1、中 国 矿 业 大 学本 科 生 毕 业 论 文全套图纸，加 153893706姓 名： 学 号： 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械工程及自动化 论文题目： 工业型煤成型机的设计 专 题： 指导教师： 职 称： 副教授 2007 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业论文任务书学院 机电工程学院 专业年级 机自 03-3 班 学生姓名 任 务 下 达 日 期 ： 2007 年 3 月 5 日毕业论文日期： 2007 年 3 月 26 日 至 2007 年 6 月 25 日毕业论文题目： 工业型煤成型机的设计毕业论文专题题目：毕业论文主要内容和要求：结合毕业实习采用对辊成型原理，采用强迫加料方式
2、设计一台工业型煤成型机。辊子转速 8-10r/min(辊子圆周速度 0.4-0.5m/s);成型压力 1530 Kn/cm，小时产量 3035 吨；型球尺寸 50*50*32， 采用液压加载；螺杆固定框架结构；同步式齿轮传动箱；1. 明确该装置的工作原理及相关受力分析，参考设计参数确定电动机功率。完成该装置的总体设计；2. 完成同步式齿轮箱装配图设计；3. 齿轮传动组件，零件工作图设计；4. 编写完成整机设计计算说明书；5. 专题讨论齿轮联轴器的调心作用和选择。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的
3、理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字：年 月 日中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字：年 月 日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题
4、；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字：年 月 日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答 辩 情 况回 答 问 题提 出 问 题 正 确基 本正 确有 一般 性错 误有 原则 性错 误没 有回 答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘要本论文描述了 GDC970/75 对辊成型机的设计和计算过程，对成型机的结构和工作过程进行了分析,并对设计所用到的部件进行了校核。随着社会的发展，绿色环保是未来发展的方向，型煤以其具有粒度均匀，反应活性强，热稳定性好，固硫消烟等特点，正逐渐被广大用户认可并接受利用，对辊成型机就是一
5、种一种应用到型煤生产中的关键设备对辊成型机是由压辊、轴承、给料系统、承压支架、减速器（传动装置） 、润滑系统、等机构组成。与传统低速重载、刚性不足的老式成型机相比，它具有体积小、重量轻、成本低廉等优点。对辊组件直接关系到型煤煤球的成球质量，工业型煤是一种广泛应用到冶金、制造化肥、电厂等工业领域、对节能、环保都具有重要意义的清洁、高效的新型燃料。本设计在对辊辊轮与对辊轴之间采用胀套无键连接技术，两对对辊辊轮之间必须具有良好的对中性，否则会影响成型质量。采用胀套无键连接的优点是可以方便的松开胀套对辊轮进行调整，保证型煤的成球率。根据成型机的结构和工作原理,对成型机的各组件进行了设计,设计的内容包括
6、减速器、带传动、润滑系统、承压支架、压辊、轴承.本设计机架采用螺杆连接结构，此种机架制作简便，而且承载能力强，拆装方便，基本满足大型对辊成型机的工作要求。关键词：对辊成型机；型煤；液压加载ABSTRACTThis paper describes the design and calculation process of the GDC970/75 roll forming machine , forming machine structure and working process of analysis and design of the components used in the che
7、ck. With the development of society, green is the future development direction of its briquette with uniform particle size and reactivity strong, good thermal stability and Smoke desulfurization characteristics of the majority is being recognized and accepted by users.Industry roll-type forming mach
