360型对辊式压块机设计【含6张CAD图纸】

资源目录里展示的全都有，所见即所得。下载后全都有,请放心下载。原稿可自行编辑修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑问可加】 本科毕业设计（论文）任务书 工 学院 机械 系 机械设计制造及其自动化 专业 级 3 班 学 号 学生 指导教师 毕业设计（论文）题目 360对辊式压块机设计 毕业设计（论文）工作内容与基本要求（目标、任务、途径、方法，应掌握的原始资料（数据）、参考资料（文献）以及设计技术要求、注意事项等）（纸张不够可加页） 一、设计技术要求、原始资料（数据）、参考资料（文献） 通过实习调研搜集资料，运用所学知识，借助CAXA或AutoCAD软件，对整机主体结构、传动形式、压辊结构、带传动、齿轮进行设计与计算；对电机、减速器、联轴器和轴承进行计算与选择等。 要求设备结构紧凑，成块率及质量高。 主要参数 加工对象：X煤粉，密度： 0.8g/cm3；成球形状：（详见附图）； 压辊直径：360mm；压辊宽度：400mm；对辊径向线压比6t/cm；辊面切向线压力：4.5kN/cm；主轴转速：10 rpm。 通过该毕业设计，使学生对大学四年里学到和未学到的知识进行综合强化训练，为其走向工作岗位奠定良好基础。 二、设计目标与任务 1.查阅文献资料12种以上，外文资料不少于两种。写出3000字以上文献综述，单独装订成册。 2.翻译外文科技资料，不少于3000汉字，单独装订成册。 3.完成总体方案设计。 4. 选择并论证设计传动方案、整机结构草图，完成主要零部件的强度校核计算等。 5.绘制装配图、主要零部件图，折合零号图纸两张以上。 6.编写摘要，英中文完全对照，中文不少于300字。 7.编写设计说明书，不少于8000字符。 三、时间安排 1---3周 完成文献综述及英文资料翻译。完成毕业实习。 4---9周 总体结构设计、计算，用CAXA或AutoCAD等软件绘制总装图、部装图、典型零件图。 10--11周 编写设计说明书，进一步修改完善毕业设计，准备并完成毕业答辩稿。 12周 毕业答辩。 毕业设计（论文）时间： 2012 年 02 月 13 日至 2012 年 05 月 15 日 计 划 答 辩 时 间： 2012 年 05 月 19 日 专业（教研室）审批意见： 审批人签名： 日 期： 单位代码 学 号 分 类 号 密 级 毕业设计(论文) 360对辊式压块机设计 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 指导教师 年 5 月 18 日 毕业设计（论文）开题报告表 课题名称 360型对辊式压块机设计 课题来源 教师拟订 课题类型 AX 指导教师 学生姓名 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 一、调研资料的准备 根据任务书的要求，在做本课题前，查阅了与课题相关的资料有：机电一体化技术与系统，液压与气压传动，CAD软件制图，机械设计手册等相关教材。 二、设计的目的与要求 毕业设计是大学教学中最后一个实践性教学环节，通过该设计过程，可以检验我们在大学期间所学的知识，同时培养我们处理工程中实际问题的能力，因此意义特别重大。 通过对题目的理解，查阅各种资料，设计出专用的钻孔机，以满足实际的工作需求！ 三、设计的思路与预期成果 1、设计思路 1) 首先：根据本次设计相关要求查找资料，做好准备。 2) 其次：依据要实现的功能要求计算并选择或设计合适的电机，画出装配图。 3) 最后：根据装配图画出零件图! 2、预期的成果 （1）完成文献综述一篇，不少于3000字，与专业相关的英文翻译一篇，不少于3000字。 （2）完成内容与字数都不少于规定量的毕业设计说明书一份。 （3）绘制装配图，部分零件图。 四、任务完成的阶段内容及时间安排 1周—— 4周 收集设计资料并完成开题报告，完成英文资料翻译并写出文献综述 5周—— 10周 进行总体设计和部分零部件的选择与设计 7周——11周 绘制装配图和部分零件图、编写毕业设计说明书，修改整理，准备答辩 五、完成设计（论文）所具备的条件因素 具备机械设计、气压与液压传动、能有效借助图书馆的相关文献资料，相关的网络等资源，查阅机械设计手册、组合机床设计手册毕业设计指导手册并且具有良好的计算机绘图（CAD）操作能力。 指导教师签名： 日期： 2012-2-22 课题来源：（1）教师拟订；（2）学生建议；（3）企业和社会征集；（4）科研单位提供 课题类型：（1）A—工程设计（艺术设计）；B—技术开发；C—软件工程；D—理论研究；E—调研报告 （2）X—真实课题；Y—模拟课题；Z—虚拟课题 要求（1）、（2）均要填，如AY、BX等。 毕业设计 文献综述 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 指导教师 年 03 月 6 日 360型对辊式压块机设计文献综述 在现代工业中，造粒，即用细粉状分散的物料，通过加压成型团矿方法，转化为颗粒状产品，为此，要使用对辊式成型机。工艺技术条件的改进，设备尺寸的增大，导致对辊成型机不断进步，当然其目的是为了是每条线的生产能力更大。对辊成型机可以用于成型、压块和颗粒的高压破碎，这种设备的给料装置以及压辊的表面将根据使用要求来设计。压球机主要用于压制难以成型的粉状物料，其特点是成型压力大、主机转数可调、配有螺旋送料装置。 　　主要用于：煤粉成型；干粉成型；脱硫石膏成型；焦粉成型；铁屑及各种金属矿粉成型等。