說明書毛杰 2006說明書毛杰 2006

1、鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 20061前言我國立窯水泥發(fā)展，經(jīng)歷了三個高峰期，前兩個高峰期是在50和60年代，為兩次全國農(nóng)田水利建設(shè)高潮的需要；第三個高峰期是為改革開放后國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展的需要，由此可證明，立窯水泥為我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出過重要的歷史貢獻(xiàn)，并將繼續(xù)做貢獻(xiàn)。新型干法回轉(zhuǎn)窯水泥是我國水泥工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的方向，現(xiàn)代化立窯是我國水泥工業(yè)的重要組成部分，大型新型干法水泥集團(tuán)的崛起和現(xiàn)代化立窯企業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)?；⑹侵袊喙I(yè)發(fā)展的方向，它對調(diào)整我國水泥結(jié)構(gòu)，淘汰落后具有重要意義，可以預(yù)見，先進(jìn)的機(jī)立窯向現(xiàn)代化立窯發(fā)展，落后的機(jī)立窯加快淘汰步伐是必然趨勢。機(jī)立窯水泥的發(fā)展不是量的擴(kuò)張，主要是質(zhì)

2、的提高，走內(nèi)涵擴(kuò)大再生產(chǎn)的路子，通過技術(shù)改造、新技術(shù)應(yīng)用和科學(xué)的管理，使有條件的立窯逐步邁向現(xiàn)代化立窯，乃至更高的現(xiàn)代化集團(tuán)。 環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對機(jī)立窯水泥的防塵治理提出了更高的要求，目前立窯廠粉塵大、環(huán)保差、污染重，其根源不是立窯本身，而是對環(huán)保不重視?？偠灾瑸槭箼C(jī)立窯較快的邁向現(xiàn)代化，首先要使產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)，其次要大幅度降低能耗、節(jié)約資源、能源、保護(hù)好環(huán)境、實(shí)施可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略，這既符合國家政策，又能使立窯企業(yè)沿著正確的道路發(fā)展、壯大。機(jī)立窯傳動裝置技術(shù)改造1.機(jī)立窯布料器傳動裝置的改進(jìn)原布料器存在的問題：(1)蝸輪減速器故障率較高，出現(xiàn)故障，全車間停產(chǎn)，排除故障時一間在6h以上;

3、(2)蝸輪減速器造價高，一付銅蝸輪、蝸桿，采購價在4000元 以上;(3)易損件使用周期短，一只蝸桿正常使用僅為5個月左右，蝸輪為8個月。改進(jìn)的方法為：采用圓弧曲面?zhèn)泯X輪傳動，為了防止在傳動過程中易被粉塵侵蝕，且潤滑不良。將大齒輪齒面改為向下與小齒輪嚙合。這樣的話不但造價便宜，使用壽命延長。而且維修方便，結(jié)構(gòu)緊湊，故障率下降百分之30到40。2.機(jī)立窯布料系統(tǒng)的改進(jìn)具體故障表現(xiàn)為：1)蝸輪減速器上端蓋螺栓松動，密封失效;下端蓋密封圈受高溫氣流腐蝕，老化加快，造成機(jī)箱內(nèi)潤滑油順空心輸出軸流出，加上周圍粉塵濃度大，1副新的蝸輪蝸桿使用小到2個月就要更換。2)錐形料斗頻繁門反轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊，造成空

4、心輸出軸法蘭螺栓松動脫落;嚴(yán)重時造成空心輸出軸折斷或錐形料斗連接筋板斷裂。3)布料溜槽受高溫濕氣腐蝕易變形，使用小到2個月就要更換。4)蝸輪減速器三角皮帶受高溫影響，時常需要更換，嚴(yán)重時造成電動機(jī)燒毀。5)可升降布料溜槽的鋼絲繩經(jīng)常與錐形料斗之間摩擦，易發(fā)生斷裂。6)防扭器由于受到外界強(qiáng)烈沖擊產(chǎn)生故障或潤滑油失效等，造成其至頂層之間鋼絲繩松散，易發(fā)生斷裂。7)錐形料斗與窯罩之間存在間隙，煙氣大量從縫隙冒出，造成窯頂煙氣大，曾出現(xiàn)過CO中毒事故。改進(jìn)措施1)蝸輪減速器機(jī)架升高，將錐形料斗置于窯罩頂外，采用鋼球支承裝置，減小了蝸輪減速器及空心輸出軸法蘭等承受力，機(jī)械故障也大大地降低。2)由于蝸輪減

