SF打散分級機總體及機架設(shè)計論文說明書

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1、鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2006 目 錄 1 前言 1 2 SF500/100打散分級機的總體設(shè)計 3 2.1總體方案論證 3 2.2機體主要尺寸的確定 4 2.3風(fēng)輪電機的選型 5 2.4 打散電機的選型 10 3 主梁及機架的設(shè)計 12 3.1 主梁的設(shè)計 12 3.2 機架的設(shè)計 14 3.3 機架一與機架二連接螺栓的校核 16 4 設(shè)備的安裝 19 4.1 安裝總順序 19 4.2 頂部蓋板及機架的安裝 19 4.3內(nèi)外筒體的安裝 19 4.4回轉(zhuǎn)部件的安裝 19 4.5傳動系統(tǒng)的安裝 20 4.6潤滑系統(tǒng)的安裝 20 4.7風(fēng)扇及檢測

2、系統(tǒng)的安裝 20 5 設(shè)備的日常維護 21 6 結(jié)論 22 參考文獻 23 致謝 24 附 錄 25 1 前言 打散分級機是在九十年代初開發(fā)問世的新型料餅打散分選設(shè)備，集料餅打散與顆粒分級于一體，與輥壓機配套使用，構(gòu)成獨立的擠壓打散回路?？梢韵亯簷C邊緣漏料和開停機過程中及正常工作時未被充分?jǐn)D壓的大顆粒物料對后續(xù)球磨系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響，獲得大幅度增產(chǎn)節(jié)能的效果。進入80年代中期后，輥壓機因其高效、節(jié)能、低耗等特點，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。隨著輥壓機的推廣應(yīng)用，雖然擠壓過的物料中有70%小于2mm顆粒，并且有約占總量25～30%小于0.08mm的成品

3、，但是仍有約占總量1O～15%大于5mm 的大顆粒，并且隨著輥壓機使用周期的加長側(cè)面擋板磨損后而未能及時更換，大顆粒物料的比例將加大。因此，擠壓過物料的顆粒分布很寬，使得后續(xù)球磨機的配球較難適應(yīng)上述物料，影響系統(tǒng)產(chǎn)量的進一步提高。因而水泥生產(chǎn)商迫切需求某中設(shè)備來對輥壓過的物料進行打散分級處理，將大顆粒物料返回輥壓機，細粉進入球磨機。為了進一步完善擠壓預(yù)粉磨系統(tǒng)，使得進入后續(xù)粉磨系統(tǒng)的物料顆粒小而均齊，成為各國擠壓預(yù)粉磨技術(shù)研究的主要內(nèi)容，國內(nèi)外各大水泥裝備公司相繼開發(fā)出多種設(shè)備和新工藝來達到上述目的。而打散分級機就是在上述背景下誕生的新型料餅打散分選設(shè)備。 本課題來源于江陰水泥廠，由于該廠長

4、期使用輥壓機，但一直受到產(chǎn)量不高的影響。因而他們迫切希望能設(shè)計出一臺打散分級設(shè)備與輥壓機聯(lián)合使用來提高預(yù)粉磨系統(tǒng)的產(chǎn)量。為此，他們特地委托本單位設(shè)計SF500/100型打散分級機。同時也給出了兩個基本生產(chǎn)能力參數(shù)： a.臺時產(chǎn)量80～110t/h； b.分級粒徑0.2～2mm,通過調(diào)頻電機變速實現(xiàn)。 為此，我們在咸斌老師的指導(dǎo)下，根據(jù)廠方提出的要求及提供的數(shù)據(jù)首先進行了方案的提出與論證，經(jīng)過研究決定：打散采用離心沖擊粉碎的原理，經(jīng)輥壓機擠壓后的物料呈較密實的餅狀，由對稱布置的進料口連續(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

5、部分的導(dǎo)向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。錘形凸棱主要作用是避免物料在打散盤上打滑，使甩出的物料具有較高的初速度，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，用以強化對料餅的沖擊粉碎效果。 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)形通道進入沿風(fēng)輪周向分布的風(fēng)力分選區(qū)內(nèi)。物料的分級應(yīng)用的是慣性原理和空氣動力學(xué)原理，粗顆粒物料由于其運動慣性大，在通過風(fēng)力分選區(qū)的沉降過程中，運動狀態(tài)改變較小而

6、落入內(nèi)錐筒體內(nèi)被收集，由粗粉卸料口卸出返回，同配料系統(tǒng)的新鮮物料一起進入輥壓機上方的稱重倉。細粉由于其運動慣性小，在通過風(fēng)力分選區(qū)的沉降過程中，運動狀態(tài)改變較大而產(chǎn)生較大的偏移，落入內(nèi)外筒體之間被收集，由細粉卸料口卸出送入球磨機繼續(xù)粉磨或入選粉機直接分選出成品。 由于打散分級機是為完善擠壓預(yù)粉磨系統(tǒng)而設(shè)計的，所以整個設(shè)計過程圍繞提高系統(tǒng)產(chǎn)量，降低能耗，減少成本而展開。因為打散分級機的設(shè)計以提高產(chǎn)量 降低能耗為目標(biāo)，響應(yīng)了世界節(jié)能的口號，所以將得到政府的支持，用戶的青睞， 具有廣闊的市場前景。 本課題有我和其他兩位同學(xué)完成，我主要負責(zé)機器的總體設(shè)計協(xié)調(diào)三人的工作以及機架部分的設(shè)計。

