关 键 词：

加水 盘式成球机 设计

资源描述：

预加水盘式成球机设计,加水,盘式成球机,设计

内容简介：

学士学位论文（设计）原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文研究做出过重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名（亲笔）： 年 月 日- 学士学位论文（设计）版权使用授权书专业： 论文（设计）题目：本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，本科生在校攻读期间学位论文（设计）工作的知识产权单位属山西农业大学，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山西农业大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。毕业后发表与本研究有关的文章，作者单位署名应为“山西农业大学”，可以在备注中注明本人现工作单位。本研究成果的知识产权归属山西农业大学，未经指导教师和山西农业大学同意。本人不私自从事与课题有关的任何开发和盈利性活动。学位论文作者签名（亲笔）： 年 月 日导师签名（亲笔）： 年 月 日毕业设计评价表指导教师意见 签 字： 年 月 日评阅人意见 签 字： 年 月 日答辩委员会意见 主任委员签字： 年 月 日院学术委员会意见 院长签字： 年 月 日山 西 农 业 大 学本科生毕业论文（设计）选题审批表毕业论文（设计）题目预加水盘式成球机设计指 导 教 师王玉顺职 称教授学生具备条件按照本专业教学计划完成所有课程及实践环节选题完成形式设计内 容 简 要： 系主任签字： 年 月 日 院长签字： 年 月 日3山西农业大学本科生毕业论文(设计)开题报告题 目 预加水盘式成球机设计 学院名称 信息学院 专业名称 机械设计制造及其自动化 年 级 2005级 学生姓名 王 伟 学 号 2005151225 指导教师 王玉顺 职 称 教 授 2009 年 3 月 25 日选题的依据及意义（包括课题的理论价值和实践价值；国内外的研究概况等）：课题研究的主要内容是设计盘径为3.6m、产量为25t/h的预加水成球盘。目前我国水泥企业，正向着大型化迅速发展，以海螺集团为首的一批年产1000万吨以上的大型水泥集团发展势头迅猛，海螺在2002年形成年产4000万吨的生产能力，跻身于世界10强之列。基础条件较好的立窑水泥企业，通过推广应用20项适用技术，正在向现代立窑企业和经济规模化发展，以塔牌集团为首一批年产100万吨以上大型立窑水泥企业，已加入发展经济规模新型干法之列。我国水泥2002年年产总量虽然已经达到7亿多吨，但立窑水泥仍占70%，在现阶段，现代立窑还是一种比较符合国情的适用技术。立窑生产工艺由于它的单机生产能力小，劳动生产率低和难以实现自动化生产等缺点，难以与大型新型干法企业竞争，逐步被新型干法或更新的技术所取代，是我国水泥工业发展的历史必然。但由于国民经济的持续高速发展的拉动，水泥的市场需求仍处在上升期，这就给立窑水泥的发展提供了空间，这也是为什么在新型干法快速发展和淘汰了近1亿吨立窑生产能力的情况下，立窑水泥的增量仍然大于旋窑水泥增量的原因所在。可以预言，今后相当长的历史时期，我国水泥工业还少不了立窑水泥的支撑。因此有生存发展条件的立窑水泥企业，要不失时机的逐步与新型干法接轨和发展新型干法生产线，这是立窑水泥企业实现可持续发展的历史选择。生料制备、水泥粉磨系统等与新型干法技术的接轨，为立窑水泥企业的产品质量提供了生料质量的保证，但窑的煅烧水平最终决定熟料质量的优劣。通过我国广大立窑水泥工作者长期不断地技术创新，在立窑煅烧技术上，取得了前所未有的技术进步和发展。由于这些新技术的推广应用，使立窑生产工艺，至今还能作为我国水泥生产工艺中的一种经济实用的技术方式，与新型干法生产技术共存。 当前立窑煅烧系统，应该进一步重点抓好两项技术的推广和粉尘治理。其中预加水小料球快速煅烧技术，小料球快速烧成技术是立窑煅烧的一项重要技术进步，目前应用十分成功的企业并不多，主要原因是前几年预加水成球系统的控制技术和设备还不太过关，小料球的操作控制要点还没完全掌握，目前预加水成球技术已经发展到第六代产品，设备及控制系统基本过关。小料球快速煅烧技术的核心是减小料球平均粒经和大小球的差异，也就是将成球的粒度由原来的812mm，降低为37mm。由于粒球平均直径大大减小，对加快煅烧速度、提高窑的产量和降低fCaO含量都产生了积极的影响，应用成功的企业都取得明显效果。