YQP36预加水盘式成球机设计.rar

盐城工学院毕业设计说明书 200611 前言预加水小料球快速煅烧技术，小料球快速烧成技术是立窑煅烧的一项重要技术进步，目前应用十分成功的企业并不多，主要原因是前几年预加水成球系统的控制技术和设备还不太过关，小料球的操作控制要点还没完全掌握，目前预加水成球技术已经发展到第六代产品，设备及控制系统基本过关。这些都是能否取得高产量、高质量料球的保证，从而提高水泥的煅烧质量和产量。本课题来源于江苏海建集团，该公司为了适应现代立窑水泥生产的需要，设计产量为 25t/h 的预加水盘式成球机。他们提出了以下几个技术要求：a产量为 25t/h；b盘体工作面直径为 3.6m；c.结构紧凑，工作连续稳定；d.节能、高效、环保。在杨晓红老师的指导下，首先进行方案论证。通过讨论研究，最终确定采用可调盘高式 盘体、无动力刮刀系统、电机皮带ZQ 减速机直齿轮副成球盘的传动方式。然后根据分析的结果，开始计算轴向力、扭矩以及功率。分析拟定传动装置的运动简图，分配各级传动比，进而进行传动零件的结构进行设计和强度校核。然后对盘式预加水成球机进行总体结构设计。YQP36 预加水盘式成球机改变了以往所成料球粒径大，料球耐压强度和孔隙率质量低的缺陷。并且采用无动力刮刀系统，大大地节省了电耗和维护费用。本课题新颖实用，在技术上有较大改进，具有较强的竞争力。该预加水盘式成球机将具有很大的市场前景。盐城工学院毕业设计说明书 200622 总体方案论证2.1 料球的技术要求及对成球盘的技术调整分析高质量的料球与成球机的盘转速、盘倾角、盘边高等的选择和调整有直接的关系。转速高时，成球时间缩短，孔隙率提高，料球炸裂温度提高，爆球率低；转速太高将很难成球。一般取 1213r/min。适当增大，可降低爆球率，一般取值在4555范围内。倾角的调整要与盘径、转速、边高综合考虑。一般盘边高 H=（0.140.19）D。在不影响成球质量前提下，为降低爆球率，可适当减少边高。2.2 盘体的技术分析论证对于老式的盘边高偏高的盘边改进为盘边高为 400500mm 的可调式的盘边，从而提高了成球质量和煅烧质量。成球盘使用时间越长，盘底平面和侧平面变形较大，这将增加成球机的工作负荷，极易烧坏电机、损坏减速机和传动齿轮。采用型钢可以提高盘体强度，解决此类问题。成球盘扩径主要是提高成球盘的造球能力和料球质量。2.3 传动机构的技术分析论证传动装置一般为整个成球机正常稳定运行的关键。以往采用伞齿轮副传动，传动方式路线为电机皮带ZQ 减速机伞齿轮副成球盘。这种传动方式下的球盘负荷较重时会导致的间隙配合的孔键相对运动产生黏附磨损和变形，甚至断齿。现在更多采用直齿轮副传动，也有通过行星减速机直接带动的。常用的减速机有三种型式，圆柱齿轮减速机、行星减速机和摆线针轮减速机。其中采用圆柱齿轮减速机较合适，而采用行星减速机和摆线针轮减速机常会出现因球盘起动扭矩大，传动系统刚度不足，故障多，有漏油问题。相对而言圆柱齿轮减速机传动稳定，噪音小，齿面接触稳定，在润滑保养良好的条件下，运转稳定。对于圆柱齿轮减速机，其高速轴伸出端在下侧，唇形橡胶密封圈极易磨损，润滑油大量外泄导致缺油、轴承寿命缩短的问题。改进为将高速轴伸出端与低速轴同在减速箱的上侧，原伸出孔由端盖静密封。改进后密封圈略有磨损，不致大量漏油，从而避免缺油事故。另外，对成球盘减速机输入轴采用花键联接的，因为这样的孔轴联接是间隙配合，所以传动上存在着诸多缺陷。采用平键双键联接避免了在与轴安装时的间隙配合，从而导致的在盘内物料无法卸空的环境下花键由于承受不了较大的惯性力而失效的问题。在强度达到要求的前提下，平键采用过盈配合能保证扭矩的正常传递。2.4 刮刀系统的分析论证固定形式底刮刀装置常采用角钢和耐磨钢板制成断面为三角的整体刮刀。其优点为结构简单，便于安装检修，无动力。缺点有成球盘旋转阻力大，振动大，刮刀易磨损。活动形式的底刮刀装置有以下几种：盐城工学院毕业设计说明书 20063a.无动力点触式旋转刮刀装置，其结构简单，刮灰阻力小，成球质量相对较高，零电耗；b.电动往复式底刮刀装置，成球盘旋转阻力极小，但结构复杂，需经常维护；c.电机拖动摆线针轮减速机形式的底刮刀装置，它具有较好的“刮全性能”阻力小，成球质量高，节能效果显著，但结构复杂，故障率高。现在为了能向节能这要求上发展，更流行采用无动力式刮刀，其相对于有动力刮刀大大降低了电耗。固定式边刮刀由于所刮的物料量不同使刀角磨损成弧形，最后造成盘角积料过多，加快了刀的磨损。