1、安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书装订线摘 要炼焦工业是一个国家基础工业，其中推焦机是炼焦车间最重要的机械。它的任务是进行推焦、平煤、在推焦前后摘下与安上机侧炉门、推焦时用压缩空气吹扫炭化室顶部的石墨。近代推焦机主要由金属支架、行走机构、推焦机构、平煤机构、开门机构以及空气压缩机等构成。行走机构和推焦装置是推焦机上最重要的两个机构，本次毕业设计主要内容就是行走机构和推焦装置设计。行走机构主要由车轮、轨道、电机、减速器、制动器等部件组成。推焦装置主要由电机、减速器、齿轮齿条传动装置等部件组成。本文详细介绍了推焦机行走机构和推焦装置的结构，工作原理。根据原有数据和参考资料，结合所学的专业知识，详
2、细设计了推焦机行走机构和推焦装置。并运用AutoCAD 画出了完整的装配图和部分零件图，经过计算和强度校核能满足实际要求。关键词 ：推焦机 行走机构 推焦装置 焦炉 焦炭安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书I装订线AbstractWalking mechanism and coke pushing device is the most two important institutions of the coke pusher.The main content of this graduation design is the walking mechanism and coke pushing
3、device design.Walking mechanism is mainly composed of wheel and rail, motor, reducer, brake parts, etc. Coke pushing device is mainly composed of motor,reducer,gear rack transmission device parts,etc. Coke pusher is the most important machinery in the coking workshop.Its task is to pushing coke , le
4、veling coke , before and after the pushing time remove and install the pusher side oven door , using compressed air to sweep graphite at the top of coking chamber when it is pushing . Modern pusher machine mainly made up by Steel Timber , Walking mechanism, Pusher mechanism, Leveling mechanism, Open
5、ing mechanism , air compressor and so on . The weight of the whole pusher machine is 120-130 tonsThis paper introduced the coke pushers walking mechanism and structure of coke pushing device , working principle in detail . According to the original data and resources and combined with learned profes
6、sional knowledge , Detailed design the pusher machines walking mechanism and coke pushing device . And use Auto CAD to draw a complete assembly drawing and parts drawing . After calculation and strength check it can meet the practical requirementsKey words : Coke pusher、 Walking mechanism、Pusher dev
7、ice、Coke oven 、Coke安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书装订线目 录 摘 要 .IAbstract .II第一章 绪论 .11.1 煤焦化工艺国内外发展情况及现状 .11.1.1 国内发展现状 .11.1.2 国外发展情况 .21.2 焦炉设备概述 .31.2.1 煤焦化的机理 .31.2.2 现代焦炉结构 .31.3 行走机构和推焦装置的工作原理 .61.4 推焦机在生产维护方面存在的问题 .81.4.1 推焦过程中推焦杆产生振动 .81.4.2 推焦杆中前部的立板常产生裂纹 .81.4.3 对位不准和电机减速器被毁问题 .8第二章 推焦机行走机构的设计 .102.1 推焦