本课题研究内容1盘底平面和侧平面有出现变形，增加主电机运转负荷，影响成球质量；2支架刚度和强度不够，出现变形；3采用行星减速机出现传动扭矩不足及漏油现象；4采用圆柱齿轮减速机出现的漏油以至缺油、磨损现象；5盘体转动扭矩大以至减速机输入轴端键和键槽的变形与孔轴的磨损现象；6采用的伞齿轮副传动不稳定与断齿现象；7固定式无动力边刮刀磨损及所成球质量差和无法保证生产连续性的现象；8动力轴承出现轴承烧坏、键槽损坏甚至电机烧坏和小立轴失效的现象；9盘式6爪电动刮刀的动力消耗大，成球质量低，清盘阻力大、周期长，结构复杂、不易维修等问题；10圆柱形刮刀杆的五爪无动力刮刀中，存在刀杆不易夹紧，彻底清盘一次的周期长，清料阻力大，成球盘动力消耗高等缺陷。本课题研究方案采用可调式盘体且在盘底焊接工字钢以增加盘底的刚度和强度，在盘边焊接圆钢以加强盘的径向刚度。在传动系统方面，将采用电机皮带ZQ减速机直齿轮副成球盘的传动结构。并且设计将高速轴端和低速轴端同布置在上侧，以减少轴对密封圈的磨损和解决漏油问题。同时采用圆柱齿轮连接也避免了因伞齿轮的刚性不足而断齿影响生产连续性。刮刀系统中，将采用无动力底刮刀结构，以起到节能、经济的需要。无动力底刮刀采用五边形刮刀盘，另外在刮刀杆上设计成方形刀杆和设计锁紧结构以解决其轴向的锁紧问题，也有设计成十爪方刀杆无动力刮刀以减少动力磨损。研究的创新之处为了保证成球盘在运转过程中的稳定性，设计中将大量采用刚度和强度好的型钢焊接成底架，增加它的承压面。在调角器方面，采用蜗轮蜗杆传动和螺纹的轴向传动的原理制成，满足盘倾角的锁定要求，另外根据客户使用要求也可采用液压装置实现调试。此次设计本着高产量、高质量成球，稳定运转的原则，实现预加水成球盘要求的节能性、经济性、环保性、可扩展性。 7研究过程(含完成期限)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。指导教师意见 指导教师签名：年 月 日教研室意见 教研室主任签名：年 月 日院系意见 主管领导签名： 年 月 日 毕 业 论 文 论文题目 学 院 专 业 年 级 姓 名 指导教师 职 称 （200 年 月）山西农业大学教务处制毕业论文（设计）指导教师评审标准序号评审项目指 标满分1工作量、工作态度按期圆满完成规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，体现本专业基本训练的内容；工作认真，遵守纪律；作风严谨务实。202调查论证能独立查阅文献和调研；能正确翻译外文资料；能较好地作出开题报告；有综合、收集和正确利用各种信息的能力。153设计、实验方案与实验技能设计、实验方案科学合理，方案具体可行；能独立操作实验，数据采集、计算、处理正确；结构设计合理、工艺可行、推导正确或程序运行可靠。204分析与解决问题的能力能运用所学知识和技能及获取新知识去发现与解决实际问题；能对课题进行理论分析，并得出有价值的结论205论文（设计）质量立论正确，论据充分，结论严谨合理；实验正确，分析、处理问题科学；综述简练完整，结构格式符合论文（设计）要求；文理通顺，技术用语准确，规范；图表完备、制图正确。206创 新具有创新意识；对前人工作有改进、突破、或有独特见解，有一定应用价值。5各教学单位可结合本专业特点和要求，制定相应的评价标准。 11毕业论文（设计）评阅人评审标准序号评审项目指 标满分1选 题选题达到本专业教学基本要求，难易程度、工作量大小合适。202综述材料调查论证根据课题任务，能独立查阅文献资料和从事有关调研。有综合归纳、利用各种信息的能力，开题论证较充分。翻译外文资料的水平较高。153设计、推导、计算、论证方案设计合理，具有可操作性；推导正确；计算准确；结构合理、工艺可行；图样绘制与技术要求符合国家标准及要求。454论文设计质量论点明确，论据充分，结论正确；条理清楚，文理通顺，用语符合技术规范；图表清楚，书写格式规范。155创 新对前人工作有改进、突破、或有独特见解；有一定应用价值。5 各教学单位可结合本专业特点和要求，制定相应的评价标准。毕业论文（设计）答辩评审标准序号评审项目指 标满分1报告内容思路清新；语言表达准确，概念清楚，论点正确；实验方法科学，分析归纳合理；结论严谨，论文（设计）有应用价值。402报告过程准备工作充分, 具备必要的报告影像资料；报告在规定的时间内作完。103答 辩回答问题有理论依据，基本概念清楚。主要问题回答简明准确。454创 新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。5各教学单位可结合本专业特点和要求，制定相应的评价标准。