1859_750對輥式壓密機(jī)設(shè)計,_750,對于,輥式壓密機(jī),設(shè)計 黃河科技學(xué)院本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論文） 任 務(wù) 書工 學(xué)院 機(jī)械 系 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 2008 級 3 班學(xué) 號 080105633 學(xué)生 王嚴(yán)嚴(yán) 指 導(dǎo) 教 師 康 紅 偉 750 對輥式壓密機(jī)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）工作內(nèi)容與基本要求（目標(biāo)、任務(wù)、途徑、方法，應(yīng)掌握的原始資料（數(shù)據(jù)） 、參考資料（文獻(xiàn)）以及設(shè)計技術(shù)要求、注意事項等） （紙張不夠可加頁）一、設(shè)計技術(shù)要求、原始資料（數(shù)據(jù)） 、參考資料（文獻(xiàn)）通過實習(xí)調(diào)研搜集資料，運(yùn)用所學(xué)知識，借助 CAXA 或 AutoCAD 軟件，對整機(jī)主體結(jié)構(gòu)、傳動形式、壓輥結(jié)構(gòu)、帶傳動、齒輪進(jìn)行設(shè)計與計算；對電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器和軸承進(jìn)行計算與選擇等。要求設(shè)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(shè)計，使學(xué)生對大學(xué)四年里學(xué)到和未學(xué)到的知識進(jìn)行綜合強(qiáng)化訓(xùn)練，為其走向工作崗位奠定良好基礎(chǔ)。二、設(shè)計目標(biāo)與任務(wù)1.查閱文獻(xiàn)資料 12 種以上，外文資料不少于兩種。寫出 3000 字以上文獻(xiàn)綜述，單獨裝訂成冊。二二二二二二二2.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(shè)計。4. 選擇并論證設(shè)計傳動方案、整機(jī)結(jié)構(gòu)草圖，完成主要零部件的強(qiáng)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(shè)計說明書，不少于 8000 字符。三、時間安排1---3 周 完成文獻(xiàn)綜述及英文資料翻譯。完成畢業(yè)實習(xí)。4---9 周 總體結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)計說明書，進(jìn)一步修改完善畢業(yè)設(shè)計，準(zhǔn)備并完成畢業(yè)答辯稿。12 周 畢業(yè)答辯。畢業(yè)設(shè)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(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告表課題名稱 750 對輥式壓密機(jī)設(shè)計課題來源 教師擬訂 課題類型 AX 指導(dǎo)教師 康紅偉學(xué)生姓名 王嚴(yán)嚴(yán) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 號 080105633一、調(diào)研資料的準(zhǔn)備根據(jù)任務(wù)書的要求，在做本課題前，查閱了與課題相關(guān)的資料有：機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)， CAD 軟件制圖，機(jī)械設(shè)計手冊等相關(guān)教材。二、設(shè)計的目的與要求 畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)教學(xué)中最后一個實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過該設(shè)計過程，可以檢驗我們在大學(xué)期間所學(xué)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(shè)計出 750 對輥式壓密機(jī)，以滿足實際的工作需求！三、設(shè)計的思路與預(yù)期成果 1、設(shè)計思路1) 根據(jù)本次設(shè)計相關(guān)要求查找資料，做好準(zhǔn)備。2) 依據(jù)要實現(xiàn)的功能要求計算并選擇或設(shè)計合適的電機(jī)、減速器、傳動方案。3) 根據(jù)裝配圖畫出零件圖!2、預(yù)期的成果（1）完成文獻(xiàn)綜述一篇，不少于 3000 字，與專業(yè)相關(guān)的英文翻譯一篇，不少于 3000 字。（2）完成內(nèi)容與字?jǐn)?shù)都不少于規(guī)定量的畢業(yè)設(shè)計說明書一份。（3）繪制裝配圖，部分零件圖。四、任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時間安排1 周——2 周 收集設(shè)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(xiàn)綜述5 周——6 周 進(jìn)行總體設(shè)計和部分零部件的選擇與設(shè)計7 周——10 周 繪制裝配圖和部分零件圖、編寫畢業(yè)設(shè)計說明書11 周 修改整理，準(zhǔn)備答辯五、完成設(shè)計（論文）所具備的條件因素具備機(jī)械設(shè)計，能有效借助圖書館的相關(guān)文獻(xiàn)資料，相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)等資源，查閱機(jī)械設(shè)計手冊、畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)手冊并且具有良好的計算機(jī)繪圖（CAD）操作能力。指導(dǎo)教師簽名： 日期： 2012-2-23 課題來源：（1）教師擬訂；（2）學(xué)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(shè)計（藝術(shù)設(shè)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(shè)計文獻(xiàn)綜述院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院 機(jī) 械 系專 業(yè) 名 稱 機(jī) 械 設(shè) 計 制 造 及 其 自 動 化學(xué) 生 姓 名 王 嚴(yán) 嚴(yán)指 導(dǎo) 教 師 康 紅 偉2012 年 03 月 10 日黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻(xiàn) 綜 述 ) 第 2 頁750 型對輥式壓密機(jī)摘要：本文介紹了對輥式壓密機(jī)的國內(nèi)外生產(chǎn)技術(shù)、發(fā)展?fàn)顩r、使用范圍、壓密機(jī)的工作原理、及結(jié)構(gòu)等，通過這些對壓密機(jī)有了初步的了解，為以后的設(shè)計打下基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：對輥式、壓密機(jī) 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(jìn)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(jī)器，因此，煤粉成型機(jī)器便有了很廣泛的應(yīng)用。1.國內(nèi)外型煤及壓密機(jī)的發(fā)展：國外型煤技術(shù)發(fā)展已有一個多世紀(jì)的歷史。早在19 世紀(jì)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(jī)械設(shè)備都較先進(jìn), 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(dá)到50 萬t/ a。由于發(fā)達(dá)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(jī)進(jìn)行改進(jìn)。這些改進(jìn)的目的是為了進(jìn)一步改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量, 同時增加生產(chǎn)能力和優(yōu)化壓塊機(jī)的可靠性。