机械毕业设计（论文）-包钢烧结φ250卸灰阀设计【全套图纸】.doc

包钢烧结250卸灰阀设计摘 要电动蘑菇头式双层卸灰阀是烧结厂专用的一种卸灰装置，烧结机双层卸灰阀的作用是在保证不漏料的情况下,把台车底部从风箱漏下的烧结矿料粒,定时排到除尘皮带运输机上。它的使用性能直接影响到烧结机产量、作业率能否进一步提高。而250电动蘑菇头式双层卸灰阀结构简单、工作效率高、除尘量较大（3t/h）、具有双层结构密封性能好、占地面积小、适合在恶劣的环境中工作。因此，电动蘑菇头式双层卸灰阀在各钢铁厂得到广泛的应用。在这次毕业设计中，主要是对电动蘑菇头式双层卸灰阀的传动部分进行设计，具体设计步骤分成一下几部分：进行传动方案的总体设计、传动零件的设计、轴系部件的设计以及金属的热处理和零件的磨损、密封与润滑。关键词：卸灰阀；蘑菇头式；除尘；主传动 全套图纸，加153893706IIIDesign of sintering 250 dust valve in Baotou Steel FactoryAbstractElectric cone type double dust valve is a special type of dust device in sintering plant. The double dust valve of the sintering machine is used to pledge not to leak materials,the sintering meterial from the Bellows which is at the bottom of the machine ,should be transport to the Belt Conveyor on time. Its direct influence of performance characteristics goes to sintering machine production and that whether work rates have a further raising. 250 electric cone type double dust valve have simple structure,high working efficiency, comparatively large dust-clearing quantity ( 3t/h) , it have double structural sealing that can be good , little area of occupancy , and it suits to work in bad environment. Therefore, electric cone type double dust valve gets extensive application in each steel factory.In this graduated design , its major is the design of the part of the transmission to Electric cone type double dust valve, specific design step is divided into some parts of: the general design of transmission scheme, the design of transmission parts, the design of shaft parts as well as the heat treatment ,and of the wear of metal, the part of the seal and lubrication. Keyword: Dust valve; Cone type; dust-clearing; Main transmission device设计卸灰阀的有关参数项目序号设备性能参数数值单位备注1烧结散料粒 度010mm温 度150密 度1.7t/2处理量3t/h3阀工作周期28.6s4重锤量46Kg目 录摘 要IAbstractII第一章 绪 论11.1 课题来源及课题设计的意义11.1.1 烧结厂粉尘来源11.1.2 烧结厂生产工艺中废气的产生21.1.3 污染物特点及其技术参数21.2 烧结厂废气治理所采取的措施31.2.1 