工业型煤成型机设计【8张图/20300字】【优秀机械毕业设计论文】

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A0-减速器.dwg

A0-总装配图.dwg

A1-上箱体.dwg

A1-下箱体.dwg

A1-辊子组件.dwg

A2-型板.dwg

A3-减速器轴.dwg

A3-齿轮零件.dwg

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关键词：: 工业成型设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份,74页,20300字左右.
任务书一份.
翻译一份.

图纸共8张:
A0-总装配图.dwg
A0-减速器.dwg
A1-辊子组件.dwg
A1-上箱体.dwg
A1-下箱体.dwg
A2-型板.dwg
A3-齿轮零件.dwg
A3-减速器轴.dwg

摘要

本论文描述了GDC955/45对辊成型机的设计和计算过程，并对关键部位进行了分析和研究。
工业对辊成型机是一种应用到型煤生产中的关键设备，属于工程机械。对辊成型机是由压辊、轴承、给料系统、承压支架、减速器（传动装置）、润滑系统、等机构组成。与传统低速重载、刚性不足的老式减速器相比，它具有体积小、重量轻、成本低廉等优点。
对辊组件直接关系到型煤煤球的成球质量，工业型煤是一种广泛应用到冶金、制造化肥、电厂等工业领域、对节能、环保都具有重要意义的清洁、高效的新型燃料。本设计在对辊辊轮与对辊轴之间采用胀套无键连接技术，两对对辊辊轮之间必须具有良好的对中性，否则会影响成型质量。采用胀套无键连接的优点是可以方便的松开胀套对辊轮进行调整，保证型煤的成球率。
在给料系统中，本装置采用了螺旋强迫加料装置，采用此装置可满足对辊成型机对加料速度，加料压力及物料密度的匹配要求大大提高了型煤的成球强度。
本设计机架采用螺杆连接结构，此种机架制作简便，而且承载能力强，拆装方便，基本满足大型对辊成型机的工作要求。

关键词：对辊成型机；工业型煤；螺旋加料；液压加载

ABSTRACT
The process of the design and calculations GDC955/45 roll-type forming machine is described, and the crucial units are analyzed and investigated.
Industry roll-type forming machine is a crucial device applied to the manufacturing of shape-coal. It’s a kind of engineering machine. Roll-type machine consists of units such as pressing rolls, bearing, feeding system, bearing beam ,three-staged velocity-reduction gearbox (transmission system), lubricating system, and hydraulic pressing system, etc .compared conventional forming machine ,with heavy-burden and inadequate rigidity, it is of small-volume,;low-weight and low-cost.
Double rolls have a direct relation to the forming-quality of shape-coal. Industry shape-coal is a new-type of clean ,effective fuel which is widely applied to various industry field such as metallurgical industry ,manufacturing industry chemical fertilizer, calcium carbide and has a vital significance to energys-aving and environment-protection business.
Design in the paper uses expanded–casing and no-key connecting technology and it must be guaranteed that it must be of good centering character-
istic betwween ball groves of the two rolls. Otherwise the forming quality will be
seriously affected. Use expanded-casing and no-key connecting technology, rolls can can be conveniently adjusted by loosning expanded-casing to ensure the forming rate of shape coal.
In the feeding system, the frequency conversion-timinghelix feeding equipment is adopted in the system which can satisfy the requriements of speed of filing the press of the feeding and the match of the material. So ,it can also improve the intensity of the figuration of the briquette.
Design of structure uses construction of pressing rolls which can be easily removed or easily altered. This kind of structure is of simple-make and bear heavy loads. Hence,the working requirements os large scale roll-type forming maching are satisfied.
Keywords: roll-rype forming machine; industry shape-coal; thefrequency conversion-timing helix feeding system; hydraulic loading .

目录
第１章总述…………………………………………………...1
1.1 对辊成型机的工作原理 1
1.2 影响型煤成型的因素 3
1.2.1 粉煤粒度、给配对粉煤成型的影响 3
1.2.2 原料混合后的均匀性与搅拌时间的影响 4
1.2.3 成型的压力 4
1.2.4 成型过程中水分含量的影响 5
1.2.5 压辊的直径和宽度 6
1.2.6 两个压辊的间距 6
1.2.7 压辊的转速 6
1.3型轮主要参数设计理论 6
1.3.1 最大压强 7
1.3.2 两棍轮的间隙 7
1.3.3 棍轮直径 8
1.3.4 生产能力计算 8
1.3.5 功率的计算 8
1.4高压对辊成型机的设计及其新进展 9
1.4.1 压辊 9
1.4.2 压辊的支撑装置 10
1.4.3 给料系统 11
1.4.4 承压支架 13
1.4.5 驱动齿轮系 14
1.4.6 润滑 14
1.4.7 液压施压系统 14
第２章对辊成型机的设计过程...........................................................................15
2.1 确定传动方案 15
2.2 总体设计 16
2.2.1 已知主要参数 16
2.2.2 确定辊子的尺寸参数 17
2.2.3 总压力计算 18
2.2.4 辊子的驱动力矩计算 19
2.2.5 主电机功率计算 19
2.3 非标准同步减速器的设计 20
2.3.1 传动比的分配 20
2.3.2 带传动设计 21
2.4　同步减速器设计 24
2.4.1 减速器的设计要求 24
2.4.2 各级传动参数计算 25
2.4.3 I级传动轮齿副设计计算 26
2.4.4 Ⅱ级传动轮齿副设计计算 31
2.4.5 Ⅲ级传动轮齿副设计计算 37
2.4.6 减速器输入轴的设计和校核 41
2.4.7 减速器输出轴的设计和校核 50
2.4.8 型辊轴的结构设计 60
2.4.9 轴的强度校核 61
第３章成型机其他部分的设计………………………………………………...66
3.1型板材料的选择 66
3.2液力加载系统分析 67
3.2.1 液力加载系统的特征 67
3.2.2 液力加载系统原理 67
3.2.3 液力支撑油缸 68
3.2.4 力加载系统受力动态分析 69
3.3关键部位设计 71
参考文献…………………………………………………………………………………...72
翻译部分………………………………………………………………………...74
致谢……………………………………………………………………………...85