这里采用活刮刀，在机械机构中实现边刮刀随滑柱沿盘边上下移动，当成球盘转动时，盘边即被刮净，从而保证了生产的连续性。面对无动力刮刀在运转过程中所出现的刮刀杆的刮底作用不均匀，刮刀损坏，成球质量差的问题，在刮刀盘的机架上安装一飞轮从而起到调节刮刀盘转速的作用，使其能稳定运转。这样解决了成球质量差的问题，减低了电耗和制造使用成本。2.5 刮刀盘、刮刀杆和刀头分析论证刮刀盘从形状上分为五边形刮刀盘和六边形刮刀盘。采用圆柱形刮刀杆的五爪无动力刮刀时，即采用五边形刮刀盘，存在刀杆不易夹紧，彻底清盘一次的周期长，清料阻力大，成球盘动力消耗高等缺陷。将其改进为方形刮刀杆和在刀头焊接耐磨的硬质合金刀头。从而利于刮刀杆的夹紧，缩短了清盘周期，也有利于清除粘附在成球盘面上的物料，减小了成球盘的运转阻力和提高了刮刀的使用寿命。另外采用十爪无动力刮刀，即在五边形刮刀盘各边中间多装配一根刮刀杆，其优越性更加突出。刮刀底焊 YT15-A325 铜焊合金，作为刀头。刮刀与盘边盘底距离保持 38cm。设计一五等分支架，可用角钢（5#和 6#）焊接，然后焊卡板把刮条固定在支架上。盐城工学院毕业设计说明书 200643 盘式预加水成球机综合参数计算3.1 生产能力计算根据参考文献21，可知预加水盘式成球法的生产经验公式如下：G=（1.52.0）D2 （3-1）D成球盘直径，m；G生产能力，KW。已知 G=Q=25t/h,求得 D3.6m。3.2 功率计算根据参考文献21，可知预加水盘式成球所需功率相对滴水成球的小，其经验公式如下：N=（1.21.5）D2 （3-2）D成球盘直径，m；N成球盘所需功率，KW。由 D=3.6m，N=（1.21.5）3.62KW=（15.619.44）KW 根据参考文献25，可知预加水盘式成球功率计算公式：No=0.2KHR2n1 （3-3）No成球盘传动所需功率，KW；K刮刀阻力系数，当采用固定刮刀时，K=1.5；料球体积密度；机械传动效率，=0.850.9。取 H=0.6m、R=1.8m、n=12r/min、=0.85，No=0.21.50.71.82121.210.85KW=11.52KW 电机功率：N=K1 No （3-4）K1备用系数，一般 K1=1.21.5。D 较大时取低值，反之取高值。取 K1=1.4。N=1.411.52KW=16.14KW主机功率取 N=18.5KW3.3 成球机盘高计算 根据参考文献25，可知预加水盘式成球机盘高计算公式：盐城工学院毕业设计说明书 20065H=（0.160.2）D （3-5）H盘边高，m；D盘直径，m。由 D=3.6mH=（0.160.2）3.6m=（0.5760.72）m3.4 成球机转速计算 根据参考文献25，可知预加水盘式成球机盘体临界转速计算公式：nKP=42.4Dsincosf （3-6）D圆盘直径，m;nKP圆盘临界转速，r/min。取=49o、f=tg35 o=0.7nKP=42.4sin490.7 cos493.6oor/min=12.15r/min 可知预加水盘式成球盘为全盘成球，圆盘工作转速计算公式如下：nP=23D （3-7）nP工作转速，r/min。nP=233.6 r/min=12.122r/min3.5 圆盘倾角计算 根据参考文献25，取预加水盘式成球机盘体倾角为 45o55o。3.6 料球运动基本方程 查根据参考文献25，可知预加水盘式成球机料球运动基本方程：盐城工学院毕业设计说明书 20066图 3-1 料球受力图cos21900(sincos)Rnf （3-8）R圆盘半径，m；n圆盘转速，r/nim；圆盘与水平面的倾角，度；f料球与盘面的摩擦系数；料球脱离角，度。cos21.8 121900(sin490.7 cos49)=0.975 得=12.94根据参考文献22，根据预加水盘式成球机是全盘成球，在计算存料体积上有公式（5-48）：V=221.253HR=0.8332HR=0.2082HD （3-9）H盘边高，m;V盘内存料量的体积，m3。