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总体及传动部件 含CAD图纸和说明书等资料 jly3809 机立窑 设计 总体 整体 传动 部件 cad 图纸 以及 说明书 仿单 资料

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毕业设计任务书课题：JLY3809机立窑（总体及传动部件）设计专 业 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 毛 杰 班 级 B材机021 学 号 0210120110 指 导 教 师 刘 平 成 专 业 系 主 任 发 放 日 期 2006年3月 6 日 一、设计内容课题来源于结合生产实际。结合生产实际，进行JLY3809机立窑总体设计，传动系统部件设计，机立窑总体设计及传动系统相关部件设计及绘图。二、设计依据设计原始数据 水泥熟料Q=25t/hr；运转率大于95%三、技术要求所有结构及其零部件设计后考虑技术性、加工工艺性、经济性，并保证安装、使用、经济方便。要保证机立窑的运转平稳，节能高产。四、毕业设计物化成果的具体内容及要求1、设计说明书1份，达1万字以上，且要符合规范要求；2、中文摘要不少于400字。并有对应英文摘要（电子文档）。3、设计图样总的绘图量折合A0不少于3平方米（CAD）；具体设计的图样有：（1）总体设计总装图一张；（2）传动系统部件图一张；（3）传动系统部件相关零部件图若干张。4、翻译3000以上汉字的课题相关外文资料。5、实习小结（电子文档）。五、毕业设计进度计划起讫日期工作内容备 注2006.03.062006.03.07布置任务下达任务书06.03.0606.03.17调查研究，收集资料，熟悉课题,毕业实习06.03.1806.03.31总体设计，方案论证06.04.0106.05.10部件、零件设计阶段06.05.1106.06.04编写说明书06.06.0506.06.07毕业设计预答辩06.06.0806.06.11修改整理毕业设计材料06.06.1206.06.13材料评阅评阅06.06.1406.06.16毕业答辩06.06.1706.06.18材料整理装袋六、主要参考文献：1、许林发主编.建筑材料机械设计（一）M.武汉：武汉工业大学出版社，1990.8.2、褚瑞卿主编.建材通用机械与设备M.武汉：武汉理工大学出版社，1996.9.3、朱昆泉、许林发.建材机械工业手册M.武汉：武汉工业大学出版社，2000.7.4、徐灏.机械设计手册M.北京：机械工业出版社，1991.9.5、胡家秀.机械零件设计实用手册.北京：机械工业出版社，1999.10.6、赵忠.金属材料与热处理M.北京：机械工业出版社，1991.5.7、甘永立.几何量公差与检测M.上海：上海科学技术出版社，2001.4.8、钱志锋、刘苏.工程图学基础教程M.北京：科学出版社，2001.9.9、周沛.现代化立窑M.武汉：武汉理工大学出版社，2001.310、程志源、夏宝林主编.立窑水泥生产技术与操作.北京:中国建材工业出版社， 2004.511、刘平成.机立窑传动轴键联接方案优化研究J.江苏建材，2003年02期12、黄元太.机立窑布料器传动装置的改进J. 四川水泥，2002年第一期:3513、李捷华.机立窑单加料溜子传动装置的改进J. 水泥，1997:4814、张吉平.机立窑的增产节能综合改造J. Sichuan cement 2003.No.1:1615、倪文龙、王贵生.3.2m*11m机立窑传动装置的改造J.水泥，2006.No.2:6316、张天赋，宁培华.机立窑布料器传动装置的改进J.云南建材 ，2002.3:4417、王立军，张静，李玉峰.立窑布料器改造 J.山东建材，2001.5:3618、汤立志.立窑水泥立窑加料装置的改进J.水泥技术，2001.3: 315 POLRO一项新的双式支撑回转窑技术在水泥生产者和水泥生产机器供应商的紧密协作中，机器的效率因机械设备、工艺流程的新发展和不断改善而取得很大提高。在制造技术领域，最新发展的是通过托轮获得直接传动系统的POLRO双支撑式回转窑，第一台POLRO回转窑于1995年在德国Alsen Breitenburg Zementund Kalkwerke Gmbh(AB)公司投入使用（图1）。拥有三级漩风预热器煅烧窑POLRO以及互换的炉篦冷却装置具有4500tpd的额定功率。与POLRO同步，针对于程序加工技术测定仪，人们进行了一个辅以计算机模拟的实验室测试程序，这篇论文对POLRO进行了全面的阐述，并提供初次操作测量结果的同时，简单描述了实验室测试程序。程序加工技术测定部分一台回转窑（机器部件）的资金成本与其窑壳容积成比例。故而机器供应商们都致力于生产载荷可能高的回转窑。另一方面，在水泥煅烧过程中（图2），对其影响因素所有可能发生的变化作严格检测，确保其安全达到额定功率及所要求的熔渣质量，对于配有煅烧窑的回转窑系统来说，现在的回转窑容量具体介于4.05.5tpd/m3之间。试验程序及熔渣燃料煅烧过程模拟为了对熔渣燃烧过程中发生的复杂的相互作用进行更好的评定，并增加安全限度，Polysius对回转窑中所进行的工序作了模拟模型（图3）。在对模拟进行计算之前，人们进行了实验室测试程序，这使人们可以对煅烧过程中游离钙含量挥发成份变化，主要熔渣阶段形成，原料粒化外壳特性，以及尘埃的形成等作出有效的评估。结合1000多种回转窑窑型的实际使用和迄今为止所使用的鉴定原料燃烧性能的方法，新的实验室测试程序和电脑模拟极大的提高了回转窑测定，尤其是回转窑容量小型化的安全性。回转窑部分对于采用双支撑式回转窑，回转窑几何条件（直径及长度）的技术性计算是至关重要的。回转窑个体部件的设计取决于顾客们对于操作可靠性，耐火窑衬寿命及维护所提出的要求。选择双支撑式或三支撑式窑部分关于采用双式支撑还是三式支撑回转窑取决于窑壳长度与直径的比值（L:D），由于技术上与经济上的因素将双式及三式支撑回转窑的L:D值划到14：1比较合理。过去，许多回转窑的L:D值大于14:1。因此，由3个托轮支撑。然而，在许多情况下，初步煅烧系统逆顺流机器设备的最优化，使得回转窑的L:D值测定合理的调到小于14:1，这意味着配有煅烧窑的双式支撑回转窑可以在回转窑系统中几乎可以通用。双式支撑回转窑部分由于其支撑系统由数据测定，相对于三式支撑回转窑，双式支撑回转窑具备更多的优势，检测及维护费用较低，可对机器部件的使用寿命作出了可靠预测，耐火窑衬的使用期限更长。原因是：底座沉降，窑壳的热变形以及托轮的准线欠佳并不影响支座的载荷，窑壳内以及基座机器部件产生的机器受力振幅反由窑体和外层的变化着的厚度以及回转窑填充系数决定，L:D比值高于10:1时，双式支撑回转窑反而有微小的缺陷。然而，当窑长增加时，即L:D比值增大时，传统的回转窑工艺（浮动轮毂，非自动调整的托轮以及小齿轮传动系统）的不足开始变得明显。窑周浅附近分布不均的外壳温度（由不均匀的外层状况引起）导致回转窑不规则弯曲。回转窑转动十这种变形会产生下列不良影响。1. 窑入口及轮毂摆动增加2. 托轮与轮毂边缘受力3. 