ZY5885蜂窝煤成型机设计

ZY5885蜂窝煤成型机设计摘要：型煤的主要原料是粉煤，添加一些粘结剂、助燃剂、固硫剂后，按一定要求的比例和机械加工压制成型的，最后将得到具有一定强度并且尺寸及形状不一的成品。成型设备是型煤的生产最重要的一环。目前，工业上用的最多的就是对辊式成型机这款成型设备。对辊成型机主要系统部件是成型系统、同步齿轮传动系统和液压加载系统。这次设计方向是ZY5885蜂窝煤成型机设计，该机型成型机是目前市场上成型的主流。但作为新兴机型，该成型机也存在一些问题，所以我本次设计对对辊成型机进行优化设计，采用自动加料装置。本次设计里含有各个部分结构的选型，设计计算和强度校核。经过优化设计后的对辊成型机能够更好地满足于各种工况，使用寿命也会有所提高。关键词：对辊成型机；新兴机型；自动加料装置DesignofZY5885HoneycombBriquettingMachineAbstract:Briquetteisakindofcoalproductwithdifferentstrength、sizeandshape,whichismadeofpowderedcoalasthemainrawmaterial,addedwithbinder,combustionsupportingagentandsulfurfixingagent,andprocessedandpressedaccordingtotheproportionandmechanicalstrengthrequiredforitsuse.Formingequipmentisthemostimportantpartofbriquetteproduction.Atpresent,themostwidelyusedinindustryisthebriquettingmachine.Thebriquettingmachineismainlycomposedofsynchronousgeartransmissionsystem,formingsystem,hydraulicloadingsystemandetc.ThisdesigndirectionisthedesignofZY5885honeycombbriquettemachine,whichisthemainstreaminthecurrentmarket.However,asanewtypeofmachine,therearesomeproblemsinthebriquettemachine,sothisdesignoptimizestherollformingmachineandadoptstheselfweightfeedingdevice.Themainsystemcomponentsoftherollformingmachineareformingsystem,synchronousgeartransmissionsystemandhydraulicloadingsystem.Theoptimizeddesignoftherollformingmachinecanbettermeetallkindsofworkingconditions,andtheservicelifewillbeimproved.Keyword:thebriquettingmachine;Emergingmodels;Automaticfeedingdevice目录第一章前言 1第二章对辊成型机总体设计 22.1电动机的选型 22.1.1确定电动机的类型和结构形式2.1.2确定电动机的容量2.2计算传动装置的总传动比和各级传动比 32.3V带的设计和计算 32.3.1确定V带带型 32.3.2计算带轮基准直径 42.3.3计算中心距和带长 42.3.4验算小带轮包角 52.3.5确定带的根数 52.3.6确定带的预紧力及压轴力 52.3.7设计带轮 62.4动力学参数计算 62.4.1电动机输出参数 62.4.2I轴的转速、传递功率、转矩 72.4.3II轴的转速、传递功率、转矩 72.4.4III轴的转速、传递功率、转矩 72.4.5IV轴的转速、传递功率、转矩 72.4.6V轴的转速、传递功率、转矩 82.5同步齿轮减速箱齿轮设计计算 82.5.1I轴齿轮设计计算2.5.2II轴齿轮设计计算 