取 H=0.6m V=0.2080.63.62m3=1.62 m3 存料量公式：q=V （3-10）盘内物料的密度，水泥生料=1.2t/m3 q=1.621.2t=1.94t 盘内物料中心坐标计算：根据参考文献22，坐标公式：盐城工学院毕业设计说明书 20067图 3-2 盘体重心坐标图 =4282tgRV （3-11）=2482tgRV （3-12）由tg=2HR （3-13）V=0.833HR2 （3-14）X=3.63.1420.42416 0.83316 0.833Rmm Y=3.14 0.60.03564 0.83364 0.833Hmm盘式预加水成球机提升功率：N1=0.0482nHD3=0.048211.70.63.63=15.78KW18.5KW 的圆柱齿轮传动减速机有 ZQ65-20、ZQH65-20（JB1585-75）。查参考文献34得 ZQ65-20 减速机规格尺寸：中心距：a=650、a1=250、a2=400；中心高：Hc=01.5320；最大外形尺寸：L=1278、B=470、H=700；高速轴：B1=430；低速轴：B2=430、B3=342、L1=830、L2=183、L3=495；主动轴：d1=60、d2=110、L1=290、L2=108、K1=32.5、b1=18、B1=420；被动轴：d3=110、d4=125、L3=265、L4=165、t2=127、b2=36、B2=452。4.3 计算传动装置的各参数4.3.1 计算传动装置的总传动比并分配各级传动比4.3.1 计算传动装置的总传动比并分配各级传动比4.3.1.1 传动装置的总传动比为 i=123.84.3.1.2 分配各级传动比 i带=3、i减速机=20、i齿轮=2.064.3.2 计算传动装置的运动参数和动力参数4.3.2 计算传动装置的运动参数和动力参数4.3.2.1 各轴转速 轴：n=mni带 （4-1）=1440/min480/min3rr轴：n=ni减 （4-2）480/min24/min20rr轴：n=ni齿 （4-3）盐城工学院毕业设计说明书 200610 24/min11.7/min2.06rrn盘4.3.2.2 各轴功率 轴：P=POO=PO带 （4-4）=18.50.95KW=17.58KW 轴：P=P=P轴承1齿轮轴承2齿轮 （4-5）=17.580.990.980.990.98KW=16.54KW 轴：P=P=P轴承3齿轮=P盘 （4-6）=16.540.990.98KW=16.05KW 4.3.2.3 各轴转矩 轴：T=9550Pn （4-7）17.589550349.77480N mN m 轴：T=9550Pn （4-8）16.5495506581.5424N mN m 轴：T=9550Pn （4-9）16.05955013100.6411.7N mN m=T盘将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表（4-2）:表 4-2 各轴参数表轴 名参 数电动机轴 轴 轴 轴转速 n/rmin-114404802411.7功率 P/KW18.517.5816.5416.05转矩 T/Nm122.69349.776581.5413100.64传动比 i3202.06盐城工学院毕业设计说明书 200611效率0.950.940.975 机械传动件设计（以下所有公式来自于参考文献31）5.1 皮带传动设计 设计一 V 带传动。已知该传动为带式传动系统中的高速级传动,所需传动功率P=18.5KW,由 Y 系列三相异步电动机驱动,转速 n1=1440r/min,从动轮转速n2=480r/min。5.1.1 选择 V 带型号5.1.1 选择 V 带型号 查表 4.6 得工作情况系数 KA=1.4，由式（4.22）PCA=KAP （5-1）=1.418.5KW=25.9KW盐城工学院毕业设计说明书 200612按 PCA=25.9KW、n1=1440r/min 查图 4.11 选 C 型 V 带。5.1.2 确定带轮直径 d5.1.2 确定带轮直径 dd1d1、d、dd2d25.1.2.1 选取小带轮直径 dd1参考图 4.11 及表 4.4，选取小带轮直径 dd1=224mm5.1.2.2 验算带速 由式（4.8）：V=1 1/60 1000dd n （5-2）224 1440/60 1000/m s16.9/m s 在 525m/s 内，合适。5.1.2.3 确定从动带轮直径 dd2dd2=i dd1 （5-3）=3224mm=672mm查表 4.4，取 dd2=670mm5.1.2.4 计算实际传动比 i i=21dddd （5-4）6702.992245.1.2.5 验算从动轮实际转速 21/nni （5-5）1440/2.99/min481.6/minrr （481.6-480）/480100%=0.3%5%允许。