机械毕业设计1212气箱脉冲煤磨袋式除尘器设计说明书.docx
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机械毕业设计1212气箱脉冲煤磨袋式除尘器设计说明书
目录
1引言……………………………………………………………………..1
1气箱脉冲煤磨袋式除尘器设计……………………………………….2
1.1除尘器传动装置…………………………………………………………2
1.2除尘器传动的特点………………………………………………………2
1.3传动方式的比较……………………………………………….………2
1.4电动机的选型………………………………………………….………3
1.5传动方式的确定………………………………………………….……5
1.6除尘器速比的确定………………………………………………….……5
1.7除尘器大小齿轮的计算…………………………………………..………6
1.8除尘器辅助传动装置…………………………………………….………10
1.9联轴节和离合器的选择………………………………………….……11
1.10除尘器传动装置的润滑………………………………………….………11
2气箱脉冲煤磨袋式除尘器设计…………………………………..…..……12
2.1除尘器的中心高度………………………………………………………13
2.2除尘器传动装置布置……………………………………………………14
2.3除尘器的间距……………………………………………………………14
2.4除尘器筒体的主要有效尺寸……………………………………………15
2.5磨体的伸缩……………………………………………………………17
2.6除尘器的转向……………………………………………………………18
2.7除尘器的基础……………………………………………………………18
2.8除尘器的用水量…………………………………………………………19
2.9安全防护………………………………………………………………20
3预期结果……………………………………………………………...…21
4结论……………………………………………………………………...22
致谢…………………………………………………………………………..23
参考文献……………………………………………………………………..24
附件清单……………………………………………………………………..25
0引言
气箱脉冲煤磨袋式除尘器设计中；拟订传动方案、绘制运动简图是进行装配图设计必不可少的
一般工作机器通常是由原动机、传动装置和工作装置三个基本职能部分组成。
传动装置传送原动机的动力、变换其运动，以实现工作装置预定的工作要求，它是机器的主要组成部分。
实践证明，传动装置的重量和成本通常在整台机器中占有很大的比重；机器的工作性能和运转费用在很大程度上也取决于传动装置的性能、质量及设计布局的合理性。
由此可见，在机器设计中合理拟订传动方案具有重要意义。
在气箱脉冲煤磨袋式除尘器设计中；拟订传动方案、绘制运动简图是进行装配图设计必不可少的、极为重要的依据。
传动装置包含很多机件。
这些机件的材料和具体的结构、尺寸并不能从运动简图中反映出来，而必须通过强度或刚度等计算和结构设计来确定。
组成传动装置的各机件，并非彼此孤立，而是互相关联和制约、有机的组织在一起。
那么，首先应该选择哪些机件进行强度、刚度等计算和结构设计呢？
正确的回答应该是“由主到次、由粗到细”。
本次除尘器传动部分设计中，齿轮等传动件是影响和决定除尘器运动特性的，是主要的；而其它机件只是为了支承它们，联结它们，使之具有确定位置和正常工作。
因而，在设计次序上，前者应是主导和先行的，后者是从属的。
