矿热炉炉顶旋转布料装置设计设计说明书毕业论文文档

需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）毕业设计（论文）任务书 1.毕业设计(论文)题目： 矿热炉炉顶旋转布料装置设计 2.题目背景和意义： 本题目来自工程实际，具有很高的实用价值，涉及到机械、液压、耐热材料和结构设计方面的知识，学生通过本毕业设计，能够将大学中学到的机械、液压方面的知识很好的用到实际工程中，培养学生进行实际工程设计的技能。3.设计(论文)的主要内容(理工科含技术指标)：本题目的主要内容为矿热炉炉顶旋转布料器设计，包括布料器驱动装置、皮带机、下料机构等方面的内容。要求具有较强的二维绘图能力。4.设计的基本要求及进度安排(含起始时间、设计地点)：开题报告完成时间 2018年12月25日前（完成内容：论文综述，方案确定，外文翻译，毕业设计工作管理手册及撰写规范），中期报告完成时间2019年4月5日前（完成内容：论文或设计内容完成的基础工作报告），论文答辩时间2019年5月25日前（完成内容：按要求完成所有应完成的工作），设计地点：学校 。5.毕业设计(论文)的工作量要求：所写论文除满足学院论文的基本规定外，还需要达到以下要求：1、根据提供的技术参数绘制布料器总图 1张2、根据所给出的总图设计皮带机 1张3、设计下料装置 1套4、根据所给出的总图设计回转驱动机构并计算选型 1套5、毕业设计说明书 1份（2万字以上）6、绘图总量 3张（折合成A0号图纸计算）以上 实验（时数）或实习（天数）： 图纸（幅面和张数）： 绘图量为3张（折合成A0号图纸计算）以上 其他要求： 按照学校毕业设计进度和质量完成该毕业设计、完成二维工程图。 指导教师签名： 年 月 日 学生签名： 年 月 日 系主任审批： 年 月 日矿热炉炉顶旋转布料装置设计摘 要布料装置用于矿热炉炉料的输送分布，物料能否正常分配取决于布料装置是否正常运转，因此炉顶设备的部件中缺它不可。本文通过对炉顶旋转布料系统研究，通过早就知道的参数，对各皮带机进行了设计、计算和选型。在布料系统的研究过程中，按顺序对可逆皮带机、称量皮带机、混料皮带机和大倾角皮带机进行分析验算。仔细运算物料横截面面积、驱动圆周力和电机功率，利用逐点计算各个滚筒的合张力以及传动滚筒的扭矩，推导出胶带的最大张力和，并对整个皮带系统的可行性进行了校核。本设计可以实现最理想的布料，而且操作灵活能满足矿热炉生产要求。本文简明介绍布料器旋转结构和特征，依据布料器的运行原理以及已知参数和推导出的各项数据，合理选择皮带机的胶带、驱动电机等。在皮带机承载段部分，实现布料系统的安全稳定运行。关键词：布料系统；皮带机；旋转结构The Design of The Furnace Top Spin Cloth FeederAbstractDistributor is an important part of the furnace top equipment, working conditions affect the charge distribution directly. In this paper, cloth roof rotation system research, based on the known parameters of each belt machine design, calculation and selection through. During the study the fabric system, turn on the reversible belt conveyor, belt conveyor weighing, mixing and large angle belt conveyor belt conveyor for analysis calculations. The detailed calculations of the cross-sectional area of the material, the driving motor power and the circumferential force is calculated for each aggregate tension roller and the drive torque of the drum by the use in the calculation of the maximum tension and tape, and the viability of the entire belt system were