5、速器、電動機(jī)等部位升高，同時窯罩頂采用雙層夾隔熱纖維，降低了環(huán)境溫度和粉塵濃度，從而改改善了各部位潤滑環(huán)境，延長了系統(tǒng)的使用壽命。3)布料溜槽與改進(jìn)前相比抬高了許多，升降角度在較小范圍內(nèi)調(diào)整就可使料球滾到窯的二肋處，減少了摩擦，從而避免鋼絲繩斷裂。3.機(jī)立窯中銷輪出現(xiàn)徑向、端面跳動的處理辦法銷輪傳動是機(jī)立窯邊緣傳動的一種形式，由于是鋼球支承，塔蓖遇到大塊熟料時，會引起晃動，使銷輪產(chǎn)生徑向、端而跳動，導(dǎo)致折斷銷齒、鋼球脫落，使鋼球以上破碎系統(tǒng)發(fā)生傾斜。同時大塊熟料來不及及破碎就落到破碎腔之上，形成架窯。針對這種情況，我們采取了防止銷輪徑向、端而跳動的措施，使用效果很好。1)改進(jìn)小齒輪部件的結(jié)構(gòu)型

6、式，軸承固定形式由原米的一端固定改為兩端固定。裝配時，卜軸承座安裝在立窯底盤上，上軸承座安裝在下部筒體的圓板上。2)增添兩個銷輪徑向器，安裝時，銷輪徑向器和銷輪留有35mm間隙，一旦銷輪產(chǎn)生徑向、端而跳動，就立即碰到徑向器，帶動徑向器轉(zhuǎn)動，承擔(dān)銷輪跳動所產(chǎn)生徑向力和軸向力。3)組裝時，兩個徑向器和小齒輪組成一個等邊三角形。4.機(jī)立窯單加料溜子傳動裝置的改造一般機(jī)立窯使用單加料溜子傳動裝置為電機(jī)通過蝸桿減速機(jī)帶動錐形集料斗和下料溜子回轉(zhuǎn)，這種裝置的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，但在使用過程中發(fā)現(xiàn)其存在的主要缺點(diǎn)是蝸桿蝸輪齒面易磨損而失效，其使用壽命多則半年，少則一個月就要更換。為此，對單加料溜子傳動裝置進(jìn)行了

7、改造:將原蝸桿減速機(jī)改為圓錐齒輪傳動，改造后其傳動裝置變?yōu)閿[線針輪減速機(jī)通過圓錐齒輪傳動帶動錐形集料斗和下料溜子回轉(zhuǎn)。其中大小圓錐齒輪為用東風(fēng)牌汽車換下來的舊尾牙改制的，大圓錐齒圈配一內(nèi)輪轂，小圓錐齒輪軸端經(jīng)退火處理后加工出軸承和聯(lián)軸器相配合的位置。應(yīng)注意的事項(xiàng):(1)選用的舊尾牙齒要齊全，磨損量最好不超過1/4。(2)小圓錐齒輪軸端退火時應(yīng)先用濕毛巾把齒端包扎起來再進(jìn)行，以避免輪齒受熱退火而削弱齒的強(qiáng)度、硬度和耐磨性能。(3)下軸承座上蓋應(yīng)采用防塵較好的迷宮式密封裝置。(4)機(jī)架做成活動可裝拆式，利于維修。(5)圓錐齒輪和軸承的潤滑應(yīng)選用耐熱、針入度大一點(diǎn)的滑脂。改造后，其效果顯著。首先是經(jīng)

8、濟(jì)效益，因?yàn)閳A錐齒輪為再生使用，價格十分便宜；其次是經(jīng)久耐用，使用壽命長，整個傳動的無故障時間可達(dá)2年以上，其中大圓錐齒輪壽命可達(dá)4年以上，既提高了機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)效率，又降低了單加料溜子的維修費(fèi)用。2 總體方案論證2.1機(jī)立窯的發(fā)展概況及現(xiàn)狀目前，立窯存在二大技術(shù)和工藝難點(diǎn)：一是立窯煅燒熱工不穩(wěn)，造成欠燒過燒熟料燒結(jié)不均、質(zhì)量參差不齊，嚴(yán)重影響水泥各項(xiàng)物理性能；二是立窯單窯產(chǎn)量低，不能適應(yīng)當(dāng)今各行各業(yè)向規(guī)?；?、集約化的發(fā)展形勢。國家的產(chǎn)業(yè)政策、大量干法旋窯的建成投產(chǎn)，立窯企業(yè)出現(xiàn)了前所未有的生存危機(jī)。但是立窯有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：低投資、低能耗、高利廢、銷售半徑小、運(yùn)輸能耗低。如能攻克立窯的二大缺陷，會適

9、應(yīng)國內(nèi)大部分市場，尤其對市場需求量小、原料儲存量有限、交通不發(fā)達(dá)地區(qū)會作為水泥生產(chǎn)首選工藝。因此，開發(fā)熱工穩(wěn)定、單機(jī)產(chǎn)量高的節(jié)能環(huán)保型機(jī)立窯勢在必行。這種“節(jié)能，環(huán)保，低投資”新型現(xiàn)代立窯生產(chǎn)工藝，熟料煅燒設(shè)備仍然采用新型立窯，而沒有采用回轉(zhuǎn)窯，這是在大量的對比研究的基礎(chǔ)上確定的。作為水泥熟料的煅燒設(shè)備，中小規(guī)模的立窯生產(chǎn)工藝，具有投資省，生產(chǎn)費(fèi)用低，工藝最簡約，正好彌補(bǔ)我國不發(fā)達(dá)地區(qū)，市場容量小的地區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后地區(qū)。這樣不但可實(shí)現(xiàn)我國水泥工業(yè)的合理布局，同時用新型現(xiàn)代立窯工藝來淘汰落后立窯工藝，這樣更符合國情，用較低的投資來實(shí)現(xiàn)落后水泥工藝的轉(zhuǎn)型。同時形成合理的工業(yè)結(jié)構(gòu)。節(jié)能，環(huán)保，低投

