SF500100打散分級機(jī)回轉(zhuǎn)部分及傳動設(shè)計(jì)論文說明書
《SF500100打散分級機(jī)回轉(zhuǎn)部分及傳動設(shè)計(jì)論文說明書》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《SF500100打散分級機(jī)回轉(zhuǎn)部分及傳動設(shè)計(jì)論文說明書(27頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、目 錄 1 前言………………………………………………………………………………1 2 總體方案論證…………………………………………………………………2 2.1 打散分級機(jī)的工作原理………………………………………………………2 2.2 打散分級機(jī)的結(jié)構(gòu)分析………………………………………………………2 2.3 轉(zhuǎn)子部分分析…………………………………………………………………3 2.3.1 回轉(zhuǎn)部分分析…………………………………………………………………4 2.3.2 傳動部分分析…………………………………………………………………4 3 打散部分設(shè)計(jì)……………………………………………………
2、………5 3.1 電動機(jī)的選擇…………………………………………………………………5 3.2 帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………………6 3.3 軸的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核…………………………………………………………8 3.3.1 選擇軸的材料……………………………………………………………8 3.3.2 確定輸出軸運(yùn)動和動力參數(shù)……………………………………………8 3.3.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………8 3.3.4 計(jì)算軸的受力…………………………………………………………10 3.3.5 軸的疲勞強(qiáng)度校核………………………………………
3、……………11 3.3.6 軸的靜強(qiáng)度校核………………………………………………………16 3.4 滾動軸承的壽命計(jì)算………………………………………………………16 4 分級部分設(shè)計(jì)……………………………………………………………18 4.1 電動機(jī)的選擇………………………………………………………………18 4.2 軸的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………18 4.2.1 選擇軸的材料………………………………………………………………18 4.2.2確定輸出軸運(yùn)動和動力參數(shù)……………………………………………18 4.2.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………
4、…………………………19 5 風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………18 6 結(jié)論…………………………………………………………………………23 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………24 致謝………………………………………………………………25 1前言 打散分級機(jī)是與輥壓機(jī)配套使用的新型料餅打散分選設(shè)備,該設(shè)備集料餅打散與顆粒分級于一體,與輥壓機(jī)閉路,構(gòu)成獨(dú)立的擠壓打散回路。由于輥壓機(jī)在擠壓物料時具有選擇性粉碎的傾向,所以在經(jīng)擠壓后產(chǎn)生的料餅中仍有少量未擠壓好的物料,加之輥壓機(jī)固有的磨輥邊緣漏料的弊端和因開停機(jī)產(chǎn)生的未被充分?jǐn)D壓的
5、大顆粒物料將對承擔(dān)下一階段粉磨工藝的球磨系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響,制約系統(tǒng)產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。因?yàn)檩亯簷C(jī)操作規(guī)程規(guī)定:設(shè)備啟動時液壓系統(tǒng)應(yīng)處于卸壓狀態(tài)。所以,在輥壓機(jī)啟動過程中將有大量未經(jīng)有效擠壓的物料通過輥壓機(jī)。這也是在打散分級機(jī)介入擠壓粉磨工藝系統(tǒng)前的擠壓預(yù)粉磨工藝系統(tǒng)產(chǎn)量提高幅度不大且存在較大波動的重要原因。打散分級機(jī)介入擠壓粉磨工藝系統(tǒng)后與輥壓機(jī)構(gòu)成的擠壓打散可以消除上述不利因素,將未經(jīng)有效擠壓,粒度和易磨性未得到明顯改善的物料返回輥壓機(jī)重新擠壓,這樣可以將更多的粉磨移至磨外有高效率的擠壓打散回路承擔(dān),使入磨物料的粒度和易磨性均獲得顯著改善。此時,由于入磨物料的粒度分布由寬到窄,細(xì)而均齊,不同粒
6、徑的物料有序地分布于球倉和段倉中被研磨,從而使各種不同規(guī)格的球、段研磨群體的配置更加具有明確的針對性,有效地抑制球磨系統(tǒng)常見的過粉磨現(xiàn)象,這將更加有利于提高球磨系統(tǒng)的粉磨效率,避免了在效率低下的球磨系統(tǒng)中機(jī)械能無謂的大量流失,獲得大幅度增產(chǎn)節(jié)能的效果。在用于生料制備時,該設(shè)備還具有良好的烘干功能。經(jīng)改造后,有輥壓機(jī)、打散分級機(jī)和球磨系統(tǒng)構(gòu)成的擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)可使球磨系統(tǒng)增產(chǎn)100-200%,節(jié)電30%以上,研磨體消耗降低60%以上的效果。 2總體方案論證 2.1 打散分級機(jī)的工作原理 打散分級機(jī)的打散方式是采用離心沖擊粉碎
