卧式陶瓷链式干燥机设计.docx

1、卧式陶瓷链式干燥机设计 摘 要本文综述了陶瓷市场的现状及我国陶瓷行业发展现状及发展趋势，主要阐述了卧式陶瓷链式干燥机的各部分组成，以及陶瓷干燥机的链条的布置，以及各种的布置的特点。还叙述了陶瓷干燥机的工作原理及动力传动系统的设计工作，特别是链轮、张紧轮、V带轮、主动轴以及从动轴的设计。另外本文还阐述了如何选用链条，电动机，减速器，联轴器，轴承座等标准件，以及各标准件的安装使用。关键词：链式陶瓷干燥机 链轮 主动轴 从动轴 V带轮。 ABSTRACTThis article provides an overview of the status and market our ceramic pot

2、tery industry and the current development trend primarily on the horizontal ceramic parts chain dryers, and the chain of ceramic dry layout, and various layout features. Also describes the work of ceramic dehydrator drive trains, and design principles, particularly sprocket, frequency devices, V-bel

3、lt., driven axle to axle and design.This article also described how to use another chain, electric motors, reducer, shaft coupling, bearings Block standards pieces, and the standards of the installation. Keyword : ceramics dehydrator chain, sprocket, the initiative axle, driven axle, V-bellt.第一章 设计题

4、目简介1.1中国陶瓷行业展望与市场预测2005年中国陶瓷行业产能的迅速扩张，使陶瓷原料市场出现供给紧张局面，部分地区原料价格上涨幅度较大，另一方面国际原油市场的价格的持续上涨直接带动国内燃料油价格上涨。而与此同时，国内陶瓷产能的持续扩张进一步加剧了市场供大于求的矛盾，在产品缺乏差异性的情况下，生产企业只能通过降低产品价格来争取更多的市场份额，陶瓷行业价格竞争加剧。对比国内外陶瓷业发展现状，我们认为中国陶瓷与国际先进陶瓷相比在品牌意识、技术工艺、开发设计以及企业管理上都存在相当差距，尤其是在发展战略上，中国陶瓷生产企业与国际先进国家差距明显。目前，高质低产已经成为当今世界陶瓷行业发展主流，但是中

5、国陶瓷业仍然处于大规模扩张时期。产能的无序扩张，一方面会加剧本已严重失衡的市场供求形势；另一方面也会造成资源的极大浪费，不利于资源优势的发挥。但是，2006年中国陶瓷行业有望走出低谷。首先，陶瓷市场产品价格在2006年3月份开始出现缓慢上升，有利于缓解企业成本压力；其次，中国经济仍处于高速增长周期之内，居民消费水平在不断提高；第四，虽然燃料油价格短期内不会明显下跌，但国家已经将陶瓷行业列入技术创新、节能改造的重点行业，陶瓷行业节能技术有望得到快速发展；最后，经历2005年的艰难运营历程，中国陶瓷生产企业市场化意识有所提高，市场营销手段更趋灵活，部分日用陶瓷产品出口价格已经有所回升。我国陶瓷在发

6、展过程中，形成了一批出口骨干产品。在对外出口陶瓷产品中，日用瓷出口产品已经形成河北唐山、邯郸、山东淄博、湖南醴陵、广东潮州等一批出口瓷生产基地。像唐山的红玫瑰骨质瓷、邯郸的釉中彩强化瓷、淄博的华光瓷等都已成为国际较知名的品牌。在建筑卫生陶瓷出口方面，佛山的鹰牌、东鹏、新中源、新明珠；樵东蒙娜丽莎、钻石以及唐山的惠达都在不断提高出口的份额，正在成为我国建陶工业对外出口的骨干企业，发展势头迅猛。 价格过低成国瓷隐患上半年，一个强大的行业需要一大批强大健康的企业群体来缔造，一个强大健康的企业群体呼唤一大批具有国际竞争力的企业家和职业经理人来管理。因此，我真心希望我们建陶行业中的各位企业家、各位职业经