压球机技术先进，质量可靠，一机多用，压力强大，适合大、中、小型企业建立具有一定生产规模的生产线。适用于工业造气、锅炉型、冷压型焦点、点火型煤、民用型煤、民用冶金、耐材、医药等材料的各种成型。强力压球机经多年工业使用及改进，与其它同类产品相比较，强力压球机具有成球率高、消耗功率小，结构紧凑便于检修调试等明显优点。 压球机构造组成 　　压球机结构由三部分组成：给料部分；传动部分；成型部分。 　　1、给料部分，主要是实现定量给料来保证物料均匀进入对辊间。螺旋送料装置由电磁调速电机驱动，经皮带轮、蜗杆减速器转动，将被 压物料强制压入主进料口。由于电磁调速电机恒矩特性，当螺旋送料机的压料量与主机所需物料量相等时，可以保持恒定的供料压力使球团质量稳定。如供料量过大，则送料装置的电过载;供料量过小则不成球。因此熟练的操作技是保证压球正常工作的重要条件。 　　2、传动部分，主传动系统为：电动机--三角形带---减速机---开式齿轮---轧辊。主机由电磁调速电机提供动力，经皮带轮、圆柱齿轮减速机，通过棒销联轴器传至主动轴。主动轴与被动轴通过开式齿轮保证同步运行。被动轴承座后边装有液压装置。液压保护装置是由液压泵将高压油打入液压缸，使活塞产生轴向位移。活塞杆的前接头顶在轴承座上以满足生产压力要求。 　　3、成型部分，主要指主机部分，核心部分是轧辊。当两压辊之间进料过多或进入金属块时，液压缸活 塞杆受压过载，液压泵会停机、蓄能器对压力变化起缓冲作用、溢流阀开启回油、活塞杆移位使压辊间缝隙加大从而使硬物通过压辊，系统压恢复正常，可以保护压辊不损坏。华威机械制造根据压球密度的要求调整压力，生产机动灵活。 功能用途 压球机可用来压制煤粉、铁粉、焦煤、铝粉、铁屑、氧化铁皮、碳粉、炭粉、矿渣、石膏、尾矿、污泥、高岭土、活性炭、焦末等各种粉末、粉料、废料、废渣，广泛应用于耐材、电厂、冶金、化工、能源、运输、供暖等行业，经压球机制作成型后的物料，节能环保，便于运输，提高了对废料的利用率，具有良好的经济效益和社会效益。 结构原理 　　主电机：经V形带，传至减速器：减速器通过联轴器，传至主动轴再由一对开式齿轮，保证两辊轴同步   （等速相反）其中被动辊由液压油缸的活塞顶住（恒压式的由斜铁顶住），由液压回路及液压控制阀和蓄能器保证系统压力，物料由贮料仓经定量设备均匀地进入成型机料斗，通过料斗上的调节闸板调节，使物料均匀的进入对辊中间，等速反向运转的对辊进行压缩物料的单位成型压力由小变大，在对辊中心线处成型压力达到最大值，物料过该线后，成型压力迅速变小使物料进过脱球状态，顺利脱球。 工作原理：对辊式压球机的主要部件是一对直径相等，彼此留有一定间隙的对辊。两对辊以相同的转速做反方向旋转。两对辊表面上规则的排列许多形状大小相同的球窝。两对辊呈水平布置，粉粒状物料从两对辊上方连续、均匀的加入，主要靠小料仓内的预压螺旋进行强制喂料进入两对辊之间。送入对辊前，物料作自由流动，从对辊表面的某点起被对辊咬入。随着对辊的旋转，物料占有的空间逐渐减小，逐渐被压缩，达到成型压力最大值，随后则压力逐渐减小。所压的型球因弹性恢复而产生尺寸增大，球与球窝壁的粘和受到破坏，加上其本身的重量而顺利脱落。 压球机等型煤设备技术发展的有以下四个重要问题： 1、解决廉价、来源广、效果好的粘结剂   型煤是用一种或数种煤粉与一定比例的粘结剂或固硫剂在一定压力下加工形成的，具有一定形状和一定理化性能的煤炭产品。软沥青作为配型煤技术的基本粘结剂，具有价格高，在炼焦过程中50％转为焦炭材料，故周转损失多的缺点，且软沥青可广泛用于生产沥青焦或针状焦，是一种贵重的沥青资源。因此，寻找廉价、来源广、效果好的粘结剂替代软沥青，是配型煤炼焦发展的一个关键。 2、煤料与粘结剂充分混捏   这是保证最有效地利用粘结剂和提高成型煤强度的重要环节，混捏机是实现充分混捏的关键设备。 3、操作可靠的压球机   一般均使用对辊式压球机。这种成型机生产能力大，结构紧凑，压制的型球均匀，但受压时间短，成型压力为20～50mpa，这对有粘结剂的冷压型煤是足够的。为在较短受压时间内压实煤料，设有均匀布料和给料调节装置。为保证压出完整的型球，两个压辊还应设有相应的轴向和径向间隙的调节机构。对辊压球机的球碗形状和光滑度是影响能否顺利脱模的重要因素，一般采用厚度不大的枕型球碗。 4、型球的冷却、输送和防破碎   这是保证型球整球率的又一重要环节。由于成型球是在80～100mpa下进行，此时粘结剂均布在煤粒表面上，但仍属液膜状，故型煤强度不大。采用带空气通风冷却的网式运输机，可以在输送型煤的同时，冷却型煤提高强度，但要缩短运输距离，减少运转和进仓时的落差，并采取相应的防破碎装置。也有的将型球卸至粉煤运输带上，与粉煤一起运转，以减少撞击，提高整球率。 压球机分类：      根据压球机原理结构形式可分为：两辊压球机，四辊压球机。       根据压球机的压力强度可分为：低压压球机，强力压球机，高强压球机。       根据压球机的用途可分为：矿粉压球机，型煤压球机，脱硫石膏压球机，干粉压球机等。       根据加工物料常见名字：如铁粉压球机，锰粉压球机，高岭土压球机等等 。 型煤压球机核心设备“减速机”的选型设计   合理选型的重要性          减速机的选型与型煤选型、型煤设计、型煤压球机选型一样重要，选好了，设备功效可淋漓尽致的发挥，选不好，则无法顺利投产。减速机是型煤压球机的核心设备，好的型煤压球机，必有一个安全、稳定、耐久度减少机与其相配套，那么，如何正确认知、选购型煤压球机减速机呢？减速机是型煤压球机的好搭档，其选型设计不可小视。