山 西 农 业 大 学毕业论文（设计）成绩单院系专业入学时间学号学生姓名班级周数起止日期指导教师职称论文（设计）题目指导教师评语建议成绩指导教师签名 年 月 日评阅人评语建议成绩评阅人签名 年 月 日答辩与评分综合成绩答辩小组负责人签名 年 月 日本成绩单一式二份，一份装订在毕业论文（设计）中，一份入学生学籍档案。优秀毕业论文（设计）推荐表论文题目学生姓名学 号专 业学 院指导教师审稿说明：1.对论文内容、论文质量、学术水平（含文字、图表、公式）的评价。2.对论文具体说明推荐的理由。3.推荐的论文稿件是否符合编写规范要求。推荐人意见： 推荐人签字： 年 月 日 院长签字： 年 月 日 14山西农业大学工程技术学院毕业设计说明书1绪论预加水小料球快速煅烧技术，小料球快速烧成技术是立窑煅烧的一项重要技术进步，目前应用十分成功的企业并不多，主要原因是前几年预加水成球系统的控制技术和设备还不太过关，小料球的操作控制要点还没完全掌握，目前预加水成球技术已经发展到第六代产品，设备及控制系统基本过关。这些都是能否取得高产量、高质量料球的保证，从而提高水泥的煅烧质量和产量。1.2应达到的技术要求为了适应现代立窑水泥生产的需要，设计产量为25t/h的预加水盘式成球机。提出了以下几个技术要求：a 产量为25t/h；b 盘体工作面直径为3.6m； c. 结构紧凑，工作连续稳定；d. 节能、高效、环保。1.3主要设计内容和关键技术问题 通过研究，最终确定采用可调盘高式盘体、无动力刮刀系统、电机皮带ZQ减速机直齿轮副成球盘的传动方式。然后根据分析的结果，开始计算轴向力、扭矩以及功率。分析拟定传动装置的运动简图，分配各级传动比，进而进行传动零件的结构进行设计和强度校核。然后对盘式预加水成球机进行总体结构设计。预加水盘式成球机改变了以往所成料球粒径大，料球耐压强度和孔隙率质量低的缺陷。并且采用无动力刮刀系统，大大地节省了电耗和维护费用。本课题新颖实用，在技术上有较大改进，具有较强的竞争力。该预加水盘式成球机将具有很大的市场前景。2 技术任务书（JR）2.1产品设计的依据（1）设计在保证实现功能的同时，力求运行平稳，噪音小，操作方便，效率高；（2）尽量使用国家标准件，提高产品的标准化程度；（3）可根据用户需求配置其配套装置；（4）尽量选用普通材料，降低产品成本2.2产品的用途及适用范围预加水盘式成球机是水泥设备的一种，主要用于压制难以成型的粉状物料。2.3主要工作原理安装在机架上的成球盘倾斜一定角度，以预定的转速，角度，旋向，经过预加水形成小球核或湿粉。该物料在转动的成球盘内受到重力，摩擦力，粘着力和离心力的作用沿着一定的轨道做滚动运动。2.4总体结构概述主要是由主轴，机架，电机，减速器，传动装置，轴承，螺旋输送装置，液压保护装置等组成的。其中，机架上设有转盘，在转盘上方设有若干喷水口和加料口，转盘与水平面呈30-60度夹角。主轴通过轴承连接在轴支架上，主轴上部连接有锥伞传动器，主 轴，锥伞转动器连接有支架内，在支架的上端连接有料斗，支架上还连接有搅料器，返料器，球料道，在支架的下部连接有皮带输送机和球仓料斗。锥伞转动器有锥 形工作台面，上部通过定料臂杆与主轴连接，下部有挡料板，挡料板向下延伸，在挡料板延伸部位的内侧壁处连接有摩擦传动轮，摩擦传动轮上部为摩擦轮，下部为 传动轮，摩擦轮与传动轮同轴，摩擦传动轮通过皮带与电动机连接。3 设计计算说明书（SM）3.1设计方案论证3.1.1料球的技术要求及对成球盘的技术调整分析高质量的料球与成球机的盘转速、盘倾角、盘边高等的选择和调整有直接的关系。转速高时，成球时间缩短，孔隙率提高，料球炸裂温度提高，爆球率低；转速太高将很难成球。一般取1213r/min。适当增大，可降低爆球率，一般取值在4555范围内。倾角的调整要与盘径、转速、边高综合考虑。一般盘边高H=（0.140.19）D。在不影响成球质量前提下，为降低爆球率，可适当减少边高。3.1.2盘体的技术分析论证对于老式的盘边高偏高的盘边改进为盘边高为400500mm的可调式的盘边，从而提高了成球质量和煅烧质量。成球盘使用时间越长，盘底平面和侧平面变形较大，这将增加成球机的工作负荷，极易烧坏电机、损坏减速机和传动齿轮。采用型钢可以提高盘体强度，解决此类问题。成球盘扩径主要是提高成球盘的造球能力和料球质量。3.1.3传动机构的技术分析论证传动装置一般为整个成球机正常稳定运行的关键。以往采用伞齿轮副传动，传动方式路线为电机皮带ZQ减速机伞齿轮副成球盘。这种传动方式下的球盘负荷较重时会导致的间隙配合的孔键相对运动产生黏附磨损和变形，甚至断齿。现在更多采用直齿轮副传动，也有通过行星减速机直接带动的。常用的减速机有三种型式，圆柱齿轮减速机、行星减速机和摆线针轮减速机。