7、 2 SF500/100打散分級機的總體設(shè)計 2.1總體方案論證 已知條件：臺時產(chǎn)量80～110t/h，分級粒徑0.2～2mm。 總體方案結(jié)構(gòu)示意圖： 圖2-1 打散分級機的結(jié)構(gòu) 1.風(fēng)輪電機 2.打散盤 3.打散電機 4.反擊襯板 5.擋料錐 6.風(fēng)輪 7.回風(fēng)筒 8.分級區(qū)域 9.內(nèi)筒體 10.外筒體 11.進料口 12.粗粉出料口 13.細粉出料口 圖2-1為打散分級機的結(jié)構(gòu)圖，物料由進料口11進入打散分級機，落在打散盤2上，打散電機3通過帶輪帶動打散盤旋轉(zhuǎn)，物料在離

8、心力作用下脫離打散盤高速甩出，沖擊在反擊襯板4上得到粉碎，然后由于擋料錐5的阻擋作用沿擋料錐邊緣下落進入到分級區(qū)域8，風(fēng)輪電機1直接帶動風(fēng)輪6旋轉(zhuǎn)形成風(fēng)場，物料進入分級區(qū)域后在風(fēng)場的作用下實現(xiàn)分級，由于大顆粒物料慣性大，運動狀態(tài)改變小，徑向偏移小，掉如內(nèi)筒體9內(nèi)，由粗粉出料口12排出，小顆粒物料由于慣性小，徑向偏移比較大，掉入外筒體10與內(nèi)筒體之間，由細粉出料口13排出。 該機由于風(fēng)輪與打散盤的空間布置處于同一軸線上，但是兩者的轉(zhuǎn)速又不相同，軸的布置是關(guān)鍵問題，經(jīng)過和老師以及同課題組人員的討論，最后決定采用中空軸結(jié)構(gòu)。 機體主要是這樣一種結(jié)構(gòu)，外筒體通過螺栓與預(yù)埋鋼板相連將整臺機器固定于建

9、筑物上，內(nèi)筒體通過支架固定于外筒體上，回風(fēng)筒通過支架固定與內(nèi)筒體，內(nèi)外筒體以及回風(fēng)筒要保證處于同一回轉(zhuǎn)軸線上，外筒體上端由頂板密封，頂板上焊有主梁以承受機架及電機的重力所帶來的壓力同時保證頂板有足夠的剛度而不變形，主軸通過軸承安裝在中空軸內(nèi)，風(fēng)輪通過調(diào)頻電機帶動主軸而直接帶動，中空軸通過軸承安裝在固定于機架的套筒上，打散盤裝在中空軸上，打散電機通過帶輪帶動中空軸從而實現(xiàn)打散盤轉(zhuǎn)動。在機架上還設(shè)有布置對稱的進料裝置，能使打散后的物料形成較為均勻的環(huán)形料幕進入分級區(qū)域，從而達到理想的分級效果。 2.2機體主要尺寸的確定 根據(jù)分析打散分級機的分級過程與離心式選粉機和旋風(fēng)式選粉機均有相似之處。由于

10、分級設(shè)備的生產(chǎn)能力與選粉室截面積近似成正比，即： Q=KD （2-1） Q——設(shè)計用產(chǎn)量 單位t/h； D ——打散分級機的直徑 單位m； K ——生產(chǎn)能力系數(shù)。與物料的性質(zhì)，產(chǎn)品細度等有關(guān)。對于生產(chǎn)325號及425號常用水泥時，K值為5.25。 由于通用分級設(shè)備的分級效率一般為75～85%，我們?nèi)”ｋU效率80%。 那么我們設(shè)計用產(chǎn)量： Q=Q/ （2-2） Q ——打散分級機的臺時產(chǎn)量 單位t/h； ——打散分級機的效率。

11、 為保證能達到最大生產(chǎn)能力，我們以要求的最高產(chǎn)量110t/h作為設(shè)計依據(jù)，根據(jù)公式（2-2），我們得到設(shè)計用產(chǎn)量為 Q=137.5t/h。再根據(jù)公式（2-1）得到打散分級機的直徑D=5.07m，我們將D取整得到打散分級機的直徑為5m。再參照旋風(fēng)試選粉機各部分的尺寸比例： d =0.438～0.527D （2-3） d=d/3 （2-4） d=0.4d

12、 （2-5） d ——打散分級機內(nèi)筒內(nèi)徑 單位m； d——風(fēng)輪的直徑 單位m； d——打散盤的直徑 單位m。 由公式（2-3）得到打散分級機的內(nèi)筒內(nèi)徑為2.190～2.635m，我們?nèi)=2.50m，再根據(jù)公式（2-4）得風(fēng)輪的直徑為0.833m，我們?nèi)≌膁=0.8m，同樣根據(jù)公式（2-5）得打散盤的直徑為d=1m。 L=0.2d （2-6） L——打散盤襯板表面到物料進入分級區(qū)域的高度 單位m。 L——物料剛進入分

