畢業(yè)設計--hz20熱解回轉窯傳動及進料裝置設計

1、<p>　　HZ20熱解回轉窯傳動及進料裝置設計</p><p>　　摘要：熱解回轉窯是一種回轉式電阻加熱爐，主要用于磁性鐵氧體及其它粉狀料或粒狀料的焙燒，是一種新型窯爐。熱解回轉窯的傳動及進料裝置包括電動機、減速器、料倉、螺旋輸送設備等組成。物料通過螺旋輸送裝置送入由傳動裝置帶動筒體中進行熱解。</p><p>　　本設計主要是對回轉窯的傳動及進料裝置進行設計，傳動裝置中電動機

2、減速器的選型，傳動方式的選擇，進料裝置中螺旋軸的設計都是內容的重點。</p><p>　　本文中根據筒體轉動受力和轉速確定電機的規(guī)格，由傳動比選擇減速器的型號，并設計出傳動方式。在進料裝置中通過回轉窯的生產能力來設計料倉尺寸和螺旋軸葉片的規(guī)格，通過輸送能力計算進料裝置中傳動設備的型號已保證回轉窯正常的運作。</p><p>　　關鍵詞：熱解；傳動裝置；進料裝置 </p>&l

3、t;p>　　The Design of HZ20 Pyrolysis Rotary Kiln’s Transmission Devices and Feeding Device</p><p>　　Abstract:Pyrolysis of rotary kiln is a rotary type resistance furnace, mainly used for magnetic ferrite an

4、d other powdered material or granular material roasting, is a new type of kiln. Transmission and feeding device of pyrolysis kiln includes motor, reducer, silos, screw conveyor equipment and other components. Material wh

5、ich is driven through the screw conveyor apparatus is fed into the barrel for pyrolysis driven by the transmission device drives. </p><p>　　This design is mainly carried out the design of transmission of rot

6、ary kiln and feeding device,The transmission device comprises a selection of a motor speed reducer,transmission mode selection, design of screw shaft feeding device, all of those are the key content. </p><p&

7、gt;　　This paper choose the specifications of the motor according to the force and speed of rotation of the cylinder, choose the types of speed reducer by the transmission ratio ,and designs the transmission mode. In the

8、feeding device, to design silos size and helical axis blade specifications is through the rotary kiln production capacity .The transportation capacity calculation of transmission equipment feeding device in the model hav

9、e been guaranteed the normal operation of the rotary kiln.</p><p>　　Keywords: pyrolysis；transmission device；feeding device</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1回轉窯的

10、簡介</b></p><p>　　回轉窯是很多冶金土廠和其他水泥工廠的主要設備。回轉窯按根據其不同處理物料的方式一般可分為水泥回轉窯、冶金化工類回轉窯和石灰回轉窯以及熱解回轉窯等。回轉窯主要是對粉狀或者漿狀物料進行熱加工處理的設備，迄今為止回轉窯的歷史已過百年，然而如今社會，隨著現代化的發(fā)展也開始廣泛運用于對垃圾及其他物料的熱解處理上。回轉窯主要是由筒體、擋輪、傳動裝置、拖輪，進料裝置，回轉裝置、密封

11、裝置、燃燒裝置等組成?；剞D窯的窯體在安放時會有一定的傾斜度，為了更好的混合和加熱窯內的物料，整個窯體是支承在托輪裝置上，而窯體的轉動則是由其傳動裝置進行運作。傳動裝置主要由電機、減速器和其傳動方式組成，進料裝置部分主要由電機給予動力帶動螺旋軸轉動進行物料的傳遞，送入筒體進行熱解控制系統(tǒng)，為了能夠保證回轉窯的窯體在突發(fā)中斷電源的情況下不發(fā)生窯體無法正常停止而彎曲變形，因為控制系統(tǒng)能夠在而電源中源斷時繼續(xù)使窯體正常轉動?；剞D窯的搖頭和窯尾上

12、采用了國內外先進的技術，以保證其密封裝置的密封性。</p><p><b>　　1.2回轉窯的發(fā)展</b></p><p>　　回轉窯的機構簡單但設計中還需要考慮到很多方面的問題，如設計中必須考慮大型零件在制造、運輸和安裝的問題，對于直徑超過4米的窯，往往會受到更多方面限制。由于回轉窯體積過大、重量大，所以在設計、制造、安裝方面也帶來了一系列問題。隨著社會的發(fā)展，人們

13、在解決這些問題的過程中，不斷地改進創(chuàng)新，使回轉窯不斷發(fā)展。</p><p>　　1.3課題的來源及研究內容</p><p>　　根據許多資料顯示，我國實驗室用的熱解回轉窯及相關方面的裝置在需求量上是很大的，將原有的回轉窯進行改造使其應用于日常生活不僅滿足了社會發(fā)展的需求，也使回轉窯得到了發(fā)展。盡管現在社會已經不斷出現了各種垃圾的處理方式，但在以降低能耗、提高產品產量、設備的優(yōu)化和實現自動化

14、為原則的情況下加以改進，會使其得到綜合利用，更趨完善。而如何合理的使回轉窯設備正常運行，使使用回轉窯的投資價格得到更低的保證，已經成了人們對已有的回轉窯改進革新的動力。</p><p>　　本課題的主要研究的是對高?；蚩蒲袉挝粚嶒炇一剞D窯傳動及進料裝置結構進行設計。根據本次設計主題主要對熱解回轉窯的傳動及進料裝置進行了研究設計。首先對回轉窯的使用功率進行分析，并通過以上分析對傳動裝置各部分設備的分析進行選擇設計。