10、資新型現(xiàn)代立窯生產(chǎn)線，是我國立窯工藝技術(shù)的一場革命，是我國立窯工藝創(chuàng)新技術(shù)，設(shè)備進(jìn)步，自動化技術(shù)，信息技術(shù)，等諸多因素的集合，是幾十年立窯生產(chǎn)技術(shù)的總結(jié)。因此，機(jī)立窯窯的設(shè)計與研究有著重要的實(shí)際意義。2.2機(jī)立窯總體設(shè)計方案2.2.1立窯的規(guī)格與形狀立窯的規(guī)格是以窯的有效內(nèi)徑和高度來表示的。本次設(shè)計的立窯的規(guī)格為：有效內(nèi)徑為3.8，高度為9。立窯的形狀有直筒形和上部窯體擴(kuò)大的喇叭形兩種。直筒形窯結(jié)構(gòu)簡單、砌磚簡便，在小規(guī)模的立窯上使用。機(jī)械立窯均采用上端擴(kuò)大的喇叭口形狀，這是為了能夠適應(yīng)料球在煅燒過程中產(chǎn)生的收縮，避免物料在煅燒過程中與窯壁間形成環(huán)形間隙而影響均勻通風(fēng)，以減少邊風(fēng)過剩，中部通風(fēng)

11、不良的現(xiàn)象。理想的狀態(tài)應(yīng)使物料在擴(kuò)大的喇叭口處燒結(jié)收縮下沉?xí)r，剛好進(jìn)入直筒部位，既不形成環(huán)形間隙，也不發(fā)生卡塞現(xiàn)象。這樣，氣流上升到喇叭口處，將會減慢速度，從而有利整個窯面均勻通風(fēng)和良好煅燒。2.3傳動方案的論證2.3.1傳動方式機(jī)立窯傳動，主要分為兩大類：機(jī)械傳動和液壓傳動。機(jī)械傳動又可分為單傳動和雙傳動。目前絕大多數(shù)為機(jī)械傳動。因?yàn)橐簤簜鲃友b置的零部件制造加工復(fù)雜，配合精度要求高，使用材料及油液價格較貴，容易產(chǎn)生漏油；維修技術(shù)水平要求較高，維修工作量較大；如維修或配件供應(yīng)不及時，會使工作效率下降，影響窯速。為滿足機(jī)械立窯大速比，可調(diào)速的傳動要求，須采用三級傳動方式，如下圖所示。由電機(jī)1經(jīng)過

12、標(biāo)準(zhǔn)二級減速機(jī)2，再經(jīng)過蝸桿蝸輪減速機(jī)3帶動小齒輪4傳動，再由大齒輪5帶動大立軸傳動。圖2-1 機(jī)立窯傳動示意圖2.3.2傳動特點(diǎn)根據(jù)機(jī)立窯運(yùn)轉(zhuǎn)特點(diǎn)，機(jī)械傳動需要滿足以下幾點(diǎn)要求：a.傳動比要大，一般為：;b.啟動力矩大，需硬特性；c.能調(diào)速，以適應(yīng)立窯煅燒工藝的需要。2.3.3傳動比分配總傳動比為： 式中：總傳動比； 標(biāo)準(zhǔn)二級減速機(jī)的傳動比； 蝸桿蝸輪減速機(jī)的傳動比； 一對直齒輪的傳動比。表2-1 機(jī)力窯傳動比分配項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)二級減速機(jī)蝸輪減速機(jī)直齒輪傳動傳動比3.傳動裝置總體設(shè)計3.1傳動功率計算3.1.1電機(jī)功率計算電動機(jī)功率 （3-1）式中 電動機(jī)的功率（KW）； 立窯的計算功率（KW）；

13、 電動機(jī)儲備系數(shù)，一般K=1.11.3； 總傳動效率（%）?？倐鲃有实拇_定： （3-2）計算破碎功為： （3-3）式中 破碎單位質(zhì)量所需的功（KWh/t）； 與物料性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，對于易破碎的熟料，取=150； 破碎后物料粒度（um）； 破碎前物料粒度（um）。破碎功率為： （3-4）式中 破碎功率（KW）； 破碎單位質(zhì)量所需的功（KWh/t）； 機(jī)械立窯的臺時產(chǎn)量。把式（3-3）代入（3-4）得： =8.355KW在機(jī)械立窯中，卸料篦子呈偏旋運(yùn)動，塔篦子與熟料之間產(chǎn)生相對運(yùn)動的阻力，從而產(chǎn)生運(yùn)動阻力的功率。在生產(chǎn)實(shí)踐中，運(yùn)動阻力的功率約為破碎功率的30%50%。即 (KW) （3-5）機(jī)械