在壓輥的改進(jìn)中, 主要取得了兩方面的進(jìn)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(yīng)用, 進(jìn)一步改進(jìn)還在不斷的持續(xù).. 另一個是關(guān)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(jìn)一步研究和分析說明需要進(jìn)行安全設(shè)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(shè)備得到精心維護(hù), 對軸承的各種計算, 己經(jīng)達(dá)到理論值與實際值相附的水平。另一個感興趣的進(jìn)步是給料機(jī), 這里已經(jīng)給出了各種黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻(xiàn) 綜 述 ) 第 3 頁改進(jìn)后的裝置, 在這一領(lǐng)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(jì)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(jī)車用型煤; 80 年代以來,無煙煤型煤技術(shù)的發(fā)展進(jìn)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(jìn)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(jìn)展,有力促進(jìn)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(shè)干燥系統(tǒng),成型后防水性好,不怕雨淋,可廠外堆放,遠(yuǎn)距離運(yùn)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(yīng)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(qiáng)度。成型總水分一般在 10%~15%之間 (4)型煤產(chǎn)品冷熱強(qiáng)度高,熱穩(wěn)定性好。當(dāng)成型工藝合理,選擇煤種適當(dāng)時,型煤產(chǎn)品各項技術(shù)指標(biāo)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(shè)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(jī)械的研究開發(fā)甚少。事實上,成型機(jī)械是型煤生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)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(shè)備的折舊、添加劑及人員工資,導(dǎo)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(jì)上承受起來較為困難。所以本論文就是設(shè)計高壓的成型機(jī)械，這樣可以少用甚黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻(xiàn) 綜 述 ) 第 4 頁至不用粘結(jié)劑。對輥式工業(yè)型煤成型機(jī)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(shè)備, 這種機(jī)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(jī)。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(jī)也將具有廣闊的應(yīng)用前景。2.壓密機(jī)適用范圍：壓密機(jī)的作用就是把煤粉進(jìn)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(jī)擠時間壓時強(qiáng)度更好，達(dá)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(jī)轉(zhuǎn)數(shù)可調(diào)、配有螺旋送料裝置。壓球機(jī)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(yīng)用于耐材、電廠、冶金、化工、能源、運(yùn)輸、供暖等行業(yè)，經(jīng)壓球機(jī)制作成型后的物料，節(jié)能環(huán)保，便于運(yùn)輸，提高了對廢料的利用率，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。對輥式壓密機(jī)3.對輥式壓密機(jī)工作原理：被壓物料經(jīng)給料口落入兩輥子之間，進(jìn)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(hù)機(jī)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(jī)是利用一對相黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻(xiàn) 綜 述 ) 第 5 頁向轉(zhuǎn)動的圓輥，四輥破碎機(jī)則是利用兩對相向轉(zhuǎn)動的圓輥進(jìn)行破碎作業(yè)。 特點：雙輥破碎機(jī)采用三角帶或萬向節(jié)聯(lián)軸器進(jìn)行傳動和調(diào)節(jié)兩輥之間的間隙。對輥壓球機(jī)機(jī)。它由機(jī)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(jī)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(jī)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?；顒虞S承可以沿機(jī)架導(dǎo)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(jī)外。輥子安裝在焊接的機(jī)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(dāng)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(jī)架上，后輥的軸承則安裝在機(jī)架的導(dǎo)軌中，可以在導(dǎo)軌上前后移動，后輥的軸承用強(qiáng)力彈簧壓緊在頂座上，當(dāng)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(jī)前輥通過減速齒輪和傳動軸以及帶輪用電動機(jī)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(biāo)準(zhǔn)長齒。對輥式壓密機(jī)工作原理4.壓密機(jī)分類：根據(jù)壓球機(jī)原理結(jié)構(gòu)形式可分為：兩輥壓球機(jī)，四輥壓球機(jī)。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻(xiàn) 綜 述 ) 第 6 頁根據(jù)壓球機(jī)的壓力強(qiáng)度可分為：低壓壓球機(jī)，強(qiáng)力壓球機(jī)，高強(qiáng)壓球機(jī)。根據(jù)壓球機(jī)的用途可分為：礦粉壓球機(jī)，型煤壓球機(jī)，脫硫石膏壓球機(jī)，干粉壓球機(jī)等。5.對輥式壓密機(jī)的結(jié)構(gòu)輥式壓球機(jī)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(yán)重。輥式壓球機(jī)的結(jié)構(gòu)如上圖所示。壓球機(jī)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(hù)機(jī)器正常運(yùn)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(jī)結(jié)構(gòu)簡圖參考文獻(xiàn)[1]百度百科.《對輥式壓煤機(jī)》.北京：百度搜索引擎，2000[2]陳子鳴，李元信．壓塊機(jī)設(shè)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(jī)的設(shè)計研究[J]. 煤礦機(jī)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻(xiàn) 綜 述 ) 第 7 頁械, 1999[4] 黃愛民. 輥壓式成型機(jī)球窩同步調(diào)節(jié)理論分析[J]. 水力采煤與管道運(yùn)輸, 2001, (03)[5]王繼生. 輥壓成型機(jī)在我國的應(yīng)用前景[J]. 