7、的原理,經(jīng)輥壓機(jī)擠壓后的物料呈較密實(shí)的餅狀,由對稱布置的進(jìn)料口連續(xù)均勻地喂入,落在帶有錘形凸棱襯板的打散盤上,主軸帶動打散盤高速旋轉(zhuǎn),使得落在打散盤上的料餅在襯板錘形凸棱部分的 作用下得以加速并脫離打散盤,料餅沿打散盤切線方向高速甩出后撞擊到反擊襯板上后被粉碎。由于物料的打散過程是連續(xù)的 ,因而從反擊襯板上反彈回的物料會受到從打散盤連續(xù)高速飛出物料的再次劇烈沖擊而被更加充分地粉碎。必須強(qiáng)調(diào)的是,打散盤襯板表面的錘形凸棱的作用有別于傳統(tǒng)的錘式破碎機(jī)的錘頭,其主要作用是避免物料在打散盤甩出時具有較高的初速度,從而獲得較大的動能,能夠有力地撞擊沿打散盤周向布置的反擊襯板,用以強(qiáng)化對料餅的沖擊粉碎效果
8、。被打散的物料通過環(huán)形通道均勻地落入分級區(qū)。 經(jīng)過打散粉碎后的物料在擋料錐的導(dǎo)向作用下通過擋料錐外圍的環(huán)形通道進(jìn)入在風(fēng)輪周向分布的風(fēng)力分選區(qū)內(nèi)。物料的分級應(yīng)用的時慣性原理和空氣動力學(xué)原理,粗顆粒物料由于其運(yùn)動慣性大,在通過風(fēng)力分選區(qū)的沉降過程中,運(yùn)動狀態(tài)改變較小而落入內(nèi)錐通體被收集,由粗粉卸料口卸出返回,同配料系統(tǒng)的新鮮物料一起進(jìn)入輥壓機(jī)上方的稱重倉。細(xì)粉由于其運(yùn)動慣性小,在通風(fēng)風(fēng)力分選區(qū)的沉降過程中,運(yùn)動狀態(tài)改變較大而產(chǎn)生較大的偏移,落入內(nèi)錐筒體之間被收集,由細(xì)粉卸料口卸出送入球磨機(jī)繼續(xù)粉磨或入選粉機(jī)直接分選出成品。 在用于生料制備時,由于風(fēng)輪的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的負(fù)壓和出風(fēng)口所接的后排風(fēng)機(jī)
9、所產(chǎn)生的負(fù)壓,熱風(fēng)入口被引入,經(jīng)風(fēng)輪沿徑向連續(xù)送出,打散過的物料在經(jīng)過風(fēng)力分選區(qū)的沉降過程中形成較均勻的料幕于熱風(fēng)充分接觸做熱交換而得以烘干,濕熱氣體經(jīng)過風(fēng)口排出。由于經(jīng)過風(fēng)力分選區(qū)的物料在懸浮狀態(tài)下與熱風(fēng)接觸,所以熱交換效率較高,烘干效果顯著。 2.2 打散分級機(jī)的結(jié)構(gòu)分析 圖2-1 打散分級機(jī)結(jié)構(gòu)示意 打散分級機(jī)主要由回轉(zhuǎn)部件、頂部蓋板及機(jī)架、內(nèi)外筒體、傳動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻及檢測系統(tǒng)等組成。主軸1通過軸套2固定在外筒體8的頂部蓋板上,并有外加驅(qū)動力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。主軸吊掛起風(fēng)輪6,中
10、空軸吊掛打散盤3,在打散盤和風(fēng)輪之間通過外筒體固定有擋料板5,打散盤四周有反擊板4固定在筒體上,粗粉通過內(nèi)筒體7從粗粉卸料口9排出,細(xì)粉通過內(nèi)筒體7從細(xì)粉卸料口10排出,而生料則從進(jìn)料口11喂入。 2.3 轉(zhuǎn)子部分分析 打散分級機(jī)主要完成將輥壓機(jī)輥出的料餅打散,并分選出粗粉和細(xì)粉的工作。 已知條件: 打散盤轉(zhuǎn)速450r/min;打散盤直徑1000mm;兩班制工作(每班按8h計(jì)算) 傳動方案(見圖2-2): 圖2-2 轉(zhuǎn)子運(yùn)動簡圖 2.3.1 回轉(zhuǎn)部分分析 回轉(zhuǎn)部分主要由主軸、中空軸、打散盤、風(fēng)輪、軸承、軸承座、
11、密封圈等組成,本設(shè)計(jì)采用了雙回轉(zhuǎn)方式,即中空軸帶動打散盤回轉(zhuǎn),產(chǎn)生動力來打散擠壓過的物料,主軸帶動風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)大有力的風(fēng)力場用來分選打散過的物料。打散盤上安裝帶有錘形凸輪的耐磨襯板,在襯板嚴(yán)重磨損后需要換新的襯板。風(fēng)輪在易磨損部位堆焊有耐磨材料以提高風(fēng)輪的使用壽命。本回轉(zhuǎn)部件因?yàn)槭橇⑹桨惭b,隨著使用期的加長,密封圈的磨損,潤滑油的溢漏是難免的。所以在該系統(tǒng)中還設(shè)有加油口,通過潤滑系統(tǒng)自動加油或手動加油,以使各軸承在良好的潤滑狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)中還設(shè)有軸承溫度檢測口,用于安裝端面熱電阻,保證連續(xù)檢測溫度并報警。 2.3.2 傳動部分分析 傳動部分主要有主電機(jī)、調(diào)速電機(jī)、大小皮帶輪、聯(lián)軸器、