14、立窯的計算功率為： =（1.3-1.5） （3-6）式中 立窯的計算功率（KW）； 立窯的運(yùn)動阻力功率(KW)； 立窯的破碎功率（KW）。 =1.58.355 12.5325KW將（3-6）代入（3-1）得 21.48KW根據(jù)計算的電動機(jī)功率的值，查電機(jī)手冊選取電機(jī)的規(guī)格型號和技術(shù)特征。選擇電動機(jī)型號：YCT280-4A.表3-1 技術(shù)參數(shù)型號拖動電機(jī)功率/KW額定轉(zhuǎn)矩/Nm調(diào)速范圍/rmin轉(zhuǎn)速變化率/%電源重量/KgYCT280-4A301891320-1322.5三相交流50Hz380V6323.2標(biāo)準(zhǔn)二級減速機(jī)的選擇根據(jù)機(jī)械傳動的設(shè)計要求，由于蝸桿蝸輪減速機(jī)的傳動比為55，大小齒輪的傳

15、動比為7，可以得出標(biāo)準(zhǔn)二級減速機(jī)的傳動比必須大于15.58，根據(jù)這個傳動比選擇ZLY280-15.92-。ZLY型外嚙合漸開線斜齒圓柱齒輪減速器，可適用于冶金、礦山、起重運(yùn)輸、水泥、建筑、化工、紡織、輕工等行業(yè)。減速器高速軸轉(zhuǎn)速不大于1500；減速器齒輪傳動圓周速度不大于20；減速器工作環(huán)境溫度為零下40度到45度，低于0度時，啟動前潤滑油應(yīng)預(yù)熱。3.3蝸桿蝸輪減速機(jī)的選擇 蝸桿蝸輪的大致傳動比為55，為了滿足機(jī)械傳動大傳動比的要求，選擇CW型圓弧圓柱蝸桿減速機(jī)。標(biāo)記為CW 400-63-。CW型圓弧圓柱蝸桿減速器具有整體機(jī)體、模塊化設(shè)計的特點(diǎn)、用于傳遞兩交錯軸間的運(yùn)動和功率的機(jī)械傳動，如冶金

16、、礦山、起重、運(yùn)輸、化工、建筑、建材、能源、及輕工等行業(yè)的機(jī)械設(shè)備。適用范圍為：減速機(jī)輸入軸的轉(zhuǎn)速1500；減速器工作環(huán)境溫度零下40度到40度，當(dāng)工作環(huán)境溫度低于0度時，啟動前潤滑油必須加熱到0度以上，或采用低凝固點(diǎn)的潤滑油，當(dāng)工作環(huán)境溫度高于40度時，必須采取冷卻措施；減速器輸入軸可正、反兩方向旋轉(zhuǎn)。表3-2 技術(shù)參數(shù)傳動比中心距輸入轉(zhuǎn)速額定輸入功率額定輸出轉(zhuǎn)矩63400150047.7152203.4聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器主要是用來使兩軸相互連接，一起回轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的部件。電機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)二級減速機(jī)之間的聯(lián)軸器選用彈性圈柱銷聯(lián)軸器，因?yàn)槠鋸椥院?、具有緩和沖擊、吸收振動的能力，且補(bǔ)償少量徑向位移等

17、特點(diǎn)。標(biāo)記為：。標(biāo)準(zhǔn)二級減速機(jī)與蝸桿蝸輪減速機(jī)之間的聯(lián)軸器選用金屬滑塊聯(lián)軸器，其徑向尺寸小，使用壽命長，但制造復(fù)雜需要潤滑，不能緩沖擊振。用于低速，兩軸同軸度誤差較大的情況。表3-3 金屬滑塊聯(lián)軸器的基本尺寸和性能軸徑公稱扭矩（）許用轉(zhuǎn)速質(zhì)量飛輪矩130;14016000100190320485101255.74 主要零件的設(shè)計4.1 大小齒輪的設(shè)計4.1.1 齒輪材料及熱處理選擇機(jī)械立窯機(jī)械傳動的大小齒輪的破壞形式，主要是以齒面磨損而失效，因此制造齒輪的材料，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、較高的耐磨性和良好的加工性。而合理選擇齒輪材料與熱處理方法是影響齒輪壽命的主要因素之一，應(yīng)使齒輪的齒面有較高的抗磨損