15、而在設計過程中應充分考慮設備的實用性下，重點研究電機的選型、減速機的型號及傳動方式等結構的設計及材料選擇，由回轉窯所給的參數來確定所需要的設備。</p><p>　　本課題在對熱解回轉窯傳動及進料裝置結構的設計的同時，主要通過自己對熱解回轉窯的傳動方式的這方面知識的認識及資料的查詢以及咨詢指導老師并積極的參與同學之間的討論，通過對他人文章的解讀更加深刻理解課題并深化其概念部分，找出自己所需部分的見解，對其進行歸納

16、、總結、發(fā)展、創(chuàng)新。本次設計是對HZ20熱解回轉窯的傳動及進料裝置部分進行重點設計。</p><p>　　本次設計的主要目的是在于提高自己對資料的搜尋、運用及自我設計的能力。在此次畢業(yè)設計中通過對熱解回轉窯的傳動及進料裝置的設計和對前人的研究進行總結，通過數據的比較，選用合理的設備并且在設備制造方面進行優(yōu)化，完善設計。由此也提高自己在獨立設計和研究技術等方而能力，并有了擔任專門技術應用的初步能力。</p&g

17、t;<p>　　2 熱解回轉窯傳動裝置設計</p><p>　　本次設計的熱解回轉窯是一種回轉式電阻加熱爐，主要用于磁性鐵氧體及其他粉狀料或粒狀料的焙燒。它是一種新型窯爐，它與傳統(tǒng)窯爐比較有許多優(yōu)點：控溫精度高、粉料預燒均勻、一致性好、節(jié)約能源、生產率高、環(huán)境污染小、工人勞動強度低，容易實現自動化連續(xù)生產。</p><p>　　2.1 回轉窯的參數</p>&l

18、t;p>　　根據本課題的設計要求：對HZ20熱解回轉窯的傳動裝置進行設計，設計參數如下： </p><p>　　最高溫度 1100 ℃</p><p>　　額定功率 28kW</p><p>　　筒體轉速 1～5r/min， 連續(xù)可調</p><p>　　窯體傾角 0～

19、3°，連續(xù)可調</p><p>　　生產能力： 50kg/h </p><p>　　回轉管尺寸：φ219x3750;</p><p>　　回轉管材質：ZG4Cr25Ni20;</p><p>　　窯體外形尺寸：5000x1340x1370</p><p>　　總重：

20、約2.6t</p><p>　　2.2傳動形式方案分折及選定</p><p>　　2.2.1帶傳動(V帶傳動)特點(優(yōu)缺點)</p><p>　　1、V帶傳動較為普遍，以其低廉的價格和簡單的結構，廣泛的運用于兩軸中心距較大的傳動場合，而V帶在使用和維護時較為方便；</p><p>　　2、V帶傳動具有緩沖、吸振的作用，使得它的傳動較為平穩(wěn)，產

21、生的噪音比較??；</p><p>　　3、當V帶傳動過載時皮帶會在帶輪上打滑，使帶輪不受過多的載荷，能夠有效的防止比較薄弱的零部件損壞而引起機器損壞，起到安全保護機器作用</p><p>　　4、不能保證精確的傳動比，使用范圍受溫度的限制；環(huán)境因素對摩擦性能會產生一定的影響；摩擦會產生靜電（因此在使用時應采取導電措施）</p><p>　　2.2.2齒輪傳動的特點&

22、lt;/p><p>　　1、齒輪傳動具有穩(wěn)定的齒輪嚙合度，使得其在傳動時瞬間傳動比恒定，傳遞的運動安全準確可靠；</p><p>　　2、具有較大的傳遞功率和速度范圍，能實現較大的傳動比；</p><p>　　3、結構相對比較緊湊，傳動效率比較高，承載能力強，使用壽命長；</p><p>　　4、齒輪的制造、安裝要求較高，噪聲大，運轉過程中會產生

23、沖擊和動載荷，且不適用于長遠距離的傳動。.</p><p>　　2.2.3鏈傳動的特點</p><p>　　1、鏈傳動作為傳遞運動和動力時，往往是在兩軸中心相距較遠的情況下選用，比一般齒輪傳動具有明顯的優(yōu)勢；</p><p>　　2、鏈傳動可以在低速、重載和高溫條件等惡劣的環(huán)境下進行運作；</p><p>　　3、對于帶傳動而言，鏈傳動能保證

24、在傳動時精確的傳動比，而且其能夠傳遞較大的功率。鏈傳動只有一部分很小的力作用在軸和軸承上，如果在使用相同功率的情況下鏈傳動將會比帶輪傳動擁有更小的結構尺寸；</p><p>　　4、傳遞效率較高，一般可達0.95-0.97；</p><p>　　5、鏈條的鉸鏈在磨損后，鏈與鏈輪嚙合失常，經常在后輪上發(fā)生脫鏈狀況，此時鏈條的節(jié)距將會變大，動載荷增加；而且鏈輪的動力傳遞為剛性，無彈性，兩軸不能