13、選區(qū)的點到內(nèi)筒上截面的高度 單位m。 這樣我們得到L=0.5m。 根據(jù)離心式選粉機的L/ L知道，當(dāng)比值在0.8～0.5或更小時分級效力很低，當(dāng)比值在2～1.82時分級效果最好，那么L的范圍為1～0.91m，我們?nèi)】恐虚g的數(shù)值，定L=0.94m。確定了這些基本尺寸，接下來我們進行粒子的受力分析以及風(fēng)輪電機的選型。 2.3風(fēng)輪電機的選型 首先我們進行風(fēng)壓、風(fēng)速的計算。已知條件為物料的分離粒徑0.2～2mm,以及上面計算所得的L=0.5m, L=0.94m。同時我們通過查閱資料可以得到所處理物料的密度為1450kg/m。 分析：由于所處理物料的粒徑大于100m，屬于大顆粒物料的沉降，再

14、加上重力方向上又沒外加上升氣流的影響，所以單純由于物料顆粒速度的增加而產(chǎn)生的阻力較之重力而言遠遠小于重力。因此，在重力方向上我們先忽略空氣阻力的影響，將物料在重力方向的運動看成單純的自由落體運動，那么我們可以根據(jù)以上分析及已知的數(shù)據(jù)算出粒子經(jīng)過風(fēng)場的時間： t=- （2-7） t ——物料粒子經(jīng)過風(fēng)場的時間 單位s。 代入數(shù)據(jù)得到t0.223s 。 由分級原理可知道，要實現(xiàn)物料的分級，那么在0.223s的時間內(nèi)，所需分選出的物料粒子在徑向的位置必須要到達內(nèi)筒的外緣。為保證分級效果，我們設(shè)計讓粒子在0.2s

15、內(nèi)到達內(nèi)筒的外緣，根據(jù)上面對打散分級機基本尺寸的確定，粒子剛進入分級區(qū)域的點到內(nèi)筒邊緣的徑向距離為： x=(d- d)/2- （2-8） x ——粒子剛進入分級區(qū)域的點到內(nèi)筒邊緣的徑向距離 單位m； ——打散盤邊緣到襯板的徑向間隙 單位m。 而打散盤邊緣到襯板的徑向間隙一般為0.08～0.1m 。所以由公式（2-8）我們得到粒子剛進入分級區(qū)域的點到內(nèi)筒邊緣的徑向距離x=0.67m。 假設(shè)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)所形成的徑向風(fēng)速為U，物料粒子在不同時刻的速度為U，得到粒子的運動微分方程為： dx= Udt

16、 （2-9） 根據(jù)常溫常壓下風(fēng)速與它形成的動壓關(guān)系： P=U/K （2-10） U ——風(fēng)速 單位m/s； P ——動壓 單位Pa； K ——風(fēng)速動壓轉(zhuǎn)換系數(shù)，與空氣的密度及重力加速度g有關(guān)，常溫常壓下為1.6左右。 這就是說當(dāng)風(fēng)速為U時，風(fēng)對靜止物體的垂直作用面所產(chǎn)生的壓力為U/K （Pa），由于大氣壓對物料粒子形成的作用力在各作用表面上相互抵消，因此在此不考慮大氣壓的影響。根據(jù)上訴分析，風(fēng)速對運動顆粒形成的壓力為： P=（U- U

17、）/K （2-11） 根據(jù)牛頓第二定理，顆粒體的徑向運動方程為： P . A=m . d U/dt （2-12） A ——顆粒水平方向的投影面積（這里將顆?？醋髑蝮w） 單位m； m ——顆粒的質(zhì)量 單位kg。 m=(4/3)R （2-13） R ——顆粒的半徑 單位m。 將公式（2-13）代入（2-12）并整理得到：

18、 P=(4/3)R.. d U/dt （2-14） 再將公式（2-11）代入公式（2-14）并整理得到： （U- U）/K=(4/3)R.. d U/dt （2-15） 將常數(shù)代入并整理運算得到： 3.2327510/R= d U/（U- U） （2-16） 令3.2327510； 則公式（2-16）為： dt/R= d U/（U- U） （2-17） 將公式（

19、2-17）積分得： .t/R=1/（U- U）+C （2-18） 由初始條件t=0, U=0的到積分常數(shù)：C=1/ U，則公式（2-18）為： .t/R=1/（U- U）+ 1/ U （2-19） 根據(jù)（2-19）我們可以得到顆粒的運動速度U為： U= U[1-1/（U..t/R+1）] （2-20） 將公式（2-20）代入公式（2-9）得到： （2-21） 對公式（2-21）積分并有初始條件

20、的到： （2-22） 根據(jù)公式（2-22）以及上面分析得到的數(shù)據(jù)：。我們可以反算出=。 根據(jù)風(fēng)輪風(fēng)速與扭矩的關(guān)系： （2-23） T ——風(fēng)輪的扭矩 單位N.m； ——空氣的密度，常溫常壓下取1.2kg/； r ——風(fēng)輪的半徑 單位m； ——葉尖速比時的扭矩系數(shù)。 （2-24） ——風(fēng)輪轉(zhuǎn)動的角速度 單位rad/s 。 風(fēng)輪的驅(qū)動功率為：

21、 （2-25） ——風(fēng)輪的驅(qū)動功率 單位W； ——風(fēng)能利用系數(shù) 。 = （2-26） 由圖2-2知道當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達到750r/min以上時分級效率提高不大，而且隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的提高機體的振動將會加劇，因而機體所受的復(fù)雜交變應(yīng)力將大幅上漲，這將大大降低機器的使用壽命。所以在此我們將平均工作轉(zhuǎn)速取為650r/min，這也與我們最初設(shè)計時用的效率比較接近。 圖2-2 牛頓效率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的關(guān)系 根據(jù)上述分析我們根據(jù)公式（2-24）我們得到： ==2.172~4.733 （2-27） 我們?nèi)》旨?mm

