750對輥式壓密機設計【說明書+CAD】,說明書+CAD,750對輥式壓密機設計【說明書+CAD】,對于,輥式壓密機,設計,說明書,仿單,cad 黃河科技學院本科畢業(yè)設計（論文）任務書 工 學院 機械 系 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 2008 級 3 班 學 號 080105633 學生 王嚴嚴 指導教師 康紅偉 750對輥式壓密機設計 畢業(yè)設計（論文）工作內(nèi)容與基本要求（目標、任務、途徑、方法，應掌握的原始資料（數(shù)據(jù)）、參考資料（文獻）以及設計技術(shù)要求、注意事項等）（紙張不夠可加頁） 一、設計技術(shù)要求、原始資料（數(shù)據(jù)）、參考資料（文獻） 通過實習調(diào)研搜集資料，運用所學知識，借助CAXA或AutoCAD軟件，對整機主體結(jié)構(gòu)、傳動形式、壓輥結(jié)構(gòu)、帶傳動、齒輪進行設計與計算；對電機、減速器、聯(lián)軸器和軸承進行計算與選擇等。 要求設備結(jié)構(gòu)緊湊，成塊率及質(zhì)量高。 主要參數(shù) 加工對象：X煤粉，密度： 0.8g/cm3；成球形狀：（詳見附圖）； 壓輥直徑：750mm；壓輥寬度：320mm；對輥徑向線壓比8t/cm；輥面切向線壓力：5.5kN/cm；主軸轉(zhuǎn)速：12 rpm。 通過該畢業(yè)設計，使學生對大學四年里學到和未學到的知識進行綜合強化訓練，為其走向工作崗位奠定良好基礎。 二、設計目標與任務 1.查閱文獻資料12種以上，外文資料不少于兩種。寫出3000字以上文獻綜述，單獨裝訂成冊。 2.翻譯外文科技資料，不少于3000漢字，單獨裝訂成冊。 3.完成總體方案設計。 4. 選擇并論證設計傳動方案、整機結(jié)構(gòu)草圖，完成主要零部件的強度校核計算等。 5.繪制裝配圖、主要零部件圖，折合零號圖紙兩張以上。 6.編寫摘要，英中文完全對照，中文不少于300字。 7.編寫設計說明書，不少于8000字符。 三、時間安排 1---3周 完成文獻綜述及英文資料翻譯。完成畢業(yè)實習。 4---9周 總體結(jié)構(gòu)設計、計算，用CAXA或AutoCAD等軟件繪制總裝圖、部裝圖、典型零件圖。 10--11周 編寫設計說明書，進一步修改完善畢業(yè)設計，準備并完成畢業(yè)答辯稿。 12周 畢業(yè)答辯。 畢業(yè)設計（論文）時間： 2012 年 02 月 13 日至 2012 年 05 月 15 日 計 劃 答 辯 時 間： 2012 年 05 月 19 日 專業(yè)（教研室）審批意見： 審批人簽名： 黃河科技學院畢業(yè)設計（論文）開題報告表 課題名稱 750對輥式壓密機設計 課題來源 教師擬訂 課題類型 AX 指導教師 康紅偉 學生姓名 王嚴嚴 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 號 080105633 一、調(diào)研資料的準備 根據(jù)任務書的要求，在做本課題前，查閱了與課題相關的資料有：機電一體化技術(shù)與系統(tǒng)， CAD軟件制圖，機械設計手冊等相關教材。 二、設計的目的與要求 畢業(yè)設計是大學教學中最后一個實踐性教學環(huán)節(jié)，通過該設計過程，可以檢驗我們在大學期間所學的知識，同時培養(yǎng)我們處理工程中實際問題的能力，因此意義特別重大。 通過對題目的理解，查閱各種資料，按照工藝要求，設計出750對輥式壓密機，以滿足實際的工作需求！ 三、設計的思路與預期成果 1、設計思路 1) 根據(jù)本次設計相關要求查找資料，做好準備。 2) 依據(jù)要實現(xiàn)的功能要求計算并選擇或設計合適的電機、減速器、傳動方案。 3) 根據(jù)裝配圖畫出零件圖! 2、預期的成果 （1）完成文獻綜述一篇，不少于3000字，與專業(yè)相關的英文翻譯一篇，不少于3000字。 （2）完成內(nèi)容與字數(shù)都不少于規(guī)定量的畢業(yè)設計說明書一份。 （3）繪制裝配圖，部分零件圖。 四、任務完成的階段內(nèi)容及時間安排 1周——2周 收集設計資料并完成開題報告 3周——4周 完成英文資料翻譯并寫出文獻綜述 5周——6周 進行總體設計和部分零部件的選擇與設計 7周——10周 繪制裝配圖和部分零件圖、編寫畢業(yè)設計說明書 11周 修改整理，準備答辯 五、完成設計（論文）所具備的條件因素 具備機械設計，能有效借助圖書館的相關文獻資料，相關的網(wǎng)絡等資源，查閱機械設計手冊、畢業(yè)設計指導手冊并且具有良好的計算機繪圖（CAD）操作能力。 指導教師簽名： 日期： 2012-2-23 課題來源：（1）教師擬訂；（2）學生建議；（3）企業(yè)和社會征集；（4）科研單位提供 課題類型：（1）A—工程設計（藝術(shù)設計）；B—技術(shù)開發(fā)；C—軟件工程；D—理論研究；E—調(diào)研報告 （2）X—真實課題；Y—模擬課題；Z—虛擬課題 要求（1）、（2）均要填，如AY、BX等。 畢業(yè)設計 文獻綜述 院（系）名稱 工學院機械系 專業(yè)名稱 機械設計制造及其自動化 學生姓名 王嚴嚴 指導教師 康紅偉 2012年 03 月 10 日 黃河科技學院畢業(yè)設計(文獻綜述) 第 7 頁 750型對輥式壓密機 摘要：本文介紹了對輥式壓密機的國內(nèi)外生產(chǎn)技術(shù)、發(fā)展狀況、使用范圍、壓密機的工作原理、及結(jié)構(gòu)等，通過這些對壓密機有了初步的了解，為以后的設計打下基礎。 關鍵詞：對輥式、壓密機 發(fā)展情況 前言 原煤不經(jīng)過入洗而直接用于燃燒，不僅浪費能源，而且產(chǎn)生大量的煤煙和溫室氣體的排放發(fā)。采用清潔煤技術(shù)，是提高煤炭利用效率和減少污染的最佳選擇。工業(yè)型煤成套技術(shù)就是其中一種比較成熟的方法,通過添加助劑對粉煤進行混捏成型,用作工業(yè)鍋爐和窯爐的燃料,與直接燃燒散煤相比,煙塵排放量可減少60%,SO2排放量可減少50%。將原煤混捏成型就需要用煤粉成型機器，因此，煤粉成型機器便有了很廣泛的應用。 1.國內(nèi)外型煤及壓密機的發(fā)展： 國外型煤技術(shù)發(fā)展已有一個多世紀的歷史。早在19 世紀40 年代, 歐洲已開始研制型煤, 其中壁爐用型煤生產(chǎn)得較多。國外型煤生產(chǎn)工藝、黏結(jié)劑配方、型煤機械設備都較先進, 技術(shù)成熟, 法國和英格蘭采用加黏結(jié)劑成型技術(shù), 德國采用不加黏結(jié)劑, 用高揮發(fā)分的泥煤和褐煤生產(chǎn)型煤。生產(chǎn)量較大、技術(shù)較成熟的國家還有英國、法國、德國、日本等, 生產(chǎn)能力最大能達到50 萬t/ a。