烧结机废气除尘31.2.2 烧结机烟气中二氧化硫的治理31.2.3 烧结机尾除尘41.2.4 整粒系统除尘51.2.5 球团竖炉烟气治理51.2.6 生产工艺流程的改革61.2.7 烧结厂烟气冷却机废气的余热回收方式61.2.8 除尘技术装备水平和效果普遍提高71.2.9 烧结厂粉尘二次污染控制采取的措施71.2.10加强设计工作适应生产要求71.2.11加强操作和设备维护81.3 卸灰阀的分类及其工作原理81.3.1 卸灰阀的选用原则81.3.2 常见卸灰阀的结构及其工作原理9第二章 传动装置的总体设计132.1 确定传动方案132.1.1 传动装置的组成132.1.2 合理确定传动方案132.1.3 确定减速器结构及其零部件132.1.4 选择电动机的型号14第三章 传动零件的设计173.1 摆线针轮行星传动设计173.1.1 特点173.1.2 减速器的选择183.1.3 设计计算183.2 传动托阀摇臂轴的设计213.3 圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算30第四章 其余零部件的设计354.1 键的选择和键联结的强度计算354.1.1 减速器与拨盘轴静联结所用键354.1.2 上拨杆与轴静联接所用键354.1.3 托阀摇臂与轴联接所用键354.2 轴承选择与校核364.2.1 托阀摇臂轴左端轴承选择与校核364.2.2 托阀摇臂轴右端轴承选择与校核37第五章 主要部件结构设计及金属的热处理385.1 箱体（焊接件）385.2 锥阀体（QT50-5）385.3 弹簧39第六章 磨损、润滑与密封416.1 影响开启阀磨损的各种因素416.2 密封426.3 润滑（轴承的润滑）43结 束 语45参考文献4749第一章 绪 论1.1 课题来源及课题设计的意义烧结厂所产生的颗粒物对人体健康会产生一定的影响，其影响程度取决于颗粒物的浓度和在其中暴露的时间。研究数据表明，因上呼吸道感染、心脏病、支气管炎、气喘、肺炎、肺气肿等疾病而到医院就诊的人数的增加与大气中颗粒物浓度的增加是相关的。对患呼吸道疾病和心脏病的老人的死亡率研究表明，在颗粒物浓度一连几天异常高的时期内，死亡率就有所增加。1粉尘（dust）一般指悬浮于气体介质中的微小固体颗粒，在重力作用下沉降，但在一段时间（甚至相当长时间）内能保持悬浮状态。它通常是由固体物质的破碎、研磨、分级、输送等机械过程，或土壤、岩石的风化等自然过程形成的。颗粒的形状往往不规则。颗粒的尺寸范围一般为1200m左右。其不仅对于人体、生物有生理危害，对机器设备也同样有害。1烧结厂烧结机机头处在履带下不进行密封抽气，使铺设在履带上的原料烧透。若烧结厂抽气系统中设置的除尘装置效率还达不到要求，一些粗颗粒粉尘进入产生负高压的抽风机内，很快就会使风机转子叶片磨损，缩短转子的使用寿命。高炉热风炉的风源由一台能产生几百千帕压力的高压透平鼓风机供给，它是高炉冶炼的关键设备。如果由粗颗粒粉尘进入透平鼓风机，将会磨损其叶片，减低鼓风机压力，严重时需要更换转子。1另外，粉尘对车间内安装的各种配电装置、电动机等设备也有害。由于粉尘沉积在各种电气设备内部，造成接触开关失灵，影响设备正常运行，严重时还会发生事故。1因此，在生产工作中注意做好防尘工作，不仅能保障工人身体健康，还可以延长生产机械的使用寿命，避免产生隐患的发生。 1.1.1 烧结厂粉尘来源烧结（球团）矿是炼铁的主要原料。18烧结工艺中，利用铁矿粉（精矿、富矿、高炉灰等）、燃料（焦炭粉，无烟炭）和溶剂（石灰石，白云石等）作为原料，经过原料加工，配制，混合，造球，布料，点火，烧结，破碎，筛分，冷却等流程，生产出成品烧结矿进入炼铁厂，粒度不合格的返矿重新参加配料。烧结厂的大气污染源主要来自烧结抽风箱排出的烟气和烧结机尾部卸出的烧结矿在破碎、筛分时产生的粉尘及冷却过程中散发的废气，大气中常含有粉尘、二氧化硫等污染物，其气体污染物在整个钢铁厂中占有重要的比例，如烟气占17%、二氧化硫占46%、氮氧化物占20%、一氧化碳占55%，烟气中主要含铁物质，每生产1吨烧结矿大约生产4000-6000立方米的废气。烧结有热矿和冷矿两种工艺流程。热矿工艺流程是烧结机卸下的750度左右的炽热烧结矿用矿车直接运往炼铁厂。冷矿工艺流程是炽热烧结矿需在冷却设备上冷却到100度以下，并经筛分颗粒，用胶带输送机将成品烧结矿运出。国内老的烧结厂多采用热矿工艺，新建的烧结厂多采用冷矿工艺，目前采用冷矿工艺的约占50%左右。 