22、顆粒時所用的風(fēng)速為調(diào)頻電機功率選型的依據(jù)，也就是取2.172。我們根據(jù)圖2-3可以知道此時的我們可以根據(jù)公式（2-25）得到風(fēng)輪的驅(qū)動功率20755W=20.755kW。同樣如果我們?nèi)?.2mm顆粒粒徑計算，我們得到風(fēng)輪的驅(qū)動功率為15760W=15.760kW。為保證能將2mm的顆粒分出我們只能取20.775kW以上的調(diào)頻電機，實現(xiàn)不同粒徑粒子的分級只能是依靠調(diào)速。 由于風(fēng)速的三次方代表能量的輸出，轉(zhuǎn)速的平方代表能量的輸入，根據(jù)能量守恒知道，兩者相等。也就是成正比關(guān)系，據(jù)此我們得到： （2-28） ——分級機最小風(fēng)速 即5.75m/s； ——分級機最大

23、風(fēng)速 即12.53m/s； ——對應(yīng)最小風(fēng)速下的轉(zhuǎn)速 單位r/min； ——對應(yīng)最大風(fēng)速下的轉(zhuǎn)速 單位r/min。 這樣我們可以得到：=0.31，再根據(jù)平均轉(zhuǎn)速650r/min得到，。這樣得到調(diào)速電機的調(diào)速范圍為必須大于308～992r/min，調(diào)速電機的最低轉(zhuǎn)速不需要保證，但最高轉(zhuǎn)速一定要保證，也就是所選電機的額定轉(zhuǎn)速一定要大于992r/min。 由于上面風(fēng)輪直徑是通過經(jīng)驗公式所得，為確保數(shù)據(jù)偏差不至于過大我們再通過其他方法驗算一下。根據(jù)實用機械設(shè)計手冊（下）第十三章第四節(jié)風(fēng)機葉輪設(shè)計知識：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)計決定采用此結(jié)構(gòu)，風(fēng)輪輪廓如圖：

24、 圖2-4 風(fēng)輪結(jié)構(gòu)簡圖 根據(jù)公式（2-10）及算出的風(fēng)速得動壓為。由于通用分級設(shè)備的靜壓損失一般為200～250，考慮工作條件不利，略取大點。取靜壓，全壓。 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 表 2-1 根據(jù)表我們我們?nèi)。?，一般徑向彎曲葉片系數(shù)在0.35～0.55間（

25、由該書表13-121提供）。我們?nèi)?。葉輪外徑： （2-29） 我們根據(jù)公式（2-29）及已知數(shù)據(jù)得，我們?nèi)≌?。跟?jīng)驗公式推算的偏差不大。 綜上所述，我們根據(jù)電機的功率要求為20.775kW以上，調(diào)速范圍不小于308～992r/min。據(jù)這兩個要求我們選用Y180L-4型號的電機。由于是立式安裝，我們選用V型。額定功率P=22kW，滿載轉(zhuǎn)速1470r/min。 2.4 打散電機的選型 根據(jù)與指導(dǎo)老師以及同課題人員的討論研究發(fā)現(xiàn)打散分級機的打散方式與反擊式破碎機的破碎過程十分相似，所以我們仿用上面的部分參數(shù)及

26、公式進行設(shè)計，因為打散分級機處理的是輥壓機輥壓過的物料，所以料餅的硬度相對于反擊式破碎機所處理的物料而言相當(dāng)小，因此打散分級機對物料的打散過程與破碎機的粗碎過程更為相似，因此我們?nèi)∮糜诖炙闀r的破碎機的參數(shù)及公式來進行計算。因為板錘的數(shù)目和轉(zhuǎn)子的直徑有關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)子的直徑比較小時板錘的數(shù)目就少。通常轉(zhuǎn)子的直徑在1m以下時可裝設(shè)3個板錘，轉(zhuǎn)子直徑在1～1.5m時可裝4～6個板錘，轉(zhuǎn)子的直徑為1.5～2m時裝6～10個板錘，物料硬度大時可適當(dāng)取多點。根據(jù)上面確定的打散盤的直徑，我們可以將板錘取為6個。轉(zhuǎn)子的圓周速度對破碎機的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品的細度和粉碎比的大小取決定性作用，速度高生產(chǎn)能力、粉碎比都顯著增加

27、。一般粗碎時為15～40m/s，細碎時40～80m/s，因為打散分級機的打散過程相當(dāng)于粗破碎過程，再根據(jù)轉(zhuǎn)子的直徑可換算出轉(zhuǎn)速約為287～765r/min。根據(jù)反擊式破碎機的功率消耗所用的經(jīng)驗公式： （2-30） N ——電機的功率 單位kW； K ——比功耗，kW.h/t。比功耗視破碎物料的性質(zhì)、破碎比和機器的機構(gòu)特點而定。等石灰石硬度時，粗碎時取K=0.5～1.2；細碎時取K=1.2～2。由于打散分級機所處理的物料較石灰石而言，硬度小的多。我們可將K值適當(dāng)取小點，以免選用電機功率過