实现工作装置预定的运动是拟订传动方案最基本的要求。
但满足这个要求可以有不同的传动方式、不同的机构类型、不同的顺序和布局，以及在保证总传动比相同的前提下分配各级传动机构以不同的传动比来实现的许多方案。
这就需要将各种传动方案加以比较分析，根据具体情况择优选定。
合理的传动方案应满足机器预定的功能外，还要求结构简单、尺寸紧凑、工作可靠、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
除尘器传动或除尘器传动装置就是将电动机的动力通过一系列的装置传递到除尘器上，使其传动的装置。
除尘器传动装置设计是否正确，制造质量如何，安装、检修和维护的好坏，对除尘器的正常运转和电能消耗都有极大的影响。
特别是随着除尘器的大型化，它需要的动力越来越大，就显得更为重要。
目前，我国已能自行设计和制造除尘器传动用的2800Kw较大型的减速器，1250Kw以下的已经受到长期运转的考验。
现在，有关部门正集中力量进行研制功率更大的磨用齿轮减速器，可望在不久的将来，我国自制的磨用较大型的减速器即将投入运行。
这者就为我国发展技术更先进、规格更大的除尘器奠定了基础。
同时，我们还对边缘双传动装置进行了试验研究，技术问题以获解决。
据悉，我国已能生产直径为8m的滚齿机。
这样，我国制造带有精度较高的边缘双传动装置的大型除尘器已不成问题。
传动装置的工作性能和成本直接影响着所配除尘器的性能和成本，有的甚至起决定性的作用。
由上述可见，传动装置在整台除尘器中占有十分重要的位置。
如果说筒式除尘器在近20年有很大发展的话，那么最突出的还是表现在传动装置上。
这也是技术难度最大，人们花费精力最多的一个环节，世界各国都在这方面下了很大工夫。
因此，在设计除尘器时，应根据它的特点，精力选择传动系统，因地制宜的确定传动方式。
除尘器传动方式之多是难以尽举的，如果再考虑减速器的具体结构，那就更为多种多样。
除尘器传动方式之所以如此之多，它们都是根据各地的具体情况和除尘器的特点而产生的。
因此，若能正确的选择一种合理的传动方式，首先必须除尘器传动的特点，精心选择传动装置中的每一个零件。
拖动除尘器电动机的动力最后通过一个固定在筒体或端盖周边上的大齿圈传递道磨体上使其回转的传动，叫“边缘传动”，而本作者所设计的除尘器的传动部分的传动方式就是边缘传动。
边缘传动目前有两种方式，即边缘单传动和边缘双传动。
功率在1000kw左右也有不少采用了边缘双传动。
功率在2000kw以上的除尘器，采用边缘双传动较多。
但是，在国外功率为4000kw左右的除尘器也多采用边缘单传动。
我国江西永平铜矿从加拿大A-C公司引进的Φ5.03×6.04m球除尘器，功率为2650kw。
采用边缘单传动，运转时的噪音比中心传动还小。
这是我国目前最大的边缘单传动除尘器。
淮海水泥厂从罗马尼亚引进的Φ4.2×11m水泥磨，功率为2×2000kw=4000kw，多年运转。
效果良好。
这是当前我国使用最大的边缘双传动除尘器。
1气箱脉冲煤磨袋式除尘器设计
1.1除尘器传动装置
除尘器传动的分类是一个比较复杂的问题。
特别是由于我国小水泥的发展，使除尘器传动装置出现了更多的种类，给更详尽的分类带来了一定地难度。
尽管如此，为了对传动装置有个明确和系统的认识，我们还是可以按照是否使用齿轮将除尘器主传动装置分为两大类。
在每大类中又可分为若干种传动方式，详列如下：
除尘器传动
1.2除尘器传动的特点
筒式除尘器是一种重载、低速、恒速、长期满载连续运转的粉除尘器械。
从重载来讲，当前水泥工业中采用的除尘器的动力从55~140000KW；从低速来说，对于直径Φ1.2~Φ7m的除尘器，它们的工作转速当初只有30~11r/min左右。
电动机除了应用低速同步电机以外。
大多数是在600~1000r/min上下。
