包钢烧结φ250卸灰阀设计 毕业设计

I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IIDESIGNOFSINTERING250DUSTVALVEINBAOTOUSTEELFACTORYABSTRACTELECTRICCONETYPEDOUBLEDUSTVALVEISASPECIALTYPEOFDUSTDEVICEINSINTERINGPLANTTHEDOUBLEDUSTVALVEOFTHESINTERINGMACHINEISUSEDTOPLEDGENOTTOLEAKMATERIALS,THESINTERINGMETERIALFROMTHEBELLOWSWHICHISATTHEBOTTOMOFTHEMACHINE,SHOULDBETRANSPORTTOTHEBELTCONVEYORONTIMEITSDIRECTINFLUENCEOFPERFORMANCECHARACTERISTICSGOESTOSINTERINGMACHINEPRODUCTIONANDTHATWHETHERWORKRATESHAVEAFURTHERRAISING250ELECTRICCONETYPEDOUBLEDUSTVALVEHAVESIMPLESTRUCTURE,HIGHWORKINGEFFICIENCY,COMPARATIVELYLARGEDUSTCLEARINGQUANTITY3T/H,ITHAVEDOUBLESTRUCTURALSEALINGTHATCANBEGOOD,LITTLEAREAOFOCCUPANCY,ANDITSUITSTOWORKINBADENVIRONMENTTHEREFORE,ELECTRICCONETYPEDOUBLEDUSTVALVEGETSEXTENSIVEAPPLICATIONINEACHSTEELFACTORYINTHISGRADUATEDDESIGN,ITSMAJORISTHEDESIGNOFTHEPARTOFTHETRANSMISSIONTOELECTRICCONETYPEDOUBLEDUSTVALVE,SPECIFICDESIGNSTEPISDIVIDEDINTOSOMEPARTSOFTHEGENERALDESIGNOFTRANSMISSIONSCHEME,THEDESIGNOFTRANSMISSIONPARTS,THEDESIGNOFSHAFTPARTSASWELLASTHEHEATTREATMENT,ANDOFTHEWEAROFMETAL,THEPARTOFTHESEALANDLUBRICATIONKEYWORDDUSTVALVECONETYPEDUSTCLEARINGMAINTRANSMISSIONDEVICEIII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粒度010MM温度1501烧结散料密度17T/3M2处理量3T/H3阀工作周期286S4重锤量46KGIV目录摘要IABSTRACTII第一章绪论111课题来源及课题设计的意义1111烧结厂粉尘来源1112烧结厂生产工艺中废气的产生2113污染物特点及其技术参数212烧结厂废气治理所采取的措施3121烧结机废气除尘3122烧结机烟气中二氧化硫的治理3123烧结机尾除尘4124整粒系统除尘5125球团竖炉烟气治理5126生产工艺流程的改革6127烧结厂烟气冷却机废气的余热回收方式6128除尘技术装备水平和效果普遍提高7129烧结厂粉尘二次污染控制采取的措施71210加强设计工作适应生产要求71211加强操作和设备维护813卸灰阀的分类及其工作原理8131卸灰阀的选用原则8132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1321确定传动方案13211传动装置的组成13212合理确定传动方案13213确定减速器结构及其零部件13V214选择电动机的型号14第三章传动零件的设计1731摆线针轮行星传动设计17311特点17312减速器的选择18313设计计算1832传动托阀摇臂轴的设计2133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3541键的选择和键联结的强度计算35411减速器与拨盘轴静联结所用键35412上拨杆与轴静联接所用键35413托阀摇臂与轴联接所用键3542轴承选择与校核36421托阀摇臂轴左端轴承选择与校核36422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3851箱体（焊接件）3852锥阀体（QT505）3853弹簧39第六章磨损、润滑与密封4161影响开启阀磨损的各种因素4162密封4263润滑（轴承的润滑）43结束语45参考文献471第一章绪论11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。