毕业论文题目：工业型煤成型机的设计
毕业论文专题题目：
毕业论文主要内容和要求：
结合毕业实习采用对辊成型原理，采用强迫加料方式设计一台工业型煤成型机。
辊子转速 8-10r/min(圆周速度0.4-0.6m/s);成型压力 10-20 Kn/cm，小时产量20-30吨；型球尺寸 45*45*28，采用液压加载；螺杆固定框架结构；同步式齿轮传动箱；
1. 明确该装置的工作原理及相关受力分析，参考设计参数确定电动机功率。完成该装置的总体设计；
2. 完成同步式齿轮箱装配图设计；
3. 齿轮传动组件，零件工作图设计；
4. 编写完成整机设计计算说明书；
5. 专题讨论成型筒的材料与加工

工业型煤成型机设计

内容简介：: 中国矿业大学本科生毕业论文姓名：陈会军学号： 0030842 学院：机电工程学院专业：机械工程及自动化论文题目：工业型煤成型机的设计专题：指导教师：王忠宾职称：副教授 2007 年 6 月徐州中国矿业大学毕业论文任务书学院机电工程学院专业年级机自 03 学生姓名陈会军任务下达日期： 2007 年 3 月 5 日毕业论文日期： 2007 年 3 月 26 日至 2007 年 6 月 25 日毕业论文题目：工业型煤成型机的设计毕业论文专题题目：毕业论文主要内容和要求：结合毕业实习采用对辊成型原理，采用强迫加料方式设计一台工业型煤成型机。辊子转速 8周速度 s);成型压力 10n/时产量 20；型球尺寸 45*45*28，采用液压加载；螺杆固定框架结构；同步式齿轮传动箱； 1. 明确该装置的工作原理及相关受力分析，参考设计参数确定电动机功率。完成该装置的总体设计； 2. 完成同步式齿轮箱装配图设计； 3. 齿轮传动组件，零件工作图设计； 4. 编写完成整机设计计算说明书； 5. 专题讨论成型筒的材料与加工院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日摘要本论文描述了 5 对辊成型机的设计和计算过程，并对关键部位进行了分析和研究。工业对辊成型机是一种应用到型煤生产中的关键设备，属于工程机械。对辊成型机是由压辊、轴承、给料系统、承压支架、减速器（传动装置）、润滑系统、等机构组成。与传统低速重载、刚性不足的老式减速器相比，它具有体积小、重量轻、成本低廉等优点。对辊组件直接关系到型煤煤球的成球质量，工业型煤是一种广泛应用到冶金、制造化肥、电厂等工业领域、对节能、环保都具有重要意义的清洁、高效的新型燃料。本设计在对辊辊轮与对辊轴之间采用胀套无键连接技术，两对对辊辊轮之间必须具有良好的对中性，否则会影响成型质量。采用胀套无键连接的优点是可以方便的松开胀套对辊轮进行调整，保证型煤的成球率。在给料系统中，本装置采用了螺旋强迫加料装置，采用此装置可满足对辊成型机对加料速度，加料压力及物料密度的匹配要求大大提高了型煤的成球强度。本设计机架采用螺杆连接结构，此种机架制作简便，而且承载能力强，拆装方便，基本满足大型对辊成型机的工作要求。关键词：对辊成型机；工业型煤；螺旋加料；液压加载 he of 5 is is a to of Its a of of as it is of a to of is a of is to as a to in it be it be of of be by to of In is in of of of of it of of of of be or of is of os 目录第章总述 .辊成型机的工作原理 . 1 响型煤成型的因素 . 3 煤粒度、给配对粉煤成型的影响 . 3 料混合后的均匀性与搅拌时间的影响 . 4 型的压力 . 4 型过程中水分含量的影响 . 5 辊的直径和宽度 . 6 个压辊的间距 . 6 辊的转速 . 6 轮主要参数设计理论 . 6 大压强 . 7 棍轮的间隙 . 7 轮直径 . 8 产能力计算 . 8 率的计算 . 8 压对辊成型机的设计及其新进展 . 9 辊 . 9 辊的支撑装置 . 10 料系统 . 承压支架 . 13 动齿轮系 . 14 滑 . 14 压施压系统 . 14 第章对辊成型机的设计过程 .定传动方案 . 15 体设计 . 16 知主要参数 . 16 定辊子的尺寸参数 . 17 压力计算 . 18 子的驱动力矩计算 . 19 电机功率计算 . 19 非标准同步减速器的设计 . 20 动比的分配 . 20 传动设计 . 21 步减速器设计 . 24 速器的设计要求 . 24 级传动参数计算 . 25 I 级传动轮齿副设计计算 . 26 级传动轮齿副设计计算 . 31 级传动轮齿副设计计算 . 37 速器输入轴的设计和校核 . 41 速器输出轴的设计和校核 . 50 辊轴的结构设计 . 60 的强度校核 . 61 第章成型机其他部分的设计 .板材料的选择 . 66 力加载系统分析 . 67 力加载系统的特征 . 67 力加载系统原理 . 67 力支撑油缸 . 68 加载系统受力动态分析 . 69 键部位设计 . 71 参考文献 .