矿热炉出铁口开口机设计 中期报告

需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）题目：某矿热炉开口机设计2019年3月25日1. 设计（论文）进展状况本设计已经完成以下内容：（1）根据结构布置的相关规定、规范和原则，完成了机械结构和传动系统的方案布置，完成了总设计图。（2）完成了传动部分的计算。1.1钻头设计1.1.1 钻头设计钻头为硬质合金材料1）钻头直径 由铁口直径决定，在我国已经系列化。参照目前国内钻头直径选择钻头直径。D=80mm2）钻头长度 钻头长度与钻头直径之比为长径比i=l/D式中：i-长径比l-钻头长度D-钻头直径长径比i，一般i取2.32.7.即： i=l/D=2.32.7 l=(2.32.7)D =(2.32.7)80 = 184216mm 取l=185mm3）钻尾直径 钻尾直径和钻头直径的比值叫做钻头断面比。j=D/d式中：j-断面比：d-钻尾直径：j值一般取值1.72.1即： j=D/d d=D/1.72.1=80/1.72.1=3847mm钻尾与钻头螺母连接在一起，所以钻尾设计成M42的螺纹型。 取d=42mm1.1.2凿岩机的选择和送进马达的校核 1）钻头D=80mm，转速n=250r/min，开口深度3.5m，采用硬质合金钻头。钻头尺寸如下： 钻头直径：D=80mm;钻尾直径：d=42mm; 刀片个数：z=2;铁口碳素料：cm=1.5kg/mm2; 钻头推进速度：Vn=1m/min; 钻头切割深度：h= Vn/nz=2mm/r; 切割面积：s1=hD/z=280/2=80 mm2; 钻头角速度：=n/30=3.14250/30=26.2r/s;计算结果如下表所示： 表1 钻头参数 设主刃外围磨损宽度：C1mm 1.0 1.5 2.0 主刃磨损端面积：S2=C1D（1-2）/4sin/2 mm2 21.9 32.85 43.8副刃磨损端面积：S2= C1D2/4sin/2 mm2 13.43 20.15 26.86合计端面积：mm2 35.33 53 70.66主刃磨损端面的压力：P2= C1Dcm（1-2）/4sin/2 kg 32.68 49.0 65.34副刃磨损端面的压力：P2= C1Dcm2/4sin/2 kg 9.57 14.36 19.15主刃磨损端面摩擦力：F2=P2u kg 16.34 24.5 32.67副刃磨损端面摩擦力：F2=P2u kg 4.78 7.18 9.57主切削力：P1=KcmS1 22.93 34.40 45.86主切削力产生的摩擦力：F= P1u kg 11.47 17.2 22.93轴向总推进力：P=( F1+P2 sin/2+ P2 sin/2)z 165.7 248.5 369.7主切削主力矩：M1=DP1Z/4 kgm 1.91 2.752 3.67主刃摩擦力矩：M2=F2 RS2 z kgm 1.14 1.72 2.29副刃摩擦力矩：M2=F2 RS2z kgm 0.33 0.50 0.67总阻力矩：M kg m 3.38 4.97 6.63不均匀系数： 1.15 1.15 1.15传动机械效率： 0.9 0.9 0.9 需要功率 1.11 1.63 2.18 由上述的参数可得，所需的扭矩应为6.63 kgm,需要钻孔深度3.5m,钻头直径80mm，所以，根据所需凿岩机为YGZ90型，其技术参数如下：表2 YGZ90型凿岩机参数 型号 YGZ90 钎杆回转结构形式 双向外回转可调转数配气机构形式 无阀机重 90气缸直径 125活塞行程 60活塞重量 7使用气压 57使用水压 46使用 冲击频率 19002000气压 冲击力 200为 扭矩 1101205kg/cm2 耗气量 11时 钎杆转数 0250钻孔直径 5080钻孔深度 30钻尾规格 4297气管内径 冲38回25水管内径 19 外形尺寸 750355303 2）送进马达的选择：送进马达的主要作用是推动钻机向前并使之对压钻体有一定的压靠力。