18、和抗點(diǎn)蝕能力，齒根應(yīng)有高的抗折斷能力。齒輪工作硬度及其硬度組合。機(jī)械立窯采用的大小齒輪傳動屬于低速運(yùn)動，通常采用軟齒面（HB350），大齒輪可采用正火回火處理，小齒輪采用調(diào)質(zhì)處理，同時應(yīng)適當(dāng)控制大小齒輪的硬度差，大齒輪與小齒輪的齒面硬度存在著如下的關(guān)系： 2025式中 小齒輪的齒面硬度； 大齒輪的齒面硬度。為此，可按大齒輪的材料及熱處理方法，來選擇小齒輪材料及熱處理方法。表4-1 大小齒輪的材料與熱處理方法齒輪材料熱處理方法機(jī)械性能硬度（HB）（N/）（N/）大齒輪ZG310-570正火,回火570310217255小齒輪45調(diào)質(zhì)6503602292694.1.2 齒輪模數(shù)計算 由于齒輪的傳動

19、屬于半開式的低速傳動，其設(shè)計計算可按齒的彎曲強(qiáng)度計算齒輪模數(shù)，并考慮到齒輪的過度磨損致使齒厚減薄、易發(fā)生早期斷齒的危險，應(yīng)將計算的齒輪模數(shù)增大20%。計算閉式傳動的齒輪模數(shù)為： （4-1）式中 齒輪模數(shù)（mm）； 綜合系數(shù)，對中等沖擊時：K=2.3-2.9,較大沖擊時：K=3.24.0； 小齒輪的額定扭矩（Nm）；小齒輪的齒形系數(shù)；試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限（N/）；小齒輪齒數(shù)；齒寬系數(shù)。 （4-2） 式中 齒寬； 小齒輪分度圓直徑。齒寬與齒輪承載能力成正比，當(dāng)載荷一定時，增加齒寬可以減少中心距，但齒向載荷分布的不均勻性也隨之增大，在必須增寬系數(shù)時，為避免嚴(yán)重的偏載，齒輪和齒輪箱應(yīng)具有較高的精

20、度和足夠的剛度。因此，齒寬系數(shù)應(yīng)適當(dāng)選取，取=0.8。因?yàn)辇X輪是半開式傳動，模數(shù)應(yīng)適當(dāng)增大。取22。4.1.3 齒輪參數(shù)計算機(jī)械立窯的大小齒輪傳動，可采用標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動，也可以使用大變位齒輪傳動。確定標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動的小齒輪齒數(shù)，不發(fā)生根切的條件是： 式中 小齒輪齒數(shù)； 發(fā)生根切的最小齒數(shù)。1 發(fā)生少量根切的齒數(shù)：；2 不發(fā)生根切的齒數(shù)：。大齒輪齒數(shù)的確定：根據(jù)齒輪傳動比（）要求，并考慮大齒輪的制造與運(yùn)輸方便等因素，大齒輪齒數(shù)宜選用偶數(shù)，以便對分剖制造。當(dāng)有少量根切時：；當(dāng)不發(fā)生根切時：。由于使用大變位齒輪傳動后，使齒數(shù)與齒輪外廓尺寸（齒頂圓直徑）增大，增加了鋼材用量和加工制造費(fèi)用，且占據(jù)空間增

21、大，這給機(jī)械立窯的下料溜子和料風(fēng)管的工藝布置帶來不便。因此，選用標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動比較經(jīng)濟(jì)實(shí)際。因此，選擇齒輪為標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動模數(shù)為22，大小齒輪齒數(shù)分別為14，98。表4-2 標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪傳動的幾何計算序號項(xiàng)目代號計算公式說明1分度圓直徑d2齒頂圓齒頂高系數(shù)3齒根高 徑向間隙系數(shù)4齒高5齒頂圓直徑6齒根圓直徑7中心距8基圓直徑齒形角9齒頂圓壓力角4.2 大立軸的設(shè)計立軸是塔式機(jī)械立窯機(jī)械傳動的重要零件，它在工作中與塔篦子、托盤直接相連，由電動機(jī)經(jīng)傳動系統(tǒng)傳遞的動力，經(jīng)立軸帶動卸料篦子裝置，并使托盤上連接的動顎運(yùn)動，由此進(jìn)行破碎、拔拱物料與卸料。4.2.1 軸的材料及熱處理軸的常用材料有低碳鋼、優(yōu)

22、質(zhì)中碳鋼和合金鋼。根據(jù)軸的承受載荷及使用場合進(jìn)行合理選擇，對于受載荷較小或不甚重要的軸可用A3、A5等普通碳素鋼；對于較重要的軸材料以45號鋼調(diào)質(zhì)處理最為廣泛使用；對于某些具有特殊要求的軸可選用合金鋼。大立軸在機(jī)械立窯里起到很重要的作用，因此，采用45號鋼比較合適。采用熱處理（如調(diào)質(zhì)、表面淬火、滲碳等）和表面強(qiáng)化處理（如滾壓、噴丸等）可提高疲勞強(qiáng)度和耐磨性、耐蝕性。4.2.2 立軸的初步設(shè)計1軸徑的確定在立軸初步設(shè)計時，由于軸的各結(jié)構(gòu)尺寸（軸徑、軸的總長、軸的支承裝置及各零件尺寸等）均未知，而這些結(jié)構(gòu)尺寸又與軸徑有關(guān)，而軸徑可按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度確定軸端直徑。實(shí)心軸軸徑 (mm) (4-3)空心軸軸徑