礦山機(jī)械, 1990, (05)[6]向峰.錳粉礦壓制冷壓球團(tuán)時對輥壓球機(jī)設(shè)備改造的研究[D].云南昆明：昆明理工大學(xué)，2007[7]王學(xué)婭，直徑 1000×170 4.5t 臥式對輥壓球機(jī)研究與設(shè)計[D].鞍山熱能研究.1997.[8]何云紅.對輥壓球機(jī)中螺旋軸的設(shè)計[D].《寧夏機(jī)械》 ，2009 年，第 3 期[9]蔣曉妍.高壓壓球機(jī)軸承箱設(shè)計方案的改進(jìn)[D].遼寧沈陽：中國有色冶金機(jī)械有限公司，工藝研究與分析[10]M ITSUBISH I DRIVE CUP TYPE ON LINE ROLL GRINDER(交流稿) ，MITSUB ISH I HEAVY INDUSTRIES，LTD；[11]Alan L. Hitchcox. Rock Drilling And Jaw Crusher Profile. Hydraulics & Pneumatics 2010[12]Rodriguez.C.M;Inlernalional Ferilizer Development Center, Workshop Proceedings,Gualenmala City,Okt,1989畢業(yè)設(shè)計文獻(xiàn)翻譯院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院 機(jī) 械 系專 業(yè) 名 稱 機(jī) 械 設(shè) 計 制 造 及 其 自 動 化學(xué) 生 姓 名 王 嚴(yán) 嚴(yán)指 導(dǎo) 教 師 康 紅 偉2012 年 03 月 10 日黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 1 頁高壓對輥成型機(jī)的設(shè)計及其新進(jìn)展Ge ? Pasadena erg德國魁角恩輥壓機(jī)制造公司在現(xiàn)代工業(yè)中, 造粒, 即用細(xì)粉狀分散的物料, 通過加壓成型團(tuán)礦方法, 轉(zhuǎn)化為顆粒狀產(chǎn)品, 為此 ,要使用對輥成型機(jī)。工藝技術(shù)條件的改進(jìn), 設(shè)備尺寸的增大, 導(dǎo)致對輥成型機(jī)不斷進(jìn)步, 當(dāng)然其目的是為了使每條線的生產(chǎn)能力更大。對輥成型機(jī)可用于成型、壓塊和顆粒的高壓破碎, 這種設(shè)備的給料裝置以及壓輥的表面將根據(jù)使用要求來設(shè)計。下面將介紹對輥成型機(jī)用于壓塊? 造粒方面的應(yīng)用。1 壓塊原理壓塊是在一臺對輥成型機(jī)的壓輥間使細(xì)的固體顆粒增大粒度, 通過破碎和篩分使被壓成塊的物料制成所希望的粒度范圍, 細(xì)粒循環(huán)使用而過大的顆粒被重新破碎。當(dāng)然, 通過壓塊生產(chǎn)顆粒狀的產(chǎn)品（再加上儲存和運(yùn)輸設(shè)備）, 必須經(jīng)過對輥成型、破碎和篩分三個基本過程 （如圖 1 所示）圖 1 壓塊/造粒系統(tǒng)的簡易流程圖壓塊或造粒系統(tǒng)的核心是壓塊機(jī)（ 對輥成型機(jī)） 。在該設(shè)備中給料被壓成堅硬而密度大的料餅（ 圖） 。顆?；a(chǎn)品的質(zhì)量在很大程度上取決于料餅的性質(zhì)。圖 2 兩個反向旋轉(zhuǎn)的壓輥間被壓縮的物料示意圖黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 2 頁2 用于壓塊的對輥成型機(jī)一臺對輥成型機(jī)可以分成以下幾個部件, 壓輥、軸承、用于支承壓輥的系統(tǒng)、給料系統(tǒng)、承壓支架、傳動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)及液壓施壓系統(tǒng)。圖 3 是一臺典型的對輥成型機(jī)的水平剖面圖。兩個壓輥支承在可自動調(diào)準(zhǔn)的球面滾柱軸承上, 而該軸承安裝在機(jī)架上。傳動齒輪通過安全聯(lián)軸器與齒輪減速器的輸人軸相連。通過齒輪減速器? 電機(jī)速度被降到高壓輥的速度。在齒輪加速器中，兩個斜齒輪與兩個輸出軸同步。壓輥與帶有牙嵌式齒輪聯(lián)軸器的雙輸出軸齒輪減速器相連。壓輥的上表面（圖 3 中看不到）安裝著給料系統(tǒng)。沒有表示出來的還有提供給主要齒輪的潤滑系統(tǒng)裝置，支架上的齒輪箱的滑斷面，聯(lián)軸器以及使壓輥在一起的液壓系統(tǒng)的施壓裝置。2.1 壓輥對輥成型機(jī)的最主要部分是壓輥本身。不同的設(shè)計方案均是可以的。首先, 壓輥由具有堅工作表面的堅固的鍛造件制成。表面堅硬可使之適于選擇各種表面結(jié)構(gòu)用于生產(chǎn)高強(qiáng)度的餅。另外一種方式是,壓輥的輥芯可能是可更換的。這樣, 對輥本身易于進(jìn)行水冷。這種輥環(huán)的工作表面通常被加工成淺的球窩。最新設(shè)計的成型機(jī)采用了這種方式。因為, 通常由于給料的溫度較高, 為了避免在物料表面發(fā)生“ 熔融” , 或當(dāng)傳導(dǎo)給壓輥的溫度必須降下來以確保軸承低溫工作時, 必須使輥環(huán)的表面得到冷卻。圖 3 一臺典型對輥成型機(jī)的剖面圖堅硬的壓輥的優(yōu)點是它可以取代簡單的機(jī)器部件。當(dāng)壓輥表面嚴(yán)重磨損后, 可以在外徑規(guī)的范圍內(nèi)對表面進(jìn)行重新焊接? 這樣可使設(shè)備始終保持高效運(yùn)行。當(dāng)然, 使用經(jīng)過預(yù)處理的部件可以確保由于人料傳給的熱而不致于使壓輥過熱。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 3 頁使用內(nèi)表面具有冷卻系統(tǒng)的熱套套筒（ 圖 4） 將更經(jīng)濟(jì), 并要求使用更清潔的冷卻水。為了避免與輥芯接觸的處理不當(dāng)?shù)乃畬狠伒母g, 用一個冷卻裝置使冷卻水系統(tǒng)封閉起來是合適的。大多數(shù)設(shè)備采用的是淺的長方形的可以搖動的鐵箱, 以便于空氣的排出和確保料餅具有高而均勻的密度和強(qiáng)度。根據(jù)圖? , 設(shè)備中選用齒輪聯(lián)軸器的優(yōu)點是易于脫開。在左邊, 在壓輥中心線的上邊所示的是聯(lián)軸器的一半已被移到左邊, 而壓輥被很容易的脫開的情景（也可看支架的剖視圖） 。圖 4 具有熱套筒和冷卻系統(tǒng)的壓塊機(jī)壓輥的剖面圖2.2 軸承（壓輥的支撐裝置）在現(xiàn)代大型的壓塊機(jī)中, 壓輥安裝在高效而體積小的、能自校準(zhǔn)的球面滾柱軸承上。這樣, 尤其在采用寬的壓輥時, 可移動的壓輥能隨給料的不均勻程度和給料的厚度（ 多少）自由調(diào)整。為確保壓塊機(jī)更安全地工作, 正確選用適當(dāng)?shù)妮S承是至關(guān)重要的。最重要的考慮因素包括軸承的設(shè)計以及密封、冷卻和潤滑。在軸承套內(nèi)軸承的受力及分布必須為最優(yōu)。這就要求進(jìn)行精確的計算。就象 Koppern 公司提供的最新型的壓塊機(jī)中, 軸承套的實際變形是采用有限元方法進(jìn)行了詳細(xì)計算后得出的。進(jìn)行這些計算的目的是為了使軸承套的變形量與軸承負(fù)荷的理論分布相一致（圖 5） 。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 4 頁圖 5 能自校準(zhǔn)的球面滾柱軸承負(fù)載分布圖如果需要的話, 冷卻系統(tǒng)將確保軸承低溫工作,并能改善潤滑效果, 潤滑脂低溫工作還能確保軸承在軸承套內(nèi)具有良好的密封性能。較高的負(fù)荷、低速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承要求采用特殊潤滑脂, 它具有大約高達(dá) 10-3/m2 的粘度, 并加了一定的添加劑。2.3 給料系統(tǒng) 給料系統(tǒng)位于壓塊機(jī)支架正對著壓輥輥隙的上邊。在給料為細(xì)粒和? 或需要較大產(chǎn)量以及一些其它的特殊原因, 簡單的重力給料滑槽可能不被采用, 在這些情況下, 螺旋給料是必須的。由于螺旋給料的特征是在螺距的中心及邊緣的給料量是不一樣的及螺距的幾何尺寸與輥隙面積的尺寸不同, 所采用的螺距的直徑受到限制。為使壓輥機(jī)沿輥寬得到均勻的給料分布, 采用了多螺旋給料機(jī)。例如, 一臺生產(chǎn)能力為 80~100t/h 的壓塊機(jī), 要求其單輥的工作寬度在于 1000~1200mm之間, 這樣就要求安裝多螺旋給料機(jī)。螺旋成一定角度安裝在給料中心的兩邊, 在重力的作用下,物料進(jìn)人給料機(jī), 通過螺旋的螺距向下輸送, 迫使物料直接進(jìn)人壓輥間的輥隙（ 圖 6）圖 6 螺旋給料機(jī)的示意圖黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 5 頁特別是在細(xì)粒物料壓實過程中, 物料中空氣的排出對于壓塊機(jī)的高效工作起著重要的作用,例如, 在鉀鹽的壓塊中, 散料的密度大約為 1g/cm3， ，而料餅的密度大約為 2 g/cm3,，如果產(chǎn)量為 100t/h，那么大約有 50m3/h 的空氣被排出, 這么大量的空氣必須能通過散料中的孔隙排出。