8、机行走机构的传动方案 .102.1.1 带有开式齿轮传动的方案 .102.2.2 全部为闭式齿轮传动的方案 .112.2 推焦机运行阻力计算 .112.3 行走机构电动机的选择与校验 .122.3.1 电动机的稳态运行功率： .122.3.2 初选电动机 .122.3.3 电机启动时间 .132.3.4 电动机过载校验 .132.3.5 电动机发热校验 .142.4 行走机构减速器的设计与计算 .142.4.1 高速级齿轮传动的计算 .152.4.2 低速级齿轮传动的计算 .232.5 制动器的选择与校验 .31第三章 推焦装置的设计 .323.1 推焦装置的设计方案 .323.2 推焦装置电
9、机选择 .323.3 齿轮齿条的设计 .343.3.1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 .343.3.2 各系数的选定 .343.3.3.齿轮传动的设计参数、许用应力的选择 .353.3.4 齿轮的设计计算 .353.3.5 齿轮齿条的几何尺寸计算 .373.4 选择减速器 .423.5 联轴器的选择 .43第四章 机构的安装、维护和润滑 .444.1 推焦机安装时注意的事项： .44安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书装订线I4.2 设计的推焦机，应满足以下几方面的要求： .444.3 推焦车的维护规程 .454.4 推焦车的润滑制度 .454.5 巡回检查 .464.6 运转中突然事故
10、的处理 .464.7 检修规程 .464.8 检修质量标准 .48结 论 .51致 谢 .52参考文献 .53安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书装订线第 0 页 共 53 页第一章 绪论1.1 煤焦化工艺国内外发展情况及现状1.1.1 国内发展现状中国焦炭年产量和出口量于 90 年代初跃居世界第一位。21 世纪初期,中国焦炭(机焦)产量仍将增长,世界焦炭产量稳定在 315 亿 t/a 左右,并基本保持焦炭的供需平衡。焦炉容积大型化、操作自动化、严格控制污染、扩大炼焦用煤资源将是 21 世纪室式炼焦的主要发展方向。据初步统计,2003 年全国焦炭产量达 17775 万 t,比 2002 年增长
11、 3486 万 t,增幅达 24.2%,产量和增长幅度均创历史高。其中机焦产量 13146 万 t,约占 74%;土焦 4556万 t,占 25.6%。中国历年的焦炭产量见下表 1-1表 1-1 中国焦炭产量近年来,新建的焦炉基本上都是炭化室高度为 4.3m 和 6m 的顶装焦炉,以及炭化室高度为 4.3m 的捣固焦炉。2003 年中国生产的焦炭中,有近 11000 万 t 是由炭化室高度4m 的焦炉生产的,占焦炭总产量的 61.9%。2003 年,焦炉的环保和自动化水平也有较大提高。新建的大中型焦炉在设计中都配备了完备的环保措施和自动化控制手段。焦炉除尘、干熄焦、新型煤气脱硫脱氰及废水处理工
12、艺等一批先进适用技术在武钢、马钢、鞍钢、安阳等许多大中型焦化厂推广采用;焦炉加热自动控制、焦炉机械自动化运行和联锁系统在首钢及许多大型焦化厂投入运行。随着炼焦装备水平的提高,我国焦化生产的工序能耗正逐年下降,2003 年我国重点钢铁企业的焦化工序能耗已降到 148.51kg 标准煤/t 焦,但与国际先进水平的128.1kg 标准煤/t 焦还有一定的差距。随着国家对环保工作的重视和人们环保意识的增强,我国大型焦化厂特别是钢铁企业的焦化厂,基本上能按照国家的有关规定,在建设新焦炉时同步建设环保设施,如沙钢、鞍钢、本钢、武钢和鄂钢都是在建设 6m 大容积焦炉的同时,同步建设干熄焦装置。一些老厂如首钢
13、、太钢、昆钢、济钢、山西美锦等都在积极补建装煤除尘装置和出焦除尘地面站。目前,我国大中型焦炉均装有高压氨水喷射无烟装煤设施。装备有装煤除尘地面站和装煤除尘车的焦炉生产能力约 4600 万 t,占机焦生产能力的 33.9%,装备推焦除尘地面站和推焦除尘热浮力罩的焦炉生产能力约 5000 万 t,占机焦生产能力的 36.8%。安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书装订线第 1 页 共 53 页也就是说,大部分焦炉尚未设置完善的除尘设施。随着焦炭价格的上涨,一些违规上马的中小型焦化厂逐渐增加,这给环境带来了严重的污染。即使一些机焦项目设计上有完善的环保措施,但实际建设中很少能同步实施,“有焦无化”加剧
14、了炼焦区的环境恶化。1.1.2 国外发展情况欧洲焦化工作者早在 20 世纪 80 年代就主张焦炉大型化,其原因是:大型焦炉可提高劳动生产率,可减少对环境的污染,可提高焦炭质量。欧洲大型焦炉见下表 1-2表 1-2 欧洲大型焦炉一览表20 世纪 80 年代末,欧洲焦化工作者针对多室式传统焦炉存在的劳动生产率低和对环境有较大污染的缺点,提出改变多室式传统焦炉的观念,并将煤预热与干熄焦直接联合的方案,进行了巨型炼焦反应器试验(Jumbo Coking Reactor 简称 JCR)。在 1993年春到 1996 年夏 3 年多的时间里,进行了 650 炉 JCR 试验,共生产了焦炭 3 万多吨。煤预
