【JX300】胶带煤流采样机[FY+RW]【3A0】
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【JX300】胶带煤流采样机[FY+RW]【3A0】,jx300,胶带,煤流采,样机,fy,rw,a0
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中国矿业大学毕业设计任务书 学院 应用技术学院 专业年级 机自 04 学生姓名 叶华 任务下达日期： 2008 年 3 月 16 日 毕业设计日期： 2008 年 3 月 25 日 至 2008 年 6 月 10 日 毕业设计题目： 胶带煤流采样机 设计 毕业设计专题题目： 毕业设计主要内容和要求： 设计一胶带煤流采样机 ,适用于 固定式带式输送机 ,带宽1200够采到煤流全断面的煤样 ,能够调整采样时间间隔 ,每次采样满足商品煤的采样方法的要求。设计任务 要求 ：整体设计，传动系统设计 ，零件图设计，控制系统原理设计。 院长签字： 指导教师签字： 中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书 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 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书 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 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书 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 学毕业设计答辩及综合成绩 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 煤炭质量是煤炭交易和加工应用的最主要的指标 ,获得可靠的测试结果必然依赖于规范的检测过程 ,在采、制、化三个环节中 ,采样过程中可能导致的偏差是最严重的 ,采用机械化采样设备是最有效的手段之一。 胶 带煤流采样机是以电机为动力 ,通过减速器及带轮传递驱动力 ,利用大带轮上的挡杆使偏心轮重心上移的传动系统。采样机采样间隔时间通过时间继电器来调节。采样机机架设置在带式输送机机架两侧 ,整个传动装置均设在采样机机架上。该机器机构紧凑 ,制造成本低 ,采样准 确可靠 ,自动化程度高 ,是替代人工采样的理想工具 ,具有广泛的推广应用价值。 关键词 ：采样 ；采样机 ；输送机 ；自动取样 is of or on of be of is as on of is of of is up on of is is is it is an of 目 录 1 绪论 1 样的采取与制备 1 述 1 的不均匀性 1 样 2 品煤样的采取 2 样工具 2 样基本原则 3 流中采样 4 品煤样自动采取 5 煤厂生产检查煤样的采取 5 产检查主要项目和采样一般原则 5 样间隔时间和子样质量 6 样点及采样方法 6 样精密度 7 动采样机 7 2 样机设计方案的确定 10 臂式 (回 运动式 )样机结构原理 10 臂式采样机结构 10 臂式采样机工作原理 11 臂式采 样机方案说明 11 样机整机方案示意图 11 3 采样机的初步设计计算 12 斗的设计 12 斗 的 设计 12 4 偏心块的设 计 13 择偏心块的材料 15 算每次采集煤样重量 15 算每次采集所需做的功 16 算偏心块的尺寸 16 算 17 5 减速器的设计计算 18 案的确定 18 算传动装置的运动和动力参数 19 动机选型 19 力参数计算 19 速级齿轮参数计算 20 速级齿轮参数 计算 29 的设计计算 38 速轴（齿轮轴 ） 38 速轴 42 动轴承的选择 计算 43 联接的选择及校核计算 43 速器的润滑和密封形式 44 速器箱体设计 45 6 链传动设计 47 子链的结构 47 轮材料 48 子链传动的设计计算 48 子链链轮尺寸计算 50 子链链轮的基本参数和主要尺寸 50 圆弧一直线槽形状尺寸计算 52 向齿廓尺寸 54 体式钢制小链轮主 要结构尺寸 54 板式、单排铸造大链轮主要结构尺寸 54 子链链轮的量柱测量距 55 项公差的确定 55 制大小链轮图基本数据 56 7 主轴的设计与校核 57 择轴的材料 57 步确定轴最小直径 57 的结构设计 58 的 校核 59 煤过程 的校核 59 程过程 的校核 61 的细部设计 65 8 铲杆及曲柄的设计 67 杆及铲斗的设计 67 算最大过煤高度 67 算 铲杆尺寸 68 杆的设计 68 柄的设计 69 架的设计 69 9 控制系统设计 70 10 采样机的安装 71 品用途 71 要技术参数 71 品结构 71 品特点 72 源连接 72 作及使用 72 样机的维护 72 参考文献 73 翻译部分 74 致 谢 82 编号： （ ）字 号 本科生毕业设计 题目： 姓名： 学号： 班级： 二八年六月 胶带煤流采样机 设计 叶 华 21040217 机械工程及自动化 2004级 1班 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 1 页 1 绪论 样的采取与制备 煤种、煤的物理及化学性质是决定其用途、加工方法和工艺的重要依据。