750对辊式压密机设计

1、单位代码 0 2 学 号 080105633 分 类 号 TH6 密 级 毕业设计说明书750型对辊式压密机设计 院（系）名称 工学院机械系 专业名称机械设计制造及其自动化 学生姓名王严严 指导教师康红伟 2012年 5 月 15 日 黄河科技学院毕业设计说明书 第 V 页750型对辊式压密机设计摘 要型煤加工对于有效地利用粉煤资源和保护环境是十分重要的，在我国的能源构成中，煤炭占有十分重要的地位。据统计，在我国能源生产和消费中，煤炭约占总量的75%左右。但是,随着采煤机械化程度的不断的提高，粉煤在原煤中所占的比例也越来越大。粉煤比例的增加不仅降低了散煤的燃烧效率，而且严重地污染了环境。发展型

2、煤是提高粉煤利用率和减少环境污染的重要途径，研究表明，工业锅炉,窑炉使用型煤后可比烧散煤节煤10%27%，烟尘排放量可减少50%60%，添加固硫剂后，二氧化硫的排放量可减少35%50%。因此，发展型煤对我国具有十分重要的现实意义。本设计为一种用于煤炭成型加工的对辊式压密机，包括有机架，固定辊轴和可动辊轴设置在机架中部，固定辊轴一段设有斜块装置，通过斜块装置可动辊轴能移动一定距离，从而实现了成球形状的大小，固定辊轴的一端是同步外挂齿轮，另一端用联轴器与标准减速器相连。关键词：型煤，型煤加工，煤粉，对辊式压密机Twin roller compaction machine design of 750

3、 typeAuthor:Wang Yanyan Tutor:Kang HongweiAbstractCoal processing for the effective use of coal resource and environmental protection is very important, Coal occupy a very important position in our energy mix. According to statistics, Chinas energy production and consumption, coal accounts for about

4、 75% of total. However, as the mining mechanization of a continuous increase in coal pulverized coal as a proportion is also growing. Coal proportion of the increase not only reduced the casual coal combustion efficiency, but also seriously polluted the environment. Development of coal briquette is

5、to improve utilization and reduce environmental pollution in important ways, the study shows that industrial boilers, Kiln use briquette after comparable saving coal burning powder %1027%, soot emissions can be reduced 50%60%. After the addition of sorbent, and sulfur dioxide emissions can be reduce

6、d 35%50%. Therefore ,the development of Chinas coal of great practical significance.Designed as a coal forming roller compaction machine including a rack, fixed rollers and movable roller set the middle of the rack, fixed rollers for some ramps are block devices by oblique block devicemovable roller

7、s can move a certain distance, in order to achieve the size of the shape into a ball at one end of the fixed roller synchronization plug-in gear and the other end connected to the reducer coupling and standard.Keywords: Briquette, Coal processing, Coal, Roller compaction machine目 录1绪论11.1 型煤发展方向11.1

8、.1发展型煤产业的重要性11.1.2 型煤产业及技术的现状11.2 国内外型煤发展概况21.2.1国外型煤概况21.2.2 国内型煤概况41.3 对辊成型机的发展概况41.3.1 对辊成型机的发展概况41.3.2对辊压密机的成型原理52传动方案的确定和电动机的选择72.1 电动机的选择72.1.1选择电动机的类型和结构形式72.1.2 选择电动机的容量72.2 传动方案的确定72.3减速器的选择及传动比分配83 V带设计计算93.1 设计功率93.2 选择带型93.3 传动比93.4 小带轮的基准直径93.5 大带轮的基准直径93.6 验算带速103.7 初定中心距103.8 确定基准长度10