1.1.2 烧结厂生产工艺中废气的产生1、烧结原料在装卸、破碎、筛分和储运的过程中将产生含尘废气；2、在混合料系统中将产生水汽粉尘的共生废气；3、混合料在烧结时，将产生含有粉尘、烟气、SO2和NOX的高温废气；4、烧结矿在破碎、筛分、冷却、贮存和转运的过程中也将产生含尘废气。烧结厂产生废气的气量很大，含尘和含SO2的浓度较高，所以对大气的污染较严重。1.1.3 污染物特点及其技术参数（1） 烧结厂产生的废气量大，含尘浓度高，粉尘量大，对大气的污染严重每生产1吨烧结矿，大约产生6000-1500立方米废气和20-40千克的粉尘。烧结机（机头）烟气含尘浓度0.5-6克每立方米，机组、整粒废气浓度5-15克每立方米。（2） 污染场面:从鞍钢烧结厂测定资料可以看出，三台75立方米烧结机，在室外风度为1.0-2.6米每秒，机尾除尘系统未使用时，其排出粉尘的污染，距尘源1000米处，大气中平均浓度达1.12毫克每立方米；距尘源500米处，平均浓度为1.29毫克每立方米；距尘源1500处，平均浓度为0.67毫克每立方米；距尘源2000处，平均浓度为0.5毫克每立方米。以上数值均超过国家卫生表总的要求。（3） 废气中二氧化硫含量高:烧结厂使用的铁矿粉、燃料、溶剂等部分含有硫。在烧结过程中，物质中的绝大部分被燃烧生成二氧化硫，通过烟囱排入大气。钢铁企业大气中的二氧化硫主要是在烧结过程排出的，每生产一吨烧结矿，约排出含二氧化硫烟气3600-4300立方米，浓度一般为500-1000毫克每升。（4） 烟气危害性大:烧结厂产生的粉尘分散度高，粒度小于10微米的占30%-40%。粉尘中游离二氧化硅含量约为5-7%，接触粉尘的职工容易患肺尘埃沉着病。（5） 灰尘有回收利用价值:烧结厂粉尘含尘50%左右，回收后可以作为烧结原料，重新参加配料。烧结厂废气治理现状及水平：1.2 烧结厂废气治理所采取的措施我国烧结厂废气治理技术经过试验研究，生产实践和国外先进技术的引进、消化、吸收，有了普遍的提高。某些重点钢铁企业烧结厂的废气治理技术已经达到国际水平，具体表现在以下几个方面。1.2.1 烧结机废气除尘含铁原料烧结主要使用抽风带式烧结机。烧结机产生的废气主要含粉尘和SO2、NOX等有害物质。 烧结机废气的除尘，可在大烟道外设置水封拉链机，将大烟道的各个排灰管、除尘器排灰管和小格排灰管等均插入水封拉链机槽中，灰分在水封中沉淀后，由拉连带出。除尘设备一般采用大型旋风除尘器和电除尘器。1.2.2 烧结机烟气中二氧化硫的治理 高烟囱排放 烧结机烟气中二氧化硫的浓度一般在5001000mLm3，高的达到40007000Ml/m3。该废气的排放量大，若回收在经济性上还有一些问题，故大部分国家仍以高烟囱排放为主。按照烧结生产的需要，烟囱高度100120m即可。但为保护环境，许多发达国家采用更高的烟囱，如美国烟囱最高达360m，英国260m，日本达230m。中国包钢烧结厂目前采用低硫原料、燃烧，烧结烟气不需脱硫，经200m高的烟囱排放后，SO2最大落地浓度在0.006mL/m3以下. 烟气脱硫 在烧结机烧结时产生的烟气中,二氧化硫的浓度是在变化的.其头部和尾部烟气含SO2浓度低,中部烟气含SO2浓度高。为减少脱硫装置的规模，可只将含SO2浓度高的烧结尾气引人脱硫装置。世界各国烧结机脱硫研究已进入实用阶段。如日本的氨硫铵法、石灰石膏法、钢渣石膏法；前苏联的是灰石膏法和循环菱镁矿法以及我国的苟性苏打亚硫酸盐法等。图1.1使氨硫铵法脱硫的工艺流程图。该法是以亚硫酸铵溶液作为吸收剂，生成亚硫酸氢铵，它再与焦炉中排出的氨气反应，生成亚硫酸铵。亚硫酸铵又作为吸收剂，再与SO2反应。这样往复循环的反应，亚硫酸铵的浓度愈来愈高。到一定浓度后，将部分溶液提取出来，进行氧化，浓缩成为硫酸铵回收。图1.1氨硫铵法脱硫的工艺流程图1.2.3 烧结机尾除尘烧结机尾部卸矿点，以及与之相邻的烧结矿的破碎、筛分、贮存和运输等点含尘废气的除尘，优先选用干法除尘，这样可以避免湿法除尘带来的污水污染，同时也有利于粉尘的回收利用。烧结机尾气除尘大多采用大型集中除尘系统。机尾采用大容量密闭罩,密闭罩向烧结机方向延长,将最末几个真空箱上部的台车全部密闭,利用真空箱的抽力,通过台车料层抽取密闭罩内的含尘废气,以降低机尾除尘抽气量.除尘设备优选采用电除尘器。图1.2是烧结机废气处理工艺流程图。图1.2 烧结机废气处理工艺流程图1.2.4 整粒系统除尘整粒系统包括冷烧结矿的破碎和多段筛分，它的除尘抽风点多，风量大，必须设置专门的整粒除尘系统。