这样，传动系统的减速比就等于30~70之间。
从恒速来说，这一点对传动设计是有利的。
从满载长期连续运转来说，给除尘器传动装置的设计提出了更高的要求。
1.3传动方式的比较
小型除尘器都采用边缘传动，但随着除尘器规格向大发展，出现了以大速比减速器为重要环节的中心单传动传动方式。
这种传动方式，如果减速器可靠，它具有传动效率高、维护量小、比较容易实现长期连续安全运转的优点，因而受到了使用厂的欢迎。
由于机械工业的发展，现在已能加工出精度较高，质量较好的大小齿轮，再加上润滑技术的改进，因而也能保证除尘器长期连续安全运转。
另外，有些除尘器为了满足工艺上的要求，则非采用边缘传动不可，如风扫磨就是如此。
无齿轮传动是在除尘器急速向大型化发展，机械工业一时跟不上这种要求下出现的。
由于它的造价昂贵、技术复杂，又不宜用于功率小于4000KW的除尘器传动上，所以在国外一段时间内曾得到应用，但是应用不多，而在国内还没有应用。
总的来说，当前应用最广的还是边缘传动和中心传动，在大型除尘器上，无齿轮传动发展也比较快。
可见，当前除尘器传动方式主要只有三种，且它们都在发展之中，还看不出哪种占有绝对优势。
可将它们概括地进行比较。
齿轮传动与无齿轮传动的比较列于表中。
1.4电动机的选型
除尘器都是由电动机来拖动的。
所以，要想合理地设计好一台除尘器的传动装置，就必须了解与电机拖动有关的知识，将电气与机械进行综合考虑，方能如愿以偿。
（一）除尘器的负载特性
第一，除尘器的工作转速恒定是能够满足操作要求的，因此，一般来说对电动机不要求调速。
只有近代出现的无齿轮直接传动装置，它本身具有调速的功能，人们才顺势用之优势。
第二，前已述及，除尘器是水泥厂中的最大的用电设备。
第三，除尘器除了在启动和停车时载荷稍有摆动外，在正常运转中载荷是基本稳定的。
第四，除尘器是重载起动设备。
在起动时，电动机的起动转矩必须大于或等于除尘器的起动静转矩与加速转矩之和。
除尘器起动时的静转矩与除尘器规格、筒体内的研磨体的位置、传动方式、轴承润滑情况以及安装准确度等等因数有关。
因此，对不同的球除尘器，在不同条件下起动，其起动的静阻力矩是不同的。
在20多年前，曾有人提出电动机的起动静阻力矩要高于额定力矩的1.75～2.5倍。
因此除尘器必须配置高起动转矩的电动机。
这不仅限制了电机的通用性，而且还会使传动装置，特别是其中的减速器的尺寸及材料消耗增加，造价也会升高。
例如，供除尘器传动用的大型专用TDQ系列交流三相同步电机就是为此而设计的。
大量的资料和实验表明，除尘器在起动时的初瞬间其静阻力矩并不大，比额定转矩或正常运转时的负载转矩M还要小，只有随着转速的升高，大约在除尘器筒体转过60度左右才出现一个最大转矩。
这个最大转矩亦不大于正常运转的负载转矩的1.5倍。
可见，起动转矩为1.1～1.5倍的负载转矩M是足够的，可以作为设计的依据。
这就使许多技术问题易于解决，同时也可减少许多人力物力的浪费。
（二）对电力拖动的要求
了解了除尘器的负载特性以后，就可对除尘器的电力拖动提出正确的要求。
1.电动机
电动机在能够提供除尘器所必需的起动转矩和正常运转转矩的前提下，其标称容量应为除尘器实际需要功率的1.0～1.2倍，对大型传动装置来说，有1.0～1.2倍，对大型传动装置来说，有1.0～1.2倍就足够用而不应过大。
另外，还应保证其负荷率起码在90%以上。
这样才能保证电动机经常处在近乎满载状态下运转，充分发挥设备的能力。
以前由于对除尘器负载特性认识的差异，往往选用过大的电动机，意在以大容量补起动。
这样一来，不仅会增大初次投资而且会使电机效率降低，浪费电力。
这种浪费是经常的、长期的，因而应尽量避免。
当然，计算出来的需要功率，由于电动机系列档次的限制，往往不能恰如其量选到，但要尽量接近。