9、3.9 实际中心距103.10 小带轮包角103.11 确定V带根数103.12 确定单根V带的预紧力113.13 作用在轴上的力113.14 带轮的机构和尺寸114 基本参数计算124.1 各轴的转速及功率124.2 各轴的转矩125 轴的设计计算135.1 轴材料的选择135.2 计算轴的最小直径135.3 轴的结构设计145.3.1 确定各段轴的直径和长度145.3.2 初步选择滚动轴承145.3.3 辊子处轴的设计145.3.4 轴承处轴的设计145.3.5 齿轮处轴的设计155.3.6 确定轴上圆角和倒角尺寸155.3.7 求轴上的载荷155.3.8 按弯扭合成应力校核轴的强度166

10、 齿轮的设计与计算176.1 选定齿轮的类型及材料176.2 按齿根弯曲强度设计齿轮177 键的选用及校核198 成型辊的设计218.1 成型辊的材料选择218.2 成型辊结构设计218.3 煤球布置218.4 产量计算22结论23致谢24参考文献25黄河科技学院毕业设计说明书 第 27 页1绪论1.1 型煤发展方向1.1.1发展型煤产业的重要性我国的矿物能源资源中，以煤最为丰富，全国第二次每天预测资料数据显示，埋深在1000m以内的煤炭总资源量为26000亿吨。中国是时间上少数几个一次能源以煤炭为主的国家之一。我国每年仅以燃烧方式消耗的煤炭就达11亿吨，占煤炭年总产量的80%左右。在一次能源

11、消费构成中，煤约占75%，而其中全国的工业锅炉（约42万台）、工业窑炉（16万座）年耗煤量就达4亿吨，占直接燃烧方式耗煤量的1/3还多。以上数据表面，煤炭是中国一次能源的支柱。据有关资料介绍，我国一次能源的资源结构中，煤炭与石油、天然气、水电及核电等相比，在数量上占绝对优势，将探明的一次能源保有储量折算为煤计，煤炭占90%以上。据一杂志介绍，全球陆地能源中，目前探明的石油和天然气储量在2020年前将基本开采殆尽，个别地区也至多延续到2060年，探明的铀储量也将在2030年前开采完毕。所以很多专家认为，在未来的相当长时间内中国以煤为主的一次能源就够不会有较大的改变。煤炭是我国一次能源的主要支柱，

12、但煤炭资源又是有限的且不可再生的矿物资源，因此煤炭工业必须走可持续发展道路。煤炭工业走可持续发展道路是指在确保为国民经济个行业提供品质洁净、数量充足的煤炭、煤制品的同时，要提高煤炭资源的利用率，保护我们赖以生存的地球大气环境免受污染。型煤技术在近期内是煤炭工业可持续发展中的重要组成部分。1.1.2 型煤产业及技术的现状过去人们对煤的认识很肤浅，没有从防止污染、发展工业、提高经济效益的高度上去认识它的重要性。我国工业型煤的生产时从50年代开始的，当时只能生产粘土煤球、纸浆煤球。60年代后，由于化肥厂生产的需要，气化煤得到开发，把无烟煤粉成型用于中、小化肥厂造气，替代无烟块煤。“八五”期间，国家吧

13、型煤列为重点科研攻关项目，进行了大量的试验研究，型煤产业开始发展起来。从这时起，山西才开始起步研究，开发、生产型煤。近两年内，从省会太原市到各地区都纷纷行动起来，研究型煤技术、设备、工艺、粘结剂等，并建立了一些生产线。据不完全统计，全省有100余家型煤厂家，研制出的粘结剂也有150多种，型煤产品销售都山西、山东、天津等地，用于化肥厂早起和工业锅炉、炉窑及民用燃烧。但由于粘结技术还不过关、机械设备还不配套、生产规模小等原因，致使型煤产业没有大规模地发展起来。我国型煤技术从民用型煤技术开始逐步发展，现已实现商品化，技术达到国家水平，工业燃烧煤日臻完善，工业原料（气化型煤）已有很大进展。“九五”型煤

