补充750对辊式压密机设计.docx
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补充750对辊式压密机设计
750型对辊式压密机设计
摘要
型煤加工对于有效地利用粉煤资源和保护环境是十分重要的，在我国的能源构成中，煤炭占有十分重要的地位。
据统计，在我国能源生产和消费中，煤炭约占总量的75%左右。
但是,随着采煤机械化程度的不断的提高，粉煤在原煤中所占的比例也越来越大。
粉煤比例的增加不仅降低了散煤的燃烧效率，而且严重地污染了环境。
发展型煤是提高粉煤利用率和减少环境污染的重要途径，研究表明，工业锅炉,窑炉使用型煤后可比烧散煤节煤10%~27%，烟尘排放量可减少50%~60%，添加固硫剂后，二氧化硫的排放量可减少35%~50%。
因此，发展型煤对我国具有十分重要的现实意义。
本设计为一种用于煤炭成型加工的对辊式压密机，包括有机架，固定辊轴和可动辊轴设置在机架中部，固定辊轴一段设有斜块装置，通过斜块装置可动辊轴能移动一定距离，从而实现了成球形状的大小，固定辊轴的一端是同步外挂齿轮，另一端用联轴器与标准减速器相连。
关键词：
型煤，型煤加工，煤粉，对辊式压密机
Twinrollercompactionmachinedesignof750type
Author:
WangYanyanTutor:
KangHongwei
Abstract
Coalprocessingfortheeffectiveuseofcoalresourceandenvironmentalprotectionisveryimportant,Coaloccupyaveryimportantpositioninourenergymix.Accordingtostatistics,China’senergyproductionandconsumption,coalaccountsforabout75%oftotal.However,astheminingmechanizationofacontinuousincreaseincoalpulverizedcoalasaproportionisalsogrowing.Coalproportionoftheincreasenotonlyreducedthecasualcoalcombustionefficiency,butalsoseriouslypollutedtheenvironment.Developmentofcoalbriquetteistoimproveutilizationandreduceenvironmentalpollutioninimportantways,thestudyshowsthatindustrialboilers,Kilnusebriquetteaftercomparablesavingcoalburningpowder%10~27%,sootemissionscanbereduced50%~60%.Aftertheadditionofsorbent,andsulfurdioxideemissionscanbereduced35%~50%.Therefore,thedevelopmentofChina’scoalofgreatpracticalsignificance.
Designedasacoalformingrollercompactionmachineincludingarack,fixedrollersandmovablerollersetthemiddleoftherack,fixedrollersforsomerampsareblockdevicesbyobliqueblockdevicemovablerollerscanmoveacertaindistance,inordertoachievethesizeoftheshapeintoaballatoneendofthefixedrollersynchronizationplug-ingearandtheotherendconnectedtothereducercouplingandstandard.