checked . This design enables the best fabrics, and operational flexibility to meet the needs of blast furnace production.This paper briefly describes the structure and characteristics of the rotating distributor, the distributor based on the operation principle and the known parameters and calculate the various data, a reasonable choice of belt conveyor belt, drive motor. Belt bearing segment in part, to achieve safe and stable operation of the system fabric.Keywords: feeding system; belt; rotating structure主要符号表B 输送带宽度(m)D 滚筒直径(m)e 自然对数的底(1)F 滚筒上输送带平均张力(N)F1 滚筒上输送带紧边张力(N)F2 滚筒上输送带松边张力(N)FH 主要阻力(N)g 重力加速度(m/s2)H 输送机卸料点与装料点间的高度(m)Im 输送能力(kg/s)L 输送机长度(头尾滚筒中心差)(m)Mmax 传动滚筒最大扭矩(kNm)PM 驱动电机所需运行功率(kW)Q 输送机小时生产能力(t/h)S 输送带上物料横截面积(m2) 输送带速度(m/s) 输送机在运行方向上的倾斜角() 传动效率(1) 传动滚筒与输送带间的摩擦系数(1) 被输送散装物料的堆积密度(kg/m3) 输送带在传动滚筒上的围包角(rad) 目 录1 绪论11.1课题背景11.2课题的构思和思路11.3布料器简介11.4布料器的设备组成21.5国内外布料器的发展概况31.6主要设计内容简介42 炉顶旋转布料器设计62.1布料器的运行过程62.2整体设计72.3功能原理方案分析72.4结构的选择与设计93 传动系统设计133.1齿轮传送特点133.1.1齿轮的类型133.1.2齿轮的设计准则153.1.3齿轮的传动类型153.1.4减少噪音方法173.1.5齿轮的强度校核183.2轴承的校核183.3电动机的选择194 皮带机的设计计算214.1原始数据及工作条件214.2计算步骤214.2.1输送带上最大的物料横截面积214.2.2带宽的确定224.2.3输送带宽度的核算234.3圆周驱动力的计算244.3.1计算公式244.3.2主要阻力计算244.3.3附加阻力计算254.3.4主要特种阻力计算264.3.5附加特种阻力计算274.3.6倾斜阻力计算274.4传动功率计算284.4.1传动轴功率（）计算284.4.2电动机的功率计算284.4.3电动机与减速器的选型284.5输送皮带张力的设计计算294.5.1输送带的不打滑条件的设计校核294.5.2输送带下垂度的设计校核304.5.3各特性点张力的设计计算314.6传动滚筒、改向滚筒合张力计算324.6.1改向滚筒合张力计算324.6.2传动滚筒合张力计算324.7传动滚筒的最大扭矩计算324.8张紧力计算334.9输送带的选择计算334.9.1织物芯输送带334.9.2棍子载荷校核335 结论365.1发展趋势365.2存在问题36参考文献39致 谢40毕业设计（论文）知识产权声明41毕业设计（论文）独创性声明42附录143VI需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）1 绪论1.1课题背景布料装置用于矿热炉炉料的输送分布，物料能否正常分配取决于布料装置是否正常运转，因此炉顶设备的部件中缺它不可。不同类型炉顶的布料器也有所不同，其中有有钟炉顶分布物料通过不停转动的漏斗来实现，布料漏斗通过内外两层组合不紧密的漏斗构成，运转受到阻力大，保养成本高，逐渐遭到淘汰；无钟炉顶布料装置的构成包括四个部分：行星齿轮减速器、控制系统、气密箱和散布物料的溜槽。无钟炉顶拥有两层原料的摩擦碰撞无法造成伤害的密封阀，密封阀可以使用很长时间；阀及底座体积小，维护方便；炉料通过布料溜槽分配，其围绕矿热炉做旋转圆周运动,其可以改变不同的角度来更好地完成预想的布料，并且操作灵活可以满足矿热炉的生产需求1。1.2课题的构思和思路布料器的组成有四部分：行星减速器、散布物料的溜槽、气密箱和控制系统。