5.1.3 确定中心矩 a 和带长 Ld5.1.3 确定中心矩 a 和带长 Ld5.1.3.1 初选中心矩 a0由式（4.23）：120120.72ddddddadd （5-6）0.7（224+670）mma02（224+670）mm625.8mma01788mm 取 a0=1100mm5.1.3.2 求带的计算基准长度 L0 由式（4.24）：L0=2a0+21212024dddddddda （5-7）L0=22 1100224670/2(670224)/4 11003288.2mmmm 查表 4.2 得 Ld=3150mm盐城工学院毕业设计说明书 2006135.1.3.3 计算中心矩 a 由式（4.25）：002dLLaa （5-8）31503288.211001030.92mmmm5.1.3.4 确定中心矩调整范围 由式（4.26）：max0.03daaL （5-9）1030.90.03 31501125.4mmmm min0.015daaL （5-10）1030.90.015 3150936.4mmmm5.1.4 验算小带轮包角5.1.4 验算小带轮包角1 由式（4.12）：12118060oodddda （5-11）670224180601541201030.9oooo 合适。5.1.5 确定 V 带根数 z5.1.5 确定 V 带根数 z5.1.5.1 确定额定功率 P0 由1224ddmm、11200/minnr及11460/minnr查表 4.5 得单根 C 型 V 带的额定功率分别为 6.71KW 和 7.47KW，用线性插值法求 n1=1440r/min 时的额定功率 P0 值：07.476.716.711400 12007.411460 1200pKWKW5.1.5.2 确定 V 带根数 z由式（4.28）：00caLPzPP K K （5-12）确定 0P：查表 4.7 得 01.27PKW确定包角系数K：查表 4.8 得 K=0.92确定长度系数LK：查表 4.2 得 LK=0.97计算 V 带根数 z：3.347.41 1.270.92 0.97z 25.9根根 取 z=4 根合适5.1.6 计算单根 V 带初拉力5.1.6 计算单根 V 带初拉力0F盐城工学院毕业设计说明书 200614查表 4.1 得 q=0.30Kg/m由式（4.29）：202.55001caPFqvveK （5-13）225.92.550010.3 16.941516.9 40.92NN5.1.7 计算对轴的压力5.1.7 计算对轴的压力QF 由式（4.30）：102sin2QFzF （5-14）1482 4 415 sin31912oNN 5.1.8 确定带轮的结构尺寸，绘制带轮工作图、5.1.8 确定带轮的结构尺寸，绘制带轮工作图、1224ddmm，采用辐板式，工作图见附录 8。2670ddmm，采用辐条式（6az），工作图见附录 7。5.2 齿轮传动设计 设计一对直齿圆柱齿轮传动。已知输入功率 P=16.54KW，小齿轮转速124/minnr，齿数比=2.06，电动机驱动，工作寿命 10 年，每年工作 300 天，三班制，工作轻微冲击，齿轮转向不变。5.2.1 选择齿轮材料热处理方法、精度等级，齿数5.2.1 选择齿轮材料热处理方法、精度等级，齿数1z、2z及齿宽系数及齿宽系数d 考虑到该功率较大，故大、小齿轮都选用 40Cr 调质处理，齿面硬度分别为250HBS、280HBS，属硬齿面半开式传动，载荷轻微冲击，齿轮速度不高，初选 7 级精度，小齿轮齿数130,z 大齿轮齿数212.06 3061.8zz，取265z，按硬齿面齿轮悬臂布置安装查表 6.5，取齿宽系数0.35d。5.2.2 按齿面接触疲劳强度设计5.2.2 按齿面接触疲劳强度设计 由式（6.11）：213112.32TEtdHKzd （5-15）5.2.2.1 确定公式中参数a.载荷系数TK：试选TK=1.5b.小齿轮传递的转矩1T：1T=6581.54N m=6.58610N mm盐城工学院毕业设计说明书 200615c.材料系数EZ：查表 6.3 得 EZ=189.8MPad.大、小齿轮的接触疲劳强度极限lim1H、lim2H 按齿面硬度查图 6.8 得 lim1lim2850780HHMPaMPa、e.