2.5.3III轴齿轮设计计算 2.5.4IV轴齿轮设计计算 2.5.5V轴齿轮设计计算 2.6轴的设计计算 232.6.1I轴的设计计算 2.6.2II轴的设计计算 2.6.3III轴的设计计算 2.6.4IV轴的设计计算 2.6.5V轴的设计计算 2.7轴承的校核 452.7.1I轴轴承的校核 2.7.2II轴轴承的校核 2.7.3III轴轴承的校核 2.7.4IV轴轴承的校核 2.7.5V轴轴承的校核 2.8辊心设计 522.8.1辊心的材料 2.8.2辊心的结构设计 2.9型板的设计 532.9.1型板的材料 2.9.2型板的结构设计 第三章减速箱箱体及其附件的设计计算 553.1箱体结构的设计 553.2液压装置的选型 553.3附件的选取和设计 55结论 57致谢 58参考文献 59声明 6028967_WPSOffice_Level2附录 61A=1.25查斜齿圆柱齿轮的动载荷系数图得=1.01齿向载荷分布系数： 查表取=1.2,查图取=2.45查齿轮材料的弹性系数表，取=189.8重合度系数取=0.78代入得：=1103.06MPa计算接触强度强度安全系数：齿面应力循环数：按齿面不允许出现点蚀，查图得寿命系数润滑油膜影响系数取齿面工作硬化系数取尺寸系数按取将以上数据代入计算式按一般可靠度要求，选用最小安全系数，和均大于，所以安全。2.6轴的设计计算2.6.1I轴的设计计算轴的材料由于I轴的齿轮的分度圆直径和轴径相差不是很大，决定做成齿轮轴，材料选用45号钢，做调质处理。力学性能：，，，，，，，，。估算I轴的直径，取轴直径75mm。轴的结构设计根据轴的受力情况，选择型号为30000型圆锥滚子轴承，装轴承处的直径定为，便于轴承的装配。确定滚动轴承为30216型，其尺寸为，其中定位轴肩高度。Ⅰ轴段为圆柱形轴伸，的轴伸长、。Ⅱ轴段直径为，根据轴承端盖和减速器的结构来确定端盖总宽度为，又考虑到端盖和带轮之间的间隙，。Ⅲ轴段安装轴承，由于圆柱形轴伸的原因，采用双列轴承，取，。Ⅳ轴段轴肩长度根据齿轮距箱体内壁，确定距离为，因为箱体的铸造有误差，滚动轴承应距离箱体内壁，这里取，确定，。Ⅴ轴安装轴承，，。受力分析.1作出轴的计算简图.2外力计算轴传递的转矩：齿轮的圆周力：齿轮的径向力：齿轮的轴向力：.3支外力计算在水平面内的支反力：由得：由得：a段：M（X）=（0≤x≤a）b段：M（X）=（a≤x≤l）弯矩图：在垂直面内的支反力：由得：由得弯矩图：.4强度计算齿轮作用力在D截面的最大合成弯矩：所以安全。2.6.2II轴的设计计算II轴的材料同I轴。估算II轴的直径，取直径120mm。轴的结构设计根据轴的受力情况，选择型号为30000型圆锥滚子轴承。装轴承处的直径定为，便于轴承的装配。确定滚动轴承为30224型，其尺寸为。Ⅰ轴段安装轴承，取，。Ⅱ轴段需要安装齿轮，齿轮的左端将采用套筒定位，右端采用轴肩定位。确定轴段直径，齿轮宽度为120mm,要想全套筒端面能可靠地压紧齿轮，轴段长度得略短于齿轮轮毂宽度，所以取。Ⅲ轴段轴环，。Ⅳ轴段为齿轮轴宽度取。Ⅴ轴段安装轴承，，。受力分析.1作出轴的计算简图.2外力计算轴传递的转矩：小齿轮的圆周力：大齿轮的圆周力：小齿轮的径向力：大齿轮的径向力；小齿轮的轴向力：大齿轮的轴向力：.3支反力计算在水平面内的支反力：由得由得弯矩图:得：在垂直面内的支反力由得由得弯矩图：得：强度计算齿轮作用力在E截面的最大合成弯矩所以安全。2.6.3III轴的设计计算III轴的材料同I轴材料。估算轴的直径，取直径180mm。轴的结构设计根据轴的受力情况，选择型号为30000型圆锥滚子轴承，确定装轴承处的直径，便于轴承的装配。确定滚动轴承为32036型，其尺寸为。Ⅰ轴段安装轴承，取，。Ⅱ轴段需要安装齿轮，，，齿轮的左端采用套筒定位，右端将采用轴肩定位。确定轴段直径，齿轮宽度为244mm,要想套筒端面可靠地压紧齿轮，轴段长度得略短于齿轮轮毂宽度，所以确定。Ⅲ轴段轴肩高度，取，，为。受力分析.1作出轴的计算简图.2外力计算轴传递的转矩：小齿轮的圆周力：大齿轮的圆周力：小齿轮的径向力：大齿轮的径向力小齿轮的轴向力大齿轮的轴向力.3支反力计算在水平面内的支反力：由得由得弯矩图：得：在垂直面内的支反力：由得由得：弯矩图：得：强度计算由于齿轮作用力在D截面的最大合成弯矩所以安全.2.6.4IV轴的设计计算IV轴的材料同I轴材料。