小齿轮与轮带啮合不紧双式支撑回转窑的浮动轮毂的使用也会产生问题，以为在入口处的更短的高温煅烧带，轮毂支撑着位于受热不稳定带且外层厚度剧烈变化的窑壳，这会引起窑壳温度短暂变化，这变化可能导致其椭圆度发生较大变化，窑壳可能收缩，如果椭圆率变大，整个轮毂附近的耐火窑衬都会发生故障。新的POLRO回转窑为了更完整地发掘数据测定支持系统的优势并消除上述缺陷，Polysius与回转窑厂家紧密合作，针对双式支撑的回转窑开发了新技术。其特征是新的回转窑支撑与传动理念。第一台POLRO式回转窑与1995年投入使用，其直径为4.8米，长度为65米，输入功率为4500tpd，即负载量为406tpd/m3。窑壳由于倾斜的多键轮毂支撑，即可自动校正。滚筒通过进口端的托轮基座直接驱动摩擦力将发动机的转矩从自动调整滚筒转移到多键轮毂，辅以气控操作的带大径隙进出口密封圈，液压轴向推力系统及一个直通气冷进口，POLRO型回转窑变得完善，这种窑型设计可以保证。 多键轮毂保持窑体的圆形状态，且不论其处于运行条件或轮毂处于何处就可以防止颈缩现象。 滚筒自动调整，防止轮毂与滚筒的边缘受力。 回转窑的直接传动操作不受窑轴变形（外壳的径向偏心度）影响。 窑进出口的摇摆在密封圈承受限度以内。多键部分多键轮毂（图5）为POLRO新的传动理念提供了基础。于浮动轮毂相比，多键轮毂能将传动转矩转移到窑壳。多键轮毂（图5）的弹性固定系统从1988年开始使用，迄今50多年，这种装置证明了这种固定系统的耐用性和抗磨损性。而以前的装置则不能做到，这种配有弹性固定系统的多键轮毂使得窑壳在所有操作条件下都保持圆形。冷却时间间隙为0.4，消除了颈缩的危险，这为耐火窑衬的长时间使用提供了相应的预处理。可自动调整的托轮部分窑壳与轮毂轴与一般托轮之间的角度差会导致接点性能不良，而赫兹应力提升到其不能承受的水平，角偏差可能由很多因素引起（底座沉降，窑壳变形装配不当），自动调整托轮的使用确保了在任何角位置窑壳与轮毂间都有良好的接触性能，通过固定弹性材料（类似于桥式基座上的托轮底版），这些滚筒可获得自动调整性能，这些弹性材料在支承力方向有很高的硬度。回转窑对支撑底座超过6000KN的负载量，只能使弹性压缩材料压缩量小于1毫米，弹性材料高度的压缩稳定性保证了一个稳定的支撑系统，由于托轮的几何设置与低的切变稳定性，它们很容易随窑壳倾斜。自动调整托轮的主要问题由轮毂与托轮间不可避免的轴向力引起。当窑体和轮毂有任何摆动或轴向移动以及当窑体被轴向力推力系统移动时，这种情况就会产生。当旋转瞬时中心（图7）不是位于轮毂与托轮间的接触点十，这会导致自动调整托轮接触。旋转瞬时中心是任何时刻自动调节托轮随着轮毂的倾斜位置，而倾斜十所绕的那个点，有了自动调节托轮（图6.7） 旋转瞬时中心被弹性材料角定位在轮毂与托轮间的接触点上，这确保了在所有负载情况下均匀的接触点特性。从钢结构机械工程学及架桥领域对弹性材料使用的多年经验来看，这保证了在没有任何维护的情况下的高度的工作和使用的可靠性。托轮校准部分在一个数据测盯的支持系统，支承力不会因托轮轴与回转窑中心的移位而增加。然而，如果回转窑装配的是普通的非自动调节托轮。滚筒与窑体轮毂间会发生边缘受力，作为预防措施配备普通托轮的双式支撑回转窑的托轮座需要每年测量及仔细校准，如三式支撑窑的POLSCAN光电测量。如果安装自动调节托轮，情况就会完全不一样了。它们可以弥补不同程度的位移，而且位移可由一个简单的安装在托轮基座上的指针测量仪表指示，这个仪表安装在托轮基座上，用于长期指示弹性材料剪切的变形情况。指数可在任何时刻（一年足够）与其最大容许限度标准作比较，只有当指数达到或超过这个限度是，才有必要重新校正托轮轴，这意味着检测POLRO窑双式支撑托轮基座有了长期性的措施。轮毂与托轮的边缘剥落情况可以被排除。4 毕业实习报告专 业 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 毛 杰 班 级 B材机021班 学 号 0210120110 指 导 教 师 刘 平 成 日 期 2006年3月 19日 实 习 报 告一、 概述毕业实习是学生进行毕业设计（论文）的第一个环节，是根据教学计划的安排和具体课题的内容、性质与要求来实施的。毕业实习的目的是让学生深入到生产第一线，进一步了解现代工业生产的全过程，了解新技术，新设备的应用，开阔眼界。同时，让学生围绕毕业设计（论文）课题进一步了解相关的知识和进行资料的收集，为完成课题任务提供必要的条件。二、 实习过程2006.3.6学校西区300教室,实习准备及动员,熟悉课题相关资料。2006.3.7江苏鹏飞集团建材设备厂,建材装备实习，重点预加水成球设备、选粉机、管磨机等。2006.3.8江苏鹏飞集团总部,建材装备实习，重点是管磨机、回转窑等大型设备的结构工艺。2006.3.9 -3.10江苏海建集团,建材装备实习，重点是辊压机、滑履磨、烘干机等大型设备。2006.3.11回盐城，休息半天。2006.3.12 -3.13，在学校整理资料,重点是已经收集到的资料。2006.3.14江苏苏亚公司,重点是转子式选粉机、布袋除尘器实习。2006.3.15学校西区200教室,听武汉理工大学黄之初教授的学术报告，请教课题相关问题。2006.3.16盐城市联鑫水泥有限公司,水泥工艺实习，现场了解机立窑、管磨机使用情况。2006.3.17学校,整理撰写实习报告。三、 实习内容在江苏鹏飞集团建材设备厂和江苏海建集团我们主要认识了预加水成球设备、选粉机、管磨机、回转窑、辊压机、滑履磨、烘干机等大型设备的结构工艺。对预加水成球盘设备的认识：预加水成球盘和普通成球盘，除了盘边高，倾角和转速可调整性不同外，关键是刮刀结构和安装位置不同。普通成球盘一般用固定式直立刮刀，这种刮刀会破坏物料在盘内运动的规律，它将强制改变料流的方向，形成局部区域成球，故成球效果不理想。而预加水成球盘的刮刀是根据料球在成球过程中的运动规律设计的，不会影响料球在成球过程的运动规律，并达到全盘成球的目的。对于回转窑的认识：回转窑机械结构特点：薄壁筒体、形大体重、多支点的支承，热工设备。回转窑的煅烧工艺种类很多，但从窑体结构来看，基本上由筒体、轮带、托轮、支承装置、传动装置、窑头和窑尾密封装置等部分组成。对辊压机的认识：辊压机主要结构：辊压机主要结构包括压辊轴、传动、机架、液压、喂料。所能达到效果有：55MPa的压力，两辊轮相对转动，将30%45%的料压成块状。辊轮在堆焊前外圆面上有加工的条纹，这样保证堆焊的粘结质量。辊轮的外圆边处还有沉圆，以保证堆焊后的焊料能轴向固定。对于辊压机的主轴加工中为了对轴起到冷却的效果，常有在轴上钻中心通孔。对烘干机的认识：烘干机出料端一般用密封钢皮密封，其内部的扬料板采用不同的角度和长度以及之间的间距来调整扬料烘干的效果，从而达到节能高效的目的。对选粉机除尘器的认识：在苏亚公司我们所接触的则主要是选粉机、收尘器等.在这里我可以看到它的全套零件的生产和安装。从外部筒体的设计，到最后加工的成品都可以看见。对于选粉机来说都是依靠循环风对粗细颗粒进行分离，在苏亚此行中我们看到了新近推出的转子式选粉机，正值该新型选粉机安装阶段以迎接评估。