14、技术攻关项目共12个子课题，从基础理论、成型工艺参数、粘结剂和添加剂的优化选择、合理的工艺设计、成套设备的选型改进与研制等一系列成套型煤技术进行系统研究。这一项目完成后将会大大提高我国工业型煤技术水平，逐步实现工业型煤的产业化、商品化。1.2 国内外型煤发展概况能源与环境是当今世界的热门课题，它不仅影响本国人的生产与发展，也将对人类赖以生存和发展的的地球产生影响。因此，中国在21世纪的能源发展既要保持需求、资源、财力等之间的平衡，也将保持能源生产、消费和生态之间的平衡。我国一次能源以煤为主的格局在相当长的的时期内难以改变，未来能源环境问题突出。展望能源科技和产业发展可能达到的水平，在相当长的时

15、期内新能源和再生能源、水电和核电的发展与推广尚不足以影响煤炭的主导地位。这种以煤为主的一次能源结构的主要制约因素是大气污染物排放量超过可节接受水平。出路在于发展以煤炭高效、洁净利用为宗旨的洁净煤技术。型煤是以煤炭高效洁净利用为宗旨的洁净煤技术之一。国内外在型煤技术的研究、开发及应用方面取得了一定的进展。1.2.1国外型煤概况许多国家如德、日、前苏联、美、英、法、韩国等，都设有型煤研究机构和生产厂。在褐煤成型、型煤生产、锅炉和机车型煤应用等方面，取得了许多成果。早在1877年，德国就再莱葸矿区建成第一个褐煤砖厂。1979年东德生产褐煤砖4880万吨，西德617万吨，在黑水泵褐煤基地建立了1100

16、万吨/年的型煤厂。德国除褐煤粘结剂高压成型外，还采用三种热压成型工艺生产型焦，建有年产150万吨以上的热压型焦厂。魁珀恩公司（KOPPERN）制造的对辊成型机，其生产能力达150 t/h，是世界上单机生产能力最高的。日本30年代从德国引进型煤技术，简称年产31.5万吨的型煤厂，供铁路机车使用。1971年机车型煤用量占用煤总量的79%，型煤厂有36座。1975年铁路实现电气化后，型煤技术转向冶金、化工和民用等方面，成立了型煤研究室，保留了21个型煤厂，总能力为140万吨/年。日本研制成功的点火蜂窝煤和煤球，只要一根火柴就能点燃，使用十分方便。英国自“伦敦烟雾事件”后，研究开发了多种型煤工艺，制取

17、无烟燃料供家庭炊事或取暖，成功解决了烟煤污染。英国还有型焦生产厂，年产能力达100万吨，采用3种热压成型工艺生产型焦。美国采用FMC型焦工艺，用非炼焦煤制取冶金用焦，在怀俄明州建有研究基地和生产厂，研究了世界150个煤种，其中50个煤种已在中试厂生产出型煤产品。美国还生产烤烧型煤，以木炭和煤为主要原料压制成型，供旅游野炊使用。美国的烧烤用型煤每年销量为74万80万吨，少量从澳大利亚进口。法国1861年就建有型煤厂，1976年生产能力达400万吨。目前有6个型煤厂，粘结剂采用烟煤沥青或石油沥青，型煤经热处理后为无烟燃料。韩国240家蜂窝煤厂，日产量达5万余吨，供取暖和炊事，1985年销售量为23

18、00万吨，预测到2000年发展到3300万吨，而市场需求量约4400万吨，仍有缺口。国外型煤早已有成熟的技术，联合国能源组织把型煤视为节能减污的有效途径予以推广。70年代石油危机后，型煤科研工作进一步得到重视，19691980年型煤发明专利每年为13项，19801983年增加到每年70多项。1989年亚太经互会在菲律宾召开了主题为“型煤开发与环境效益”的煤炭利用专家会议。1992年联合国召开了大气污染、促进经济发展的终于途径。1963年世界型煤产量达到顶峰。随着石油、天然气、核电、水电、新能源及再生能源的产量不断增加，工业发达国家减少了煤炭能源的用量，只占全部能源的20%25%，重点转向粉煤流

