對輥成型機(jī)設(shè)計(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過)

充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 摘要 本論文描述了 GDC955/45 對輥成型機(jī)的設(shè)計和計算過程，并對關(guān)鍵部位進(jìn)行了分析和研究。 工業(yè)對輥成型機(jī)是一種應(yīng)用到型煤生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，屬于工程機(jī)械。對輥成型機(jī)是由壓輥、軸承、給料系統(tǒng)、承壓支架、減速 器（傳動裝置）、潤滑系統(tǒng)、等機(jī)構(gòu)組成。與傳統(tǒng)低速重載、剛性不足的老式減速器相比，它具有體積小、重量輕、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。 對輥組件直接關(guān)系到型煤煤球的成球質(zhì)量，工業(yè)型煤是一種廣泛應(yīng)用到冶金、制造化肥、電廠等工業(yè)領(lǐng)域、對節(jié)能、環(huán)保都具有重要意義的清潔、高效的新型燃料。本設(shè)計在對輥輥輪與對輥軸之間采用脹套無鍵連接技術(shù)，兩對對輥輥輪之間必須具有良好的對中性，否則會影響成型質(zhì)量。采用脹套無鍵連接的優(yōu)點(diǎn)是可以方便的松開脹套對輥輪進(jìn)行調(diào)整，保證型煤的成球率。 在給料系統(tǒng)中，本裝置采用了螺旋強(qiáng)迫加料裝置，采用此裝置可滿足對輥成型機(jī)對加料速度，加料壓力及物料密度的匹配要求大大提高了型煤的成球強(qiáng)度。 本設(shè)計機(jī)架采用螺桿連接結(jié)構(gòu)，此種機(jī)架制作簡便，而且承載能力強(qiáng)，拆裝方便，基本滿足大型對輥成型機(jī)的工作要求。 關(guān)鍵詞 ：對輥成型機(jī)；工業(yè)型煤；螺旋加料；液壓加載 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 ABSTRACT The process of the design and calculations GDC955/45 roll-type forming machine is described, and the crucial units are analyzed and investigated. Industry roll-type forming machine 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 pressing 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 applied 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 guaranteed 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 of shape coal. In the feeding system, the frequency conversion-timinghelix feeding equipment is adopted in the system which can satisfy the requriements of speed of filing the press of the feeding and the match of the material. So ,it can also improve the intensity of the figuration of the briquette. Design of structure uses construction of pressing rolls which can be easily 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； industry shape-coal； thefrequency 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 conversion-timing helix feeding system； hydraulic loading . 