由第一个表得知： 轴向总推力：Pmax=369.710=3697N 在后面得到链轮的直径：d=147.2mm 故减速器轴输出的力矩为： MPd/2=544.2Nm 则： N=Mn/9550=1.37Kw 查阅相关资料的减速机效率： =0.89 则需要的马达功率： P=N/=1.54Kw 而所需马达：P=5.8Kw1.54Kw所以符合要求。1.2 链及链轮1.2.1 链 初设链轮直径为150mm 1）链的运行速度v v=2rn/i60=0.09m/s 由于链速v0.6m/s所以应按低速链静强度校核 查得公式：S=Qmin/KAF448 2）查阅相关资料得：KA=1.3 而Ff=1000P/v=2.4104N Qmin(48) F KA=1.2481042.496104N 根据机械设计表，选择链为24A双排滚子链 Qmin=249100N适合所要求的静强度，主要尺寸如下 P=38.1mm， Pf=48.87mm d1=22.23mm b1=25.22mm b2=35.46mm b3=96.3mm h2=36.2mm 1.2.2链轮主要几何尺寸计算 1）大链轮 1.确定齿数 根据公式d=d=P/sin180/z可得 z=180/arcsinP/d=12.23 取z=12 2.精确计算主要几何尺寸 分度圆直径：d=d=P/sin180/z=147.2mm 齿顶圆直径： damax=d+1.25P-d1=172.595mm damin=d+(1-1.6P/z)-d1=120.89mm da=P(0.54+cot180/z)=162.77mm 齿根圆直径： df=d-d1=124.97mm 齿侧凸缘： dr12.7mm bf1=0.93b1=23.45mm bf2=Pf+ bf1=72.32mm Pf= bf2- bf1=48.87mm ra=0.04P=1.524mm B=2 ra + bf2=72.248mm 取B=75mm 齿侧半径：r=P=38.1mm 图1 链轮的尺寸 齿沟圆弧半径：r1=0.5025d1+0.05=11.22mm 齿沟半角：/2=55-60/z=50 工作段圆弧中心o2坐标 M=0.8d1sin/2=13.62mm T=0.8d1cos/2=11.43mm 工作段圆弧半径：r2=1.3025 d1+0.05=29.00mm 工作段圆弧中心角：=18-56/z=13.3 工作段圆弧中心o3坐标 W=1.3 d1cos180/z=27.91mm V=1.3 d1sin180/z=7.84mm 齿形半角：/2=17-64/z=11.7 齿顶圆弧半径：r3=d1(1.3 cos/2+0.8cos-1.3025)-0.05=16.60mm 工作段直线部分长度：bc=d1(1.3sin/2-0.8sin)=1.77mm e点至齿沟圆弧中心连线的距离： P0=P(1+2r1-d1/d)=38.1mm =16.30mm 图2 三圆弧一直线型链轮2）小链轮对应尺寸计算 1.根据需要选择小链轮齿数z=9 2.精确计算小链轮的主要几何尺寸 分度圆直径 d=d=P/sin180/z=111.4mm 齿顶圆直径 damax=d+1.25P-d1=139.975mm damin=d+(1-1.6P/z)-d1=125.37mm da=P(0.54+cot180/z)=125.25mm 齿根圆直径 df=d-d1=92.35mm 齿侧凸缘： drPctg180/z-1.04h2-0.76=72.53mm 齿宽：取B=75mm齿沟圆弧半径：r1=0.5025d1+0.05=9.62mm2. 存在问题及解决措施 存在的问题：在本设计里涉及许多非标准件的选用，虽然之前接触过，但在综合考虑结构和经济等方面还有所欠缺。我会认真的参考资料积极地和同学探讨，向老师请教。还有就是软件画图存在问题不能完全按照计算结果画出相一致的图。解决措施：继续完善设计，从图中改进，优化设计，以求更加准确。3. 后期工作安排 对矿热炉出铁口开口机进行优化改进，改进中期设计中存在的不足之处，比如矿热炉出铁口开口机的部分参数设计欠佳，对液压驱动装置和小车的运行速度计算不够精确等等缺陷。第10-11周（2019年4月