12、傳動皮帶等組成,該系統(tǒng)采用了雙傳動方式,主電機(jī)通過一級皮帶減速帶動中空軸旋轉(zhuǎn),調(diào)速電機(jī)通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn),具有結(jié)構(gòu)簡單,體積小,安裝制作方便的優(yōu)點(diǎn)。雙傳動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了打散物料和分級物料須消耗不同能量和不同轉(zhuǎn)速的要求,調(diào)速電機(jī)可簡捷靈活地調(diào)節(jié)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速,從而實(shí)現(xiàn)了分級不同粒徑物料的要求,同時也可以有效地調(diào)節(jié)進(jìn)球磨機(jī)和回?cái)D壓機(jī)的物料量,對生產(chǎn)系統(tǒng)的平衡控制具有重要意義。 3 打散部分設(shè)計(jì) 3.1 電動機(jī)的選擇 1)按工作條件和要求,選用一般用途的Y系列三相異步電動機(jī),為臥式封閉結(jié)構(gòu)。 2)選擇電動機(jī)的容量 經(jīng)分析計(jì)算得打散盤所需消耗的總功率=37.15 KW
13、 電動機(jī)所需功率 (3-1) 由經(jīng)驗(yàn)及實(shí)踐選擇,整個傳動過程中有1對軸承,電機(jī)采用V帶傳動,它們的傳動效率可查閱文獻(xiàn)[1]得=0.96,=0.993 從電動機(jī)至打散機(jī)的總效率為 (3-2) 則 ==0.9466 kW 選取電動機(jī)的額定功率=(1~1.3) ×39.2=39.2~51.02 kW 查文獻(xiàn)[1]得,取=45 kW 3)確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 取V帶傳動比 故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍
14、為 ==(1~3)×450r/min=450~1350 r/min 符合這一轉(zhuǎn)速范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000 r/min兩種,查文獻(xiàn)[1]得出兩種適合的電動機(jī)的型號,因此有兩種傳動比方案,如表3-1所列。 表3-1 傳動比方案對照 方案 電動機(jī)型號 額定功率/kW 電動機(jī)轉(zhuǎn)速/r 電動機(jī)的質(zhì) 量 /kg 傳動裝置的傳動比 同步 滿載 1 Y280S-6 45 1000 980 550 2.18 2 Y280M-8 45 750 740 600 1.65 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸,結(jié)
15、構(gòu)和帶傳動的傳動比,方案二比較適合,所以選定電動機(jī)的型號為Y280M-8。 3.2 帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知V帶為水平布置,所需功率P = 45 kW,由Y系列三相異步電動機(jī)驅(qū)動,轉(zhuǎn)速=740 r/min,從動輪轉(zhuǎn)速=450 r/min,每天工作16h。 設(shè) 計(jì) 項(xiàng) 目 設(shè)計(jì)依據(jù)及內(nèi)容 設(shè) 計(jì) 結(jié) 果 1. 選擇V帶型號 (1) 確定計(jì)算功率 (2) 選擇V帶型號 查文獻(xiàn)[3]表4.6得工作情況系數(shù) = 按、查文獻(xiàn)[3]4.11,選D型V帶 D型V帶 2. 確定帶輪直徑、 (1) 選取小帶輪直徑 (2) 驗(yàn)算帶速 (3) 確定從動帶輪直徑 (
16、4) 計(jì)算實(shí)際傳動比 參考文獻(xiàn)[3]圖4.11及表4.4,選取小帶輪直徑 查文獻(xiàn)[3]表4.4 m/s 在5~25 m/s內(nèi),合適。取 (5) 驗(yàn)算從動輪實(shí)際轉(zhuǎn)速 (462.5-450)/450×100% = 2.78%<5% 允許 3. 確定中心距和帶長 (1) 初選中心距 (2) 求帶的基準(zhǔn)長度 (3) 計(jì)算中心距 得 582.4mm1664mm 查文獻(xiàn)[3]表4.2得 取
17、 續(xù)表 設(shè) 計(jì) 項(xiàng) 目 設(shè)計(jì)依據(jù)及內(nèi)容 設(shè) 計(jì) 結(jié) 果 (4) 確定中心距調(diào)整范圍 4. 驗(yàn)算小帶輪包角 合適 5. 確定V帶根數(shù)z (1) 確定額定功率 (2) 確定V帶根數(shù)z 確定 確定包角系數(shù) 確定長度系數(shù) 計(jì)算V帶根數(shù)z 由、及查文獻(xiàn)[3]表4.5 得單根D型V帶的額定功率為 查文獻(xiàn)[3]表4.7得 查文獻(xiàn)[3]表4.8得 查文獻(xiàn)[3]表4.2得 取z=5根,合適 6. 計(jì)算單根V帶初拉力 查文獻(xiàn)[3]表4.1得
18、 7. 計(jì)算對軸的壓力 續(xù)表 設(shè) 計(jì) 項(xiàng) 目 設(shè)計(jì)依據(jù)及內(nèi)容 設(shè) 計(jì) 結(jié) 果 8. 確定帶輪結(jié)構(gòu)尺寸 ,采用輻板輪結(jié)構(gòu),工作圖見附錄SF5000.03-08 ,采用孔板輪結(jié)構(gòu),工作圖見附錄SF5000.03-07 3.3 軸的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核 3.3.1 選擇軸的材料 由于設(shè)計(jì)傳遞的功率不是太大,對其重量和尺寸無特殊要求,故選擇常用材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理。