这也代表了转子式选粉机的发展趋向，本选粉机将转子部分由原来老式的锥型转子该成鼠笼式转子，采用三次风选粉，具有效率高等特点，在资金投入上也和老式转子式选粉机差不多，在此种选粉机的设计中重点考虑了对于动平衡的设计，对于这种在很高转速下运行的机械，动平衡的校核和计算是很重要的，这严重影响到产品的质量和寿命。对立窑的认识：在盐城水泥厂我们主要接触了机立窑的整体，就机立窑本身而言，其结构由加料装置、窑体部分、卸料装置、卸料密封装置、传动装置、鼓风系统、和排烟除尘系统几部分组成。机立窑与普通立窑和半机械化立窑不同的水泥工业窑炉。主要特点是整个生产过程实现了机械化，既加料和卸料都是采用机械操作，实现了生产过程连续运行。在盐城水泥厂加料装置采用预加水成球盘，卸料装置采用塔篦子，传动装置采用大立轴传动。立窑传动除传动比，扭矩大的特点外，还要考虑末级传动立式回转，通常有改变方向的传动，适应这种要求的传动装置目前主要分两类：机械传动和液压传动。球磨机大齿轮加工工艺江苏鹏飞集团建材设备厂和江苏海建集团的加工工艺有所不同：1江苏鹏飞集团建材设备厂的加工工艺为：准备half结构铸造毛坯铣half结构的结合端面画线钻孔连接两half结构的轮圈铰孔铰制螺栓螺母连接以轮缘内圆为粗基准、车外端面、轮毂内圆端面、轮缘外圆以轮毂内圆，轮缘侧面为精基准车另一测轮毂侧面、轮毂侧面刨齿滚齿。2江苏海建集团的加工工艺为：准备half结构铸件毛坯铣half结构的结合端面合并half结构，焊接以轮缘内圆为粗基准、车外端面、轮毂内圆端面、轮缘外圆以轮毂内圆，轮缘侧面为精基准车另一测轮毂侧面、轮毂侧面拆焊 钻孔对孔焊接铰孔刨齿滚齿。（其中刨齿为了提高效率，降低成本，质量相对于直接滚齿稍差。）四、机立窑传动装置的分析一传动装置类型机理及特点 立窑传动除传动比，扭矩大的特点外，还要考虑末级传动立式回转，通常有改变方向的传动，适应这种要求的传动装置目前主要分两类：机械传动和液压传动.现分别说明.(一)机械传动 1.蜗轮蜗杆传动 蜗轮蜗杆传动是一种最早使用也是最常见的机械传动。调速电机，传动减速机，蜗杆、蜗轮、大立轴，从而带动卸料装置回转，传动比约40006000。 蜗杆与蜗轮装在蜗轮蜗杆箱内，蜗轮蜗杆箱沿蜗杆轴向水平剖开成上下两箱，蜗轮蜗杆的中心距及啮合度基本上有箱体加工精度保证.蜗杆上两轴承组共6个轴承承受并传递蜗杆的径向和轴向作用力.在圆锥滚子轴承内配轴套，轴承组装上蜗杆后，可整体放入蜗轮蜗杆箱，盖上箱体，用螺栓连接，销定位，装压盖、透盖、密封、闷盖、压盖，用螺丝钉调节。使轴承轴向间隙适当，通过压盖、透盖、闷盖又把轴向力传给箱体.为了防止蜗杆支承点径向力过大使蜗杆弯曲变形过大，在蜗杆啮合外侧处加衬瓦和衬座作辅助支承. 该传动方式，传动链短，安装容易，但也有不足之处，(1)蜗轮在低速级承受大扭矩，模数较大(25左右)，加工困难，磨损较大，成本较高.(2)蜗轮蜗杆传动效率较低。(3)缺乏过载保护装置.2.齿轮传动这是一种改进型.前级增加皮带以作过载保护，蜗轮放在高速级，模数降低，便于制造(一般在14左右)，后边增加一级大齿轮.它克服了上述缺陷，但成本略高.这种蜗轮蜗杆的啮合精度容易保证齿轮啮合，在现场安装中比前种蜗轮蜗杆啮合精度容易保证.3.销轮传动 为了进一步减少磨损引起的报废，末级的齿轮传动可改为销轮传动，大齿轮的齿改为可方便装拆的圆柱销。两层销板与轮毂用双头螺栓连接，并穿上圆柱销与小齿轮啮合。圆柱销磨损后，可不停车更换。(二)液压传动 1.液压、齿条带动棘爪传动这是获得低速传动比较方便的形式，活塞受压力油推动，带动齿条、扇形齿运动并由棘爪推动棘轮运动.由于柱塞的往复运动，使棘轮作旋转运动。柱塞的往复运动由三位四通电磁换向阀和接触开关控制.电机JZT2614驱动双联液压泵(YB-5050)，滤油装置将压力油分成二路，流经二只三位四通电磁换向阀(34E-63BH)进入柱塞缸，推动两组柱塞作同方向运动.其中一组为工作行程，另一组为空行程，至行程终了，通过LJl24接触开关，控制三位四通电磁换向阀，使柱塞作反向运动.如此循环往复实现连续运转.主油泵和电磁换向阀分别接上Y-63B溢流阀和Y-60压力表作过载保护。标定值调至6MPa. 辅油泵为CB-B10齿轮泵，主要起增加流量作用，由JW-7134电机带动，同样通过滤油装置，先将压力油流经L-10B节流阀然后打开I-10B单向阀作补充流量，流经三位四通电磁转。辅油泵和节流阀之间接上P-B10B溢流阀和Y-60(060kgcm)压力表，以调节进入空行程柱塞气缸压力的作用，标定值调至1.5MPa。二传动装置设计制造中的关键问题 1传动装置设计通常把塔篦扭矩作给定参数，这可以通过实测获得，若将电机功率作为计算原始数据按Mn=9550Nn换算时，应注意当电机是调速电机如4001200rpm时，应选高端速度计算. 2大立轴、大蜗轮(齿轮、棘轮)等是传动装置制造的关键件，特别是立轴与滚动轴承等配合轴径部分，稍有疏忽可能带来制造安装的困难或工作精度的影响。 3在用液压推动齿条、棘爪拨动棘轮带动大立轴回转的传动装置中常会出现反弹现象，这是由于立轴被棘轮带动发生扭转变形，当工作棘爪停止工作而对侧棘爪未进入工作状态的瞬时，立轴回转棘轮失去棘爪的拨动扭矩，则扭转主轴产生弹性回复。 消除这种回弹的办法通常是； (1)增加副油泵油量。 (2)提高主轴刚性，将大立轴缩短或加粗甚至去除立轴。五、实习感想经过本次实习我收获甚多，以前我们多是从书本上了解机械产品的形状，原理等，而本次实习我们却见到了许多实物,这丰富了我们的实践知识,这既是我们做毕业设计的需要，也是我们以后走上工作岗位的需要。 这次的南通海安之行我最深的就是我们知识面太窄，往往是只知其一不知其二,就连最简单的常识我们也是知之甚微：如何分别是球磨机还是回转窑或是水泥磨，风管还是料管等。从课本上学到的理论知识有时也是解决不了事情的，更何况有的书本是没有的或是我们根本没有注意到的，这样我们真的见到了实实在在的事物我们也是只知其一不知其二：球磨机比回转窑钢板要厚，且有磨门，为了安装蓖板，球磨机的筒体上有安装用的螺孔等；回转窑筒体在外筒体上有安装轮带用的焊接钢板等。 在加工过程中我们也看到了做企业是管理优点，在可以省钱的情况下尽可能的节约经济开支。为了使企业得到更大了利润我们就要学会怎样利用少的经济消耗创造出最大的价值。这也是企业管理的精髓。在同样的企业资产和同样水平的职工身上使用不同的管理手段可以得到截然相反的结果。中国工厂成功的两大因素：技术和体制，或许这也是为什么由一个被抛弃的工厂成一个现在的发展规模的高新企业的原因吧！这就是管理的独道之处：以最少的开销取得了优秀的成绩。 本次实习虽然结束了，但我们还有许多地方要去学习，这对我们的毕业设计有了很大的帮助。我们将会在毕业设计中再接再厉，争取有更大的创新。 毕 业 设 计 说 明 书 JLY3809机立窑（总体及传动部件）设计专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 毛 杰 班 级 B材机021 学 号 0210120110 指导教师 刘 平 成 完成日期 2005年6月15日 毕业设计开题论证报告专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 毛 杰 班 级 B材机021 学 号 0210120110 指导教师 刘平成 完成日期 2006年3月24日 课题名称：JLY3809机立窑（总体及传动部件）设计 一、 课题来源：课题研究的主要内容及国内外现状综述 题目来源：结合生产实际。