19、化床的研究，减少了型煤的用量。1.2.2 国内型煤概况国外的型煤生产多采用无粘结剂高压成型工艺或热压成型工艺，原因是所用原料多为变质程度较轻的褐煤。我国的煤炭变质程度较深，宜采用粘结剂低压成型，既可简化成型工艺，也可降低生产成本。60年代，为解决小化肥焦炭和无烟块煤供应不足的问题，国内外开发了多种型煤工艺，生产的型煤提供了全国化工业的60%的原料。目前，广泛才用石灰碳化煤球造气的化肥厂，全国约建有800套粉煤成型装置。纸浆废液粘土煤球和棒状型煤，已在氮肥厂及其他行业的煤气发生炉、工业窑炉推广应用。70年代北京煤化所开发的腐植酸煤气已用于10余家小化肥厂；研究开发的优质化肥造气用型煤，在韶山氮肥

20、厂进行了造气工业性试验，所用粘结剂来源广、价廉、对煤种适应性强，且基本不增加石灰粉，型煤质量好。该种型煤用于生产燃气的混合煤气发生炉也很理想，湖南涟邵和宁夏大武口正筹建年产5万吨的生产线。北京煤化所研制钙系复合粘结剂煤泥防水煤气，已成功地用于水煤气的两段炉气化，为我国每年生产的几千万吨煤泥的有效利用开辟了心得途径。工业型煤的开发与应用远不及民用型煤。目前，工业型煤的应用仅限于小氮肥厂的碳化煤球和小高炉型焦，生产规模亦不大；工业锅炉、机车、窑炉用型煤在示范或商业性示范阶段，虽然在矿区和城市建了许多型煤厂，但生产成本高，难以维持正常生产。工业型煤年产量约2200万吨，其技术还有一些不足，特别是粘结

21、剂的开发还很薄弱。1.3 对辊成型机的发展概况1.3.1 对辊成型机的发展概况对辊式辊压成型机于19世纪下半叶在欧洲诞生。第一天能够成功运转的辊压成型机在1870年末期由比利时的Losisau 制造并被安装在美国的里奇蒙得港的一家成型厂。然而，大多数早期的其他开发工作已在欧洲展开，并且在19世纪末在比利时、法国和德国已达到非常高的应用水平。表1表面了在德国产煤区硬煤成型机的发展情况，从1900年1910年的10年间其辊压成型机熟练成倍增长，到1910年达到243台，年产型煤400万吨。德国哈汀根/鲁尔的KOPPEN公司是从1898年开始制造出了它的第一台用于硬煤成型的辊压成型机。该机有一套旋转

22、布料装置以稳定两个成型辊的入料，两个成型辊由安装在轴中心的宽大而坚固正齿轮维持同步，两个分离辊具有形同的尺寸（直径650mm，宽度280mm）。这样一台机器其压辊转速为6.5rpm，每小时可生产6吨相对小一些的（1550）g用于家庭取暖的硬煤型煤。在20世纪20年代早期，德国硬煤成型开始滑坡，二战结束后煤炭成型又产生短期复苏，大型的成型机产量的2倍以上。此后不久，石油和天然气在许多热用途方面显然取代了煤炭，尤其是家庭取暖，因而在生产的煤炭成型厂的数量急剧萎缩。今天，在工业化国家里，大多数常规的煤炭成型厂业已停业并被拆除，其结果是，许多提供煤炭辊压成型的公司破产后或开始生产其他用途的成型设备，但

23、是，KOPPERN公司作为一个杰出的供应商，至今仍在积极从事设计和制造辊压成型机以及型煤设备。1.3.2对辊压密机的成型原理被压物料经给料口落入两辊子之间，进行挤压粘合，成品物料自然落下。遇有过硬或不可压时，辊子可凭液压缸或弹簧的作用自动退让，使辊子间隙增大，过硬或不可破碎物落下，从而保护机器不受损坏。相向转动的两辊子有一定的间隙，改变间隙，即可控制产品最大排料粒度。对辊破碎机是利用一对相向转动的圆辊，四辊破碎机则是利用两对相向转动的圆辊进行破碎作业。 特点：双辊破碎机采用三角带或万向节联轴器进行传动和调节两辊之间的间隙。对辊压密机由机架、一对辊子、三角皮带传动装置和弹簧保险装置等主要部件组成