该系统设置集中式除尘系统，采用干式高效除尘设备，一般采用高效大风量袋式除尘器或电除尘器。 1.2.5 球团竖炉烟气治理球团竖炉烟气除尘 在利用铁矿粉和石灰、皂土、焦粉等添加剂混合造球时，在竖炉中进行焙烧的过程产生烟气。该烟气大多采用干式除尘处理，除尘设备可采用袋式除尘器或电除尘器。采用旋风除尘器和多管除尘器达不到国家排放标准，故不宜使用。图1.3是8m3球团竖炉烟尘工艺流程图。图1.3球团竖炉烟尘工艺流程图球团竖炉烟气除硫 对球团竖炉烟气中的SO2，尚未采取有效的治理措施。处理的方法主要是对高硫燃烧初步脱硫和回收烟气中的二氧化硫。如日本钢铁公司采用（NH4）2SO3作吸收剂，吸收废气中的二氧化硫后，再与焦炉煤气中的NH3反应，使吸收液再生并返回烧结厂再用。吸收液的一部分抽出氧化，然后制取硫酸铵。美国在烧结机废气中加入白云石等物料，配合使用袋式除尘器，既除尘又除二氧化硫。1.2.6 生产工艺流程的改革烧结厂在改革生产工艺方面主要采取以下三项措施：热矿工艺改为冷矿工艺，取消了热矿，减少了混合料加水产生的水汽粉尘共生的废气；采用烧结矿铺地料，提高了烧结矿的产量和质量，从而减轻了除尘系统的粉尘负荷；贯彻精料方针，实行了选矿选硫，降低了精矿的含硫量，从而减少了烧结过程中的二氧化硫排放量。1.2.7 烧结厂烟气冷却机废气的余热回收方式用作点火器，保温燃烧用空气及节省焦炉煤气：点火、保温技术的研究和革新在降低烧结热能量消耗方面起到良好的作用，回收一定温度的废气余热可以提高烟气的含氧量，同时节省燃料消耗。一般情况下，用300度左右的热废气作为点火保温的助燃空气比用场用空气可节省的煤气消耗。日本烧结厂自20世纪70年代以来，把冷却废气用作点火，保温炉燃烧用空气较为普遍，流程也较为简单。余热混合料，以降低焦粉的能耗：点火前，将温度为300-400度的热空气一的流速抽过滤层，余热1-2分钟，使表层混合料在完全干燥的情况下进行点火，以缩短烧结时间，且由于预热气体带入湿热，焦炭经烧结温度提高，所采用的废气来自环冷机的第二个排气筒，回收风机前没有设除尘器，高温废气分别送给点火炉、预热炉、保温炉。烧结原料、系统除尘包括物料的接受、运输设备和配料设施各扬尘点的除尘。1.2.8 除尘技术装备水平和效果普遍提高除尘技术装备水平和效果的提高，主要体现在以下两个方面。除尘器选型的变化 随着年代的变迁，高效除尘器的数量逐渐增加，而低级除尘器逐渐减少。单级旋风除尘器的除尘效率是80%-90%，多级旋风分离器为71%-81%，湿式洗气塔94%-98%，文裘里管98.5%-99.8%，电除尘器为98%-99.6%。发展局势为采用干法除尘，效率高且不产生废水，捕集的粉尘也采用干法输送，回收利用。除尘设备的质量提高 电除尘器、袋式除尘器的类型增多，制造质量普遍提高。电除尘供电设备由机械整流机组发展到高压整流机组，供电自动水平明显提高，脉冲供电技术已经开始使用。1.2.9 烧结厂粉尘二次污染控制采取的措施除尘器收集的粉尘采用密封输送；粉尘加湿处理，重新参加配料；设置大烟道水封拉链，大烟道和除尘器收下的粉尘直接落入水封中，灰泥用拉链带出。1.2.10加强设计工作适应生产要求配料室是粉尘源点之一，设计时应考虑加高和宽，扩大空间，特别是石灰石配料圆盘，可采用布袋除尘。皮带机运料转运过程中，应尽可能降低落差，减少扬尘。各皮带机加可拆卸的密封罩。熔剂、燃料破碎室设计中除加强四辊破碎机、锤式破碎机、斗式提升机密封之外，除尘设计可采用电除尘器。烧结厂各岗位平台、坡道、皮带机通廊应装水管，便于冲洗地面，所有排水沟要有一定的坡度，不使粉尘沉积，堵塞水沟。配加生石灰将产生大量粉尘，必须加强除尘。1.2.11加强操作和设备维护提高操作水平改善烧结矿质量。烧结机布料应布满铺平。有铺底料的厂要保证烧透;点火温度和时间应控制当，以保证表层烧结矿的强度;要加强各工序之间的联系，稳定混合料水、碳，料层厚度的选择和烧结机机速的控制要适当。加强设备维护消除污染烧结设备的好坏直接影响生产能否正常进行。特别是被磨透的部位出现漏料，将产生大量粉尘。要减少或杜绝漏料，岗位工人须加强设备点检，发现问题及时处理，定期检修，加强设备密封，杜绝粉尘外泄污染环境。1.3 卸灰阀的分类及其工作原理由于炼铁生产的需要量增加，钢铁工业中烧结厂有效操作的重要性也有所提高。近30年中烧结产量迅速增加，使除尘设备的需要量也相应增加。除尘设备的应用技术，随基本烧结工艺本身的发展而发展。