7、理人、各位有识之士能自发或在行业协会的领导下，共同学习、研讨、熟悉市场经济游戏规则，领悟一流企业的管理精华，走出市场竞争的误区，做到不战而胜，实现企业可持续发展！陶瓷业的振兴和发展重要的是观念的转变，打造“CHINA”品牌，树立国际产业形象。我国的艺术瓷在世界上一直都有很好的口碑，无论技术还是产品质量都处于世界领先地位，很多优秀的陶瓷工艺品饮誉海内外，成为有识之士竞相收藏的对象。如号称“千年瓷都”的景德镇，出产的一套名为“吉祥如意”的釉中彩餐具，就是国家领导人出访的重要礼品。近年来景德镇也在原有技术的基础上进行了一系列的技术更新，不久前还将千年陶瓷工艺与纳米技术相结合，用于生产环保陶瓷、抗菌陶

8、瓷以及泡沫陶瓷和高新技术陶瓷等，依靠高新技术保持“千年瓷都”的青春，成为陶瓷业的典范。我国陶瓷业的优势在于成本较低，但在成本低、质量优的前提下，却缺乏品牌知名度，那么国内厂商在与客商讨价还价之时就只能永远在价格上受制于人，与其等别人来勒着脖子讨价还价，还不如主动出击，在国际市场上做大做强品牌。增强出口创汇意识。在经济全球化、竞争国际化的大背景下，陶瓷企业要树立外向型发展的经营理念和强烈的经济全球化意识，面向世界市场，通过多种渠道、多种途径参与国际竞争。国际陶瓷市场是多元化的，不同国家和不同文化、不同消费习惯的用户对产品的质量、花色品种等方面的要求有很大差异。从有关资料获悉，当前，俄罗斯鼓励实验

9、用瓷进口，德国仿古瓷和咖啡具走俏，法国人喜欢动物造型的瓷器，西班牙人偏爱东方特色画面，美国美术陶瓷需求强劲且要求产品图案淡雅明快，意大利钟情紫砂陶壶，澳大利亚流行铁瓷和铁石瓷，日本青睐旧瓷新包装。国内企业要认真搜集国外陶瓷市场需求信息，针对不同的市场需求，对花色品种与产品档次进行细分。注重挖掘陶瓷文化。只有民族的才是世界的，中国陶瓷要走向世界，不仅要在产品质量上下功夫，更要在产品设计上进行变革和创新，将陶瓷产品与华夏民族悠久的艺术传承与当代的审美观念结合起来，充分挖掘我国悠久灿烂的陶瓷文化，大打文化牌，扎根民族，博采众长，创造出不仅外观精美而且极具文化内涵的、不仅有自己独特的本色而且结合世界潮

10、流的产品。注重提升产业档次。提升产业档次是我国陶瓷工业扩大出口的重要依托。国内陶瓷企业要根据市场需求，广泛开展与国际著名陶瓷企业的联系与合作，进一步加快产业结构的调整，用高科技嫁接中国陶瓷工业，尽快实现装备、技术和产品整体升级。下大力气进行科研投入，培植一批科技含量高、市场竞争力强、经济效益好的企业和产品，提高中国陶瓷工业的整体实力和核心竞争力。 目前，中国日用陶瓷的总产量和出口量均居世界首位，不仅能满足国内生产及生活的需要，还出口到世界150多个国家和地区。 当前，中国陶瓷业在国内市场总的发展趋势是：在数量上已能充分供应的基础上，人们对产品品种、档次与质量的要求正在不断提高。今后国内市场总的

11、发展趋势是产品品种要求从单件向规格花色配套方向发展，产品档次要求适应不同层次消费者需求。随着人民生活水平从温饱到小康以至富裕的转变，在今后一个相当长的时间内，市场供求的矛盾不在数量而在品种、规格、质量、档次。随着建筑业的发展，墙地砖、釉面砖与卫生陶瓷的需求十分兴旺，势必形成行业的一个新的增长点。现阶段，中国陶瓷业的战略方针是： 第一，以市场为导向，严格控制生产总量，努力调整产品结构，从以量取胜转向以质取胜，从速度型转向效益型。通过调整产品结构，使建筑卫生陶瓷的产值超过日用陶瓷的产值，使高新技术陶瓷生产有一个较快的发展。在整个行业形成日用陶瓷、建筑卫生陶瓷与高新技术陶瓷三足鼎立的局面； 第二，积