Keywords:
Briquette,Coalprocessing,Coal,Rollercompactionmachine
目录
1绪论1
1.1型煤发展方向1
1.1.1发展型煤产业的重要性1
1.1.2型煤产业及技术的现状1
1.2国内外型煤发展概况2
1.2.1国外型煤概况2
1.2.2国内型煤概况4
1.3对辊成型机的发展概况4
1.3.1对辊成型机的发展概况4
1.3.2对辊压密机的成型原理5
2传动方案的确定和电动机的选择7
2.1电动机的选择7
2.1.1选择电动机的类型和结构形式7
2.1.2选择电动机的容量7
2.2传动方案的确定7
2.3减速器的选择及传动比分配8
3V带设计计算9
3.1设计功率9
3.2选择带型9
3.3传动比9
3.4小带轮的基准直径9
3.5大带轮的基准直径9
3.6验算带速10
3.7初定中心距10
3.8确定基准长度10
3.9实际中心距10
3.10小带轮包角10
3.11确定V带根数10
3.12确定单根V带的预紧力11
3.13作用在轴上的力11
3.14带轮的机构和尺寸11
4基本参数计算12
4.1各轴的转速及功率12
4.2各轴的转矩12
5轴的设计计算13
5.1轴材料的选择13
5.2计算Ⅰ轴的最小直径13
5.3轴的结构设计14
5.3.1确定各段轴的直径和长度14
5.3.2初步选择滚动轴承14
5.3.3辊子处轴的设计14
5.3.4轴承处轴的设计14
5.3.5齿轮处轴的设计15
5.3.6确定轴上圆角和倒角尺寸15
5.3.7求轴上的载荷15
5.3.8按弯扭合成应力校核轴的强度16
6齿轮的设计与计算17
6.1选定齿轮的类型及材料17
6.2按齿根弯曲强度设计齿轮17
7键的选用及校核19
8成型辊的设计21
8.1成型辊的材料选择21
8.2成型辊结构设计21
8.3煤球布置21
8.4产量计算22
结论23
致谢24
参考文献25
1绪论
1.1型煤发展方向
1.1.1发展型煤产业的重要性
我国的矿物能源资源中，以煤最为丰富，全国第二次每天预测资料数据显示，埋深在1000m以内的煤炭总资源量为26000亿吨。
中国是时间上少数几个一次能源以煤炭为主的国家之一。
我国每年仅以燃烧方式消耗的煤炭就达11亿吨，占煤炭年总产量的80%左右。
在一次能源消费构成中，煤约占75%，而其中全国的工业锅炉（约42万台）、工业窑炉（16万座）年耗煤量就达4亿吨，占直接燃烧方式耗煤量的1/3还多。
以上数据表面，煤炭是中国一次能源的支柱。
据有关资料介绍，我国一次能源的资源结构中，煤炭与石油、天然气、水电及核电等相比，在数量上占绝对优势，将探明的一次能源保有储量折算为煤计，煤炭占90%以上。
据一杂志介绍，全球陆地能源中，目前探明的石油和天然气储量在2020年前将基本开采殆尽，个别地区也至多延续到2060年，探明的铀储量也将在2030年前开采完毕。
所以很多专家认为，在未来的相当长时间内中国以煤为主的一次能源就够不会有较大的改变。
煤炭是我国一次能源的主要支柱，但煤炭资源又是有限的且不可再生的矿物资源，因此煤炭工业必须走可持续发展道路。
煤炭工业走可持续发展道路是指在确保为国民经济个行业提供品质洁净、数量充足的煤炭、煤制品的同时，要提高煤炭资源的利用率，保护我们赖以生存的地球大气环境免受污染。
型煤技术在近期内是煤炭工业可持续发展中的重要组成部分。
1.1.2型煤产业及技术的现状
过去人们对煤的认识很肤浅，没有从防止污染、发展工业、提高经济效益的高度上去认识它的重要性。
我国工业型煤的生产时从50年代开始的，当时只能生产粘土煤球、纸浆煤球。
60年代后，由于化肥厂生产的需要，气化煤得到开发，把无烟煤粉成型用于中、小化肥厂造气，替代无烟块煤。