由于散料中孔隙隨壓實過程而變小,因此, 這種物料的壓塊將變得更困難。在壓輥輥隙間壓實成塊，由于物料緊緊地填滿了壓輥，向下移動的物料中的空氣必須逆著物流向上溢出，如果不是這樣, 機(jī)器的顫動將導(dǎo)致機(jī)器設(shè)備的損。因此, 在設(shè)計時必須實現(xiàn)（1）允許空氣從給料器低部和輥面間排出：（2） 保證兩邊和壓輥的肩角的縫隙（ 圖 7 ） 。圖 7 壓塊機(jī)中空氣的溢出研究表明, 如果輥寬不超過 500 一 600mm , 空氣僅僅能有效地從兩邊溢出, 這樣輥寬的極限也總是取決于散料的顆粒粒度分布或散料的透氣性。隨著輥寬的增大, 空氣可能被迫夾在輥隙間的物料中不能逸出而導(dǎo)致壓塊機(jī)負(fù)荷的進(jìn)一步增加。為避免出現(xiàn)這一問題,對總寬度 1000 一 1200mm 的壓塊機(jī), 其總的工作寬度將被分成 2 個 500 一 600mm 的兩部分,每一部分設(shè)置兩個螺旋。為了使空氣能夠溢出, 所有? 臺螺旋是相同的( 見圖 4 ) , 為了滿足各種不同給料速度和設(shè)備生產(chǎn)能力的要求, 螺旋的速度必須能被分別調(diào)整。2.4 承壓支架在設(shè)計壓塊機(jī)的承壓支架時, 必須使之能夠承受壓輥傳來的高壓和支承給料系統(tǒng), 通常采用雙支架。所謂的標(biāo)準(zhǔn)支架要求維修方便 , 比如, 由于磨損或者檢修時必須將壓輥移開。不僅如此, 象 Koppern 公司又發(fā)展了一種“ 鉸接” 支架( 圖 8 ) , 這種支架易于移開或更換壓輥。支架垂直部分的底端與水平部分的上面相連, 而垂直支架可以通過鉸接處放下, 在移開一部分壓輥附件和浮輥端的液壓箱, 以及斷開齒輪連軸器、潤滑脂的管路、冷卻水的連接系統(tǒng)之后, 壓輥可以被拉出到一個易于用橋式吊車吊起的地方。如果使用標(biāo)準(zhǔn)的支架, 更換一次壓輥可能化費一周的時間,而使用鉸接式支架, 可能只需要 1 一 2 個班黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 6 頁即可。為了使維修工作更方便, 設(shè)計中采用了一個壓輥移開裝置和一個提升橫桿, 二者均與壓輥的軸承箱相連。圖 8 鉸鏈?zhǔn)街Ъ艿氖疽鈭D2.5 驅(qū)動齒輪系壓輥機(jī)的驅(qū)動齒輪系由兩個大型齒輪聯(lián)軸器, 包括同步斜齒輪在內(nèi)的減速器齒輪, 和在電機(jī)與齒輪箱輸人軸間的一個安全聯(lián)軸器組成。通常, 安全聯(lián)軸器是一個能自動復(fù)位的機(jī)構(gòu), 它可以在通常工作時驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的 1.7~1.9 倍范圍內(nèi)調(diào)整。減速齒輪包括兩部分：:減速器和同步轉(zhuǎn)矩分配齒輪, 一般情況下, 減速器的安全系數(shù)為? , 而同步轉(zhuǎn)矩分配齒輪的安全系數(shù)為 2。大型齒輪減速器裝有油冷卻和過濾裝置, 以確保設(shè)備能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。最主要的是, 同步齒輪和齒輪聯(lián)軸器的連接保證了提供給壓輥完全均勻的線速度。僅僅在沒有剪切力作用的情況下設(shè)備才能獲得較高的產(chǎn)量。2.6 潤滑一個連續(xù)潤滑系統(tǒng)能提供給主要齒輪和浮輥的滑面一種連續(xù)的、可靠的特殊潤滑脂。為確保有效地工作, 潤滑系統(tǒng)被監(jiān)控。大型機(jī)器往往也總是具有對齒輪聯(lián)軸器的自動潤滑系統(tǒng), 這樣可使設(shè)備長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而不必停車進(jìn)行潤滑維修。2.7 液壓施壓系統(tǒng)液壓施壓系統(tǒng)用于提供給液壓箱壓力，改壓力迫使輥向被壓實的物料和固定輥靠近。為滿足特殊的工作需要，壓力的高低和大小可自由調(diào)整。壓力的梯度隨間距的變化而升高, 通過改變液壓儲能器中氮的分壓可以在很大范圍內(nèi)調(diào)整壓力的梯度。在物料被壓人壓輥的間隙時液壓系統(tǒng)也用作安全裝置。一臺電控系統(tǒng)監(jiān)控它的功能。3 最新進(jìn)展Koppern 公司不斷地對輥壓塊機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。這些改進(jìn)的目的是為了進(jìn)一步改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量, 同時增加生產(chǎn)能力和優(yōu)化壓塊機(jī)的可靠性。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 7 頁在壓輥的改進(jìn)中, 主要取得了兩方面的進(jìn)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(yīng)用, 進(jìn)一步改進(jìn)還在不斷的持續(xù)； 另一個是關(guān)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(jìn)一步研究和分析說明需要進(jìn)行安全設(shè)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(shè)備得到精心維護(hù), 對軸承的各種計算, 己經(jīng)達(dá)到理論值與實際值相附的水平。單位代碼 0 2 學(xué) 號 080105633 分 類 號 TH6 密 級 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書750 型對輥式壓密機(jī)設(shè)計院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院 機(jī) 械 系專 業(yè) 名 稱 機(jī) 械 設(shè) 計 制 造 及 其 自 動 化學(xué) 生 姓 名 王 嚴(yán) 嚴(yán)指 導(dǎo) 教 師 康 紅 偉2012 年 5 月 15 日黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 I 頁750 型對輥式壓密機(jī)設(shè)計摘 要型煤加工對于有效地利用粉煤資源和保護(hù)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(jī)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(yán)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(shè)計為一種用于煤炭成型加工的對輥式壓密機(jī)，包括有機(jī)架，固定輥軸和可動輥軸設(shè)置在機(jī)架中部，固定輥軸一段設(shè)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(biāo)準(zhǔn)減速器相連。關(guān)鍵詞：型煤，型煤加工，煤粉，對輥式壓密機(jī)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 II 頁Twin roller compaction machine design of 750 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, 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黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 III 頁目 錄1 緒論 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1 型煤發(fā)展方向 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1.1 發(fā)展型煤產(chǎn)業(yè)的重要性 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1.2 型煤產(chǎn)業(yè)及技術(shù)的現(xiàn)狀 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.2 國內(nèi)外型煤發(fā)展概況 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21.2.1 