减速机设计是按照压球机的要求设计的，其型号与压球机型号也恰恰相对。郑州威力特先带您了解一下减少机的相关知识，以便您更好的了解其功能及重要性。 减速机基本知识 减速机定义：减速机又称为增速器、减速器，减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置， 用来降低转速并相应地增大转矩。 在 某些场合，也有用作增速的装置，并称为增速器。 减速机构造：型煤压球机配套装置减速机内部构造比较简单，主要由传动零件、 轴、轴承、箱体及其附件所组成，其基本结构有三大部分：1）齿轮、轴及轴承组合；2）箱 体；3）减速器附件。 如何正确选择减速机？ 选择型煤压球机减速机，需要根据选择的机型号、负载转距、传动比、输出转速确定所需的电机规格等来选配。 1、尽量选用接近理想减速比： 减速比=输入转速/输出转速； 2、扭矩计算：对减速机的寿命而言，扭矩计算非常重要，并且要注意加速度的最大 转矩值(TP)，是否超过减速机之最大负载扭力；  3、减速机的适用性很高，工作系数都能维持在 1.2 以上，但在选用上也可以根据自己的 需要来决定； 4、输入轴径不能大于提供的最大使用轴径； 5、根据选择的机型号、负载转距、传动比、输出转速确定所需的电机规格；这些选型知识比较深，如果您不太了解到话，可留言咨询，郑州威力特将在最短时间内给您恢复，为您解决难题。 小结 不同型号的型煤压球机，对应着不同的减速机。减速机的选型包括原始条件、选择类型、确定规格等步骤。 相比之下，类型选择比较 简单，而准确提供减速器的工况条件，掌握减速器的设计、制造和使用特点是减速器正确合 理选择规格的关键。规格选择要满足强度、热平衡、轴伸部位承受径向载荷等条件。 参考文献： 1. 徐灏.机械设计手册（第四册）.北京：机械工业出版社，1991 2. 王华坤，范元勋.机械设计基础（Ⅱ）.北京：兵器工业出版社，2001.6 3. 张一敏.《固体物料分选理论与工艺》.北京：冶金工业出版社，2007 4. 百度百科.《双辊式压球机》.北京：百度搜索引擎，2000 5. 谷歌.《压球机》.美国：谷歌搜索引擎， 6. 中国机械cad论坛 《压球机》 7. 刘龙保,吴宏志,周卫平. 高压对辊工业型煤成型机的设计研究[J]. 煤矿机械, 1999, (03) . 8. 刘随芹,戈·帕萨尔格. 国外高压对辊成型机的设计及其新进展[J]. 矿山机械, 1999, (10) . 9. 王学娅,李晓堂. φ1000×170　4.5t/h卧式对辊压球机的研究与设计[J]. 冶金能源, 1997, (06) . 10. 刘龙保,黄嘉兴. GXM600/45型对辊式工业型煤成型机的研制[J]. 煤炭加工与综合利用, 1998, (03) . 11. 吕玉庭,杨立茹,孙健,陶宏伟. 工业型煤成型工艺的研究[J]. 煤炭技术, 2001, (04) . 12. 刘晖. 提高液压式蜂窝煤成型机生产率的途径[J]. 山西煤炭, 1997, (03) 13. 刘随芹, 戈·帕萨尔格. 国外高压对辊成型机的设计及其新进展[J]. 矿山机械, 1999, 14. H.-Y. Chen (B)Department of Mechanical Engineering, Mingchi University of Technology, No. 84, Gungjuan Road, Taishan, Taipei 243, Taiwan e-mail: hychen@mail.mcut.edu.tw 15. S.-J. HuangDepartment of Mechanical Engineering, National Taiwan University of Science and Technology, No. 43, Keelung Road, Sec 4, Taipei 106, Taiwan 11 360对辊式压球机的设计 摘 要 目前我国工业型煤的生产工艺主要采用粉煤添加粘结剂低压成型,以往的研究主要集中在成型工艺和粘结剂方面,对成型机械的研究开发甚少。事实上,成型机械是型煤生产的关键设备, 国内大部分型煤厂采用有粘结剂的低压成型, 其工艺过程主要包括原煤的粉碎、配料,粘结剂、固硫剂等助剂的添加,混捏与成型,型煤烘干等,工艺冗长。再加上用电和设备的折旧、添加剂及人员工资,导致型煤的生产成本偏高,最终型煤价格与块煤相差无几,从而使型煤用户在经济上承受起来较为困难。所以本论文就是设计高压的成型机械，这样可以少用甚至不用粘结剂。 原煤不经过入洗而直接用于燃烧，不仅浪费能源，而且产生大量的煤烟和温室气体的排放发。采用清洁煤技术，是提高煤炭利用效率和减少污染的最佳选择。工业型煤成套技术就是其中一种比较成熟的方法,通过添加助剂对粉煤进行混捏成型,用作工业锅炉和窑炉的燃料,与直接燃烧散煤相比,烟尘排放量及SO2排放量都可以大量减少。所以无论是从可持续发展方面考虑还是从经济性方面考虑压块机的作用都是不可忽视的。 关键词：压块机，型煤，粘接剂，温室气体。 