由于發(fā)達國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整, 大量使用清潔能源, 將煤炭主要用于發(fā)電、燃燒和轉(zhuǎn)化, 通常是以粉煤為主, 對型煤的需求量日漸減少, 型煤業(yè)日趨萎縮。 國外很多公司不斷地對輥壓塊機進行改進。這些改進的目的是為了進一步改進產(chǎn)品質(zhì)量, 同時增加生產(chǎn)能力和優(yōu)化壓塊機的可靠性。在壓輥的改進中, 主要取得了兩方面的進展.. 一是具有完整軸頸和堅固的承壓表面的鑄造壓輥。對于表面堅硬的物料和它們的應用, 進一步改進還在不斷的持續(xù).. 另一個是關于熱物料加工時帶有水冷套的壓輥。對損壞的壓輥和輥環(huán)的進一步研究和分析說明需要進行安全設計?？梢钥隙ǖ氖? 帶有熱套的新的水冷壓輥, 其壽命與鑄造壓輥一樣長。如果設備得到精心維護, 對軸承的各種計算, 己經(jīng)達到理論值與實際值相附的水平。另一個感興趣的進步是給料機, 這里已經(jīng)給出了各種改進后的裝置, 在這一領域中的其它工作仍在繼續(xù)。 我國從1958年開始研究型焦,先后研究出4種不同工藝的工業(yè)型煤技術(shù); 20世紀六七十年代,我國研制成以無煙煤為原料,供合成氨造氣用的石灰碳酸化煤球、紙漿廢液型煤球、腐植酸鹽煤球,并在我國小化肥廠大量推廣使用; 1984年又成功研制出高效機車用型煤; 80年代以來,無煙煤型煤技術(shù)的發(fā)展進入新的階段,研究重點為化肥用優(yōu)質(zhì)防水氣化型煤;“八五”期間及以后,免烘干無煙煤造氣型煤技術(shù)取得可喜進展。近年來,我國生物質(zhì)型煤技術(shù)、環(huán)保固硫型煤、型煤粘結(jié)劑及煙煤型煤技術(shù)等方面取得了巨大進展,有力促進了我國型煤技術(shù)的發(fā)展。 (1)粘結(jié)劑技術(shù):廉價高效型煤粘結(jié)劑,具有防水,快速固結(jié)的特征。主要原料為工礦企業(yè)廢液、廢渣,經(jīng)加工改性后制成。采用這類粘結(jié)劑成型,在生產(chǎn)過程中可免設干燥系統(tǒng),成型后防水性好,不怕雨淋,可廠外堆放,遠距離運輸。 (2)添加技術(shù):煤粉中摻入某些添加劑成型,制得的型煤具有催化、活化、固硫功能,使型煤在燃燒過程中反應速度加快,燃燒工況得到改善,熱能得到高效合理利用,并使有害氣體的排放量大大減少。型煤中添加助劑的燃用給劣質(zhì)煤、高硫煤的合理利用開拓了廣闊天地。 (3)成型技術(shù):成型壓力在20~35 MPa之間就可獲得滿意的型煤強度。成型總水分一般在10%~15%之間 (4)型煤產(chǎn)品冷熱強度高,熱穩(wěn)定性好。當成型工藝合理,選擇煤種適當時,型煤產(chǎn)品各項技術(shù)指標均能滿足工業(yè)鍋爐、窯爐、氣化爐的要求。 (5)生產(chǎn)工藝簡便,建設投資少,型煤成本低。粉煤經(jīng)捏混、成型兩道工序即可制得成品型煤。 目前我國工業(yè)型煤的生產(chǎn)工藝主要采用粉煤添加粘結(jié)劑低壓成型,以往的研究主要集中在成型工藝和粘結(jié)劑方面,對成型機械的研究開發(fā)甚少。事實上,成型機械是型煤生產(chǎn)的關鍵設備, 國內(nèi)大部分型煤廠采用有粘結(jié)劑的低壓成型, 其工藝過程主要包括原煤的粉碎、配料,粘結(jié)劑、固硫劑等助劑的添加,混捏與成型,型煤烘干等,工藝冗長。再加上用電和設備的折舊、添加劑及人員工資,導致型煤的生產(chǎn)成本偏高,最終型煤價格與塊煤相差無幾,從而使型煤用戶在經(jīng)濟上承受起來較為困難。所以本論文就是設計高壓的成型機械，這樣可以少用甚至不用粘結(jié)劑。 對輥式工業(yè)型煤成型機的研制成功, 為工業(yè)型煤走向規(guī)模生產(chǎn)提供了可靠的設備, 這種機器可面向年產(chǎn)幾 萬噸甚至幾十萬噸 的工業(yè)型煤廠, 可作為加工鍋爐型煤和氣化型煤的主機。在我國利用粉煤生產(chǎn)型煤具有較高的節(jié)能、環(huán)保和社會效益, 并越來越受到人們的重視, 其產(chǎn)量也將不斷增加。由此可見, 對輥式工業(yè)型煤成型機也將具有廣闊的應用前景。 2.壓密機適用范圍： 壓密機的作用就是把煤粉進行壓縮，排除一部分的水分，使煤粉先成條塊狀，以便于壓球機擠時間壓時強度更好，達到最佳效果主要用于壓制難以成型的粉狀物料，其特點是成型壓力大、主機轉(zhuǎn)數(shù)可調(diào)、配有螺旋送料裝置。壓球機可用來壓制煤粉、鐵粉、焦煤、鋁粉、鐵屑、氧化鐵皮、碳粉、炭粉、礦渣、石膏、尾礦、污泥、高嶺土、活性炭、焦末等各種粉末、粉料、廢料、廢渣，廣泛應用于耐材、電廠、冶金、化工、能源、運輸、供暖等行業(yè)，經(jīng)壓球機制作成型后的物料，節(jié)能環(huán)保，便于運輸，提高了對廢料的利用率，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。 對輥式壓密機 3.對輥式壓密機工作原理： 被壓物料經(jīng)給料口落入兩輥子之間，進行擠壓粘合，成品物料自然落下。遇有過硬或不可壓時，輥子可憑液壓缸或彈簧的作用自動退讓，使輥子間隙增大，過硬或不可破碎物落下，從而保護機器不受損壞。相向轉(zhuǎn)動的兩輥子有一定的間隙，改變間隙，即可控制產(chǎn)品最大排料粒度。對輥破碎機是利用一對相向轉(zhuǎn)動的圓輥，四輥破碎機則是利用兩對相向轉(zhuǎn)動的圓輥進行破碎作業(yè)。 特點：雙輥破碎機采用三角帶或萬向節(jié)聯(lián)軸器進行傳動和調(diào)節(jié)兩輥之間的間隙。 對輥壓球機機。它由機架、一對輥子、三角皮帶傳動裝置和彈簧保險裝置等主要部件組成。兩臺電機通過皮帶輪傳動，帶動兩輥子相向轉(zhuǎn)動。一個輥子的軸支承在與機架固定在一起的固定軸承上，另一個輥子的軸支承在活動軸承上。活動軸承可以沿機架導軌水平移動，使兩輥子間的排料口寬度在必要時可以增大，將非破碎物排出機外。輥子安裝在焊接的機架上，由安裝在軸上的輥芯以及套在輥芯上的輥套組成，兩者通過錐形環(huán)，用螺栓拉緊，以使輥套緊套在輥芯上。當輥套的工作表面磨損時，可以拆換。前輥的安裝在滾柱軸承中，軸承座固定安裝在機架上，后輥的軸承則安裝在機架的導軌中，可以在導軌上前后移動，后輥的軸承用強力彈簧壓緊在頂座上，當轉(zhuǎn)輥之間落入難碎物時，彈簧被壓縮，后輥后移一定距離，讓硬物落下，然后在彈簧張力作用下又回到原來位置。彈簧的壓力可用螺母調(diào)整，在軸承與頂座之間放有可以更換的鋼墊片，通過更換不同厚度的墊片，即可調(diào)節(jié)兩轉(zhuǎn)輥的間距。 對輥壓球機前輥通過減速齒輪和傳動軸以及帶輪用電動機帶動，后輥則通過裝在輥子軸上的一對齒輪由前輥帶動作相向轉(zhuǎn)動。為了使后輥后移時兩齒輪仍能嚙合，齒輪采用非標準長齒。 對輥式壓密機工作原理 4.