19、 3.3.2 確定輸出軸運(yùn)動和動力參數(shù) 1)確定電動機(jī)額定功率P和滿載轉(zhuǎn)速 由Y280M-8,查標(biāo)準(zhǔn)JB3074-82得:P=45kW,=740r/min 2)確定相關(guān)件效率 由上述電機(jī)的選擇計(jì)算可知電動機(jī)-輸出軸總效率=0.9466 3)輸出軸的輸入功率 =P (3-3) 則 P=45×0.9466=42.6kW 4)輸出軸的轉(zhuǎn)速
20、 = (3-4) 則 =740/1.6=462.5 r/min 5)輸出軸Ⅷ-Ⅸ 軸段上轉(zhuǎn)矩 =9.55× (3-5) 則 =9.55××42.6×0.993/462.5=873475 3.3.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖3-1 軸的結(jié)構(gòu)草圖 1)確定軸上零件的裝配方案 如圖3-1所示,從軸的左端安裝的依次是擋油環(huán)、軸承、軸承蓋、迷宮密封、大
21、帶輪、圓螺母,從軸的右端安裝的依次是軸承、軸承蓋、迷宮密封、打散盤、圓螺母。為了方便表述,記軸的左端面為Ⅰ,并從左向右沒個截面變化處依次標(biāo)記為Ⅱ、Ⅲ、…,對應(yīng)每軸段的直徑和長度則分別記為、、…和、、… 2)確定軸的最小直徑 Ⅰ-Ⅱ 軸段僅受轉(zhuǎn)矩作用,直徑最小。45鋼調(diào)質(zhì)處理,查文獻(xiàn)[3]表11.3確定軸的C值 考慮到軸自身的應(yīng)用場合,此軸為中空軸,取軸頸處直徑為200 mm,與標(biāo)準(zhǔn)軸承320140的圓錐滾子軸承的孔徑相同,所以?、?Ⅱ 軸段直徑==180 mm 3)確定各軸段的尺寸 Ⅰ-Ⅱ 軸段上擰有雙圓螺母(GB812-88 M180×3), =180 mm
22、;考慮到圓螺母的厚度,取=62 mm; Ⅱ-Ⅲ 軸段上安裝打散盤,為方便安裝,應(yīng)略大于,取=185 mm;為使圓螺母端面可靠地押緊打散盤,應(yīng)略小于打散盤輪轂的寬度b=550 mm,取=548 mm; Ⅲ-Ⅳ 軸段,取打散盤的定位軸肩高度為h=6.5 mm,所以=198 mm,考慮到整個轉(zhuǎn)子與機(jī)架、筒體的安裝,取=139 mm; Ⅳ-Ⅴ 軸段上安裝軸承,=200 mm ,=B=69 mm; Ⅴ-Ⅵ 軸段,取軸承的定位軸肩高度為h=15 mm,則=230 mm;考慮到整個轉(zhuǎn)子與機(jī)架的安裝,取=659 mm; Ⅵ-Ⅶ 軸段上安裝有擋油環(huán)和軸承,根據(jù)軸承的寬度
23、B=69 mm取=84 mm, ==200 mm; Ⅶ-Ⅷ 軸段,為方便安裝,應(yīng)略小于,取 =198 mm;考慮到軸承端蓋的總厚度為53 mm及用迷宮密封來固定帶輪,取=83 mm; Ⅷ-Ⅸ 軸段上裝有帶輪,取帶輪的定位軸肩高度為h=6.5 mm,所以=185 mm;為使圓螺母端面可靠地押緊帶輪,應(yīng)略小于帶輪輪轂的寬度b=210 mm,取 =207 mm; Ⅸ-Ⅹ 軸段, 應(yīng)略小于,取=180 mm,軸上擰有雙圓螺母(GB812-88 M180×3),考慮到圓螺母的厚度,取=63 mm。 4)軸上零件的周向固定 帶輪、打散盤與軸的周向固定均采用平鍵連接;軸
24、承與軸的周向固定采用過渡配合。 帶輪處選用A型普通平鍵(GB/T1095-1979),由查文獻(xiàn)[1],平鍵截面尺寸b×h=45 mm×25 mm,鍵長191 mm。 帶輪輪轂與軸采用過渡配合H8/k7,粗糙度1.6。 打散盤處選用A型普通平鍵(GB/T1095-1979),由查文獻(xiàn)[1],平鍵截面尺寸b×h=45 mm×25 mm,鍵長280 mm。 打散盤輪轂與軸采用過渡配合H8/k7, 粗糙度1.6。 滾動軸承與軸頸的配合采用過渡配合H7/k6, 粗糙度1.6。 5)鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 鍵聯(lián)接傳遞轉(zhuǎn)矩T為:
25、 (3-6) 則 鍵工作面的壓強(qiáng)p為: (3-7) 式中 d—軸的直徑,單位為mm; k—鍵與輪轂的接觸高度,k=h/2,h為鍵的高度,單位為mm; l—鍵的工作長度,單位為mm,l=L-b; [p]—鍵、軸、輪轂3者中最弱材料的許用壓強(qiáng),單位為MPa。 查文獻(xiàn)[1]有[p]=30MPa 則 鍵聯(lián)接強(qiáng)度通過 6)軸上零件的軸向固定 帶輪、打散盤的軸向固定
26、采用軸肩和雙圓螺母GB812-88 M180×3。 3.3.4 計(jì)算軸的受力 軸的受力簡圖、水平面受力簡圖見圖3-2b、c。 1)求支承反力 =0,=222×9361/743=3595 N =0,=9361×(222+743)/743=12956 N 2)求彎矩 截面A處彎矩 水平面、垂直面及合成彎矩圖見3-1d、f及g。 3)求扭矩 打散盤傳遞的扭矩T==904003,帶輪的扭矩就等于打散盤的扭矩。 4)彎扭合成強(qiáng)度校核 通常只校核軸上受最大彎矩和最大扭矩的截面的強(qiáng)度,危險截面為A。 考慮啟動、停機(jī)影響,扭矩為脈
27、動循環(huán)變應(yīng)力, (3-8) 則 (3-9) 則 45鋼調(diào)質(zhì)處理,由文獻(xiàn)[1]查得 彎扭合成強(qiáng)度滿足要求 圖3-2 軸的力分析圖 3.3.5軸的疲勞強(qiáng)度校核 1)確定危險截面 根據(jù)載荷分布及應(yīng)力集中部位,選取軸上八個截面(Ⅰ~Ⅵ)進(jìn)行分析(見圖3-2)。 截面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別與Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ相比,二者有相同的截面尺寸和