8、ine is a crucial device applied to the manufacturing of shape-coal. Its a kind of engineering machine. Roll-type machine consists of units such as pressing rolls, bearing, feeding system, bearing beam ,three-staged velocity-reduction gearbox (transmission system), lubricating system, and hydraulic p
9、ressing system, etc .compared conventional forming machine ,with heavy-burden and inadequate rigidity, it is of small-volume,;low-weight and low-cost.Double rolls have a direct relation to the forming-quality of shape-coal. Industry shape-coal is a new-type of clean ,effective fuel which is widely a
10、pplied to various industry field such as metallurgical industry ,manufacturing industry chemical fertilizer, calcium carbide and has a vital significance to energys-aving and environment-protection business.Design in the paper uses expandedcasing and no-key connecting technology and it must be guara
11、nteed that it must be of good centering character-istic betwween ball groves of the two rolls. Otherwise the forming quality will be seriously affected. Use expanded-casing and no-key connecting technology, rolls can can be conveniently adjusted by loosning expanded-casing to ensure the forming rate
12、 of shape coal.According to the molding machine structure and working principle of forming machine components of the design, including the design of reducer, Belt Drive, lubrication system, confined stent, pressure roller bearingsDesign of structure uses construction of pressing rolls which can be e
13、asily removed or easily altered. This kind of structure is of simple-make and bear heavy loads. Hence,the working requirements os large scale roll-type forming maching are satisfied.Keywords: roll-rype forming machine; shape-coal; hydraulic loading.目 录1 总述 11.1 对辊成型机的机械结构和工作原理 .21.2 对辊成型机生产型煤工作原理 .3
14、1.3 影响型煤成型的因素 .51.3.1 粉煤粒度、给配对粉煤成型的影响 .51.3.2 原料混合后的均匀性与搅拌时间的影响 .51.3.3 成型的压力 .51.3.4 成型过程中水分含量的影响 .61.3.5 压辊的直径和宽度 .61.3.6 两个压辊的间距 .71.3.7 压辊的转速 .7二 对辊成型机 主要装置设计 82.1、球体积的计算： 82.2 确定辊子的尺寸参数 92.3 总压力计算 .102.4 辊子的驱动力矩计算 .102.5 主电机功率计算 .112.6 对辊成型机主轴的设计与校核计算及轴承的选用： .122.6.1 轴的最小径设计计算： .122.6.2 轴的结构设计