壓密機分類： ?根據(jù)壓球機原理結(jié)構(gòu)形式可分為：兩輥壓球機，四輥壓球機。 ?根據(jù)壓球機的壓力強度可分為：低壓壓球機，強力壓球機，高強壓球機。 ?根據(jù)壓球機的用途可分為：礦粉壓球機，型煤壓球機，脫硫石膏壓球機，干粉壓球機等。 5.對輥式壓密機的結(jié)構(gòu) 輥式壓球機結(jié)構(gòu)簡單緊湊，價格低廉，工作可靠，粒度調(diào)整方便，可粉碎粘濕物料。但生產(chǎn)能力低，給料尺寸較小，破碎硬質(zhì)、韌性物料磨損嚴重。 輥式壓球機的結(jié)構(gòu)如上圖所示。壓球機的主要工作部分為兩個反向滾動的軋輥，右面一個裝在固定軸承上，左面一個裝在可移動的軸承上。兩軋輥之間空開的距離d由破碎材料的大小來決定。增減墊塊的數(shù)量即可調(diào)節(jié)空開的距離。工作時，材料由裝料斗落入兩軋輥之間而被壓碎。如材料過硬，不能將其壓碎如材料過硬，不能將其壓碎時，左面的一個軋輥連同可移動的軸承一起向左移動，讓材料通過，以保護機器正常運轉(zhuǎn)。而后，由于彈簧的作用，被推回原位繼續(xù)工作。 對輥式壓密機結(jié)構(gòu)簡圖 參考文獻 [1]百度百科.《對輥式壓煤機》.北京：百度搜索引擎，2000 [2]陳子鳴，李元信．壓塊機設計問題[J]．中國有色冶金，1976，(1)：5-7 [3] 劉龍保,吳宏志,周衛(wèi)平. 高壓對輥工業(yè)型煤成型機的設計研究[J]. 煤礦機械, 1999 [4] 黃愛民. 輥壓式成型機球窩同步調(diào)節(jié)理論分析[J]. 水力采煤與管道運輸, 2001, (03) [5]王繼生. 輥壓成型機在我國的應用前景[J]. 礦山機械, 1990, (05) [6]向峰.錳粉礦壓制冷壓球團時對輥壓球機設備改造的研究[D].云南昆明：昆明理工大學，2007 [7]王學婭，直徑1000×170 4.5t臥式對輥壓球機研究與設計[D].鞍山熱能研究.1997. 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Hydraulics & Pneumatics 2010 [12]Rodriguez.C.M;Inlernalional Ferilizer Development Center, Workshop Proceedings,Gualenmala City,Okt,1989 單位代碼 0 2 學 號 080105633 分 類 號 TH6 密 級 畢業(yè)設計說明書 750型對輥式壓密機設計 院（系）名稱 工學院機械系 專業(yè)名稱 機械設計制造及其自動化 學生姓名 王嚴嚴 指導教師 康紅偉 2012年 5 月 15 日 黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 V 頁 750型對輥式壓密機設計 摘 要 型煤加工對于有效地利用粉煤資源和保護環(huán)境是十分重要的，在我國的能源構(gòu)成中，煤炭占有十分重要的地位。據(jù)統(tǒng)計，在我國能源生產(chǎn)和消費中，煤炭約占總量的75%左右。但是,隨著采煤機械化程度的不斷的提高，粉煤在原煤中所占的比例也越來越大。粉煤比例的增加不僅降低了散煤的燃燒效率，而且嚴重地污染了環(huán)境。發(fā)展型煤是提高粉煤利用率和減少環(huán)境污染的重要途徑，研究表明，工業(yè)鍋爐,窯爐使用型煤后可比燒散煤節(jié)煤10%~27%，煙塵排放量可減少50%~60%，添加固硫劑后，二氧化硫的排放量可減少35%~50%。因此，發(fā)展型煤對我國具有十分重要的現(xiàn)實意義。 本設計為一種用于煤炭成型加工的對輥式壓密機，包括有機架，固定輥軸和可動輥軸設置在機架中部，固定輥軸一段設有斜塊裝置，通過斜塊裝置可動輥軸能移動一定距離，從而實現(xiàn)了成球形狀的大小，固定輥軸的一端是同步外掛齒輪，另一端用聯(lián)軸器與標準減速器相連。 關鍵詞：型煤，型煤加工，煤粉，對輥式壓密機 Twin roller compaction machine design of 750 type Author:Wang Yanyan Tutor:Kang Hongwei Abstract Coal 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, China’s energy production and consumption, coal accounts for about 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 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 %10~27%, soot emissions can be reduced 50%~60%. After the addition of sorbent, and sulfur dioxide emissions can be reduced 35%~50%. Therefore ,the development of China’s 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 rollers 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 錄 1緒論 1 1.1 型煤發(fā)展方向 1 1.1.1發(fā)展型煤產(chǎn)業(yè)的重要性 1 1.1.2 型煤產(chǎn)業(yè)及技術(shù)的現(xiàn)狀 1 1.2 國內(nèi)外型煤發(fā)展概況 2 1.2.1國外型煤概況 2 1.2.2 國內(nèi)型煤概況 4 1.3 對輥成型機的發(fā)展概況 4 1.3.1 對輥成型機的發(fā)展概況 4 1.3.2對輥壓密機的成型原理 5 2傳動方案的確定和電動機的選擇 7 2.1 電動機的選擇 7 2.1.1選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)形式 7 2.1.2 選擇電動機的容量 7 2.2 傳動方案的確定 7 2.3減速器的選擇及傳動比分配 8 3 V帶設計計算 9 3.1 設計功率 9 3.2 選擇帶型 9 3.3 傳動比 9 3.4 小帶輪的基準直徑 9 3.5 大帶輪的基準直徑 9 3.6 驗算帶速 10 3.7 初定中心距 10 3.8 確定基準長度 10 3.9 實際中心距 10 3.10 小帶輪包角 10 3.11 確定V帶根數(shù) 10 3.12 確定單根V帶的預緊力 11 3.13 作用在軸上的力 11 3.14 帶輪的機構(gòu)和尺寸 11 4 基本參數(shù)計算 12 4.1 各軸的轉(zhuǎn)速及功率 12 4.2 各軸的轉(zhuǎn)矩 