因为煤是大宗物质，在检测它的性质时，不可能采 取 破坏性的试验和测定，只能根据不同的目的和要求从大批 (或一批 )煤中取出有代表性的一小部分进行检测，这种按有关规程采取一小部分煤的过程称之为采取，简称采样。 例如，为检测煤层贮存和矿井生产情况而采取的煤样称之为煤样、生产煤样等。在选煤厂要采生产检查煤样，及时了解生产状况，指导生产；成品装车销售，要采商品煤样， 以确定该煤的产品质量和价格。用于不同检测目的的煤样其质量 是不同的，少则几公斤、几十公斤，多则几吨，甚至 10 吨，而化验所用煤样，只需要几十克或几千克，并且有一定的粒度要求，因此还需将采来的煤样制成供分析用的煤样。 述 一、有关术语： (1)煤样 为确定煤种、性质以及某些特性而从煤流或煤堆中采取的有代表性的一部分煤。 (2)采样单元 从一批煤中采取一个总样的煤量。一批煤可以有一个或多个采样单元。 (3)分样 由若干个子样构成，代表整个采样 单元的一部分的煤样。 (4)总样 从一个采样单元取出的全部子样并成的煤样。 (5)子样 采样器具操作一次或截取一次煤流 全断面所采取的份煤样。 (6)批 需要进行整体性质测定的一个独立煤量。 (7)标称最大粒度 与筛上物累计质量百分率最接近（但不大于） 5%的筛子相应的筛孔尺寸。 (8)系统采样 按相同的时间、空间或质量间隔采取子样，但第一个子样在第一间隔内随机采取，其余子样按选定的间隔采取。 (9)随机采样 对采样的部位或时间均不施加任何人为意志，能使任何部位的物料都有机会采出。 (10)时间基采样 整个采样单元按相同的时间间隔采取子样。(11)质量基采样 整个采样单元按相同的质量间隔采取子样。 (12)多份采样 从一个采 样单元取出若干份子样依次轮流放入各容器中。每个容哭器中的煤样构成一份质量接近的煤样，每份煤样能代表整个采样单元的煤质。 的不均匀性 由于成煤生物量、成煤条件和地壳变迁的民政部不同，不同煤田煤矿化学组成和物理特性不尽相同。即使是同一煤田同一矿井的不同煤层之间，其化学组成和物理特性有时差异也很大。这种在煤组成中的不均匀性是因为： (1) 是由大小不同粒度级别组成的，运动时，自然形成一个不均匀体。例如从煤仓往火车上装煤时，块煤 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 2 页 会多聚集到车体的四周，小粒度煤则多落在 中心。 (2) 度低的煤集中在上部，密度高的煤集中在下部，形成煤密度组成的不均匀体。 (3) 小块煤和大块煤具有不同的成分。煤的不均匀程度取决于存在偏析程度、粒度范围和煤是否经过精选加工，其不均匀性随煤是游离灰分的增加而变大。由于游离灰分很难测定，一般以煤的总灰分代替游离灰分，即煤的不均匀性与灰分含量是成正比，灰分含量愈高，愈不均匀。通常用单个子样的方差来表示煤的不均匀程度。方差大，表示为灰分波动范围大，不均匀； 方差小，表示煤灰分波动范围小，较均匀。单个子样的方差是这样确定的：从一批煤的不同部位采取几十个子样的方差 1)(122 i （ 1 式中 每个子样的干基灰分； x n 子样数目。 样 采样是指从特定量的煤中取出一部分有代表性的总样，以供确定该特定量煤的质量的过程。 所采总样在数量上很小，但在物理和化学性质上却能代表该特定量的煤。由于煤是不均匀物料，要取到在质量上同这批特定煤量绝对相同的煤样是不可能的，只能做到性质不系统偏向一方，而且在一定范围内，必须尽可能地接近特定量的全部煤的平均质量，才能以这一小部分煤的分析试验结果来代表这一特定量煤的平均性质。 煤样的代表性取决于组成平均煤样的子样数目、子样质量和采样位置及方法等。 品煤样的采取 商品煤样是代表商品煤平均性质的煤样。商品煤样可以从煤流中、火车、汽车、船上和煤堆上采取。商品煤样的化验结果作为供需双方 结算的依据。 样工具 型式 用以从煤流中和静止的煤中采样。铲的长和宽均应不小于被采煤样最大粒度的 倍 ， 对最大粒度 150煤可用长宽 30050铲。 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 3 页 用以在落煤流处截取子 样 。 倍，其容量应能容纳输送机最大运量时煤流全断面的全 部煤量。 凡满足以下条件的，人工或机械采样器都可应用。 采样器开口尺寸为被采样最大粒度的 倍； 能在标准规定采样点上采样； 采取的子样量能满足标准要求，采 样时煤样不损失； 性能可靠，不发生影响采样和煤炭正常生产和运输的故障； 经权威部门鉴定采样无系统偏差，采样精密度达到标准要求。 样基本原则 精煤和特种工业用煤，按品种、分用户以 1000t（ 100t，下同 ） 为一采样单元；其他煤按品种、不分用户以 1000t 为一采样单元；进出口煤按品种、分国别以交货量或一天的实际运量为一采样单元，运量超过 1000t 或不足1000t 时，以实际量为一采样单元。 