课题研究的主要内容：课题来源于结合生产实际。结合生产实际，进行JLY3809机立窑总体设计，传动系统部件设计，机立窑总体设计及传动系统相关部件设计及绘图。国内外现状综述：目前，立窑存在二大技术和工艺难点：一是立窑煅烧热工不稳，造成欠烧过烧熟料烧结不均、质量参差不齐，严重影响水泥各项物理性能；二是立窑单窑产量低，不能适应当今各行各业向规模化、集约化的发展形势。国家的产业政策、大量干法旋窑的建成投产，立窑企业出现了前所未有的生存危机。但是立窑有其独特的优点：低投资、低能耗、高利废、销售半径小、运输能耗低。如能攻克立窑的二大缺陷，会适应国内大部分市场，尤其对市场需求量小、原料储存量有限、交通不发达地区会作为水泥生产首选工艺。因此，开发热工稳定、单机产量高的节能环保型机立窑势在必行。这种“节能，环保，低投资”新型现代立窑生产工艺，熟料煅烧设备仍然采用新型立窑，而没有采用回转窑，这是在大量的对比研究的基础上确定的。作为水泥熟料的煅烧设备，中小规模的立窑生产工艺，具有投资省，生产费用低，工艺最简约，正好弥补我国不发达地区，市场容量小的地区，经济发展落后地区。这样不但可实现我国水泥工业的合理布局，同时用新型现代立窑工艺来淘汰落后立窑工艺，这样更符合国情，用较低的投资来实现落后水泥工艺的转型。同时形成合理的工业结构。节能，环保，低投资新型现代立窑生产线，是我国立窑工艺技术的一场革命，是我国立窑工艺创新技术，设备进步，自动化技术，信息技术，等诸多因素的集合，是几十年立窑生产技术的总结。 二、本课题拟解决的问题1、传动装置设计方案的确定；2、传动装置润滑方式的确定及设计；3、传动装置总体结构的设计；4、传动装置中主要零件的设计与计算。三、解决方案及预期效果1、设计机立窑传动部分，满足生产工艺和生产纲领要求，保证产品质量。2、调整转速，优化设计，改善润滑措施，提高生产能力。3、设计在技术上先进，经济上合理，设备有良好的可操作性和可靠性，以满足机立窑生产需要，提高生产效率。四、课题进度安排3月6日3月17日毕业实习阶段。毕业实习，查阅资料，到多个公司实践，撰写实习报告。3月18日3月31日开题阶段。提出总体设计方案及草图，填写开题报告。4月1日5月10日 设计初稿阶段。完成总体设计图、部件图、零件图。5月11日6月4日 中期工作阶段。完善设计图纸，编写毕业设计说明书，中期检查。6月5日6月7日毕业设计预答辩。6月8日6月13日毕业设计整改。图纸修改、设计说明书修改、定稿，材料复查。6月14日6月16日毕业答辩。6月17日6月18日材料整理装袋。五、指导教师意见 年 月日六、专业系意见年 月日七、学院意见年 月日盐城工学院毕业设计说明书 2006JLY3809机立窑（总体及传动部件）设计摘要：目前，机立窑存在二大技术和工艺难点：一是立窑煅烧热工不稳，严重影响水泥各项物理性能；二是立窑单窑产量低，不能适应当今各行各业的发展形势。因此，JLY3809机立窑在这种情况下应运而生。而机立窑的传动装置在机立窑的整体结构中起到极其重要的作用。在对生产现场全面调研的基础上，对生产现状进行了有效分析，确定了传动装置的总体设计方案。为了提高水泥生产中机立窑的传动效率，满足生产工艺和生产量的需求，应用最优化方法，确定速比系数的分配，大、小齿轮的设计。设计了轴的结构，进行了轴的强度校核计算。确定了机立窑转速，选择合理的润滑形式。另外，大立轴是传动的主要部分，带动塔篦子低速转动，承受巨大的载荷，是保证机立窑正常工作的关键,因此需要有高的可靠性、良好的稳定性和合理的经济性。通过几种方案的比较，轴承的选择采用了最优的设计方案，从而增加机立窑的传动平稳性和使用寿命，大大提高了机立窑运转率。机体工作运行平稳，安装维修方便。关键词：机立窑；传动装置；优化；大立轴The overall and transmission device design of 3809 mechanical upright kiln Abstract: There are two main difficulties of mechanical upright kiln presented both on technology and on process. First, the hot working of the kiln is unsteady, which seriously affects the physical performance of the cement; second, the output of the single-kiln is low, which cannot adapt to the intensified development situation in various professions. As a result, 3809 mechanical upright kiln is appeared in this situation. The transmission device plays a vital role in the whole configuration of the kiln. On the basis of comprehensive investigation and study, the present production situation has been analyzed and the transmisson device has been designed in order to enhance transmission efficiency of the kiln in the cement production, satisfy meet production process and productivity demands. By using optimization method, the definite transmission ratio,ball gear and pinion gear have been designed at first.Then the axis structure and intensity examination computation have been completed too. After determining the kiln rotational speed, chooses the reasonable lubrication form. Moreover, the large vertical spindle is the main part in the transmission, it impetuses the cone type to discharge grate at a low speed and withstands huge load, which is the key to ensure the