一些参数，如台车速度、所用矿石成分、烧结厂的大小及采用自熔性烧结等都直接影响卸灰设备的选择。烧结厂常用的卸灰阀：1）干式卸灰阀。2）湿式排浆阀。1.3.1 卸灰阀的选用原则卸灰阀应能顺利的排出粉尘，并保持较好的气密性，以避免漏风导致净化效率的降低。选择卸灰阀时需了解排出粉尘的状态（干粉状或泥浆状）、卸灰制度（间歇或连续）、粉尘性质、卸灰量和除尘器卸灰口处的压力状况等。卸灰阀的上方需有一定高度的灰柱，以形成灰封，保证除尘器卸灰口处的气密性。卸灰阀的卸灰量应小于运输设备的能力。靠杠杆原理工作的卸灰阀，如闪动卸灰阀。翻板卸灰阀等应垂直安装，并注意适时调节。1.3.2 常见卸灰阀的结构及其工作原理（1） 电液动双层卸灰阀：电液动双层卸灰阀是一种适用性强的新开发产品。它可广泛用于冶金、矿山、建材、电力、化工等工业生产流程中，能够远程自动控制或现场控制卸灰过程。其特点：采用电液推杆作为动力源，使卸灰器动作灵敏、运动平稳、行程控制准确，可带负荷启动，并能有效缓冲外来冲击力，且具有超负荷保护能力。电液推杆体积小，不漏油，便于安装、维修。在恶劣工作环境下，亦能不吸尘、不进水、内部不锈蚀，使用寿命长，不需要任何附属设备，基本克服了以往电动推杆工作不可靠和气动推杆设备复杂等问题。双层卸灰器结构新颖，运动准确可靠，充分考虑了有效的密封结构及检修、维护的方便。该卸灰器配置有行程形状，可以上下交替卸灰以保证系统气体压力。在事故状态下，该卸灰器还手动操作。 工作原理： 电液动推杆实现活塞杆的往复运动，带动连杆使阀头关闭或打开。当上阀头打开接角到行程形状后，反馈电信号，延迟一段时间（待灰卸完）上阀头关闭，下阀头打开下灰，碰到下边的行程限位后，下阀头关闭，上阀头再打开。循环交替工作以达到系统的保压和卸灰的目的。（2） 电液动锥形双层卸灰阀：该阀是一种实用性很强的新型换代产品，广泛应用于冶金、矿山、电力、建材、化工、食品等行业的通风除尘或物料输送系统中，是一种理想的流量调节和工业控制装置。工作原理与结构特点：电液动锥形双层卸灰阀是采用电液推杆带动连杆机构或电液动回转达器直接带动上下主轴使锥形阀芯组件轮流启闭，当上阀门开启时，下阀门关闭；上阀门关闭时，下阀门开启；实现阀门卸灰控制与锁气的目的。该阀门由于采用了耐磨锥形阀芯结构，显着地延长阀门的使用寿命；改善了阀门的密封性能，提高了除尘效果；根据需要可实现现场控制、远程开关控制及远程4-20mA电流信号工业计算机实时控制。其结构简图如下：图 1.5电液动锥形双层卸灰阀结构简图（3）电液动插板式双层卸灰阀：电液动插板式双层卸灰阀是根据蘑菇头式、锥形阀等结构的卸灰阀所存在的“体积大、泄漏率高、阀头易磨损以及卡料、心机易烧毁、在工业生产流程中无法进人自动控制”等缺陷而研制的一种结构简单、设计新颖的更新换代之产品。可广泛应用于冶金、矿山、建材、电力、化丁等工业生产流程需要远程控制或现场控制卸灰的过程中。其特点：集机、电、液、控于一体，可实现远距离控制、中央调度室监控和微机控制；通电后，自动完成上、下阀之间互相交替工作，确保正压或负压卸料的工况下不会泄压，至设定的卸料量后自动停止，双阀全部关闭； 卸料途中遇到卡料现象时，可自动处理故障； 配用螺旋闸门便于对本阀维护而起切断料流的作用； 泄漏率低，泄漏率005； 采用电液推杆作动力源，过载自动卸荷，白锁性好，不漏油，运行平稳； 通过调整调节螺钉可调整密封间隙； 采用插板结构卡料现象比其它结构卸灰阀的频率低且不易磨损。 工作原理： 本阀为机、电、液、控于一体的卸料装置，接通电源后，上阀电液推杆自动 打开闸板，至限位开关(SQ2)后，停留数秒卸料，然后关闭上阀闸板，至限位开 关(SQl)后转入下阀工作，下阀电液推杆打开闸板至限位开关(SQ4)后，停留 数秒卸料，然后关闭下阀闸板至限位开关(SQ3)后，转入上阀工作。如此交替 工作，至设定的卸灰量后，自动停止全过程工作。下图为其结构简图：图 1.6电液动插板式双层卸灰阀结构简图（4）星型卸灰阀：星型卸灰阀又名叶轮给料机、回转下料器等，普遍适用于建材、冶金、化工、电力等部门作为各类除尘设备的卸料装置及各和磨机、烘干机、料仓等设备的给卸料装置。结构特点：星型卸灰阀又名叶轮给料机、回转下料器采用钢板焊接结构、叶片耐磨性好、叶片与传动轴刚性连接、结构紧凑、工作可靠、轻便节能。工作原理：星型卸灰阀又名叶轮给料机、回转下料器由阀体、传动轴、叶片和减速器等组成，减速电机带动传动轴和叶轮旋转，完成给卸料。