各种煤的采样精密度规定见表 1 表 1 采样精度 品种 原煤、筛选煤 精煤 其他洗煤 （包括中煤） 干基灰分 20% 干基灰分20% 采样精密度 A（绝对值） 1/10灰分但不小于 1% 2% 1% (1)种煤应采取的最少子样数目规定见 表 1示 。 表 1 1000t 最少子样数目 干基灰分 /% 采样地点 品种 煤流 火车 汽车 船舶 煤堆 原煤、筛选煤 20% 20% 60 30 60 60 60 60 60 60 60 60 精煤 15 20 20 20 20 其他洗煤和粒度大于 100煤 20 20 20 20 20 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 4 页 (2)000t 的子样数目 N 按式 1算，即 1000 (1式中 N 实际应采子样数目，个； n 1000t 煤按规定的子样数目，个； m 实际被采样煤量， t。 (3)000t 时 ，子样数目应按 上 表规定数目按比例递减，但最少不能 少于表 1定的数目： 表 1基灰分 /% 采样地点 品种 煤流 火车 汽车 船舶 煤堆 原煤、筛选煤 20% 20% 表 1(4)每个子样的最小质量根据商品煤标称最大粒度，按表 1定确定。 表 1 子样质量 最大粒度 m/m 25 50 100 100 子样最小质量 / 1 2 4 5 流中 采样 (1) 时间基采样或质量基采样。子样时间间隔T 和质量间隔 m 分别按式下面两个公式计算。子样数目和子样质量分别按 表1表 1表 1定确定。 0(11式中 T 子样时间间隔， m 子样质量间隔， t； G 煤流量， t/h； n 子样数目。 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 5 页 (2)根据煤的流量，以 1 次或分 23 次用接斗或铲横截取煤流的全断面为 1个子样。分 23次截取时 ，按左右或左中右的顺序进行，采样部位不得交错重复。用铲取样时，铲子只能在煤流中穿过1次，即在进入或撤出煤流时取样，不能 时出都来取样。 (3)带运输机的移动速度一般不能超过 s，并且要设防护栏保证安全。 品煤样自动采取 任何一个选煤过程总是和采样同时进行的 才能确定原煤和选煤产品的质量 商品煤样作为供需双方结算的依据，它直接关系到企业的经济效益，因此采取有代表性的煤样非常重要。目前我国大部分商品煤样还是人工采取。近年来从国引进了一些在煤流中自动采样的采样系统，如美国 司生产的装车系统已在一些选煤厂使用。 煤厂生产 检查煤样的采取 选煤 厂为了控制各工序的产品质量和机械设备的工艺效果所采取有煤样称生产检查煤样，其分析试验结果可作为指导生产操作及控制生产指标的依据。 产检查主要项目和采样一般原则 生产检查煤样包括入选原煤、中间产物、最终产品和为控制生产操作条件而采取的煤样。不同煤样的采样目的、性质及要求均不相同。 1. 入选原煤煤样 原料煤是选煤厂的加工对象，对其数量、质量的变化情况必须进行研究和分析，以制定出合理的分选指标 。入选原煤煤样通常在进入主厂房的琏式输送上采取，若原煤性质不稳定，粒度较大，采取的子样数目应较多，子样质量应较大。 2. 精煤煤样 精煤是选煤厂主要产品，必须随时了解和掌握精煤的数量、质量情况。精煤煤样包最终精煤煤样和生产中间环节的精煤煤样，通常在脱水后采取，如在煤、精煤带式输送机、脱水（介）筛出口、离心脱水机产物出口处 等部位采取。精煤质量比较均匀，但因为它是选煤厂主要产品，直接关系到选煤厂的经济效益，因此要检查得勤一些，采取的子样数目要安排得当，子样质量可以适当少一些。 3. 中煤、矸石煤样 中煤是选煤厂的副和矸石的数量、质量指标可以了解选煤设备分选效果的好坏以及各产物的损失和污染情况。中煤、矸 石煤 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 6 页 样包括中煤工业品样和最终矸石煤样和中间环节煤样，通常在中煤和矸石斗式脱水机卸载处或带式输送机的煤流中采取。检查的间隔时间可根据需要适当长一些，子样数目也可适当少一些。由于中煤、矸石粒度较粗，密度较大，子样质量应相应较大。 4. 浮选入料、浮选精煤、浮选尾煤煤样 采取浮选煤样是为了分析浮选系统工作情况制定浮选的药剂制度，从而生产出合格精煤。浮选入料可在矿浆预处理装置出料管中采取；精煤可在过滤机脱水后滤饼中采取；尾煤在尾煤槽中采取。由于浮选作业比较稳定，粒度细，因此检查的间隔时间可适当延长，子样数目可少一些，子 样质量也可相应小。 样 间隔时间和子样质量 选煤厂生产检查煤样在选煤机常负荷运转 5 10随机采取，采样按时间基采取。采样最大时间间隔和子样最小质量见表 1 表 1 生产检查煤样采取 煤样名称 采样最大时间间隔 /样最小质量或体积 采样地点 入选原料煤 20 4 入选前煤流中 装仓精煤 20 2 入仓前煤流中 选煤机精煤 15 2 选煤机溢流口 中煤、洗混煤、矸石 30 4 中煤、洗混煤、矸石流中 选煤机中煤、矸石 30 4 斗子卸料口或溜槽出口处 浮选精煤 30 1 过滤机滤饼 (脱水设备 ) 浮选入料 30 1L 矿浆准备器出料管 浮选尾矿 30 1L 浮选尾矿槽 洗水等煤泥水样 120 1L 水流由高向低的流出口处 煤泥回收筛精煤 20 2 回收筛精煤卸料处 粒级煤 30 2 5 粒级煤煤流中 样点及采样方法 在煤流中采样商品煤样的采取 （本设计工况） 。 