25、交叉。在相同的功率時，鏈傳動成本高于帶傳動。但鏈條由于其多邊形效應常常會使帶速不均，從而導致振動。在對鏈條進行安裝和維修時，對于其的要求比較高.鏈輪材料一般選擇具有足夠強度和耐磨性是結構鋼等。</p><p>　　考慮到最終需要的傳動比較大，在電動機與減速器之間選用帶傳動，可獲得較為平穩(wěn)的輸出環(huán)境且能夠防止打滑降低損耗，而鏈傳動在此處需要安裝和維修要求較高，故不使用;而齒輪傳動由于在高速下磨損嚴重，因而也不選用。

26、在減速器與筒體傳動之間選用鏈傳動，由于傳動距離較大，首先排除使用齒輪傳動；而帶傳動在此處不能保證精確的傳動比，故而不適用于此處的傳動。因此，在選用傳動方式上面，電動機與減速器之間選用帶傳動，減速器與筒體之間選用鏈傳動。</p><p>　　總體來說當熱解回轉窯在運作時傳動裝置有輕微振動，采用V帶傳動是因為它的緩沖和吸振的能力，V帶傳動能夠降低振動所帶來的負面影響，并且熱解回轉窯屬于小功率、載荷變化不大的器械，所以

27、本設計采用了V帶這種結構相對簡單，價格較低，標準化程度也比較高的傳動方式，大幅度的降低了成本。而減速器部分為蝸輪蝸桿輪減速，在工業(yè)領域有著很普遍的運用，其傳動比大，適合低速傳動。在本設計中電動機選用YCT系列三相交流異步電動機。總體來一講，該傳動方案具有簡單的傳動結構，能夠滿足熱解回轉窯的性能要求，適應其工作條件、工作比較可靠，而且其成本也相對較低、效率也較高。</p><p>　　2.3 傳動裝置的選擇與計算&

28、lt;/p><p>　　2.3.1電動機的選擇：YCT系列三相異步電磁調速電動機</p><p>　　根據回轉窯滾筒轉動的額定功率與選用的傳動方式來選用電動機：回轉窯額定功率P=0.46kW</p><p>　　由《機械設計實用手冊》中可以查得V帶傳動效率=0.96，蝸桿傳動效率=0.70，滾動軸承傳動效率=0.99，鏈傳動效率=0.97，電動機所需的工作功率Pd===

29、0.723kW，</p><p><b>　　確定電機型號：</b></p><p>　　根據YCT系列三相異步電磁調速電動機的規(guī)格型號選用YCT/YCTL 112-4B符合要求。</p><p>　　所選電動機的規(guī)格如表2-1</p><p>　　表2-1 YCT/YCIT112-4B電動機規(guī)格型號</p>

30、<p>　　2.3.2減速器的選擇</p><p>　　減速器是用作原動件與工作機之間的減速傳動裝置，為了滿足滿足工作需要，降低電機的轉速并增加其轉矩來帶動工作機。由電動機的規(guī)格可知電動機額定轉速1230r/min，選擇V帶傳動比=1.5，鏈傳動比=3；則由回轉窯轉速為1～5r/min，可得減速器的傳動比=55～273。蝸輪蝸桿減速器具有自鎖功能，其體積小、傳動比較大、而且精度也高，而WPA型蝸桿減

31、速器的設計則為了獲得非常低的輸出速度，在蝸輪蝸桿減速器的輸入端裝了一個斜齒輪減速器從而構成了多級減速器,比單級蝸輪減速機具有更高的效率。由此設計選用WPA型蝸桿減速器，則根據WPA型蝸桿減速器產品規(guī)格選用減速器的齒輪傳動比=60。</p><p>　　由傳動裝置的空間及成本選擇減速器的型號為WPA80型減速機，結構如圖2-1。</p><p>　　圖2-1 WPA 80蝸桿減速機結構圖&l

32、t;/p><p>　　減速器的規(guī)格如表2-2</p><p>　　表2-2 WPA 80蝸桿減速器規(guī)格</p><p>　　此減速機中蝸輪輸出軸是采用中空軸結構，具有結構緊湊,體積小、散熱性能優(yōu)良、重量輕便、安裝方便、噪音小、耗能低比較經濟等優(yōu)勢，使其有廣泛的使用范圍,而且WPA蝸桿減速器承載能力較大比較適合于低速傳動的裝置。</p><p>　

33、　根據機器框架和運動方式可以得出傳動裝置的方案和安裝方式如圖2-2：</p><p>　　1-電動機2-V帶傳動3-鏈傳動4-蝸桿減速器</p><p>　　圖2-2傳動裝置方案圖</p><p>　　2.3.3鏈傳動裝置的設計</p><p>　　鏈傳動是通過鏈條將主動鏈輪的運動和動力傳遞到從動鏈輪一種傳動方式。工作時，通過鏈條

34、鏈節(jié)與鏈輪輪齒之間的嚙合作用帶動從動輪回轉并傳遞運動和動力。鏈條應用最廣泛的三個基本領域是動力傳動、曳引提升和物料輸送。通常又把鏈條分為傳動擁的傳動鏈、提升用的曳引鏈、輸送物料的輸送鏈和一些特殊用途的特種專用鏈四大類。因此本次設計選用了傳動用滾子鏈（GB1243-2006）(如圖2-3所示)作為動力傳送，其具有高的強度和耐久性。</p><p>　　圖2-3 滾子鏈結構圖</p><p>