24、。两台电机通过皮带轮传动，带动两辊子相向转动。一个辊子的轴支承在与机架固定在一起的固定轴承上，另一个辊子的轴支承在活动轴承上。活动轴承可以沿机架导轨水平移动，使两辊子间的排料口宽度在必要时可以增大，将非破碎物排出机外。辊子安装在焊接的机架上，由安装在轴上的辊芯以及套在辊芯上的辊套组成，两者通过锥形环，用螺栓拉紧，以使辊套紧套在辊芯上。当辊套的工作表面磨损时，可以拆换。前辊的安装在滚柱轴承中，轴承座固定安装在机架上，后辊的轴承则安装在机架的导轨中，可以在导轨上前后移动，后辊的轴承用斜铁顶住，当转辊之间落入难压制成型时，调节调节螺栓，后辊后移一定距离，让硬物落下。对辊压密机前辊通过减速齿轮和传动轴

25、以及带轮用电动机带动，后辊则通过装在辊子轴上的一对齿轮由前辊带动作相向转动。为了使后辊后移时两齿轮仍能啮合，齿轮采用非标准长齿。对辊式压密机工作原理简图2传动方案的确定和电动机的选择2.1 电动机的选择2.1.1选择电动机的类型和结构形式按工作条件和要求，选用一般用途的Y系列异步电动机，为卧式封闭结构。2.1.2 选择电动机的容量辊子转速 n=12r/min辊面切相线压力 f=5.5KN/cm辊子宽度 b=320mm工作机的阻力Fz=f×B=5.5×32=176KN 工作机功率Pw=FzV/1000辊子速度v=r× (2.1)v=r×=375×

26、=471mm/sPw=(2.2)Pw =82.9 KW传动装置但是总效率总=带减速器联轴器齿2轴承，查机械设计手册可知：带=0.96，减速器=0.95，联轴器=0.99，齿=0.97,轴承=0.98总=带减速器联轴器齿2轴承=0.96×0.95×0.99×0.97×0.982=0.84所需电动机的功率Pr=Pw/总=98.7KW选择电动机的功率应大不小于Pr，考虑到电机转速对传动比的影响，在此选择Y315L1-6A电动机，其同步转速1000 r/min，满载转速980r/min，中心高315mm，6极电机，额定功率110KW。2.2 传动方案的确定压密机

27、的工作环境不好，工作状况不稳定，维修也不是很方便。所以在设计过程中应使整机在保证工艺性能指标的前提下尽量提高使用寿命，简化结构，减少故障点，最大限度的降低维修量。其传动简图如图2所示。整机结构大致分为:电动机、带传动、减速器、联轴器、工作辊、同步齿轮等。图2-1 传动系统简图2.3减速器的选择及传动比分配总传动比i=nm/n=980/12=81.67, 因为所选的减速器是标准减速器，并且带轮不宜承受很大的传动比，所以减速器选择时应该选择i减81.67的,查<<机械设计手册>>,初步选择ZSY系列的减速器,传动比i减=80,根据n=1000r/min和传动比i=80及功率

28、p 82.9kw,可以选择ZSY450-80的减速器,由此可知,带轮的减速比为i带=i/i减=1.02。3 V带设计计算3.1 设计功率Pd=Ka×P=1.4×110=154Kw，其中P是总功率，Ka是工况系数，查表9.2-13选择Ka=1.43.2 选择带型根据Pd=154Kw和n1=980r/min，考虑到经济性，查设计手册9.2-1和9.2-2选取E型普通V带，其基准直径范围Dd1=4505003.3 传动比i带=n1/n2=dp1/dp2若计入滑动率，则I带=n1/n2=dp2/（1-）dp1n2是大带轮转速，dp1是小带轮的节圆直径，dp2是大带轮的节圆直径，是弹