Twin roller compaction machine design of 360 type Author:zhangguohui Tutor:Kanghongwei Abstract At present our country industrial briquette production technology using coal powder binder low pressure molding, previous studies mainly focus on the forming process and the binder, the molding machinery research development about. In fact, molding machinery is the key equipment of coal production, most of the domestic coal briquette binder by a low pressure molding, the process mainly includes coal crushing, mixing, binder, sulfur fixing agent and other additives, kneading and molding, briquette drying, process long. Coupled with the use of electricity and equipment depreciation, additives and staff wages, led to the coal production cost on the high side, the final price and not much difference between coal lump coal briquette, thereby allowing users in the economy is more difficult to bear. So this paper is the design of high pressure molding machine, which can use less or even no binder. Coal without washing and directly used for burning, not only a waste of energy, and produce large quantities of soot and greenhouse gas emissions. The clean coal technology, is to improve the utilization efficiency of coal and reduce pollution is the best choice. Industrial coal briquette technology is one of the more mature method, by adding additives to coal powder are mixed and kneaded molded, used for industrial boiler and furnace fuel, and direct combustion of coal, soot emissions and emission of SO2can reduce the number of. So whether it is from the aspect of sustainable development consideration from the economic considerations press role can not be ignored. Keywords:Briquetting machine, briquette, adhesive, greenhouse gas 目 录 1绪论 6 1.1工业型煤的发展状况 6 1.2对辊压密机的成型原理 6 1.3对辊成型机的发展概况 7 2电动机的选择及传动方案的确定 9 2.1电动机的选择 9 2.1.1选择电动机的类型和结构形式 9 2.1.2选择电动机的容量 9 2.2传动比的计算及分配 9 2.3传动方案的确定 10 2.4减速器的选择及传动比分配 10 3 v带带轮设计 11 3.1设计功率 11 3.2选定带型 11 3.3传动比 11 3.4小带轮的基准直径 11 3.5大带轮的基准直径 11 3.6带速 11 3.7初定轴间距 11 3.8所需基准长度 12 3.9实际轴间距 12 3.10小带轮包角 12 3.11单根v带传递的基本额定功率 12 3.12传动比i≠1时的额定功率增量 12 3.13v带的根数 12 3.14单根v带的预紧力 12 3.15作用在轴上的力 13 3.16带轮的结构和尺寸 13 4基本参数计算 14 4.1各轴的转速 14 4.2各轴功率 14 4.3各轴转矩 14 5 轴的设计计算 15 5.1 轴材料的选择 15 5.2 计算轴最小轴径 15 5.3 根据轴向定位要求确定轴向各段直径和长度 15 5.4初步选择滚动轴承 16 5.5辊子处轴的设计 16 5.6轴承处轴的设计 16 5.7齿轮处轴的设计 17 5.8确定轴上圆角和倒角尺寸 17 5.9求轴上载荷 17 5.10按弯扭合成应力校核轴的强度 18 6齿轮的设计与计算 20 6.1选定齿轮的类型 20 6.2按齿根弯曲强度设计 20 6.3确定公式内的个计算数值 20 7键的选用及校核 22 8 成型辊的设计 23 8.1 成型辊的材料选择 23 8.2 成型辊结构设计 23 8.3 煤球布置 23 8.4 产量计算 24 结论 25 致谢 26 参考文献 27 1绪论 1.1工业型煤的发展状况 中国目前在工业上得到普遍应用的型煤主要是通过机制冷压一次成型的型煤。成型设备有对辊成型机和挤出机。成型压力较低,一般在25 MPa左右。