35、　　2.3.3.1選擇鏈輪齒數</p><p>　　由設計可知，鏈輪小齒輪為主動輪，大齒輪為從動輪。而一般情況下在選取鏈節(jié)數時常常取偶數節(jié)，而鏈輪的齒數一般取奇數為使鏈輪磨損均勻不至于過早的損壞，。</p><p>　　初選取小鏈輪=19。由小鏈輪齒數及傳動比i來確定從動鏈齒輪的齒數</p><p><b>　?。?-1）</b></p&

36、gt;<p>　　則鏈輪大齒輪的齒數=57。</p><p>　　2.3.3.2鏈條的計算和選擇</p><p><b>　　a）確定鏈條的功率</b></p><p>　　由于電機的額定功率為0.75kW，經過各部件的傳動，由傳動效率可以得出在鏈傳動中滾子鏈傳遞的額定功率=0.494kW，考慮到原動機的種類和載荷的性質，鏈傳動的

37、工作情況系數取1.0，則滾子鏈的鏈的額定功率==1.00.494=0.494kW。</p><p><b>　　b）選鏈型號</b></p><p>　　根據滾子鏈的額定功率和小鏈輪的轉速按圖2-4 GB/T 1243 A系列滾子鏈的典型承載能力可以選擇滾子鏈標記為16A</p><p>　　圖2-4 GB/T 1243 A系列滾子鏈的典型承

38、載能力</p><p>　　滾子鏈的基本參數與尺寸根據《GB/T 1243-2006傳動用短節(jié)距精密滾子鏈、套筒鏈、附件和鏈輪》選取節(jié)距P=19.05，則滾子鏈的尺寸規(guī)格見表2-3：</p><p>　　表2-3 滾子鏈的尺寸規(guī)格</p><p><b>　　c）計算鏈長節(jié)數</b></p><p>　　為了保證鏈在小鏈

39、輪上的包角大于120o，并且大、小鏈輪之間不會相碰，應盡量限制最小中心距：因為鏈輪傳動比i=3，則=386.08。在中心距不受其他條件的約束下，一般取，最大的可以取。則初定30p=762mm，則根據其數據可以計算其節(jié)距，由計算鏈節(jié)距的計算公式可得=99.22 （2-2）</p><p>　　由于一般鏈節(jié)數取偶數，故選取節(jié)數=100節(jié)（比計算值大且最接近的偶數值）</p&g

40、t;<p>　　驗證鏈速0.1094m/s < 0.6m/s,屬于低速傳動。（符合鏈輪齒數選取要求）</p><p><b>　　d）最大中心距</b></p><p>　　最大中心距（當=2.13時，=0.24511） （2-3）</p><p><b>　　則=772mm</b><

41、/p><p>　　2.3.3.3滾子鏈鏈輪選擇</p><p>　　鏈輪作為鏈傳動的主要零件，鏈輪的齒形根據多年的設計已經具有相當標準性，不需設計其形狀。因此鏈輪設計主要是確定其結構及尺寸。</p><p>　　鏈輪的齒數不能過多也不能過少，為了減少傳動尺寸和對于大鏈輪齒數的限制要求來考慮，傳動比大的鏈傳動應該選取比較少的鏈輪齒數。</p><p&g

42、t;<b>　　a）鏈輪小齒輪：</b></p><p>　　根據配用滾子鏈鏈條的尺寸采用計算小齒輪的數據：</p><p>　　小鏈輪齒數=19，配用鏈條的節(jié)距p=25.4，配用鏈條的滾子直徑=15.88mm，配用鏈條的排距=29.29，則</p><p>　　鏈輪小齒小尺寸：分度圓直徑 =154.32mm （2-4）

43、</p><p>　　齒頂圓直徑=170.19mm （2-5）</p><p>　?。?-6）=165.93mm (2-7)</p><p>　　齒根圓直徑=138.44mm (2-8)</p><p>　　分度圓弦齒高=9.0mm (2-9)&l

44、t;/p><p>　　=4.76mm (2-10)</p><p>　　=6.858mm (2-11)</p><p>　　齒側凸緣直徑=126.36mm (2-12)</p><p><b>　　b）鏈輪大齒輪：</b></p><p>　

45、　大鏈輪的齒數=57。</p><p>　　則鏈輪大齒輪的尺寸：分度圓直徑 =461.08mm (2-13)</p><p>　　齒頂圓直徑=476.95mm (2-14)</p><p>　　=469.89mm (2-15)</p><p>　　=474.10mm

46、 (2-16)</p><p>　　齒根圓直徑=445.2mm (2-17)</p><p>　　分度圓弦齒高=8.29mm (2-18)</p><p>　　=4.76mm (2-19)</p><p>　　=6.858mm (2-20)</

47、p><p>　　齒側凸緣直徑 =434.53mm (2-21)</p><p>　　2.3.3.4鏈輪齒輪的外形選用及齒槽的選擇</p><p><b>　　a）鏈輪齒輪的外形</b></p><p>　　在鏈輪的設計中常用的鏈輪的結構有四種，分別為整體式、孔板式、焊接式和螺栓連接式（如2-5圖），小直徑的鏈

48、輪可以制成整體式；中等尺寸的鏈輪可以制成腹板式或者孔板式；而大直徑的鏈輪常常采用齒圈更換的組合形式，齒圈可以焊接連接或者用螺栓連接在輪芯上。在這里由于主動輪為小直徑的鏈輪，故而選用整體式的構造，而從動輪連接滾筒，在安裝和定位方面為了便利采用螺栓連接式將齒圈連接在滾筒上，且鏈輪齒輪磨損嚴重時便于拆卸。</p><p>　?。?）整體式 （2）孔板式（3）焊接式（4）螺栓連接式</p><p&