normal work of the kiln. This calls for high reliability, good stability and reasonable economical efficiency. By comparing several plans, the optimization method was confirmed on the choice of bearing, thus increases the transmission stability and the service life of the kiln, enhancing the kiln operating efficiency greatly.It is smooth and reliable in operation,convenient in installation and maintenance.Keywords: mechanical upright kiln; transmission device;optimization;large vertical spindle目 录1 前言12 总体方案论证42.1 机立窑的发展概况及现状42.2 机立窑总体设计方案42.3 传动方案的论证4 3 传动装置总体设计63.1 传动功率计算63.2 标准二级减速机的选择73.3 蜗杆蜗轮减速机的选择84 主要零件的设计84.1 大小齿轮的设计94.2 大立轴的设计 11 4.3 轴承的选择与润滑 195 机立窑的使用与维护 226 结论23参考文献24致谢25附录26 文 献 资 料专 业 机械设计制造及自动化 学 生 姓 名 毛 杰 班 级 B材机021 学 号 0210120110 指 导 教 师 刘平成 .文 献 资 料1、 许林发.建筑材料机械设计(一)M .武汉：武汉工业大学出版社，1990.8.2、 褚瑞卿.建材通用机械与设备M.武汉：武汉理工大学出版社，1996.9.3、 朱昆泉,许林发.建材机械工业手册M.武汉：武汉工业大学出版社，2000.7.4、 徐灏.机械设计手册M.北京：机械工业出版社，1991.9.5、 胡家秀.机械零件设计实用手册.北京：机械工业出版社，1999.10.6、 赵忠.金属材料与热处理M.北京：机械工业出版社，1991.5.7、 甘永立.几何量公差与检测M.上海：上海科学技术出版社，2001.4.8、 钱志锋,刘苏.工程图学基础教程M.北京：科学出版社，2001.9.9、 周沛.现代化立窑M.武汉：武汉理工大学出版社，2001.310、程志源,夏宝林主编.立窑水泥生产技术与操作M. 北京：中国建材工业出版社2004.511、刘平成.机立窑传动轴键联接方案优化研究J .江苏建材，2003,(2)：24. 12、黄元太.机立窑布料器传动装置的改进J. 四川水泥，2002,(1)：35.13、李捷华.机立窑单加料溜子传动装置的改进J. 水泥，1997：4814、张吉平.机立窑的增产节能综合改造J. Sichuan cement 2003.No.1：16.15、倪文龙,王贵生.3.2m*11m机立窑传动装置的改造J.水泥， 2006.No.(2)：63.16、张天赋，宁培华. 机立窑布料器传动装置的改进J. 云南建材 ，2002. (3)：44.17、王立军，张静，李玉峰.立窑布料器改造J.山东建材，2001. (5)：36.18、汤立志.立窑水泥立窑加料装置的改进J.水泥技术，2001. (3)： 31.毕业设计（论文）情况简介一、基本信息姓名专业机械设计制造及其自动化班级B材机021学号毕业设计（论文）设 计指导教师刘平成课题名称JLY3809机立窑（总体及传动部件）设计同一项目组其他成员二、课题信息课题来源结合生产实际课题要求（设计内容） 结合生产实际，进行水泥机立窑总体设计，传动系统部件设计，机立窑总体设计及传动系统相关部件设计与绘图。物化成果要求1. 设计说明书一份，达1万字以上。2. 中文摘要不少于400字，并有对应英文摘要。3. 设计图样总的绘图量折合A0不少于3平方米。4. 翻译3000以上汉字的课题相关外文资料。5. 实习小结。实际完成情况（1）设计说明书（论文）26 页；（2）图纸A0 2 张，A10张，A21张，A35张，A43张；（3）源程序（自编部分）页；程序运行情况：正常运行基本能运行不能运行；（4）其他附件课题简介1、设计路线 电动机，减速机的设计计算及选型大小齿轮，大立轴，其它零件的设计机立窑总体的设计2、采用的理论方法1.机立窑节能，高产，环保理论2.机立窑最新的几大技术理论3、得出的结论 机立窑只要通过各项技术的改造，其质量和性能就能跨上一个新的台阶，其性能绝不亚于回转窑，机立窑的发展是有很大的前景的。4、课题的重点及解决的方法（100字以上） 课题的重点为对窑体和窑高的改造，以为传动机构和一些重要零件的设计。设计的窑体和窑高，目前在市场上还没有出现，而传动机构是机立窑正常工作的关键。解决的方法为：对窑身进行综合技术改造，加厚保温层，通风管改在窑身两侧，保证通风，而传动采用稳定的齿轮传动。5、课题的难点及解决的方法（100字以上） 课题的难点为机立窑中的卸料部分，破碎物料的塔式篦子，下料溜子和风管的设计极其重要，其设计好坏影响到机立窑产量的高低。塔式篦子的每层塔齿在各自的横截面上呈双偏心分布，这样有利于增强破碎能力，通风口设在窑身两侧，加大通风口面积，以减小通风阻力。三、承诺信息本人完成的部分设计说明书（论文）100 %图纸85%有无抄袭 无参考资料情况（在相应处打）1、手册4、往屇图纸2、书5、往屇说明书（论文）3、工厂图纸6、其他参考部分是否注明出处否四、自我评价（从毕业设计的态度、投入的精力、成果的质量以及自己的收获等方面评价，200字以上）一个学期的毕业设计基本已经结束，在这次设计过程中，虽然充满了困难与挫折，但我感到受益匪浅。本设计是对我四年来所学知识的一次大的检验。为此我付出了很大的精力。通过这次毕业设计，我基本上掌握了了解了水泥的生产流程，对机立窑的工作原理以及起工作的特性有了全面了解，使我知道怎样将生产的问题，在设计时进行解决，以及让我了解到在设计时要注意许多问题等，另外还更加熟悉运用查阅各种相关手册，选择使用工艺装备等。 这次设计，总的来说比较成功。此次设计中，刘平成老师对我进行了认真的指导。刘平成来势经常为我解答一系列的疑难问题，以及指导我们的设计思想，引导我的设计思路，在经历三个月的设计过程中，一直热心的辅导，是我获得成功的关键。这次设计，我得到了很大的收获。3盐城工学院毕业设计说明书 20061前言我国立窑水泥发展，经历了三个高峰期，前两个高峰期是在50和60年代，为两次全国农田水利建设高潮的需要；第三个高峰期是为改革开放后国民经济持续高速发展的需要，由此可证明，立窑水泥为我国国民经济的发展做出过重要的历史贡献，并将继续做贡献。新型干法回转窑水泥是我国水泥工业技术进步的方向，现代化立窑是我国水泥工业的重要组成部分，大型新型干法水泥集团的崛起和现代化立窑企业经济规模化、是中国水泥工业发展的方向，它对调整我国水泥结构，淘汰落后具有重要意义，可以预见，先进的机立窑向现代化立窑发展，落后的机立窑加快淘汰步伐是必然趋势。