顶部钢圈上安装的气密箱被炉子喉部的热气所挟制。散布物料斜槽位于熔炉喉部的料位上方。它的工作环境完全是在热气中。行星减速器延伸到只有两个同心出口轴的气密箱中，这两个出口轴位于空气中，需要通过旋转轴密封。气密箱是炉顶设备中的重中之重，设计要经久耐用。带进气和排气槽的气密箱采用冷却和密封方式，确保气密箱内零部件正常工作，在承钢我们都采用的是氮气密封。气密箱内部件的精确定心和平稳操作可确保排气槽的宽度在操作中稳定。气密箱的设计要厚实经得起考验，为了能支持承担在中心圆筒上，运动部件通过旋转圆筒的轴承连接2。1.3布料器简介布料器是根据需求分配原材料和固体燃料的装置，其工作位置在竖窑的横截面上。它是竖窑生产必不可少的装备。为了减少窑的周边效应，材料层的均匀阻力和合理的燃烧组织，根据分布物料作业的要求，原料分布在窑中心的较大，窑的四周原料更小，而窑周围的燃料分布则恰恰相反。我国耐火材料行业使用的主要配送物料的设备有旋转蜗壳分配器，划分成不同等级的旋转式分配装置，双层结构的分布物料钟炉等。物料装入料斗中后按设定的角度不停地旋转，电机驱动漏斗下部的料钟向下运动，然后每批次的物料分成几次输送到窑中。每个料斗以一定角度旋转并在特定时间进料。 经过多次循环后，可以获得该工艺过程所需的物料分布效果。1.4布料器的设备组成由受料漏斗及其传动装置、蜗壳形分配器和料钟及其起落装置这几个设备构成。受料斗及其传动装置：接收料斗为倒锥形，由钢板焊接，内衬耐磨衬板，支撑在窑顶支撑辊上。驱动装置的小锥齿轮与固定在接收料斗下部的大锥齿轮，这两个齿轮相啮合。通过电动机带动制动器和减速器，驱动接收料斗和蜗杆形布料器一起旋转。 每个旋转角度是不同的并且通常是连续的，这由命令控制器执行。 以15、90、180和270的顺序运行，经过六个循环，布可以被覆盖一周，并且可以获得良好的布料效果。料钟及其升降装置：料钟由铸钢制成。它必须与料斗的下部开口一致。料钟杆因为要经常遭受物料冲撞，所以其护杆套要设计成可替换的。料钟提升到一定的位置时起到密封效果，而料钟在落下时起到分配物料的作用。料钟工作时的上升和下降有两种方法进行控制，电动和气动这两种方式。按照预先设定的程序，控制器控制传动装置来上升下落，这就是电动方式；而气动方式则是运用气动原理控制气缸，实现料钟的升降。布料器角的测量：CR-角校验仪。冶金工业的进步壮大的同时，冶炼炉作为钢铁加工工艺中重要的一环也经历了几次重大的变化，从原来的100立方米-300立方米的小高炉到1750立方米-3800立方米甚至4200立方米的大高炉，从原来的双料钟炉顶到现在使用广泛的无钟炉顶。 矿热炉炼铁所使用的无料钟炉顶投料设备将原料通过预先设置好的系统装入炉内，并将原料正确地散布其中。气密箱是必不可少最重要的装备，无料钟加料设备没有万万不可，气密箱能否正常工作直接影响溜槽布料是否符合工艺要求。散布物料的溜槽和垂直中心摆角采用电动方式控制，由交流伺服电机驱动，支架环受到减速装置和钢丝绳构成的传动装置的驱动。支架环的上下运动通过曲柄转换成布料斜槽的角倾斜运动。分配器滑槽的旋转角由电机通过减速器和齿轮副驱动，带动套筒旋转，使分配器滑槽旋转。角倾斜与角旋转相结合，可将炉料通过环形法、螺旋法、定点法等方式分配到炉喉道截面的任意位置。所以，布料溜槽的角的精度影响着炉顶设备的调整性能，角的精度是一个重要的参变量。 由于炉内斜槽的特殊安装方法，角的检查是一项很麻烦的工作，传统的机械测量方法难以保证其精度。 在冶金行业角仪器和角仪器的进步和不断推广的基础上，利用机电一体化技术，成功研制了“角校验仪”，满足了现场的需要，实现了角的非接触高精度测量3。 1.5国内外布料器的发展概况近些年，钢铁企业的迅速发展也推动了技术和硬件的进步，特别是矿热炉炉顶装备。技术的革新推动了生产力的不断提高，矿热炉的尺寸变大导致工作状况越来越严格，过去的钟式炉顶没有能力应对，从而正常分配物料。而无料钟炉顶却可以解决这个问题，其溜槽可以灵活的运用单环法、多环法、定点法等多种方式去分布材料；随着技术的进步，无料钟炉顶相比钟式炉顶其优势越发明显，更加紧实耐用，能够应对不同状况去分配，传统钟式炉顶注定要被无料钟炉顶所取代。布料装置一直是重中之重，无料钟设备之中不可或缺。矿热炉炉能否平稳运转以及生产过程能否正常进行都取决于布料器的正常运转。矿热炉炉布料器主要的构成部件包括钢制密封箱壳和内齿轮传动系统、粗管、滑槽等等。齿轮传动大多采用的是行星齿轮减速传动。行业内减速器普遍采用齿轮和蜗杆传动这两种，但是大都存在着一些的问题例如：机械效率低下、传动比大、体积相对较小。