译部分 .谢 . 中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 1 页第 1 章总述在现代工业中，造粒，即用细粉状分散的物料，通过加压成型团矿的方法，转化为颗粒状产品，为此，要使用对辊成型机。对辊成型机可用于成型、压块和颗粒的高压破碎。型煤成型机是型煤生产的关键设备 , 而我国现有的成型机多为低压对辊成型设备。由于成型压力低 , 生产型煤所需的粘结剂用量大 , 致使型煤生产成本较高 , 这种状况也影响了我国型煤工业的发展。为了减少工业型煤生产中粘结剂用量 , 降低工业型煤生产成本 , 直至适应粉煤高温无粘结剂成型工艺的需要 , 需要研究开发适用于中高压成型工艺的高压对辊工业型煤成型机。工艺技术条件的改进，设备尺寸的增大，导致对辊成型机不断进步，当然其目的是为了使每条线的生产能力更大。辊成型机的工作原理对辊成型机有一对轴线相互平行且直径相等的一对圆柱形的成型辊轮，两辊轮之间有一定间隙，型轮上有许多形状相同、大小相等对应排列的半球形凹窝，这对圆柱形的成型辊子就是对辊成型机的主要部件了，如下图所示。图 1电动机的驱动下，两个型轮以相同的速度，相反的旋转方向转动，当物料落入两型轮之间至轮弧的角度内的时候，物料开始受到挤压，此时煤料在挤压力的作用下填充到辊面上分布的凹窝中，煤料在相应的两球窝之间产生体积压缩；随着型轮的连续转动，球窝逐渐闭合，体积减小，随着煤料被不断的压缩，成型力逐渐增大，当转动到两个球窝的位置达到两辊轮的中心连线上的时候。球窝的内腔体积达到最小，成型压力达到最大。然后型轮继续转动使球窝逐渐分离，成型压力也随之迅速减小。在成型压力减小至零之前，压制成的型煤就开始膨胀，在自身膨胀的作用下脱离球窝。利用下图来分析球窝对物料的作用力。为了简化分析，以一个球窝中心点代表球窝对物料的作用点来简化作用力。在两辊轮的对辊过程中，两轮对应点上将同时作用一对正压力，设为。我们现在假设型轮点为研究对象点，在点型轮对物料作用一个压力，此力可分解为两个力，垂直力为直力物料进行向上推，使物料离开型轮；中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 2 页而水平力对面的辊轮上对应的水平力共同作用克服松散物料体内的阻力，对物料产生压缩作用。与此同时，型轮对物料有一个摩擦力，其中为物料与型轮轮面之间的摩擦系数。该摩擦力也可以分解为两个力，垂直分力水平分力中垂直分力使作料咬入两型轮之间，而水平分力可克服物料内阻力，进一步促使物料发生压缩。图 1上可知，要使型轮能顺利有效地咬入物料进行正常工作，必须满足以下条件：者：：中为物料与型轮表面之间的摩擦角，也就是说，要想成型机顺利咬入煤料进行煤成型作业，物料与型轮表面之间的摩擦角必须要大于咬入角。图中的合角所对应的区域称为咬全区。这个区域也就是松散物料的压缩区域。在两轮的这两切线所夹的角称为加压角。显然，加压角与咬合角是 2倍关系。中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 3 页根据上面的分析可以得出，物料的压制是在咬合区内完成的，在物料进入咬合区前物料只达到摇实密度的作用。咬入角是设计成型机的一个重要的参数，在相同型轮直径下，咬合角越大，则咬合区 1 也就越大，被咬入物料的体积也就越大，因而压缩率和成型压力也越大。咬合角的大小与原料煤的性质（例如：粒度，黏结剂性质，水分等）有关，一般情况下约在 10至 15之间。在咬合角相同的情况下，加大型轮直径可以增大咬合区域的宽度，从而增大对辊成型机的压缩率和压缩强度，这也是当前型煤机型轮向大直径方向发展的依据之一，但增大型轮的同时，也应考虑负面影响。响型煤成型的因素成型压力的大小是粉煤压制成型的关键，而成型压力又取决于煤料填满压辊上球窝的程度。球窝中煤料的充填量越大，则球窝在闭合时对煤料所产生的反作用力就越大，从而能产生足够的压力将煤球压得更紧实。因此成型压力与煤料的特性，压辊的直径和宽度、两个辊子之间的中心距离，压辊的转速等诸多因素有关。煤粒度、给配对粉煤成型的影响成型物料粒度大小与料度级配分布对型煤强度及成型率有着重要的影响。在生产过程中，过细过粗的粉煤不仅会增加动力消耗，而且也会增加粘结剂用量，使其灰分增大固定碳含量低，影响产品的最终产品质量。故而，通过对成型强度及成型率较佳条件下，最佳粉煤粒度及料度级配跟踪测试结果对比，存在着一个较优的粒度范围见表 1。而在生产过程中发现原煤破碎机破碎的粒度范围， - 1仅为 45%， 1 2达 20% 左右， 2 3达 25%左右， 3上的达 10% 左右。粒度过粗影响型煤的质量，生型煤落下强度低仅为 10 15N/ 个，成球最终强度为 100 230 N/ 个，成球率也仅为 30% 40%。