28、應(yīng)力集中狀態(tài),但后者載荷較小,且只承受轉(zhuǎn)矩,故截面Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ不予考慮。截面Ⅱ與Ⅲ相比,二者截面尺寸相同,彎矩相差不大,雖然截面Ⅱ的轉(zhuǎn)矩較大,但應(yīng)力集中不如截面Ⅲ嚴(yán)重,故截面Ⅱ不予考慮,截面Ⅰ、Ⅲ應(yīng)力接近最大,應(yīng)力集中相近,且最嚴(yán)重,但截面Ⅲ不受轉(zhuǎn)矩作用,故不必校核。 最后確定截面Ⅰ為危險截面。 2)校核危險截面的安全系數(shù) a. 截面Ⅰ左側(cè)強(qiáng)度校核 抗彎截面系數(shù) (3-10) 則 抗扭截面系數(shù) (3-11) 則 截面Ⅰ左側(cè)的彎矩
29、 則 (3-12) 則 截面上的彎曲應(yīng)力 (3-13) 則 平均應(yīng)力 彎曲正應(yīng)力為對稱循環(huán)應(yīng)力 (3-14) 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力 (3-15) 則 , 應(yīng)力幅 (3-16) 則
30、 材料的力學(xué)性能 45鋼調(diào)質(zhì),查文獻(xiàn)[1]得: 軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù) 查文獻(xiàn)[1],并經(jīng)插值計(jì)算得: 材料的敏感系數(shù) 由查文獻(xiàn)[1]并經(jīng)插值計(jì)算得 有效應(yīng)力集中系數(shù) (3-17) 則 尺寸及截面形狀系數(shù) 由h=6.5、查文獻(xiàn)[1]得: 扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù) 由查文獻(xiàn)[1]得: 表面質(zhì)量系數(shù) 軸按磨削加工,由查文獻(xiàn)[1]得: 表面強(qiáng)化系數(shù) 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理, 疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù) (3-18) 則 等效系數(shù) 45鋼:取
31、 僅有彎曲正應(yīng)力時的計(jì)算安全系數(shù) (3-19) 則 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時的計(jì)算安全系數(shù) (3-20) 則 彎扭聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù) (3-21) 則 設(shè)計(jì)安全系數(shù) 材料均勻,載荷與應(yīng)力計(jì)算精確時:S=1.3~1.5,取S=1.5 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 左側(cè)疲勞強(qiáng)度合格 b. 截面Ⅰ右側(cè)強(qiáng)度校核 抗
32、彎截面系數(shù) 由公式(3-10)可知 抗扭截面系數(shù) 由公式(3-11)可知 截面Ⅰ左側(cè)的彎矩 由公式(3-12)可知 截面上的彎曲應(yīng)力 由公式(3-13)可知 平均應(yīng)力 彎曲正應(yīng)力為對稱循環(huán)應(yīng)力,扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力,, 應(yīng)力幅 由公式(3-16)可知 查文獻(xiàn)[1]帶輪與軸配合H8/k7處的 =1.89/0.60=3.15 查文獻(xiàn)[1]帶輪與軸配合H8/k7處的 =1.46/0.60=2.43 表面質(zhì)量系數(shù) 軸按磨削加工,由查設(shè)計(jì)手冊得:
33、 表面強(qiáng)化系數(shù) 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理, 疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù) 由公式(3-18)可知 等效系數(shù) 45鋼:取 僅有彎曲正應(yīng)力時的計(jì)算安全系數(shù) 由公式(3-19)可知 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時的計(jì)算安全系數(shù) 由公式(3-20)可知 彎扭聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù) 由公式(3-21)可知 設(shè)計(jì)安全系數(shù) 材料均勻,載荷與應(yīng)力計(jì)算精確時:S=1.3~1.5,取S=1.5 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 右側(cè)疲勞強(qiáng)度合格 3.3.6 軸的靜強(qiáng)度校核 1)確定危險截面根據(jù)載荷較大及截面較小的原則選取截面Ⅰ、Ⅲ為危險截面。
34、2)校核危險截面的安全系數(shù) 計(jì) 算 內(nèi)容及 公 式 截面Ⅰ = 1808 = 3149 569 1190 截面Ⅲ = 1247 667.25 1334.5 計(jì) 算 內(nèi)容及公 式 截面Ⅰ 295 171 53.3 112.5 48.4 截面Ⅲ 295 171 157.8 126.2 98.5 取許用安全系數(shù),計(jì)算安全系數(shù)均大于許用值,故軸的靜強(qiáng)度足夠。上式計(jì)算中取。 3.4 滾動軸承的壽命計(jì)算 設(shè) 計(jì) 項(xiàng) 目