12、极发展高新技术陶瓷，开拓应用领域，提高产品档次，注重发展实用性强、技术含量与附加值高的产品； 第三，积极开拓国际市场，提高创汇效益，建成若干个各具特色的以生产名牌产品的企业为龙头的出口瓷生产基地。其战略目标是： 第一，在2010年前要求达到下述目标：在日用陶瓷行业实行五化，即原料标准化、燃料洁净化、辅料专业化、生产现代化、出口高档化； 第二，以出口为龙头，面向国内国际两个市场，规划2010年产量保持在100亿件左右。其中内销70亿件，要求档次齐全，以中档为主；出口30亿件，出口单价平均达到1.2美元/件的中高档水平；第三，跟踪世界陶瓷新材料发展，以氧化物、氮化物、碳化物为发展重点，逐步在全国建

13、成1015个高新技术陶瓷生产基地。今后15年，中国日用陶瓷销售将呈平稳发展趋势，建筑卫生陶瓷的市场发展看好。中国对高新技术陶瓷的研究与应用尚属起步阶段，其市场前景尤其可观。1.2 陶瓷干燥机械使物料（湿坯、原料、泥浆等）获得能量，液体水汽化而排除水分的过程称为干燥陶瓷工业的干燥方法经历了自然干燥法、室式哄房干燥到现代的用多种热源连续生产的各式干燥机干燥的过程。物料的干燥原理是将能量传给物料，物料中的水分获得热量后，汽化蒸发，由液体水变成气体，离开了物料从而得到干燥。故物料的干燥过程既有热传播的过程，也有水分扩散的传质过程。因此，作为完成干燥过程的干燥机械或设备通常包括以下几部分：1. 干燥室。

14、是完成干燥的场所，除送出送入物料或坯体等地方外，要用隔热板或防护板密封成一定大小的空间。2. 热源装置。供给物料中液体水汽化蒸发必要的能量，有热风、供频电干燥、高频电干燥、辐射干燥等多种干燥形式。3. 通风系统。使使干燥室内通风对流，将湿气带走。 4. 胚体的运载机构。 在干燥室内运行，将湿胚或物料送入，干坯或物料送出，实现干燥的连续进行。这些运载机构有车式、链式、转盘式、推板式5. 动力传动部分： 对于连续干燥式的干燥机，作为驱动运载机构按干燥工艺的需要做连续的或间歇的运动。6. 机械手和控制装置： 实现自动完成干燥过程中的某些动作或控制规律如自动脱模、各动作程序控制等。因此，随着干燥机的运

15、载机构、干燥方法、控制手段的不同和为了满足物料的干燥过程按干燥机理所引出的结果，产生了各种各式的干燥机：按生产的连续性和运载机构分间歇式和连续式，其中，间歇式包括各种室式干燥机；连续式包括隧道干燥机，链式干燥机，转盘式干燥机，推板式干燥机，喷雾式干燥机（气流式）。按干燥器应用的热源分为：对流干燥，工频干燥，高频电子干燥，辐射干燥和复合热源干燥。按在日用陶瓷生产按完成干燥工序分：一次干燥机只完成脱模干燥，二次干燥只完成脱摸干燥和白坯干燥，三次干燥完成修坯干燥等。室式干燥机常用对流热风或电干燥为热源。当用对流热风干燥坯体时，就是室式烘房。坯体放在机架上，热风在室内流动使坯体干燥并将湿气带走。其特点

16、是：不连续生产、热耗大、干燥不均匀、操作条件差和劳动强度大、设备简单、容易变更干燥制度。热源可以分为燃烧热、烟气余热、蒸汽、电热、隧道窑余热等。喷雾干燥是在干燥塔内将泥浆直接雾化干燥成干粉，是现代建材工业，日用陶瓷工业等部门中作为制备成型泥料发展很快的机械。隧道干燥与隧道窑类似，用隧道为干燥室，小车为运载工具，干燥小车运载坯体由一端送入，另一端推出，热风逆着推车方向自隧道一端送入，废气从另一端用抽风机或烟囱排出。此类干燥设备主要用于建材工业。干燥机的应用对于促进陶瓷工业的现代化生产有重要的意义。1改变了靠天生产的自然干燥的原始落后状态；2. 大为缩短了干燥时间和生产周期，提高了劳动生产率和产品