12 5 軸的設計計算 13 5.1 軸材料的選擇 13 5.2 計算Ⅰ軸的最小直徑 13 5.3 軸的結(jié)構(gòu)設計 14 5.3.1 確定各段軸的直徑和長度 14 5.3.2 初步選擇滾動軸承 14 5.3.3 輥子處軸的設計 14 5.3.4 軸承處軸的設計 14 5.3.5 齒輪處軸的設計 15 5.3.6 確定軸上圓角和倒角尺寸 15 5.3.7 求軸上的載荷 15 5.3.8 按彎扭合成應力校核軸的強度 16 6 齒輪的設計與計算 17 6.1 選定齒輪的類型及材料 17 6.2 按齒根彎曲強度設計齒輪 17 7 鍵的選用及校核 19 8 成型輥的設計 21 8.1 成型輥的材料選擇 21 8.2 成型輥結(jié)構(gòu)設計 21 8.3 煤球布置 21 8.4 產(chǎn)量計算 22 結(jié)論 23 致謝 24 參考文獻 25 黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 26 頁 1緒論 1.1 型煤發(fā)展方向 1.1.1發(fā)展型煤產(chǎn)業(yè)的重要性 我國的礦物能源資源中，以煤最為豐富，全國第二次每天預測資料數(shù)據(jù)顯示，埋深在1000m以內(nèi)的煤炭總資源量為26000億噸。中國是時間上少數(shù)幾個一次能源以煤炭為主的國家之一。我國每年僅以燃燒方式消耗的煤炭就達11億噸，占煤炭年總產(chǎn)量的80%左右。在一次能源消費構(gòu)成中，煤約占75%，而其中全國的工業(yè)鍋爐（約42萬臺）、工業(yè)窯爐（16萬座）年耗煤量就達4億噸，占直接燃燒方式耗煤量的1/3還多。以上數(shù)據(jù)表面，煤炭是中國一次能源的支柱。據(jù)有關資料介紹，我國一次能源的資源結(jié)構(gòu)中，煤炭與石油、天然氣、水電及核電等相比，在數(shù)量上占絕對優(yōu)勢，將探明的一次能源保有儲量折算為煤計，煤炭占90%以上。據(jù)一雜志介紹，全球陸地能源中，目前探明的石油和天然氣儲量在2020年前將基本開采殆盡，個別地區(qū)也至多延續(xù)到2060年，探明的鈾儲量也將在2030年前開采完畢。所以很多專家認為，在未來的相當長時間內(nèi)中國以煤為主的一次能源就夠不會有較大的改變。 煤炭是我國一次能源的主要支柱，但煤炭資源又是有限的且不可再生的礦物資源，因此煤炭工業(yè)必須走可持續(xù)發(fā)展道路。煤炭工業(yè)走可持續(xù)發(fā)展道路是指在確保為國民經(jīng)濟個行業(yè)提供品質(zhì)潔凈、數(shù)量充足的煤炭、煤制品的同時，要提高煤炭資源的利用率，保護我們賴以生存的地球大氣環(huán)境免受污染。型煤技術(shù)在近期內(nèi)是煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的重要組成部分。 1.1.2 型煤產(chǎn)業(yè)及技術(shù)的現(xiàn)狀 過去人們對煤的認識很膚淺，沒有從防止污染、發(fā)展工業(yè)、提高經(jīng)濟效益的高度上去認識它的重要性。我國工業(yè)型煤的生產(chǎn)時從50年代開始的，當時只能生產(chǎn)粘土煤球、紙漿煤球。60年代后，由于化肥廠生產(chǎn)的需要，氣化煤得到開發(fā)，把無煙煤粉成型用于中、小化肥廠造氣，替代無煙塊煤?！鞍宋濉逼陂g，國家吧型煤列為重點科研攻關項目，進行了大量的試驗研究，型煤產(chǎn)業(yè)開始發(fā)展起來。從這時起，山西才開始起步研究，開發(fā)、生產(chǎn)型煤。近兩年內(nèi)，從省會太原市到各地區(qū)都紛紛行動起來，研究型煤技術(shù)、設備、工藝、粘結(jié)劑等，并建立了一些生產(chǎn)線。據(jù)不完全統(tǒng)計，全省有100余家型煤廠家，研制出的粘結(jié)劑也有150多種，型煤產(chǎn)品銷售都山西、山東、天津等地，用于化肥廠早起和工業(yè)鍋爐、爐窯及民用燃燒。但由于粘結(jié)技術(shù)還不過關、機械設備還不配套、生產(chǎn)規(guī)模小等原因，致使型煤產(chǎn)業(yè)沒有大規(guī)模地發(fā)展起來。 我國型煤技術(shù)從民用型煤技術(shù)開始逐步發(fā)展，現(xiàn)已實現(xiàn)商品化，技術(shù)達到國家水平，工業(yè)燃燒煤日臻完善，工業(yè)原料（氣化型煤）已有很大進展。“九五”型煤技術(shù)攻關項目共12個子課題，從基礎理論、成型工藝參數(shù)、粘結(jié)劑和添加劑的優(yōu)化選擇、合理的工藝設計、成套設備的選型改進與研制等一系列成套型煤技術(shù)進行系統(tǒng)研究。這一項目完成后將會大大提高我國工業(yè)型煤技術(shù)水平，逐步實現(xiàn)工業(yè)型煤的產(chǎn)業(yè)化、商品化。 1.2 國內(nèi)外型煤發(fā)展概況 能源與環(huán)境是當今世界的熱門課題，它不僅影響本國人的生產(chǎn)與發(fā)展，也將對人類賴以生存和發(fā)展的的地球產(chǎn)生影響。因此，中國在21世紀的能源發(fā)展既要保持需求、資源、財力等之間的平衡，也將保持能源生產(chǎn)、消費和生態(tài)之間的平衡。 我國一次能源以煤為主的格局在相當長的的時期內(nèi)難以改變，未來能源環(huán)境問題突出。展望能源科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展可能達到的水平，在相當長的時期內(nèi)新能源和再生能源、水電和核電的發(fā)展與推廣尚不足以影響煤炭的主導地位。這種以煤為主的一次能源結(jié)構(gòu)的主要制約因素是大氣污染物排放量超過可節(jié)接受水平。出路在于發(fā)展以煤炭高效、潔凈利用為宗旨的潔凈煤技術(shù)。型煤是以煤炭高效潔凈利用為宗旨的潔凈煤技術(shù)之一。國內(nèi)外在型煤技術(shù)的研究、開發(fā)及應用方面取得了一定的進展。 1.2.1國外型煤概況 許多國家如德、日、前蘇聯(lián)、美、英、法、韓國等，都設有型煤研究機構(gòu)和生產(chǎn)廠。在褐煤成型、型煤生產(chǎn)、鍋爐和機車型煤應用等方面，取得了許多成果。 早在1877年，德國就再萊葸礦區(qū)建成第一個褐煤磚廠。1979年東德生產(chǎn)褐煤磚4880萬噸，西德617萬噸，在黑水泵褐煤基地建立了1100萬噸/年的型煤廠。德國除褐煤粘結(jié)劑高壓成型外，還采用三種熱壓成型工藝生產(chǎn)型焦，建有年產(chǎn)150萬噸以上的熱壓型焦廠?？甓鞴荆↘OPPERN）制造的對輥成型機，其生產(chǎn)能力達150 t/h，是世界上單機生產(chǎn)能力最高的。 日本30年代從德國引進型煤技術(shù)，簡稱年產(chǎn)31.5萬噸的型煤廠，供鐵路機車使用。