应力循环系数 21/NN （5-16）871.04 10/2.065.03 101160hNn JL （5-17）860 24 1 10 300 241.04 10 f.接触疲劳寿命系数12HNHNKK、查图 6.6 得 120.981.22HNHNKK、g.确定许用接触应力12HH 、取安全系数1Hs 11lim1/HHNHHKS （5-18）0.98 850833MPaMPa 22lim2/HHNHHKS （5-19）1.02 780795.6MPaMPa5.2.2.2 设计计算a.试算小齿轮分度圆直径1td 取 2HH 26311.5 6.58 102.06 1189.82.32275.180.52.06795.6tdmmmmb.计算圆周速度 v 1160 1000td nv （5-20）275.18 24/0.35/60 1000m sm sc.计算载荷系数 K 查表 6.2 得使用系数1.25Ak；根据 v=0.35m/s，7 级精度查图 6.10 得动载系数1.1vK；查图 6.13 得1.24K则K=AvK K K （5-21）1.25 1.1 1.241.705d.校正分度圆直径1d 由式（6.14）：311/ttddK K 盐城工学院毕业设计说明书 200616（5-22）3275.181.705/1.5287.18mmmm5.2.2.3 计算齿轮传动的几何尺寸a.计算模数 m 11/mdz （5-23）287.18/309.57mm 按标准取模数 m=16mm。b.两轮分度圆直径12dd、11dmz （5-24）16 30480mmmm 22dmz （5-25）16 651040mmmmc.中心矩 a 12/2am zz （5-26）163065/2760mmmmd.齿宽 21dbd （5-27）0.35 480168mmmm 取2170bmm 由公式：125bb（10）mm （5-28）取1175bmme.齿高 h 2.25hm （5-29）2.25 1636mmmm5.2.3 校核齿根弯曲疲劳强度5.2.3 校核齿根弯曲疲劳强度 由式（6.12）：12312FFSFdKTY Yz m （5-30）5.2.3.1 确定公式中各参数值a.大、小齿轮的弯曲疲劳强度极限lim1lim2FF、查图 6.9，取lim1370FMPa、lim2350FMPab.弯曲疲劳寿命系数12FNFNKK、查图 6.7，取120.910.95FNFNKK、c.许用弯曲应力 12FF、取定弯曲疲劳安全系数1.4FS，应力修正系数2.0STY得 11lim1/FFNSTFFKYS （5-31）盐城工学院毕业设计说明书 200617 0.91 2 370/1.4481MPaMPa 22lim2/FFNSTFFKYS （5-32）0.95 2 350/1.4475MPaMPa d.齿形系数12FaFaYY、和应力修正系数12SaSaYY、查表 6.4 得：112.552.281.611.73FaSaYYFa2Sa2、Y、Ye.计算大小齿轮的111FaSaFYY和222FaSaFYY，并加以比较取其中大值代入公式计算 1112.55 1.610.0085481FaSaFYY 2222.28 1.720.0083475FaSaFYY 小齿轮的数值大，应按小齿轮校核齿根弯曲疲劳强度5.2.3.2 校核计算 611232 1.705 6.58 102.55 1.6197.640.5 3016FFMPa 弯曲疲劳强度够。5.2.4 齿轮结构设计及绘制齿轮零件图见附录 5 与附录 65.2.4 齿轮结构设计及绘制齿轮零件图见附录 5 与附录 65.3 轴设计及校核 5.3.1 轴设计5.3.1 轴设计已 知 输 入 大 齿 轮 旋 转 方 向 从 左 向 右 看 为 顺 时 针，单 向 旋 转。11.7/min16.0513100.64nrPKWTN m、。图 5-1 轴结构图段轴身的长度4567LL、：为使密封盖与轴身有良好的密封效果，减小摩擦，取4567100LLmm。5.3.1.1 确定轴上零件的装配方案 为方便表示，记轴的左端面为，并从左向右每个截面变化处依次标记为、，对应每轴段的直径和长度则分别记为1223dd、和1223LL、5.3.1.2 确定轴的最小直径mind 轴段主要受转矩作用，直径最小。a.估算轴的最小直径minod 45 钢调质处理，查表 11.3 确定轴的 C 值 取 C=11230min/dC P n （5-33）311216.05 0.99/11.7124mmmm盐城工学院毕业设计说明书 200618双键槽轴径应增大 10%14%，即增大至 136.4mm141.36mm，取minod=138mmb.