估算轴直径，取直径220mm。轴的结构设计根据轴的受力情况，选择型号为30000型圆锥滚子轴承，确定装轴承处的直径，便于轴承的装配。确定滚动轴承为32044型，其尺寸为。Ⅰ轴段安装轴承，取，。Ⅱ轴段需要安装齿轮，齿轮左端将采用套筒定位，右端采用轴肩定位。确定轴段直径，齿轮宽度为168mm,要想全套筒端面可靠地压紧齿轮，轴段长度得略短于齿轮轮毂宽度，所以确定。Ⅲ轴段轴肩高度，取，。轴环宽度，取，则。Ⅳ轴段为中间段,,。Ⅴ轴段为轴肩，，。受力分析.1作出轴的计算简图.2外力计算轴传递的转矩：小齿轮的圆周力：大齿轮的圆周力：小齿轮的径向力：大齿轮的径向力：小齿轮的轴向力：大齿轮的轴向力：.3支外力计算在水平面内的支反力：由得由得弯矩图：得：在垂直面内的支反力：由得由得：弯矩图：得：强度计算由于齿轮作用力在D截面的最大合成弯矩所以安全。2.6.5V轴设计V轴材料同I轴材料。估算轴的直径，取直径260mm。轴的结构设计根据轴的受力情况，选择型号为30000型调心滚子轴承，确定装轴承处的直径，便于轴承的装配。确定滚动轴承为30352型，其尺寸为。Ⅰ轴段安装轴承，取，。Ⅱ轴段需要安装齿轮，齿轮的左端将采用套筒定位，右端采用轴肩定位。确定轴段直径，齿轮宽度定为210mm,取。Ⅲ轴段轴肩高度，取，。轴环宽度，取，则。IⅤ轴段安装轴承，，。V轴段为伸出轴,需要联接联轴器,确定，。受力分析.1作出轴的计算简图.2外力计算轴传递的转矩：齿轮的圆周力：齿轮的径向力：齿轮的轴向力：.3支外力计算由得由得弯矩图：得：在垂直面内的支反力：由得得弯矩图：得：强度计算由于齿轮作用力在D截面的最大合成弯矩所以安全.2.7轴承的校核2.7.1I轴轴承的校核I轴轴承的型号初选滚动轴承为30216型，其尺寸为。轴承支反力计算轴承的派生轴向力计算轴承承受的载荷计算轴向载荷：因为得：当量动载荷：当，时：得：当，时：得：轴承寿命因为，所以按计算。查得，，基本额定载荷Cr=170kN，代入得：2.7.2II轴轴轴承的校核II轴轴承的型号初选的滚动轴承为30224型，其尺寸为。轴承支反力计算轴承的派生轴向力计算轴承载荷计算轴向载荷：因为得：当量动载荷：当，时：当，时：轴承寿命因为，故按计算。查得，，基本额定载荷Cr=180kN，代入得：2.7.3III轴轴承校核III轴轴承型号初选滚动轴承为32036型，其尺寸为。轴承支反力计算轴承派生轴向力计算轴承载荷计算轴向载荷：因为得：当量动载荷：当，时：得：当，时：得：轴承寿命因为，故按计算。查得，，基本额定载荷Cr=245kN，代入得：2.7.4IV轴的轴承校核IV轴轴承的型号初选滚动轴承为32044型，其尺寸为。轴承支反力计算轴承派生轴向力计算轴承载荷计算轴向载荷：因为得：当量动载荷：当，时：当，时：轴承寿命因为，所以按计算。查得，，基本额定载荷Cr=520kN，代入得：2.7.5V轴轴承校核V轴轴承的型号初选滚动轴承为30352型，其尺寸为。轴承支反力计算轴承派生轴向力计算轴承载荷计算轴向载荷：因为得：当量动载荷：当，时：得：当，时：得：轴承寿命计算因为，故按计算。查得，，基本额定载荷Cr=760kN，代入得：2.8辊心设计2.8.1辊心的材料在这里我们选用碳素铸钢材料，因为强度和加工性良好。2.8.2辊心的结构设计辊心为了便于型板的安装和更换，铸成六边形结构。2.9型板的设计2.9.1型板的材料选用15Cr3Mo材料的理由是由于成型压力大，球窝的接触线磨损大。但该材料的持久强度较高。2.9.2型板的结构设计辊轮的辊面分成六块型板，每一块都是用螺钉固定在辊心上的。因为球窝的接触线磨损较大，所以球窝需要交错排列。这样有利于提高辊面的利用率，并且可以减少物料在辊面上非工作“突台区”产生的峰压。由此计算可得：辊子沿周向可分布排球窝数：=54个辊子沿宽度方向可分布排球窝：=10.01取整数，为10排。最后确定单块型板的球窝布排沿周向是9个，一共有10排。第三章减速箱箱体及其附件的设计计算3.1箱体结构的设计减速器的重要组成部件就是箱体。箱体是传动零件的基座，需要具有足够的强度和刚度。但是由于本设计中的冲击载荷不是太大，所以箱体可以采用灰铸铁材料来铸造箱体。但是为了方便轴系零件的安装和拆卸，箱体是沿轴心线水平剖分式制作而成的，上箱盖和下箱座是用普通螺栓联接成一个整体的。