目 錄 第章 總述 .1 1.1 對輥成型機(jī)的工作原理 .1 1.2 影響型煤成型的因素 .3 1.2.1 粉煤粒度、給配對粉煤成型的影響 .3 1.2.2 原料混合后的均勻性與攪拌時間的影響 .4 1.2.3 成型的壓力 .4 1.2.4 成型過程中水分含量的影響 .5 1.2.5 壓輥的直徑和寬度 .6 1.2.6 兩個壓輥的間距 .6 1.2.7 壓輥的轉(zhuǎn)速 .6 1.3 型輪主要參數(shù)設(shè) 計理論 .6 1.3.1 最大壓強(qiáng) .7 1.3.2 兩棍輪的間隙 .7 1.3.3 棍輪直徑 .8 1.3.4 生產(chǎn)能力計算 .8 1.3.5 功率的計算 .8 1.4 高壓對輥成型機(jī)的設(shè)計及其新進(jìn)展 .9 1.4.1 壓輥 .9 1.4.2 壓輥的支撐裝置 .10 1.4.3 給料系統(tǒng) . 11 1.4.4 承壓支架 .13 1.4.5 驅(qū)動齒輪系 .14 1.4.6 潤滑 .14 1.4.7 液壓施壓系統(tǒng) .14 第章對輥成型機(jī)的設(shè)計過程 .15 2.1 確定傳動方案 .15 2.2 總體設(shè)計 .16 2.2.1 已知主要參數(shù) .16 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 2.2.2 確定輥?zhàn)拥某叽鐓?shù) .17 2.2.3 總壓力計算 .18 2.2.4 輥?zhàn)拥尿?qū)動力矩計算 .19 2.2.5 主電機(jī)功率計算 .19 2.3 非標(biāo)準(zhǔn)同步減速器的設(shè)計 .20 2.3.1 傳動比的分配 .20 2.3.2 帶傳動設(shè)計 .21 2.4 同 步減速器設(shè)計 .24 2.4.1 減速器的設(shè)計要求 .24 2.4.2 各級傳動參數(shù)計算 .25 2.4.3 I 級傳動輪齒副設(shè)計計算 .26 2.4.4 級傳動輪齒副設(shè)計計算 .31 2.4.5 級傳動輪齒副設(shè)計計算 .37 2.4.6 減速器輸入軸的設(shè)計和校核 .41 2.4.7 減速器輸出軸的設(shè)計和校核 .50 2.4.8 型輥軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .60 2.4.9 軸的強(qiáng)度校核 .61 第章成型機(jī)其他部分的設(shè)計 .66 3.1 型板材料的選擇 .66 3.2 液力加載系統(tǒng)分析 .67 3.2.1 液力加載系統(tǒng)的特征 .67 3.2.2 液力加載系統(tǒng)原理 .67 3.2.3 液力支撐油缸 .68 3.2.4 力加載系統(tǒng)受力動態(tài)分析 .69 3.3 關(guān)鍵部位設(shè)計 .71 參考文獻(xiàn) .72 翻譯部分 .74 致謝 .85 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 s充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 第 1 章 總述 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)礦的方法，轉(zhuǎn)化為顆粒狀產(chǎn)品，為此，要使用對輥成型機(jī)。對輥成型機(jī)可用于成型、壓塊和顆粒的高壓破碎。 型煤成型機(jī)是型煤生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備 , 而我國現(xiàn)有的成型機(jī)多為低壓對輥成型設(shè)備。由于成型壓力低 , 生產(chǎn)型煤所需的粘結(jié)劑用量大 , 致使型煤生產(chǎn)成本較高 , 這種狀況也影響了我國型煤工業(yè)的發(fā)展。為了減少工業(yè)型煤生產(chǎn)中粘結(jié)劑用量 , 降低工業(yè)型煤生產(chǎn)成本 , 直至適應(yīng)粉煤高溫?zé)o粘結(jié)劑成型工藝的需要 , 需要研究開發(fā) 適用于中高壓成型工藝的高壓對輥工業(yè)型煤成型機(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。 1.1 對輥成型機(jī)的工作原理 對輥成型機(jī)有一對軸線相互平行且直徑相等的一對圓柱形的成型輥輪，兩輥輪之間有一定間隙，型輪上有許多形狀相同、大小相等對應(yīng)排列的半球形凹窩，這對圓柱形的成型輥?zhàn)泳褪菍伋尚蜋C(jī)的主要部件了，如下圖所示。 