其中采用圆柱齿轮减速机较合适，而采用行星减速机和摆线针轮减速机常会出现因球盘起动扭矩大，传动系统刚度不足，故障多，有漏油问题。相对而言圆柱齿轮减速机传动稳定，噪音小，齿面接触稳定，在润滑保养良好的条件下，运转稳定。对于圆柱齿轮减速机，其高速轴伸出端在下侧，唇形橡胶密封圈极易磨损，润滑油大量外泄导致缺油、轴承寿命缩短的问题。改进为将高速轴伸出端与低速轴同在减速箱的上侧，原伸出孔由端盖静密封。改进后密封圈略有磨损，不致大量漏油，从而避免缺油事故。另外，对成球盘减速机输入轴采用花键联接的，因为这样的孔轴联接是间隙配合，所以传动上存在着诸多缺陷。采用平键双键联接避免了在与轴安装时的间隙配合，从而导致的在盘内物料无法卸空的环境下花键由于承受不了较大的惯性力而失效的问题。在强度达到要求的前提下，平键采用过盈配合能保证扭矩的正常传递。3.1.4刮刀系统的分析论证固定形式底刮刀装置常采用角钢和耐磨钢板制成断面为三角的整体刮刀。其优点为结构简单，便于安装检修，无动力。缺点有成球盘旋转阻力大，振动大，刮刀易磨损。活动形式的底刮刀装置有以下几种：a. 无动力点触式旋转刮刀装置，其结构简单，刮灰阻力小，成球质量相对较高，零电耗；b. 电动往复式底刮刀装置，成球盘旋转阻力极小，但结构复杂，需经常维护；c. 电机拖动摆线针轮减速机形式的底刮刀装置，它具有较好的“刮全性能”阻力小，成球质量高，节能效果显著，但结构复杂，故障率高。 现在为了能向节能这要求上发展，更流行采用无动力式刮刀，其相对于有动力刮刀大大降低了电耗。固定式边刮刀由于所刮的物料量不同使刀角磨损成弧形，最后造成盘角积料过多，加快了刀的磨损。这里采用活刮刀，在机械机构中实现边刮刀随滑柱沿盘边上下移动，当成球盘转动时，盘边即被刮净，从而保证了生产的连续性。面对无动力刮刀在运转过程中所出现的刮刀杆的刮底作用不均匀，刮刀损坏，成球质量差的问题，在刮刀盘的机架上安装一飞轮从而起到调节刮刀盘转速的作用，使其能稳定运转。这样解决了成球质量差的问题，减低了电耗和制造使用成本。3.1.5刮刀盘、刮刀杆和刀头分析论证刮刀盘从形状上分为五边形刮刀盘和六边形刮刀盘。采用圆柱形刮刀杆的五爪无动力刮刀时，即采用五边形刮刀盘，存在刀杆不易夹紧，彻底清盘一次的周期长，清料阻力大，成球盘动力消耗高等缺陷。将其改进为方形刮刀杆和在刀头焊接耐磨的硬质合金刀头。从而利于刮刀杆的夹紧，缩短了清盘周期，也有利于清除粘附在成球盘面上的物料，减小了成球盘的运转阻力和提高了刮刀的使用寿命。另外采用十爪无动力刮刀，即在五边形刮刀盘各边中间多装配一根刮刀杆，其优越性更加突出。刮刀底焊YT15-A325铜焊合金，作为刀头。刮刀与盘边盘底距离保持38cm。设计一五等分支架，可用角钢（5#和6#）焊接，然后焊卡板把刮条固定在支架上。3.2计算部分3.2.1预加水盘式成球机综合参数计算3.2.1.1生产能力计算根据参考文献21，可知预加水盘式成球法的生产经验公式如下： G=（1.52.0）D2 （3-1） D成球盘直径，m； G生产能力，KW。已知G= Q= 25t/h, 求得D3.6m。3.2.1.2功率计算根据参考文献21，可知预加水盘式成球所需功率相对滴水成球的小，其经验公式如下：N=（1.21.5） D2（3-2） D成球盘直径，m； N成球盘所需功率，KW。 由D=3.6m，N=（1.21.5）3.62KW=（15.619.44）KW 根据参考文献25，可知预加水盘式成球功率计算公式： No=0.2KHR2n （3-3） No成球盘传动所需功率，KW； K刮刀阻力系数，当采用固定刮刀时，K=1.5； 料球体积密度； 机械传动效率，=0.850.9。 取H=0.6m、R=1.8m、n=12r/min、=0.85，No=0.21.50.71.82121.210.85KW=11.52KW 电机功率：N=K1 No （3-4）K1备用系数，一般K1=1.21.5。D较大时取低值，反之取高值。取K1=1.4。N=1.411.52KW=16.14KW主机功率取N=18.5KW3.2.1.3成球机盘高计算 根据参考文献25，可知预加水盘式成球机盘高计算公式：H=（0.160.2）D （3-5）H盘边高，m；D盘直径，m。由D=3.6mH=（0.160.2）3.6m=（0.5760.72）m3.2.1.4成球机转速计算 根据参考文献25，可知预加水盘式成球机盘体临界转速计算公式： nKP= （3-6）D圆盘直径，m;nKP圆盘临界转速，r/min。取=49o、f=tg35 o=0.7nKP=r/min=12.15r/min 可知预加水盘式成球盘为全盘成球，圆盘工作转速计算公式如下：nP= （3-7） nP工作转速，r/min。 