1971年機車型煤用量占用煤總量的79%，型煤廠有36座。1975年鐵路實現(xiàn)電氣化后，型煤技術(shù)轉(zhuǎn)向冶金、化工和民用等方面，成立了型煤研究室，保留了21個型煤廠，總能力為140萬噸/年。日本研制成功的點火蜂窩煤和煤球，只要一根火柴就能點燃，使用十分方便。 英國自“倫敦煙霧事件”后，研究開發(fā)了多種型煤工藝，制取無煙燃料供家庭炊事或取暖，成功解決了煙煤污染。英國還有型焦生產(chǎn)廠，年產(chǎn)能力達100萬噸，采用3種熱壓成型工藝生產(chǎn)型焦。 美國采用FMC型焦工藝，用非煉焦煤制取冶金用焦，在懷俄明州建有研究基地和生產(chǎn)廠，研究了世界150個煤種，其中50個煤種已在中試廠生產(chǎn)出型煤產(chǎn)品。美國還生產(chǎn)烤燒型煤，以木炭和煤為主要原料壓制成型，供旅游野炊使用。美國的燒烤用型煤每年銷量為74萬~80萬噸，少量從澳大利亞進口。 法國1861年就建有型煤廠，1976年生產(chǎn)能力達400萬噸。目前有6個型煤廠，粘結(jié)劑采用煙煤瀝青或石油瀝青，型煤經(jīng)熱處理后為無煙燃料。 韓國240家蜂窩煤廠，日產(chǎn)量達5萬余噸，供取暖和炊事，1985年銷售量為2300萬噸，預測到2000年發(fā)展到3300萬噸，而市場需求量約4400萬噸，仍有缺口。 國外型煤早已有成熟的技術(shù)，聯(lián)合國能源組織把型煤視為節(jié)能減污的有效途徑予以推廣。70年代石油危機后，型煤科研工作進一步得到重視，1969~1980年型煤發(fā)明專利每年為13項，1980~1983年增加到每年70多項。1989年亞太經(jīng)互會在菲律賓召開了主題為“型煤開發(fā)與環(huán)境效益”的煤炭利用專家會議。1992年聯(lián)合國召開了大氣污染、促進經(jīng)濟發(fā)展的終于途徑。 1963年世界型煤產(chǎn)量達到頂峰。隨著石油、天然氣、核電、水電、新能源及再生能源的產(chǎn)量不斷增加，工業(yè)發(fā)達國家減少了煤炭能源的用量，只占全部能源的20%~25%，重點轉(zhuǎn)向粉煤流化床的研究，減少了型煤的用量。 1.2.2 國內(nèi)型煤概況 國外的型煤生產(chǎn)多采用無粘結(jié)劑高壓成型工藝或熱壓成型工藝，原因是所用原料多為變質(zhì)程度較輕的褐煤。我國的煤炭變質(zhì)程度較深，宜采用粘結(jié)劑低壓成型，既可簡化成型工藝，也可降低生產(chǎn)成本。 60年代，為解決小化肥焦炭和無煙塊煤供應不足的問題，國內(nèi)外開發(fā)了多種型煤工藝，生產(chǎn)的型煤提供了全國化工業(yè)的60%的原料。目前，廣泛才用石灰碳化煤球造氣的化肥廠，全國約建有800套粉煤成型裝置。紙漿廢液粘土煤球和棒狀型煤，已在氮肥廠及其他行業(yè)的煤氣發(fā)生爐、工業(yè)窯爐推廣應用。 70年代北京煤化所開發(fā)的腐植酸煤氣已用于10余家小化肥廠；研究開發(fā)的優(yōu)質(zhì)化肥造氣用型煤，在韶山氮肥廠進行了造氣工業(yè)性試驗，所用粘結(jié)劑來源廣、價廉、對煤種適應性強，且基本不增加石灰粉，型煤質(zhì)量好。該種型煤用于生產(chǎn)燃氣的混合煤氣發(fā)生爐也很理想，湖南漣邵和寧夏大武口正籌建年產(chǎn)5萬噸的生產(chǎn)線。北京煤化所研制鈣系復合粘結(jié)劑煤泥防水煤氣，已成功地用于水煤氣的兩段爐氣化，為我國每年生產(chǎn)的幾千萬噸煤泥的有效利用開辟了心得途徑。 工業(yè)型煤的開發(fā)與應用遠不及民用型煤。目前，工業(yè)型煤的應用僅限于小氮肥廠的碳化煤球和小高爐型焦，生產(chǎn)規(guī)模亦不大；工業(yè)鍋爐、機車、窯爐用型煤在示范或商業(yè)性示范階段，雖然在礦區(qū)和城市建了許多型煤廠，但生產(chǎn)成本高，難以維持正常生產(chǎn)。工業(yè)型煤年產(chǎn)量約2200萬噸，其技術(shù)還有一些不足，特別是粘結(jié)劑的開發(fā)還很薄弱。 1.3 對輥成型機的發(fā)展概況 1.3.1 對輥成型機的發(fā)展概況 對輥式輥壓成型機于19世紀下半葉在歐洲誕生。第一天能夠成功運轉(zhuǎn)的輥壓成型機在1870年末期由比利時的Losisau 制造并被安裝在美國的里奇蒙得港的一家成型廠。然而，大多數(shù)早期的其他開發(fā)工作已在歐洲展開，并且在19世紀末在比利時、法國和德國已達到非常高的應用水平。表1表面了在德國產(chǎn)煤區(qū)硬煤成型機的發(fā)展情況，從1900年~1910年的10年間其輥壓成型機熟練成倍增長，到1910年達到243臺，年產(chǎn)型煤400萬噸。 德國哈汀根/魯爾的KOPPEN公司是從1898年開始制造出了它的第一臺用于硬煤成型的輥壓成型機。該機有一套旋轉(zhuǎn)布料裝置以穩(wěn)定兩個成型輥的入料，兩個成型輥由安裝在軸中心的寬大而堅固正齒輪維持同步，兩個分離輥具有形同的尺寸（直徑650mm，寬度280mm）。這樣一臺機器其壓輥轉(zhuǎn)速為6.5rpm，每小時可生產(chǎn)6噸相對小一些的（15~50）g用于家庭取暖的硬煤型煤。 在20世紀20年代早期，德國硬煤成型開始滑坡，二戰(zhàn)結(jié)束后煤炭成型又產(chǎn)生短期復蘇，大型的成型機產(chǎn)量的2倍以上。此后不久，石油和天然氣在許多熱用途方面顯然取代了煤炭，尤其是家庭取暖，因而在生產(chǎn)的煤炭成型廠的數(shù)量急劇萎縮。今天，在工業(yè)化國家里，大多數(shù)常規(guī)的煤炭成型廠業(yè)已停業(yè)并被拆除，其結(jié)果是，許多提供煤炭輥壓成型的公司破產(chǎn)后或開始生產(chǎn)其他用途的成型設備，但是，KOPPERN公司作為一個杰出的供應商，至今仍在積極從事設計和制造輥壓成型機以及型煤設備。 1.3.2對輥壓密機的成型原理 被壓物料經(jīng)給料口落入兩輥子之間，進行擠壓粘合，成品物料自然落下。遇有過硬或不可壓時，輥子可憑液壓缸或彈簧的作用自動退讓，使輥子間隙增大，過硬或不可破碎物落下，從而保護機器不受損壞。相向轉(zhuǎn)動的兩輥子有一定的間隙，改變間隙，即可控制產(chǎn)品最大排料粒度。對輥破碎機是利用一對相向轉(zhuǎn)動的圓輥，四輥破碎機則是利用兩對相向轉(zhuǎn)動的圓輥進行破碎作業(yè)。 特點：雙輥破碎機采用三角帶或萬向節(jié)聯(lián)軸器進行傳動和調(diào)節(jié)兩輥之間的間隙。 對輥壓密機由機架、一對輥子、三角皮帶傳動裝置和彈簧保險裝置等主要部件組成。兩臺電機通過皮帶輪傳動，帶動兩輥子相向轉(zhuǎn)動。一個輥子的軸支承在與機架固定在一起的固定軸承上，另一個輥子的軸支承在活動軸承上。活動軸承可以沿機架導軌水平移動，使兩輥子間的排料口寬度在必要時可以增大，將非破碎物排出機外。