2.起动要求
由于磨用电动机的容量一般很大，所以对其起动电流必须加以限制，应以不会显著影响供电电网的电压降为原则。
否则，由于电动机的起动电流过大，势必造成电网电压瞬间的大幅度降低，导致其它设备的电机失压，照明灯的闪烁或熄灭，甚至有时造成停机事故。
尤其是对于容量不大的电网，则更需加倍注意。
限制起动电流的主要途径就是选用恰当的电动机的类型，采用合适的起动方式。
3.电动机的功率因数
功率因数的高低是体现工厂用电经济性的一个主要指标，而除尘器功率因数
电动机的功率因数在全厂电力系统的中是起主导作用的。
功率因数低，就意味着大量的无功电流在网络上往返，浪费电能。
（三）电动机的选定
除尘器拖动用的电动机，主要有以下三大类：
（1）异步电动机
（2）同步电动机
（3）感应同步电动机
1.异步电动机
除尘器拖动用的异步电动机有鼠笼型和绕线型两种。
鼠笼型异步电动机的起动电流很大；起动时间较短；功率因数很低；起动转矩也不高；对电网容量要求较严，所以一般很少应用。
绕线型异步电动机是我国应用除尘器拖动比较广泛的一种电动机。
2.同步电动机
同步电动机可以在超前的功率下运行，所以可用它来改善全厂的功率因数。
目前，我国除尘器传动用的同步电动机主要有以下两种：
一是普通低起动转矩同步电动机，即TD系列三相同步电动机；二是大型低速高转矩除尘器专用同步电动机，即TDQ系列除尘器专用大型三相交流电动机。
3.感应同步电动机
异步电动机具有良好的起动特性，即起动转矩大，而起动电流却很小；而同步电动机有良好的运转特性，即功率因数高。
cos
=0.9超前，提高用点系统的经济性。
综上所述，电动机的选定是一项十分重要而复杂的工作，一定要根据各地的具体情况，进行仔细的研究，反复对比。
除了掌握拖动装置的基本特点以外，还必须考虑以下几个问题：
1）对初次投资和运转费用两者必须统筹兼顾，切不可顾此失彼。
2）应全面考虑水泥厂中其它设备电动机的型式，即全厂电源网路的功率因数情况。
3）在选择电动机的电压时，必须照顾到水泥厂做在地区电网的变电电压及其容量的大小。
4）电动机的选型应与除尘器机械传动方案统一评定，一定要考虑除尘器减速机构的机械制造条件。
1.5传动方式的确定
上面我们研究了除尘器传动的特点，对各种传动方式又进行了概略的比较，讨论了电动机的选型问题。
在这个基础上，就可以比较合理地确定除尘器的传动方式。
在确定除尘器的传动方式时，必须根据具体情况进行多方案的比较，最后确定一种合理可靠的传动方式。
从我国的实际情况出发，提出以下几点建议：
1.功率在800KW以下的除尘器，主要考虑初始费用的高低，以选边缘单传动为宜。
2.功率在800～1250KW的除尘器，主要应考虑维护的繁简和制造能力的条件，以选用绕线型异步电动机拖动的边缘单传动或中心传动为宜。
3.功率在1250～2500KW的除尘器，耗电量已占相当比例，应兼顾初始费用和电耗两个主要因素，一般可选用边缘双传动装置。
4.功率在2500KW以上的除尘器，应考虑电耗为主，尽量选用传动效率高的传动装置。
当然，也要顾及国情。
5.功率在800KW以上的除尘器最好选用带辅助传动装置的各种除尘器传动方式。
1.6除尘器速比的确定
传动装置的设计是在除尘器传动功率和除尘器转速已定的条件下进行的。
在相同条件下，转速越高的电机，其造价就越低。
故可预先选择几种不同的电动机作为基数，然后再进行单项方案比较。
最后将电动机的转速确定下来。
于是转动装置的总速比就可以按下式进行计算：
i=nd/nm
式中nd——电动机的转速，r/min
nm——除尘器的转速，r/min
对于只有大小齿轮的传动系统，这个总速比就是大小齿轮的速比iz,即i=iz；对于带有减速器的传动系统来说，则总速比可用下式表示，即：