型煤的形状大部分为扁圆形,也有方形、枕形、棒形等。其显著的特征是呈饼状或柱状,三维方向的尺寸至少有一个相差较大,而且尺寸单一。所制型煤密度较高,表面比较光洁,具有比较高的强度。 型煤的生产设备则有向引进高压成型设备的方向和推广国内研制的低压炉前成型设备方向并举的发展趋势。以期能够降低成本,提高质量,加快型煤产业化进程。成本高于原煤,再加上型煤生产要消耗一定的人力及电能,型煤生产厂家也要获取一定的利润,致使锅炉型煤的售价一般比可代替煤种高出数十元。 当型煤所带来的经济效益不能弥补用户购置型煤的价差时,在市场经济条件下,即使采用其他强制办法,也很难形成市场。这正是中国工业锅炉型煤夭折,又转向推广锅炉型煤在炉前即制即用的所谓“炉前成型”方法的根本原因。工业锅炉型煤炉前成型技术,从本质上讲是增加了锅炉的辅机。是锅炉节能技术改造的一部分。其减少环境污染效果甚差。按照有关厂家提供的价格资料分析,在中国煤炭资源价格偏低的条件下,由于设备运行状态或改变所用的煤质不同,所增加的这一部分投资回收期限大约在几个月至几年。根据对用户的调查分析,多数认为这种炉前成型方法不适应中国大量的用户锅炉单台容量小、按季节运行或间歇式运行的要求。 1.2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。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，后辊的轴承用强力弹簧压紧在顶座上，当转辊之间落入难碎物时，弹簧被压缩，后辊后移一定距离，让硬物落下，然后在弹簧张力作用下又回到原来位置。弹簧的压力可用螺母调整，在轴承与顶座之间放有可以更换的钢垫片，通过更换不同厚度的垫片，即可调节两转辊的间距。 对辊压密机前辊通过减速齿轮和传动轴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。 1.3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（15~50）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。 2电动机的选择及传动方案的确定 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系列三相异步电动机，为卧式封闭结构。 2.1.2选择电动机的容量 辊子转速 n=10r/min； 辊面切相线压力 f=4.5kn/cm； 辊子宽度 b=400mm； 辊子速度v=r*ω=d*π*n/（60*1000）=0.1885m/s； 工作部分的功率p=f*b*v=4.5*40*0.1885=33.93kw； 电动机的功率p0=p/η，其中η是从电动机到辊论主轴之间的传动装置总效率：η=η1*η2*η3*η4*η4*η5； η1=0.97 是带轮的传动效率； η2=0.98 是减速器的传动效率； η3=0.99 是联轴器的传动效率； η4=0.99 是轴承的传动效率； η5=0.99 是齿轮的传动效率； η=η1*η2*η3*η4*η4*η5=0.91； 电动机的功率p0=p/η=36.78kw； 选择电动机的功率pm≥p0，所以选择37kw，y250s-6电动机。其同步转速是1000r/min，满载转速是980r/min。 2.2传动比的计算及分配 总的传动比i=nm/n=980/10=98，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≤98的,根据<<机械设计手册>>第五版 成大先主编,初步选择zsy系列的减速器,传动比i减=90,根据n=1000r/min和传动比i=90及功率p≥ 37kw,可以选择zsy315-90的减速器,由此可知,带轮的减速比为i带=i/i减=1.0889。 2.3传动方案的确定 压密机的工作环境不好，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 传动系统简图 2.4减速器的选择及传动比分配 总传动比i=nm/n=980/10=98, 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≤98的,查<<机械设计手册>>,初步选择ZSY系列的减速器,传动比i减=90,根据n=1000r/min和传动比i=90及功率p≥ 40.78kw,可以选择ZSY315-90的减速器,由此可知,带轮的减速比为i带=i/i减=1.0889。 3 v带带轮设计 3.1设计功率 Pd=ka*p=1.4*45=63kw，其中p为传递功率，ka是工况系数，有表9.2-13要选择ka=1.4。 3.2选定带型 根据pd和n1由图9.2-1和图9.2-2选取普通v带d带型。 3.3传动比 i=n1/n2=dp1/dp2，若计入滑动率：i=n1/n2=dp2/{（1-ε）dp1}。 n2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，ε是弹性滑动率，ε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，这里选取355mm。 3.5大带轮的基准直径 Dd2=i*dd1（1-ε）=382mm，dd2应按表9.2-36选取标准值，可选取dd2=375mm。 3.6带速 V=π*dp1*n1/（60*1000）=18.2m/s，为充分发挥v带的能力，一般应使v≈20m/s，故带的传动速度还可以。 