15、.122.6.3 轴的强度校核 .132.6.4 滚动轴承的选用 .153 传动装置设计 .163.1 总传动方案的设计 .163.1.1 传动形式 .163.1.2 传动比的分配 .163.2 带传动设计 .173.3 同步减速器设计 .203.3.1 减速器的设计要求 .203.3.2、转动比的分配 .203.3.3 各级传动参数计算 .213.3.4 I 级齿轮传动设计计算： .223.3.5 II 级齿轮传动设计计算： 263.3.6 III 级传动轮齿副设计计算： .313.3.7 同步减速器齿轮参数汇总表： .353.3.8 I 轴的设计计算及校核 353.3.9 II 轴的设计计
16、算及校核 .393.3.10 III 轴的设计计算及校核 .443.3.11 IV 轴输出轴的设计计算及校核 483.4 键的校核 523.4.1 校核减速器的输入轴 I 与带轮连接的键 .523.4.2 校核减速器的轴 II 与齿轮连接的键 533.4.3 校核减速器的轴 III 与齿轮连接的键 .533.4.4 校核减速器的输出轴上齿轮连接的键 .533.4.5 输出轴与联轴器连接部分的键 543.5 轴承的选用 .543.5.1 成型辊轮的支承轴承 .543.5.2 同步减速器输入轴 I 上的轴承 .563.5.3 同步减速器轴 II 上的轴承 .573.5.4 同步减速器轴 III 上
17、的轴承 .583.5.5 同步减速器轴 IV 上的轴承 59四 液压部分 604.1 液压加载系统的特征 .604.2 液压系统结构 .604.3 液力支承油缸 .61五 安装调试 635.1 安装 635.2 调整 .635.3 试运转 64六 维护检修及故障处理 .65参考文献 .66英文翻译 .67英语原文： 67中文翻译： 75致谢 .81中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计 第 1 页1 总述随着我国经济的快速增长，环保于节能成为国家和企业共同关心的问题，特别是 2008 奥运会更是以“绿色奥运”为主题，这就促使一些企业改变以往的生产工艺及环境，如：耐火材料企业以往粉运输产品的状
18、况得到政策的限制，因此必须改变粉状物料的状态（制团）来满足运输条件；钢铁公司在生产过程中产生的氧化铁皮及除尘挥手的铁粉泥以前大都没有充分利用，而如今岁社工艺技术的提高，把氧化铁皮，铁粉泥利用新工艺加以制团重新入炉，既降低了成本又保护了环境，煤炭供应的日趋紧张和环保措施的加强完善，使得以煤炭为原料和燃料的企业用户及民众不断寻求经济有效的能源替代途径，而（洁净）型煤以其具有粒度均匀，反应活性强，热稳定性好，固硫消烟等特点，正逐渐被广大用户认可并接受利用，对于城市的工业锅炉，特点是化肥，煤气化等企业，利用粉煤成型，替代无烟块煤降低成本效果十分显著，洁净型煤正以经济性和实用性成为一种方兴未艾的替代能源
19、。洁净型煤技术以列入我国中长期发展纲要，型煤技术以在洁净煤技术中处于优先发展的地位，而成型机是型煤生产线中一台主要设备，也是发展工业型煤的一关键设备。我国型煤技术已有四十年的历史，但工业型煤技术仍处于起步阶段，其开发应用远不及民用型煤，其中一个十分重要的原因：即成型机的技术性猛不能满足工业型煤的成型要求 ，其中主要存在的问题有：成型压力低，且调整困难，适应差：着被结构不合理，运行中事故多，维修工作量大：材质差，磨损严重，更换周期短，且工作两大，费用高，产量及自动化程度低等。近年一些型煤接写生产厂家为适应工业型煤发展的需要，在民用成型机的基础上进行改进设计制造，但其技术性能提到不多，一些科研及大
20、专院校研制的大型成型机，推广应用还不多，有的应用但还未达到设计产量。在国外，工业型煤技术已十分成熟，70 年代石油危机后，型煤科技急速发展，型煤成型机的发展也趋于大型化，多功能化和自动化，对提高成型效率促进型煤的发展起到了可靠的保证作用。我们国家已经意识到型煤的发展前景，八十年代国家把型煤列为重点科研攻关项目，进行了大量的实验研究，型煤产业开始发展起来。许多科研院所、大专院校以及企业和个人纷纷对型煤技术、设备、工艺、粘结剂等进行研究、开发，取得了一些成果，并建立了一些型煤厂和生产线。中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计 第 2 页随着环保力度的加强，控制煤烟污染，改善大气环境质量，型煤作为