17、质量，某些产品从过去干燥时间以天数，时数算缩少大为以分秒计算；3. 和许多现代化的成型方法（如自动压力成型、滚压成型等）联动，使成型工艺实现完全的自动化，机械化；5. 节省大批的坯板、减少了大量的模具；6. 减低了劳动强度、改善了劳动条件，提高了文明生产水平。 我的毕业设计题目是卧式陶瓷链式干燥机动力传动系统，所以接下来主要的叙述一下链式陶瓷干燥机方面的一些相关内容。1.3 链式陶瓷干燥机采用注浆法和可塑法成型的坯体，含有较多的水分，需要干燥机（简称链干机）干燥均匀，热效率较高，工人劳动强度小，在日用陶瓷厂中得到广泛应用。链式干燥机的构造和工作原理：链式干燥机是在干燥室内由悬挂输送机运送坯体的

18、一种设备。悬挂输送机有两条平行的闭合链条，链条之间按等距离悬挂着许多吊篮，坯体的干燥或模型放在吊篮上，链条以一定的运动规律将吊篮上的坯体和模型送入干燥室。链式干燥机由链条、链轮、吊篮、钢架、传动装置、保温板和热空气系统组成。日用陶瓷厂使用的链式干燥机一般分前箱和后箱两部分。前箱用于带模坯体的干燥，即青坯体干燥；后箱用于脱模后的坯体干燥，即白坯干燥。成型后，坯体连同模型一起从链式干燥机前箱“进口”处放入吊篮，坯体在输送的同时进行干燥，通过调节输送速度和前箱的干燥温度，使坯体到达“出口”时能够脱离模型，然后由工人或机械手取出放入后箱的吊篮中，模型则留在前箱随同吊篮返回链式干燥机的“进口”处；后箱吊

19、篮上的坯体在干燥室内完成白坯干燥。前箱和后箱的温度可以分别调节，前箱的温度一般不会超过六十摄士度，后箱温度一般不会高于九十摄士度。热空气由风机送入，湿含量较高的干燥尾气从顶部的排气口排出。也有的链式干燥机将后箱的一部分尾气送到前箱，这样可以增加前箱干燥气体的湿含量，同时可以提高干燥器的热效率。坯体在干燥室内的干燥时间可用改变链轮转速的办法调节。其中链式干燥机是用了各种形式的链条作为牵引件带动放着模胚的载胚板（又称摇篮、挂篮、吊篮、放坯板等）在干燥室以一定的运动规律（连续地或间歇地）运行，使胚体或模子得到干燥和输送到预定的地点。根据干燥工艺和操作等需要非常灵活地设计布置成各种形式走向的闭合链。主

20、要从干燥段来看，有水平式和垂直式两个基本形式。我所选的设计题目是卧式链式干燥机的动力传动系统，设计工作主要包括电动机的选择、减速器的选择、链条的选择及布置情况、联轴器的选择，主动轴和从动轴的设计、校合，主动链轮和从动链轮的设计、校合，以及吊篮（包括耳板，载板，托板等），销轴的设计。具体的设计步骤我将在设计说明书中详细介绍。卧式干燥机的链条布置是水平布置形式。我所设计的干燥机是多层水平布置形式，如图所示：其特点是：1. 对于定向集中对位干燥、辐射干燥、需要转动坯件干燥、两面使用热源 干燥等情况时，几乎全部采用这种形式。2. 可在厂房低的地面布置；也可在较高厂房的高层布置，以便干燥器在楼房或箱房之