对斗子提升机采样应在斗子 卸料的出口处或溜槽底开口处采样，采样口的宽度应能保证能采到煤流的全断 面 。 采样在煤流全断面按左中右顺序进行采样时采样器底部紧压溢流堰，以截取溢流层的全高，采样器装满后迅速提起，使已采取的煤样不被水冲出，等水通过网底后，将试样倒入煤样桶中。若用机械手取样，可沿溢流堰从一端开始一次取全断面。 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 7 页 煤泥水样在煤泥水流由高向的流出口处采取，采样时应截取水流全宽或沿水全宽以均匀的间隔采取。 样精密度 生产检查煤样采样精密度同商品煤样采样精密度。 动采样机 各选煤厂根据检测目的和具体要求以及采样点的不同情况研制了不类型的采样机。这些采样机主要用于在输送机、溜槽等煤流中采样。采样机在使用前必须进行参比试验（如停带采样），检验无系统偏差后方可使用。采样机优于人工采样，它能以同样方式动作，没有人为主观因素的干扰，节省人力物力。下面是几种较为常见的常用的采样机。 这种采样机有一个载煤斗，该载煤斗垂直于输送机运动方向，轻均匀速度通过煤流。载煤斗开口宽度为煤的最大粒度的 3 倍。其主要类型有：（一）、活动闸板式采机；（二）、容器式采样机。 在斗式提升机卸载点煤流相垂直的方向 上，有一个能盛整斗煤样的箱车，箱车可入复运动，其宽度与厚度 ，由时间继电器以相等于斗子间隔控制一个导向板，将斗子中的物料志入车箱，斗子提升机卸载点采样机示意 图 如 图 1 矿浆自动取样机不需要动力，直接由矿浆冲击取样盘运转连续取样。矿浆自动取样机示意图如 图 1 刮臂的动作是横向扫过带式输送机的全宽刮出子样，刮臂式采机示意图如 图 1样的质量取决于胶带上负荷和采铲的宽度和形状。可以通过时间继电器控制电动机以相等的时间间隔采样。为了避免系统 偏差，采样铲运动的轨迹应与带式运输机曲度一致，否则会产生损伤胶带或“底煤”问题。采样铲的形状、速度以被采到的煤样大块不被丢掉为准。由于子样质量不可能太大，此采样机仅适用于粒度小于 50选煤产物。 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 8 页 图 1斗子提升机卸载点采样机示意图 图 1活动闸板式采机示意图 1 自动操纵闸 ； 2 控制操纵闸动作液压系统 图 1斗子提升机卸载点采样机示意图 图 1 矿浆自动取样机示意图 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 9 页 图 1刮臂式采样机示意图 1 停止开关； 2 减速器； 3 电机； 4 运输带； 5 接样溜槽； 6 取样机联杆刮臂； 7 采样铲； 8 皮带托辊 采样器械可分为人工采样器具和机械采样机 2 类。与人工采样器具相比 更主要的是采样间隔时间短 样品更具有代表性。日前所采用的机械采样机都是按断流截取法原则 按其截取方式可分为 ： (1)直线运动式采样机直线运动式采样机分为往复运动式与非往复运动式 2 种。其特 l 从是截取物料的速度快 取出均匀的、代表性强的样品。选煤厂广泛采用的有 丝 杆式和链条传动采样机。 (2)钟摆运动式采样机钟摆运动式采样机在垂直位置时运动速度较两边快 边厚 日前己极少采用。 (3)回转运动式采样机山 于 受结构限制 故回转运动式采样机截取的物料比直线运动式采样机的要多 粗粒物料的采样。 本设计所设计的 带式 输送机煤流采样的刮臂式采样机即属于回转式采样机。 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 10 页 2 采样机设计方案的确定 臂式（ 回转运动式 ） 采样机结构原理 臂式 采样机结构 1 采样机结构 输送带煤流采样机 由 电动机、传动装置、工作机构、机架和控制箱等组成 。 各主要部们安装在机架上 。 机架横跨在带式输送机的中间架上用螺柱联接或焊接。如图 2示。 图 2输送带煤流采样机示意图1 电动机 ； 2 传动装置 ； 3 机架 ； 4 控制箱 ； 5 工作装置 ； 6 带式输送机中间架 工作机构如图 2 是一个四连杆机构。实际工作过 程中可分解成2种四连杆机构 ， 采样时为摆动导杆机构 ;回程时为曲柄摇块机构。 图 2采样机 工作机构 示意图 1 定位轴 ； 2 铲杆 ； 3 主动轴 ； 4 曲柄 ； 5 滑块 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 11 页 臂式 采样机工作原理 当时间继电器延时到设定的时间时 ， 电动机启动。电动机经减速器和 皮带 传动将转知传给大 皮带 轮。滑装在传动轴 (见图 2的大 皮带 轮转至一定位置时 ， 其上的挡杆与偏心块接触 ，并 带动偏心块一起转动。偏心块转到最高位置时脱离大链轮上的挡杆靠自身重力作用快速向 下 摆动，带动曲柄转动，使曲柄 驱 动铲杆沿 采样轨迹快速运动，完成 1 次采样。当偏心块在最高位置时，触发行程开关，使时间继电器复位，电机停止，重新开始延时。 臂式采样机方案说明 此 采样机用于 通用固定带式输送机上， 采用 链轮 传动， 减速器为二级行星轮减速器 。 