國外型煤概況 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21.2.2 國內(nèi)型煤概況 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41.3 對輥成型機(jī)的發(fā)展概況 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41.3.1 對輥成型機(jī)的發(fā)展概況 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????41.3.2 對輥壓密機(jī)的成型原理 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????52 傳動方案的確定和電動機(jī)的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????72.1 電動機(jī)的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????72.1.1 選擇電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式 ?????????????????????????????????????????????????????????????72.1.2 選擇電動機(jī)的容量 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????72.2 傳動方案的確定 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????72.3 減速器的選擇及傳動比分配 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????83 V 帶設(shè)計計算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????93.1 設(shè)計功率 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????93.2 選擇帶型 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????93.3 傳動比 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????93.4 小帶輪的基準(zhǔn)直徑 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????93.5 大帶輪的基準(zhǔn)直徑 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????93.6 驗算帶速 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????103.7 初定中心距 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????103.8 確定基準(zhǔn)長度 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????103.9 實際中心距 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 IV 頁3.10 小帶輪包角 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????103.11 確定 V 帶根數(shù) ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????103.12 確定單根 V 帶的預(yù)緊力 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????113.13 作用在軸上的力 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????113.14 帶輪的機(jī)構(gòu)和尺寸 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????114 基本參數(shù)計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????124.1 各軸的轉(zhuǎn)速及功率 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????124.2 各軸的轉(zhuǎn)矩 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????125 軸的設(shè)計計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????135.1 軸材料的選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????135.2 計算Ⅰ軸的最小直徑 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????135.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????145.3.1 確定各段軸的直徑和長度 ??????????????????????????????????????????????????????????????????145.3.2 初步選擇滾動軸承 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????145.3.3 輥子處軸的設(shè)計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????145.3.4 軸承處軸的設(shè)計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????145.3.5 齒輪處軸的設(shè)計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????155.3.6 確定軸上圓角和倒角尺寸 ??????????????????????????????????????????????????????????????????155.3.7 求軸上的載荷 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????155.3.8 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 ??????????????????????????????????????????????????????????166 齒輪的設(shè)計與計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????176.1 選定齒輪的類型及材料 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????176.2 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計齒輪 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????177 鍵的選用及校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????198 成型輥的設(shè)計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????218.1 成型輥的材料選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????218.2 成型輥結(jié)構(gòu)設(shè)計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????218.3 煤球布置 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????218.4 產(chǎn)量計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 V 頁結(jié)論 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23致謝 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24參考文獻(xiàn) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 1 