21、洁净煤技术之一，市场需求正快速增长。巨大的市场需求为型煤的发展提供了前所未有的机遇。成型机是型煤生产线中一台主要设备也是这项型煤技术发展的进步的体现。1.1 对辊成型机的机械结构和工作原理主要机械结构工作运行：电动机经过双输出轴减速机和安全联轴器，同时驱动固定对辊组件致活动对辊组件，使之相向伺步转动，物料C粉煤)经由强制加料装置预压后，加入到两对辊的辊轮间，由辊轮辊压成型。物料成型时的反作用由加载油缸与之平衡。加载油缸的加载力根据成型反作用力的大小作相应调整 在压制型煤过程中，物料的成型压力与加载油缸的加载力始终处于相对平衡状态，如果物料中混入的小件铁器等坚硬物进人辊轮啮合区时，活动对辊组件能
22、克服加载油缸的加载力后退让开，当坚硬物脱离辊轮啮合区时，活动对辊组件又能立即复位，保证成型机的安全运行，实现工业型煤的连续生产。图 1-1中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计 第 3 页1.2 对辊成型机生产型煤工作原理对辊成型机有一对轴线相互平行且直径相等的一对圆柱形的成型辊轮，两辊轮之间有一定间隙，型轮上有许多形状相同、大小相等对应排列的半球形凹窝，这对圆柱形的成型辊子就是对辊成型机的主要部件了，如下图所示。图 1-2在电动机的驱动下，两个型轮以相同的速度，相反的旋转方向转动，当物料落入两型轮之间至轮弧的 角度内的时候，物料开始受到挤压，此时煤料在挤压力的作用下填充到辊面上分布的凹窝中
23、，煤料在相应的两球窝之间产生体积压缩；随着型轮的连续转动，球窝逐渐闭合，体积减小，随着煤料被不断的压缩，成型力逐渐增大，当转动到两个球窝的位置达到两辊轮的中心连线上的时候。球窝的内腔体积达到最小，成型压力达到最大。然后型轮继续转动使球窝逐渐分离，成型压力也随之迅速减小。在成型压力减小至零之前，压制成的型煤就开始膨胀，在自身膨胀的作用下脱离球窝。利用下图来分析球窝对物料的作用力。为了简化分析，以一个球窝中心点代表球窝对物料的作用点来简化作用力。在两辊轮的对辊过程中，两轮对应点上将同时作用一对正压力，设为。我们现在假设型轮点为研究对象点，在点型轮对物料作用一个压力，此力可分解为两个力，垂直力为si
24、na 和水平力cosa。垂直力sina 对物料进行向上推，使物料离开型轮；而水平力cosa 和对面的辊轮上对应的水平力共同作用克服松散物料体内的阻力，对物料产生压缩作用。与此同时，型轮对物料有一个摩擦力，其中 为物料与型轮轮面之间的摩擦系数。该摩擦力也可以分解为两个力，垂直分力cosa 和水平分力sina，其中垂直分力使作料咬入两型轮之间，而水平分力可克服物料内阻力，进一步促使物料发中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计 第 4 页生压缩。图 1-3由上可知，要使型轮能顺利有效地咬入物料进行正常工作，必须满足以下条件：cosasina或者：cosasina即： tanaacosin则 tan
25、 tana其中 为物料与型轮表面之间的摩擦角，也就是说，要想成型机顺利咬入煤料进行煤成型作业，物料与型轮表面之间的摩擦角 必须要大于咬入角。图中的 a 角对应的中心角就称为咬合角。咬合角所对应的区域称为咬全区。这个区域也就是松散物料的压缩区域。在两轮的 a 角对应的弧线上分别作两条型轮的切线，则这两切线所夹的角称为加压角。显然，加压角与咬合角是 2 倍关系。根据上面的分析可以得出，物料的压制是在咬合区内完成的，在物料进入咬合区前物料只达到摇实密度的作用。咬入角是设计成型机的一个重要的参数，在相同型轮直径下，咬合角越大，则咬合区1 也就越大，被咬入物料的体积也就越大，因而压缩率和成型压力也越大。
26、咬合角的大小与原料煤的性质（例如：粒度，黏结剂性质，水分等）有关，一般情况下约在 10至 15之间。在咬合角相同的情况下，加大型中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计 第 5 页轮直径可以增大咬合区域的宽度，从而增大对辊成型机的压缩率和压缩强度，这也是当前型煤机型轮向大直径方向发展的依据之一，但增大型轮的同时，也应考虑负面影响。1.3 影响型煤成型的因素成型压力的大小是粉煤压制成型的关键，而成型压力又取决于煤料填满压辊上球窝的程度。球窝中煤料的充填量越大，则球窝在闭合时对煤料所产生的反作用力就越大，从而能产生足够的压力将煤球压得更紧实。因此成型压力与煤料的特性，压辊的直径和宽度、两个辊子之间
27、的中心距离，压辊的转速等诸多因素有关。1.3.1 粉煤粒度、给配对粉煤成型的影响成型物料粒度大小与料度级配分布对型煤强度及成型率有着重要的影响。在生产过程中，过细过粗的粉煤不仅会增加动力消耗，而且也会增加粘结剂用量，使其灰分增大固定碳含量低，影响产品的最终产品质量。故而，通过对成型强度及成型率较佳条件下，最佳粉煤粒度及料度级配跟踪测试结果对比，存在着一个较优的粒度范围见表1。1.3.2 原料混合后的均匀性与搅拌时间的影响原料混合后需充分搅拌，以确保型煤质量的均衡。提高搅拌时间可以提高型煤强度，但并不是越长越好，最佳时间为1min，否则会影响整条生产线的生产能力。同时带来物料失水及卸料堵塞。1.