采样时 间间隔可通过继电器调整，其调整范围在 199 间。 样机整机方案示意图 1、电机； 2、减速器； 3、小链轮； 4、偏心块； 5、大链轮； 6、偏心块； 7、工作机构； 8、主轴 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 12 页 3 采样机的初步设计计算 设计参数： 输送带宽度 ： 1200/通用固定带式输送机） 输 送 能力 ： 1000 t/h 带 速 ： 2 m/s 物料 松散密度： 03kg/辊直径为： 108料最大粒度： 50斗的设计 国标规定，用以从煤流中采样的铲的长度和宽度均应不小于被采样煤最大粒度的 3倍。因此，采样机的取样铲的长度和宽度应不小于 125 150 际上，采样机的取样铲的长度和宽度分别为 180 150 不但 满足要求，同时， 80 深度也满足子样质量要求。 斗 的设计 国标规定，接斗的容量应能容纳输送机最大运量时煤流全断面的全部煤量。 本采煤机 用的接斗尺寸 定 为 250 300 全可以将铲子抛出的煤接住而不丢失。 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 13 页 4 偏心块的设计 图 4心块的结构 偏心块的结构如图 3采样机的铲煤行程是靠偏心块的重力下移来实现的，也就相当于利用偏心块的振动。 利用振动能有效地完成某些工艺过程，由于振动机械具有结构简单、制造容 易、重量轻、成本低、能耗少和安装维修方便等一系列优点，而在很多工业部门中得到广泛应用，但有些振动机械存在着工作状态不够稳定，调试比较困难，动载荷较大，零件使用寿命低和噪声较大等特点，这些正是设计中应注意的问题。 大扇形的面积 211 180 (4大扇形的偏心半径 (形心位置 ) 1 (4 2 个三角形的面积 222122 (42 个三角形的偏心半径 s i n)s i nc o s(31 2212 (4 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 14 页 12R 小扇形的面积 223 1 8 090 (4小扇形的偏心半径 )90s )90( 1 2 0 23 圆孔的面积 420 (4圆孔的偏心半径 00r(4整体偏心块的面积 0321 (4整体偏心块的偏心半径 S 0332211 (4偏心块的质量矩 0(4式中 角度，通常取 =60 ； 偏心块材料密度； 偏心块厚度。 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 15 页 择偏心块的材料 查机械设计实用手册第二版表 2用 素钢 。 算每次采集煤样重量 采样头的切割速度 由于目前国家标准中对这一点还没有相关规定，故参照 ASTM 400mm/s。 1 采样精密度 胶带速度 m/s， 故实际采样速度 22221 。 2 实际采样 长 度 l = v t =11.5 m。 为了减少犁煤现象的发生，采样时间应尽量短一些，故 t 暂 取 1 秒。 3 输送 机的断面图如图 4示 图 4送机断面图 槽形角， 45； B 胶带宽度； 动堆积角 ； b 有效带宽 输送机断面面积包括两部分：梯形面积 圆弧面积 查矿井运输提升第二版表 3 17，选堆积角为 =30，得物料的最大面积为A= 4 采样体积 和 每 次采样样品重量 采样 体积 =l 采样铲宽度。 样 品 重 量 03kg/0 煤的堆积密度 。 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 16 页 算每次采集所需做的功 煤样 与胶带的摩擦力 F= (4式中 f 煤与胶带的摩擦系数，查得 f = m 一次取样煤的重量； 故 F=4080 N；一次取煤样所需的功： s=180 70 Nm (4算偏心块的尺寸 如图 4将 =60， =100 =103kg/402=90d =50次代入式 (4(4计算结果见表 4 表 4 偏心块设计计算结果 计算项目 计算公式 结果 大扇形的面积 11 180 60288记扇形的偏心半径 r 个三角形的面积 22122 个三角形的偏心半径 s s 2212 ( 12 38 小扇形面积 23 180/)90( 7347.6 扇形偏心半径 90s )90(/1 2 0 23 孔的面积 )( 20 5024 孔的偏心半径 0 r 0 整体偏心块的面积 S 0321 体偏心块偏心半径 r )( 0332211 心块质量矩 0 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 17 页 算 得知道偏心块的质量矩，可求得偏心块的质量 m=75知偏心半径r=： (4=4 7503 =m 70 Nm 满足 设计要求。 注： 为了方便重块的调整， 为此 将偏心块做成 可调 式 的，最 大重量至 75要增减铁片个数，就可调整重量，调整块通过螺柱螺母固定在偏心块上。每块铁片的重量为 5块 最 轻重量为 60造时重块不得小于 70 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 18 页 5 减速器的设计计算 根据工作机 构 的要求，传动装置将原动机的动力和运动传递给工作机。