此外，生产加工技艺的水准薄弱以及材料品质低下，尤其是在巨型的减速器运用上（如矿产、提炼金属矿物、建材等方面）应接不暇，外国设备相比国产设备质量更好经久耐用，更加先进，所以更加受到国内行业欢迎。想要使得自身得到稳步向上的发展，那就需要主动面对自己的问题，针对自己的不足制定措施去解决改进，尽可能快地缩小与国外差距，得到更大的进步。目前，减速装置行业存在明显问题是企业不善于管理其掌管粗疏能力低下，没有技术储备无法顺利开发新产品，创新能力弱导致相当数量的产品处在中低层次，无法使品牌推向国际。在此基础上，促进企业的并购、整合，跨行业发展，尽快在市场上形成有影响力的品牌，有更大的规模和强度，具有较强的产品开发和技术的企业集团，使我们可以保持与国外同行的竞争上有一定优势，并不断继续发展。20世纪七十年代一种有别于过去传统钟式炉顶的新型加料设备，那就是卢森堡的PW公司研发的无料钟炉顶加料设备。为了预防炉顶煤气的威胁，通过口径很小的上下阀门来隔绝，旋转斜槽和调节阀相互配合，控制原料分配，然后很快地在全球各地推广开来。PW公司在这之后又陆续开发出串联和串并联罐式等多种无料钟装料设备。无料钟炉顶技艺在30多年的推陈出新中取得了巨大的进步。无料钟炉顶装料设备在不断地改进和发展中最终占据领头羊的主导地位，传统炉顶终将消失在历史长河中。无料钟炉顶可分为三种类型:并罐、串罐和串并罐式。除了串并罐式，其余两种运用的最为普遍，起初并罐式的应用相比其它两个方式，要早上几十年。由两平行装料罐分别将物料装入两个称重料罐中。其容量大加料多，但散布物料会出现材料弯曲分布不均匀的现象，而且由于需要两套调节压力的设备，使得整套设施零件多体积大，投资成本居高不下。 串罐无料钟将并行的多个进料罐串并联合成一个整体，单独从任意的料罐加料进称量料罐。能有效地把控装料过程中的物料分布不均匀的问题。装料罐精确地把控测算含量，料闸门更可控，器械轻便耐用。所以串罐无料钟炉顶逐渐得到推广，经过几年的发展得到普遍应用。其的用途主要用于给炉子装卸原料，分配原料，能通过多种方式灵活分配，性能优越。虽然PW公司之后陆续有国家研制出不同构造和工作方式的无料钟炉顶，但在大型化方面，其它所属的炉顶设备落后于PW公司开发的无料钟炉顶。无料钟的布料器对高炉的平稳生产，有着最为重要的作用，其是无料钟炉顶设备中最为关键的部件。布料器由钢结构封闭箱壳、内齿轮传动系统、中心喉管、斜槽等主要部件组成。分配器安装在顶部钢圈上，时常受到炉子喉道材料高温的烘烤以及蒸汽和粉尘的侵蚀，对布料装置进行必要的冷却和密封确保顺利运转。由于钟炉顶要有专门的布料溜槽相匹配才能正常工作，所以无钟炉顶布料溜槽传动齿轮箱的关键部分，传统意义上的部件被其取而代之。无料钟相关技术的不断进步，也推动了齿轮传动箱加工工艺的提高，得以更好地发扬光大。半个世纪以来，美国出现的第一台炉顶旋转布料器开始，炉顶旋转布料装置的技术发展迅速。在过去的20年中，随着生产技艺的进步 炉顶旋转布料装置的功能达到了质变变得更加靠谱，其身影得以在生产建设中越来越常见。微机技术在20世纪90年代之后，进展突飞猛进，尤其是电脑相关设备、硬件设备或软件取得了长足的进步。计算机芯片集成化趋势越来越高，更加廉价且性能更出色，使得在微机上实现大介质功能成为可能。在美国首次推出的基于PC机的炉顶旋转布料器4。1.6主要设计内容简介查阅矿热炉顶旋转布料装置设计的相关知识，结合所学专业课程确定矿热炉顶旋转布料装置的主体构思；与自己的专业课程相配合，通过翻阅有关布料器的资料内容以及给出的布料装置的相关数据，选定传动副制定设计方案和各个主要零件；计算旋转布料装置系统的相关数据；温习CAD相关绘图软件工具，绘制2D装配图和零件图；根据学校发放的撰写规范，完成论文，对格式问题进行修改，最终完成毕业设计全部内容。36需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）2 炉顶旋转布料器设计2.1布料器的运行过程矿热炉炉顶布料齿轮箱的结构和布料溜槽传动系统工作原理如图2.1所示，无料钟炉顶可以根据多样的布料溜槽的旋转和倾斜度以及多样的组合实现圆形，螺旋式和扇形等各种方式的布料，这个表现出其灵活性的突出特征，但也造就了庞杂的驱动装置，如图2.1所示，主要构成包括旋转电机，倾动电机，齿轮箱，减速箱，可分离也可同步工作，应对不同条件的布料。当旋转电机工作，倾动电机不工作时，电机带动齿轮1，2，3，4，10，11，13旋转，装配齿圈的旋转圆筒旋转，带动筒上的布料溜槽一同转动。另一方面，齿轮1,2,3和行星齿轮8,9，拉杆H和齿轮12,14,15，由旋转电动机驱动。电机驱动齿圈13和15转动的传动比一致。如此，齿圈13和15同步运动。