輥子安裝在焊接的機架上，由安裝在軸上的輥芯以及套在輥芯上的輥套組成，兩者通過錐形環(huán)，用螺栓拉緊，以使輥套緊套在輥芯上。當輥套的工作表面磨損時，可以拆換。前輥的安裝在滾柱軸承中，軸承座固定安裝在機架上，后輥的軸承則安裝在機架的導軌中，可以在導軌上前后移動，后輥的軸承用斜鐵頂住，當轉(zhuǎn)輥之間落入難壓制成型時，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺栓，后輥后移一定距離，讓硬物落下。對輥壓密機前輥通過減速齒輪和傳動軸以及帶輪用電動機帶動，后輥則通過裝在輥子軸上的一對齒輪由前輥帶動作相向轉(zhuǎn)動。為了使后輥后移時兩齒輪仍能嚙合，齒輪采用非標準長齒。 對輥式壓密機工作原理簡圖 2傳動方案的確定和電動機的選擇 2.1 電動機的選擇 2.1.1選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)形式 按工作條件和要求，選用一般用途的Y系列異步電動機，為臥式封閉結(jié)構(gòu)。 2.1.2 選擇電動機的容量 輥子轉(zhuǎn)速 n=12r/min 輥面切相線壓力 f=5.5KN/cm 輥子寬度 b=320mm 工作機的阻力Fz=f×B=5.5×32=176KN 工作機功率Pw=FzV/1000 輥子速度v=r×ω (2.1) v=r×=375×=471mm/s Pw= (2.2) Pw ==82.9 KW 傳動裝置但是總效率η總=η帶η減速器η聯(lián)軸器η齒η2軸承，查機械設計手冊可知： η帶=0.96，η減速器=0.95，η聯(lián)軸器=0.99，η齒=0.97,η軸承=0.98 η總=η帶η減速器η聯(lián)軸器η齒η2軸承=0.96×0.95×0.99×0.97×0.982=0.84 所需電動機的功率Pr=Pw/η總==98.7KW 選擇電動機的功率應大不小于Pr，考慮到電機轉(zhuǎn)速對傳動比的影響，在此選擇Y315L1-6A電動機，其同步轉(zhuǎn)速1000 r/min，滿載轉(zhuǎn)速980r/min，中心高315mm，6極電機，額定功率110KW。 2.2 傳動方案的確定 壓密機的工作環(huán)境不好，工作狀況不穩(wěn)定，維修也不是很方便。所以在設計過程中應使整機在保證工藝性能指標的前提下盡量提高使用壽命，簡化結(jié)構(gòu)，減少故障點，最大限度的降低維修量。其傳動簡圖如圖2所示。 整機結(jié)構(gòu)大致分為:電動機、帶傳動、減速器、聯(lián)軸器、工作輥、同步齒輪等。 圖2-1 傳動系統(tǒng)簡圖 2.3減速器的選擇及傳動比分配 總傳動比i=nm/n=980/12=81.67, 因為所選的減速器是標準減速器，并且?guī)л啿灰顺惺芎艽蟮膫鲃颖?，所以減速器選擇時應該選擇i減≤81.67的,查<<機械設計手冊>>,初步選擇ZSY系列的減速器,傳動比i減=80,根據(jù)n=1000r/min和傳動比i=80及功率p≥ 82.9kw,可以選擇ZSY450-80的減速器,由此可知,帶輪的減速比為i帶=i/i減=1.02。 3 V帶設計計算 3.1 設計功率 Pd=Ka×P=1.4×110=154Kw，其中P是總功率，Ka是工況系數(shù)，查表9.2-13選擇Ka=1.4 3.2 選擇帶型 根據(jù)Pd=154Kw和n1=980r/min，考慮到經(jīng)濟性，查設計手冊9.2-1和9.2-2選取E型普通V帶，其基準直徑范圍Dd1=450~500 3.3 傳動比 i帶=n1/n2=dp1/dp2 若計入滑動率，則 I帶=n1/n2=dp2/{（1-ε）dp1} n2是大帶輪轉(zhuǎn)速，dp1是小帶輪的節(jié)圓直徑，dp2是大帶輪的節(jié)圓直徑，ε是彈性滑動率，ε通常取0.01-0.02，通常帶輪的節(jié)圓直徑可視為基準直徑。 3.4 小帶輪的基準直徑 Dd1按表9.2-36和9.2-38選定，為提高V帶的壽命，宜選取較大的直徑，E系列V帶最小基準直徑為500mm，這里選取Dd1=500mm。 3.5 大帶輪的基準直徑 Dd2=i帶*Dd1×（1-ε）=1.02×500×（1-0.02）=499.8mm 查手冊，取標準值Dd2=560mm 3.6 驗算帶速 V= (3.1) V==25.64m/s 普通V帶最大帶速為25~30m/s,為充分發(fā)揮v帶的能力，一般應使v≈20m/s，故帶速滿足要求。 3.7 初定中心距 0.7（Dd1+Dd2）≤a0≤2（Dd1+Dd2） 既742mm≤a0≤2120mm，初步定為a0=1200mm 3.8 確定基準長度 Ld0=2a0+（Dd1+Dd2）+（Dd2-Dd1）2/4a0 (3.2) Ld0=2×1200+×(500+560)+2 =4064.95mm，查手冊選取基準長度Ld0=4500mm 3.9 實際中心距 a=a0+ (3.3) a =1200+=1417.53mm 安裝時所需最小軸向間隙amin=a-0.015Ld=1417.53-0.015×4500=1350.03mm 安裝時所需最大軸向間隙amax=a+0.03Ld=1417.53+0.03×4500=1552.53mm 3.10 小帶輪包角 1=180。-（Dd1-Dd2）× (3.4) 1=180。-（560-500）×=177.57。>90。 3.11 確定V帶根數(shù) 根據(jù)Dd1=500mm和n1=980r/min，查手冊可這單根V帶的功率P1和額定功勞增量Δp1 P1=28.52kw，Δp1=0.65kw V帶根數(shù)Z= (3.5) K包角修正系數(shù)，查表取K=0.99，Kl帶長修正系數(shù)，去Kl=0.9，帶入上式 Z===5.5 去Z=6根 3.12 確定單根V帶的預緊力 F0min=500×+mv2 (3.6) m-V帶單位長度質(zhì)量，查手冊可知m=0.87㎏m-1 F0min=500×+0.87×25.642=1280.84N 3.13 作用在軸上的力 Fr=2F0×Zsin (3.7) Fr =1×1280.84×6×sin15366.6N 3.14 帶輪的機構(gòu)和尺寸 由Y315L1-6電動機可知，其軸伸直徑d=80mm，長度L=170mm，所以小帶輪的軸孔直徑d0應取80mm。根據(jù)表9.2-39V帶的輪緣尺寸，基準寬度bd=32mm，基準線上槽深hamin=9.6mm，基準線下槽深hfmin=23.4mm，槽間距emin=44.5±0.7，這里取emin=43.8mm，槽邊距fmin=28mm，最小輪緣厚度δmin=15mm，帶輪寬度B=（z-1）×e+2f=275mm，小帶輪外徑da1=dd1+2ha=519.2mm，大帶輪外da2=dd2+2ha=579.2mm。 