结构简图：图 1.7 星型卸灰阀结构简图第二章 传动装置的总体设计2.1 确定传动方案2.1.1 传动装置的组成机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。本设计中考虑到现场使用时液压驱动的卸灰阀，其技术性要求操作人员应有一定的液压操作基础以及其市场的经济性，其附加的液压系统在成本上增加一笔不小的开销，在工作频率不高的情况下，使用液动卸灰阀似乎是不智之举。在要求其操作难度不高而又比较经济的基础下，要求能够实现自动化，最好的选择便是由电动机驱动的卸灰阀。所以本设计确定的传动装置为：电动机、摆线针轮传动、拨盘、拨杆、轴、轴承、托阀摇 、弹簧和箱体。2.1.2 合理确定传动方案合理的传动方案应满足工作装置的功能、结构简单、制造安装方便、成本低廉、传动效率高等要求。卸灰阀属除尘器的排灰装置，其体积较小，占地面积不大，应选择体积较小的传动方案，而以普通减速器相比，摆线针轮减速器具有结构紧凑、体积小、重量轻等优点。因此，确定的传动方案结构简图为：图 2.1 传动方案结构简图2.1.3 确定减速器结构及其零部件 减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩以满足各种工作机械的需要。其种类较多，本设计采用摆线针轮行星减速器。31、 减速器的结构组成摆线针轮行星减速器由摆线针轮、轴、轴承、箱体及其附件组成，以总装配图介绍减速器的结构和零部件：摆线针轮星行结构 1）行星架：由主动轴和双偏心套组成，偏心套上的两个偏心互成。2)行星轮：其齿形为短副外摆线的等距曲线，为了使主动轴达到静平衡和提高承载能力，采用两个完全相同的奇数齿的行星轮，分别装在双偏心套上。3）针轮：壳体上装有圆柱销，销上又装有套筒而组成针轮。4）输出机构。轴和轴上零件的轴向定位和固定 轴两端采用调心球轴承作为支撑，轴上零件利用轴肩、衬套和轴承座作为轴向固定，轴承间隙用垫片调整。轴向零件的周向固定 摆线针轮行星用平键作为周向固定，滚动轴承和轴用过盈配合做周向固定。2、 箱体箱体是减速器中的基础零件，是用来支撑和固定轴系零件，保证传动零件的啮合精度、良好润滑及密封的重要零件。设计中，箱体满足以下要求： 在箱体上轴承孔附近做加强肋，增加了箱体的刚度； 为了轴系零件的安装和拆卸，箱体作成沿轴心线水平剖分式，箱体由箱做和箱盖组成，焊接而成。3、 减速器的主要附件： 1）放油螺塞 2）油面指示器 3）通气器2.1.4 选择电动机的型号1. 确定电动机的功率阀的处理量为3t/h (双层卸灰阀性能参数) 2即 Q=0.83Kg/s （2.1）阀的工作周期为28.6s，阀每次的卸灰量M=0.8328.6=23.7Kg，要使锥球阀打开，作用在拨杆上的力矩必须克服重锤所产生的力矩：重锤产生的力矩： （2.2） 式中：m1重锤片的重总量. L重锤片中心到传动轴中心的距离. 为了安全： （2.3）作用在拨杆上的力： （2.4）作用在拨盘上的力矩： （2.5） 式中： 工作机的功率（Kw） T工作机的转矩（Nm）,取T=M1=93.9 工作机的转速（r/min）,取n= 电动机所需功率： 为电动机到拨盘传动的总效率： 式中： 是拨盘传动效率，是轴承的传动效率，是摆线针轮的传动效率，是联轴器的传动效率。其大小分别为（表2各种传动传递功率的范围及效率概值 查得）4则 即： （2.6）2.确定电动机的转速 摆线针轮传动比：i=731 （表16-2-119 查得） 3 拨盘的工作转速：=2.1 r/min（表16-2-119 查得）3查表6-2-1 Y系列三相异步电动机技术数据6经比较选取Y801-2型号电动机 电动机的性能参数：额定功率0.75Kw，满载转速2830r/min，同步转速3000r/min。第三章 传动零件的设计3.1 摆线针轮行星传动设计3.1.1 特点行星摆线针轮减速机/摆线减速机是一种比较新型的传动机构，其独特的平稳结构在许多情况下可替代普通圆柱齿轮减速机及蜗轮蜗杆减速机，因为摆线针轮减速器具有：(1)传动比大：摆线针轮减速机一级减速时传动比为687；两级减速时转动比为997569. 3(2)传动效率高： 一级传动可达90%95%。3 (3)体积小，重量轻： 摆线针轮减速机采用行星传动原理，输入轴和输出轴在同一轴线上而且有与电动机直联呈一体的独特之处，因而摆线针轮减速器本身具有结构紧凑，体积小、重量轻的特点。用它代替两级普通圆柱齿轮减速器，体积与重量约为普通减速器的。3(4)拆装方便，容易维修： 由于摆线针轮减速机结构设计合理、拆装简单便于维修，使用零件个数少以及润滑简单。