式中iq——减速器的速比，对于带三角皮带轮的传动系统，它就是三角皮带传动的速比；
iz——大小齿轮的速比。
因为在相同条件下，减速器的造价与其速比iq成正比而与大齿圈的造价成反比，如图所示，在它们之间有一个最经济之点，这就是这两条曲线的交点A。
1.7除尘器大小齿轮的计算
当大小齿轮的速比确定下来之后，即可进行大小齿轮的各项计算。
1大齿圈直径的确定
以前曾有人为了使除尘器运转平稳，将大齿圈设计得特别大，甚至达到除尘器规格直径的2倍，其目的就是使大齿圈兼起飞轮的作用。
这样一来，大齿圈的重量特别大，无疑会使其造价显著增加。
多年实践证明，这是不必要的。
所以，近来有像越来越小的方向发展。
现推荐大齿圈直径按下式确定：
d=（1.15~1.6）D
式中d——大齿圈的分度圆直径，mm；
D——除尘器筒体的规格直径，mm。
如果结构和其他条件允许，应尽可能取小值，特别对大型除尘器，不宜取得过大。
大齿圈直径确定之后，承载能力就与小齿轮的直径有关，小齿轮直径越大，既速比越小，所能传递的动力就越高,如下图所示：
2齿形的确定
当前应用在边缘传动除尘器上大小齿轮的齿形主要是渐开线齿形。
不论装在什么工厂的除尘器，其工作环境都是恶劣的，灰尘很大。
虽然除尘器的大小齿轮都有罩子，但密闭不良。
再加上润滑条件的限制，很难保证润滑良好。
因而，踏基本上属于开式传动。
这就决定了除尘器大小齿轮的破坏和失效的主要原因是磨损和胶合。
据调查，许多除尘器上的大小齿轮都是因为轮齿磨薄无法再用而报废。
即使在此时，也很少有断面现象发生，当然也有极少数除尘器的大小齿轮发生过点蚀，断面和齿面剥落的失效，但这都是由于极特殊原因造成的。
因此，现在绝大多数的除尘器都采用大变位齿形设计，取得了良好的成果，使齿轮的寿命提高了3~5倍。
其优点是承载能力高，运转平稳，噪音小，寿命长。
所以，在我国当前的情况下，对除尘器上所用的大小齿轮一般都采用大变位齿形。
3模数的确定
模数对齿轮的加工，运转，使用寿命，金属消耗和成本都有影响。
小模数齿轮比大模数齿轮用的好，使用寿命长。
这恰好与人们的直观感觉相反，因为在满足强度要求的前提下，采用较小模数的齿轮具有以下优点：
1）当齿轮直径相近时，模数越小，大小齿轮的齿数和就越大，则磨损越小，胶合的危险性就越小。
2）模数小，噪音小，振动小，动载荷也小；
3）模数越小加工精度越易于保证，摩擦损失也越小，则传动效率越高；
4）加工容易，成本降低。
据调查，在一般的机械制造厂中，模数大于25mm的滚刀很少，可是小于
25mm的滚刀一般都有，而且在市场可以买到。
另外，在齿顶圆一定的情况下，模数越大则切削量就越大，加工费用就会随之增大。
5）减轻重量，节省金属
大齿圈的重量主要集中在轮缘上，约占60~70%。
但轮缘的厚度与模数有关，即模数小齿轮薄，于是大齿圈的重量也就减轻了，可以节省金属。
由上述可见，采用小模数是合理的。
所谓采用小模数并不是可以任意的小，而是在保证强度的条件下，尽量采用较小的模数。
现在设计除尘器的大小齿轮时用下面的简化公式来计算模数是足够的。
m=
mm
式中N——除尘器的实需功率，kw；
K——偏载系数或载荷集中系数，由下表查得；
i——大小齿轮的速比；
Ψ——齿宽系数，其Ψ=B2/d1=0.5~0.85；
B2——大齿圈的齿宽，也就是小齿轮的有效齿宽。
在除尘器上的小齿轮齿宽B1一般应比大齿圈齿宽B2大5~10mm；
d1——小齿轮的分度圆直径，mm；在初算中可用小齿轮的分度圆直径来计算齿宽系数，因为采用大变位齿轮后，节圆直径与分度圆直径是不同的，这样计算既简单，误差也不大。
Z1——小齿轮模数
nm——除尘器的工作转速，也就是大齿圈的转速，r/min；
[Ck]——当量接触许用应力，根据经验，对钢制齿轮取[Ck]=88N/cm；对铸铁齿轮，取[Ck]=64N/cm.