28、3.3 成型的压力型煤的强度在确保其它条件不变的情况下，除与粘结剂性能有关外，主要取决于成型压力预压装置系统的压力是随物料的变化而变化。物料多压力大，物料少压力小，而物料压力应控制在7 8MPa，但物料的多少是不易控制的，因而造成了成型压力不均匀，导致型煤质量不稳定，初始强度时大时小，成型率时高时低。其压力与成型率关系见下表。 中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计 第 6 页表3 压力与成型率关系1.3.4 成型过程中水分含量的影响型煤成型水分的大小直接关系到型煤的成型率、固化时间、初期强度、后期强度等质量指标。固化需要一定的水分，同时物料混合时，在搅拌机中物料的水分有一定的流失。根据实际
29、生产证明：物料混合后的水分含量较低，不但成型率低，初始强度达不到，而且在转载过程中破损率较大，影响产品的质量，间接地影响了产品的产量。另一方面，物料混合后的水分含量过高，又容易造成脱模差，影响系统连续生产。故而通过对成型强度及成型率较佳条件下成型水分的测试结果对比，确定成型水分应控制在12% 14%之间为宜。当煤料在两个转动的成型辊子的凹窝里受压时，随着球窝的由开到闭，所受的压力会随之上升。由于待加工成型的煤料具有一定的流动性，煤料在辊子对辊的过程中受垂直方向分力作用会使煤料上下移动。当煤料的水分过多时，煤料的流动性极好，会造成被压辊咬入的煤料的一部分被挤压返回到加料箱中，从而导致球窝内的煤
30、料填充不足而压力不能提高此时的煤球压不实，煤球质量不好。反之，如果煤料太干其流动性很差，煤料中的内摩擦力较大，往往会由于煤料颗粒不易流动出现架桥现象，也会造成球窝内煤料压力不足而影响压球质量，只有当煤料处于合适的流动状态时，每个球窝内才会填足煤料，进而压出质量好的煤球。实践证明，增大煤料的堆密度，可使其在压辊咬入口处充分发挥煤料颗粒间的聚集力使球窝的煤料量增加，从而提高成型压力，提高煤球强度。所以，在煤料进入成型机之前，对煤料进行预压，以增大煤料的堆密度，可明显提高成型压力，一般可使成型压力提高到60-80Mpa。1.3.5 压辊的直径和宽度压辊的直径越大,两个压辊之间的咬入口也就越大,也就越
31、能使压辊上的球窝内填足煤料，从而有利于提高成型压力，但压辊的至今人过大，会造成机体庞大，明显增加金属材料和动力的消耗，因而压辊的直径也不宜中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计 第 7 页太大。一般情况下，压辊直径为500-1000mm,此时的压力可达15-30Mpa。压辊的宽度加大，其上面的球窝数量就会增多，可以提高煤球产量。如果压辊的宽度过大，则压辊上单位面积所承受的压力就会相对降低，同时还会造成煤料在压辊上的分布不均匀，因而降低煤球的强度。一般情况下，压辊的宽度为200-700mm.1.3.6 两个压辊的间距两个压辊的间距与压缩比成反比，减少间距虽然能够提高成型压力，但是两个压辊的间距
32、过小时，煤料不足填足球窝，因而会影响煤球的质量。当间距过大时，则成型压力还未来得及传递到煤球的中心部位，煤料就会脱落下来，不仅会影响煤球的强度，而且还会造成煤球过厚，毛边多，甚至成球率低。因此在装配压辊上，应特别注意调整两者的间距，一般以控制在1-2mm左右。另外，在组装压辊时，应特别注意使两个压辊上的球窝按其行列严格对准，以免产生错模影响煤球的强度。1.3.7 压辊的转速虽然降低压辊的转速能够增加煤料在压辊上的受压时间，有利于反作用力的传递，以促使煤粒颗粒之间更加紧密靠近，还可以克服球窝界面上产生的剪切应力，从而能够提高煤球强度，如果是转速过低，则会大大降低煤球的产量。如果压辊的转速过快，不