2111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40006000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。112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。113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60001500立方米废气和2040千克的粉尘。3烧结机（机头）烟气含尘浓度056克每立方米，机组、整粒废气浓度515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1026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112毫克每立方米；距尘源500米处，平均浓度为129毫克每立方米；距尘源1500处，平均浓度为067毫克每立方米；距尘源2000处，平均浓度为05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36004300立方米，浓度一般为5001000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3040。粉尘中游离二氧化硅含量约为57，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12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。121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，4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。122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0006ML/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11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11氨硫铵法脱硫的工艺流程图5123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12是烧结机废气处理工艺流程图。图12烧结机废气处理工艺流程图124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。125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13是8M3球团竖炉烟尘工艺流程图。6图13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。126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。127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7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300400度的热空气一的流速抽过滤层，余热12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。128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8090，多级旋风分离器为7181，湿式洗气塔9498，文裘里管985998，电除尘器为98996。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。129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。1210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8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。1211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。13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。131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。9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。132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。10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420MA电流信号工业计算机实时控制。其结构简图如下图15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11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16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12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17星型卸灰阀结构简图13第二章传动装置的总体设计21确定传动方案211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。212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21传动方案结构简图213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14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180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214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Q083KG/S（21）3106阀的工作周期为286S，阀每次的卸灰量M083286237KG，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15重锤产生的力矩1MMGL469835178NM（22）36316510PZCM、弯曲时圆角处有效应力集中系数为，K174K扭转时圆角处有效应力集中系数为由5表1915查得146K受弯曲作用时的安全系数612750267481AMSK16受扭转作用时的安全系数616150546389389100AMSK根据5中公式192计算安全系数（320）226754815BSS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33301406WDM抗扭截面系数21280T弯矩AM76ATNM扭矩T460N截面上的弯曲应力2743125ABAAMPW截面上的扭转切应力4609128ATAA轴的材料为45钢，调质处理。由4表151查得，640BP，。1275MPA15PA由于轴转动，弯矩引起对称循环的弯曲应力，其应力副为6627105513AAPAMZ式中Z抗弯断面系数，由5表1924查得。36310ZCM弯曲正应力的平均应力0MAM根据5中公式19317；1AMSK1AMSK式中、弯曲、剪切疲劳极限111275,5AAMP、弯曲、扭转的等效系数5表191查得02,、绝对尺寸系数5图197查得076表面质量系数5表1918查得85664019740125AMAPTMPAZ式中抗扭断面系数，由5图1924查得,3631610PCM、弯曲时圆角处有效应力集中系数为，K15K扭转时圆角处有效应力集中系数为由5表1915查得46K受弯曲作用时的安全系数6127510288AMSK受扭转作用时的安全系数616150346979741008AMSK根据5中公式192计算安全系数2283185BSS故校核通过。183）C截面处疲劳强度安全系数的校核抗弯截面系数33301459125WDM抗扭截面系数28T弯矩CM637CN扭矩T40截面上的弯曲应力1643718925CBAAMPMW截面上的扭转切应力0418CTAA轴的材料为45钢，调质处理。由4表151查得，60BP，。1275MPA15PA由于轴转动，弯矩引起对称循环的弯曲应力，其应力副为664371022CAPAMZ式中Z抗弯断面系数，由5表1924查得。363710ZCM弯曲正应力的平均应力0MAMP根据5中公式193；1AMSK1AMSK式中、弯曲、剪切疲劳极限111275,5AAMP、弯曲、扭转的等效系数5表191查得02,、绝对尺寸系数5图197查得08119表面质量系数5表1918查得08566401389125CMAPTMPAZ式中抗扭断面系数，由5图1924查得,3631610PCM、弯曲时圆角处有效应力集中系数为，K174K扭转时圆角处有效应力集中系数为由5表1915查得46K受弯曲作用时的安全系数612751049148AMSK受扭转作用时的安全系数616150546389389100AMSK根据5中公式192计算安全系数224915715BSS故校核通过。经过校核B、A、C三处均通过，故此轴疲劳强度安全。下层卸灰阀传动轴的设计同上。33圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算1选择材料根据工作环境要求，弹簧要有较高的疲劳强度和温度。故选用钢丝，连续工作属于2类弹簧，该类弹簧具有强度高、耐高温、弹260RSICVA性好和淬透性好等特点。202确定弹簧钢丝的直径根据5公式（232）（321）MAX16FKCD因为，由5表232按第一系列值取；因为公式中270DM40DM和直径有关，因此，要采用试算法计算。查5表232初选弹簧丝直径；旋绕比为，符合5表45,13,745BAPADMP8945CD233中的推荐值。按5式（233）补偿系数（322）410654891061CK弹簧丝直径MAX738916165245PFDM作用在弹簧上的力MAXLI010887632MNLINMAX157635FF显然取不符合强度条件。45D再查5表232取；旋绕比，符合推荐值。,BAP4085C曲度系数410654810618CK弹簧丝直径MAX7316164945PFDM显然取符合强度条件。5弹簧外径符合设计要求240550DD21弹簧内径14053DDM3确定弹簧的圈数查5表234取弹簧切变模量47810AGMP弹簧刚度为MAXINAX163526/4FKNMFF（323）式中由5表237查得MAX12FF则有AX76354FMK按5公式（235）有效圈数圈933MAXIN4481071068658GDFNFC（324）由5表232按系列值取圈6N支承圈数由4表164取圈25总圈数圈圈12N84验算变形量由于圈数按系列值，改变了设计刚度，所以要验算变形量。变形量33MININ48812562970FCFMGD（325）33MAXAX4886578710NFD弹簧的实际工作行程MAXIN48239HFM22（326）相对误差2394101042H极限载荷MAX7659608LIFN（327）在下的变形量LIMFMAX478590LIFM（328）5其他尺寸的计算按8表85有，取。0285120PD12P自由高度2165082HTNDM（329）由8表232查得取标准值。85H实际节矩（330）20205126NDPM初选间距，在作用下相邻两圈的间距MAXF75PDM螺旋升角（331）125RCTNRCTAN430PD在之间，合适。5419弹簧丝展开长度（332OSCSNLM236验算稳定性弹簧两端为固定端，应使高径比，根据5表238，得实际高径比53B，故稳定性可靠。82140HBD7验算疲劳强度由5式（2314）注5（333）01275317PSS由5表239时7N0156PMA（334）3MADKMPAD（335）AX21MIN6532（336）470175PSS校核通过。8绘制弹簧的工作图图35弹簧工作结构图技术要求1、总圈数0518N242、工作圈数N63、旋向右旋4、展开长度L107296MM5、热处理后硬度HRC455025第四章其余零部件的设计41键的选择和键联结的强度计算411减速器与拨盘轴静联结所用键此联结有一定对中性要求，考虑工作环境，故选用普通平键（A型），从标准中4表61查得，当时，键宽，键高，取轮毂长65DM18BM1HM为，则键长取，而键的接触长度91M80K4MM由8表6412LLB由式得9301656524PATMPDLK（41）查8表639得。因，故所选键满足要求。10PAP412上拨杆与轴静联接所用键根据工作要求选普通平键（A型）即可，从标准中4表61查得时，键宽，键高，轮毂长为40DM12BM8H55240680DM若取轮毂长为，则键长取。7863键接触长度；K3MM由8表64125LLB90386244PTMPADLK由8表639得，故所选键满足要求。0AP26413托阀摇臂与轴联接所用键根据工作环境，属连续载荷冲击，但冲击载荷不太大，故选用普通平键（A型），从4表61查得当时，键宽，键高。取轮45DM14BM9H毂长为，则键长取。10M90L键的接触长度；K358表641476LB208653PTMPADLK由8表639得，因，故所选键满足要求。10AP42轴承选择与校核421托阀摇臂轴左端轴承选择与校核轴承处的轴径，转速，轴承的径向载荷45DM096/MINNR，轴承预期寿命。71BFN102HL选轴承的型号由于工作轴受纯径向载荷，轴比较长，加上箱体的加工误差、两轴承座的安装误差及轴捞曲变形大等原因，选用调心球轴承。选型号1209调心球轴承查5表2016得。167,956RORCKN（42）601NRTLPCF式中当量动载荷P寿命指数4，球轴承3温度系数，由4表134查得TF36710920517817609RRCNKCN27故选用1209调心球轴承。422托阀摇臂轴右端轴承选择与校核轴承处的轴径，转速，轴承的径向载荷40DM096/MINNR，轴承预期寿命。5648BFN102HL选轴承的型号由于工作轴受纯径向载荷，轴比较长，加上箱体的加工误差、两轴承座的安装误差及轴捞曲变形大等原因，选用调心球轴承。