为了解决粒度过粗问题，该厂经过多次对原煤破碎机的改造，其破碎的粒度范围 - 1已达 72%，1 2达 11% 左右， 2 3达 9%左右， 3上的达 6%左右，基中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 4 页本达到理想的要求，型煤的质量较以前有了明显的改善，生型煤落下强度提高到 40N/ 个左右，成球最终强度为 500 700 N/ 个，成球率也提高到 93%以上。料混合后的均匀性与搅拌时间的影响原料混合后需充分搅拌，以确保型煤质量的均衡。该厂的搅拌工序是由2个产能力在 35 40t / h），与 1个产能力在 35 50t / h）相串联的工艺布置。初试生产，搅拌时间为 0. 5产出的型煤抽样检测结果如下：成型率为 45% 50%，型煤强度为： 200N/ 个、 800N/ 个、 415N/ 个、 600N/ 个、 360n / 个、 450N/ 个、 580N/ 个、 1000N/ 个等，其型煤质量很不稳定。故此决定提高物料在搅拌机里的搅拌时间，其搅拌时间为 1样抽样检测，其结果如下：成型率为 92%，型煤强度为： 680N/ 个、 613N/ 个、 651N/ 个、 700N/ 个、 660n / 个、 678N/ 个、 683N/ 个、 695N/ 个等，型煤质量有了明显的改善。再提高搅拌时间为 1. 5，抽样检测结果如下：成型率为 80%，型煤强度为580N/ 个、 800N/ 个、 715N/ 个、 900N/ 个 960n / 个、 950N/ 个、 980N/ 个、1000N/ 个等。由此可见提高搅拌时间可以提高型煤强度，但并不是越长越好，最佳时间为 1则会影响整条生产线的生产能力。同时带来物料失水及卸料堵塞。型的压力型煤的强度在确保其它条件不变的情况下，除与粘结剂性能有关外，主要取决于成型压力。该厂成型机是带预压装置的 180 型对辊成型机，此预压机构虽能起到对物料的预压作用，但在生产中暴露出了以下问题：预压装置系统的压力是随物料的变化而变化。物料多压力大，物料少压力小，而物料压力应控制在 7 8物料的多少是不易控制的，因而造成了成型压力不均匀，导致型煤质量不稳定，初始强度时大时小，成型率时高时低。其压力与成型率关系表 3。预压装置系统的入煤量有限，经常造成物料堵塞，影响生产能力的进一步提高。表 3 压力与成型率关系中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 5 页型过程中水分含量的影响型煤成型水分的大小直接关系到型煤的成型率、固化时间、初期强度、后期强度等质量指标。该厂选用的 1型无机水硬性粘结剂，固化需要一定的水分，同时物料混合时，在搅拌机中物料的水分有一定的流失。根据实际生产证明：物料混合后的水分含量较低，不但成型率低，初始强度达不到，而且在转载过程中破损率较大，影响产品的质量，间接地影响了产品的产量。另一方面，物料混合后的水分含量过高，又容易造成脱模差，影响系统连续生产。故而通过对成型强度及成型率较佳条件下成型水分的测试结果对比，确定成型水分应控制在 12% 14%之间为宜。当煤料在两个转动的成型辊子的凹窝里受压时，随着球窝的由开到闭，所受的压力会随之上升。由于待加工成型的煤料具有一定的流动性，煤料在辊子对辊的过程中受垂直方向分力作用会使煤料上下移动。当煤料的水分过多时，煤料的流动性极好，会造成被压辊咬入的煤料的一部分被挤压返回到加料箱中，从而导致球窝内的煤料填充不足而压力不能提高此时的煤球压不实，煤球质量不好。反之，如果煤料太干其流动性很差，煤料中的内摩擦力较大，往往会由于煤料颗粒不易流动出现架桥现象，也会造成球窝内煤料压力不足而影响压球质量，只有当煤料处于合适的流动状态时，每个球窝内才会填足煤料，进而压出质量好的煤球。实践证明，增大煤料的堆密度，可使其在压辊咬入口处充分发挥煤料颗粒间的聚集力使球窝的煤料量增加，从而提高成型压力，提高煤球强度。所以，在煤料进入成型机之前，对煤料进行预压，以增大煤料的堆密度，可明显提高成型压力，一般可使成型压力提高到 60 辊的直径和宽度压辊的直径越大 ,两个压辊之间的咬入口也就越大 ,也就越能使压辊上的球窝内填足煤料，从而有利于提高成型压力，但压辊的至今人过大，会造成机体庞大，明显增加金属材料和动力的消耗，因而压辊的直径也不宜太大。中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 6 页一般情况下，压辊直径为 500时的压力可达 15 压辊的宽度加大，其上面的球窝数量就会增多，可以提高煤球产量。如果压辊的宽度过大，则压辊上单位面积所承受的压力就会相对降低，同时还会造成煤料在压辊上的分布不均匀，因而降低煤球的强度。一般情况下，压辊的宽度为 200个压辊的间距两个压辊的间距与压缩比成反比，减少间距虽然能够提高成型压力，但是两个压辊的间距过小时，煤料不足填足球窝，因而会影响煤球的质量。当间距过大时，则成型压力还未来得及传递到煤球的中心部位，煤料就会脱落下来，不仅会影响煤球的强度，而且还会造成煤球过厚，毛边多，甚至成球率低。