所以溜槽转动，但是不会发生偏移歪斜某一方向。当旋转电机不运转的同时倾翻电机工作，滑动槽只歪斜某一方向，但不通过涡轮5、涡杆6、中央齿轮7、行星齿轮8和9、齿轮12、双联齿轮14和15、齿轮16、涡轮涡杆17和18、齿轮19和20、系杆H和耳轴来旋转。当两电机同步运转，由于行星系差速传动，大齿圈13和14产生差速传动，从而传动齿轮16和齿轮15作相对运动，滑槽同时旋转和倾斜5。 注：1-20均为齿轮，其中5，6，17，18为涡轮涡杆，20为扇形齿轮，H为周转轮系系杆 图2.1 旋转布料器工作原理图2.2整体设计如图2.2所示本课题设计的炉顶旋转布料器整体效果图2.2 炉顶旋转布料器整体效果图2.3功能原理方案分析参考翻阅相关文献，制定出下列设计方案：方案1：如图2.3所示，物料通过旋转布料管散布进入矿热炉，旋转布料管的旋转是通过安装与上料漏斗上的电机经齿轮传动实现布料管的圆周旋转运动。图2.3 上料漏斗布料器方案2：如图2.4所示，物料通过上料输送机输送到投料口处，输送机安装与旋转机构上，电机通过齿轮传动带动旋转机构绕下料溜筒做圆周旋转，实现不同进料口的布料。图2.4 下料溜筒旋转布料器方案3：如图2.5所示，物料与方案2类似，通过输送机输送到投料口处，输送机固定在旋转轴上，输送机做圆周运动，输送机的出料口与旋转轴的距离正好与投料口到轴心的距离相等，这样，无论输送机怎样旋转，均能满足不同投料口的布料。图2.5 炉顶旋转布料装置方案对比：方案1结构简单，不依赖与输送机，但需要在矿热炉上方额外安装一个布料管组件，且限制于布料管的角度和长度，斜度太小或长度太长均会影响物料的投放。方案2能满足不同型号的矿热炉的布料，且布料准确，但此方案的旋转机构需要在矿热炉四周铺设平台和轨道，且输送机进料口随着旋转机构旋转，对上料也造成不便。方案3直接在炉顶增设上料输送机，输送机进料口中心与旋转中心重合，上料方便，输送机出料口直接对准矿热炉投料口，旋转一周即可实现各个投料口的布料，此方案设计和施工皆较前两方案优异，故，本设计选用方案3作为此次设计的最终方案6。炉顶旋转布料器采用电机驱动，炉料先进入皮带机壳体内的皮带机上，皮带机运动，从而控制料均匀的布入炉内。布料完成后，电机驱动行星齿轮减速器，带动驱动齿轮，驱动齿轮驱动大齿轮运作，大齿轮保证了皮带机壳体的旋转和固定料筒之间的相对圆周相对运动，从而运动到下一个料筒上方实现连续旋转布料。2.4结构的选择与设计料筒使用的是管材结构焊接部件，合理的选择管材，能提高整个布料器的使用寿命，减少维修次数和时间。a. 管材的分类：按生产的方法：（1） 无缝管冷拔管、热轧管、挤压管、顶管、冷轧管；（2） 焊管。 1） 按制作方法分高低频电阻焊管、气焊管、炉焊管、弧焊技术制作的钢管； 2） 按焊接的缝分直缝式焊管、螺旋式焊管。b. 按剖面形状分类：（1） 简单截面钢管方形断面钢管、圆形剖面钢管、椭圆形断面钢管、三角形剖面钢管、其他；（2） 复杂截面钢管双凸形断面钢管、圆形断面钢管、双凹形剖面钢管、圆锥形断面钢管等。c. 按直径长度分类大口径无缝钢管、小口径无缝钢管（1） 按壁的厚度可分为:薄壁钢管、厚壁钢管（2） 按照用途分类:化工钢管、管道管、热工设备用管、机械工业用管、石油地质钻探用管、容器管、特殊用途管、其他。1） 管道用钢管。例如：水和气体等流体管道，石化产品无缝管道，用于灌溉生活的自来水管等。2） 热工设备用管。如高温高压环境的锅炉管道、热水管道。3） 机械工业用管。如航空、汽车、农用机械等方面机械的结构管、轴管4） 石油地质钻探用管。如：石油地质钻管、石油套管以及各种连接管道的接头。5） 化工钢管。如；化学工业设备管道用管、抗腐蚀不锈管、传送化工原料用管等。6） 其他各部门用管。如：容器管(高压气瓶管和普通容器管)、仪器管、注射器针头和医疗设备管等。d. 按连接分类：由管段连接方式，可分为；光管(无螺纹管端)和车丝管(有螺纹管端)。车丝管也可分为:普通螺纹管和端部加厚螺纹管。加厚螺纹管也可分为:带外螺纹加厚、带内螺纹加厚和带内、外螺纹加厚的。螺纹管也可分为普通圆柱或圆锥螺纹和特殊螺纹。无缝钢管是一个截面空心，周围没有焊接形成的缝的钢材。其制作的管道中间是空心的，可以用来运送流体物料例如：水、石化产品和一些固态材料。通过对比不难发现，在相同的弯扭强度下，与其它类别的钢材相比其重量较轻，是一种性价比高的钢材，普遍用于石油钻杆、汽车传动轴、支架结构、钢架等结构机械零件的制造。根据横截面积的形状，钢管可分为管道和配件。由于周长相同时，圆形面积最大，流体可以通过圆管输送。此外，圆形截面在内部或外部径向应力下具有均匀的力，所以管道为了方便输送其形状大都采用圆形的设计。