选型号1208调心球轴承查5表2016得。147,853RORCKN60NRTLPCF式中当量动载荷P寿命指数4，球轴承。3温度系数，由4表134查得TF36564809209117605RRCNKCN故选用1208调心球轴承。28第五章主要部件结构设计及金属的热处理51箱体（焊接件）箱体用钢板焊接而成，箱体底部制成漏斗状，便于卸料。底部漏斗处钢板与水平面形成夹角，其外部周边增加加强筋板。钢板材料选用碳素结构钢052Q235，抗拉强度，抗拉强度平均值为4175，具有良好的37BMPAMPA塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度，好的冷弯性能，广泛用于一般的零件和焊接结构。8钢板下料前须矫直，采用等强度观点（所谓等强度观点，是指所选用焊条熔敷金属的抗拉强度与被焊母材金属的抗拉强度相等或相近，这是焊接钢结构最常用最基本的原则，也是结构钢焊条选用的基本原则，同时也是结构钢焊条分类的主要依据和特点）选取焊条材料，因E43XX系列焊条的抗拉强度不小于420，正好与钢板材料抗拉强度平均值相近，所以选取E4303焊条进行连MPA续焊接，焊缝高度为6MM，除带孔零件外，均需焊后加工。852锥阀体（QT505）锥阀体结构设计成顶部为球面半径，锥角为。30SRM08锥阀体在工作过程中，首先与较高温度的灰粒及粉尘接触，烧结散料的温度一般在左右，对锥球阀连续冲击和磨损。对锥球阀进行淬火与回火处20C理注9。钢的淬火是从某一适当的高温施行快速冷却的工艺操作。一般亚共析钢需加热到临界点以上，过共析钢需加热到以上3CA051AC的奥氏体化温度。钢淬火的效果与淬火介质的冷却性能有关，也取决305于钢本身的淬硬能力。既随钢的化学成分、介质的搅动程度、介质温度和种类的改变而变化。淬火冷却系统的设计和安装的可靠性对淬火过程的效果有决定性作用，而零件的设计也对工件淬火后的性能和淬火变形有明显影响。29由于加热和冷却过程的不同，淬火工艺可以区分为多种。按加热温度的区别有完全淬火、不完全淬火等；按加热速度的不同有普通加热淬火和快速加热淬火；按加热介质的不同有空气中的氧化加热淬火、可控气氛保护加热淬火、盐浴加热淬火、真空加热淬火等；按冷却条件的差异可分为静止液中淬火、搅动液中淬火、浮动粒子层淬火、分级淬火和等温淬火。等温和分级淬火可延缓淬火的冷却过程，减少零件的内外温差，从而可减少变形，防止开裂。回火。把预先经淬火的钢重新加热到相变点以下温度、并以适当冷却速度，以提高其塑性和韧度的工艺过程称回火。淬火后重新加热，回火的目的是得到规定的力学性能，消除淬火应力，保证零件的尺寸稳定性。通常要求工件在淬火后立即施行回火，以避免淬火应力急剧增大，造成开裂。一些含的高合,RCV金钢在回火时伴随有二次硬化现象。钢的冲击韧度随回火温度的变化比较复杂。一般在和会出现二个低冲击韧度区。低温区的脆性不2504C506能靠重新回火来消除，称为不可逆回火脆性。因此，一般应避免在此温度区回火。高温回火脆性在回火后缓慢冷却时发生，可用重新回火快速冷却方式来消除，因而亦称为可逆回火脆性。锥球阀的热处理工艺把加热的锥球阀置于强烈流动的气体中进行分级和等温淬火，最后使工件获得所要求的淬火组织，使回火后得到符合要求的力学性能。心部硬度，表面淬火硬度，冲击韧性为147HB405HRCKAM。04AMP53弹簧24（）260RSICVA1弹簧的一般热处理弹簧的热处理工艺主要根据弹簧材料的品种加工状态来制定。1淬火及回火弹簧淬火时的加热温度通常在或以上。对于热成形的弹3AC105C簧，由于加热成型及淬火、回火连续进行的，其加热温度应适当提高到。弹簧淬火后必须及时回火以适当降低硬度和脆性，减少或消除淬8509C火应力，提高弹簧极限塑性和韧性。一般说来，弹簧钢的弹性极限在回火温度30为时最高，而疲劳极限最大值对应的回火温度为。回3504C450C火时的保温时间与弹簧材料的直径或厚度有关。对于容易出现回火脆性的弹簧钢，回火后应适当快冷。2去应力退火去应力退火可消除弹簧冷成形过程中形成的残余应力，稳定其形状和尺寸，并改善其力学性能。3弹簧的马氏体分级淬火及贝氏体等温淬火马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火可减小弹簧的畸变，避免开裂，并可显著改善弹簧材料的力学性能。等温或分级淬火的介质一般采用盐浴（使用温度为）和金属浴（）贝氏体等温淬火后，在等温温度下150C108C再进行一次回火，可获得更高的综合力学性能，尤其是显著提高弹性极限。4沉淀硬化2弹簧的稳定化处理弹簧在理想的情况下应符合虎克定律，既在弹性范围内应力和应变呈直线关系。但由于实际弹簧钢是多相多晶体材料，必然存在成分、组织、弹性等的不一致性。在弹性范围内应力和应变偏离直线关系，这称之为弹性不完整性或滞弹性。由此产生弹性后放、弹性滞后、应力松弛、弹性模量降低等现象。弹簧钢的稳定化处理工艺1）加荷时效处理。2）机械稳定时效处理。3）加温加荷时效处理。