4 基本參數(shù)計算 4.1 各軸的轉(zhuǎn)速及功率 在此次設計中，只需計算工作機的輸入與輸出軸，設輸入軸為Ⅰ軸，輸出軸為Ⅱ軸，根據(jù)已知條件可知，兩周的轉(zhuǎn)速相同，nⅠ=nⅡ=12r/min， Ⅰ軸功率PⅠ=P0×η帶×η減×η聯(lián)軸器=110×0.96×0.95×0.99=99.3kw Ⅱ軸功率PⅡ= PⅠ×η齒×η軸承2=99.3×0.95×0.982=90.6kw 4.2 各軸的轉(zhuǎn)矩 Ⅰ軸T1=9550× (4.1) T1=9550×=79026.25NM Ⅱ軸T2=9550× (4.2) T2=9550×=72102.5NM 5 軸的設計計算 5.1 軸材料的選擇 因為傳遞的功率和轉(zhuǎn)矩很大，故應該選擇強度高的材料，在此我選擇45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 5.2 計算Ⅰ軸的最小直徑 dmin≥A0 (5.1) 由機械設計表15-3可知， A0=103-126，取A0=115可得最小軸頸 dmin≥115=233.48mm 對于軸頸d≥100mm的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大3%故dmin≥240.5mm，故選軸徑d=260mm。 圖3-1 Ⅰ軸結(jié)構(gòu)圖 輸出軸的最小直徑顯然是安裝在聯(lián)軸器處的直徑dⅠ-Ⅱ（圖3）。為了使所選軸頸dⅠ-Ⅱ與聯(lián)軸器的孔相適應，故需同時選取聯(lián)軸器的型號。 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT1，查機械設計手冊可知，壓塊機的工況系數(shù)KA=2.5，則： Tca=KAT1 (5.2) Tca =1.4×79.02=110.68KNM 按照計算轉(zhuǎn)矩Tca應小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標準JB/T 8854.2-2001，選用GⅡCLZ15型鼓型齒式聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為160KNM，。半聯(lián)軸器的的孔徑dⅠ=260mm，故取dⅠ-Ⅱ=260mm適合該聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長度L=380mm，半聯(lián)軸器與軸配合的輪轂長度L1=300mm。 5.3 軸的結(jié)構(gòu)設計 5.3.1 確定各段軸的直徑和長度 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ軸端右端需加鎖緊螺母，且這段直徑略小于軸承內(nèi)徑，故故?、?Ⅲ段的直徑dⅡ-Ⅲ=276mm， 5.3.2 初步選擇滾動軸承 因軸承只承受徑向力，并且徑向力很大，故選擇調(diào)心滾子軸承，由機械設計手冊可以選取軸承代號23056CA，其尺寸是d×D×B=280mm×420mm×106mm。故dⅢ-Ⅳ=280mm。因為滾動軸承承受一定的軸向力，因此需要對軸承的外圈和內(nèi)圈進行軸向定位，故Ⅳ-Ⅴ段需制出定位軸肩，去dⅣ-Ⅴ=300mm。 5.3.3 輥子處軸的設計 取安裝輥子的軸頸是310mm即dⅤ-Ⅵ=310mm，根據(jù)設計要求知輥子寬度是320mm，但是為了壓緊輥子，使輥子有效工作，取lⅢ-Ⅳ=315mm，輥子右端采用軸肩定位，軸肩高度h>0.07d，故取h=30mm，則軸肩處的直徑dⅥ-Ⅶ=360mm，軸環(huán)寬度b≥1.4h=42mm，，取lⅥ-Ⅶ=50mm。 5.3.4 軸承處軸的設計 軸承端蓋的總厚度為25mm，軸承兩端都用軸承端蓋，一端端蓋是為了防止軸承軸向移動，另一端軸承端蓋是為了防止落料進入軸承中。根據(jù)端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的左外端面與半聯(lián)軸器的距離為l=70mm，右端面要用一個套筒定位，套筒長度去l=50mm，軸承端蓋左端的軸有螺紋，故軸承處軸的長度取lⅢ-Ⅳ=129mm，在Ⅷ-Ⅸ段中取軸承外端蓋到齒輪的距離是75mm，因為對于輥子來說兩端的軸承最好對稱分布這樣受力均勻，所以lⅧ-Ⅸ=186mm。輥筒右端的軸承同樣內(nèi)外圈都需要軸向定位，Ⅶ-Ⅷ處軸上能對軸承內(nèi)圈定位，取dⅦ-Ⅷ=300mm，取lⅦ-Ⅷ=25mm。 5.3.5 齒輪處軸的設計 齒輪的厚度為b=240mm，左端用軸套定位，所以?、?Ⅹ段直徑d=260mm，由于其右端還要用鎖緊螺母進行鎖緊，所以要取小于240mm的長度，這里取做LⅥ-Ⅶ=232mm。其右端需用鎖緊螺母鎖緊，其直徑略小于260，取M254mm,墊片的厚度是3mm，螺母的厚度是36mm，但是還是要露出一部分軸的，所以?、?Ⅺ段長度LⅩ-Ⅺ=102mm。 5.3.6 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表15-2，取軸端倒角為4*45。 5.3.7 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖。 圖5-1 軸的計算簡圖 Fr和Fnv1、Fnv2都是豎直面內(nèi)的力，根據(jù)設計要求可知，豎直面內(nèi)受到最主要的力就是重力，在這里可以忽略不計，水平面內(nèi)的力很大，F(xiàn)t=5.5×32=176KN，因為支撐是對稱分布的，所以Fnv1= Fnv2=Ft/2=88kn，L1=L2=313mm，彎矩Mh=Fnv1*L1=27544000n*mm，T=79026.25n*mm，畫出彎矩圖和扭矩圖可知： 圖5-2 彎矩和扭矩圖 由上面的兩個圖可知在輥子的地方所受的彎扭力最大。 5.3.8 按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度。根據(jù)機械設計公式（15-5）及以上數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，取α=0.6，軸的計算應力： σca=Mh2+（αT）2/0.1d3 (5.3) σca = =25.18MPa 前面已選擇軸的材料45鋼調(diào)質(zhì)，查得[δ－1]=60mpa，因此σca<[δ－1],故軸安全。 Ⅱ軸的設計與前者相同，它們的材料也相同，承受的力矩和轉(zhuǎn)矩均相同，支撐相對于輥子也相同，所以不用再設計校核了。 6 齒輪的設計與計算 6.1 選定齒輪的類型及材料 根據(jù)工作要求，選用直齒圓柱齒輪傳動。對輥式壓球機為一般的工作機器，速度不高，故選用7級精度（GB 10095-88）。材料選擇，選擇齒輪材料為40cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS。 