29、性滑动率，通常取0.01-0.02，通常带轮的节圆直径可视为基准直径。3.4 小带轮的基准直径Dd1按表9.2-36和9.2-38选定，为提高V带的寿命，宜选取较大的直径，E系列V带最小基准直径为500mm，这里选取Dd1=500mm。3.5 大带轮的基准直径Dd2=i带*Dd1×（1-）=1.02×500×（1-0.02）=499.8mm查手册，取标准值Dd2=560mm3.6 验算带速V=(3.1)V=25.64m/s普通V带最大带速为2530m/s,为充分发挥v带的能力，一般应使v20m/s，故带速满足要求。3.7 初定中心距0.7（Dd1+Dd2）a02（

30、Dd1+Dd2）既742mma02120mm，初步定为a0=1200mm3.8 确定基准长度Ld0=2a0+（Dd1+Dd2）+（Dd2-Dd1）2/4a0(3.2)Ld0=2×1200+×(500+560)+2 =4064.95mm，查手册选取基准长度Ld0=4500mm3.9 实际中心距a=a0+(3.3)a =1200+=1417.53mm安装时所需最小轴向间隙amin=a-0.015Ld=1417.53-0.015×4500=1350.03mm安装时所需最大轴向间隙amax=a+0.03Ld=1417.53+0.03×4500=1552.53mm

31、3.10 小带轮包角1=180。-（Dd1-Dd2）×(3.4)1=180。-（560-500）×=177.57。>90。3.11 确定V带根数根据Dd1=500mm和n1=980r/min，查手册可这单根V带的功率P1和额定功劳增量p1P1=28.52kw，p1=0.65kwV带根数Z=(3.5)K包角修正系数，查表取K=0.99，Kl带长修正系数，去Kl=0.9，带入上式Z=5.5去Z=6根3.12 确定单根V带的预紧力F0min=500×+mv2(3.6)m-V带单位长度质量，查手册可知m=0.87m-1F0min=500×+0.87

32、5;25.642=1280.84N3.13 作用在轴上的力Fr=2F0×Zsin(3.7)Fr =1×1280.84×6×sin15366.6N3.14 带轮的机构和尺寸由Y315L1-6电动机可知，其轴伸直径d=80mm，长度L=170mm，所以小带轮的轴孔直径d0应取80mm。根据表9.2-39V带的轮缘尺寸，基准宽度bd=32mm，基准线上槽深hamin=9.6mm，基准线下槽深hfmin=23.4mm，槽间距emin=44.5±0.7，这里取emin=43.8mm，槽边距fmin=28mm，最小轮缘厚度min=15mm，带轮宽度B=（z

33、-1）×e+2f=275mm，小带轮外径da1=dd1+2ha=519.2mm，大带轮外da2=dd2+2ha=579.2mm。4 基本参数计算4.1 各轴的转速及功率在此次设计中，只需计算工作机的输入与输出轴，设输入轴为轴，输出轴为轴，根据已知条件可知，两周的转速相同，n=n=12r/min，轴功率P=P0×带×减×联轴器=110×0.96×0.95×0.99=99.3kw轴功率P= P×齿×轴承2=99.3×0.95×0.982=90.6kw4.2 各轴的转矩轴T1=9550

34、15;(4.1)T1=9550×=79026.25NM轴T2=9550×(4.2)T2=9550×=72102.5NM5 轴的设计计算5.1 轴材料的选择因为传递的功率和转矩很大，故应该选择强度高的材料，在此我选择45钢，调质处理。5.2 计算轴的最小直径dminA0(5.1)由机械设计表15-3可知， A0=103-126，取A0=115可得最小轴颈dmin115=233.48mm对于轴颈d100mm的轴，有一个键槽时，轴径增大3%故dmin240.5mm，故选轴径d=260mm。图3-1 轴结构图输出轴的最小直径显然是安装在联轴器处的直径d-（图3）。为了使所