机立窑水泥的发展不是量的扩张，主要是质的提高，走内涵扩大再生产的路子，通过技术改造、新技术应用和科学的管理，使有条件的立窑逐步迈向现代化立窑，乃至更高的现代化集团。 环境保护和可持续发展战略对机立窑水泥的防尘治理提出了更高的要求，目前立窑厂粉尘大、环保差、污染重，其根源不是立窑本身，而是对环保不重视。总而言之，为使机立窑较快的迈向现代化，首先要使产品质量优，其次要大幅度降低能耗、节约资源、能源、保护好环境、实施可持续性发展战略，这既符合国家政策，又能使立窑企业沿着正确的道路发展、壮大。机立窑传动装置技术改造1.机立窑布料器传动装置的改进原布料器存在的问题：(1)蜗轮减速器故障率较高，出现故障，全车间停产，排除故障时一间在6h以上;(2)蜗轮减速器造价高，一付铜蜗轮、蜗杆，采购价在4000元 以上;(3)易损件使用周期短，一只蜗杆正常使用仅为5个月左右，蜗轮为8个月。改进的方法为：采用圆弧曲面伞齿轮传动，为了防止在传动过程中易被粉尘侵蚀，且润滑不良。将大齿轮齿面改为向下与小齿轮啮合。这样的话不但造价便宜，使用寿命延长。而且维修方便，结构紧凑，故障率下降百分之30到40。2.机立窑布料系统的改进具体故障表现为：1)蜗轮减速器上端盖螺栓松动，密封失效;下端盖密封圈受高温气流腐蚀，老化加快，造成机箱内润滑油顺空心输出轴流出，加上周围粉尘浓度大，1副新的蜗轮蜗杆使用小到2个月就要更换。2)锥形料斗频繁门反转产生强烈的冲击，造成空心输出轴法兰螺栓松动脱落;严重时造成空心输出轴折断或锥形料斗连接筋板断裂。3)布料溜槽受高温湿气腐蚀易变形，使用小到2个月就要更换。4)蜗轮减速器三角皮带受高温影响，时常需要更换，严重时造成电动机烧毁。5)可升降布料溜槽的钢丝绳经常与锥形料斗之间摩擦，易发生断裂。6)防扭器由于受到外界强烈冲击产生故障或润滑油失效等，造成其至顶层之间钢丝绳松散，易发生断裂。7)锥形料斗与窑罩之间存在间隙，烟气大量从缝隙冒出，造成窑顶烟气大，曾出现过CO中毒事故。改进措施1)蜗轮减速器机架升高，将锥形料斗置于窑罩顶外，采用钢球支承装置，减小了蜗轮减速器及空心输出轴法兰等承受力，机械故障也大大地降低。2)由于蜗轮减速器、电动机等部位升高，同时窑罩顶采用双层夹隔热纤维，降低了环境温度和粉尘浓度，从而改改善了各部位润滑环境，延长了系统的使用寿命。3)布料溜槽与改进前相比抬高了许多，升降角度在较小范围内调整就可使料球滚到窑的二肋处，减少了摩擦，从而避免钢丝绳断裂。3.机立窑中销轮出现径向、端面跳动的处理办法销轮传动是机立窑边缘传动的一种形式，由于是钢球支承，塔蓖遇到大块熟料时，会引起晃动，使销轮产生径向、端而跳动，导致折断销齿、钢球脱落，使钢球以上破碎系统发生倾斜。同时大块熟料来不及及破碎就落到破碎腔之上，形成架窑。针对这种情况，我们采取了防止销轮径向、端而跳动的措施，使用效果很好。1)改进小齿轮部件的结构型式，轴承固定形式由原米的一端固定改为两端固定。装配时，卜轴承座安装在立窑底盘上，上轴承座安装在下部筒体的圆板上。2)增添两个销轮径向器，安装时，销轮径向器和销轮留有35mm间隙，一旦销轮产生径向、端而跳动，就立即碰到径向器，带动径向器转动，承担销轮跳动所产生径向力和轴向力。3)组装时，两个径向器和小齿轮组成一个等边三角形。4.机立窑单加料溜子传动装置的改造一般机立窑使用单加料溜子传动装置为电机通过蜗杆减速机带动锥形集料斗和下料溜子回转，这种装置的特点是结构紧凑，但在使用过程中发现其存在的主要缺点是蜗杆蜗轮齿面易磨损而失效，其使用寿命多则半年，少则一个月就要更换。为此，对单加料溜子传动装置进行了改造:将原蜗杆减速机改为圆锥齿轮传动，改造后其传动装置变为摆线针轮减速机通过圆锥齿轮传动带动锥形集料斗和下料溜子回转。其中大小圆锥齿轮为用东风牌汽车换下来的旧尾牙改制的，大圆锥齿圈配一内轮毂，小圆锥齿轮轴端经退火处理后加工出轴承和联轴器相配合的位置。应注意的事项:(1)选用的旧尾牙齿要齐全，磨损量最好不超过1/4。(2)小圆锥齿轮轴端退火时应先用湿毛巾把齿端包扎起来再进行，以避免轮齿受热退火而削弱齿的强度、硬度和耐磨性能。(3)下轴承座上盖应采用防尘较好的迷宫式密封装置。(4)机架做成活动可装拆式，利于维修。(5)圆锥齿轮和轴承的润滑应选用耐热、针入度大一点的滑脂。改造后，其效果显著。首先是经济效益，因为圆锥齿轮为再生使用，价格十分便宜；其次是经久耐用，使用寿命长，整个传动的无故障时间可达2年以上，其中大圆锥齿轮寿命可达4年以上，既提高了机械运转效率，又降低了单加料溜子的维修费用。2 总体方案论证2.1机立窑的发展概况及现状目前，立窑存在二大技术和工艺难点：一是立窑煅烧热工不稳，造成欠烧过烧熟料烧结不均、质量参差不齐，严重影响水泥各项物理性能；二是立窑单窑产量低，不能适应当今各行各业向规模化、集约化的发展形势。国家的产业政策、大量干法旋窑的建成投产，立窑企业出现了前所未有的生存危机。但是立窑有其独特的优点：低投资、低能耗、高利废、销售半径小、运输能耗低。如能攻克立窑的二大缺陷，会适应国内大部分市场，尤其对市场需求量小、原料储存量有限、交通不发达地区会作为水泥生产首选工艺。因此，开发热工稳定、单机产量高的节能环保型机立窑势在必行。这种“节能，环保，低投资”新型现代立窑生产工艺，熟料煅烧设备仍然采用新型立窑，而没有采用回转窑，这是在大量的对比研究的基础上确定的。作为水泥熟料的煅烧设备，中小规模的立窑生产工艺，具有投资省，生产费用低，工艺最简约，正好弥补我国不发达地区，市场容量小的地区，经济发展落后地区。这样不但可实现我国水泥工业的合理布局，同时用新型现代立窑工艺来淘汰落后立窑工艺，这样更符合国情，用较低的投资来实现落后水泥工艺的转型。同时形成合理的工业结构。节能，环保，低投资新型现代立窑生产线，是我国立窑工艺技术的一场革命，是我国立窑工艺创新技术，设备进步，自动化技术，信息技术，等诸多因素的集合，是几十年立窑生产技术的总结。因此，机立窑窑的设计与研究有着重要的实际意义。2.2机立窑总体设计方案2.2.1立窑的规格与形状立窑的规格是以窑的有效内径和高度来表示的。本次设计的立窑的规格为：有效内径为3.8，高度为9。立窑的形状有直筒形和上部窑体扩大的喇叭形两种。直筒形窑结构简单、砌砖简便，在小规模的立窑上使用。机械立窑均采用上端扩大的喇叭口形状，这是为了能够适应料球在煅烧过程中产生的收缩，避免物料在煅烧过程中与窑壁间形成环形间隙而影响均匀通风，以减少边风过剩，中部通风不良的现象。理想的状态应使物料在扩大的喇叭口处烧结收缩下沉时，刚好进入直筒部位，既不形成环形间隙，也不发生卡塞现象。这样，气流上升到喇叭口处，将会减慢速度，从而有利整个窑面均匀通风和良好煅烧。2.3传动方案的论证2.3.1传动方式机立窑传动，主要分为两大类：机械传动和液压传动。机械传动又可分为单传动和双传动。目前绝大多数为机械传动。因为液压传动装置的零部件制造加工复杂，配合精度要求高，使用材料及油液价格较贵，容易产生漏油；维修技术水平要求较高，维修工作量较大；如维修或配件供应不及时，会使工作效率下降，影响窑速。为满足机械立窑大速比，可调速的传动要求，须采用三级传动方式，如下图所示。