nP= r/min =12.122r/min3.2.1.5圆盘倾角计算 根据参考文献25，取预加水盘式成球机盘体倾角为45o55o。3.2.1.6料球运动基本方程 查根据参考文献25，可知预加水盘式成球机料球运动基本方程：图3-1 料球受力图cos （3-8） R圆盘半径，m； n圆盘转速，r/nim； 圆盘与水平面的倾角，度； f料球与盘面的摩擦系数； 料球脱离角，度。 cos=0.975 得=12.94根据参考文献22，根据预加水盘式成球机是全盘成球，在计算存料体积上有公式（5-48）： V=0.833=0.208 （3-9） H盘边高，m; V盘内存料量的体积，m3。 取H=0.6m V=0.2080.63.62m3=1.62 m3 存料量公式：q=V （3-10）盘内物料的密度，水泥生料=1.2t/ m3 q=1.621.2t=1.94t 盘内物料中心坐标计算：根据参考文献22，坐标公式：图3-2 盘体重心坐标图 = （3-11） = （3-12） 由tg= （3-13）V=0.833HR2 （3-14） X= Y=盘式预加水成球机提升功率：N1=0.0482nHD3=0.048211.70.63.63=15.78KW18.5KW的圆柱齿轮传动减速机有ZQ65-20、ZQH65-20（JB1585-75）。 查参考文献34得ZQ65-20减速机规格尺寸： 中心距：a=650、a1=250、a2=400；中心高：Hc=；最大外形尺寸：L=1278、B=470、H=700；高速轴：B1=430；低速轴：B2=430、B3=342、L1=830、L2=183、L3=495；主动轴：d1=60、d2=110、L1=290、L2 =108、K1=32.5、b1=18、B1=420；被动轴：d3=110、d4=125、L3=265、L4=165、t2=127、b2=36、B2=452。3.2.2.3计算传动装置的各参数（1）计算传动装置的总传动比并分配各级传动比传动装置的总传动比为i=123.8分配各级传动比 i带=3、i减速机=20、i齿轮=2.06（2）计算传动装置的运动参数和动力参数各轴转速 轴：n= （3-15） 轴：n=轴：n= （3-16） 轴：n=轴：n= （3-17） 轴：n=各轴功率 轴：P=POO=PO带 （3-18） 轴：P=POO=PO带=18.50.95KW=17.58KW 轴：P=P=P轴承1齿轮轴承2齿轮 （3-19）轴：P=P=P轴承1齿轮轴承2齿轮=17.580.990.980.990.98KW=16.54KW 轴：P=P=P轴承3齿轮=P盘 （3-20） 轴：P=P=P轴承3齿轮=P盘=16.540.990.98KW=16.05KW 各轴转矩 轴：T= （3-21） 轴：T= 轴：T= （3-22） 轴：T= 轴：T= （3-23）轴：T=T盘将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表（4-2）:表3-2 各轴参数表参 数轴 名电动机轴 轴 轴 轴转速n/rmin-114404802411.7功率P/KW18.517.5816.5416.05转矩T/Nm122.69349.776581.5413100.64传动比i3202.06效率0.950.940.973.2.3机械传动件设计（以下所有公式来自于参考文献31）3.2.3.1皮带传动设计 设计一V带传动。已知该传动为带式传动系统中的高速级传动,所需传动功率P=18.5KW, 由Y系列三相异步电动机驱动, 转速n1=1440r/min, 从动轮转速n2=480r/min。（1）选择V带型号 查表4.6得工作情况系数KA=1.4，由式（4.22）PCA=KAP （3-24）PCA=KAP=1.418.5KW=25.9KW按PCA=25.9KW、n1=1440r/min查图4.11选C型V带。（2）确定带轮直径dd1、dd2选取小带轮直径dd1参考图4.11及表4.4，选取小带轮直径dd1=224mm验算带速 由式（4.8）： V= （3-25）V= 在525m/s内，合适。确定从动带轮直径dd2dd2=i dd1 （3-26）dd2=i dd1=3224mm=672mm查表4.4，取dd2=670mm计算实际传动比i i = （3-27） i =验算从动轮实际转速 （3-28） （481.6-480）/480100%=0.3%5% 允许。