因此在装配压辊上，应特别注意调整两者的间距，一般以控制在 1 另外，在组装压辊时，应特别注意使两个压辊上的球窝按其行列严格对准，以免产生错模影响煤球的强度。辊的转速虽然降低压辊的转速能够增加煤料在压辊上的受压时间，有利于反作用力的传递，以促使煤粒颗粒之间更加紧密靠近，还可以克服球窝界面上产生的剪切应力，从而能够提高煤球强度，如果是转速过低，则会大大降低煤球的产量。如果压辊的转速过快，不仅会使煤料的受压时间缩短，降低煤球强度，而且还会影响煤球拖模。因此，压辊的转速应适中，一般以控制在6此时煤球的受压时间为轮主要参数设计理论双棍式成型机的主要参数包括：最大压强、总压力、棍的直径和宽度、两棍轮的间隙、转速、成型时间、生产能力及功率等。大压强双棍式成型机的挤压成型过程如图 2 所示。物料从 A 和 B 点咬入受压，对棍轮 A、 B 点分别作两条切线，其夹角称咬入角。为加压弧，中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 7 页对应的角称加压角。 2 ， 1122， 1H 、 2H 为物料压缩前、后的厚度；1r 、 2r 为物料压缩前、后的密度，则物料最大相对压缩量为1 2 2m a 。 0图 1棍轮挤压示意图最大相对压缩量对应于最大压强。为了确定最大压强值，必须通过实验对物料做出相对压缩量与压强的关系曲线，然后根据生产要求确定的物料相对压缩量来求出。棍轮的间隙两棍轮的间隙是指两棍轮外表面间隙最小距离。对普通的双棍式成型机来说，若两棍轮的间隙越大，则成型块状体的飞边愈厚，压块所受的压强也小，成型体结构疏松，承压能力小；如其间隙越小，则会造成成型机过载而易发生机械事故，因此两棍轮间隙必须适当。设令两棍轮的间隙为 2t ，物料开始咬入时间隙为 1t ，相对压缩量为 0 ，则 120 1 。若增大两棍轮的间隙量为，则相对压缩量为 12 12111tt 。比较可知，当增大间隙后，相对压缩量 1 小于 0 ，即成型压力小；反之，则成型压力急剧增加。中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 8 页轮直径从成型过程的受力分析中可知，双棍式成型机正常工作的条件是棍轮对物料的加压角应小于物料的摩擦角，即，，为物料与棍轮间的摩擦角；为物料与棍轮间的摩擦系数。棍轮加压角与棍轮半径有一定的关系，成型机棍轮的最小半径为 2m i n 12 1 1 c o 当物料成型厚度和相对压缩量确定后，即可算出最大压强的棍轮半径。产能力计算生产能力能 Q=60 G 为每个型槽的型块重量， kg n 辊子的转速 , r/m 为型槽数量。率的计算功率的计算目的是确定驱动电机功率，成型机总功率 0 2 1 2 00 . 0 4 9N B H f K K V， 0V 为棍轮的圆周速度。成型机的驱动功率 0 ，为成型机的总效率，取值同一般机器的效率取值。压对辊成型机的设计及其新进展一台现代对辊成型机可以包含以下几个部件：压辊，轴承，用于支撑压辊的系统，给料系统，承压支架，传动系统，润滑系统及液压施压系统。下图 1个压辊支撑在可自动调整的球面滚珠轴承上，而该轴承安装在支架上。传动齿轮通过安全联轴器与齿中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 9 页轮减速器的输入轴相连，通过齿轮减速器，电机速度被降到压辊的转速。在齿轮减速器中两个斜齿轮两个输出轴同步，压辊的上面安装有给料系统。此外，还有润滑装置，支架上齿轮箱的滑端面，联轴器以及施压的液压系统。辊现代对辊机的最主要的部分仍是压辊本身。压辊由具有坚硬工作表面的铸造件制成，表面坚硬可使之适于选择各种表面结构用于生产高强度的料饼。另外一种方式是压辊的辊芯是可以更换的，这样对辊本身易于进行水冷这种，这种辊环的工作的工作表面通常被加工成浅的球窝，最新设计的成型机采用了这种形式。因为通常给料的温度较高，为了避免在物料表面发生“熔融”，当传导的温度必须降下来以确保轴承低温工作时，必须使辊环的表面得到冷却。坚硬的压辊的优点是它可以取代简单的机器部件。当压辊表面严重磨损后，可以在外径规定的范围内对表面进行重新焊接，这样可使设备始终保持高效运行，当然，使用经过预处理的部件可以确保由于入料传给的热而不至使压辊过热，使用内表面具有冷却系统的热账套筒，将更经济，并要求使用更清洁的冷却水。为了避免与辊芯接触的处理不当的水对压辊的腐蚀，用中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 10 页图 1一个冷却装置使冷却水系统封闭起来是合适的，大多数设备采用的是浅的长方形的可以摇动的铁箱，以便于空气的排除和确保料饼具有高而均匀的密度和强度。图 1剖面图，根据图 1备中选用的齿轮联轴器的优点是容易脱开，在左边，在压辊中心线的上边所示的是联轴器的一半已经被移到左边，而压辊也很容易脱开的情况。