3.7初定轴间距 0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2），既511mm≤a0≤1460mm，初步定为a0=1000mm。 3.8所需基准长度 Ld0=2a0+π（dd1+dd2）/2+（dd2-dd1）*（dd2-dd1）/4a0=3146.8mm，由《机械工程师》表9.2-8和9.2-9选取相近值取ld0=3100mm。 3.9实际轴间距 a≈a0+（ld-ld0）/2=976.8mm， amin=a-（2bd+0.09ld）=643.8mm， amax=a+0.02ld=1038.8mm， 其中amin是安装所需的最小轴间距，amax是张紧或补偿伸长所需的最大轴间距，bd是基准宽度。 3.10小带轮包角 α1=180-（dd2-dd1）/a*57.3=178.8；如果α1较小应增大α或用张紧轮。 3.11单根v带传递的基本额定功率 根据带型·dd1·和n1见表9.2-17到9.2-27可查的p1=16.3kw。 3.12传动比i≠1时的额定功率增量 根据带型·dd1·和n1，由《机械工程师》见表9.2-17到9.2-27可查的Δp1=0.28kw 3.13v带的根数 Z=pd/{（p1=Δp1）*kα*kl}=4.44，其中kα是小带轮包角修正系数，见表9.2-14，kl是带长修正系数，由《机械工程师》见表9.2-15。Kα=0.995，kl=0.86。所以要选取带根数z=5。 3.14单根v带的预紧力 F0=500（2.5/kα-1）*pd/（z*v）+m*v*v=742N，其中m是每米v带的质量由《机械工程师》表9.2-16可知m=0.66kg/M 3.15作用在轴上的力 Fr=2f0*z*sin（α1/2）=7421N。 3.16带轮的结构和尺寸 由《机械工程师》根据表9.2-39v带轮的轮缘尺寸，基准宽度bd=27mm，基准线上槽深hamin=8.1mm，这里取ha=9mm，基准线下槽深hfmin=19.9mm，这里取做hf=20mm，槽间距fmin=23mm，这里取做f=24mm，最小轮缘厚度δmin=12mm，这里取做δ=14mm，带轮宽度b=（z-1）*e+2f=196mm，小带轮外径da1=dd1+2ha=373mm，大带轮外径da2=dd2+2ha=393mm。在cad中画出该图。 4基本参数计算 4.1各轴的转速 Ⅰ轴:n1=n0/i带=980/1.0889=900r/min； Ⅱ轴:n2=n1/i减=900/90=10r/min； Ⅲ轴:n3=n2=10r/min； Ⅳ轴:n4=n3=10r/min； 4.2各轴功率 Ⅰ轴:p1=p0*η1=35.89kw； Ⅱ轴:p2=p1*η2=35.17kw； Ⅲ轴:p3=p2*η3=34.82kw； Ⅳ轴:p4=p3*η4*η5=33.44kw； 4.3各轴转矩 Ⅰ轴:t1=9550*p1/n1=380.8n*m； Ⅱ轴: t2=9550*p2/n2=33587n*m； Ⅲ轴: t3=9550*p3/n3=33253n*m； Ⅳ轴: t4=9550*p4/n4=31935n*m； 5 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好点的材料，这里我们选择40cr，经过调质处理后，其硬度是241-286hbs，抗拉强度δb=685mpa，屈服点δs=490mpa，需用弯曲应力【δ0】=120mpa，[δ－1]=70mpa 5.2计算轴最小轴径 Dmin≥A0，由机械设计表15-3可知，A0=97-112，取A0=105，可得到dmin≥166.9mm，对于轴径d≥100mm的轴，有一个键槽时，轴径增大3%既dmin≥172mm，故选轴径d=180mm。输出轴的最小直径显然是安装在联轴器处轴的直径d。 图5.1Ⅰ轴结构 为了使所选的轴直径dⅠ-Ⅱ与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号，联轴器的计算转矩tca=ka*t3，由《机械工程师》查表14-1，考虑到转矩变化很小，故取ka=1.3，则：tca=49900n*m， 按照计算转矩tca应小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计手册，用凸缘联轴器，其公称转矩为5000n*m，半联轴器的孔径是d1=180mm，故取dⅠ-Ⅱ=180mm，半联轴器的长度L=302mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=240mm。 5.3根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1）为了满足半联轴器的轴向定位要求，Ⅰ-Ⅱ右端需制出一轴肩，故取Ⅱ-Ⅲ段的直径dⅡ-Ⅲ=190mm 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，由新编机械设计手册可以选取轴承代号23038，其尺寸是d*D*B=190mm*290mm*75mm。 3）取安装辊子部分的轴径是200mm，即dⅢ-Ⅳ=200mm，根据设计要求可知辊子长度为400mm，但是为了压紧辊子，使棍子有效工作，取LⅢ-Ⅳ=396mm，辊子右端用轴肩定位，轴肩高度h≥0.07d=14mm，故取h=15mm，则轴肩处的直径是d=230mm，轴环高度是b≥1.4h=18mm，取b=18mm。 