由电机1经过标准二级减速机2，再经过蜗杆蜗轮减速机3带动小齿轮4传动，再由大齿轮5带动大立轴传动。图2-1 机立窑传动示意图2.3.2传动特点根据机立窑运转特点，机械传动需要满足以下几点要求：a.传动比要大，一般为：;b.启动力矩大，需硬特性；c.能调速，以适应立窑煅烧工艺的需要。2.3.3传动比分配总传动比为： 式中：总传动比； 标准二级减速机的传动比； 蜗杆蜗轮减速机的传动比； 一对直齿轮的传动比。表2-1 机力窑传动比分配项目标准二级减速机蜗轮减速机直齿轮传动传动比3.传动装置总体设计3.1传动功率计算3.1.1电机功率计算电动机功率 （3-1）式中 电动机的功率（KW）； 立窑的计算功率（KW）； 电动机储备系数，一般K=1.11.3； 总传动效率（%）。总传动效率的确定： （3-2）计算破碎功为： （3-3）式中 破碎单位质量所需的功（KWh/t）； 与物料性质有关的系数，对于易破碎的熟料，取=150； 破碎后物料粒度（um）； 破碎前物料粒度（um）。破碎功率为： （3-4）式中 破碎功率（KW）； 破碎单位质量所需的功（KWh/t）； 机械立窑的台时产量。把式（3-3）代入（3-4）得： =8.355KW在机械立窑中，卸料篦子呈偏旋运动，塔篦子与熟料之间产生相对运动的阻力，从而产生运动阻力的功率。在生产实践中，运动阻力的功率约为破碎功率的30%50%。即 (KW) （3-5）机械立窑的计算功率为： =（1.3-1.5） （3-6）式中 立窑的计算功率（KW）； 立窑的运动阻力功率(KW)； 立窑的破碎功率（KW）。 =1.58.355 12.5325KW将（3-6）代入（3-1）得 21.48KW根据计算的电动机功率的值，查电机手册选取电机的规格型号和技术特征。选择电动机型号：YCT280-4A.表3-1 技术参数型号拖动电机功率/KW额定转矩/Nm调速范围/rmin转速变化率/%电源重量/KgYCT280-4A301891320-1322.5三相交流50Hz380V6323.2标准二级减速机的选择根据机械传动的设计要求，由于蜗杆蜗轮减速机的传动比为55，大小齿轮的传动比为7，可以得出标准二级减速机的传动比必须大于15.58，根据这个传动比选择ZLY280-15.92-。ZLY型外啮合渐开线斜齿圆柱齿轮减速器，可适用于冶金、矿山、起重运输、水泥、建筑、化工、纺织、轻工等行业。减速器高速轴转速不大于1500；减速器齿轮传动圆周速度不大于20；减速器工作环境温度为零下40度到45度，低于0度时，启动前润滑油应预热。3.3蜗杆蜗轮减速机的选择 蜗杆蜗轮的大致传动比为55，为了满足机械传动大传动比的要求，选择CW型圆弧圆柱蜗杆减速机。标记为CW 400-63-。CW型圆弧圆柱蜗杆减速器具有整体机体、模块化设计的特点、用于传递两交错轴间的运动和功率的机械传动，如冶金、矿山、起重、运输、化工、建筑、建材、能源、及轻工等行业的机械设备。适用范围为：减速机输入轴的转速1500；减速器工作环境温度零下40度到40度，当工作环境温度低于0度时，启动前润滑油必须加热到0度以上，或采用低凝固点的润滑油，当工作环境温度高于40度时，必须采取冷却措施；减速器输入轴可正、反两方向旋转。表3-2 技术参数传动比中心距输入转速额定输入功率额定输出转矩63400150047.7152203.4联轴器的选择 联轴器主要是用来使两轴相互连接，一起回转以传递扭矩的部件。电机与标准二级减速机之间的联轴器选用弹性圈柱销联轴器，因为其弹性好、具有缓和冲击、吸收振动的能力，且补偿少量径向位移等特点。标记为：。标准二级减速机与蜗杆蜗轮减速机之间的联轴器选用金属滑块联轴器，其径向尺寸小，使用寿命长，但制造复杂需要润滑，不能缓冲击振。用于低速，两轴同轴度误差较大的情况。表3-3 金属滑块联轴器的基本尺寸和性能轴径公称扭矩（）许用转速质量飞轮矩130;14016000100190320485101255.74 主要零件的设计4.1 大小齿轮的设计4.1.1 齿轮材料及热处理选择机械立窑机械传动的大小齿轮的破坏形式，主要是以齿面磨损而失效，因此制造齿轮的材料，应具有足够的强度、较高的耐磨性和良好的加工性。而合理选择齿轮材料与热处理方法是影响齿轮寿命的主要因素之一，应使齿轮的齿面有较高的抗磨损和抗点蚀能力，齿根应有高的抗折断能力。齿轮工作硬度及其硬度组合。机械立窑采用的大小齿轮传动属于低速运动，通常采用软齿面（HB350），大齿轮可采用正火回火处理，小齿轮采用调质处理，同时应适当控制大小齿轮的硬度差，大齿轮与小齿轮的齿面硬度存在着如下的关系： 2025式中 小齿轮的齿面硬度； 大齿轮的齿面硬度。为此，可按大齿轮的材料及热处理方法，来选择小齿轮材料及热处理方法。表4-1 大小齿轮的材料与热处理方法齿轮材料热处理方法机械性能硬度（HB）（N/）（N/）大齿轮ZG310-570正火,回火570310217255小齿轮45调质6503602292694.1.2 齿轮模数计算 由于齿轮的传动属于半开式的低速传动，其设计计算可按齿的弯曲强度计算齿轮模数，并考虑到齿轮的过度磨损致使齿厚减薄、易发生早期断齿的危险，应将计算的齿轮模数增大20%。计算闭式传动的齿轮模数为： （4-1）式中 齿轮模数（mm）； 综合系数，对中等冲击时：K=2.3-2.9,较大冲击时：K=3.24.0； 小齿轮的额定扭矩（Nm）；小齿轮的齿形系数；试验齿轮的弯曲疲劳强度极限（N/）；小齿轮齿数；齿宽系数。 （4-2） 式中 齿宽； 小齿轮分度圆直径。齿宽与齿轮承载能力成正比，当载荷一定时，增加齿宽可以减少中心距，但齿向载荷分布的不均匀性也随之增大，在必须增宽系数时，为避免严重的偏载，齿轮和齿轮箱应具有较高的精度和足够的刚度。因此，齿宽系数应适当选取，取=0.8。因为齿轮是半开式传动，模数应适当增大。取22。4.1.3 齿轮参数计算机械立窑的大小齿轮传动，可采用标准直齿轮传动，也可以使用大变位齿轮传动。确定标准直齿轮传动的小齿轮齿数，不发生根切的条件是： 式中 小齿轮齿数； 发生根切的最小齿数。1 发生少量根切的齿数：；2 不发生根切的齿数：。大齿轮齿数的确定：根据齿轮传动比（）要求，并考虑大齿轮的制造与运输方便等因素，大齿轮齿数宜选用偶数，以便对分剖制造。当有少量根切时：；当不发生根切时：。由于使用大变位齿轮传动后，使齿数与齿轮外廓尺寸（齿顶圆直径）增大，增加了钢材用量和加工制造费用，且占据空间增大，这给机械立窑的下料溜子和料风管的工艺布置带来不便。因此，选用标准直齿轮传动比较经济实际。因此，选择齿轮为标准直齿轮传动模数为22，大小齿轮齿数分别为14，98。表4-2 标准圆柱齿轮传动的几何计算序号项目代号计算公式说明1分度圆直径d2齿顶圆齿顶高系数3齿根高 径向间隙系数4齿高5齿顶圆直径6齿根圆直径7中心距8基圆直径齿形角9齿顶圆压力角4.2 大立轴的设计立轴是塔式机械立窑机械传动的重要零件，它在工作中与塔篦子、托盘直接相连，由电动机经传动系统传递的动力，经立轴带动卸料篦子装置，并使托盘上连接的动颚运动，由此进行破碎、拔拱物料与卸料。4.2.1 轴的材料及热处理轴的常用材料有低碳钢、优质中碳钢和合金钢。根据轴的承受载荷及使用场合进行合理选择，对于受载荷较小或不甚重要的轴可用A3、A5等普通碳素钢；对于较重要的轴材料以45号钢调质处理最为广泛使用；对于某些具有特殊要求的轴可选用合金钢。