21、上，操作位置在下，改善劳动环境。3. 从结构来看，链轮数不多但链很长，要用双链，为了防止悬空链条下垂造成的种种不良后果，一般要铺设水平支撑导轨，对双链跨距大的要在两边链条中间加支撑杆以保持两链的平行距离。4. 动力消耗较大，张紧调节较复杂，机架刚性要求高。 5. 坯体干燥温度均匀等特点。第二章 设计说明书 2.1 电动机和减速器的选择2.1.1 电动机的选择实用经验数据，对于810英寸盘类，双链多层链式干燥机的驱动电动机功率一般在5.5KW10KW，根据现场的工作环境以及各种型号的电动机的适合工作的环境。考虑到厂房的工作环境不超过40度，相对湿度不超过95%，海拔不超过1000m，额定电压38

22、0V，频率50HZ，所以我选用Y系列三相异步电动机，型号为Y160L-6，满载转速为970r/min，同步转速1000r/min，6极；额定转矩2.0N.mm，最大转矩2.0N.mm，质量为137kg。2.1.2 减速器的选择根据该设备的工作情况，以及电动机的转速，我选的的减速器型号NGW102，其传动比为280，传动比代号为18，最大转速不超过1000r/min，机座型号为10，工作环境温度为-40度-+45度。2.2 带轮设计2.2.1 V带轮的设计要求设计V带时基本上要满足的要求有：质量小；结构工艺性好；无过大的铸造应力；质量分布均匀，转速高时要经过动平衡；轮槽工作面要精细（加工表面粗糙

23、度一般应为3.2），以减少带的磨损；各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布较为均匀等。2.2.2带轮的材料带轮的材料主要采用铸铁，常用的材料牌号为HT150或HT200；转速较 高是宜采用铸钢（或采用钢板冲压后焊接而成）；小功率的可以采用铸铝的或塑料的。在这次设计中，联系所选用的电动机转速不高，所以主动带轮我选用铸铁为带轮材料，从动带轮速度比主动带轮还要低，所以从动带轮也选铸铁为材料。2.2.3带轮的设计计算已知电动机的型号Y160L-6，额定功率9KW，转速为970r/min，传动比为i=3，设计带轮如下：1. 确定计算功率PcaPca=KAP 6因为链式陶瓷干燥机的的载荷变动很小所

24、以查表得KA=1.1，所以Pca=KAP=1.1*9=9.9KW2. 选取V带带型根据Pca和转速n1，查表确定选用普通V带B系列3. 确定带轮的直径查表知，为了满足输出扭距，B型带的直径最小在125mm，所以先选主动带轮直径 dd1=125，根据公式dd2=idd16 得dd2=idd1=3*125=375mm查表可查出从动带轮直径为400mm按公式v=dd1n1/60*1000验算带的速度V=dd1n1/60*1000=3.14*125*970/60*1000=6.35m/s35m/s带的速度适合。4. 确定V带的基准长度和传动中心距根据0.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2），得

25、 0.7（125+400）a02（125+400） 367.5a01050，初步确定中心距a0=400mm。根据公式Ld=2a0+/2*（dd1+dd2）+（dd1-dd2）/4a0 6 得Ld=2a0+/2*（dd1+dd2）+（dd1-dd2）/4a0 =2*400+3.14/2（125+400）+（125-400）/4*400 =1910mm查表得，选取带的中心距为1800mm根据公式a=a0+（Ld-Ld）/2得 a=a0+（Ld-Ld）/2 =400+（1800-1910）/2 =435mm5. 验算主动轮上的包角 由公式1=180-（dd2-dd1）*57.5 6 得1=180-（

26、dd2-dd1）*57.5 =180-（400-125）*57.5 =143.6120主动轮上的包角合适。6. 计算V带根数由公式z=Pca/（Po+Po）KaKl 6 得由n1=970n/min、dd1=125mm、i=3，查表得Po=1.67，Po=0.3，Ka =0.9，Kl=0.95所以，z=Pca/（Po+Po）KaKl =9.9/（1.67+0.3）*0.9*0.95 =5.82应取V带6根。 7.计算预紧力Fo 在带传动中，预紧力是通过在带与两带轮的切点跨距中点，加上一个垂直于两轮上部外公切线的适当载荷，使带沿跨距每长100mm所产生的挠度为1.6mm来控制的。 由公式知 Fo=