49、gt;　　圖2-5 鏈輪的結構</p><p><b>　　b）鏈輪的齒槽</b></p><p>　　滾子鏈與鏈輪的嚙合屬于非共軛嚙合傳動，在GB/T 1243-2006中所規(guī)定的的操作中最大和最小齒槽的形狀及其參數已經確定了，而實際加工的齒槽的形狀則取決于使用的刀具及其加工的方法，并且加工處必須處于最小和最大齒側圓弧半徑之間。目前最流行的齒形為三弧一直線齒形，如圖

50、2-6所示所以齒形選擇3R GB/T1243-1997規(guī)定的刀具制造。</p><p>　　圖2-6三弧一線齒形</p><p>　　2.3.4鏈傳動的布置</p><p>　　鏈傳動的布置影響著傳動的工作狀況和使用壽命。為使了能后讓鏈傳動正常工作，應合理布置鏈傳動的位置，鏈傳動在一般情況下兩軸線應按平行線的方式布置，而兩鏈輪的運轉的平面也應選擇在同一平面內放置，否

51、則容易引起鏈的脫落和鏈輪齒的不正常磨損。所以在安裝鏈輪和鏈條時應讓鏈條的緊邊放置在上，松邊放置在下，以免鏈與輪齒相互干涉導致磨損或緊邊與松邊相碰發(fā)生不必要是損壞。若兩鏈輪中心的連線不能布置在水平面上，那么根據鏈輪的轉動方向選擇鏈輪的擺放位置，而且鏈輪中心的連線與水平面的夾角應小于45°。所以盡量避免中心線垂直布置這種布置方式，防止下方的鏈輪因嚙合不良而影響正常運轉。由于在此設計中，鏈輪的位置為主動小鏈輪在下，從動大鏈輪在上，故

52、而選用的布置情況如圖2-7所示。</p><p>　　圖2-7 鏈傳動的布置</p><p>　　其中鏈輪之間的垂直距離為750mm，=76.3°</p><p>　　2.3.5鏈傳動的潤滑：</p><p>　　鏈傳動的合理性潤滑能夠大大降低鏈條鉸鏈的磨損度，從而明顯的延長了鏈條的使用壽命。而且充分的給油能夠增強其冷卻的效果，降低

53、噪音，還能夠減緩嚙合沖擊，避免鏈條鉸鏈的早期膠合。根據回轉窯的筒體轉速nmax=1-5r/min可以采用刷子或油壺工人周期加油，每班（8h）加油一次。當難以采用油潤滑時，可以采用脂潤滑。</p><p><b>　　3 進料裝置設計</b></p><p><b>　　3.1 概述</b></p><p>　　HZ20熱解

54、回轉窯的進料裝置是一種旋轉式轉筒進料裝置，主要包括進料漏斗、筒體、螺旋軸。該進料裝置還包括轉筒、支撐裝置、傳動裝置，其中傳動裝置包括電動機、減速器、傳動鏈輪、鏈條等。進料裝置是通過旋轉的螺旋葉片的螺旋軸轉動，當物料從進料口進入時，轉軸轉動，物料會受到螺旋葉片法向推力的作用。該推力的向分力和葉片對物料的摩擦力，有可能帶著物料繞軸轉動，但由于物料本身的重力和料槽對物料的摩擦力的緣故，不與螺旋葉片一起旋轉，而在葉片的法向推力的軸向分力作用下，

55、沿著料槽軸向移動實現物料的輸送。本設計對進料裝置的工作原理及其特點進行了分析，確定了輸送機的總體傳動方案。</p><p>　　3.2 初步設計進料裝置運行方式</p><p>　　電動機——聯軸器——減速器——鏈傳動——螺旋軸</p><p>　　初步設計進料裝置模型圖3-1為：</p><p>　　圖3-1 進料裝置模型圖</p&g

56、t;<p>　　3.3 螺旋軸的設計</p><p>　　螺旋軸，顧名思義是由軸和彈簧形狀的優(yōu)質螺旋搭配而成的元件。至于其作用是作為輸送物料，作為HZ20熱解回轉窯進料裝置的重要組成部分，螺旋軸的設計的必不可少的。</p><p>　　3.3.1軸材料的選擇</p><p>　　軸的材料選用：3Cr13不銹鋼</p><p>　

57、　3Cr13鋼是馬氏體型不銹鋼，在淬火回火后使用。與1Cr13、 2Cr13鋼相對，有更高的強度、硬度和淬透性，但其耐蝕性和700℃以下的熱穩(wěn)定性較1Cr13, 2Cr13鋼低。冷加工性能和焊接性能不好，焊后應立即熱處理，以防開裂。在退火狀態(tài)下具有較好的切削加工性能。3Cr13鋼主要用于制造要求耐腐蝕、高強度、耐磨的零件及量具、醫(yī)療器具、刃具、構件。</p><p>　　3.3.2螺旋軸的設計計算</p&g