3(5)使用可靠、故障少、寿命长： 主要传动啮合件使用耐磨耗及耐疲劳性能良好的高炭铬轴承钢制造，经淬火处理（HRC58-62）获得高强度，因此摆线针轮减速器机械性能好，耐磨性能好；运转接触采用滚动磨擦，基本上无磨损，故故障少、寿命长，其寿命较普通齿轮减速器可提高2-3倍。3 (6)运行平平稳，噪音小：摆线针齿啮合齿数较多，重叠系数大以及具有机件平稳的机理，使振动和噪声限制在最小程度。3其缺点是：1）制造精度要求比较高，否则达不到多齿接触；2）摆线齿的磨削需要专用的机床。3摆线针轮减速器一种采用少齿差行星传动原理的新颖减速装置，可广泛用于石油、环保、化工、水泥、输送、纺织、制药、食品、印刷、起重、矿山、冶金、建筑、发电等行业，做为驱动或减速装置，适用工作温度为正负40度。33.1.2 减速器的选择根据减速器所需的结构、电机功率、输出轴转速、扭矩，参照表中规定的型号规格选用。此减速器是“恒转矩”传动，测按最高转速选用。根据所需工作转矩选择机型：实际输出转矩： （3.1） 式中： N输入功率，即电机额定功率N=0.75 Kw n输入轴的转速（取满载转速2830r/min） r/min K使用系数,查3表16-2-126 取K=1.2 i传动比，取i=731(4317) （表16-2-119 查得）3 机械效率，取=0.91因为根据查3表16-2-119对比选用减速器。3.1.3 设计计算（此减速器为二级直联型减速器，设计计算低速轴）1. 选择材料根据工作环境及要求，查5表16-10摆线轮材料用，表面硬度HRC=5862；圆柱销及圆柱销套用，表面硬度HRC=5862；针轮销及针齿套用，表面硬度分别为HRC=5862及HRC=5660。2. 求针轮半径及其它主要尺寸按5中公式： （3.2）式中： T输出轴作用的转矩，Nm 取用接触应力，用制成针齿和摆线轮，硬度为HRC=5862时，对于双级减速器的低速级，因速度低，动载荷小，取 齿宽系数，一般取暂取，由5表16-8查得当i=43时，考虑抽齿，故 ，将上述各值代入上式得：参考5表16-9，取： 行星轮轴承502312，轴承宽度由5表20-18查得B=31mm，C=113KN。3. 验算传动的接触强度由式5中16-45： 可以，满足强度要求。式中，按及。查5表16-8得。4. 验算针齿销的强度及刚度1）弯曲强度 针齿采用二支点结构，按5中式16-48得： （3.3） 式中， 因抽齿 ， ， 圆柱销的许用弯曲应力，Pa；采用时， 5： 所以2） 校核转角，按5中公式16-49得： （3.4） 由以上计算可知针齿销的强度和刚度均满足要求.5.验算转臂轴承的寿命轴承名义负荷按5公式16-42，并代入后得 当量动负荷转速 查5表20-9得： 按5中公式20-3得： 查5表20-8,轴承的寿命满足要求 6. 验算输出机构圆柱销的弯曲强度由5中式16-52， （3.5）式中 代入得 故安全3.2 传动托阀摇臂轴的设计1 选择轴的材料该轴受到轻微的冲击，但传动载荷较少，因而选用调质处理的45号钢，由5中表19-1可知2 求输出轴上的功率P2、转速n2和转矩T2 则： 3初步估算轴的直径根据4公式15-2得： （3.6） 式中查4表15-3，取=120。由于安装托阀摇臂处有一个键槽，轴径应增加5%，即。4 轴的结构设计根据轴上零件布置和轴的初步估算定出轴径选择轴的结构设计。图 3.1 传动托阀摇臂轴的结构图（1）轴上零件的轴向定位托阀摇臂的一端用用轴肩定位，另一端用螺栓定位，以便能稳定传动力矩。两端轴承不同尺寸，两边轴承与箱体间设置轴肩。因轴左端要安装拨杆，拨杆左端采用螺母和销钉定位，右端采用轴肩定位。轴最右端做成方形，以便安装手动操作杆。（2）轴上零件的周向定位托阀摇臂与轴的周向定位采用平键连接，根据轴的直径由4表6-1查得托阀摇臂处键的截面尺寸为，配合为H7/js6，滚动轴承内圈与轴的配合采用基孔制，其周向定位是由过度配合来保证。左端拨杆与轴的周向定位采用平键连接，根据轴的直径由4表6-1查得拨杆处键的截面尺寸为，配合为H7/m6。（3）确定各段轴径和长度定位轴肩的高度h一般取为h=（0.070.1）d，d为与零件相配处的轴的直径，mm。4上文已经确定d-=dmin=45mm，根据公司h=（0.070.1）d，可依次计算处各段轴的轴径，即d-=50mm，d-= 43mm，d-= 40mm，d-=45mm，b-b-= 3232mm，d-=40mm。