但是圆管不是完美无缺的,在受到平面弯曲压力下矩形管比圆管更加牢固,一些农用机械或是钢制家具就会采用矩形管，还有些特殊用途的地方的用到其它断面形状的钢管（1） 结构用无缝钢管（GB/T8162-1999）使用广泛，普通机械构造都有涉及。 （2） 流体输送用无缝钢管（GB/T8163-1999）运送水、天然气等流体的管道。（3） 低中压锅炉用无缝钢管（GB3087-1999）中低压锅炉的过热蒸汽管，大、小烟管。（4） 石油裂化用无缝钢管（GB9948-88）一般炼油厂这类场合会用到，比如无缝管道、炉管等等。 （5） 液压气动缸筒用精密内径无缝钢管（GB8713-88）是液压和气动缸筒配备的具有精细内径的冷拔或冷轧的精密无缝钢管。（6） 冷拔精密无缝钢管（GB3639-83）是采用常温拉拔的工艺手法，光亮整洁的液压设备的精密无缝钢管，选取精密无缝钢管可以更加快速便利地制造液压机械设备，降低材料成本，提高产品品质。 （7） 特殊形状的无缝钢管，只要截面形状不是圆形，都可以称之为异型无缝钢管。不同的钢管所截取的不同断面，可分为等壁厚异型钢管（代号D）、不同壁厚异型钢管（代号BD）、变径异型无缝钢管（代号BJ）。异型无缝钢管的使用涉及到机械加工的很多方面例如工具、结构零件的制造。异型管相比圆形管在多个方面具有鲜明特性例如：更大惯性矩和截面模量，更加结实抵抗扭曲弯折的能力更强，使用异型管的机械结构重量更轻，材料成本更少7。安装在炉子顶部钢圈上的旋转布料装置,会处于矿热炉喉部热煤气的侵蚀。布料溜槽位于矿热炉喉部的材料层上方,工作环境完全处于热煤气中。因此，无缝钢管是首选。钢结构优点：（1） 值得依赖，耐用加工流程中严格地把关质量，钢结构接近均匀同质体，这可以保证钢材生产的质量一直满足工艺要求，产品性能可靠不会忽高忽低；钢的力学性能，符合工程力学对材料性能的基本假设；其实际性能与现阶段采用的理论计算结果相符，验算结果正确经得住反复验证表现钢结构在应对各种外力作用时，经得住摧残，非常值得依赖。（2） 钢材抗断裂变形的性能高，本身重量低 钢结构材料单位体积内的重量较大，但相比其他材质拥有高强度、高弹性的优点，还具有更高的强度与单位体积重量之比，在同等载荷情况下，钢制构件断面小轻便，路费成本小，易装配，其较轻的自重可以减轻基础设施的负重，节省场地成本。（3） 钢材的韧性和塑性好钢材抗变形能力良好，钢结构不会因为超过其载荷压力过大而产生裂纹。通常来讲，断层通常有明显的变形，方便及时地查出故障并制定应对措施，防患于未然。钢结构在应对塑性变形和破裂过程时有较强的吸收能量能力，表现出良好的韧性且具有动态载荷适应性。（4） 钢结构容易制造，加工所需时间短。钢结构通常是专业制造工厂所用，使用机械代替人工劳动更容易，机械专业化生产的产品质量性能好值得信赖，工业化进程中生产建设使用最普遍，易于装配使用。其部件可以方便地用螺栓连接安装，工作量减少所需时间也就更少，也就更早的投入经济生产中，发挥投资带来的经济贡献。因为钢结构具有连接方便的优点，所以可以加快改造和搬迁。（5） 钢结构密封性好钢结构用焊接技术连接，可以制造出密封性能良好的结构和管道，可以应对多种压力环境。（6） 钢材的耐蚀性较差在一般环境下无腐蚀性介质，普通钢结构先除锈，然后再涂合格镀层，腐蚀不严重，所以钢结构本身维护成本较低8。3 传动系统设计3.1齿轮传送特点齿轮传动是两个齿轮咬合接触传递运动和动力的机械传动形式。其具有传动精确效率高、可使用的范围广、使用寿命久的特征。 齿轮传动是指通过主齿轮和从动齿轮直接传递运动和动力的装置。在现有的机械传动装置中，齿轮传动装置应用最为广泛。齿轮传动的特点是：误差非常小精准度高，相比其它传动更有效地传递动力；其工作环境比较严格要防止尘埃污染，注重润滑维护；不便于制造装配，生产成本高；工作可靠，使用寿命长；受到冲击时齿轮传动抗性不如带传动等传动方式强。3.1.1齿轮的类型a. 根据两轴方位，分为以下几类：（1）直动齿辊（2）斜辊移动（3）人字齿轮传动（4）锥齿轮传动（5）斜轴齿轮传动b. 视运转状况不同，齿轮可以分为：（1）开式齿轮传动，零件无任何防护，易遭到污染 （2）半开式齿轮传动，齿轮部分处在空气中无保护，其余都泡在油箱里，带有敞开的护罩，有一定防护能力（3）闭式齿轮传动，轮齿等零部件都封闭在保护箱内，尘埃接触困难，其工作环境良好可确保运转正常，装配良好。 齿轮传动能应对不同的运转状况，其传动装置非常普及。一平面与齿线相交，其又与齿面相交，根据两面相交截线，可分为摆线齿轮传动、圆弧齿轮传动和渐开线齿轮传动。多个数量的齿轮构成的传动装置称为齿轮系统。