承内端面与箱体内壁之间的距离 2 轴段
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