圖 1-1 在電動機(jī)的驅(qū)動下，兩個型輪以相同的速度，相反的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動，當(dāng)物料落入兩型輪之間至輪弧的角度內(nèi)的時候，物料開始受到擠 壓，此時煤料在擠壓力的作用下填充到輥面上分布的凹窩中，煤料在相應(yīng)的兩球窩之間產(chǎn)生體積壓縮；隨著型輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動，球窩逐漸閉合，體積減小，隨著煤料被不斷的壓縮，成型力逐漸增大，當(dāng)轉(zhuǎn)動到兩個球窩的位置達(dá)到兩輥輪的中充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 心連線上的時候。球窩的內(nèi)腔體積達(dá)到最小，成型壓力達(dá)到最大。然后型輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動使球窩逐漸分離，成型壓力也隨之迅速減小。在成型壓力減小至零之前，壓制成的型煤就開始膨脹，在自身膨脹的作用下脫離球窩。 利用下圖來分析球窩對物料的作用力。為了簡化分析，以一個球窩中心點(diǎn)代表球窩對物料的作用點(diǎn)來簡化作用力。在兩輥輪的對 輥過程中，兩輪對應(yīng)點(diǎn)上將同時作用一對正壓力，設(shè)為。我們現(xiàn)在假設(shè)型輪點(diǎn)為研究對象點(diǎn)，在點(diǎn)型輪對物料作用一個壓力，此力可分解為兩個力，垂直力為sina 和水平力 cosa。垂直力 sina 對物料進(jìn)行向上推，使物料離開型輪；而水平力 cosa 和對面的輥輪上對應(yīng)的水平力共同作用克服松散物料體內(nèi)的阻力，對物料產(chǎn)生壓縮作用。與此同時，型輪對物料有一個摩擦力，其中為物料與型輪輪面之間的摩擦系數(shù)。該摩擦力也可以分解為兩個力，垂直分力 cosa 和水平分力 sina，其中垂直分力使作料咬入兩型輪之間，而水平分 力可克服物料內(nèi)阻力，進(jìn)一步促使物料發(fā)生壓縮。 圖 1-2 由上可知，要使型輪能順利有效地咬入物料進(jìn)行正常工作，必須滿足以下條件： cosa sina 或者： cosa sina 即：aacossin tana 則 tan tana 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 其中 為物料與型輪表面之間的摩擦角，也就是說，要想成型機(jī)順利咬入煤料進(jìn)行煤成型作業(yè)，物料與型輪表面之間的摩擦角 必須要大于咬入角。 圖中的 a角對應(yīng)的中心角就稱為咬合角。咬合角所對應(yīng)的區(qū)域稱為咬全區(qū)。這個區(qū)域也就是松散物料的壓縮區(qū)域。在兩輪的 a 角對應(yīng)的弧線上分別作兩條型輪的切線，則這兩切線所夾的角稱為加壓角。顯然，加壓角與咬合角是 2倍關(guān)系。 根據(jù)上面的分析可以得出，物料的壓制是在咬合區(qū)內(nèi)完成的，在物料進(jìn)入咬合區(qū)前物料只達(dá)到搖實(shí)密度的作用。咬入角是設(shè)計成型機(jī)的一個重要的參數(shù)，在相同型輪直徑下，咬合角越大，則咬合區(qū) 1 也就越大，被咬入物料的體積也就越大，因而壓縮率和成型壓力也越大。 咬合角的大小與原料 煤的性質(zhì)（例如：粒度，黏結(jié)劑性質(zhì)，水分等）有關(guān)，一般情況下約在 10至 15之間。在咬合角相同的情況下，加大型輪直徑可以增大咬合區(qū)域的寬度，從而增大對輥成型機(jī)的壓縮率和壓縮強(qiáng)度，這也是當(dāng)前型煤機(jī)型輪向大直徑方向發(fā)展的依據(jù)之一，但增大型輪的同時，也應(yīng)考慮負(fù)面影響。 1.2 影響型煤成型的因素 成型壓力的大小是粉煤壓制成型的關(guān)鍵，而成型壓力又取決于煤料填滿壓輥上球窩的程度。球窩中煤料的充填量越大，則球窩在閉合時對煤料所產(chǎn)生的反作用力就越大，從而能產(chǎn)生足夠的壓力將煤球壓得更緊實(shí)。因此成型壓力與煤料的特性，壓輥的直 徑和寬度、兩個輥?zhàn)又g的中心距離，壓輥的轉(zhuǎn)速等諸多因素有關(guān)。 1.2.1 粉煤粒度、給配對粉煤成型的影響 成型物料粒度大小與料度級配分布對型煤強(qiáng)度及成型率有著重要的影響。在生產(chǎn)過程中，過細(xì)過粗的粉煤不僅會增加動力消耗，而且也會增加粘結(jié)劑用量，使其灰分增大固定碳含量低，影響產(chǎn)品的最終產(chǎn)品質(zhì)量。故而，通過對成型強(qiáng)度及成型率較佳條件下，最佳粉煤粒度及料度級配跟蹤測試結(jié)果對比，存在著一個較優(yōu)的粒度范圍見表 1。