58、t;<p>　　已知回轉窯的生產能力為50kg/h，本設計中采用等螺距的螺桿進行物料輸送。</p><p>　　對于此進料裝置，其給料能力可按下式計算：</p><p><b>　?。?-1)</b></p><p>　　式中：—進料裝置生產能力，；</p><p>　　—螺旋軸的直徑，m；</p&g

59、t;<p>　　—螺旋軸的螺距，m；</p><p><b>　　—螺旋軸的轉速，；</b></p><p><b>　　—物料堆積密度，；</b></p><p><b>　　—物料填充系數。</b></p><p>　　通過上式可以看出，當生產能力Q一定時，可

60、以通過調整螺旋外徑D、螺距S、螺旋轉速n和填充系數等四個參數來滿足Q的要求。</p><p>　　3.3.2.1螺旋直徑的計算</p><p>　　螺旋直徑的大小和螺旋葉片的形狀及葉片的厚度作為螺旋軸的重要參數，直接關系到該工藝的生產量和結構尺寸。根據熱解回轉窯的生產能力、熱解物料的類型等確定的,可以得出螺旋葉片的直徑計算公式:</p><p><b>　

61、?。?-2)</b></p><p>　　式中：—回轉窯的生產能力，；</p><p>　　—物料綜合特性系數；</p><p><b>　　—物料的填充系數；</b></p><p><b>　　—物料堆積密度，；</b></p><p><b>　　

62、—傾角系數。</b></p><p>　　回轉窯的生產能力，物料綜合特性系數0.0415，物料選擇填充系數0.35，物料堆積密度0.3，螺旋軸水平布置時傾角，取傾角的系數，則可以得出螺旋軸徑，圓整后取軸徑D=90mm。</p><p>　　在一定填充系數下物料運行的滑移面,所以螺距的大小直接影響著物料輸送過程?？紤]螺旋面與物料的摩擦關系以及速度各分量間的適當分布關系兩個條件，來

63、確定最合理的螺距尺寸。</p><p>　　通常可按下式計算螺距：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　常螺距為.此處由于輸送物料流動性較差取，所以螺旋進料端螺距取72mm。</p><p>　　3.3.2.2螺旋軸轉速計算</p><p>　　螺旋軸轉速滿足輸送

64、能力的條件下不宜過高，以免物料受過大的切向力而被拋起，導致無法向前輸送。因此螺旋軸轉速n不能超過某一極限轉速：</p><p><b>　　（3-4)</b></p><p>　　式中：—螺旋軸轉速（轉/分）；</p><p>　　—螺旋軸極限轉速（轉/分)；</p><p>　　A—表示物料綜合特性系數；</p&

65、gt;<p>　　經計算可得螺旋軸轉速=250r/min</p><p>　　按上式計算圓整轉速，取螺旋軸=20r/min。</p><p>　　根據直徑D及轉速圓整后的數值，對填充系數進行驗算：</p><p><b>　?。?-5)</b></p><p>　　式中：——螺旋節(jié)距（米）</p>

66、;<p>　　經計算可得=0.3 （符合規(guī)定的填充系數）</p><p>　　故確定D=90mm；n=20r/min。</p><p>　　3.3.2.2螺旋軸徑的設計計算</p><p>　　螺旋軸徑與螺距相關，因為二者共同確定了螺旋葉片的升角。對于中間軸徑的計算，推薦的軸徑計算公式為:</p><p><b>　　

67、（3-6)</b></p><p>　　則螺旋軸徑d=30mm。</p><p>　　最終選擇的螺旋軸樣式為圖3-2示:</p><p>　　圖3-2 螺旋軸樣式</p><p>　　3.3.2.3螺旋軸的功率計算</p><p>　　螺旋輸送軸所需的功率可由下式確定:</p><p&g

68、t;<b>　?。?-7)</b></p><p>　　式中：—螺旋軸上所需要的功率（KW）</p><p>　　—螺旋輸送機傾斜布置時在垂直平面上的投影高度（m）</p><p>　　—螺旋輸送機水平輸送長度（m）</p><p>　　—物料的阻力系數，強磨琢性或粘性的系數為4.0</p><p&g

69、t;　　由計算可得螺旋輸送軸的功率</p><p>　　3.4進料裝置中傳動裝置的設計</p><p>　　3.4.1進料裝置中電機的選擇</p><p><b>　　電機功率：</b></p><p><b>　?。?-8)</b></p><p><b>　　得

70、 </b></p><p>　　由于在使用過程中，實際軸的工具要比理論計算的功率大許多，在滿載啟動的情況下，要求適當的增大裝機功率。選用YCT/YCTL 112-4A型號的電動機，則電動機的規(guī)格型號見表3-1</p><p>　　表3-1 YCT/YCTL112-4A電動機規(guī)格</p><p>　　3.4.2進料裝置中減速器的選擇</p>

71、<p>　　根據設計的熱解回轉窯所設計的外形，進料裝置中的傳動設備放置方式選擇為水平直軸傳動。由電動機的規(guī)格得出其額定轉速1230r/min，選擇鏈傳動比=1/1.47；則由螺旋軸轉速為20r/min，可取減速器的傳動比=59。根據上面的數據計算本設計選用了擺線針輪減速機，擺線針輪減速器是應用了行星傳動原理，實現結構緊湊的大功率傳動，是一種具有先進計算和新型機構的減速機構。這種減速機在很多方面得到日益廣泛的應用，現如今在很多情