确定轴的最小直径mind 应满足min1220mindddd，取12138dmm5.3.1.3 确定各轴段的尺寸 段轴头的长度12L：为了保证大齿轮的轴向定位的可靠性，12L 应略小于b大齿轮，取12200Lmm 段轴身的直径23d：处轴肩高 h=(0.070.1)d=(9.814)mm，又因轴肩有承受轴向力，故取 h=11mm则23122ddh。（5-34）(1382 11)160mmmm 段轴身的长度23L：取23130Lmm段2378dd、，选择轴承型号：取347823160ddmmd，查参考文献35，选用型号为角接触球轴承 7232AC，其内径 d=160mm、外径 D=290mm、宽度 B=48mm、额定载荷 Cr=262KN、Cor=298KN。段轴身的直径4567dd、：为方便安装及减小摩擦应略大于34d，取4567170ddmm。段轴身的直径56d：为减小加工时车削的背吃刀量，56d 应略大于45d，取56d=175mm。段轴身的长度56L：取56L=1179mm。5.3.1.4 轴上零件的周向固定 齿轮与轴的周向固定：采用双键连接，轴承与轴的周向固定采用过渡配合。齿轮处的双键选择：查参考文献32普通平键（GB/T10961979），选型为 A 型 3620160，即键 36160 GB/T10960979。齿轮轮毂与轴的配合：为了保证对中良好，采用较紧的过渡配合，配合为H7/k6。滚动轴承与轴的配合：采用较紧的过盈配合，轴径尺寸公差为 h6。5.3.1.5 确定倒角和圆角的尺寸轴两端的倒角：根据轴径查手册，去倒角为 245o。各轴肩出圆角半径：考虑应力集中的影响，由轴段直径查手册，取装配圆角 R1，其他圆角 R2。5.3.1.6 绘制轴的结构装配图：见附录 4。5.3.2 轴强度校核5.3.2 轴强度校核盐城工学院毕业设计说明书 200619 估算盘体与存料共重 38KN。5.3.2.1 求轴上载荷a.计算齿轮受力 齿轮的分度圆直径：2216 651040dmzmmmm 圆周力：12222/ttFFTd （5-35）342 13100.64 10/10402.52 10NN 径向力：12/rtFFtg （5-36）442.52 10/206.9 10otgNN 合力：2/cosNtFF （5-37）442.52 10/cos202.68 10oNN 222cosrNrNrFFGF G （5-38）2226.831.12 26.8 31.3 cos20oKN =10.9KNb.求支反力 轴承支点位置：齿宽中心距左支点距离：1225/2 13048/2266.5Lmmmm 齿宽中心距右支点距离：2225/2 13048 137948/21693.5Lmmmm 图 5-2 轴向受力图 图 5-3 轴截面受力图左支点的支反力：0BM 0AXN盐城工学院毕业设计说明书 200620221/ArYF LLL （5-39）10.9 1693.5/1693266.5 KN=12.9 右支点的支反力：21.8BaXFKN BRAYFY （5-40）(10.9 12.9)2KNKN 1ArMF L 10.9 266.52904.85N mN m5.3.2.2 绘制轴力图和弯矩图图 5-4 轴力图和弯矩图5.3.2.3 弯矩强度校核 通常只校核轴上最大弯矩截面的强度：危险截面为 A 截面 A 处弯矩：2904.85caAMMN M 截面A处计算应力：/cacaMW （5-41）322904.85 10/0.1 160MPa8.4MPa 强度校核：45 号锻钢调质处理，由表 11.2 查得160MPa 1ca 弯矩强度满足要求。5.3.2.4 轴向压应力强度校核 通常只校核轴上受压应力轴径最小的截面强度，取段任一截面 截面处压力：21.8vaFMPa 截面处计算应力：avaFS （5-42）3221.8 101.11584MPaMPa盐城工学院毕业设计说明书 200621 强度校核：45 号锻钢调质处理，由表 11.2 查得640BMPa vaB 抗压强度满足。5.4 轴承校核 现选一对角接触球轴承 7232AC，轴转速 n=12.12r/min，轴向力21.8aFKN，径向负荷分别为112.22.1rFKNKNr2、F。