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 而在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)原煤破碎機(jī)破碎的粒度范圍， - 1mm 的僅為 45%， 1 2mm 的達(dá) 20% 左 右， 2 3mm 的達(dá) 25%左右， 3mm 以上的達(dá) 10% 左右。粒度過粗影響型煤的質(zhì)量，生型煤落下強(qiáng)度低僅為 10 15N/ 個，成球最終強(qiáng)度為 100 230 N/ 個，成球率也僅為 30% 40%。為了解決粒度過粗 問題，該廠經(jīng)過多次對原煤破碎機(jī)的改造，其破碎的粒度范圍 - 1mm 的已達(dá) 72%，1 2mm 的達(dá) 11% 左右， 2 3mm 的達(dá) 9%左右， 3mm 以上的達(dá) 6%左右，基本達(dá)到理想的要求，型煤的質(zhì)量較以前有了明顯的改善，生型煤落下強(qiáng)度提高到 40N/ 個左右，成球最終強(qiáng)度為 500 700 N/ 個，成球率也提高到 93%以上。 1.2.2 原料混合后的均勻性與攪拌時間的影響 原料混合后需充分?jǐn)嚢瑁源_保型煤質(zhì)量的均衡。該廠的攪拌工序是由2個 DLJ3400雙軸螺旋臥式攪拌機(jī)（生產(chǎn)能力在 35 40t / h），與 1個 SLJ520立式攪拌機(jī)（生產(chǎn)能力在 35 50t / h）相串聯(lián)的工藝布置。初試生產(chǎn)，攪拌時間為 0. 5min，生產(chǎn)出的型煤抽樣檢測結(jié)果如下：成型率為 45% 50%，型煤強(qiáng)度為： 200N/ 個、 800N/ 個、 415N/ 個、 600N/ 個、 360n / 個、 450N/ 個、 580N/ 個、 1000N/ 個等，其型煤質(zhì)量很不穩(wěn)定。故此決定提高物料在攪拌機(jī)里的攪拌時間，其攪拌時間為 1min，同樣抽樣檢測，其結(jié)果如下：成型率為 92%，型煤強(qiáng)度為： 680N/ 個、 613N/ 個、 651N/ 個、 700N/ 個、 660n / 個、 678N/ 個、 683N/ 個、 695N/ 個等，型煤質(zhì)量有了明顯的改善。再提高攪拌時間為 1. 5min 時，抽樣檢測結(jié)果如下：成型率為 80%，型煤強(qiáng)度為580N/ 個、 800N/ 個、 715N/ 個、 900N/ 個 960n / 個、 950N/ 個、 980N/ 個、1000N/ 個等。由此可見提高攪拌時間可以提高型煤強(qiáng)度，但并不是越長越好，最佳時間為 1min，否則會影響整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力。同時帶來物料失水及卸料堵塞。 1.2.3 成型的壓力 型煤的強(qiáng)度在確保其它條件不變的情況下，除與粘結(jié)劑性能有關(guān)外，主要取決于成型壓力。該廠成型機(jī)是帶預(yù)壓裝置的 GDC1147 / 180 型對輥成型 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 機(jī)，此預(yù)壓機(jī)構(gòu)雖能起到對物料的預(yù)壓作用，但在生產(chǎn)中暴露出了以下問題： 預(yù)壓裝置系統(tǒng)的壓力是隨物料的變化而變化。物料多壓力大，物料少壓力小，而物料壓力應(yīng)控制在 7 8MPa， 但物料的多少是不易控制的，因而造成了成型壓力不均勻，導(dǎo)致型煤質(zhì)量不穩(wěn)定，初始強(qiáng)度時大時小，成型率時高時低。其壓力與成型率關(guān)系表 3。預(yù)壓裝置系統(tǒng)的入煤量有限，經(jīng)常造成物料堵塞，影響生產(chǎn)能力的進(jìn)一步提高。 表 3 壓力與成型率關(guān)系 1.2.4 成型過程中水分含量的影響 型煤成型水分的大小直接關(guān)系到型煤的成型率、固化時間、初期強(qiáng)度、后期強(qiáng)度等質(zhì)量指標(biāo)。該廠選用的 BZ - 1型無機(jī)水硬性粘結(jié)劑，固化需要一定的水分，同時物料混合時，在攪拌機(jī)中物料的水分有一定的流失。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)證明：物料混合后的 水分含量較低，不但成型率低，初始強(qiáng)度達(dá)不到，而且在轉(zhuǎn)載過程中破損率較大，影響產(chǎn)品的質(zhì)量，間接地影響了產(chǎn)品的產(chǎn)量。