实际表明，传动装置设计得合理与否，对整部装置的性能，成本以及整体尺寸都有很大影响。因此，合理地设计传动装置是整部机器设计工作中的重要环节，即合理地拟定传动方案又是保证传动装置设计质量的基础。 由于 行星传动结构紧凑 ， 体积小，质量小 ，传动效率高，传动比较大，可以实现运动的合成和分解，运动平稳、抗冲击和振动的能力较强。固采用行星传动装置。 本减速器设计为 双级 行星传动设计 。 案的确定 本次设计选双级 2速器结构简图如图 5 图 5星轮结构简图 (用角标 1 表示高速级参数， 2 表示低速级参数 ) 此减速器的优点：适用于在传递动力时它可以进行功率分流；同时，其输入轴与输出轴具有同轴性，即输出轴与输入轴均设在同一主轴线上。所以行星齿轮传动现已被人们用来代替普通齿轮传动，而作为各种机械传动 系统中的减速器、增速器和变速装置。 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 19 页 算传动装置的运动和动力参数 动机选型 查机械设计实用手册表 10 90L 8 型 电动机，其基本参数为： 额定功率： 额定 转速 ： 700r/ 长宽高： 340 195 250 力参数计算 1 传动比及传动比分配计算 由于还需考虑到 链 传动的设计，故先取大 链 轮转速 10r/本设计 采用 链 传动，包角 （即小链 轮包）是影响传动承载能 力的一个重要参数。设计时应当保证 90120 。为了使 尽可能大，带传动比 i 不能过大，应使 i7， 这里先取带传动比 i= 按 电机 功率 P= 采样机整机 总传动比为 ： 7010700 出入故减速器总传比 0/35=20。 2 传动比分配 分配原则是各级传动等强度和获得最小外形尺寸，在两级行星齿轮传动中，用角标 表示高速级参数， 表示低速级参数。设高速级和低速级外啮合 齿轮材料，齿面硬度相同，则H ；取行星轮数目 3面工作硬化系数WW ；低速级内齿轮分度圆直径B 表示，并取 B=载荷不均匀系数CC ；取齿宽系数 6.1dd。 因为动载系数触强度计算的齿向载荷分布系数 ）等于 故取 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 20 页 （N ） =以 A=2 l i m2 l i mN d s N d s = (5 由公式 3 ，查机械设计手册第十三篇图 13可查出 两级行星齿轮传动的传动比分配，图中i及 i 分别为高速级及总的传动比。此例中 3 由图查 (5速级齿轮参数计算 通常取行星轮数目 3过多会使其载荷均衡困难，过少又发挥不了行星齿轮传动的优点，由于 距可能达到的传动比极限值较远，所以可不检验邻接条件。 查 行星齿轮传动 表 3择 行星齿轮传动的配齿选择 。 各轮齿数按公式 (5进行配齿计算，计算中根据 适当调整，使 C 等于整数，再求出 使 c。适当调整 c 为整数。 则 ： n (5所以 196519328 965(21)(21 查出适用的预计啮合角在 20 20 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 21 页 心距 a 和模数 m 中心轮 a 和行星轮 c 均采用 20质、渗碳淬火，齿面硬度 5862图查得，取 =1400N/ 2340 ，中心轮和行星轮的加工精度为 6 级；内齿轮 b 采用 40质、表面淬火。齿面硬度48 55查 图，取 =1100N/ 2350 ，内齿轮 级。 按弯曲强度的初算公式，计算齿轮的模数 m 为 3z (5现已知 9， 2340 。小齿轮名义转矩 ： 03 5 09 5 5 011 nn (5取算式系数 按表取使用系数 K ；取接触强度计算的由行星轮间 载 荷分布不均匀系数 由公式可得： ( K (5由图查得齿形系数 表查得齿宽系数 3.0d。则得齿轮模数 为 2 m (5齿轮模数 在两个啮合齿轮副 A C、 B C 中，其标准中心距 )(21)2319(121)(21 )(21)2365(121)(21 由此可见，两个齿轮副的标准中心距都相等。因此，该行星齿轮传动能满足非变位的同心条件。 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 22 页 分度圆直径 ： )(19191 )(23231 C )(65651 B 齿顶高 ： )(111* )(111* ( * 式中 Ba 齿根高 ： )( * )( * )( * 齿高 ： )(A )(C )( B 齿顶圆直径 ： )(2112192 A )(2512232 C )(B 齿根圆直径 ： )( )( 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 23 页 )( 对于所设计的上述行星齿轮传动 应满足如下的装配条件。 邻接条件 按公式 5算其邻接条件，即 s (5将已知的aCd、 2得 )( 0s 即满足邻接条件。 同心条件 按公式 5算该公式 2K H 型行星传动 的同心条件，即 A Co (5齿轮副的啮合为 20 20 19 65 23入式 5得 C 故 满足同心条件。 