“八五”期间，国家吧型煤列为重点科研攻关项目，进行了大量的试验研究，型煤产业开始发展起来。
从这时起，山西才开始起步研究，开发、生产型煤。
近两年内，从省会太原市到各地区都纷纷行动起来，研究型煤技术、设备、工艺、粘结剂等，并建立了一些生产线。
据不完全统计，全省有100余家型煤厂家，研制出的粘结剂也有150多种，型煤产品销售都山西、山东、天津等地，用于化肥厂早起和工业锅炉、炉窑及民用燃烧。
但由于粘结技术还不过关、机械设备还不配套、生产规模小等原因，致使型煤产业没有大规模地发展起来。
我国型煤技术从民用型煤技术开始逐步发展，现已实现商品化，技术达到国家水平，工业燃烧煤日臻完善，工业原料（气化型煤）已有很大进展。
“九五”型煤技术攻关项目共12个子课题，从基础理论、成型工艺参数、粘结剂和添加剂的优化选择、合理的工艺设计、成套设备的选型改进与研制等一系列成套型煤技术进行系统研究。
这一项目完成后将会大大提高我国工业型煤技术水平，逐步实现工业型煤的产业化、商品化。
1.2国内外型煤发展概况
能源与环境是当今世界的热门课题，它不仅影响本国人的生产与发展，也将对人类赖以生存和发展的的地球产生影响。
因此，中国在21世纪的能源发展既要保持需求、资源、财力等之间的平衡，也将保持能源生产、消费和生态之间的平衡。
我国一次能源以煤为主的格局在相当长的的时期内难以改变，未来能源环境问题突出。
展望能源科技和产业发展可能达到的水平，在相当长的时期内新能源和再生能源、水电和核电的发展与推广尚不足以影响煤炭的主导地位。
这种以煤为主的一次能源结构的主要制约因素是大气污染物排放量超过可节接受水平。
出路在于发展以煤炭高效、洁净利用为宗旨的洁净煤技术。
型煤是以煤炭高效洁净利用为宗旨的洁净煤技术之一。
国内外在型煤技术的研究、开发及应用方面取得了一定的进展。
1.2.1国外型煤概况
许多国家如德、日、前苏联、美、英、法、韩国等，都设有型煤研究机构和生产厂。
在褐煤成型、型煤生产、锅炉和机车型煤应用等方面，取得了许多成果。
早在1877年，德国就再莱葸矿区建成第一个褐煤砖厂。
1979年东德生产褐煤砖4880万吨，西德617万吨，在黑水泵褐煤基地建立了1100万吨/年的型煤厂。
德国除褐煤粘结剂高压成型外，还采用三种热压成型工艺生产型焦，建有年产150万吨以上的热压型焦厂。
魁珀恩公司（KOPPERN）制造的对辊成型机，其生产能力达150t/h，是世界上单机生产能力最高的。
日本30年代从德国引进型煤技术，简称年产31.5万吨的型煤厂，供铁路机车使用。
1971年机车型煤用量占用煤总量的79%，型煤厂有36座。
1975年铁路实现电气化后，型煤技术转向冶金、化工和民用等方面，成立了型煤研究室，保留了21个型煤厂，总能力为140万吨/年。
日本研制成功的点火蜂窝煤和煤球，只要一根火柴就能点燃，使用十分方便。
英国自“伦敦烟雾事件”后，研究开发了多种型煤工艺，制取无烟燃料供家庭炊事或取暖，成功解决了烟煤污染。
英国还有型焦生产厂，年产能力达100万吨，采用3种热压成型工艺生产型焦。
美国采用FMC型焦工艺，用非炼焦煤制取冶金用焦，在怀俄明州建有研究基地和生产厂，研究了世界150个煤种，其中50个煤种已在中试厂生产出型煤产品。
美国还生产烤烧型煤，以木炭和煤为主要原料压制成型，供旅游野炊使用。
美国的烧烤用型煤每年销量为74万~80万吨，少量从澳大利亚进口。
法国1861年就建有型煤厂，1976年生产能力达400万吨。
目前有6个型煤厂，粘结剂采用烟煤沥青或石油沥青，型煤经热处理后为无烟燃料。
韩国240家蜂窝煤厂，日产量达5万余吨，供取暖和炊事，1985年销售量为2300万吨，预测到2000年发展到3300万吨，而市场需求量约4400万吨，仍有缺口。
国外型煤早已有成熟的技术，联合国能源组织把型煤视为节能减污的有效途径予以推广。