另一方面，物料混合后的水分含量過高，又容易造成脫模差，影響系統(tǒng)連續(xù)生產(chǎn)。故而通過對成型強(qiáng)度及成型率較佳條件下成型水分的測試結(jié)果對比，確定成型水分應(yīng)控制在 12% 14%之間為宜。 當(dāng)煤料在兩個轉(zhuǎn)動的成型輥?zhàn)拥陌几C里受壓時，隨著球窩的由開到閉，所受的壓力會隨之上升。由于待加工成型的煤料具有一定的流動性，煤料在輥?zhàn)訉伒倪^程中受垂直方向分力作用會使煤料上下移動。當(dāng)煤料的水分過多時，煤料的流動性極好， 會造成被壓輥咬入的煤料的一部分被擠壓返回到加料箱中，從而導(dǎo)致球窩內(nèi)的煤料填充不足而壓力不能提高此時的煤球壓不實(shí)，煤球質(zhì)量不好。反之，如果煤料太干其流動性很差，煤料中的內(nèi)摩擦力較大，往往會由于煤料顆粒不易流動出現(xiàn)架橋現(xiàn)象，也會造成球窩內(nèi)煤料壓力不足而影響壓球質(zhì)量，只有當(dāng)煤料處于合適的流動狀態(tài)時，每個球窩內(nèi)才會填足煤料，進(jìn)而壓出質(zhì)量好的煤球。 實(shí)踐證明，增大煤料的堆密度，可使其在壓輥咬入口處充分發(fā)揮煤料顆粒間的聚集力使球窩的煤料量增加，從而提高成型壓力，提高煤球強(qiáng)度。所充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 以，在煤料進(jìn)入成型機(jī)之前，對煤料進(jìn)行預(yù)壓， 以增大煤料的堆密度，可明顯提高成型壓力，一般可使成型壓力提高到 60-80Mpa。 1.2.5 壓輥的直徑和寬度 壓輥的直徑越大 ,兩個壓輥之間的咬入口也就越大 ,也就越能使壓輥上的球窩內(nèi)填足煤料，從而有利于提高成型壓力，但壓輥的至今人過大，會造成機(jī)體龐大，明顯增加金屬材料和動力的消耗，因而壓輥的直徑也不宜太大。一般情況下，壓輥直徑為 500-900mm,此時的壓力可達(dá) 15-30Mpa。 壓輥的寬度加大，其上面的球窩數(shù)量就會增多，可以提高煤球產(chǎn)量。如果壓輥的寬度過大，則壓輥上單位面積所承受的壓力就會相對降低，同時還會造成煤料在壓輥上的分布不均勻，因而降低煤球的強(qiáng)度。一般情況下，壓輥的寬度為 200-700mm. 1.2.6 兩個壓輥的間距 兩個壓輥的間距與壓縮比成反比，減少間距雖然能夠提高成型壓力，但是兩個壓輥的間距過小時，煤料不足填足球窩，因而會影響煤球的質(zhì)量。當(dāng)間距過大時，則成型壓力還未來得及傳遞到煤球的中心部位，煤料就會脫落下來，不僅會影響煤球的強(qiáng)度，而且還會造成煤球過厚，毛邊多，甚至成球率低。因此在裝配壓輥上，應(yīng)特別注意調(diào)整兩者的間距，一般以控制在 1-2mm左右。 另外，在組裝壓輥時，應(yīng)特別注意使兩個壓輥上的球 窩按其行列嚴(yán)格對準(zhǔn)，以免產(chǎn)生錯模影響煤球的強(qiáng)度。 1.2.7 壓輥的轉(zhuǎn)速 雖然降低壓輥的轉(zhuǎn)速能夠增加煤料在壓輥上的受壓時間，有利于反作用力的傳遞，以促使煤粒顆粒之間更加緊密靠近，還可以克服球窩界面上產(chǎn)生的剪切應(yīng)力，從而能夠提高煤球強(qiáng)度，如果是轉(zhuǎn)速過低，則會大大降低煤球的產(chǎn)量。如果壓輥的轉(zhuǎn)速過快，不僅會使煤料的受壓時間縮短，降低煤球強(qiáng)度，而且還會影響煤球拖模。因此，壓輥的轉(zhuǎn)速應(yīng)適中，一般以控制在6-13r/min為宜 ,此時煤球的受壓時間為 0.6-0.8s。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 1.3 型輪主要參數(shù)設(shè)計理論 雙棍式成型機(jī)的 主要參數(shù)包括：最大壓強(qiáng)、總壓力、棍的直徑和寬度、兩棍輪的間隙、轉(zhuǎn)速、成型時間、生產(chǎn)能力及功率等。 1.3.1 最大壓強(qiáng) 雙棍式成型機(jī)的擠壓成型過程如圖 2 所示。物料從 A 和 B 點(diǎn)咬入受壓，對棍輪 A、 B 點(diǎn)分別作兩條切線，其夾角稱咬入角 。 CA 和 DB 弧為加壓弧，對應(yīng)的 角稱加壓角。 2 ， 1122Hr ， 1H 、 2H 為物料壓縮前、后的厚度；1r 、 2r 為物料壓縮前、后的密度，則物料最大相對壓縮量 max 為1 2 2m a x111H H HHH 。 o2o1H1H2BADCR R0圖 1-3 雙棍輪擠壓示意圖 最大相對壓縮量對應(yīng)于最大壓強(qiáng)。