15、热与干熄焦联合的巨型炼焦反应器流程图见下图 1-3图 1-3 煤预热与干熄焦联合的巨型炼焦反应器流程图美国内陆(Inland)钢铁公司哈伯(Harbor)焦化厂于 1998 年 6 月 30 日投产,其年产焦炭 133 万 t,采用 467 孔=268 孔热回收焦炉,焦炉尺寸:13.72.44.6m,每孔装安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书装订线第 2 页 共 53 页煤量:4045t。世纪交替前后,德国开发了自己的热回收焦炉,其尺寸与美国相似,但采用顶部装煤方式。日本是当今世界现代室式焦炉炼焦先进技术应用最多、最完善的国家。日本现生产的 15 个炼焦厂家的 48 座焦炉全部实现了加热自动控
16、制;新日铁大分厂、川崎公司千叶厂、住友公司鹿岛厂等已实现焦炉机械(四大车)完全自动化,现场无人操作;干熄焦在冶金企业的 13 个炼焦厂基本普及;各炼焦厂普遍采用炼焦煤预处理技术(调湿/装炉煤水分控制、煤预热、配型煤、选择粉碎等)。下图 1-4 为日本正在推进的SCOPE21 炼焦新技术工艺流程。图 1-4 SCOPE21 工艺流程1.2 焦炉设备概述1.2.1 煤焦化的机理煤焦化又称煤炭高温干馏。以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到 950左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。为保证焦炭质量，选择炼焦用煤的最基本要求是挥发分、粘结性和结焦性；绝大部分
17、炼焦用煤必须经过洗选，以保证尽可能低的灰分、硫分和磷含量。选择炼焦作煤时，还必须注意煤在炼焦过程中的膨胀压力。用低挥发分煤炼焦，由于其胶质体粘度大，容易产生实高膨胀压力，会对焦炉砌体造成损害，需要通过配煤炼焦来解决。1.2.2 现代焦炉结构现代焦炉的结构主要有：炭化室、燃烧室、斜道区、蓄热室、小烟道、炉顶区、焦炉基础平台、烟道、烟囪。JN 型焦炉及其基础断面如下图 1-5 所示：安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书装订线第 3 页 共 53 页图 1-5 JN 型焦炉及其基础断面1.装煤推焦机装煤推焦机是焦炉机械中最重要的设备，其结构组成如下图 1-6 所示，图 1-6 装煤推焦机简图装煤推焦
18、机运行于焦炉机侧的轨道上，进行装煤和推焦工作，它是焦炉机械 设备中最大的设备，其主要功能是：推出炭化室内已炼成的焦炭；摘下和装上炭化室机侧的炉门。2.捣固机捣固机是捣固焦炉的核心设备，设置在煤仓的下部轨道上，将煤仓放下的粉煤捣安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书装订线第 4 页 共 53 页成煤饼，由装煤机构送入炭化室。捣固机有:2 锤、3 锤、4 锤和多锤，它的捣固锤传动基本上分为两种型式：皮带偏心轮传动和弹性凸轮传动。3.摇动给料机摇动给料机结构如下图 1-7 所示图 1-7 摇动给料机简图摇动给料机是捣固焦炉配套设备之一，是将煤塔中的煤装入装煤车的关键设备，摇动给料机配有连锁装置，即给料
19、机与捣固机、装煤推焦车连锁。4.栏焦机拦焦机的结构如图 3 所示。拦焦机运行于焦炉焦侧的轨道上，在推焦前将炉门打开，并将装煤推焦车推出的成熟焦碳经导焦栅及时、快速、准确地导入熄焦车，再将炉门闭好。它的主要功能是：开关焦炉焦侧炉门；将推出的焦炭导入熄焦车；将需要修理的炉门送入炉间台炉门修理站。栏焦机简图如下图 1-8 所示。图 1-8 栏焦机简图5.熄焦车熄焦车的结构如图 4 所示。它主要是用来承接由推焦车从焦炉中推出的炽热焦炭，并将其拉到熄焦塔下，待焦炭熄灭后，再将焦炭拉到焦场自动卸焦的车辆。熄焦车简图如下图 1-9 所示。安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书装订线第 5 页 共 53 页图
20、1-9 熄焦车简图6.取门机构取门机构主要完成炉门的开闭及旋转动作，由取门机、吊挂架、台车、支承辊、旋转装置、杆销 、钢架等组成。为保证取门时和旋转后清门时的位置固定，本装置设有机械插销定位机构；取门机下部设有倾斜油缸，将取门机下部推向炉体以适应焦炉膨胀的工艺特点；取门机摘取门后位置的控制，由液压系统 内部控制油缸及装置所带的限位理装置、气路系统、润滑系统、液压系统、电气系统组成，去取门机构简图如下图 1-10 所示。图 1-10 取门机构简图7.装煤车装煤车的任务是从煤塔下接受配合煤，把煤运到炭化室上，再将煤装如炭化室中。另外在每次出焦前，还要用它清扫上升管中的石墨。因此，装煤车主要由金属支架、行走机构、操纵套筒和闸板的机构、振煤机构和清扫上升管中石墨的机构组成。装煤车有四个行走车轮，其中两个为主动轮，这两个主动轮由一个电动机和一组齿轮传动装置带动。车轮边缘有两个凸缘，以避免装煤车出轨。车轮与金属支架之间有弹簧，用以保护焦炉炉砖不受震动和冲击。在停电时，有手动传动装置，使装煤车离开装煤的炭化室。1.3 行走机构和推焦装置的工作原理原 6m 推焦机走行装置采用变频调速(VVV)F 双电动机双减速机驱动,变频器一拖一控制,主要由主动平衡车、从动平衡车、车架、传动装置等组成。走行车轮采用工