70年代石油危机后，型煤科研工作进一步得到重视，1969~1980年型煤发明专利每年为13项，1980~1983年增加到每年70多项。
1989年亚太经互会在菲律宾召开了主题为“型煤开发与环境效益”的煤炭利用专家会议。
1992年联合国召开了大气污染、促进经济发展的终于途径。
1963年世界型煤产量达到顶峰。
随着石油、天然气、核电、水电、新能源及再生能源的产量不断增加，工业发达国家减少了煤炭能源的用量，只占全部能源的20%~25%，重点转向粉煤流化床的研究，减少了型煤的用量。
1.2.2国内型煤概况
国外的型煤生产多采用无粘结剂高压成型工艺或热压成型工艺，原因是所用原料多为变质程度较轻的褐煤。
我国的煤炭变质程度较深，宜采用粘结剂低压成型，既可简化成型工艺，也可降低生产成本。
60年代，为解决小化肥焦炭和无烟块煤供应不足的问题，国内外开发了多种型煤工艺，生产的型煤提供了全国化工业的60%的原料。
目前，广泛才用石灰碳化煤球造气的化肥厂，全国约建有800套粉煤成型装置。
纸浆废液粘土煤球和棒状型煤，已在氮肥厂及其他行业的煤气发生炉、工业窑炉推广应用。
70年代北京煤化所开发的腐植酸煤气已用于10余家小化肥厂；研究开发的优质化肥造气用型煤，在韶山氮肥厂进行了造气工业性试验，所用粘结剂来源广、价廉、对煤种适应性强，且基本不增加石灰粉，型煤质量好。
该种型煤用于生产燃气的混合煤气发生炉也很理想，湖南涟邵和宁夏大武口正筹建年产5万吨的生产线。
北京煤化所研制钙系复合粘结剂煤泥防水煤气，已成功地用于水煤气的两段炉气化，为我国每年生产的几千万吨煤泥的有效利用开辟了心得途径。
工业型煤的开发与应用远不及民用型煤。
目前，工业型煤的应用仅限于小氮肥厂的碳化煤球和小高炉型焦，生产规模亦不大；工业锅炉、机车、窑炉用型煤在示范或商业性示范阶段，虽然在矿区和城市建了许多型煤厂，但生产成本高，难以维持正常生产。
工业型煤年产量约2200万吨，其技术还有一些不足，特别是粘结剂的开发还很薄弱。
1.3对辊成型机的发展概况
1.3.1对辊成型机的发展概况
对辊式辊压成型机于19世纪下半叶在欧洲诞生。
第一天能够成功运转的辊压成型机在1870年末期由比利时的Losisau制造并被安装在美国的里奇蒙得港的一家成型厂。
然而，大多数早期的其他开发工作已在欧洲展开，并且在19世纪末在比利时、法国和德国已达到非常高的应用水平。
表1表面了在德国产煤区硬煤成型机的发展情况，从1900年~1910年的10年间其辊压成型机熟练成倍增长，到1910年达到243台，年产型煤400万吨。
德国哈汀根/鲁尔的KOPPEN公司是从1898年开始制造出了它的第一台用于硬煤成型的辊压成型机。
该机有一套旋转布料装置以稳定两个成型辊的入料，两个成型辊由安装在轴中心的宽大而坚固正齿轮维持同步，两个分离辊具有形同的尺寸（直径650mm，宽度280mm）。
这样一台机器其压辊转速为6.5rpm，每小时可生产6吨相对小一些的（15~50）g用于家庭取暖的硬煤型煤。
在20世纪20年代早期，德国硬煤成型开始滑坡，二战结束后煤炭成型又产生短期复苏，大型的成型机产量的2倍以上。
此后不久，石油和天然气在许多热用途方面显然取代了煤炭，尤其是家庭取暖，因而在生产的煤炭成型厂的数量急剧萎缩。
今天，在工业化国家里，大多数常规的煤炭成型厂业已停业并被拆除，其结果是，许多提供煤炭辊压成型的公司破产后或开始生产其他用途的成型设备，但是，KOPPERN公司作为一个杰出的供应商，至今仍在积极从事设计和制造辊压成型机以及型煤设备。
1.3.2对辊压密机的成型原理
被压物料经给料口落入两辊子之间，进行挤压粘合，成品物料自然落下。
遇有过硬或不可压时，辊子可凭液压缸或弹簧的作用自动退让，使辊子间隙增大，过硬或不可破碎物落下，从而保护机器不受损坏。