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(yù)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(dá) 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(dá) 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(guān)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(rèn)為，在未來的相當(dāng)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(jì)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(hù)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(rèn)識很膚淺，沒有從防止污染、發(fā)展工業(yè)、提高經(jīng)濟(jì)效益的高度上去認(rèn)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(dāng)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。 “八五” 期間，國黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 2 頁家吧型煤列為重點科研攻關(guān)項目，進(jìn)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(shè)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(guān)、機(jī)械設(shè)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(dá)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(jìn)展。 “九五”型煤技術(shù)攻關(guān)項目共 12 個子課題，從基礎(chǔ)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(shè)計、成套設(shè)備的選型改進(jìn)與研制等一系列成套型煤技術(shù)進(jìn)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(dāng)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(jì)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(dāng)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(dá)到的水平，在相當(dāng)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(dǎo)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(yīng)用方面取得了一定的進(jìn)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(shè)有型煤研究機(jī)構(gòu)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 3 頁和生產(chǎn)廠。在褐煤成型、型煤生產(chǎn)、鍋爐和機(jī)車型煤應(yīng)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。魁珀恩公司（KOPPERN）制造的對輥成型機(jī)，其生產(chǎn)能力達(dá) 150 t/h，是世界上單機(jī)生產(chǎn)能力最高的。日本 30 年代從德國引進(jìn)型煤技術(shù)，簡稱年產(chǎn) 31.5 萬噸的型煤廠，供鐵路機(jī)車使用。1971 年機(jī)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?zé)熿F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(dá) 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(jìn)口。法國 1861 年就建有型煤廠，1976 年生產(chǎn)能力達(dá) 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(dá) 5 萬余噸，供取暖和炊事，1985 年銷售量為 2300 萬噸，預(yù)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(jī)后，型煤科研工作進(jìn)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(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的終于途徑。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 4 頁1963 年世界型煤產(chǎn)量達(dá)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(dá)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(yīng)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(yīng)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(jìn)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(yīng)性強(qiáng)，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?xì)獾幕旌厦簹獍l(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(fù)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(yīng)用遠(yuǎn)不及民用型煤。目前，工業(yè)型煤的應(yīng)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(jī)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(jī)的發(fā)展概況1.3.1 對輥成型機(jī)的發(fā)展概況對輥式輥壓成型機(jī)于 19 世紀(jì)下半葉在歐洲誕生。第一天能夠成功運(yùn)轉(zhuǎn)的輥黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 5 頁壓成型機(jī)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(jì)末在比利時、法國和德國已達(dá)到非常高的應(yīng)用水平。表 1 表面了在德國產(chǎn)煤區(qū)硬煤成型機(jī)的發(fā)展情況，從 1900 年~1910 年的 10 年間其輥壓成型機(jī)熟練成倍增長，到 1910 年達(dá)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(jī)。該機(jī)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(jī)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(jì) 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(fù)蘇，大型的成型機(jī)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(shè)備，但是，KOPPERN 公司作為一個杰出的供應(yīng)商，至今仍在積極從事設(shè)計和制造輥壓成型機(jī)以及型煤設(shè)備。1.3.2 對輥壓密機(jī)的成型原理被壓物料經(jīng)給料口落入兩輥子之間，進(jìn)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(hù)機(jī)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(jī)是利用一對相向轉(zhuǎn)動的圓輥，四輥破碎機(jī)則是利用兩對相向轉(zhuǎn)動的圓輥進(jìn)行破碎作業(yè)。 