从上面的强度公式中不难看出，模数m与小齿轮齿数z1成反比例。
在保证齿轮直径不变的情况下，用增加小齿轮齿数减少其模数，同样能满足强度要求。
4齿数的确定
前面已经述及，大齿圈直径已定，模数也确定下来，这样就可以按下式确定大齿圈的齿数：
z2=d2/m
计算出来的大齿圈齿数有可能是奇数这时需要根据实际情况上下调整，将大齿圈的齿数半取为偶数。
因为大齿圈由于安装，制造，运输和维修等需要必须至少制成两半，齿数制成偶数时即可对开，使加工容易，精度提高。
对整体大齿圈则关系不大。
大齿圈的齿数确定以后，速比也是已知的，故可按下式求出小齿轮的齿数：
z1=z2/iz
5大变位系数的选定
变位齿轮的性能，与其变位系数的选择正确与否有着极为密切的关系。
根据除尘器上大小齿轮破坏和失效的主要原因是磨损胶合这一特点，除选择大变位啮合外，还提出下列选择和确定变位系数的原则：
1）保证大小齿轮齿根的滑动系数相等或相近，且使其绝对值较小，即η1≈η2≤｜-0.5｜
2）保证重合系数ε≈1.2
3）保证齿顶厚度Sa≥0.5mm。
对于因磨损而失效的齿轮，保证一定的齿顶厚，防止磨尖是非常必要的。
对除尘器上的大小齿轮来说，齿顶厚Sa应保证大于0.5这个模数m。
6大齿圈主要部位几何尺寸的计算
大齿圈主要部位的几何尺寸，推荐按以下关系选取。
1）齿圈的轮缘厚度按下式确定：
=（2~2.5）m
mm
2）齿圈的幅板厚度按下式确定：
mm
对于双幅板来说，其幅板厚度可以适当减薄一些，可按单幅板厚度的79~90%选取。
3）板厚度按下式确定：
mm
4）板突出高度按下式计算：
mm
5）兰凸台高度按下式计算：
mm
6）兰宽度按下式计算：
mm
上面几式中
——齿轮的法向模数，mm
d——法兰联结螺栓的直径,mm
除尘器辅助传动装置
1辅助传动的作用
（1），使磨体能准确的停靠在所要求的任何位置上，除尘器在停转之时或在检修当中，常常要求磨体的某一处停在一定的方位上，以便工艺人员定期的从磨门进入除尘器，检测研磨体的级配是否合理，料面高度的变化规律是否恰当，温度是否适宜等。
（2），在装设衬板时，使除尘器缓慢的转动。
既便于操作，又能提高工作效率，能减轻主传动起动时的载荷，保护轴承。
为了保护传动齿轮，在开启主传动前也应开启辅助传动，使所有啮合齿面紧密啮合，因而在启动时可以减免造成的较大冲击，减少打齿事故。
（3），保护磨体减小停磨后的变形和作为预启动之用
2辅助传动装置的构造
由于主传动系统的不同，辅助传动系统也就各种各样。
但不管怎样千差万别，比较理想的辅助传动系统都应包括以下几个环节：
1，辅助传动电动机；2，辅助传动减速器；3，辅助传动电动机与辅助传动减速器相连的联轴节；在这个联轴节上或其附近设置有制动器。
可以防止除尘器反转；还可以保证除尘器在任何位置上停住。
4，辅助传动减速器与主减速器相连一般多采用爪式离合器或者其他种离合器，其目的就是保证开主传动时能把辅助传动系统自动的脱开。
3辅助传动装置功率的计算
用辅助传动装置转动磨及时，其转速比用主传动装置转动时缓慢得多，一般为除尘器工作转速的1/50~1/140。
此时研磨体没有抛落运动状态，而完全处在滑落状态，与开主传动时有完全不同的运动规律。
辅助传动功率包括两部分：
提升研磨体和物料所需的功率N1和克服轴颈间摩擦力所需的功率N2。
因此，辅助传动功率NF为：
kW
kW
kW
式中G——包括物料在内的研磨体重量
——研磨体的重量
——研磨体部分重量
——研磨体和物料堆积截面重心S至筒体沿铅垂中心线的距离
1.9联轴节和离合器的选择
球除尘器传动装置中所用的联轴节或离合器主要是联接两段同心同转向包括除尘器中空轴在内的轴，借以传递转矩。
除此之外，在传递转矩的过程中，
有的联轴节或离合器还兼有控制等一些其它作用。
有不少除尘器常常因为联轴节或离合器发生故障而不得不频繁停磨，好多机件的使用寿命也随之降低，诸如减速器、小齿轮及传动轴承等。
所以在除尘器的传动装置中，正确选用联轴节或离合器是相当重要的，不容忽视。
1.10除尘器传动装置的润滑
对边缘传动的除尘器来说，主要的润滑部位是大小齿轮，其次是小齿轮的传动轴承。
对采用减速器的的边缘传动装置来说，还有减速
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