72、況下已經取代兩級、三級普通圓柱齒輪減速機及圓柱蝸桿減速機的地位。擺線減速機全部傳動裝置分為：輸入、減速、輸出三部分。其具有良好的傳動比，但在裝配時比較復雜，而且擺線針輪減速機的輸出軸負荷不能太大，里面的中心軸是最容易斷，所以在使用擺線針輪減速機時如果在有較大軸向力和徑向力，則需采取必要的解決措施。根據傳動比和轉速確定選用BWY 2-59-0.75型的擺線針輪減速器。</p><p>　　擺線針輪減速器型號見表3-

73、2：</p><p>　　表3-2 BWJ減速器型號和規(guī)格</p><p>　　減速器的機構如圖3-3所示</p><p>　　圖3-3 BWY蝸輪蝸桿減速器結構圖</p><p>　　設計選用此擺線針輪減速機是由于其能夠在連續(xù)工作制的場合使用，而且其高達1：87的減速比也是設計所需求，不僅如此，此減速器以其90%以上的高效率單級傳動深受歡迎

74、。此減速器運轉平穩(wěn)噪聲低，和其它減速機在同功率的情況下相比，小巧的設計外形使其占據的空間比例小而且輕便。由于減速器是行星傳動，他的特點是輸入軸與輸出軸一體化在同一軸線上，所以可以獲得比較小的尺寸。而且減速器的傳動部分接觸采用了滾動摩擦的形式，所以其在壽命方面顯得更長耐用。</p><p>　　3.4.3進料裝置中鏈傳動的設計</p><p>　　3.4.3.1鏈輪齒數選擇</p>

75、;<p>　　根據傳動裝置的設計中的原則，初選取小鏈輪=25。由小鏈輪齒數及傳動比i可確定從動鏈齒輪的齒數</p><p><b>　　(3-9)</b></p><p>　　則鏈輪大齒輪的齒數=17。</p><p>　　3.4.3.2鏈條的計算和選擇</p><p><b>　　a）確定鏈條的

76、功率</b></p><p>　　根據電機的額定功率為0.55kW，經過傳動效率可以得出鏈傳動中滾子鏈傳遞的額定功率=0.362kW，考慮到載荷的性質和原動機的種類，鏈傳動的工作情況系數取1.0，則滾子鏈的鏈的額定功率==1.0*0.362=0.362kW。</p><p><b>　　b）選鏈型號</b></p><p>　　根據

77、滾子鏈的額定功率和小鏈輪的轉速，按GB/T 1243 A系列滾子鏈的典型承載能力可以選擇滾子鏈標記為08A。</p><p>　　滾子鏈的基本參數與尺寸參考《GB/T 1243-2006傳動用短節(jié)距精密滾子鏈、套筒鏈、附件和鏈輪》取節(jié)距P=19.05，則其尺寸規(guī)格見表3-3：</p><p>　　表3-3 滾子鏈的規(guī)格型號</p><p><b>　　c）

78、計算鏈長節(jié)數</b></p><p>　　根據傳動裝置的鏈傳動設計可知，因為鏈輪傳動比i=1.47，則=106.68。根據傳動裝置的要求，一般取。則初定30=381mm，則根據其數據可以計算其節(jié)距，由計算鏈接數的計算公式可得</p><p>　　=81.05 (3-10)</p><p>　　則選取節(jié)數=82節(jié)（一般鏈節(jié)數取偶數）<

79、/p><p>　　經驗證：鏈速m/s < 0.6m/s, (3-11)</p><p>　　這個速度范疇屬于低速傳動。</p><p><b>　　d）最大中心距</b></p><p>　　最大中心距（當=2.02時，=0.24426） (3-12)</p><p

80、>　　則=719.54mm</p><p>　　3.4.3.3滾子鏈鏈輪選擇：</p><p><b>　　a)鏈輪大鏈輪：</b></p><p>　　根據配用滾子鏈鏈條的尺寸采用計算小齒輪的數據：</p><p>　　大鏈輪齒數=25，配用鏈條的節(jié)距p=12.7，配用鏈條的滾子直徑=7.95，配用鏈條的排距=1

81、4.38，則</p><p>　　鏈輪大鏈輪的尺寸：分度圓直徑 =101.33 (3-13)</p><p>　　齒頂圓直徑=109.255 (3-14)</p><p>　　101.24(3-15)</p><p>　　=104.37(3-16)</p>&

82、lt;p>　　齒根圓直徑=93.38(3-17)</p><p>　　分度圓弦齒高=8.0914 (3-18)</p><p>　　=2.375(3-19)</p><p>　　=3.129 （3-20)</p><p>　　齒側凸緣直徑 =95.48

83、 （3-21)</p><p><b>　　b)鏈輪大齒輪：</b></p><p>　　小鏈輪的齒數=17。</p><p>　　鏈輪小齒輪尺寸：分度圓直徑d =69.12 (3-22)</p><p>　　齒頂圓直徑=85(3-23)</p><p

84、>　　=80.62(3-24)</p><p>　　=74.80(3-25)</p><p>　　齒根圓直徑=53.32(3-26)</p><p>　　分度圓弦齒高 =3.28(3-27)</p><p>　　=2.375 (3-28)</p

85、><p>　　=3.129 (3-29)</p><p>　　齒側凸緣直徑=67.24 (3-30)</p><p>　　3.4.3.4鏈輪的布置</p><p>　　進料裝置中的鏈輪的布置依舊選用傳動裝置中鏈傳動鏈輪的布置方式如圖3-4所示：</p><p>　　圖3-4 進料