（3）确定中心矩a和带长Ld初选中心矩a0由式（4.23）： （3-29）0.7（224+670）mma02（224+670）mm625.8mma01788mm 取a0=1100mm求带的计算基准长度L0 由式（4.24）： L0 =2a0+ （3-30） L0= 查表4.2得 Ld =3150mm计算中心矩a 由式： （3-31） 确定中心矩调整范围 由式（4.26）： （3-32） （3-33） （4）验算小带轮包角 由式： （3-34） 合适。（5）确定V带根数z确定额定功率P0 由、及查表4.5得单根C型V带的额定功率分别为6.71KW和7.47KW，用线性插值法求n1=1440r/min时的额定功率P0 值： 确定V带根数z由式（4.28）： （3-35）确定 ：查表4.7得 确定包角系数：查表4.8得 =0.92确定长度系数：查表4.2得 =0.97计算V带根数z： 取z=4根合适（6）计算单根V带初拉力查表4.1得 q=0.30Kg/m由式（4.29）： （3-36） （7）计算对轴的压力 由式（4.30）： （3-37） （8）确定带轮的结构尺寸，绘制带轮工作图 ，采用辐板式，工作图见附录8。 ，采用辐条式（），工作图见附录7。3.2.3.2齿轮传动设计 设计一对直齿圆柱齿轮传动。已知输入功率P=16.54KW，小齿轮转速，齿数比=2.06，电动机驱动，工作寿命10年，每年工作300天，三班制，工作轻微冲击，齿轮转向不变。（1）选择齿轮材料热处理方法、精度等级，齿数、及齿宽系数 考虑到该功率较大，故大、小齿轮都选用40Cr调质处理，齿面硬度分别为250HBS、280HBS，属硬齿面半开式传动，载荷轻微冲击，齿轮速度不高，初选7级精度，小齿轮齿数 大齿轮齿数，取，按硬齿面齿轮悬臂布置安装查表6.5，取齿宽系数。（2）按齿面接触疲劳强度设计 由式（6.11）： （3-38）确定公式中参数a. 载荷系数： 试选=1.5b. 小齿轮传递的转矩： =6581.54=6.58c. 材料系数： 查表6.3得 =189.8d. 大、小齿轮的接触疲劳强度极限、 按齿面硬度查图6.8得 e. 应力循环系数 （3-39） （3-40） f. 接触疲劳寿命系数 查图6.6得 g. 确定许用接触应力 取安全系数 （3-41） （3-42） 设计计算a. 试算小齿轮分度圆直径 取 b. 计算圆周速度v （3-43） c. 计算载荷系数K 查表6.2得使用系数；根据v=0.35m/s，7级精度查图6.10得动载系数；查图6.13得则K= （3-44） K=d. 校正分度圆直径 由式（6.14）： （3-45） 计算齿轮传动的几何尺寸a. 计算模数m （3-46） 按标准取模数m=16mm。b. 两轮分度圆直径 （3-47） （3-48） c. 中心矩a （3-49） d. 齿宽 （3-50） 取 由公式： 10）mm （3-51）取e. 齿高h （3-52）（3）校核齿根弯曲疲劳强度 由式（6.12）： （3-53）确定公式中各参数值a. 大、小齿轮的弯曲疲劳强度极限查图6.9，取、b. 弯曲疲劳寿命系数 查图6.7，取c. 许用弯曲应力 取定弯曲疲劳安全系数，应力修正系数得 （3-54） （3-55） d. 齿形系数和应力修正系数 查表6.4得：e. 计算大小齿轮的和，并加以比较取其中大值代入公式计算 小齿轮的数值大，应按小齿轮校核齿根弯曲疲劳强度校核计算 弯曲疲劳强度够。3.3结构设计部分机架：机架主要采用的型材有10mm切割钢板及20号的切割槽钢焊接而成，其中焊接有铰孔套。前脚座主要由45mm和60mm的切割及钢板锻压件焊接而成。后脚座由45mm、10mm和30mm切割钢板焊接而成。节头座由180mm的切割圆钢和15mm及20mm的切割钢板焊接而成。节头座与机架体之间采用焊接连接。而机架体和前脚座由前脚销定位连接形成转动副。后脚座与机架体采用螺栓螺母连接固定。在调角器调至一个角度后，用螺栓螺母将机架体和后脚座固定。调角系统：采用蜗轮蜗杆连接和螺纹连接起到调节高度和锁定高度的作用。传动机构：传动机构所采用的传动方式为：电机皮带ZQ减速机直齿轮副成球盘。其中电动机采用Y180M-4，减速机采用ZQ65-20，轴承采用7232AC及轴承座采用整体式轴承座。皮带轮采用HT200材料铸件精加工而成，而齿轮采用40Cr材料铸件精加工而成。主轴采用45号锻钢精加工而成。盘体主要由8mm钢板、10mm切割钢板及10号工字钢切割和托盘等焊接而成。采用可调盘高式结构。刮刀系统：刮刀系统采用无动力刮刀。支架采用180mm的圆钢、20mm及15mm的切割钢板焊接而成。刮刀盘采用5爪方刀杆合金刀头结构，并且采用飞轮来调节刮刀盘工作时的转速。图3-3 预加水盘式成球机结构图3.4方案的校核3.4.1轴设计及校核 3.4.1.1轴设计已知输入大齿轮旋转方向从左向右看为顺时针，单向旋转。 