辊的支撑装置在现代大型的成型机中，为了确保成型机更安全的工作，正确选用适当的轴承是至关重要的，压辊安装在高效而体积小，并能自动校准的球面滚珠轴承上，当采用宽的压辊时，可移动的压辊能随给料的不均匀程度和给料的中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 11 页厚度多少而自由调整。图 1料系统给料系统位于成型机支架正对着压辊辊隙的上边。在给料为细粒或需较大产量以及一些其他的特殊原因，一般不采用简单的重力给料滑槽，而必须采用螺旋加料。由于螺旋加料的特征是在螺旋的中心及边缘的给料量不同及螺距的几何尺寸与辊隙面积的尺寸不同，所以用的螺距的直径受到限制。为使成型机沿辊宽度得到均匀的给料分布，采用了多螺旋给料机，例如，一台生产能力为 80求单辊的工作宽度在 1000样就要求安装多个螺旋给料机，螺旋成一定角度安装在给料中心的两边，在重力作用下，物料进入给料机，通过螺旋的螺距向下输送迫使物料中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 12 页直接进入压辊间的辊隙。在细粒物料压实过程中，物料中空气的排除对于成型机的高效工作起着重要的作用。例如在钾盐的压块中，散料的密度大约是 1g/料饼的密度大约是 2 g/果产量为 100t/h，那么大约 50m3/h 的空气被排除，这么大的空气必须能够通过散中的孔隙排除，由于散料中孔隙随压实过程而变小，因而这种物料的压块将变的更困难。图 1在压辊辊隙间压实成块，由于物料紧紧地填满了压辊，向下移动的物料中的空气必须逆着物流向上溢出，如果不是这样，机器的颤动将导致设备的损坏。因此，在设计时必须实现：一是允许空气从给料底部和辊面间排除；二是保证两边和压辊的肩角的缝隙。中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 13 页图 1 研究表明，如果辊宽度不超过 600气仅仅能有效地从两边溢出，这样辊宽的极限也总是取决于散料的颗粒粒度分布或散料的透气性。随着辊宽的增大，空气可能被迫夹在辊隙间的物料中不能溢出，导致成型机的负荷进一步增加。为了避免出现这一问题，对总宽度 1000成型机，其总的工作宽度将被分为两个 500部分，每一部分设置两个螺旋，为了使空气能够溢出，所有四台螺旋都是相同的。为了满足不同的给料速度和设备生产能力的要求螺旋的高度能被分别调整。压支架在设计成型机的承压支架时，必须能够使承压支架能够承受压辊传来的高压和支撑给料系统，通常采用双支架。所谓的标准支架要求维修方便，比如磨损或者检修时必须将压辊移开。不仅如此，像司发展的“铰接”支架，这种支架易于移开，或者更换压辊。支架垂直部分的底段与水平部分的上面相连，垂直支架可以通过铰接处放下 ,再移开一部分压辊附件和浮辊端的液压箱 ,以及断开齿轮联轴器、润滑脂的管路、冷却水的连接系统之后，压辊可以被拉出到一个易于用桥式吊车吊起的地方。如果使用标准的支架，更换一次压辊可能花费一周的时间，而使用铰接式支架 1 图 1 动齿轮系压辊机的驱动齿轮系是由两个大型齿轮联轴器，包括同步斜齿轮在内的减速器齿轮，减速齿轮包括减速器和同步转距分配齿轮两部分，一般情况下中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 14 页减速器的安全系数是 2，而同步转距分配齿轮的转距为 3，大型齿轮减速器装有冷却油和过滤装置，以确保设备能连续运转。最主要的是同步齿轮和齿轮联轴器的连接保证了提供给压辊安全均匀的速度，只有在没有剪切力作用下设备才能获得较高的产量。滑一个连续润滑系统能够提供给主要齿轮和浮辊的滑面一种连续的，可靠的特殊润滑脂。为了确保有效的工作，需要对润滑系统进行监控。大型机器往往具有对齿轮联轴器的自动润滑系统，这样可使设备长期连续运转，而不必停车进行润滑维修。压施压系统液压施压系统用于提供液压箱压力，压力迫使浮辊向被压实的物料和固定辊靠近。为满足特殊的工作要求，压力的高低和大小可以自由调整。压力的梯度随间距的变化升高，通过改变液压储能器中氮的分压，可以在很大范围内调整压力的梯度。在物料被压入压辊的间隙时液压系统可做安全装置，一台监控系统监控它的功能。中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 15 页第 2 章对辊成型机的设计过程定传动方案所设计的对辊成型机是由电机通过带传动带动一个三级同步减速器 , 然后通过可调联轴器带动成型机的两个对辊同步相向转动 ,传动方案如下 : 图 2作原理 : 高压对辊工业型煤成型机的工作原理如图 2 所示 (变频调速强制加料装置等未在图中示出 )。电动机 1 经过双输出轴减速机 2 和安全联轴器3, 同时驱动固定对辊组件 6 及活动对辊组件 5, 使之相向同步转动 , 粉煤经由强制加料装置预压后 , 加入到二对辊组件的辊轮间 , 由辊轮辊压成型。物料成型时的反力由加载油缸 4 与之平衡 , 加载油缸的加载力根据成型反力的大小作相应调整。