4）轴承端盖的总厚度为23mm，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，取端盖的外端面与半联轴器的距离为l=72mm，LⅡ-Ⅲ=215mm，LⅢ-Ⅳ=394mm，在Ⅳ-Ⅴ段中取轴承外端盖到齿轮的距离是57mm，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，所以LⅣ-Ⅴ=195mm。 5）齿轮的厚度为b=180mm，左端用轴肩定位，所以取 dⅤ-Ⅵ段=180mm，由于其右端还要用螺母进行锁紧，所以要取小于180mm的长度，这里取做LⅤ-Ⅵ=172mm，垫片的厚度是8mm，螺母的厚度是27mm，但是还是要露出一部分轴的，所以取Ⅵ-Ⅶ段长度LⅥ-Ⅶ=60mm。 5.4 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23038，其尺寸是d×D×B=180mm×290mm×75mm。故dⅢ-Ⅳ=180mm。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Ⅳ-Ⅴ段需制出定位轴肩，去dⅣ-Ⅴ=218mm。 5.5 辊子处轴的设计 取安装辊子的轴颈是200mm即dⅤ-Ⅵ=200mm，根据设计要求知辊子宽度是400mm，但是为了压紧辊子，使辊子有效工作，取lⅢ-Ⅳ=396mm，辊子右端采用轴肩定位，轴肩高度h>0.07d，故取h=14mm，则轴肩处的直径dⅥ-Ⅶ=228mm，轴环宽度b≥1.4h=19.6mm，，取lⅥ-Ⅶ=40mm。 5.6 轴承处轴的设计 轴承端盖的总厚度为23mm，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=73mm，右端面要用一个套筒定位，套筒长度去l=41mm，轴承端盖左端的轴有螺纹，在Ⅷ-Ⅸ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，所以lⅧ-Ⅸ=186mm。辊筒右端的轴承同样内外圈都需要轴向定位，Ⅶ-Ⅷ处轴上能对轴承内圈定位，取dⅦ-Ⅷ=190mm，取lⅦ-Ⅷ=25mm。 5.7齿轮处轴的设计 齿轮的厚度为b=180mm，左端用轴套定位，所以取Ⅸ-Ⅹ段直径d=180mm，由于其右端还要用锁紧螺母进行锁紧，所以要取小于186mm的长度，这里取做LⅥ-Ⅶ=165mm。其右端需用锁紧螺母锁紧，其直径略小于180，取M180mm,垫片的厚度是3mm，螺母的厚度是27mm，但是还是要露出一部分轴的，所以取Ⅹ-Ⅺ段长度LⅩ-Ⅺ=85mm。 5.8确定轴上圆角和倒角尺寸 参考表15-2，取轴端倒角为2*45。 5.9求轴上载荷 首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。 图5.2 Ⅰ轴载荷分布图 Fr和Fnv1即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=4.5kn*40=180kn，因为支撑是对称分布的，所以Fnv1= Fnv2=Ft/2=90kn，L1=L2=270mm，弯矩Mh=Fnv1*L1=24300n*m，T=33253n*m画出弯矩图和扭矩图可知： 图5 .3Ⅰ轴扭矩分布图 图5.4 Ⅰ轴弯矩分布图 由上面的两个图可知在辊子的地方所受的弯扭力最大。 5.10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）及以上数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取α=0.6，轴的计算应力 σca=/W=/ σca= =39.3MPa 前面已选择轴的材料45钢调质，查得[δ－1]=60mpa，因此σca<[δ－1],故轴安全。 Ⅱ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 齿轮的精度等级，材料，初定其模数及齿数，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径相同，这里我们初步选择其模数m=12mm，那么其齿数Z=d/m=360/12=30。 6.2按齿根弯曲强度设计 又设计计算公式（10-5）进行试算，即 m≥ 6.3确定公式内的各计算数值 1）齿轮传递的扭矩T≈T3/2=19195n*m 2）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=0.5。 3)由图10-20c查得齿轮的弯曲疲劳极限σfe1=620mpa， 4）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数Kfn1=0.85 5)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 [σf]1==376.4mpa 6)根据v===0.188m/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Kfα=1，由图10-13查得Kfb=1.35 7）计算载荷系数K K=Ka*Kv*Kfa*Kfb=1.75*1*1*1.35=2.36 8）由表10-5，查得齿形系数Yfa1=2.52，应力校正系数Ysa1=1.625 9）计算==0.01106 m≥ = =13.06 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m≥13.06mm查标准模数表，并就近圆整为标准值m=16mm，由齿轮直径d=360mm，算出齿轮的齿数z，Z=d/m=360/16=22.5，取齿数为23个，这样齿轮分度圆直径变为了d=z*m=23*16=368mm，辊子为了能够有效地工作其直径也要变为368mm。 