33、仅会使煤料的受压时间缩短，降低煤球强度，而且还会影响煤球拖模。因此，压辊的转速应适中，一般以控制在6-13r/min为宜,此时煤球的受压时间为0.6-0.8s。中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计 第 8 页二 对辊成型机主要装置设计2.1、球体积的计算：根据要求，为了脱球顺利，提高成型率，设计出成型球的形状如下图所示。图 21相关资料表明，煤的比容变化比较大。褐煤的容重一般为 1.051.2烟煤为 1.21.4无烟煤变化范围较大，可由 1.351.8。成型后的球是经过高压加载的，比容相对来说是比较大的，因此此处取值相对来说偏大一些，取：1.7（g/mm 3)由于脱煤球在脱球时会有膨胀，同
34、时，型辊之间还存在一定的间隙，实际中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计 第 9 页的成型后煤球体积比型辊上凹型腔所形成的体积大些。由计算可知，并适当增大一些，计算时取一粒型球的重量：70g2.2 确定辊子的尺寸参数煤的成型过程也就是受挤压的过程，在两辊子的对辊过程中，速度不宜过快或过慢。过快会造成煤球挤压不实，脱窝时易产生开裂，且强度不高，成型率低；速度过慢，生产效率太低，不经济。参考相关资料，一般线速度在 0.4m/s0.8m/s 之间。对辊成型机在加工时，型辊的直径越大，两个型辊之间的咬入口也就越大，也就越能使型辊上的球窝内的填实煤粉料，从而有利于提高成型机的成球率和成型压力。但型辊的
35、直径过大，会造成机体庞大，明显增加设备成本。还有动能消耗也增大，提高了使用成本。因而成型辊子的直径也不宜过大。一般情况下直径为 500 到 1000mm 之间。根据主量为 30t/h35t/h,来确定型辊上应该布的球数。120.60.6335.7.701QiGnn128i取 70iQ 成型机的产量 3035t/hG 单个型球的质量N 型辊的转速 型辊上布的球数i70514baiNb 在辊轮宽度方向上的的球槽数Na 在辊轮圆周方向上的球槽数型辊的宽度：b= Nb50+ Nb5 =1450+145=770mm由于型辊周边需要固定 两侧加 50mm 边距故取 b= 870 mm中国矿业大学 2007
36、 届本科生毕业设计 第 10 页型辊的圆周长度：L= Na50+ Na5 =5550+555=3025mm型辊的直径：mm30296.ld圆整去 d= 970 mm型辊布球的分布及型辊的参数如下图所示：图 22验算型辊的圆周转速 V=0.418m/s ，符合要求2.3 总压力计算由上面计算出的对辊成型机的型辊宽度 b=770mm=77cm已知条件对辊的最大线压为 18kn/cm则成型机的总压力为：Fb 18kn/cm=77cm18kn/cm=1386kn2.4 辊子的驱动力矩计算辊子在工作过程中受力非常复杂，没有适合的公式可计算，根据经验，中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计 第 11 页
37、常取总压力对辊子的力臂为 0.51 个成型球的尺寸的力矩为对辊成型机的总的驱动力矩，此处取中等值 0.7。力臂为 0.7250mm=36mm则驱动力矩为：T=36mm1386kn=50401knmm=50401 nm2.5 主电机功率计算PT / 其中： P 为电机功率T 为驱动辊轮所需的力矩，T50401nm 为辊轮转速,10r/min*2/601.047 rad/s 为总转动效率，根据传动总图PT/其中： P 为电机功率 为总转动效率，由传动方案可以计算总的传动效率96.08.9.0.4243621 = 0.7691 为弹性联轴器的传动效率2 为滚动轴承的传动效率3 为闭式圆柱齿轮的传动效