根据齿轮系统中有无轴向运动的齿轮，进行区分：有轴向运动的为行星齿轮传动反之则为普通齿轮传动。变速箱所封闭保存的部件装配在刚性壳体中，确保良好的润滑。它被称为闭合传动装置，它被广泛使用，特别是用于高速齿轮传动，其需要完全的防护措施，否则会造成运转不便。它仅用于低速或不重要的传输。半开放传输在两者之间9。啮合定律，在轮齿啮合要避免出现意外情况，为了确保齿轮传动运转平稳，两齿廓无论在哪个点发生碰触，瞬时传动比i=主动轮角速度/从动轮角速度=常数，齿廓公法线穿过接触点，其与连心线相交于点C。啮合接触时齿轮不能分离，为了保证两轮齿一直保持接触状态，两齿廓在接触点上各存在着两个速度，这两沿着公法线方向的分速度完全相同。线所做的两条垂线，由和分别作向和点。两个齿廓无论何地啮合时，过接触点，作两个齿廓的公法线，其必定过固定点C，这是齿廓啮合的基本规律。有不计其数的参数变化的线符合这个定律。通常来讲，齿轮传动按照不同的标准划分有许多类型，但是渐开线齿轮传动使用最普遍即大部分工作齿廓是渐开线形式。存在着轮1和轮2两基圆，半径分别为、，当齿轮是渐开线齿轮时两基圆内公切线与齿廓接触点K的公法线重合。两个基圆任意接触点的公法线都穿过定点C时，这两之间有且只有一条单向的内公切线，所以啮合定律适用于渐开线齿廓。过定点C作两个圆，圆心分别为、，这两个圆互称节圆。1、2轮的节圆半径渐开线齿轮具备下列特性： （1） 过轮齿啮合中两齿廓接触点按照公切线的方向逐渐运动，所以运动轨迹就是公切线即啮合线。（2） 齿面压力的分布方向是有规律的，压力方向至始至终都与公法线保持一致，所以渐开线齿轮齿面间的压力方向不会因为动力传动而发生改变。（3） 传动比越大基圆半径就越小，两者成反比。当齿轮制造完成后，其基圆也就明确下来了。所以，即使因为制作误差导致中心距与当初的设计不符，对传动比也不会有任何影响。这表明了齿轮无论怎样加工都不会影响其传动，两者相互独立，体现了传动的可分离性。所以对齿轮的组装和维护非常有利。（4） 齿面之间滑不滑动主要看齿廓接触点，当齿廓接触点是节点时则齿面不滑动反之亦然，距离节点越远，滑动越大。 （5） 渐开线齿轮因为可以很好地啮合直齿廓，当刀具是直齿廓时可以直接加工开展。该刀具易于加工，加工精度高。 重合度:重合度是影响齿轮持续传动的一个重要参变量。齿轮齿的啮合始于驱动轮底部碰触从动轮顶部，啮合过程有始有终，始于公切线与从动轮顶圆的交接，交点即为起点A。随着车轮1带动车轮2转动，接触点的运动轨迹随着啮合线变化而变化。啮合不会一直维持下去当接触点运动到某一点，当轮1顶圆与啮合线相交后，两齿廓结束啮合进程并远离。交点E即为啮合结束点，即实际啮合线长度。如果第一对齿仍然在点E之前的点D接触，而第二对齿在点A接触，那么传输是连续的；当前一对齿离开啮合结束点，而后一对齿还没有进入预定的啮合状态时，传输工作将不能继续。关于齿轮的重合度，考虑齿轮的加工、装配过程中的误差还有变形导致的问题，实际生产中通常要求1.11.4。重合度与传动息息相关，其越大，传动越平缓。两齿轮啮合中没有出现故障，那就表明其模数和压力角一致10。3.1.2齿轮的设计准则由于齿轮丧失效用的成因各不相同，所以需要针对不同的失效形式制定不同的设计准则。但因为齿轮长时间工作使得齿面无法避免磨损和塑性形变，所以到目前为止还没有找到能够在工程上普遍使用的有效方法去测算，并且得到有用的设计数据。因此，进行齿轮设计计算时避免出错，要确保齿根弯曲和齿面接触的疲劳强度。在符合齿胶合标准（见GB64131986）时对大功率齿轮传动进行演算。至于对其他故障的抵抗力，虽然一般不进行计算，但应采取措施增强齿轮齿对这些故障的抵抗力。a. 闭式齿轮传动通过实际运转表明，在闭式齿轮中，齿面接触疲劳强度是经得起考验的，但是有些情况则不同，例如齿轮齿面高硬度或是材料比较脆，优先考虑齿根弯曲疲劳强度。但所有的情况不能一概而就，当材料某一性能相同时，就要实地的去考量。 如超过75kw的大功率闭式齿轮传动，易过热，从而造成轮齿润滑不良和齿轮损坏。为了调控温度的升降，散热量不可忽视，需要验算。 b. 开式齿轮传动 （3.1）当传动为此种时，计算要兼顾齿面耐磨性和齿根抗断裂性这两个标准。然而，当前还没有一个趋于完美的方案去计算齿面耐磨性。因此，只要从齿根弯曲疲劳强度这一方面下手去设计开式齿轮传动。根据具体的需求来调整模量大小以延长齿轮传动的工作寿命。 如前面所讲的只保证齿根弯曲疲劳强度，齿轮其他部分强度计算忽略不计，只需要设计其结构尺寸11。3.1.3齿轮的传动类型a. 圆柱齿轮传动在平行轴之间使用这种传动方式，单级传动比高达8、20、60，二级至45，三级至200，最大300，传递功率为100000kw。