為了確定最大壓強(qiáng)值，必須通過實(shí)驗對物料做出相對壓縮量與壓強(qiáng)的關(guān)系曲線，然后根據(jù)生產(chǎn) 要求確定的物料相對壓縮量來求出。 1.3.2 兩棍輪的間隙 兩棍輪的間隙是指兩棍輪外表面間隙最小距離。對普通的雙棍式成型機(jī)來說，若兩棍輪的間隙越大，則成型塊狀體的飛邊愈厚，壓塊所受的壓強(qiáng)也小，成型體結(jié)構(gòu)疏松，承壓能力?。蝗缙溟g隙越小，則會造成成型機(jī)過載而充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 易發(fā)生機(jī)械事故，因此兩棍輪間隙必須適當(dāng)。 設(shè)令兩棍輪的間隙為 2t ，物料開始咬入時間隙為 1t ，相對壓縮量為 0 ，則 120 1ttt 。若增大兩棍輪的間隙量為 ，則相對壓縮量為 12 12111tt tttt 。比較可知，當(dāng)增大間隙 后，相對壓縮量 1 小于 0 ，即成型壓力?。环粗?，則成型壓力急劇增加。 1.3.3 棍輪直徑 從成型過程的受力分析中可知，雙棍式成型機(jī)正常工作的條件是棍輪對物料的加壓角 應(yīng)小于物料的摩擦角 ，即 ， tan ， 為物料與棍輪間的摩擦角； 為物料與棍輪間的摩擦系數(shù)。 棍輪加壓角與棍輪半徑有一定的關(guān)系，成型機(jī)棍輪的最小半徑為 2m i n 12 1 1 c o sHR 當(dāng)物料成型厚度和相對壓縮量確定后，即可算出最大壓強(qiáng)的棍輪半徑。 1.3.4 生產(chǎn)能力計算 生產(chǎn)能力能 Q=60Gmn， G 為每個型槽的型塊重量， kg n 輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速 , r/min m 為型槽數(shù)量。 1.3.5 功率的計算 功率的計算目的是確定驅(qū)動電機(jī) 功率，成型機(jī)總功率 0 2 1 2 00 . 0 4 9N B H f K K V， 0V 為棍輪的圓周速度。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 成型機(jī)的驅(qū)動功率 0NN ， 為成型機(jī)的總效率，取值同一般機(jī)器的效率取值。 1.4 高壓對輥成型機(jī)的設(shè)計及其新進(jìn)展 一臺現(xiàn)代對輥成型機(jī)可以包含以下幾個部件：壓輥，軸承，用于支撐壓輥的系統(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)。下圖 1-4 為一典型的高壓對輥機(jī)的水平剖面圖。兩個壓輥支撐在可自動調(diào)整的球面滾珠軸承上，而該軸承安裝在支架上。傳動齒輪通過安全聯(lián)軸器與齒輪減速器的輸入軸相連，通過齒輪減速器，電機(jī)速度被降到壓輥的轉(zhuǎn)速。在齒輪減速器中兩個斜齒輪兩個輸出軸 同步，壓輥的上面安裝有給料系統(tǒng)。此外，還有潤滑裝置，支架上齒輪箱的滑端面，聯(lián)軸器以及施壓的液壓系統(tǒng)。 1.4.1 壓輥 現(xiàn)代對輥機(jī)的最主要的部分仍是壓輥本身。壓輥由具有堅硬工作表面的鑄造件制成，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)度的料餅。另外一種方式是壓輥的輥芯是可以更換的，這樣對輥本身易于進(jìn)行水冷這種，這種輥環(huán)的工作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)采用了這種形式。因為通常給料的溫度較高，為了避免在物料表面發(fā)生“熔融”，當(dāng)傳導(dǎo)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。 堅硬的壓輥的優(yōu)點(diǎn)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)定的范圍內(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入料傳給的熱而不至使壓輥過熱，使用內(nèi)表面具有冷卻系統(tǒng)的熱賬套筒，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 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 1-4 典型高壓對輥成型機(jī)的剖面圖 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，以便于空氣的排除和確保料餅具有高而均勻的密度和強(qiáng)度。 