工作时有中等冲击，脂润滑，正常工作温度，预期寿命 100000h。5.4.1 确定 7232AC 轴承的主要性能参数5.4.1 确定 7232AC 轴承的主要性能参数 查参看文献35得 252622980.680.87oCrKNCorKNeY、5.4.2 计算派生轴向力5.4.2 计算派生轴向力12SSFF、11SrFeF （5-43）0.68 122008296NN22SrFeF （5-44）0.68 21001428NN5.4.3 计算轴向负荷5.4.3 计算轴向负荷12aaFF、图 5-5 轴承支承图12(829621800)30096SaeSFFNNF 故轴承被压紧，轴承被放松，得：21aSaeFFF （5-45）(829621800)30096NN 118296asFFN5.4.4 确定系数5.4.4 确定系数122XXY1、Y、1182960.6812200arFeF 盐城工学院毕业设计说明书 200622223009614.32100arFeF查表 8.10 得 1122100.410.87XYXY、5.4.5 计算当量动负荷5.4.5 计算当量动负荷12PP、11111raPX FY F （5-46）1 1220012200NN 22222raPX FY F(0.41 21000.87 30096)30957.9NN5.4.6 计算轴承寿命5.4.6 计算轴承寿命 已知=3，查表 8.7、8.8 得：1.61Ptff、16667tnPf CLnf p （5-47）31666726200020350912.121.6 30957.9hh5.4.7 验算轴承是否合适5.4.7 验算轴承是否合适 203509100000nLhh 该轴承合格。5.5 双键（轴）设计校核（普通平键）已知 T=13100.64Nm、d=138mm、k=h/2、l=160mm。由公式（12.1）：2PPTdkl （5-48）查表 12.1 得：静连接钢质轮毂冲击状态下(6090)PMPa:查参考文献32表 12.25 得：选用 3620 的键 即 h=20mm,k=h/2=20/2mm=10mm 32 13100.64/2 1059.3138 10 160PPMPaMPa 故该双键选型满足强度要求。5.6 盘体固定螺栓校核 已知主轴转矩13100.64TN m盐城工学院毕业设计说明书 200623查公式（13.6）得：21max1/ziiFTrr （5-49）323113100.64 10500/10 5002.6 102.6rFNNKN 2/10FG （5-50）31.1/103.11KNKN比较得，取22max12FFF （5-51）22(2.63.1)4.05KNKN 查得公式（13.24）：204Fd m （5-52）查表（13.4）得240sMPa 查表（13.8）得 5s sss (5-53)240/548MPaMPa 取 m=1 324 4.05 102.24481MPaMPa 满足强度要求。盐城工学院毕业设计说明书 2006246 传动机构的密封润滑6.1 密封 采用预加水成球新工艺，优点之一就是作业区基本无粉尘污染。但是，立窑水泥生产工艺，仍然存在粉尘污染比较严重的问题，水泥机械设备出在粉尘污染较严重的工作环境下运转。为了减少运动部件的磨损，延长使用寿命，预加水成球装备在密封上采用了一些必要的装置。6.1.1 齿轮传动防尘密封6.1.1 齿轮传动防尘密封 如果灰尘进入传动齿轮上，不仅造成齿轮传动精度降低，噪声增大，而且由于灰尘的吸湿性，用于润滑齿轮的润滑油被灰尘吸收，齿轮处于干摩擦状态下工作，造成齿轮齿面的磨损加剧。为了减少齿轮的磨损，提高齿轮的啮合精度，延长齿轮的使用寿命，应对传动齿轮加齿轮罩装置。这些装置不可随意拆除。6.1.2 皮带轮传动部分防尘密封6.1.2 皮带轮传动部分防尘密封 若灰尘飞落在皮带轮槽内，并有部分灰尘粘附在轮槽两侧面上，与皮带和轮槽侧面接触，产生摩擦，使磨损严重。为了减少皮带与皮带轮的磨损，提高皮带传动的平稳性，同时也从安全防护考虑，需对皮带传动部分加皮带轮罩，可起防尘密封作用。这些装置也不能随意拆除。6.2 润滑 水泥生产工艺有很强的连续性，要求运转率高，然而水泥厂多数设备是在粉尘大、温度高、润滑和密封都不好的条件下工作。因此，做好设备的润滑保养，不但可以避免不应有的设备事故，提高运转率，延长零部件的使用寿命，而且还可以减少设备维修费用。