大立轴在机械立窑里起到很重要的作用，因此，采用45号钢比较合适。采用热处理（如调质、表面淬火、渗碳等）和表面强化处理（如滚压、喷丸等）可提高疲劳强度和耐磨性、耐蚀性。4.2.2 立轴的初步设计1轴径的确定在立轴初步设计时，由于轴的各结构尺寸（轴径、轴的总长、轴的支承装置及各零件尺寸等）均未知，而这些结构尺寸又与轴径有关，而轴径可按扭转强度确定轴端直径。实心轴轴径 (mm) (4-3)空心轴轴径 （mm） （4-4）式中 轴传递的功率（KW）； 轴所传递的扭距（Nm）； 轴的工作转速（r/min）； 许用扭转剪应力（N/）； 受轴材料和载荷而定的系数；空心轴的内径与外径之比。当轴截面上有一个键槽时，应将求得的轴径增大4%5%；若有2个键槽时，应增大7%10%。2 轴的结构尺寸设计轴的结构和形状取决与许多因素，可根据轴上安装零件的类型、尺寸及其配置，载荷的性质、大小、方向及分布情况，轴承的类型与尺寸，轴的装配工艺要求和加工等，进行轴的结构尺寸设计。零件在轴上的定位与固定方法有：（1）轴向定位；（2）周向定位。机械立窑立轴上常用的定位方法有：（1）轴肩、轴环式；（2）套筒式；（3）平键固定式等。各轴段的长度主要根据轴上零件的毂长或轴上的零件配合部分的长度确定。另外，也要根据机体及轴承盖等零件有关。本设计中，综合考虑机体、轴承座等因素的影响。轴的具体设计尺寸如下图所示：图 4-1 大立轴示意图3轴的强度计算 图 4-2 立轴上受力与支点反力（a）立轴上受力间图；（b） 立轴上垂直平面受力；（c）立轴上水平平面受力；P破碎力；齿轮径向力；齿轮圆周力图 4-3 立轴上受力与弯矩图、当量弯矩图（a）立轴上垂直面受力；（b）立轴上垂直面弯距图；（c）立轴上水平面上受力；（d）立轴上水平面弯距图；（e）立轴上合成弯距图；（f）立轴上扭矩图；（g）立轴上当量弯矩图A. 轴的受力分析(见图4-2)a. 画轴的受力简图(见图4-2a)b. 计算支承反力 (4-5) (4-6) 在垂直面上 (4-7)c. 画弯矩图（见图4-3）在水平面上，aa剖面左侧 (4-8)aa剖面右侧 (4-9)在垂直面上 (4-10)合成弯矩，aa剖面左侧 (4-11)aa剖面右侧 (4-12)d画转矩图（见图4-3）转矩 (4-13)B. 判断危险剖面显然，由图中aa截面处合成弯矩最大、扭矩为T，该截面左侧可能是危险剖面；bb截面处合成弯矩不是最大，但该截面左侧轴径小于aa截面处轴径，故bb截面左侧也可能是危险剖面。若从疲劳强度角度考虑，aa、bb截面处均有应力集中，且bb截面处应力集中更严重，故aa截面左侧和bb截面左、右侧均有可能是疲劳破坏危险剖面。C. 轴的弯扭合成强度校核查得aaa截面左侧 (4-14)(4-15)bbb截面左侧 (4-16)bb截面处合成弯矩： (4-17) D. 轴的疲劳强度安全系数校核查得。a. aa截面左侧 (4-18)查得由附表10-4绝对尺寸系数；轴经过磨削加工表面质量系数则弯曲应力 (4-19)应力幅 平均应力 Mpa切应力 (4-20) 安全系数 (4-21) (4-22) (4-23)查得许用安全系数显然S, 故aa剖面安全。b.bb截面右侧抗弯截面系数 (4-14) 抗扭截面系数 (4-18)弯曲应力 (4-19) 切应力 (4-20) 查得过盈配合引起的有效应力集中系数。又。则 (4-21) (4-22) (4-23) 显然，故bb截面右侧安全。c.bb截面左侧 bb截面左右侧的弯矩、扭矩相同。弯曲应力 (4-19) 切应力 (4-20) ，查得圆角引起的有效应力集中系数，查得绝对尺寸系数。则 (4-21) (4-22) (4-23)显然，故bb截面左侧安全。以上计算表明：轴的弯扭合成强度和疲劳强度是足够的。4.2.3 轴上零件的周向固定 为保证良好对中性,齿轮与轴选用H7/n6,联轴器与轴选用H7/k6,与轴承内圈配合的轴颈选用n6。齿轮及联轴器均采用A型普通平键联接。 4.2.4轴上倒角及圆角为保证轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面,根据轴承手册推荐,取轴肩圆角半径为4mm。为方便加工，其他轴肩圆角半径均取为4mm。根据标准GB6403.4-1986,轴的左右倒角均为1045。4.3 轴承的选择与润滑4.3.1类型的确定 根据立轴承受的载荷性质和轴颈尺寸选择轴承型号与规格。立轴下端的轴承的止推轴承，选用单列推力球轴承，只能承受单向轴向载荷，且在低速条件下工作。立轴下端的上轴承选用双列向心滚子球面轴承，它能承受径向载荷和轴向载荷，可自动调心，且承载能力大。立轴的上轴承选用双列向心滚子球面轴承，即使上支承轴承由于缺油损坏，发生故障，维修也相对方便、更换调整均容易，损失较小。另外，这种支承方式兼有上、下支承的优点，实践证明，采用该方案的机立窑在支承系统使用维修方面均非常方便。具体的结构方案如下图所示：图4-4 立轴上部滚子轴承 图4-5 立轴下部滚子轴承1.上迷宫盖2.密封脂管道3.下迷宫盖4.轴承 1.轴承盖 2.下轴承 3.推力轴承5.轴承座6.J形橡胶圈7.润滑管道 4.球面瓦 5.轴承盖表4-3 立轴各部位的轴承参数轴承名称安装部位轴承尺寸双列向心滚子球面轴承上端轴承4506401605双列向心滚子球面轴承下端轴承4206201505单列推力球轴承最下端轴承 340 460 11054.3.2轴承的润滑机立窑传动装置运转的好坏不仅与结构、加工制造的质量和安装的水平有关，而且与润滑和维护也有十分重要的关系。为了减少摩擦、降低磨损速度和提高传动效率，必须保证轴承有良好的润滑，以使提高机立窑的工作效率和使用寿命。4.3.3 润滑的作用，大致可归纳如下几点：a.减小摩擦系数在两摩擦幅之间加入润滑剂，使之尽可能形成液体摩擦（采用动静压轴承或在润滑油中加入添加剂），以降低摩擦系数，减少摩擦阻力，进而节省功耗。b.减小磨损当两摩擦面完全被一层润滑油墨隔开时，即可避免两摩擦面互相擦伤、研磨磨损和胶合。另外对于小于油膜厚度的粉尘进到轴承中，也不会擦伤摩擦表面。同时由于润滑油的保护作用，还可减轻摩擦表面的锈蚀。c.降低温度良好的润滑能有效地降低两相互摩擦件之间的摩擦系数，减少了摩擦功耗，因而也就减少了发热。另一方面当润滑油流过摩擦面时，带走了一部分热量。因此当需要散热时，可以通过供给大量的润滑油的方法，带走了一部分摩擦产生的热量或由其他热源传导的热量。d.缓和冲击减轻振动通过润滑油的阻尼作用，可将机械振动能量转变为油液中的摩擦热而散失掉。e.清洗摩擦面当润滑油流过摩擦表面时，将表面上的杂质带走，起到了清洗表面的作用。通过以上的分析，润滑是十分重要的。有很多水泥长的回转窑主轴承，因落入杂质或因润滑不良而磨损。主轴承一旦发生损坏，短则要用十几个小时，长则几天或十几天的时间才能修复，影响了生产。在水泥长中，回转窑主轴承烧坏是属于重大设备事故。为了解决回转窑主轴承润滑问题，人们一直在寻找一种既简单又能保证良好润滑的润滑方式和润滑结构。4.4.2轴承的润滑方式 轴承的润滑方式很多，从便于维护和保养和简化密封出发，绝大多数都采用润滑脂润滑本设计所采用的润滑脂润