安装条件验算 按公式 5算其安装条件，即得 整数）(283 6519 n 所以，满足其安装条件。 动的接触强度和弯曲强度 强度计算所用公式同定轴线齿轮传动， 先 确定)/(601000)11(1 (5 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 24 页 则 )/(1(70019 动载系数 Av 行星齿轮传动 表 6得 确定计算公式中的其他系数 使用系数 轻微冲击得 K ； 齿间载荷分布系数 弯曲强度计算时， )1(1 (5 接触强度计算是， )1(1 (5式中 F 及 H 齿轮相对于行星架的圆周速度 大齿轮齿面硬度2 影响系数，按表选取 b 齿宽和行星轮数目对 对于圆柱直齿传动，如果行星架刚性好，行星轮对称布置或者行星轮采用调位轴 承，则使太阳轮和行星轮的轴线偏斜可以忽略不计，b值可 查行星齿轮传动 图 6取。 由图查得b=分别 代入式 55得 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 25 页 求齿间载荷分配系数 先求端面重合度 )t a n( t a n)t a n( t a 2211 zz a(5式中 0co 0co 则 ： 1)3 6 3 9 9)3 6 3 9 921)20t t 0t t 因为是直齿齿轮，总重合度=， 所以3 0 Z ： )8( Z (5式中 2 所以 (0 0 8 3 弹性系数 /0600021)1(21 (5接触强度计算的重合度系数Z： Z 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 26 页 接触强度计算的螺旋角系数Z： 10c o sc o s Z 接触强度计算的寿命系数 因为当量循环次数 7105 1最小安全系数 取1； 润滑剂系数 考虑用 械油作为润滑冷却剂，按 行星齿轮传动 表 6 粗糙度系数 按表 6 面工作硬化系数。接触强度计算的尺寸系数 1。 动接触强度验算 计算接触应力 H ，由式（ 6 (5 按式 5算 许用接触应力 m i n H l i m (5 强度条件： 则 ： 5 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 27 页 2l i 4 0 0)( 4 3 计算结果 得出 ， 触强度通过。用 20质后渗碳淬火，安全可靠。 动弯曲强度验算 按式 5算 齿根应力为 ： )( 2 F (5 式中 图 6取 ： 行星齿轮传动 图 6取 ： Y Y 为是直齿，取Y=1 )/(考虑到行星轮轮齿受力可能出现不均匀性，齿根最大应 力： )/( m a x (5由强度条件 即 ： m a xm a x Y 则 ： )/(m i nm a xl i m 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 28 页 查 得， 20质、渗碳淬火， 2340 。 动改用材质后，弯曲强度验算也通过。 动大接触强度和弯曲强度 根据 动的 H 来确定 动的接触应力因为 动为内啮合， 所以 )/( 2 B(5 核算内齿轮材料的接触疲劳验算 由 ，按式 5 )/(i nl i (5 40质 22l i m / 1 0 0 ，则内齿轮用 40质材料，接触强度符合要求。 弯曲强度的验算 只对内齿轮进行验算，按式 5算齿根应力，其大小和 动的外啮合一样，即 ， )( 2 2m a x 由强度条件 得 )/(i nm a xl i m (5 中国矿业 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 1 页 翻译部分 is an to a of to an is 0th of of of in of by of so no of of of is of 0 of of or is at of to be by to is of on of of of of is to is in of of so of is of of of a a to of of of 0 of of in to in or to we in by to of in a of to is at of be of If of to we 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 2 页 of to of of to is of or to to is a by up on a of in to of to of to by of o of a or up on is to in or of is of on of As of of 970s, s of of to a is in is at s as a of of as by in s in he 0 to 5 20 m 250,000 of of a on it is be of is by of 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 3 页 