86、裝置中鏈輪布置</p><p>　　大鏈輪與小鏈輪的垂直距離為320mm，44.7°。</p><p>　　通過相對應的布置可以合理的設計安排整體框架的設計要求，以達到對材料的節(jié)省，成本的降低。</p><p><b>　　4 總結</b></p><p>　　本設計主要針是對HZ20熱解回轉窯傳動及進料裝置進

87、行的設計，本次設計內容主要包括：傳動裝置的傳動方案、電動機及減速器的選型、鏈傳動的設計計算、進料裝置的傳動方式、螺旋軸的選型、還有一些附帶裝置的選取。</p><p>　　傳動裝置中電動機的選型是通過筒體運轉的額定功率和轉速來確定的，而減速器的型號是通過傳動方式及其傳動比來確定選擇的，傳動方式是根據機器的結構和位置空間大小來采取選型。而進料裝置中電動機是通過螺旋軸的額定功率和轉速來確定。在進料裝置中，螺旋軸的選取

88、型號也是異常的不易，要選擇軸的材料、確定螺旋軸徑的直徑、螺旋葉片的厚度、葉片類型、葉片的螺距、螺旋葉片的直徑。HZ20熱解回轉窯窯爐為電加熱爐，在空氣氣氛下工作。采用耐高溫（回轉管）為燒結物體的高溫載體，借助于螺旋給料機將物料送入回轉管內，依靠回轉管的旋轉和傾斜使物料傳送通過窯爐。物料在通過窯爐的過程中，按調好的溫度曲線加熱到所需溫度，并在后面的冷卻區(qū)再冷卻下來。而在進料口進料量的多少可以通過調節(jié)給料機轉速，進入料的含水量根據各用戶的工

89、藝要求和物料性質確定，但必須低于5%。當爐溫高于400℃時，螺旋給料機應處于旋轉狀況。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]朱龍英、李三貴.機械設計[M].高等教育出版社，2012.</p><p>　　[2]常德功、樊智敏 孟兆明.帶傳動和鏈傳動設計手冊[M].化學工業(yè)出版社，2010.</p>

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93、學出版社,2011.</p><p>　　[14]睽良貴、紀名剛.機械設計.北京[M].高等教育出版社，2006.5.</p><p>　　[15]徐薇.機械設計手冊第一版滴三卷.北京[M].機械工業(yè)出版社，1991.</p><p>　　[16]吳宗澤，羅圣國.機械設計課程設計手冊.北京[M].高等教育出版社，2006.</p><p>　

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95、><p><b>　　致謝</b></p><p>　　很感慨，我在長舒一口氣后開始寫我的畢業(yè)設計說明書的致謝辭了。說明書的完成標志著我的大學四年即將結束，也意味著新的生活又將開始了。最近的半年則并行著找工作和做畢業(yè)設計。其間的起起伏伏、悲喜得失，今大想來仍舊烯噓不已。所幸我沒有被失敗擊垮。自信、堅強、樂觀的態(tài)度讓我堅持到了最后，并且爭取了最好的結局。這近四年的校園時光，

96、從每天的三點一線到兩點一線甚至到最后的一點一線，在我看來枯燥的日寸光總是那么兀長，我總是盼不到畢業(yè)的那一大，不是說讀書的日子多么讓我痛苦，只是我想早日實現心中一直以來的的理想?？墒钱敭厴I(yè)的日子一大大臨近，這四年的點點滴滴又像電影膠片一樣在腦海中鋪展開來，親切的老師、親密的同學、友好的朋友、沒有交集卻見面只能一招呼的同學，他們都是我最不愿意與之分離的人，大家的下一站不知在何處?？浚蛟S還有機會見而，也或許再沒有機會相逢，這也許就是人生的無

97、奈，在這一站遇到的人卻必定要在下一站到達時分開。</p><p>　　在這里感謝我的指導老師査老師對于我的指導和教誨，在這段時間內，他給予了我莫大的幫助，對于他悉心照料和激勵，我的畢業(yè)設計才能夠順利的完成。査老師花費了他巨額寶貴的時間來幫助我，讓我懂得了要以認真的態(tài)度和平和的心態(tài)來對待任一件事情。對于査老師是指導，讓我受益匪淺，再次感謝査老師。</p><p>　　最后，我要感謝四年的大學

98、生活，感謝鹽城工學院的所有老師同學和那些水遠也不能忘記的朋友，他們的支持與情感，是我永遠的財富。</p><p><b>　　附 錄</b></p><p>　　圖名 圖號 圖幅 張數 1 HZ20熱解回轉窯裝配圖 HZY-00

99、 A0 1</p><p>　　2 HZ20熱解回轉窯進料裝置部裝圖 HZY-01 A1 1</p><p>　　3 HZ20熱解回轉窯傳動裝置部裝圖 HZY-02 A1 1</p><p>　　4 螺旋軸

100、 HZY-01-01 A3 1</p><p>　　5 進料口 HZY-01-02 A3 1</p><p>　　6 密封蓋 HZY-01-03 A3 1</p>

101、<p>　　7 傳動裝置大鏈輪 HZY-02-01 A3 1</p><p>　　8 傳動裝置小鏈輪 HZY-02-02 A3 1</p><p>　　9 法蘭 HZY-01-04