图3-4 轴结构图段轴身的长度：为使密封盖与轴身有良好的密封效果，减小摩擦，取。确定轴上零件的装配方案 为方便表示，记轴的左端面为，并从左向右每个截面变化处依次标记为、，对应每轴段的直径和长度则分别记为和（1）确定轴的最小直径 轴段主要受转矩作用，直径最小。a. 估算轴的最小直径 45钢调质处理，查表11.3确定轴的C值 取C=112 （3-56） 双键槽轴径应增大10%14%，即增大至136.4mm141.36mm，取=138mmb. 确定轴的最小直径 应满足，取（2）确定各轴段的尺寸 段轴头的长度：为了保证大齿轮的轴向定位的可靠性，应略小于，取 段轴身的直径：处轴肩高h=(0.070.1)d=(9.814)mm，又因轴肩有承受轴向力，故取h=11mm则 。 （3-57） 。 段轴身的长度：取段，选择轴承型号：取，查参考文献35，选用型号为角接触球轴承7232AC，其内径d=160mm、外径D=290mm、宽度B=48mm、额定载荷Cr=262KN、Cor=298KN。段轴身的直径：为方便安装及减小摩擦应略大于，取。段轴身的直径：为减小加工时车削的背吃刀量，应略大于，取=175mm。段轴身的长度：取=1179mm。（3）轴上零件的周向固定 齿轮与轴的周向固定：采用双键连接，轴承与轴的周向固定采用过渡配合。 齿轮处的双键选择：查参考文献32普通平键（GB/T10961979），选型为A型3620160，即键36160 GB/T10960979。 齿轮轮毂与轴的配合：为了保证对中良好，采用较紧的过渡配合，配合为H7/k6。 滚动轴承与轴的配合：采用较紧的过盈配合，轴径尺寸公差为h6。（4）确定倒角和圆角的尺寸轴两端的倒角：根据轴径查手册，去倒角为245o。 各轴肩出圆角半径：考虑应力集中的影响，由轴段直径查手册，取装配圆角R1，其他圆角R2。（5）绘制轴的结构装配图：见附录4。3.4.1.2轴强度校核估算盘体与存料共重38KN。（1）求轴上载荷a.计算齿轮受力 齿轮的分度圆直径： 圆周力： （3-58） 径向力： （3-59） 合力： （3-60） （3-61） =10.9KNb. 求支反力 轴承支点位置： 齿宽中心距左支点距离： 齿宽中心距右支点距离： 图3-5 轴向受力图 图3-6 轴截面受力图左支点的支反力： （3-62）=12.9 右支点的支反力： （3-63） （2）绘制轴力图和弯矩图图3-7 轴力图和弯矩图（3）弯矩强度校核 通常只校核轴上最大弯矩截面的强度：危险截面为A 截面A处弯矩： 截面A处计算应力： （3-64） 强度校核：45号锻钢调质处理，由表11.2查得 弯矩强度满足要求。（4）轴向压应力强度校核 通常只校核轴上受压应力轴径最小的截面强度，取段任一截面 截面处压力： 截面处计算应力： （3-65） 强度校核：45号锻钢调质处理，由表11.2查得 抗压强度满足。3.4.2轴承校核 现选一对角接触球轴承7232AC，轴转速n=12.12r/min，轴向力，径向负荷分别为。工作时有中等冲击，脂润滑，正常工作温度，预期寿命100000h。3.4.2.1确定7232AC轴承的主要性能参数 查参看文献35得 3.4.2.2计算派生轴向力 （3-66） （3-67） 3.4.2.3计算轴向负荷图3-8 轴承支承图 故轴承被压紧，轴承被放松，得： （3-68） 3.4.2.4确定系数 查表8.10得 3.4.2.5计算当量动负荷 （3-69） 3.4.2.6计算轴承寿命 已知=3，查表8.7、8.8得： （3-70） 3.4.2.7验算轴承是否合适 该轴承合格。3.4.3双键（轴）设计校核（普通平键） 已知T=13100.64Nm、d=138mm、k=h/2、l=160mm。 由公式（12.1）： （3-71） 查表12.1得：静连接钢质轮毂冲击状态下 查参考文献32表12.25得：选用3620的键 即h=20mm, k=h/2=20/2mm=10mm 故该双键选型满足强度要求。3.4.4盘体固定螺栓校核 已知主轴转矩查公式（13.6）得： （3-72） （3-73） 比较得，取 （3-74） 查得公式（13.24）： （3-75） 查表（13.4）得 查表（13.8）得 (3-76) 取m=1 满足强度要求。4使用说明书（SM）4.1预加水盘式成球机的使用维护 维护中应注意如下事项：a. 每班传动齿轮涂抹润滑油23次，保持工作齿面的润滑。b. 每班认真检查一次件速机，注意齿轮啮合声响是否正常，轴承温升是否正常（不超过350C）。c. 经常检查传动三角皮带松弛程度，是否有打滑现象，如发现打滑现象应及时调紧。d. 