轴承座的联接螺栓尽量接近轴承座孔，轴承座旁的凸台需要足够的承托面，并且要能保证有拧紧螺栓时所需要的空间。在轴承座附近加支承肋是保证箱体能有足够的刚度。3.2液压装置的选型选用UZ系列微型液压泵站，最大压力达到200MPa，油箱容积有20L。3.3附件的选取和设计3.3.1通气器减速器在工作的时候，箱体内的温度就会升高，然后就会导致气体膨胀，最后压力就会增大，为了能后让箱内空气可以自由排出，来保证箱体内外达到压力平衡，一般会在箱体的顶部装上通气器。本设计中采用的通气器结构有滤网，可用于工作环境恶劣的场合，能达到一个很好的防尘效果。3.3.2密封装置和轴承盖轴伸处的轴承盖是透盖，而透盖中就装有密封装置。轴承座孔的两端轴承盖封闭，来保证固定轴系部件的轴向位置能够承受轴向载荷。轴承一般有凸缘式和嵌入式这两种。本次设计中采用的是凸缘式轴承盖，它的优点就是拆装、调整轴承比较方便。3.3.3检查板和盖板在箱体的适当位置装有检查孔，主要目的是为了方便检查传动零件的啮合情况、接触斑点、侧隙。其大小应允许将手伸入箱内，以便检查齿轮啮合情况。3.3.4定位销定位销需要在精加工轴承座孔前，对称安装在上箱盖和下箱座联接凸边上，这样可以加强定位效果。安装定位销的优点是能够精确地加工轴承座孔，还能保证在每次拆装后，轴承座的上下半孔能保持加工时的位置精度。3.3.5油面指示器本此设计中的油面指示器采用了油标尺。油面指示器的作用就是检查减速器里的油池面高度，并且要保证油池内有适当的油量便于观察油面比较稳定的部位。3.3.6放油孔放油孔就是在换油时，排出污油和清洗剂。一般安放在箱体底部、油池的最低位置。不放油时是用带有管螺纹的龙头堵住的。结论我的毕业设计是对辊成型机在工业运用的一个整机设计。而ZY5885型的型煤成型机基本上可以年产10万吨。该机型不仅刚性好，而且工作效率高，操作灵活。此次设计的对辊成型机，主要有以下几方面的优点：采用方形轴承座。相对于固定对辊组件来说,轴承座是由定位平衡固定在机架的上、下端架之间的;而对于活动对辊组件来说,轴承座是可以沿着上下端架上的导向平键移动的。在活动对辊组件上装有液压加载装置，这样可以提高成型力，并且可以避让较硬的铁器物质或其他物质进入辊轮间，可以避免损坏对辊组件。采用安全联轴器。可以避免成型机在工作时，因为物料(如粉煤)带有的小件铁块等坚硬物进入辊轮啮合区可能阻止辊轮的转动。因此本次设计采用了具有退让和安全保护的功能的的联轴器。采用自重加料装置。可以减少人力消耗，操作方便灵活。致谢因为疫情影响，我的毕业设计做了有3个多月，也收获了很多。在做本次设计时，也是我温故知新学习不少以前的基础学科和专业知识，其次也锻炼了我自己的CAD设计能力，同时也锻炼了自己的心态。同时，要感谢我的毕设荣冬松老师。他的工作态度以及科研精神,让我受到了很多启发，也学到了很多。我在老师的帮助下，一步步的积累了更多机械方面的知识，设计也是在不断完善。老师在我这次毕业设计过程中一直耐心指导着我，解决了我的很多难题。如果没有老师的帮助，我一点方向感、设计思路都没有，这真的对于我来说太难了。最后，谢谢荣老师，毫无保留并且耐心的授业解惑；当然也要谢谢学校，给我提供了这么好的学习平台。参考文献金红基，郑火胜.设备控制技术[M].航空工业出版社，2016：287-290.陈娟，刘皓，许伟，白小慧，王战辉，张智芳.型煤工艺技术研究[J].山东化工，2016(24)：53-54．王爱国.民用型煤的市场现状及建议[J].中国质量技术监督,2019(5):64-65.黄昌红.洁净型煤——清洁能源技术新天地——北京中矿大型煤技术研究所科技创新纪实[J].中国国情研究报告2002[M]，2002:304-305.吴文群.基于True_Basic的蜂窝煤成型机机械传动系统分析[J].机械工程与自动化，2012(2):72-76.褚良，刘云肖，崔郎郎.褐煤提质项目中对辊成型机的应用及改进[J].\o"工程机械"矿山机械,2012(2):144-147.胡占奎,李素芳.褐煤对辊成型机行星减速器的设计[J].\o"佳木斯大学学报：自然科学版"煤矿机械,2015(9):39-41.刘随芹,戈·帕萨尔格.国外高压对辊成型机的设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