6.2.1 齿轮润滑6.2.1 齿轮润滑6.2.1.1 减速机齿轮润滑 冬季选用 90 号工业齿轮油；夏季选用 120 号工业齿轮油。6.2.1.2 传动齿轮副润滑盐城工学院毕业设计说明书 200625 冬季选用 2#号开式齿轮油；夏季选用 3#号开式齿轮油。6.2.2 轴承润滑6.2.2 轴承润滑 选用钙钠润滑脂：冬季选用 1 号；夏季选用 2 号。7 预加水盘式成球机的总体设计机架：机架主要采用的型材有 10mm 切割钢板及 20 号的切割槽钢焊接而成，其中焊接有铰孔套。前脚座主要由 45mm 和 60mm 的切割及钢板锻压件焊接而成。后脚座由 45mm、10mm 和 30mm 切割钢板焊接而成。节头座由 180mm 的切割圆钢和 15mm 及20mm 的切割钢板焊接而成。节头座与机架体之间采用焊接连接。而机架体和前脚座由前脚销定位连接形成转动副。后脚座与机架体采用螺栓螺母连接固定。在调角器调至一个角度后，用螺栓螺母将机架体和后脚座固定。调角系统：采用蜗轮蜗杆连接和螺纹连接起到调节高度和锁定高度的作用。传动机构：传动机构所采用的传动方式为：电机皮带ZQ 减速机直齿轮副成球盘。其中电动机采用 Y180M-4，减速机采用 ZQ65-20，轴承采用 7232AC 及轴承座采用整体式轴承座。皮带轮采用 HT200 材料铸件精加工而成，而齿轮采用 40Cr 材料铸件精加工而成。主轴采用 45 号锻钢精加工而成。盘体主要由 8mm 钢板、10mm 切割钢板及 10 号工字钢切割和托盘等焊接而成。采用可调盘高式结构。刮刀系统：刮刀系统采用无动力刮刀。支架采用 180mm 的圆钢、20mm 及 15mm 的切割钢板焊接而成。刮刀盘采用 5 爪方刀杆合金刀头结构，并且采用飞轮来调节刮刀盘工作时的转速。盐城工学院毕业设计说明书 200626图 7-1 预加水盘式成球机结构图8 预加水盘式成球机的使用维护和修理8.1 预加水盘式成球机的使用维护 维护中应注意如下事项：a.每班传动齿轮涂抹润滑油 23 次，保持工作齿面的润滑。b.每班认真检查一次件速机，注意齿轮啮合声响是否正常，轴承温升是否正常（不超过 350C）。c.经常检查传动三角皮带松弛程度，是否有打滑现象，如发现打滑现象应及时调紧。d.经常检查底刮刀和侧边刮刀与盘面的间隙，如发现间隙超出允许范围时，应及时调整。如无法调整时（例如刮刀头磨损严重），则应更换新的刮刀。e.主轴的滚动轴承在工作时要承受较大的径向和轴向负荷，其游隙必须适当。应经常检查轴承的运转情况，尤其应注意上端轴承的运转情况，发现成球机有振动时，应考虑调整轴承的游隙。f.经常检查减速机润滑油的油面位置是否在规定的范围内。一般每个月检查一次，如发现漏油应及时处理，并及时补足油量。g.如盘底加焊钢板网应定期检查钢板网是否有脱焊现象，以免因凸起变形而与刮刀相碰，造成损坏刮刀头或因增大阻力而烧坏电机。h.盘面磨损后，将会逐渐产生较大的变形，盘边也随之产生变形，运转振动增大，扁摆现象严重，此时应更换新盘。8.2 预加水盘式成球机的修理与修理周期8.2.1 小修理8.2.1 小修理 一般经过一个月的运转后，要进行一次小修，时间安排为 89 小时。a.清理盘面和盘边的残存粘结物料。b.更换已磨损的刮刀，并调整好安装位置。c.检查减速机的润滑情况，发现润滑油（脂）不清洁或润滑油失效，要进行更换新的润滑油（脂）。d.更换或修复不通或损坏的加油嘴、加油杯等。e.紧固及检查所有的连接螺丝。以上修理内容可以利用停电、待料、库满，及抢修主机故障的机会，穿插进行。盐城工学院毕业设计说明书 2006278.2.2 中修理8.2.2 中修理 成球机经过半年的运转，要进行一次中修，时间 23 个工作日。a.进行小修理的主要内容。b.清洗减速机，轴承家润滑油（脂），根据润滑油的情况，进行更换或过滤。c.检查高速齿轮的磨损情况，及轴承的间隙，并做好记录，磨损严重的要进行更换。d.更换老化或开列损坏的三角皮带并予调整找正。e.整修变形的盘边。f.检查大小齿轮齿面接触情况。g.密封易漏油的接合处，清除漏油现象。8.2.3 大修理8.2.3 大修理 成球机运转一年后，要进行大修，时间安排 1015 个工作日。a.进行中修理的主要内容。b.全部进行解体落地，零部件清洗后进行技术测量。c.更换已磨损的盘面、刮刀、齿轮和轴承。主轴装配处如已磨损严重，要进行喷镀修理或更换。d.减速机进行解体清洗，更换已磨损严重的高速齿轮及轴承，根据润滑油情况进行更换或过滤。e.电机解体保养、清洗轴承，并加润滑油（