28、高，電機長期不滿載工作，造成能量的浪費，這里我們?nèi)?.3 。那么我們可以得到N=41.25kW 。 速度可以由下式確定： （2-31） ——物料的抗壓強度 單位Pa； E——物料的彈性模數(shù) 單位Pa； ——物料的密度 單位kg/m。 由于公式（2-30）沒有反映出破碎比和錘頭質(zhì)量這兩個因素，所以上式計算出的速度只能作為速度選擇的參考。 沖擊時間可以按下式確定： （2-32） R——料塊的半徑 單位m 。 據(jù)有關(guān)文獻記載，當(dāng)

29、直徑為1米的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在500r/min時，物料的沖擊作用時間不到0.01s，破碎力很強大，足夠使物料得到有效的破碎。打散分級機所處理的物料硬度比較低，500r/min的轉(zhuǎn)速足夠使物料得到有效的粉碎。但是由于打散分級機進料口進來的物料直接落在打散盤上，轉(zhuǎn)速過低滯留在打散盤上的物料將增多，這相當(dāng)于增加了打散盤的質(zhì)量——即轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量增加，增加了轉(zhuǎn)子以及傳動軸的額外負載，這對傳動部件是極為不利的，尤其是傳動方式采用立式時。但是轉(zhuǎn)速過高又將加劇機體的振動，機體受到的復(fù)雜交變應(yīng)力增加。綜合以上分析，以及參照其他破碎設(shè)備打散分級機打散盤的轉(zhuǎn)速取500r/min為佳。因此，根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速的數(shù)值我們采用Y2

30、80M-8，由于是立式安裝，所以選用V型。額定功率P=45kW，額定轉(zhuǎn)速n=740r/min。以下回轉(zhuǎn)、傳動部分的具體設(shè)計校核由同課題組人員完成，在此不再細訴。 3 主梁及機架的設(shè)計 3.1 主梁的設(shè)計 根據(jù)我們方案中的結(jié)構(gòu)上部蓋板為直徑5.5m左右的鋼板制成的圓形蓋板，經(jīng)討論決定主梁采用大型槽鋼焊接成‘井’字形梁以提高蓋板的剛度及承受上部機架的重量。由于機架是臺型柱腳形式（后面設(shè)計中將提到）且為對稱形式，所以四個柱腳所受到的力近似相等，均勻作用于主梁上。為使主梁對鋼板的壓力盡量小，這就要求主梁在受力作用下變形盡量要小，所以我們先選用32b號槽鋼，然后進行強度及剛度校核。 主梁

31、結(jié)構(gòu)的形式、幾何尺寸及受力情況如圖3-1： 圖 3-1 主梁的結(jié)構(gòu)圖 P——風(fēng)輪電機及機架及回轉(zhuǎn)件對梁的作用力 單位N； P——打散電機及機架及回轉(zhuǎn)件對梁的作用力 單位N。 根據(jù)機架、回轉(zhuǎn)件所用材料及數(shù)量以及選用的電機我們可以得到m，。那么我們可以的到： （3-1） （3-2） K——保險系數(shù)，對重型機械一般取1.5。 因此根據(jù)上面兩條公式我們得到P=10.5，P=3.7。由于P是對稱分布的，所以我們將力的作用點移到主橫梁上時產(chǎn)生的附加扭矩相互抵消，如圖3-2 所示。由于我們

32、設(shè)計時要求對蓋板的壓力盡量要小，所以我們不考慮蓋板對主梁的支力，而將梁看成是簡支梁的力學(xué)模型，如圖3-3所示。 圖 3-2 梁受力簡圖 圖 3-3 梁的受力模型圖 根據(jù)圖3-3我們的到如下公式： 根據(jù)上面三條公式以及已知的數(shù)據(jù)我們可以算出：12.1576，16.2424。這樣我們已經(jīng)知道了所有的受力，再結(jié)合已知的力的作用位置就可作出彎矩圖如圖3-4所示： 圖 3-4 梁的彎矩圖 根據(jù)材料力學(xué)的知識知道： （3-3）

33、——梁的最大彎曲應(yīng)力 單位Mpa； ——梁的最大彎矩 單位kN.m； W ——抗彎截面模量 單位，對于32b槽鋼W=509.012。 這樣我們可以算出=51.9，但是機器工作時將會產(chǎn)生動載，據(jù)有關(guān)文獻記載，大型機器工作時對機座的載荷將提高到原來靜載的2～3倍，特別是在機器的啟動過程中，也就是說主梁可能面臨短時的150左右的高載荷，查閱資料可以得到槽鋼材料的許用應(yīng)力為，可見已經(jīng)滿足要求。 3.2 機架的設(shè)計 根據(jù)我們最初的方案，以及同課題組人員設(shè)計的回轉(zhuǎn)部件的具體尺寸以及安裝位置，我們進行機架的設(shè)計，在以機架能順利安裝上零件并能順利運轉(zhuǎn)，機架構(gòu)件不影響主件的運動為前提條件下，考慮具