23、（mm） （4-4）式中 軸傳遞的功率（KW）； 軸所傳遞的扭距（Nm）； 軸的工作轉(zhuǎn)速（r/min）； 許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力（N/）； 受軸材料和載荷而定的系數(shù)；空心軸的內(nèi)徑與外徑之比。當(dāng)軸截面上有一個鍵槽時，應(yīng)將求得的軸徑增大4%5%；若有2個鍵槽時，應(yīng)增大7%10%。2 軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)和形狀取決與許多因素，可根據(jù)軸上安裝零件的類型、尺寸及其配置，載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況，軸承的類型與尺寸，軸的裝配工藝要求和加工等，進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計。零件在軸上的定位與固定方法有：（1）軸向定位；（2）周向定位。機(jī)械立窯立軸上常用的定位方法有：（1）軸肩、軸環(huán)式；（2）套筒式；（3）平鍵固定

24、式等。各軸段的長度主要根據(jù)軸上零件的轂長或軸上的零件配合部分的長度確定。另外，也要根據(jù)機(jī)體及軸承蓋等零件有關(guān)。本設(shè)計中，綜合考慮機(jī)體、軸承座等因素的影響。軸的具體設(shè)計尺寸如下圖所示：圖 4-1 大立軸示意圖3軸的強(qiáng)度計算 圖 4-2 立軸上受力與支點(diǎn)反力（a）立軸上受力間圖；（b） 立軸上垂直平面受力；（c）立軸上水平平面受力；P破碎力；齒輪徑向力；齒輪圓周力圖 4-3 立軸上受力與彎矩圖、當(dāng)量彎矩圖（a）立軸上垂直面受力；（b）立軸上垂直面彎距圖；（c）立軸上水平面上受力；（d）立軸上水平面彎距圖；（e）立軸上合成彎距圖；（f）立軸上扭矩圖；（g）立軸上當(dāng)量彎矩圖A. 軸的受力分析(見圖4-

25、2)a. 畫軸的受力簡圖(見圖4-2a)b. 計算支承反力 (4-5) (4-6) 在垂直面上 (4-7)c. 畫彎矩圖（見圖4-3）在水平面上，aa剖面左側(cè) (4-8)aa剖面右側(cè) (4-9)在垂直面上 (4-10)合成彎矩，aa剖面左側(cè) (4-11)aa剖面右側(cè) (4-12)d畫轉(zhuǎn)矩圖（見圖4-3）轉(zhuǎn)矩 (4-13)B. 判斷危險剖面顯然，由圖中aa截面處合成彎矩最大、扭矩為T，該截面左側(cè)可能是危險剖面；bb截面處合成彎矩不是最大，但該截面左側(cè)軸徑小于aa截面處軸徑，故bb截面左側(cè)也可能是危險剖面。若從疲勞強(qiáng)度角度考慮，aa、bb截面處均有應(yīng)力集中，且bb截面處應(yīng)力集中更嚴(yán)重，故aa截面左

26、側(cè)和bb截面左、右側(cè)均有可能是疲勞破壞危險剖面。C. 軸的彎扭合成強(qiáng)度校核查得aaa截面左側(cè) (4-14)(4-15)bbb截面左側(cè) (4-16)bb截面處合成彎矩： (4-17) D. 軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核查得。a. aa截面左側(cè) (4-18)查得由附表10-4絕對尺寸系數(shù)；軸經(jīng)過磨削加工表面質(zhì)量系數(shù)則彎曲應(yīng)力 (4-19)應(yīng)力幅 平均應(yīng)力 Mpa切應(yīng)力 (4-20) 安全系數(shù) (4-21) (4-22) (4-23)查得許用安全系數(shù)顯然S, 故aa剖面安全。b.bb截面右側(cè)抗彎截面系數(shù) (4-14) 抗扭截面系數(shù) (4-18)彎曲應(yīng)力 (4-19) 切應(yīng)力 (4-20) 查得過盈配合引

27、起的有效應(yīng)力集中系數(shù)。又。則 (4-21) (4-22) (4-23) 顯然，故bb截面右側(cè)安全。c.bb截面左側(cè) bb截面左右側(cè)的彎矩、扭矩相同。彎曲應(yīng)力 (4-19) 切應(yīng)力 (4-20) ，查得圓角引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)，查得絕對尺寸系數(shù)。則 (4-21) (4-22) (4-23)顯然，故bb截面左側(cè)安全。以上計算表明：軸的彎扭合成強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度是足夠的。4.2.3 軸上零件的周向固定 為保證良好對中性,齒輪與軸選用H7/n6,聯(lián)軸器與軸選用H7/k6,與軸承內(nèi)圈配合的軸頸選用n6。齒輪及聯(lián)軸器均采用A型普通平鍵聯(lián)接。 4.2.4軸上倒角及圓角為保證軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面,根據(jù)