对于轴径从左向右取：轴上零件的宽度及它们的相对位置确定轴长。（4）初步选择滚动轴承因轴只受径向力的作用，并考虑箱体加工、安装误差，故选择调心球轴承。参照工作要求并根据d-=45mm，由轴承产品目录7表4-75中初步选取左端轴承为0基本游隙组、标准精度级的调心球轴承1209，其尺寸为dDB=45mm85mm19mm，根据d-= 40mm选取右端轴承为0基本游隙组、标准精度级的调心球轴承1208，其尺寸为dDB=40mm80mm18mm。（5）确定轴上圆角和倒角尺寸参考4中表15-2，取轴端倒角为，各轴肩的圆角半径见图3.1.5 轴上受力分析 取集中载荷作用于托阀摇臂、重垂片及轴承的中心，取两队轴承对称分布于托阀摇臂之间，其中心距离为582mm。重锤片作用点位于托阀摇臂360mm处，根据轴的结构图（图3.1）做出轴的计算简图（图3.2）：图3.2 轴的计算简图（1）轴传递的转矩 （3.7） 式中：（2）求轴承的支反力：，对D点取距：（3） 计算并画弯矩图：截面C处的弯矩： （3.8）截面B处的弯矩： （3.9）作弯矩图：图3.3 弯矩图（4） 画转矩图：图3.4 转矩图6 按弯扭合成应力校核轴的强度 根据轴的结构尺寸及弯矩图、转矩图，截面B弯矩最大，且与轴承配合引起的应力集中；截面A处仅受转矩，但其直径最小，且有拨杆配合与键槽引起的应力集中，故属危险截面。下面以截面B和A进行校核。因双向回转，视转矩为脉动循环变化应力，取 由4中查得。轴的计算应力截面B处： （3.10） 式中：W轴的抗弯截面系数，根据4中表15-4查得 前已选定轴的材料为45号钢，调质处理，由4中表15-1查得。因此，故安全。截面A处： （3.11） （3.12） 式中：W轴的抗弯截面系数，根据4中表15-4查得故安全。7 确定危险截面及计算其安全系数由轴的受力简图可知，计算弯矩在B截面处最大；A截面处计算转矩较大，其直径最小且有键槽的应力集中；C截面处虽然不大，但其有圆角、键槽和配合边缘等多种应力集中。故以上三个截面都是可能的危险截面。因此，该轴只校核以上三个截面的安全系数即可。取许用安全系数，其校核计算如下；1）B截面处疲劳强度安全系数的校核 抗弯截面系数 （3.13）抗扭截面系数 （3.14）弯矩： 扭矩： 截面上的弯曲应力： （3.15）截面上的扭转切应力： （3.16）轴的材料为45钢，调质处理。由4表15-1查得，。由于轴转动，弯矩引起对称循环的弯曲应力，其应力副为： （3.17）式中：Z抗弯断面系数，由5表19-24查得。弯曲正应力的平均应力根据5中公式19-3 （3.18） （3.19）式中：、弯曲、剪切疲劳极限： 、弯曲、扭转的等效系数5表19-1查得：、绝对尺寸系数5图19-7查得： 表面质量系数5表19-18查得： 式中：抗扭断面系数，由5图19-24查得, 、弯曲时圆角处有效应力集中系数为，扭转时圆角处有效应力集中系数为由5表19-15查得.受弯曲作用时的安全系数： 受扭转作用时的安全系数： 根据5中公式19-2计算安全系数 ： （3.20）故校核通过。2）A截面处疲劳强度安全系数的校核 抗弯截面系数 抗扭截面系数 弯矩： 扭矩： 截面上的弯曲应力：截面上的扭转切应力：轴的材料为45钢，调质处理。由4表15-1查得，。由于轴转动，弯矩引起对称循环的弯曲应力，其应力副为：式中：Z抗弯断面系数，由5表19-24查得。弯曲正应力的平均应力根据5中公式19-3；式中：、弯曲、剪切疲劳极限：、弯曲、扭转的等效系数5表19-1查得：、绝对尺寸系数5图19-7查得：表面质量系数5表19-18查得： 式中：抗扭断面系数，由5图19-24查得, 、弯曲时圆角处有效应力集中系数为，扭转时圆角处有效应力集中系数为由5表19-15查得.受弯曲作用时的安全系数： 受扭转作用时的安全系数： 根据5中公式19-2计算安全系数 ：故校核通过。3）C截面处疲劳强度安全系数的校核 抗弯截面系数 抗扭截面系数 弯矩： 扭矩： 截面上的弯曲应力：截面上的扭转切应力：轴的材料为45钢，调质处理。由4表15-1查得，。由于轴转动，弯矩引起对称循环的弯曲应力，其应力副为：式中：Z抗弯断面系数，由5表19-24查得。弯曲正应力的平均应力根据5中公式19-3；式中：、弯曲、剪切疲劳极限： 、弯曲、扭转的等效系数5表19-1查得：、绝对尺寸系数5图19-7查得： 表面质量系数5表19-18查得： 式中：抗扭断面系数，由5图19-24查得, 、弯曲时圆角处有效应力集中系数为，扭转时圆角