相向转动的两辊子有一定的间隙，改变间隙，即可控制产品最大排料粒度。
对辊破碎机是利用一对相向转动的圆辊，四辊破碎机则是利用两对相向转动的圆辊进行破碎作业。
特点：
双辊破碎机采用三角带或万向节联轴器进行传动和调节两辊之间的间隙。
对辊压密机由机架、一对辊子、三角皮带传动装置和弹簧保险装置等主要部件组成。
两台电机通过皮带轮传动，带动两辊子相向转动。
一个辊子的轴支承在与机架固定在一起的固定轴承上，另一个辊子的轴支承在活动轴承上。
活动轴承可以沿机架导轨水平移动，使两辊子间的排料口宽度在必要时可以增大，将非破碎物排出机外。
辊子安装在焊接的机架上，由安装在轴上的辊芯以及套在辊芯上的辊套组成，两者通过锥形环，用螺栓拉紧，以使辊套紧套在辊芯上。
当辊套的工作表面磨损时，可以拆换。
前辊的安装在滚柱轴承中，轴承座固定安装在机架上，后辊的轴承则安装在机架的导轨中，可以在导轨上前后移动，后辊的轴承用斜铁顶住，当转辊之间落入难压制成型时，调节调节螺栓，后辊后移一定距离，让硬物落下。
对辊压密机前辊通过减速齿轮和传动轴以及带轮用电动机带动，后辊则通过装在辊子轴上的一对齿轮由前辊带动作相向转动。
为了使后辊后移时两齿轮仍能啮合，齿轮采用非标准长齿。
对辊式压密机工作原理简图
此处省略 NNNNNNNNNNNN字。
如需要完整说明书和相应的设计图纸等.请联系在线扣扣：
九七一九二零八零零另提供全套机械毕业设计下载！
结论
在设计的开始，因为对压球机不太了解，不知道压球机是什么样的，总体设计也就不知道应该从那里入手。
后来在康红伟老师的指导下，搜取了很多这方面资料，康老师又给我们看实物图片并讲解压密机的工作过程与工作原理，因此我对压球机的设计有了初步的认识。
该机器生产时主要部件是主电机，动力经V形带，传至减速器：
减速器通过联轴器，传至主动轴，再由一对开式同步齿轮，保证两辊轴同步（等速反向）其中被动辊由斜铁顶住，物料由贮料仓经定量设备均匀地进入压密机料斗，等速反向运转的对辊进行压缩物料的单位成型压力由小变大，在对辊中心线处成型压力达到最大值，物料过该线后，成型压力迅速变小使物料进过脱球状态，顺利脱球。
此次毕业设计历时近三个多月的时间，设计主要内容是工业对辊式压密机的整机设计。
750型对辊式压密机，基本上满足了中型采矿业的需求。
该机具有刚性好、效率高、操作灵活等特点。
由于能力有限，又是初次设计加工机械，的设计之中难免有一些不足之处，还望老师给予指导。
致谢
本设计是在康红伟老师的悉心指导下完成的。
他那渊博的专业知识，丰富的工作经验，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严于律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华，平易近人的人格魅力对我影响深远。
不仅是我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。
毕业设计接近尾声，我也即将离开母校，踏入社会，感叹时光飞逝，此时的我怀着一颗恋恋不舍的心向母校——黄河科技学院说声谢谢！
黄科大这座文化的殿堂不仅用知识丰富了我的头脑，而且用文化洗礼了我的灵魂，把我培养成一名与社会接轨的21世纪大学生，对此，我再次对我的母校说声谢谢！
本设计从选题到完成，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。
在此，谨向我的导师——康红伟老师表示崇高的敬意和衷心的感谢。
本设计的顺利完成也得到了同组张国辉同学、黄克胜同学的大力帮助，在此，对他们表示感谢！
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