经常检查底刮刀和侧边刮刀与盘面的间隙，如发现间隙超出允许范围时，应及时调整。如无法调整时（例如刮刀头磨损严重），则应更换新的刮刀。e. 主轴的滚动轴承在工作时要承受较大的径向和轴向负荷，其游隙必须适当。应经常检查轴承的运转情况，尤其应注意上端轴承的运转情况，发现成球机有振动时，应考虑调整轴承的游隙。f. 经常检查减速机润滑油的油面位置是否在规定的范围内。一般每个月检查一次，如发现漏油应及时处理，并及时补足油量。g. 如盘底加焊钢板网应定期检查钢板网是否有脱焊现象，以免因凸起变形而与刮刀相碰，造成损坏刮刀头或因增大阻力而烧坏电机。h. 盘面磨损后，将会逐渐产生较大的变形，盘边也随之产生变形，运转振动增大，扁摆现象严重，此时应更换新盘。4.2预加水盘式成球机的修理与修理周期4.2.1 小修理 一般经过一个月的运转后，要进行一次小修，时间安排为89小时。a. 清理盘面和盘边的残存粘结物料。b. 更换已磨损的刮刀，并调整好安装位置。c. 检查减速机的润滑情况，发现润滑油（脂）不清洁或润滑油失效，要进行更换新的润滑油（脂）。d. 更换或修复不通或损坏的加油嘴、加油杯等。e. 紧固及检查所有的连接螺丝。以上修理内容可以利用停电、待料、库满，及抢修主机故障的机会，穿插进行。4.2.2 中修理 成球机经过半年的运转，要进行一次中修，时间23个工作日。a. 进行小修理的主要内容。b. 清洗减速机，轴承家润滑油（脂），根据润滑油的情况，进行更换或过滤。c. 检查高速齿轮的磨损情况，及轴承的间隙，并做好记录，磨损严重的要进行更换。d. 更换老化或开列损坏的三角皮带并予调整找正。e. 整修变形的盘边。f. 检查大小齿轮齿面接触情况。g. 密封易漏油的接合处，清除漏油现象。4.2.3 大修理 成球机运转一年后，要进行大修，时间安排1015个工作日。a. 进行中修理的主要内容。b. 全部进行解体落地，零部件清洗后进行技术测量。c. 更换已磨损的盘面、刮刀、齿轮和轴承。主轴装配处如已磨损严重，要进行喷镀修理或更换。d. 减速机进行解体清洗，更换已磨损严重的高速齿轮及轴承，根据润滑油情况进行更换或过滤。e. 电机解体保养、清洗轴承，并加润滑油（脂），加量要适宜，大约加至整体腔体的2/3左右。f. 修正已变形的支架、刮刀架等。g. 按技术、工艺要求装配好后，经过空载试运转，无异常现象，然后进行除锈，除垢。h. 底刮刀轨迹校验。5标准化审查报告（BS）5.1产品图样的审查预加水盘式成球机设计已基本完成,现具备全套图纸和一线基本数据,根据有关规定,对其进行标准化审查,结果如下:（1）产品图样完整、统一、表达准确清楚、图样清楚,符合GB4460-84、GB-83机械制图的规定。（2）产品图样公差与配合的选择与标准符合GB-T1800、3-1998的规定。（3）产品图样的编号符合JB/T5054.5-2000中华人民共和国机械行业标准产品图样及设计的完整性。（4）图纸的标题栏与明细栏符合GB/T10609.1-1989GB、GB/T10690.2-1989的规定。（5）产品图样粗糙度的标注符合GB131-83表面特征代号及注法的规定。（6）产品图样焊缝的代号符合GB324-80焊缝代号的规定。5.2产品技术文件的审查（1）产品技术文件名词、术语符合ZB/TJ01和0351-90产品图样及设计文件术语及有关标准的规定。（2）量和单位符合GB3100-GB3102-93的规定。（3）技术文件所用的编号符合JB/T 8823-1998机械工业企业计算机辅助管理信息分类编码导则的规定。（4）技术文件的完整性符合JB/T 5054.5-2000产品图样及技术文件完整性的规定及农机部门有关具体要求。5.3标准件的使用情况本设计所用的紧固件均采用标准的螺栓，材料及材料代号也符合国家标准和部颁标准的相关规定。5.4审查结论 经过对预加水盘式成球机的标准化审查，认为该设计基本贯彻了国家最新颁发的各种标准，图纸和设计文件完整齐全，符合标准化得要求。6 结论预加水盘式成球机主要抓住最新的预加水小料球快速煅烧技术来提高立窑水泥生产产量和质量。在传动系统方面，将采用电机皮带ZQ减速机直齿轮副成球盘的传动结构。并且设计将高速轴端和低速轴端同布置在上侧，以减少轴对密封圈的磨损和解决漏油问题。同时采用圆柱齿轮连接也避免了因伞齿轮的刚性不足而断齿影响生产连续性。刮刀系统中，将采用无动力底刮刀结构，以起到节能、经济的需要。无动力底刮刀采用五边形刮刀盘，另外在刮刀杆上设计成方形刀杆和设计锁紧结构以解决其轴向的锁紧问题，也有设计成十爪方刀杆无动力刮刀以减少动力磨损。 为了保证成球盘在运转过程中的稳定性，设计中将大量采用刚度和强度好的型钢焊接成底架，增加它的承压面。在调角器方面，采用蜗轮蜗杆