34、體的工況，經(jīng)過和老師及同課題組人員的討論決定，采用焊接件的形式，柱腳采用18號槽鋼，并用10槽鋼作為附撐，蓋板采用Q235A鋼板，厚度20mm,具體結(jié)構(gòu)形式及受力情況見圖。 圖 3-5 機架1的簡圖及力的分布 和主梁的分析一樣，根據(jù)支撐物件所用材料及數(shù)量可以得到機架1所受的壓力為，通過四個柱腳及附撐傳遞到主梁上，由于機架自身的對稱性，我們可以把力看作是均勻分布于機架的四端面，這樣我們可以的到。一般來說機架受壓應(yīng)力的作用而被破壞的情況是很少的，所以我們不去校核機架柱腳的抗壓強度而只校核橫梁的彎曲強度，為保證焊縫的受力盡量的小，我們光去考慮支撐的作用，這樣我們可以的到這樣一個力學(xué)模型，

35、外伸梁的形式如圖3-6： 圖3-6 機架1的端邊受力模型 同主梁的計算過程一樣我們很容易得到：4.375。 彎矩圖為： 圖 3-7 機架1橫梁彎矩圖 根據(jù)公式（3-3）再查閱資料知道10槽鋼的W=39.7，計算的到，由于槽鋼許用應(yīng)力為，可見足夠滿足強度，而且椐分析過程知道機架橫梁的主作用力來自于附撐，而對兩端的焊縫作用力很小。 機架的剛度決定了機架在工作過程中變形的大小，其實對于機架的設(shè)計而言，剛度的研究比強度更有意義，因為機架由于壓力的作用而被破壞的情況是比較少的。但機架隨著工作時間的增加會慢慢的變形，這就要求機架有足夠的剛度，否則隨著機架的變形而導(dǎo)致傳動件位置的

36、變動，機器的工作能力就會降低。根據(jù)壓桿保持平衡能力的最小臨界力公式（3-4）： （3-4） ——臨界力 單位N； E ——材料的彈性模量 單位Gpa，對槽鋼材料為205GPa； I ——慣性矩 單位，對18號槽鋼為1369.9； ——機架高度 單位m。 根據(jù)機架一的設(shè)計高度為0.46m，再由公式（3-4）及已知數(shù)據(jù)得13.1，比較可知機架一受到的力遠遠小于，也就是機架具有足夠的強度，滿足要求。機架二、機架三所受的力較機架一而言要小，幾何尺寸也相差無幾，根據(jù)機架一校

37、核所的數(shù)據(jù)知道，無論是強度還是剛度都遠遠滿足，所以據(jù)經(jīng)驗判斷肯定滿足。反而是機架一與二之間的連接螺栓由于皮帶對軸拉力作用產(chǎn)生彎矩，受拉一邊的螺栓受力比較大需要進行校核。 3.3 機架一與機架二連接螺栓的校核 在校核之前我們必須算出皮帶通過帶輪作用于軸上的力，因為這個力是直接通過機架傳遞給螺栓的。下面是求對軸作用力的公式： （3-5） （3-6） ——軸所受的拉力 單位N： z ——皮帶根數(shù)，從同組人員那得到的數(shù)據(jù)為5根； ——單根皮帶初拉力 單位N； ——小帶輪的包角； —

38、—計算功率=，工況系數(shù)，P實際功率； ——帶輪的圓周速度 單位m/s； ——小帶輪的包角系數(shù)； q——每米帶長的質(zhì)量 單位kg/m。 根據(jù)同課題組人員設(shè)計的傳動部分，我們可以得到以下數(shù)據(jù)：=63kW，v，，，，。這樣我們再根據(jù)公式（3-6）得到，再據(jù)公式（3-5）得到。根據(jù)機架的受力位置我們得到這樣一個力學(xué)模型如圖3-8： 圖 3-8 機架的受力模型 ——螺栓對機架的作用力 單位 。 由于是四個螺栓作用我們根據(jù)關(guān)系可以得到： （3-7） 由公式（3-7）及已知的數(shù)據(jù)我們

39、可以得到。再參照選粉機電機機架設(shè)計時螺栓連接處預(yù)緊力一般取以上，所以螺栓的總受力為安全起見我們?nèi)?kN計算，下面就可以根據(jù)公式求拉應(yīng)力： （3-8） ——螺栓受到的拉應(yīng)力 單位； S ——螺栓的截面積 單位。 由于我們選的是M16的螺栓，危險截面對應(yīng)螺紋小徑處的面積約為140，根據(jù)公式（3-8）得43，除拉應(yīng)力外，在螺栓受拉的過程中還受到螺紋副間摩擦阻矩的作用產(chǎn)生切應(yīng)力，對于M10～M64的螺栓=0.5，再根據(jù)第四強度理論： 57Mpa （3-9） 螺

40、栓的抗拉伸強度極限為，動載情況下許用應(yīng)力安全系數(shù)為S=2.5～4，我們?nèi)?計算得到許用應(yīng)力[]==82.5Mpa，由于，所以滿足要求。 4 設(shè)備的安裝 打散分級機主要分為四大部分，a)頂部蓋板三塊 b)回轉(zhuǎn)部件及其機架，底座四個，主電機及其機架，調(diào)速電機及其機架 c)內(nèi)外筒體，錐體多片 d)潤滑系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)件及附屬零部件。由于該設(shè)備體積較大，內(nèi)外筒體是分成多片的，所以在安裝現(xiàn)場的吊裝工作量較大，為方便用戶安裝，提出以下要求。 4.1 安裝總順序 1）安裝四個底座； 2）裝頂