27、500*Pca（2.5/ Ka-1）/vz+ qv查表得q=0.1kg/m，所以 Fo=500*Pca（2.5/ Ka-1）/vz+ qv =500*9.9（2.5/0.9-1）/6.35*6+0.1 *6.35 =231.5N8. 计算作用在轴上的压轴力Fp 为了设计安装带轮的轴和轴承，必须确定带传动作用在轴上的力Fp。如果不考虑带的两边的拉力差，则压轴力可以近似地按带的两边预紧力Fo的合力来计算，即由公式Fp=2zFosin/2 6 得Fp=2zFosin/2 =2*6*231.5* sin143.6/2 =2658.N 9. 带轮的结构设计带轮的结构设计，主要是根据带轮的基准直径选择结构

28、形式；根据带轮的截型确定轮槽尺寸；带轮的其他结构可以参照经验公式计算。确定了带轮各部分的尺寸后，即可绘出零件图，并按工艺要求注出相应的技术要求等。铸铁制V带轮的典型结构有以下几种形式：实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式。带轮的基准直径dd小于等与2.5d（d为轴的直径，单位为mm）时，可采用实心式；当dd小于等于300mm时，采用腹板式（当D1-d1大于100mm时，可采用孔板式）；dd大于300mm时，可采用轮辐式。综上所述，主动带轮选择实心式。查表（GB/T11544-1997，GB/T13575.1-1992）得，B型带中的一些参数如下：b=17 ，h=11 ，bd=14.0 ，ha最小

29、值为3.5，本次设计选为4 ，hf最小值为10.8 ，设计中选为11，e=190.4，f最小值为11.5，设计中为12，m最小值为7.5，设计中为15（以上数据单位均为mm） ，=34度。主动带轮采用实心式，如图2所示：从动带轮基准直径为400mm300mm所以从动带轮设计成轮辐式，如图所示：2.3 轴的设计 2.3.1 轴设计的主要内容轴的设计跟其他零件的实际相似，包括结构设计和工作能力计算两个方面的内容。轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理的确定轴的结构和尺寸。轴的结构设计不合理，会影响轴的工作的 可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难等。因此

30、，轴的结构设计是轴设计中的重要内容。轴的工作能力计算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算。多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴的强度。这时只需对轴进行强度计算，以防止断裂或塑性变形。而对刚度要求高的轴（如车床主轴）和受力大的细长轴，还应进行强度计算，以防止工作时产生过大的弹性变形。对高速运转的轴，还应进行振动稳定计算，以防止发生共振而破坏。2.3.2 轴的材料轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用扎制圆钢和锻件，有的则直接用圆钢。由于碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高耐磨性和抗疲劳强度，故采用碳钢制造轴应用尤为广泛，其中常用的是45

31、钢。由于合金钢比碳钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能。因此，在传动大动力，并要求减小尺寸与质量，提高轴颈的耐磨性，以及处于高温或低温条件下工作的轴，常采用合金钢。必须指出的是：在一般的工作温度下（低于200摄士度），各种碳钢和合金钢的弹性模量均相差不大，因此在选择钢的种类和决定钢的热处理方法时，所根据的是强度和耐磨性，而不是轴的弯曲强度和扭转强度。但也应注意，在即定的条件下，有时也可选择强度较低的钢材，而用适当增大轴的截面面积的办法来提高轴的刚度。各种热处理（如高频淬火、渗氮，渗碳、氰化等）以及表面强化处理，对提高轴的抗疲劳强度都有显著的效果。根据本次设计设备上的轴工作情况，我们所选材料也是45钢，然后经过热处理即可。2.3.3 轴的结构设计轴的结构设计包括定出轴的合理外型和全部的结构尺寸。轴的结构设计主要取决于以下因素：轴在机器中的安装位置及形式；轴上安装的零件的类型、尺寸、数量以及和轴的连接方法；载荷的性质、大小、方向、及分布情况；轴的加工工艺等。由于影响轴的结构的因素很多，且其结构形式又要随着具体情况的不同而异，所以轴没有标准的结构形式。设计时，必须针对不同的情况进行具体的分析。但是，不论合种具体条件，轴的结构都应满足良好的制造工艺性等。下面讨论轴的结构设计中要解决的几个主要的问题。（1）.拟定轴上零件的装配方案拟定轴上零件的装