特點：雙輥破碎機(jī)采用三角帶或萬向節(jié)聯(lián)軸器進(jìn)行傳動和調(diào)節(jié)兩輥之間的間隙。對輥壓密機(jī)由機(jī)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(jī)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(jī)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?；顒虞S承可以沿機(jī)架導(dǎo)軌水平移動，使兩輥子間的排料口寬度在必要時可以增大，黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 6 頁將非破碎物排出機(jī)外。輥子安裝在焊接的機(jī)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(dāng)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(jī)架上，后輥的軸承則安裝在機(jī)架的導(dǎo)軌中，可以在導(dǎo)軌上前后移動，后輥的軸承用斜鐵頂住，當(dāng)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(jī)前輥通過減速齒輪和傳動軸以及帶輪用電動機(jī)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(biāo)準(zhǔn)長齒。對輥式壓密機(jī)工作原理簡圖黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 7 頁2 傳動方案的確定和電動機(jī)的選擇2.1 電動機(jī)的選擇2.1.1 選擇電動機(jī)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(jī)，為臥式封閉結(jié)構(gòu)。2.1.2 選擇電動機(jī)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(jī)的阻力 Fz=f×B=5.5×32=176KN 工作機(jī)功率 Pw=FzV/1000輥子速度 v=r×ω (2.1)v=r× =375× =471mm/s602n?60124.3?Pw= (2.2)1FzVPw = =82.9 KW7?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(jī)械設(shè)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 =0.98η 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(jī)的功率 Pr=Pw/η 總 = =98.7KW84.09選擇電動機(jī)的功率應(yīng)大不小于 Pr，考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速對傳動比的影響，在此選擇 Y315L1-6A 電動機(jī)，其同步轉(zhuǎn)速 1000 r/min，滿載轉(zhuǎn)速 980r/min，中心高315mm，6 極電機(jī)，額定功率 110KW。?黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 8 頁2.2 傳動方案的確定壓密機(jī)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(shè)計過程中應(yīng)使整機(jī)在保證工藝性能指標(biāo)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(jī)結(jié)構(gòu)大致分為:電動機(jī)、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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)該選擇 i 減 ≤81.67 的,查>, 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。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 9 頁3 V 帶設(shè)計計算3.1 設(shè)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=1.43.2 選擇帶型根據(jù) Pd=154Kw 和 n1=980r/min，考慮到經(jīng)濟(jì)性，查設(shè)計手冊 9.2-1 和 9.2-2選取 E 型普通 V 帶，其基準(zhǔn)直徑范圍 Dd1=450~5003.3 傳動比i 帶 =n1/n2=dp1/dp2若計入滑動率，則I 帶 =n1/n2=dp2/{（1-ε ）d p1}n2 是大帶輪轉(zhuǎn)速，d p1 是小帶輪的節(jié)圓直徑，d p2 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(zhǔn)直徑。3.4 小帶輪的基準(zhǔn)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(zhǔn)直徑為 500mm，這里選取 Dd1=500mm。3.5 大帶輪的基準(zhǔn)直徑Dd2=i 帶 *Dd1×（1-ε）=1.02×500× （1-0.02）=499.8mm查手冊，取標(biāo)準(zhǔn)值 Dd2=560mm黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 10 頁3.6 驗算帶速V= (3.1)106?nDd?V= =25.64m/s98054.3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(yīng)使v≈20m/s，故帶速滿足要求。3.7 初定中心距0.7（Dd1+Dd2）≤a 0≤2（Dd1+Dd2）既742mm≤a0≤2120mm，初步定為a 0=1200mm3.8 確定基準(zhǔn)長度Ld0=2a0+ （D d1+Dd2）+（D d2-Dd1） 2/4a0 (3.2)2?Ld0=2×1200+ ×(500+560)+ 2 =4064.95mm，查手冊選取基準(zhǔn)14.3??1456??長度L d0=4500mm3.9 實際中心距a=a0+ (3.3)2Ld?a =1200+ =1417.53mm95.406安裝時所需最小軸向間隙a min=a-0.015Ld=1417.53-0.015×4500=1350.03mm安裝時所需最大軸向間隙a max=a+0.03Ld=1417.53+0.03×4500=1552.53mm3.10 小帶輪包角1=180。 -（Dd1-Dd2 ）× (3.4)?a3.571=180。 -（560-500 ）× =177.57。 >90。.14黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 11 頁3.11 確定 V 帶根數(shù)根據(jù)D d1=500mm和n 1=980r/min，查手冊可這單根V帶的功率P1和額定功勞增量Δp1P1=28.52kw， Δp1=0.65kwV帶根數(shù)Z= (3.5)??KlPd???1K 包角修正系數(shù)，查表取K =0.99，Kl帶長修正系數(shù)，去K l=0.9，帶入上式?Z= = =5.5??ld?1??9.065.02.8143??去Z=6根3.12 確定單根 V 帶的預(yù)緊力F0min=500× +mv2 (3.6)??ZKPca???5.2m-V帶單位長度質(zhì)量，查手冊可知m=0.87㎏m -1F0min=500× +0.87×25.642=1280.84N64.259.0133.13 作用在軸上的力Fr=2F0×Zsin (3.7)21?Fr =1×1280.84×6×sin 15366.6N57.3.14 帶輪的機(jī)構(gòu)和尺寸由Y315L1-6電動機(jī)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(yīng)取80mm。根據(jù)表9.2-39V帶的輪緣尺寸，基準(zhǔn)寬度bd=32mm，基準(zhǔn)線上槽深h amin=9.6mm，基準(zhǔn)線下槽深 hfmin=23.4mm，槽間距emin=44.5±0.7，這里取e min=43.8mm，槽邊距f min=28mm，最小輪緣厚度δmin=15mm，帶輪寬度 B=（z-1 ）×e+2f=275mm，小帶輪外徑黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 12 頁da1=dd1+2ha=519.2mm，大帶輪外 da2=dd2+2ha=579.2mm。