7键的选用及校核 Ⅰ轴伸出轴与半联轴器相连，其直径d=180mm，选用圆头普通平键（A型）b=45mm，h=32mm，L=200mm，Ⅰ轴传递的扭矩T1=33253NM，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 ==115.4MPa<[p]=120MPa 所选键合格 Ⅰ轴中间的键用于辊轮和轴的连接，轴颈d=200mm，选用圆头普通平键（A型）b=45mm，h=32mm，2*L=2*100mm，该段轴轴传递的扭矩也为T=33253N*M p===103.9MPa<[p]=120MPa 所选键合格 Ⅰ轴右端的键用于齿轮和轴的连接，轴颈d=200mm，选用圆头普通平键（A型）b=45mm，h=32mm，L=100mm，该段轴轴传递的扭矩T=T1/2=16626.5NM p===66.2MPa<[p]=120MPa 所选键合格 Ⅱ轴所用材料与Ⅰ轴相同，且Ⅱ轴扭矩稍小于Ⅰ轴，在此Ⅱ轴上选用的键与Ⅰ轴相同，必定合格，在此就不一一校核。 黄河科技学院毕业设计 第 25页 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65Mn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368mm，宽度是400mm，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55个，辊子沿宽度方向布排球窝数位9个，故辊子工作一周可生产煤球个数：n=55×9=495，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=495×10.3×10×60×=3.06t/h。 结论 通过本次的毕业设计让我学到了很多，这一次毕业设计是本科学习阶段的一次很难得的理论联系实际的机会，使我摆脱了单纯的理论知识的学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高了我查阅文献资料，设计手册，设计规范以及电脑制图等其他的专业能力水平，而且对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都是我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，这也是这次毕业设计的关键目的所在。 虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐，但是我都认认真真的对待，一点一点的做了出来，和老师的多次交流使我的视野更加开阔，每每遇到设计上的问题老师都会给予很多帮助，有时候甚至不耐其烦的一遍遍解释，可以说没有老师的大力帮助我的毕业设计肯定不会那么精彩。老师除了对专业知识的帮助外，也教会我很多原来并没有深刻理解的大道理，特别是那句有得必有失。最近失去的东西太多了，我相信我以后一定会把这句话作为行动的衡量标准之一。 致谢 首先，感谢工学院和我的母校黄河科技学院四年来对我的培养。 其次，我要感谢我的导师康红伟，他严谨细致，一丝不苟的作风一直是我工作，学习中的榜样，他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪，让我很快就感受到了设计的快乐并融入其中。其次我要感谢同组同学王严严，黄克胜得帮助和指点，没有他们的帮助和提供资料，没有他们的鼓励和加油，这次的毕业设计就不会那么顺利的进行。 俗话说的好“磨刀不误砍柴工”，当每次遇到不懂得问题时我都会第一时间去问康老师，康老师对我提出的问题都一一解答，从来没有因为我提出的问题稍过简单而加以责备，而是一再的告诫我做设计该注意的地方，从课题的选择到项目的完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持，他真的做到了“传道解惑”的作用，除了敬佩老师的专业水平外，他治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我的今后的学习和工作，在此谨向康老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 参考文献 1. 徐灏.机械设计手册（第四册）.北京：机械工业出版社，1991 2. 王华坤，范元勋.机械设计基础（Ⅱ）.北京：兵器工业出版社，2001.6 3. 张一敏.《固体物料分选理论与工艺》.北京：冶金工业出版社，2007 4. 百度百科.《双辊式压球机》.北京：百度搜索引擎，2000 5. 谷歌.《压球机》.美国：谷歌搜索引擎， 6. 中国机械cad论坛 《压球机》 7. 刘龙保,吴宏志,周卫平. 高压对辊工业型煤成型机的设计研究[J]. 煤矿机械, 1999, (03) . 8. 刘随芹,戈·帕萨尔格. 国外高压对辊成型机的设计及其新进展[J]. 矿山机械, 1999, (10) . 9. 王学娅,李晓堂. φ1000×170　4.5t/h卧式对辊压球机的研究与设计[J]. 冶金能源, 1997, (06) . 10. 刘龙保,黄嘉兴. 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