35、 設(shè)計(jì)內(nèi)容及依據(jù) 設(shè) 計(jì) 結(jié) 果 1.確定32040軸承的主要性能參數(shù) 查文獻(xiàn)[1]得:=580 kN、e=0.42 、Y=1.44 =580 kN 2.計(jì)算派生軸向力、 續(xù)表 設(shè) 計(jì) 項(xiàng) 目 設(shè) 計(jì) 依 據(jù) 及 內(nèi) 容 設(shè) 計(jì) 結(jié) 果 3.計(jì)算軸向負(fù)荷、 =(970.8+5145)N=6115.8 ,故軸承Ⅱ被“壓緊”,軸承Ⅰ被“放松”,得: 4.確定系數(shù) 查文獻(xiàn)[3]8.10得: =1、=0 =0.4、=1.44 5.計(jì)算當(dāng)量動負(fù)荷 =0.4×12
36、158+1.44×6115.8 6.計(jì)算軸承壽命 查文獻(xiàn)[3]表8.7、8.8得: =253380 h 7.驗(yàn)證軸承是否合適 該軸承合適 4 分級部分設(shè)計(jì) 4.1 電動機(jī)的選擇 1)按工作條件和要求,選用一般用途的Y系列三相異步電動機(jī),為臥式封閉結(jié)構(gòu)。 2)選擇電動機(jī)的容量 經(jīng)分析計(jì)算得風(fēng)輪所需消耗的總功率=18.25 KW; 電動機(jī)所需功率 (4-1) 由經(jīng)驗(yàn)及實(shí)踐選擇,整個傳動過程中有1對軸承,電機(jī)通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn),它們的傳動
37、效率可查閱文獻(xiàn)[1]得=0.99,=0.993 從電動機(jī)至風(fēng)輪的總效率為 (4-2) 則 ==0.9762 kW 選取電動機(jī)的額定功率,使=(1~1.3) ×18.7 =18.7~24.31 kW 查文獻(xiàn)[1]得,取=22 kW 3)確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 按照風(fēng)輪的工作要求,此電機(jī)要求為調(diào)速電機(jī),調(diào)速范圍在0~950 r/min,而風(fēng)輪根據(jù)經(jīng)驗(yàn)工作轉(zhuǎn)速在600 r/min比較合適,綜合考慮選定電
38、動機(jī)的型號為Y180L-4。 4.2 軸的設(shè)計(jì) 4.2.1 選擇軸的材料 由于設(shè)計(jì)傳遞的功率不是太大,對其重量和尺寸無特殊要求,故選擇常用材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理。 4.2.2 確定輸出軸運(yùn)動和動力參數(shù) 1)確定電動機(jī)額定功率P和滿載轉(zhuǎn)速 由Y180L-4,查標(biāo)準(zhǔn)JB3074-82得:P=22kW,=600r/min 2)確定相關(guān)件效率 由上述電機(jī)的選擇計(jì)算可知電動機(jī)-輸出軸總效率=0.9762 3)輸出軸的輸入功率 =P=22×0.9762=21.3kW 4)輸出軸的轉(zhuǎn)速
39、 ==600 r/min 5)輸出軸Ⅰ-Ⅱ 軸段上轉(zhuǎn)矩 =9.55× (4-3) 則 =9.55××21.3×0.993/600=336652 4.2.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1)確定軸上零件的裝配方案 如圖4-1所示,從軸的左端安裝的依次是軸承、軸承蓋、迷宮密封、風(fēng)輪、脹緊聯(lián)結(jié)套、壓帽,從軸的右端安裝的依次是擋油環(huán)、軸承、軸承蓋、迷宮密封、聯(lián)軸器。為了方便表述,記軸的左端面為Ⅰ,并從左向右每個截面變化處依次標(biāo)記
40、為Ⅱ、Ⅲ、…,對應(yīng)每軸段的直徑和長度則分別記為、、…和、、… 2)確定軸的最小直徑 a.Ⅸ-Ⅹ 軸段僅受轉(zhuǎn)矩作用,直徑最小。45鋼調(diào)質(zhì)處理,查文獻(xiàn)[3]表11.3確定軸的C值, 考慮到軸自身的應(yīng)用場合,及風(fēng)輪的孔徑50 mm,取=48 mm b.選擇聯(lián)軸器型號 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查文獻(xiàn)[1]得工作情況系數(shù)=2.3 (4-4) 則 選擇彈性柱銷聯(lián)軸器,按,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-1985,選用HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器, 半聯(lián)軸器長度L=112 mm,與軸配合輪轂孔長度l=1
41、10 mm,半聯(lián)軸器的孔徑d=48 mm c.確定軸的最小直徑 應(yīng)該滿足,取=48 mm 1) 確定各軸段的尺寸 圖4-1 主軸結(jié)構(gòu)草圖 Ⅰ-Ⅱ 軸段, =68 mm;考慮到軸端擰有壓帽以及固定風(fēng)輪的強(qiáng)度要求,取=100 mm。 Ⅱ-Ⅲ 軸段上安裝風(fēng)輪,風(fēng)輪的輪轂直徑為70 mm ,所以=70 mm;為便于安裝風(fēng)輪及固定風(fēng)輪輪轂B=115 mm取=160 mm。 Ⅲ-Ⅳ軸段,為方便安裝32016圓錐滾子軸承,安裝迷宮密封及軸承透蓋,取 =80 mm,=65 mm。 Ⅳ-Ⅴ軸段上安裝32016圓錐滾子軸承,=80 mm,軸承寬度B=29 mm,所以取