圖 1-5 是具有熱套筒和冷卻系統(tǒng)的成型機(jī)的剖面圖，根據(jù)圖 1-5，設(shè)備中選用的齒輪聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)是容易脫開，在左邊，在壓輥中心線的上邊所示的是聯(lián)軸器的一半已經(jīng)被移到左邊，而壓輥也很容易脫開的情況。 1.4.2 壓輥的支撐裝置 在現(xiàn)代大型的成型機(jī)中，為了確保成型機(jī)更安全的工作，正確選用適當(dāng)?shù)妮S承是至關(guān)重要的，壓輥安裝在高效而體積小，并能自動校準(zhǔn)的球面滾珠充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 軸承上，當(dāng)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而自由調(diào)整。 圖 1-5 具有套筒和冷卻系統(tǒng)的成 型機(jī)壓輥的剖面圖 1.4.3 給料系統(tǒng) 給料系統(tǒng)位于成型機(jī)支架正對著壓輥輥隙的上邊。在給料為細(xì)粒或需較大產(chǎn)量以及一些其他的特殊原因，一般不采用簡單的重力給料滑槽，而必須采用螺旋加料。 由于螺旋加料的特征是在螺旋的中心及邊緣的給料量不同及螺距的幾何尺寸與輥隙面積的尺寸不同，所以用的螺距的直徑受到限制。 為使成型機(jī)沿輥寬度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 的成型機(jī)，要求單輥的工作寬度在 1000-2000mm充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 之間，這樣就要求安裝多個螺旋給料機(jī)，螺旋成一定角 度安裝在給料中心的兩邊，在重力作用下，物料進(jìn)入給料機(jī)，通過螺旋的螺距向下輸送迫使物料直接進(jìn)入壓輥間的輥隙。 在細(xì)粒物料壓實(shí)過程中，物料中空氣的排除對于成型機(jī)的高效工作起著重要的作用。例如在鉀鹽的壓塊中，散料的密度大約是 1g/cm3，而料餅的密度大約是 2 g/cm3，如果產(chǎn)量為 100t/h，那么大約 50m3/h 的空氣被排除，這么大的空氣必須能夠通過散中的孔隙排除，由于散料中孔隙隨壓實(shí)過程而變小，因而這種物料的壓塊將變的更困難。 圖 1-6螺旋給料機(jī)示意圖 在壓輥輥隙間壓實(shí)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)致設(shè)備的損壞。因此，在設(shè)計時必須實(shí)現(xiàn)：一是允許空氣從給料底部和輥面間排除；二是保證兩邊和壓輥的肩角的縫隙。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 1-6成型機(jī)中空氣的溢出示意圖 研究表明，如果輥寬度不超過 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溢出，導(dǎo)致成型機(jī)的負(fù)荷進(jìn)一步增加。為了避免出現(xiàn)這一問題，對總寬度 1000-2000mm 的成型機(jī)，其總的工作寬度將被分為兩個 500-600mm 的部分，每一部分設(shè)置兩個螺旋，為了使空氣能夠溢出，所有四臺螺旋都是相同的。為了滿足不同的給料速度和設(shè)備生產(chǎn)能力的要求螺旋的高度能被分別調(diào)整。 1.4.4 承壓支架 在設(shè)計成型機(jī)的承壓支架時，必須能夠使承壓支架能夠承受壓輥傳來的高壓和支撐給料系統(tǒng)，通常采用雙支架。所謂的標(biāo)準(zhǔn)支架要求維修方便，比如磨損或者檢修時必須將壓輥移開。不僅如此，像 KOPPERN 公司發(fā)展的“鉸接”支架，這種支架易于移開，或者更換壓輥。支架垂直部分的底段與水平部分的上面相連，垂直支架可以通過鉸接處放下 ,再移開一部分壓輥附件和浮輥端的液壓箱 ,以及斷開齒輪聯(lián)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，更換一次壓輥可能花費(fèi)一周的時間，而使用鉸接式支架 1-2 個班即可。