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 13 頁4 基本參數(shù)計算4.1 各軸的轉(zhuǎn)速及功率在此次設(shè)計中，只需計算工作機(jī)的輸入與輸出軸，設(shè)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，n Ⅰ =nⅡ =12r/min，Ⅰ軸功率P Ⅰ =P0×η帶 ×η減 ×η聯(lián)軸器 =110×0.96×0.95×0.99=99.3kwⅡ軸功率P Ⅱ = PⅠ ×η齒 ×η軸承 2=99.3×0.95×0.982=90.6kw4.2 各軸的轉(zhuǎn)矩Ⅰ軸T1=9550× (4.1)1nT1=9550× =79026.25NM23.9Ⅱ軸T2=9550× (4.2)PT2=9550× =72102.5NM16.0黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 14 頁5 軸的設(shè)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(yīng)該選擇強(qiáng)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)nP1/3由機(jī)械設(shè)計表15-3可知， A0=103-126，取A0=115可得最小軸頸dmin≥115 =233.48mm32/4.0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d Ⅰ-Ⅱ （圖3） 。為了使所選軸頸d Ⅰ- Ⅱ 與聯(lián)軸器的孔相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩T ca=KAT1，查機(jī)械設(shè)計手冊可知，壓塊機(jī)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T ca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)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)軸器的的孔黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 15 頁徑d Ⅰ =260mm，故取d Ⅰ-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L 1=300mm。5.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)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d Ⅱ-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(jī)械設(shè)計手冊可以選取軸承代號23056CA，其尺寸是d×D×B=280mm×420mm×106mm。故d Ⅲ-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(jìn)行軸向定位，故Ⅳ-Ⅴ段需制出定位軸肩，去d Ⅳ- Ⅴ =300mm。5.3.3 輥子處軸的設(shè)計取安裝輥子的軸頸是310mm即d Ⅴ-Ⅵ =310mm，根據(jù)設(shè)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l Ⅲ- 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(shè)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(jìn)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l Ⅲ-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，所黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 16 頁以l Ⅷ-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d Ⅶ-Ⅷ =300mm，取l Ⅶ-Ⅷ =25mm。5.3.5 齒輪處軸的設(shè)計齒輪的厚度為b=240mm ，左端用軸套定位，所以取Ⅸ-Ⅹ段直徑d=260mm，由于其右端還要用鎖緊螺母進(jìn)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L Ⅹ-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、F nv2都是豎直面內(nèi)的力，根據(jù)設(shè)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：黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 17 頁圖 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(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)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(qiáng)度。根據(jù)機(jī)械設(shè)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(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取α=0.6，軸的計算應(yīng)力：σca= / (5.3)???2+（ α ??） 20.1??3σca = ??80796.754321??=25.18MPa黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 18 頁前面已選擇軸的材料45鋼調(diào)質(zhì)，查得[δ －1 ]=60mpa，因此σ ca<[δ－1 ],故軸安全。Ⅱ軸的設(shè)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(shè)計校核了。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 19 頁6 齒輪的設(shè)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(jī)為一般的工作機(jī)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(yīng)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≈426.2 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計齒輪又設(shè)計計算公式（10-5）進(jìn)行試算，即：m≥ (6.1)3 2????∮ ?????2?（ ?????????????[????]）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)據(jù)1） 齒輪傳遞的扭矩T≈T Ⅰ /2=39935n*m2） 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)K FN1=0.855） 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由公式（10-12）得[σF]1= (6.2)??????1???????1??[σF]1= =376.43MPa4.62085?6)根據(jù) v= = =0.471m/s，7 級精度，由圖 10-8 查的動載??????60?1000106275??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 查得黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 20 頁KFβ=1.547）計算載荷系數(shù) KK=KA×Kv×KFα×KFβ=1.75×1×1×1.54=2.6958）由表10-5 ，查得齒形系數(shù)Y FA1=2.40，應(yīng)力校正系數(shù) Ysa1=1.679)計算齒輪的 ???FaSA= =0.01065??FaYSA43.76102?m≥ = =13 2????∮ ?????2?（ ?????????????[????]） 3274105.65.936.2?3.749由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，由m≥13.749mm查標(biāo)