42、=65 mm。 Ⅴ-Ⅵ軸段,取軸承的定位軸肩高度為h=7.5 mm,則=95 mm,考慮到整個轉(zhuǎn)子與機(jī)架的安裝要求,取=1810 mm。 Ⅵ-Ⅶ軸段上安裝有擋油環(huán)和軸承,根據(jù)軸承的寬度B=29 mm取=44 mm, ==80 mm。 Ⅶ-Ⅷ軸段,為方便安裝,應(yīng)略小于,取 =78 mm;考慮到軸承端蓋的總厚度及用迷宮密封,取=50 mm; Ⅷ-Ⅸ軸段作為軸肩來固定聯(lián)軸器,取軸肩高度為h=6.5 mm,所以=63 mm;取=74 mm; Ⅸ-Ⅹ軸段上安裝聯(lián)軸器,根據(jù)所選HL4彈性柱銷聯(lián)軸器=48 mm,為便于安裝,軸段的長度小于聯(lián)軸器輪轂L=112 mm,取=6
43、3 mm。 4)軸上零件的周向固定 聯(lián)軸器、風(fēng)輪與軸的周向固定均采用平鍵連接;軸承與軸的周向固定采用過渡配合。 風(fēng)輪處選用Z4型脹緊聯(lián)結(jié)套(JB/T7934-1999)。 風(fēng)輪輪轂與軸采用過渡配合H7/k7,粗糙度1.6。 聯(lián)軸器處選用A型普通平鍵(GB/T1095-1979),平鍵截面尺寸b×h=14 mm×9 mm,鍵長100 mm。 聯(lián)軸器輪轂與軸采用過渡配合H7/k6, 粗糙度1.6。 滾動軸承與軸頸的配合采用過渡配合H7/m6, 粗糙度1.6。 由于主軸上只在兩軸承處受彎矩作用,兩處看成兩個支點(diǎn)相互平衡;而在聯(lián)軸器與風(fēng)輪處只受扭
44、矩作用,此扭矩只會小于等于電動機(jī)產(chǎn)生的扭矩,所以軸的強(qiáng)度不必校核。 5風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)文獻(xiàn)[1]第十三章第四節(jié)風(fēng)機(jī)葉輪設(shè)計(jì)知識,徑向彎曲葉片葉輪適用于冶金、排塵、燒結(jié)等工業(yè),本設(shè)計(jì)決定采用此結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)及幾何參數(shù)如圖: 圖5-1 風(fēng)輪結(jié)構(gòu)示意圖 根據(jù)動壓與風(fēng)速的關(guān)系: (5-1) 式中:——動壓,; ——空氣密度,常溫常壓下為1.2; ——風(fēng)速,。 根據(jù)同課題組人員計(jì)算得到分離2物料粒子所需要風(fēng)速為,再根據(jù)公式(5-1)得到94.2。 由于通用分級設(shè)備的靜壓損失一般為200~2
45、50,考慮工作條件不利,結(jié)果取略大的數(shù)值,取靜壓。 全壓 (5-2) 則 根據(jù)表5-1取,,一般徑向彎曲葉片系數(shù)在0.35~0.55之間,這里取。 表5-1 葉片轉(zhuǎn)角 葉 片 形 式 徑 向 直 葉 片 90 90 后 傾 直 葉 片 前 彎 曲 葉 片 徑 向 彎 曲 葉 片 后 彎 曲 葉 片 20 葉輪外徑:
46、(1-3) 又從同課題組人員設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中得到風(fēng)輪電機(jī)轉(zhuǎn)速為600,再根據(jù)公式(1-3)得到,圓整取。又根據(jù)葉片為前徑向彎曲時,則可得到。 = (1-4) 將已知數(shù)據(jù)代入公式(1-4)得: (1-5) 代入數(shù)據(jù)得到。 彎曲葉片的寬度為,我們?nèi)?0.35m。 一般葉片為彎曲式時,葉片數(shù)片,由于打散分級機(jī)的物料不通過葉輪,所以我們可以適當(dāng)多取點(diǎn)(但最好不要超過32個)以便于在低轉(zhuǎn)時也能取到較好的分級效果,在這里取30個葉片。
47、 6 結(jié)論 打散分級機(jī)主要是用來打散輥壓機(jī)輥出的料餅,并將打散后的物料粗細(xì)分選出來。從開始傳動方案的確定,由于本設(shè)計(jì)打散分級機(jī)功能的要求,整個思路就是雙軸傳動,首先是分級部分,調(diào)速電機(jī)通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn),因?yàn)轱L(fēng)輪分選不同粒徑的要求,所以風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速是變化的,其次是打散部分,采用一級皮帶減速帶動中空軸旋轉(zhuǎn),雙傳動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了打散物料和分級物料須消耗不同能量和不同轉(zhuǎn)速的要求。在方案二的改進(jìn)設(shè)計(jì)中,將打散部分和分級部分分開,縮短了主軸的長度,并且省去前方案中空軸的設(shè)計(jì),這樣提高了兩根軸的使用壽命,優(yōu)化了軸的設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)上更簡單。
48、 參 考 文 獻(xiàn) [1] 成大先主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004. [2] 陳秀寧、施高義編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M]. 浙江: 浙江大學(xué)出版社, 1995. [3] 徐錦康主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2001. [4] 卜炎主編. 機(jī)械傳動裝置設(shè)計(jì)手冊[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1998. [5] 徐灝主編. 新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1995. [6] 胡家秀主編. 機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1999.