38、率4 为 V 带的传动效率P =68.6kw0.769rad/s 14mn 5依据计算出的主电机需求功率选用电机，此于对于电机没有什么特殊要求，就选用普通常用的 Y 系列三相异步电动机。Y 系列三相异步电动机是按照国际电工委员会（IEC）标准设计的，具有国际互换性的特点，而且此电机为全封闭自扇冷式龙型三相异步电动机，具有防止灰尘等杂物侵入电动机内部的特点，正好适合型煤的加工现场环境。查表选用 YA280S4 型电动机中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计 第 12 页电机额定功率为 75kw额定转速为 1480 r/min额定转矩：堵转转矩为 1.9knm；最大转矩为 2.2knm。电动机质
39、量：560kg2.6 对辊成型机主轴的设计与校核计算及轴承的选用：2.6.1 轴的最小径设计计算：单根辊芯轴上承受的扭矩为成型机总的驱动转矩的一半，则： =25200 Nm2mn 5041 转速 n10 r/min功率 P= = =26.38kw950T根据轴的设计计算公式 d mm3nP其中：为考试了弯矩影响的许用扭转剪应力和设计系数。对于弯矩相对于转矩很大时，取较大值。轴选用 45钢，则取115则： d t115 mm = 158 mm3108.26轴上开有键槽，会削弱轴的强度，要适当增大轴的直径。有两个键槽时应增大 710d=dt （1+7 ）1581.07169 mm轴径最小值取 d=
40、170mm，根据要求设计轴的结构。2.6.2 轴的结构设计）拟定轴上零件的装配方案如图所示：中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计 第 13 页图 2-3）按轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段 ： 动力的输入端，接连轴器，使用键连接。此轴段是轴的最 7小轴径，直径 d1170mm。此段所使用的联轴器是非标准标，使用双键，因此配合长度可以比标准件短些。取长度 L=240mm，轴阶定位。轴段 ： 为了半联轴器的轴向定位，轴段 左端制出定位轴肩，取 6 7轴肩高度 h=15mm，(此处为定位需要，轴的轴肩 h0.07d1）1700.0711.9mm。所以轴段 的直径取值为 d=200mm。 6轴
41、段 与 ： 此段加工为螺纹，因为轴段 上为轴承的轴颈，为了 6 5 5紧定轴承，防止轴承轴向窜动，在此颈上配上圆螺母和防松垫圈压紧轴承，为了加工及装配螺纹需要，螺纹小径应该大于轴段 的直径，螺纹大径应 6该小于轴段的直径，且不能小的太多，此于选用螺纹 M1953。轴段 ： 此段为轴承的的轴颈，取 d4=190mm。选用调心滚子轴承 523138。查手册可知调心滚子轴承 23138 的宽度为 90mm 。为了保证圆螺母压紧调心轴承，轴段的长度应比轴承的宽度小一些，取486mm。轴段： 为了轴段上的轴承右端轴向定位，轴段左端需制定出定位轴肩，同时轴承右端需要加密封件，选用既能防尘又能防油的唇形密封
42、，两个密封圈双向使用，内封油脂，外封尘土。轴径选用与密封圈相配合的尺寸，取 d=220mm.轴段 ： 此段是与成型辊的中心孔相配合的部分，为了装配方便容 3易，这段轴的轴径设计成不相等的，方便轴从右端穿入成型辊子的孔中。使用普通平键连接。同时为了轴向定位，需要有轴肩，因此取，两段的长度取相同68150mm。中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计 第 14 页轴段 ： 为了减小精加工的面积、降低加工成本、提高加工经济性， 2同时不影响使用性能，轴段的直径略小于轴段和轴段。取d=200mm。轴段 ： 使用相同的轴承 23138 取 d=190mm，右端使用轴端挡圈定 1位，为了紧定的目的，此轴段