41、部蓋板； 3）安裝上部筒體； 4）安裝外錐筒體的上部，吊裝內(nèi)筒體，合攏外錐筒體的下部； 5）安裝回轉(zhuǎn)部件及機架，安裝主電機，調(diào)速電機及機架； 6）安裝潤滑系統(tǒng)，風(fēng)扇及檢測系統(tǒng)。 4.2 頂部蓋板及機架的安裝 1）吊裝四個底座，與預(yù)埋鋼板位置吻合后焊接螺桿安裝并上緊螺母； 2）頂部蓋板分別吊裝就位； 3）頂部蓋板（中部）大型槽鋼梁為基礎(chǔ)找水平，用水平儀校正梁的水平，使水平誤差小于0.001m/1m； 4）用螺栓將左右蓋板合攏，用同樣的方法找水平，保證誤差不超過0.002m/1m要保證蓋板與中部蓋板合攏無縫隙，擰緊螺栓； 5）蓋板與底座的聯(lián)接螺栓，上

42、緊底座螺栓，同時保證其水平誤差再其范圍內(nèi)，若誤差太大需重新調(diào)整底座墊片。 4.3內(nèi)外筒體的安裝 要求：外筒體各塊之間及筒體與頂部蓋板聯(lián)接處需裝密封石棉繩，嚴(yán)防漏風(fēng)漏灰。 1）分塊吊裝上部筒體，穿上螺栓，聯(lián)接處裝上密封石棉繩，擰緊螺栓； 2）同樣的方法裝上外錐筒體的上部； 3）吊裝內(nèi)外筒體聯(lián)接的支架，吊裝內(nèi)筒體上部； 4）吊裝內(nèi)錐，安裝內(nèi)外錐筒體的聯(lián)接支架，合攏外錐筒體的下部； 5）將上部筒體與四個底座焊為一體，以提高整機的剛度。 4.4回轉(zhuǎn)部件的安裝 回轉(zhuǎn)部件在生產(chǎn)廠已經(jīng)作為一個部件裝配好，在現(xiàn)場只需要將此安裝到機架上即可。 1）將回轉(zhuǎn)部件吊裝就位，穿上聯(lián)接螺母； 2）通

43、過找大帶輪的水平來保證主軸的安裝垂直度。一大帶輪上端面為基準(zhǔn)用水平儀找準(zhǔn)，保證其水平誤差不超過0.0005m/1m； 3）安裝好調(diào)整墊片，擰緊螺栓并保證水平，如誤差超出范圍必須重新調(diào)整。 4.5傳動系統(tǒng)的安裝 傳動系統(tǒng)主要是兩個電機和小帶輪及半聯(lián)軸器和皮帶。 1）將主電機及機架吊裝就位； 2）保證大小皮帶輪在同一水平面內(nèi)，其平面誤差不大于0.002m/1m； 3）裝上皮帶，擰緊螺栓，適當(dāng)張緊皮帶； 4）墊實并擰緊地腳螺栓； 5）將調(diào)速電機及機架吊裝就位； 6）保證電機出軸與回轉(zhuǎn)部件主軸同心度公差，擰緊地腳螺栓，墊實墊片，使其兩軸心偏差不大于0.0005m； 7）調(diào)整機架高低

44、使兩半聯(lián)軸器的間距控制在3mm左右，不要過大，也不要過??； 8）裝上彈性尼龍柱銷及壓蓋，擰緊螺栓。 4.6潤滑系統(tǒng)的安裝 潤滑系統(tǒng)向其他廠商購置。 1）將潤滑系統(tǒng)吊裝就位，擰緊地腳螺栓； 2）將分油器接上，安裝送油軟管； 3）將軟管與接頭接至潤滑油口。 4.7風(fēng)扇及檢測系統(tǒng)的安裝 1）將端面鉑電阻溫敏傳感器裝至軸承溫度檢測口 2）將風(fēng)扇裝至離軸承座1米處 5 設(shè)備的日常維護 1）機器運行必須符合以下順序：首先啟動潤滑系統(tǒng)，其次啟動主電機，最后啟動調(diào)速電機； 2）由于機器不可避免的振動，螺栓的松動是難免的，因此要求每

45、隔一段時間檢查各連接螺栓及地腳螺栓，如出現(xiàn)松動必須馬上擰緊； 3）回轉(zhuǎn)件必須運轉(zhuǎn)靈活，如出現(xiàn)異常噪聲，必須馬上停機檢查問題并加以解決； 4）和其它機械設(shè)備一樣潤滑是日常維護中極為重要的組成部分，在機器工作時必須要有其他的輔助設(shè)備（如油站）對其回轉(zhuǎn)部件進行供油。由于打散分級機回轉(zhuǎn)件為立式安裝，所以采用脂潤滑要比油潤滑理想。潤滑系統(tǒng)工作保證8每小時不少于5分鐘； 5）打散盤襯板不可避免存在磨損，影響生產(chǎn)效果，因此每隔一段時間更換一次襯板； 6）隨著工作時間的加長，皮帶傳動效率會降低，嚴(yán)重的會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，因此要根據(jù)情況適時對皮帶進行張緊； 7）各類不易通過的雜物將會堵塞打散分級機的環(huán)行通