49、 [7] 王旭,王積森主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2003. [8] 褚瑞卿主編. 建材通用機(jī)械與設(shè)備[M]. 武漢: 武漢理工大學(xué)出版社, 1996. [9] 張永龍, 包瑋. 打散分級機(jī)在擠壓聯(lián)合粉磨工藝中的應(yīng)用[J]. 水泥,1996, (9):26-28. [10] 湯永忠.打散分級機(jī)的應(yīng)用與改進(jìn)[J].水泥,1998,(4):31-32. [11] 王學(xué)敏.?dāng)D壓聯(lián)合粉磨工藝[J].新世紀(jì)水泥導(dǎo)報,1997,(1):31-35. [12] 周建方主編. 材料力學(xué)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2002.
50、 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是“SF500/100打散分級機(jī)回轉(zhuǎn)部分及傳動設(shè)計(jì)”。為了在設(shè)計(jì)中更好的解決問題,同時為了增長見識,使理論更好地聯(lián)系實(shí)際,我們進(jìn)行了畢業(yè)實(shí)習(xí)。在實(shí)習(xí)的過程中,我門深入一線和工人師傅探討有關(guān)問題,向工人師傅取經(jīng),收集了一些技術(shù)資料。本次設(shè)計(jì)的課題來源于江陰水泥廠,在領(lǐng)隊(duì)老師的講解下,我們對打散分級機(jī)有了較深刻的認(rèn)識,為我們更好地提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。 通過這次設(shè)計(jì),我基本上掌握了工程設(shè)計(jì)的一般方法和步驟,培養(yǎng)了自己的獨(dú)立思考分析問題的能力。通過掌握的知識,結(jié)合參考大量的文獻(xiàn)資料解決了所面對的問題。最大的設(shè)計(jì)
51、體會是:在開始設(shè)計(jì)前首先一定要有個設(shè)計(jì)的方案,考慮的東西一定要全面,不是簡單的羅列出來就行,要綜合地考慮它的合理性、經(jīng)濟(jì)性、工藝性、實(shí)用性等要求。其次是要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識,只有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識,才不至于出現(xiàn)很多錯誤。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)幾乎涉及到我所學(xué)的所有知識,另外還有許多的新知識。最后要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),如果沒有指導(dǎo)老師的認(rèn)真指導(dǎo)和自己在工廠中畢業(yè)實(shí)習(xí),我想在設(shè)計(jì)的時候會遇到更多的困難,甚至說都不可能按時完成設(shè)計(jì)任務(wù)。在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我也學(xué)到了以前很多沒有學(xué)到的東西,加強(qiáng)了自己的動手能力,鞏固了自己的專業(yè)知識,特別是學(xué)會了如何從眾多的文獻(xiàn)資料中選擇自己所需要的知識,這所有的一切對我以后的工作
52、都有很好的幫助。 總之,通過這次設(shè)計(jì),使我在基本理論的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的鍛煉,提高了我獨(dú)立思考問題、解決問題以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力,縮短了我與工廠工程技術(shù)人員的差距,為我以后從事實(shí)際工程技術(shù)工作奠定了一個堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 在設(shè)計(jì)過程中,老師及時的了解我設(shè)計(jì)中遇到的難題,幫助我解決了不少問題。由于本人對打散分級機(jī)了解不多,實(shí)踐知識更是不足,老師們耐心地給我講解有關(guān)方面的知識,使我得以在短時間內(nèi)完成設(shè)計(jì)工作。同時,他們教導(dǎo)我不管是在以后的工作還是學(xué)習(xí)中,都要保持治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中,得到了老師們的細(xì)心指導(dǎo),他們付出了辛勤的勞動,在此我向他們表示衷心的感謝! 27
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 建筑施工重大危險源安全管理制度
- 安全培訓(xùn)資料:典型建筑火災(zāi)的防治基本原則與救援技術(shù)
- 企業(yè)雙重預(yù)防體系應(yīng)知應(yīng)會知識問答
- 8 各種煤礦安全考試試題
- 9 危險化學(xué)品經(jīng)營單位安全生產(chǎn)管理人員模擬考試題庫試卷附答案
- 加壓過濾機(jī)司機(jī)技術(shù)操作規(guī)程
- 樹脂砂混砂工藝知識總結(jié)
- XXXXX現(xiàn)場安全應(yīng)急處置預(yù)案
- 某公司消防安全檢查制度總結(jié)
- 1 煤礦安全檢查工(中級)職業(yè)技能理論知識考核試題含答案
- 4.燃?xì)獍踩a(chǎn)企業(yè)主要負(fù)責(zé)人模擬考試題庫試卷含答案
- 工段(班組)級安全檢查表
- D 氯化工藝作業(yè)模擬考試題庫試卷含答案-4
- 建筑起重司索信號工安全操作要點(diǎn)
- 實(shí)驗(yàn)室計(jì)量常見的30個問問答題含解析