35、选轴颈d-与联轴器的孔相适应，故需同时选取联轴器的型号。联轴器的计算转矩Tca=KAT1，查机械设计手册可知，压块机的工况系数KA=2.5，则：Tca=KAT1(5.2)Tca =1.4×79.02=110.68KNM按照计算转矩Tca应小于联轴器公称转矩的条件，查标准JB/T 8854.2-2001，选用GCLZ15型鼓型齿式联轴器，其公称转矩为160KNM，。半联轴器的的孔径d=260mm，故取d-=260mm适合该联轴器，半联轴器长度L=380mm，半联轴器与轴配合的轮毂长度L1=300mm。5.3 轴的结构设计5.3.1 确定各段轴的直径和长度为了满足半联轴器的轴向定位要求，

36、-轴端右端需加锁紧螺母，且这段直径略小于轴承内径，故故取-段的直径d-=276mm，5.3.2 初步选择滚动轴承因轴承只承受径向力，并且径向力很大，故选择调心滚子轴承，由机械设计手册可以选取轴承代号23056CA，其尺寸是d×D×B=280mm×420mm×106mm。故d-=280mm。因为滚动轴承承受一定的轴向力，因此需要对轴承的外圈和内圈进行轴向定位，故-段需制出定位轴肩，去d-=300mm。5.3.3 辊子处轴的设计取安装辊子的轴颈是310mm即d-=310mm，根据设计要求知辊子宽度是320mm，但是为了压紧辊子，使辊子有效工作，取l-=315

37、mm，辊子右端采用轴肩定位，轴肩高度h>0.07d，故取h=30mm，则轴肩处的直径d-=360mm，轴环宽度b1.4h=42mm，取l-=50mm。5.3.4 轴承处轴的设计轴承端盖的总厚度为25mm，轴承两端都用轴承端盖，一端端盖是为了防止轴承轴向移动，另一端轴承端盖是为了防止落料进入轴承中。根据端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的左外端面与半联轴器的距离为l=70mm，右端面要用一个套筒定位，套筒长度去l=50mm，轴承端盖左端的轴有螺纹，故轴承处轴的长度取l-=129mm，在-段中取轴承外端盖到齿轮的距离是75mm，因为对于辊子来说两端的轴承最好对称分布这样受力均匀，

38、所以l-=186mm。辊筒右端的轴承同样内外圈都需要轴向定位，-处轴上能对轴承内圈定位，取d-=300mm，取l-=25mm。5.3.5 齿轮处轴的设计齿轮的厚度为b=240mm，左端用轴套定位，所以取-段直径d=260mm，由于其右端还要用锁紧螺母进行锁紧，所以要取小于240mm的长度，这里取做L-=232mm。其右端需用锁紧螺母锁紧，其直径略小于260，取M254mm,垫片的厚度是3mm，螺母的厚度是36mm，但是还是要露出一部分轴的，所以取-段长度L-=102mm。5.3.6 确定轴上圆角和倒角尺寸参考表15-2，取轴端倒角为4*45。5.3.7 求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计

39、算简图。图5-1 轴的计算简图Fr和Fnv1、Fnv2都是竖直面内的力，根据设计要求可知，竖直面内受到最主要的力就是重力，在这里可以忽略不计，水平面内的力很大，Ft=5.5×32=176KN，因为支撑是对称分布的，所以Fnv1= Fnv2=Ft/2=88kn，L1=L2=313mm，弯矩Mh=Fnv1*L1=27544000n*mm，T=79026.25n*mm，画出弯矩图和扭矩图可知：图5-2 弯矩和扭矩图由上面的两个图可知在辊子的地方所受的弯扭力最大。5.3.8 按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。根据机械设计公式（15-5）及以上数