of in be a of (1) of of be in of on of (2) of in of on of is (3) to be of of a to it to 1. of of on in of of is of be a of in by on of in of is of of of as by in of in it be to a of of as a to by of of to to a in on 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 4 页 at to of of on of to be a of by to 1.2 of nd of is to in of in of to of n it of at to in to of of of of a of 57 s), is of is by it by of of of 2. of he of in is is to be of a to of be of he to a) is a of in by a of of be a or of a is to of of of be in of or or of or to of as a b) of is on of of is to of of 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 5 页 c) to of d) of to to so 2.2 a) to of b) to of c) of d) e) or of 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 6 页 中文译文 煤炭是一种极不均匀的大宗物料，怎样采集到具有代表性的样品进行质检，这对于大宗物料的煤炭质量作出准确的评估是至关重要的。由于技术水平的关系， 20 世纪，燃煤发电厂多采用人工采集煤样，但随煤炭商品市场化进程的加速，商品的交易渠道日益多元化，使得消除人为参与的机械化采样装置越来越受广大电厂的青睐，自动化机械采样机越来越普遍，但至今为止还未有有关机械采样机的国家级验收规程颁布。故对于占整个煤炭质检误差80%的采样系统的性能评价自然就成为人们关注的焦点。 任何一个选煤或采煤过程总是和采样同时进行的，因为采出的煤 必须经过煤质分析才能进行后续的操作。只有了解相应的测试结果，才能确定原煤和选煤产品的质量，计算工艺指标。煤质分析是煤炭生产、加工利用、贸易以及煤的各种研究的基础工作，随着市场经济和科学技术的发展，对煤质分析提出了越来越高的要求，既要求实验方法科学，又要求采、制、化仪器设备方便、快速。采集原煤样品是煤质检验的第一步，也是煤质检验过程中最关键的一环，所以采样的要求也越来越高。 煤炭是粒度及化学组成极不均匀的矿物质和有机质组成的混合物。因此，对煤的采样也就提出了更高的要求，所采煤样是否有代表性，关系到买卖双方的经 济利益。从统计角度而言，煤质分析的总误差有 80%来源于采样。煤质分析实践中，为确保数据准确，不仅要求采样过程严格依据标准或规程进行操作，同时还对采样工具、设备、人员及一些操作细节都有严格的规定和限制。但即便如此，我们还是在煤炭贸易中经常遇到供需双方为灰分、水分、发热量等计价指标的差异发生争执，尽管双方都是反映同一批煤的质量，但由于双方都是人工采样，其人为误差和偶然误差都较大，同时采样人员的采样操作也不尽相同。如 :采样时挖坑的深浅 !子样数目 !子样质量都可能不同。因此，双方结果常有较大差异。如果供需双方都能实现 机械化采样，就可以消除人为因素造成的误差。就拿红炭山矿业公司红炭山发运站来说，需要监测的煤炭质量主要由三方面构成 :一是进站煤质量，煤样主要由汽车采样机采取 ;二是经过筛分后的进仓煤质量，煤样主要由人工在配煤输送机上或下到煤仓内采取 ;三是发出商品煤质量 ， 煤样主要由工人爬到车皮上取得。从实际运作效果看，除进站煤样通过汽车采样机随机取样能代表进站煤质量外 ，其余二方面煤质因人为因素，所采取的煤样与实际煤炭质量经常出现较大误差，无法给调度部门合理配煤和领导的销售决策提供有力的依据，同时，工人还要下到煤仓内或爬到火车皮上 取样，极容易出现安全问题，特别在雨天或晚上，采样危险性就更大。 煤质分析是煤炭生产、加工利用、贸易以及煤的各种研究的基础工作。随着市场经济和科学技术的发展，对煤质分析提出了越来越高的要求，既要求试验方法科学，又要求采、制、化仪器设备方便、快速。自 70 年代以来，中国煤质分析的制样和分析化验仪器设备已发展到相当规模。不仅种类齐 中国矿业大学 08 届本科生毕业设计论文 第 7 页 全，而且正在逐步实现自动化，有的已达到国际水平。但在机械化采样系统方面，仍发展较慢，目前，世界产煤及用煤大国，已广泛使用机械化采制样系统，虽然国外已有较成熟的采样系统设备，例如早在上世纪 60 年代中期，美国即开展了煤炭生产及燃煤系统的采样研究。较大的公司有美国的江比朗公司，它生产的煤采样系统，为美国政府所认可，成为美国当今煤炭
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