28、軸承手冊推薦,取軸肩圓角半徑為4mm。為方便加工，其他軸肩圓角半徑均取為4mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB6403.4-1986,軸的左右倒角均為1045。4.3 軸承的選擇與潤滑4.3.1類型的確定 根據(jù)立軸承受的載荷性質(zhì)和軸頸尺寸選擇軸承型號與規(guī)格。立軸下端的軸承的止推軸承，選用單列推力球軸承，只能承受單向軸向載荷，且在低速條件下工作。立軸下端的上軸承選用雙列向心滾子球面軸承，它能承受徑向載荷和軸向載荷，可自動調(diào)心，且承載能力大。立軸的上軸承選用雙列向心滾子球面軸承，即使上支承軸承由于缺油損壞，發(fā)生故障，維修也相對方便、更換調(diào)整均容易，損失較小。另外，這種支承方式兼有上、下支承的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)踐證明，采用該方

29、案的機(jī)立窯在支承系統(tǒng)使用維修方面均非常方便。具體的結(jié)構(gòu)方案如下圖所示：圖4-4 立軸上部滾子軸承 圖4-5 立軸下部滾子軸承1.上迷宮蓋2.密封脂管道3.下迷宮蓋4.軸承 1.軸承蓋 2.下軸承 3.推力軸承5.軸承座6.J形橡膠圈7.潤滑管道 4.球面瓦 5.軸承蓋表4-3 立軸各部位的軸承參數(shù)軸承名稱安裝部位軸承尺寸雙列向心滾子球面軸承上端軸承4506401605雙列向心滾子球面軸承下端軸承4206201505單列推力球軸承最下端軸承 340 460 11054.3.2軸承的潤滑機(jī)立窯傳動裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的好壞不僅與結(jié)構(gòu)、加工制造的質(zhì)量和安裝的水平有關(guān)，而且與潤滑和維護(hù)也有十分重要的關(guān)系。為了減少

30、摩擦、降低磨損速度和提高傳動效率，必須保證軸承有良好的潤滑，以使提高機(jī)立窯的工作效率和使用壽命。4.3.3 潤滑的作用，大致可歸納如下幾點(diǎn)：a.減小摩擦系數(shù)在兩摩擦幅之間加入潤滑劑，使之盡可能形成液體摩擦（采用動靜壓軸承或在潤滑油中加入添加劑），以降低摩擦系數(shù)，減少摩擦阻力，進(jìn)而節(jié)省功耗。b.減小磨損當(dāng)兩摩擦面完全被一層潤滑油墨隔開時，即可避免兩摩擦面互相擦傷、研磨磨損和膠合。另外對于小于油膜厚度的粉塵進(jìn)到軸承中，也不會擦傷摩擦表面。同時由于潤滑油的保護(hù)作用，還可減輕摩擦表面的銹蝕。c.降低溫度良好的潤滑能有效地降低兩相互摩擦件之間的摩擦系數(shù)，減少了摩擦功耗，因而也就減少了發(fā)熱。另一方面當(dāng)潤滑

31、油流過摩擦面時，帶走了一部分熱量。因此當(dāng)需要散熱時，可以通過供給大量的潤滑油的方法，帶走了一部分摩擦產(chǎn)生的熱量或由其他熱源傳導(dǎo)的熱量。d.緩和沖擊減輕振動通過潤滑油的阻尼作用，可將機(jī)械振動能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛鸵褐械哪Σ翢岫⑹У?。e.清洗摩擦面當(dāng)潤滑油流過摩擦表面時，將表面上的雜質(zhì)帶走，起到了清洗表面的作用。通過以上的分析，潤滑是十分重要的。有很多水泥長的回轉(zhuǎn)窯主軸承，因落入雜質(zhì)或因潤滑不良而磨損。主軸承一旦發(fā)生損壞，短則要用十幾個小時，長則幾天或十幾天的時間才能修復(fù)，影響了生產(chǎn)。在水泥長中，回轉(zhuǎn)窯主軸承燒壞是屬于重大設(shè)備事故。為了解決回轉(zhuǎn)窯主軸承潤滑問題，人們一直在尋找一種既簡單又能保證良好潤滑的潤

32、滑方式和潤滑結(jié)構(gòu)。4.4.2軸承的潤滑方式 軸承的潤滑方式很多，從便于維護(hù)和保養(yǎng)和簡化密封出發(fā)，絕大多數(shù)都采用潤滑脂潤滑本設(shè)計所采用的潤滑脂潤滑。潤滑脂的裝入量應(yīng)適中，不宜過多或太少。過多容易引起軸承發(fā)熱，太少使?jié)櫥Ч麗夯?，軸承容易過早磨損失效。一般情況下，潤滑脂的添加量應(yīng)保持在軸承空隙的1/31/2為一宜。5 機(jī)立窯的使用與維護(hù)機(jī)立窯是屬于低速、重載荷、能耗高的生產(chǎn)設(shè)備，是水泥廠生產(chǎn)的“心臟”，具有連續(xù)生產(chǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)特點(diǎn)，且工作處于高溫與高粉塵的惡劣條件，故機(jī)械立窯的合理使用、正確操作與精心維護(hù)，對于延長設(shè)備的使用壽命、提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，充分發(fā)揮設(shè)備的生產(chǎn)效能等，均具有重要的意義。塔式機(jī)械立窯使