有三种啮合类别：外啮合齿轮传动，反向；内齿轮传动由一个内齿轮和小齿轮啮合，同向转动；齿轮齿条，齿轮转动时直齿条的转动方向与之也有可能不同。b. 锥齿轮传动相交轴间的传动。其能承受更大的重量，运行平稳，加工不便导致成本居高不下，相比其它的类型数量寥寥。齿轮工作时不会产生剧烈频繁的抖动，较可靠。c. 双曲面齿轮传动用于交错轴间传动。传递功率可到750千瓦，传动效率一般为0.90.98。因为轴运转时会偏离正常的位置，所以不要装配小齿轮悬臂以规避故障的发生，车辆以及一些农用器械大多使用这种驱动方式。d. 螺旋齿轮传动交错间可用，此种方式传动性价比低，保养麻烦，只能承装较少的重量，所以不受欢迎，寥寥无几。e. 蜗杆传动很大一部分用于交错轴传动。蜗杆传动传动比较大，单级为880，传递功率可达4500kw；蜗杆传动齿面光滑，啮合不紧密，容易过热，传动效率低。f. 圆弧齿轮传动其齿廓不规整，高低起伏。当单位时间内没有承担工作量时，两齿廓不是完全地贴合在一起，而是点对点接触。啮合接触点的运动轨迹有规律，沿轴线方向。要想保证持续传输，纵向重合度要大于1。它具有接触强度高、承载力大、材质不会产生凹槽导致高低不平、齿面耐磨损、更加紧密贴合等特点，但是各部位加工复杂繁琐，装配不能马虎，整个流程要细致严谨。 g. 摆线齿轮传动其具有接触应力小、耐磨损、材质部位没有凹槽塌陷等优点，为了达到这些优点，加工所需精确程度要更高。因为对中心距误差反应敏锐，只适合用来制造钟表。 h. 动轴行星齿轮传动 有非常多不同类型数量的行星齿轮传动装置，不同的传动装置其工作性能也是天差地别。由于种类繁多选择不当就容易出错，所以有必要选择正确的齿轮类型应对工艺要求。我们通常使用的普通行星齿轮变速器，构成就那几大类，包含太阳轮，行星轮，内齿轮和行星齿轮架。平行轴齿轮构成的行星齿轮传动装置具有尺寸小以及质量小的特点。 输入、输出轴可同轴，由于其尺寸小，功能强大，在越来越多的场合都有运用。3.1.4减少噪音方法由于每隔一段时间发出的噪音非常大，使得减速器无法通过工厂检验合格；ND6型精密声级计测试，为72.3Db低噪声（A），符合要求；82.5dB（A），不合格低于工艺标准。经过反复试验、测试和改进分析，结论是，为了有效降低齿轮传动噪声，整个加工流程的调控必须面面俱到，充分考虑不同的状况。a. 确保精度：生产实际表明，齿轮精度须控制在GB109958878级范围，齿轮各部分的公差要稳定不会出现大偏差，达到7级精度要求。齿部额外加一步工序，避免出现故障，采用的方法是倒角。b. 确保材质品质：原料品质出色是必须的，更好的原料所生产的产品质量也就更好。目前，齿轮制造用得最多的材料是40Cr和45钢。不管原料产地在哪，在进行生产加工前，都不能存在一丝侥幸严格地检验分析材质的化学成分、晶粒度和纯度，以便更好地控制产品品质，及早应对意外的情况。c. 防止热处理变形：坯料粗加工精锻件，采用淬火处理，以达到下列需求：（1） 使钢件硬度下降变软，使后面更容易切削加工；（2） 消除留在材料体内的内应力；（3） 去除材料的杂质，提高钢材品质，以此使其性能得到进一步提升；（4） 预备可以处理的组织。应该指出的是，在退火或处理正火过程中，加热应保持均匀，并使用工作装置随时调节，控制工件的温度或冷却，以实际情况去较少齿轮重量，而在避免损坏齿轮性能的情况下，最有效的措施是钻孔；为了减少变形，对齿面采取高频淬火。 d. 保证齿轮坯料的精度：齿轮加工孔的尺寸精度约为孔公差的中值，应设定在0.0030.005mm范围内；孔太大，但在允许误差范围内，则必须分别进行分类并转移到齿轮切削过程中。e. 齿轮切削加工措施：采购的齿轮刀具因为没有使用过，为了工艺要求必须仔细查验，必须达到AA级的要求。刀具在打磨切削后，需要检验刀具表面的径向性，相邻的高度差，距离误差，最大累积误差和内孔轴线的平行度。安装精密刀具：刀具跳动控制在3um以下，端面跳动在4um以下。切削加工精度，芯棒直径及间隙工件孔，须有14um的保证。丝杆必须在丙类的顶级位置，螺纹磨床：垂直度3um，径跳5um。螺母必须确保内部线程和数据一旦夹紧垫圈的平行度3um。f. 文明生产：源于毛刺、碰伤的齿轮传动噪音超过30%。在齿轮箱的安装配备车间，发现毛刺及磕碰损伤后被动地去去除。齿轮轴，齿轮滚切加工后使用专门的塑料保护套取包裹它们，进入下一个阶段，并且带着具有特殊保护作用塑料套储存和运输。珩磨，齿面打磨光滑整洁，细致维护，可以使运转时保持安静。g. 使用别的原料，加工表面：（1） 对轮齿外表高频淬火。（2） 球墨铸铁，加工轮齿，而后软氮化加工。（3） 40Cr作为原料，表面镀铜防护。通常情况下，要保持