46、道，影響生產(chǎn)，需適時清理； 8）筒體磨損嚴(yán)重的地方每隔一端時間需進行補焊； 9）風(fēng)輪在使用一段時間后由于含塵氣體的沖刷，磨損是難免的，因而在使用過程中要進行定期檢查修復(fù)，一般10~15天一次。 6 結(jié)論 SF500/100打散分級機主要是配合輥壓機使用的，可以通過變頻調(diào)速對物料實現(xiàn)打散分級調(diào)整進入球磨機物料的粒徑，因而可以合理分配輥壓機和球磨機的負荷，使系統(tǒng)工藝參數(shù)得到優(yōu)化?；旧舷溯亯簷C的運行狀態(tài)對后續(xù)球磨機系統(tǒng)的影響，同時由于入磨物料的最大粒徑得到有效的控制，球磨機一倉球徑大幅度下降，使整個粉磨系統(tǒng)處于最佳的運行狀態(tài)。改造后的粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量

47、比原來增加了80%～100%，而電耗僅為過去的70%～80%。 參考文獻 [1] 徐錦康.機械設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2004 [2] 周建方.材料力學(xué)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002 [3] 沈世德.原理機械[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001 [4] 成大先.機械振動.機架設(shè)計[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004 [5] 賈安東.焊接結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)設(shè)計[M].天津：天津大學(xué)出版社，1989 [6]（美）O.W.勃勞杰.焊接設(shè)計[M].北京：中國農(nóng)業(yè)機械出版社，19

48、85 [7] 褚瑞卿.建材通用機械也設(shè)備[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，1995 [8] 王旭，王積森.機械設(shè)計課程設(shè)計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2003 [9] 孔祥忠.新標(biāo)準(zhǔn)下的水泥粉磨系統(tǒng)技改方案選擇[N].中國建材報，2002-10-15?? [10] 包瑋.擠壓粉磨技術(shù)在水泥廠粉磨系統(tǒng)技術(shù)改造中的應(yīng)用(3)[N].中國建材報，2000-12-6 [11] 周豐雨，姜淑蛟.HFCG 型輥壓機的故障處理與體會[N].中國建材報，2004-3-17 [12] 李鑫，徐美君.擠壓聯(lián)合粉磨工藝應(yīng)用打散分級機改造中血烘干磨產(chǎn)量翻番[N].建材工業(yè)信息，1996-5 [

49、13] 田啟明，王正.設(shè)計最大風(fēng)速和風(fēng)壓計算中的有關(guān)問題[B].文章編號：1005－8524（1999）04－0047－05 [14] 張曉峰.風(fēng)幕式丸砂分離器中顆粒沉降的理論分析[A].文章編號：1000-8365(1999)04-0006-04 [15] 鄭黎明，葉枝全.具有失速調(diào)節(jié)的變轉(zhuǎn)速風(fēng)力機的動態(tài)分析與控制策略[B].文章編號：0254-0096（2001）03-0351-05 [16] 方瑩，孟殿，于學(xué)成，張少明.離心轉(zhuǎn)子式選粉機的分級性能[J].南京化工大學(xué)學(xué)報， 1999年，第21卷，第4期：Vol.21　No.4　1999

50、 致謝 經(jīng)過三個月的忙碌工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，論文的完成標(biāo)志著四年的“本科后”時代即將結(jié)束，也意味著新的生活即將開始。作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮欠缺的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及同課題組同學(xué)的支持，想要完成這個設(shè)計是相當(dāng)困難的。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師咸斌老師。咸老師平日里工作繁忙，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從外出實習(xí)到查閱資料，設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設(shè)計，裝配草圖等整個過程中都給予了我精心的指導(dǎo)。為我指點迷津、幫我開拓研究思路、精心點撥、熱忱鼓勵。我對咸老師一絲不茍的工作作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度，踏踏實實的精神十分佩服。

51、他不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時才短短三個月，卻讓我終生受益。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是咸老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩咸老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。其次還要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計的兩位同學(xué)，他們在本次設(shè)計中勤奮工作，克服了許多困難并承擔(dān)了大量的工作。如果沒有他們的努力工作，此次設(shè)計的完成將變得非常困難。然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，是他們?yōu)槲掖蛳铝藞詫嵉臋C械專業(yè)知識基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。最后感謝我的母?！}城工學(xué)院四年來對我的大力栽培?！?/p>

52、長風(fēng)破浪會有時，直掛云帆濟滄海?！边@是我少年時最欣賞的詩句。就用這話作為這篇論文的一個結(jié)尾，也標(biāo)志著一段生活的結(jié)束。希望自己能夠記住少年時的理想，孜孜以求，永不放棄。 附 錄 序號 圖 名 圖 號 圖幅 張數(shù) A——原 設(shè) 計 1 SF500/100打散分級機 SF5000.00 A0 1 2 主 梁 SF5000.01

53、 A1 1 3 機 架1 SF5000.02 A1 1 4 機 架2 SF5000.04 A1 1 5 機 架3 SF5000.05 A1 1 6 機 架 底 座 SF5000.06 A2 1 7 風(fēng) 扇 機 架

54、 SF5000.07 A3 1 8 進 料 口 SF5000.09 A2 1 （附A4零件圖4張） B——改 進 設(shè) 計 1 打散電機機架 DSF500.2 A3 1 2 風(fēng)輪電機機架 DSF500.6 A2 1 3 主 梁 DSF500.7 A1 1 （附A4零件圖3張） 25