在压制型煤过程中 , 物料的成型力与加载油缸的加载力始终处于相对平衡状态。如果物料中混入的小件铁器等坚硬物进入辊轮啮合区时 , 活动对辊组件能克服加载油缸的加载力后退让开 , 当坚硬物脱离辊轮啮合区时 , 活动对辊组件又能立即复位 , 保证了成型机的安全运行 ,实现了工业型煤的连续生产。中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 16 页图 2压对辊成型机工作原理 1 电动机 2 双输出轴减速机 3 安全联轴器 4 加载油缸 5 活动对辊组件 6 固定对辊组件体设计知主要参数辊子转速： 8 /每分 (圆周速度 s) 成型压力： 10时产量 20 型球尺寸 45*45*28用液压加载，强迫加料；根据要求，为了脱球顺利，提高成型率，设计出成型球的形状如下图所示。按上图所示在三维软件中进行三维建模，由计算机可计算出球的相关数据。由中进行三维建模得到一个煤球的体积为 37800 关资料表明，煤的比容变化比较大。褐煤的容重一般为中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 17 页烟煤为烟煤变化范围较大，可由成型后的球是经过高压加载的，比容相对来说是比较大的，因此此处取值相对来说偏大一些，取： g/由计算可知，一粒型球的重量约为： 60g 图 2 3 定辊子的尺寸参数确定辊子的直径：圆周线速度为 s 辊子转速为 0r/m 由 v=022 可初步得成型辊子的直经为： D=60v/(n) 中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 18 页 =10r/ =55子周长： l=d=55定辊子的宽度：已知成型机的小时产量为 20步在圆周方向上布 60 个球窝，每个球窝之间的距离为 5球方式如下图图 2 4 根据产量为 25T 的产量设计辊子的宽度。由 Q=60*b*q*n*m 可以计算得到辊子的工作宽度；又上式得到在宽度方向布球 11 排 b 宽度方向布球排数 q 圆周方向上布球数 n 辊子的圆周速度 m 每个小球的质量由此得出辊子的工作长度为 11*45=495 由于辊子要由螺钉连接在辊芯上面所以两边要留出螺钉孔的地方两边各留 50 B=495+5*11+100=650压力计算由上面计算出的对辊成型机的型辊工作宽度 l=495知条件对辊的平均线压为 15kn/成型机的总压力为：中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 19 页 F 15kn/ 辊子的驱动力矩计算辊子在工作过程中受力非常复杂，没有适合的公式可计算，根据经验，常取总压力对辊子的力臂为 1 个成型球的尺寸的力矩为辊子的驱动力矩，此处取中等值臂为 456驱动力矩为： T=3667306730 n m 电机功率计算 P 其中： P 为电机功率 T 为驱动辊轮所需的力矩， T 26730 n m 为辊轮转速 , 11r/ 2/60 s 为总转动效率，由传动方案可以计算总的传动效率 2742473421 = 0167 30 =据计算出的主电机需求功率选用电机，此于对于电机没有什么殊要求，就选用普通常用的 Y 系列三相异步电动机。 Y 系列三相异步动机是按照国际电工委员会（准设计的，具有国际互换性的特点，而且此电机为全封闭自扇冷式龙型三相异步电动机，具有防止灰尘等杂物侵入电动机内部的特点，正好适合型煤的加工现场环境。查表选用 4 型电动机电机额定功率为 45定转速为 1480 r/动机质量： 562隙棍轮直径棍轮宽度成型总压力棍轮转速生产能力功率中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 20 页 15550 742500N 10 25t/h 1 型轮主要参数计算结果非标准同步减速器的设计动比的分配由整个传动方案和主要参数可知本减速器易采用硬齿面传动考虑到所选电动机和辊子转速相差较大，减速比较大，采用三级斜齿轮和一级皮带轮传动，为保证整个传动有足够的强度和良好的传动功率，根据传动特点，各级传动比分配如下：总的传动比为： i 总 r/0 r/480 148 带传动的传动比：防止大带轮的半径太大，带传动的传动比不宜取得过大，此处取带传动的传动比 0同步式减速器的传动比为 i 减速器 04 通常的三级减速器的各级传动比的分配由下图可以查得图 2 中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 21 页则减速器各级传动比分配如下 2i 传动设计转动比 0功率 p=45）确定计算功率根据工作情况，由表 3工况系数工作机载荷变动小，原动机软起动查表得：计功率 =5）选择带型根据 480 r/表 3选择普通型带型号： C 型带）确定带轮基准直径小带轮基准直径表 3表 3： 224动比 0取弹性滑动系数带轮基准直径 =2 224 (1 =444 (按普通带轮直径系列（ / 10412表得： 50带轮实际转速 2n （ 1） 1480 224/450 r/ ）验算带的速度 v=100060 1480224100060 11 nd d=s 带速在 5 25m/s 正常的范围内，符合要求。 