33、用維護(hù)的主要點(diǎn)是：一、潤滑；二、密封；三、巡回檢查。設(shè)備潤滑是設(shè)備維護(hù)工作的重要組成和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對立窯中一些重要傳動部分必須采用正確的潤滑方式。塔式機(jī)械立窯的主要潤滑部位有：主立軸上，下軸承、ZL-50或JZQ減速機(jī)、蝸輪減速箱、小齒輪油的軸承、低速傳動齒輪副和喂料裝置蝸輪減速機(jī)。塔式機(jī)械立窯處于高溫、多粉塵且潤滑不良的工作條件，其主要零部件（尤以立軸的滾動軸承）須進(jìn)行良好的密封。軸承一般采用環(huán)形平面密封和彈性骨架式石棉橡膠密封圈。主要零部件的密封：減速機(jī)輸出軸、主立軸下端和滾動軸承組、主立軸上端滑動軸承組、喂料裝置蝸輪箱中空軸、卸料部分的斜溜子出軸處、減速機(jī)殼體及端點(diǎn)接合面、料封管各連接法蘭

34、、窯體部分的鐵磚及固定顎板的緊固螺栓孔。設(shè)備檢查是了解和掌握設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)和清除設(shè)備的隱患，防止突發(fā)事故，保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的一項(xiàng)重要措施。6 結(jié) 論本次設(shè)計總體來說較為成功。在分析目前水泥廠的正在使用的機(jī)立窯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)特點(diǎn)以及使用情況后，我們確定了設(shè)計這個課題。在設(shè)計過程中，我們特別注意吸收各種新的技術(shù)，新的設(shè)計方法，并將之盡量融入到我們的設(shè)計中，使機(jī)立窯的傳動性能能夠達(dá)到一個較高的水平。同時我們自始至終貫徹使我的設(shè)計具有實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性的要求，總體方案的設(shè)計及部件結(jié)構(gòu)設(shè)計均以降低成本為目的，盡量采用新工藝、新技術(shù)，并結(jié)合我國實(shí)際情況，具有一定的可行性；機(jī)械設(shè)計保證了其功能良好、

35、使用可靠、維護(hù)方便；零件結(jié)構(gòu)設(shè)計選擇合理的毛坯型式和材料，保證具有良好的加工工藝性；結(jié)構(gòu)設(shè)計中盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件。 在三個多月的設(shè)計中，我學(xué)到了很多很多，從開始的無從下手到后來的掌握，我明白了一個道理：做任何事情都不要畏懼，要敢于面對任何挑戰(zhàn)。通過這次設(shè)計，我將四年中學(xué)到的知識得到了一次綜合應(yīng)用，使學(xué)到的知識結(jié)構(gòu)得到科學(xué)組合，同時也從理論到實(shí)踐之間得到一次質(zhì)的飛躍。只有這樣不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，我才能夠不斷的提高自己的專業(yè)水平，使得自己在平時的工作中能夠得心應(yīng)手的解決所遇到的問題，即使偶爾遇到一些以前沒接觸出甚至根本就沒想到過的問題，我想只要我能夠一直堅持學(xué)下去，也會通過自己已有的工作經(jīng)驗(yàn)

36、和理論知識在摸索中解決它的。參考文獻(xiàn)1. 王永恒 2.9*10m機(jī)立窯下料器傳動裝置的改進(jìn) 水泥 1995.No.1143頁2. 倪文龍 王貴生 3.2*11m機(jī)立窯傳動裝置的改進(jìn) 水泥2006.NO.263頁3. 王志強(qiáng) 大直徑機(jī)立窯擴(kuò)徑改造技術(shù)要點(diǎn)及技術(shù)措施 水泥30頁4. 黃元太 機(jī)立窯布料器傳動裝置的改進(jìn) 2002年第1期 四川水泥35頁5. 陳金燦 機(jī)立窯布料器蝸輪箱傳動軸的改進(jìn) 水泥工程 2000年第1期36頁6. 楊軍 機(jī)立窯布料器系統(tǒng)的改進(jìn) 水泥2005.No.644頁7. 李捷華 機(jī)立窯單加料溜子傳動裝置的改造 水泥199748頁8. 張吉平 機(jī)立窯的增產(chǎn)節(jié)能綜合改造 四川水泥 2003.No.116頁9. 黃少清 劉根東 機(jī)立窯設(shè)備存在的問題及