弹簧的热处理过程在加热温度下用油淬，保温停留时间8507C1530分钟，再在的温度下回火，回火后应适当冷却。由于圆柱螺43旋弹簧尺寸精度要求较高，为了矫正淬火时的畸变，采用夹具并在夹紧状态下加热回火。在热处理时常出现硬度不足、脆性大、变形、淬火开裂、表面脱碳及元素穷化和表面腐蚀等缺陷。在处理过程中应1）严格执行工艺，控制好淬火温度和保温时间。2）用快速冷却消除回火脆性。3）用专用夹具进行定型回火。4）延长回火时间。5）充分预热或分段加热。6）选择合适的真空热处理和保护气氛工艺参数。7）热处理后及时钝化和烘干。31第六章磨损、润滑与密封61影响开启阀磨损的各种因素磨料磨损是矿山、凿岩、建筑、筑路、农业机械等的许多机械零件的主要磨损形式之一，这些机械零件在存在磨料的生产施工环境中运转，所以磨损速度高。01/UMH（通常，以这种磨损形式使物体破坏，是由非金属原子键结构的高硬度矿岩颗粒造成的，他们不会造成严重的粘着或交粘现象，这使磨损的物理过程变得相当简单化。同时磨料的各种几何形状、机械性能及载荷条件形成了不同的接触应力状态。磨料的一次性的以及更重要的是反复多次的作用，产生磨削，即出现显微切削（韧性或脆性）或疲劳低周期的（塑性区）或高周期的（弹性区）。零件磨损条件和磨损过程的多样性，是这些破坏过程和表层微区强化的各种形式的组合结果。双层卸灰阀来卸大烟道的烧结矿料粒，烧结散料颗粒的粒度为（050）MM，温度在左右，堆比重为，气体粉尘的成分复杂，主要是铁的150C317/TM氧化物和硫化物。对开启阀的磨损较大是冲击磨损、水、气磨粒磨损和腐蚀磨损。水流或气流带动着的硬粒所引起的水气磨粒磨损非常普遍。磨损与颗粒的冲击速度及这个速度矢量方向与被磨损零件表面的夹角（冲击角）有关。A此外，磨粒的浓度、形状、硬度、动力强度以及被磨损材料的物理机械特性对磨损有影响。介质的磨损强度（相应于使用一公斤磨料时，油料的损失）与所夹带的磨粒的速度关系为，K为一系数，决定于被磨损材料和磨粒材料的性质MGIV以及冲击角度。当时，M的大小为一恒定值；当速度很高时，M值在10/S一个很宽的范围内变化。耐磨性对冲击角的关系在大多数情况下可用具有极小值的曲线来表示，此极小值与临界冲击角相对应。脆性非金属材料的临界KTA32冲击角接近。合金材料的极限冲击角按其塑性的增加而减小，软钢为90，淬火钢为。M和K值可能因零件的使用条件不同而异。34570随着流束中磨粒浓度加大，颗粒反射时的挡隔作用强化，磨损强度甚至可能下降。然而橡皮是个列外，在高浓度磨粒流束冲刷下反被急剧加热和磨破。在空气介质中，在磨粒尺寸达到之前，随着磨粒尺寸的增大，磨损强度150U单调增加，此后，二者的关系变化不一。水份使磨粒磨损强化开始急烈（含水份达115），而后大大减慢。在空气介质中，在的温度范围内，磨损强度变化不明显，中性介质205C始终保持不变。当温度高于时，磨损急剧上升。随着提高温度，金30属合金的磨损强度与介质的化学侵蚀性能有很大的关系。腐蚀磨损。在摩擦过程中，摩擦表面与周围介质发生化学反应或电化学反应的磨损，即腐蚀与磨损同时起作用的磨损称为腐蚀磨损。摩擦表面与环境中有腐蚀性的液体、气体或与润滑油中的某成分发生化学或电化学作用，生成腐蚀物，它一般粘附不固定，在摩擦过程中被清除，接着表面又受到腐蚀，如此反复进行从而造成磨损。腐蚀磨损是极为复杂的现象。介质、温度、滑动速度、载荷和润滑等有变化，就会使磨损发生很大的变化。如钢、铁零件在含水蒸汽的环境中，会使化学反应物由氧化物变为氢氧化物，更易引起腐蚀磨损。含铜的轴承，在高温时，易与润滑油中的硫生成，而膜的性质硬而脆，容UCSU易剥落。开启阀（锥阀体）主要受以上三中磨损，是一种复合磨损，锥阀体的材料选用QT505，此材料的互容性不强但硬度较高。在设计时，正确进行结构设计，使压力均匀分布。加工过程中适当降低表面粗糙度值。在工作中要正确维护、使用。62密封机械设备需要有一定的工作环境，才能正常工作环境遭到破坏，就会出现故障。比如减速机中的润滑油泄露严重，破坏了正常润滑或者周围的灰沙进33入箱体内，使齿面产生磨料磨损，都会使功率损失增大，效率降低，甚至使减速机过早报废，不能满足生产设备的要求。所以机械设备需要密封。卸灰阀在工作过程中，一定要有高的密封性能，在烧结过程中伴随着大量的有毒气体，加工箱体时一定要保证加工精度。在安装传动轴、轴承及轴承座时，一定要按技术要求安装，以便保证严密不露气。产生泄露的原因有两中1）两结合面间有间隙。2）需要密封的两侧有压力差。卸灰阀的泄露属于第二种情况，由于输送管道的抽风阀体内气压较高，对开启阀（锥阀体）的密封性要求更高。由于开启阀受到较高温度灰尘的连续冲击，选择开启阀密封圈时要考虑以下几点1）具有一定的机械强度。2）弹性和硬度适当。3）与工作介质相适应，不产生溶胀，分解和硬化。4）耐高温性能好，高温时不分解，不软化。5）耐氧化性和耐老化性好，经久耐用。6）耐磨不腐蚀金属。7）易于成形加工，价格低廉。因此，密封开启阀的密封圈材料选用氯丁橡胶。氯丁橡胶是氯丁二稀的聚合物，其弹