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，齒輪的分度圓直徑應該和輥子的直徑相同，這里我們初步選擇其模數(shù)m=18mm，那么其齒數(shù)Z=d/m=750/18=41.67≈42 6.2 按齒根彎曲強度設計齒輪 又設計計算公式（10-5）進行試算，即： m≥32KT∮d*Z2*（Yfa*Ysa[σf]） (6.1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)據(jù) 1） 齒輪傳遞的扭矩T≈TⅠ/2=39935n*m 2） 由表10-7選取齒寬系數(shù)，因為該傳動中選的是懸臂式的結(jié)構(gòu)，故Φd =0.5。 3） 由圖10-20c查得齒輪的彎曲疲勞極限σFE1=620mpa， 4） 由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.85 5） 計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由公式（10-12）得 [σF]1= Kfn1*σfe1S (6.2) [σF]1==376.43MPa 6)根據(jù)v=πdn60*1000==0.471m/s，7級精度，由圖10-8查的動載系數(shù)Kv=1，由表10-2查得使用系數(shù)KA=1.75，直齒輪KFα=1，由圖10-13查得KFβ=1.54 7）計算載荷系數(shù)K K=KA×Kv×KFα×KFβ=1.75×1×1×1.54=2.695 8）由表10-5，查得齒形系數(shù)YFA1=2.40，應力校正系數(shù)Ysa1=1.67 9)計算齒輪的 ==0.01065 m≥32KT∮d*Z2*（Yfa*Ysa[σf]）==13.749 由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，由m≥13.749mm查標準模數(shù)表，并就近圓整為標準值m=16mm，由齒輪直徑d=750mm，算出齒輪的齒數(shù)z Z=d/m=750/16=46.875，取齒數(shù)為47個，這樣齒輪分度圓直徑變?yōu)榱薲=z*m=47*16=752mm，輥子為了能夠有效地工作其直徑也要變?yōu)?52mm。 7 鍵的選用及校核 Ⅰ軸伸出軸與半聯(lián)軸器相連，其直徑d=260mm，選用圓頭普通平鍵（C型）b=56mm，h=32mm，L=320mm，Ⅰ軸傳遞的扭矩T1=79026.25NM，采用雙鍵連接，成180°對稱布置，考慮到制造誤差使鍵上載荷分布不均，按1.5個鍵計算。 p= (7.1) p ==118.7MPa<[p]=120MPa 所選鍵合格 Ⅰ軸中間的鍵用于輥輪和軸的連接，軸頸d=300mm，選用圓頭普通平鍵（A型）b=70mm，h=36mm，L=250mm，該段軸軸傳遞的扭矩也為T=39513.125 p===52.27MPa<[p]=120MPa 所選鍵合格 Ⅰ軸右端的鍵用于齒輪和軸的連接，軸頸d=2600mm，選用圓頭普通平鍵（A型）b=56mm，h=32mm，L=200mm，該段軸軸傳遞的扭矩T=T1/2=39935NM p===94.98MPa<[p]=120MPa 所選鍵合格 Ⅱ軸所用材料與Ⅰ軸相同，且Ⅱ軸扭矩稍小于Ⅰ軸，在此Ⅱ軸上選用的鍵與Ⅰ軸相同，必定合格，在此就不一一校核。 8 成型輥的設計 8.1 成型輥的材料選擇 由于成型壓力大，球窩的接觸線磨損大，在此故選用65Mn材料，持久強度高，耐磨性好。 8.2 成型輥結(jié)構(gòu)設計 輥筒直徑是750mm，寬度是320mm，由于直徑較大，故輥筒不宜采用實心結(jié)構(gòu)，在此我采用帶有肋板的腹板式結(jié)構(gòu)，這樣不就可以節(jié)約材料，而且可以減輕輥筒的質(zhì)量，提高工作效率。其結(jié)構(gòu)如下圖： 圖8-1 輥筒結(jié)構(gòu)圖 8.3 煤球布置 為了提高產(chǎn)量，需要合理布置煤球在輥筒上的位置，如下圖： 圖8-2 煤球布置圖 8.4 產(chǎn)量計算 輥子沿周向布排球窩數(shù)位59個，輥子沿寬度方向布排球窩數(shù)位15個，故輥子工作一周可生產(chǎn)煤球個數(shù)： n=15×59=885 經(jīng)計算每個煤球質(zhì)量m=10.3g，故可計算該設備每小時的產(chǎn)量： M=885×10.3×12×60×90%=5.91t/h 結(jié)論 在設計的開始，因為對壓球機不太了解，不知道壓球機是什么樣的，總體設計也就不知道應該從那里入手。后來在康紅偉老師的指導下，搜取了很多這方面資料，康老師又給我們看實物圖片并講解壓密機的工作過程與工作原理，因此我對壓球機的設計有了初步的認識。 該機器生產(chǎn)時主要部件是主電機，動力經(jīng)V形帶，傳至減速器：減速器通過聯(lián)軸器，傳至主動軸，再由一對開式同步齒輪，保證兩輥軸同步（等速反向）其中被動輥由斜鐵頂住，物料由貯料倉經(jīng)定量設備均勻地進入壓密機料斗，等速反向運轉(zhuǎn)的對輥進行壓縮物料的單位成型壓力由小變大，在對輥中心線處成型壓力達到最大值，物料過該線后，成型壓力迅速變小使物料進過脫球狀態(tài)，順利脫球。 此次畢業(yè)設計歷時近三個多月的時間，設計主要內(nèi)容是工業(yè)對輥式壓密機的整機設計。750型對輥式壓密機，基本上滿足了中型采礦業(yè)的需求。該機具有剛性好、效率高、操作靈活等特點。由于能力有限，又是初次設計加工機械，的設計之中難免有一些不足之處，還望老師給予指導。 致謝 本設計是在康紅偉老師的悉心指導下完成的。他那淵博的專業(yè)知識，豐富的工作經(jīng)驗，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師德，嚴于律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華，平易近人的人格魅力對我影響深遠。不僅是我樹立了遠大的學術(shù)目標、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。 畢業(yè)設計接近尾聲，我也即將離開母校，踏入社會，感嘆時光飛逝，此時的我懷著一顆戀戀不舍的心向母校——黃河科技學院說聲謝謝！黃科大這座文化的殿堂不僅用知識豐富了我的頭腦，而且用文化洗禮了我的靈魂，把我培養(yǎng)成一名與社會接軌的21世紀大學生，對此，我再次對我的母校說聲謝謝！ 本設計從選題到完成，每一步都是在導師的指導下完成的，傾注了導師大量的心血。在此，謹向我的導師——康紅偉老師表示崇高的敬意和衷心的感謝。本設計的順利完成也得到了同組張國輝同學、黃克勝同學的大力幫助，在此，對他們表示感謝！ 參考文獻 [1]成大先.機械設計手冊（第2卷） [M].北京：化學工業(yè)出版社,2007.11. 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