43、就应该比轴承宽度略小一些，同样取1086mm。2.6.3 轴的强度校核1）首先根据轴的结构图平方向的力为主要承载力，也就是成型机的成型压力，为 1230kn竖直方向的力为型辊及轴的自身重量，相对成型压力来说是很小的， 约为15kn，相对于成型机的成型压力都可以忽略不计了。作出轴的弯矩图、扭矩图和当量弯矩图，从轴的结构图和当量弯矩图中可以看出当量弯矩最大处是轴的危险截面。图 2-4对合成弯矩、扭矩及当量弯矩ca （竖起弯矩由于相对比较小可以忽略不计了）进行计算：中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计 第 15 页支反力：a1 /21386kn / 2 = 693 kn其中为成型压力a2=Fa1
44、=693 kn水平弯矩： a1 185mm693 185 mm = 81.20Nm合成弯矩： 扭矩：81.20Nm 72.510Nm当量弯矩：caMca= = = 2TM2728)15.*6(.8.9102）校核轴的强度轴的材料为 45 钢，调质处理。查手册得 650 N/mm2 ，对于转轴和转动心轴，弯曲应力是脉冲徝环变应力，取 1 , 通常取 1 0.1 65N/mm 2。则， 65N/mm 2。轴的计算应力为：0.1d 3=0.12403=2764800 mm3ca = =46.7 N/mm2 WMca27648019根据计算结果可知，该轴满足强度要求。2.6.4 滚动轴承的选用）求当量
45、动载荷r成型辊子的载荷比较大，故考虑选用调心滚子轴承。此处轴承基本不承受轴向载荷，则：r=XR+YA=1693 kn2）计算轴承所需要的径向额定动载rCr= 3610PrhtpnLf其中：fp 为载荷系数，在无冲击或轻微冲击的情况下，取 fp=1.01.2,此处取 fp=1.1ft为温度系数，轴承工作温度在小于 120 度的情况下， fp=1.00中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计 第 16 页n为轴承工作转速，n10 r/minh- 为设计轴承工作寿命 （小时）每天工作八小时的机械取Lh=15000h则：Cr = 361050.169=735kn）选择轴承型号查滚动轴承标准/T288-
46、1994 选用 23144基本额定载荷/kN|Cr: 1570kn基本额定载荷/kN|C0r: 2820 kn3 传动装置设计3.1 总传动方案的设计3.1.1 传动形式总体方案为动力由电机输出，经 V 带传动输入同步式减速器，经同步减速器的进一步降低转速，提高转矩之后，由减速器的两个输出轴输出，两输出轴是等速反向的。通过齿形连轴器将动力提供给对辊成型机。此处使用的减速器为三级展开式传动，如下图所示：中国矿业大学 2007 届本科生毕业设计 第 17 页图 3-13.1.2 传动比的分配总的传动比为：i 148总 10r/min 48带传动的传动比：防止大带轮的半径太大，带传动的传动比不宜 取得过大，此处取带传动的传动比 i 带 2则同步式减速器的传动比为 i 减速器 =148/274带总i3.2 带传动设计转动比 i=2 功率 p=75kw）确定计算功率根据工作情况，由表 3-3 查工况系数 KA 按工作机载荷变动小，原动机软起动查表得： KA1.2设计功率 Pc= KA P=1.2 x 75kw=90kw）选择带型