5）初定中心距心距小时结构紧凑，但单位时间内绕过带轮的次数增多，带的应力循环次数增多，降低了带的寿命。中心距太大时传动尺寸增大，载荷变化时容易引起带的抖动。一般就根据结构尺寸要求确定中心距。中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 22 页按 )(2)(初估中心距 00) 确定基准长度 d )(2 88 79 004)2 244 50(2)4 502 24(9 0024)(2)(2202122100选取普通带的基准长度 d=2800) 确定实际中心距 )(88728009002 00 )( 0 i n d )( 22 8 0 a x d 8) 验算小带轮包角）、确定带根数单根带额定功率 0 曲影响系数， b 对于 C 型带 b=10传动比系数 i 对于传动比大于 2 的情况， i=定功率增量 i) =101480（ 1 角系数 a=度系数 L= 带根数：中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 23 页 z=00( = =整成整数取： Z=7 根 10）确定单根带的预拉力带每米长度质量 q；查手册得： D 型带的 q=kg/m 在保证不打滑的条件下，同时考虑离心力的不利影响，每根带最适宜的预紧力 0 为： 0 500 ) N 500 ) 417 11）确定压轴力 r 忽略带两边的拉力差，近似地按两边带的预紧力 0 的合力计算压轴力 r 2 2 7 417 5787 12）带轮的结构尺寸确定查机械设计手册得带轮的轮槽各尺寸如下图所示：中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 24 页图 2于 C 型，带轮基准直径小于 315，带轮的槽轮角为 36，而大于 315槽轮角为 38。带大带轮直径为 450槽轮角为 38 ,而小轮为 224轮角为 36。步减速器设计速器的设计要求传动比： i=74 输入功率：入轴转速： 740r/出轴转速： 10 r/步式减速器，输出轴的两轴距离为 956据要求，设计同步式减速器，即输出轴为两根转速相等，旋向相反的轴。减速器的传动方案如下图所示：图 2 轴为输入轴，电动机的动力由带传动传入 0 轴，经 0 轴的小齿轮分流后，每对啮合齿轮对只承载一半的载荷。中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 25 页级传动参数计算各轴转速的计算 60 rn m m 402/1480/ 01 m m 40/ 112 m 223 m 334 2各轴输入功率的计算 )(d )( )( )( 3个轴输入转矩的计算 )(550 111 )( 0/95 5 0 222 )(550 333 )(550 444 将各轴的运动参数和动力参数列于表 2 表 2 各轴的运动和动力参数轴号转速 n（ r/ 功率矩中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 26 页 1 740 10 I 级传动轮齿副设计计算：）、选择齿轮材料大小齿轮均采用斜齿轮传动小齿轮选用 20 渗碳淬火处理硬度齿轮选用 20 渗碳淬火处理硬度）、按齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，此处减速器要求精度并不是太高，取 8 级精度就可以满足要求了。按 1/ ( 740/=s 取中间值 s 小轮分度圆直径圆柱齿轮传动简化设计计算公式得： 320 12 其中：（注：本节以下查表，未注明的皆为查中国矿业大学出版社，王洪欣等主编的机械设计工程学一书中的表。）齿宽系数 d 查表 8齿轮相对轴承为非对称布置，取： d 小齿轮齿数的推荐值为 20 40，取初定：小齿轮齿数12 大齿轮齿数2i*1Z=2= 中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计第 27 页圆整成整数，大齿轮齿数选择2Z=103 齿数比 u u=2Z/1Z=103/22=动比误差 u/u u/u=( 误差在 5范围内小轮转矩 478660N 荷系数由式 A V 使用系数 A 可由使用系数表（表 8得：载荷系数可由动载荷系数图（图 8得初值：向载荷分布系数因为齿面硬度 350照硬齿面由齿向载荷分布系数图（ 8：间载荷分配系数由下式计算得：齿间载荷分配系数的初值 K t 在推荐值 ( =7 ) 初选 =13 r 1/ 1/

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