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 1-7 鉸接式支架的示意圖 1.4.5 驅(qū)動齒輪系 壓輥機(jī)的驅(qū)動齒輪系是由兩個大型齒輪聯(lián)軸器，包括 同步斜齒輪在內(nèi)的減速器齒輪，減速齒輪包括減速器和同步轉(zhuǎn)距分配齒輪兩部分，一般情況下減速器的安全系數(shù)是 2，而同步轉(zhuǎn)距分配齒輪的轉(zhuǎn)距為 3，大型齒輪減速器裝有冷卻油和過濾裝置，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安全均勻的速度，只有在沒有剪切力作用下設(shè)備才能獲得較高的產(chǎn)量。 1.4.6 潤滑 一個連續(xù)潤滑系統(tǒng)能夠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。為了確保有效的工作，需要對潤滑系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。 大型機(jī)器往往具有對齒輪聯(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。 1.4.7 液壓施壓系統(tǒng) 液壓施壓系統(tǒng)用于提供液壓箱壓力，壓力迫使浮輥向被壓實(shí)的物料和固定輥靠近。為滿足特殊的工作要求，壓力的高低和大小可以自由調(diào)整。壓力的梯度隨間距的變化升高，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。在物料被壓入壓輥的間隙時液壓系統(tǒng)可做安全裝置，一臺監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控它的功能。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 第 2 章 對輥成型機(jī)的設(shè)計過程 2.1 確定傳動方案 所設(shè)計的對輥成型機(jī)是由電機(jī)通過帶傳動帶動一個三級同步減速器 , 然后通過可調(diào)聯(lián)軸 器帶動成型機(jī)的兩個對輥同步相向轉(zhuǎn)動 ,傳動方案如下 : 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 2-1 工作原理 : 高壓對輥工業(yè)型煤成型機(jī)的工作原理如圖 2 所示 (變頻調(diào)速強(qiáng)制加料裝置等未在圖中示出 )。電動機(jī) 1 經(jīng)過雙輸出軸減速機(jī) 2 和安全聯(lián)軸器3, 同時驅(qū)動固定對輥組件 6 及活動對輥組件 5, 使之相向同步轉(zhuǎn)動 , 粉煤經(jīng)由強(qiáng)制加料裝置預(yù)壓后 , 加入到二對輥組件的輥輪間 , 由輥輪輥壓成型。物料成型時的反力由加載油缸 4 與之平衡 , 加載油缸的加載力根據(jù)成型反力的大小作相應(yīng)調(diào)整。在壓制型煤過程中 , 物料的成型力與加載油缸的加載力始終處于相對平衡狀態(tài)。如果物料中混入的小件鐵器等堅硬物進(jìn)入輥輪嚙合區(qū)時 , 活動對輥組件能克服加載油缸的加載力后退讓開 , 當(dāng)堅硬物脫離輥輪嚙合區(qū)時 , 活動對輥組件又能立即復(fù)位 , 保證了成型機(jī)的安全運(yùn)行 ,實(shí)現(xiàn)了工業(yè)型煤的連續(xù)生產(chǎn)。 圖 2-2 高壓對輥成型機(jī)工作原理 1 電動機(jī) 2 雙輸出軸減速機(jī) 3 安全聯(lián)軸器 4 加載油缸 5 活 動對輥組件 6 固定對輥組件 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 2.2 總體設(shè)計 2.2.1 已知主要參數(shù) 輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速： 8-10 轉(zhuǎn) /每分 (圓周速度 0.4-0.6m/s) 成型壓力： 10-20kn/cm 小時產(chǎn)量 20-30 噸 型球尺寸 45*45*28mm 采用液壓加載，強(qiáng)迫加料； 根據(jù)要求，為了脫球順利，提高成型率，設(shè)計出成型球的形狀如下圖所示。 按上圖所示在三維軟件 Pro/E 中進(jìn)行三維建模，由計算機(jī)可計算出球的相關(guān)數(shù)據(jù) 。 由 Pro/E 中進(jìn)行三維建模得到一個煤球的體積為 37800 mm3 相關(guān)資料表明，煤的比容變化比較大。 褐煤的容重一般為 1.05 1.2 煙煤為 1.2 1.4 無煙煤變化范圍較大，可由 1.35 1.8。 成型后的球是經(jīng)過高壓加載的，比容相對來說是比較大的，因此此處取值相對來說偏大一些，取