40、据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取=0.6，轴的计算应力：ca=Mh2+（T）2/0.1d3(5.3)ca =25.18MPa前面已选择轴的材料45钢调质，查得1=60mpa，因此ca<1,故轴安全。轴的设计与前者相同，它们的材料也相同，承受的力矩和转矩均相同，支撑相对于辊子也相同，所以不用再设计校核了。6 齿轮的设计与计算6.1 选定齿轮的类型及材料根据工作要求，选用直齿圆柱齿轮传动。对辊式压球机为一般的工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）。材料选择，选择齿轮材料为40cr（调质），硬度为280HBS。根据结构要求，齿轮的分度圆直径应该和辊子的直

41、径相同，这里我们初步选择其模数m=18mm，那么其齿数Z=d/m=750/18=41.67426.2 按齿根弯曲强度设计齿轮又设计计算公式（10-5）进行试算，即：m32KTd*Z2*（Yfa*Ysaf） (6.1)确定公式内的各计算数据1） 齿轮传递的扭矩TT/2=39935n*m2） 由表10-7选取齿宽系数，因为该传动中选的是悬臂式的结构，故d =0.5。3） 由图10-20c查得齿轮的弯曲疲劳极限FE1=620mpa，4） 由图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.855） 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由公式（10-12）得F1= Kfn1*fe1S(6.2)

42、F1=376.43MPa6)根据v=dn60*1000=0.471m/s，7级精度，由图10-8查的动载系数Kv=1，由表10-2查得使用系数KA=1.75，直齿轮KF=1，由图10-13查得KF=1.547）计算载荷系数KK=KA×Kv×KF×KF=1.75×1×1×1.54=2.6958）由表10-5，查得齿形系数YFA1=2.40，应力校正系数Ysa1=1.679)计算齿轮的=0.01065m32KTd*Z2*（Yfa*Ysaf）=13.749由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，由m13.749mm查标准模数

43、表，并就近圆整为标准值m=16mm，由齿轮直径d=750mm，算出齿轮的齿数zZ=d/m=750/16=46.875，取齿数为47个，这样齿轮分度圆直径变为了d=z*m=47*16=752mm，辊子为了能够有效地工作其直径也要变为752mm。7 键的选用及校核轴伸出轴与半联轴器相连，其直径d=260mm，选用圆头普通平键（C型）b=56mm，h=32mm，L=320mm，轴传递的扭矩T1=79026.25NM，采用双键连接，成180°对称布置，考虑到制造误差使键上载荷分布不均，按1.5个键计算。p=(7.1)p =118.7MPa<p=120MPa所选键合格轴中间的键用于辊轮和

44、轴的连接，轴颈d=300mm，选用圆头普通平键（A型）b=70mm，h=36mm，L=250mm，该段轴轴传递的扭矩也为T=39513.125p=52.27MPa<p=120MPa所选键合格轴右端的键用于齿轮和轴的连接，轴颈d=2600mm，选用圆头普通平键（A型）b=56mm，h=32mm，L=200mm，该段轴轴传递的扭矩T=T1/2=39935NMp=94.98MPa<p=120MPa所选键合格轴所用材料与轴相同，且轴扭矩稍小于轴，在此轴上选用的键与轴相同，必定合格，在此就不一一校核。8 成型辊的设计8.1 成型辊的材料选择由于成型压力大，球窝的接触线磨损大，在此故选用65M

45、n材料，持久强度高，耐磨性好。8.2 成型辊结构设计辊筒直径是750mm，宽度是320mm，由于直径较大，故辊筒不宜采用实心结构，在此我采用带有肋板的腹板式结构，这样不就可以节约材料，而且可以减轻辊筒的质量，提高工作效率。其结构如下图：图8-1 辊筒结构图8.3 煤球布置为了提高产量，需要合理布置煤球在辊筒上的位置，如下图：图8-2 煤球布置图8.4 产量计算辊子沿周向布排球窝数位59个，辊子沿宽度方向布排球窝数位15个，故辊子工作一周可生产煤球个数：n=15×59=885经计算每个煤球质量m=10.3g，故可计算该设备每小时的产量：M=885×10.3×12×60×90%=5.91t/h结论在设计的开始，因为对压球机不太了解，不知道压球机是什么样的，总体设计也就不知道应该从