湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 中速磨磨輥修復(fù)轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì) 中速磨磨輥修復(fù)轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì) 摘要 型中速磨煤機(jī)是近年來我國引進(jìn)的高效、節(jié)能并適于朝大出口方向發(fā)展的新型磨煤機(jī)。磨輥是 型磨煤機(jī)的關(guān)鍵易損件，其性能的好壞直接影響磨煤機(jī)性能。由于我國火電廠使用的煤質(zhì)較差，含矸石和黃鐵礦石較多，磨輥的使用壽命大為降低，無法達(dá)到其設(shè)計(jì)壽命。雖然目前磨輥的鑄造工藝已經(jīng)有很大改進(jìn)且鑄造材料也由以前的硬鎳鑄鐵改為高鉻白口鑄鐵但還是不能滿足磨輥的使用壽命要求。提高磨輥耐磨壽命，降低成本，已成為中中速磨機(jī)發(fā)展的迫切任務(wù)。 采用特制的高鉻高碳藥芯焊絲 ,對(duì)舊的 中速磨煤機(jī)磨輥進(jìn)行堆焊修復(fù) ,可獲得性能較為優(yōu)異的耐磨層 ,修復(fù)后磨輥經(jīng)現(xiàn)場運(yùn)行考核 ,可有效地提高使用壽命 ,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。但由于磨輥尺寸較大且笨重故需對(duì)他的焊接設(shè)計(jì)專門的轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)現(xiàn)其變速和變位。 關(guān)鍵詞 中速磨煤機(jī)磨輥、速磨煤機(jī)磨輥堆焊修復(fù)轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、磨輥定心機(jī)構(gòu)、定位結(jié)構(gòu)、焊槍裝夾與調(diào)整裝置設(shè)計(jì)湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 中速磨磨輥修復(fù)轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì) is an to in in be to is he of of is is in to t it of to to to to a ts to of to to of of to of to to on a of to to to to to of of to to be to to it to to of to to 潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 中速磨磨輥修復(fù)轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì) 目 錄 摘要 .................................................................................................... 1 第一章 概述 .................................................................................... 1 型中速磨煤機(jī)結(jié)構(gòu)介紹 ....................................................... 1 磨煤機(jī)工作原理 .......................................................................................... 1 磨輥修復(fù)原因 .............................................................................................. 2 第二章 方案設(shè)計(jì) ............................................................................ 4 第三章 轉(zhuǎn)臺(tái)具體參數(shù)設(shè)計(jì) ........................................................... 6 電動(dòng)機(jī)選型 .................................................................................................. 6 磨輥重量及焊接接轉(zhuǎn)臺(tái)擺角設(shè)計(jì) .............................................................. 6 輥重量 ............................................................................................. 6 接轉(zhuǎn)臺(tái)擺角設(shè)計(jì) ............................................................................. 6 轉(zhuǎn)臺(tái)厚度設(shè)計(jì) .............................................................................................. 7 轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)技巧 ................................................................................... 7 轉(zhuǎn)臺(tái)厚度計(jì)算 ................................................................................... 7 臺(tái)面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................. 8 主軸參數(shù)設(shè)計(jì) .............................................................................................. 9 磨輥的定位和裝夾設(shè)計(jì) ............................................................................ 10 磨輥定位和裝夾方案 ..................................................................... 10 螺桿參數(shù)的確定 ............................................................................. 11 焊接轉(zhuǎn)臺(tái)減速設(shè)計(jì) .................................................................................. 11 蝸輪蝸桿各參數(shù)的確定 ................................................................. 12 確定許用接觸應(yīng)力 ......................................................................... 12 蝸桿與減速箱 間的連接 ............................................................................ 15 轉(zhuǎn)臺(tái)支承設(shè)計(jì) ............................................................................................ 16 轉(zhuǎn)臺(tái)盤與軸的聯(lián)接 .................................................................................... 17 輥擺角的實(shí)現(xiàn) ........................................................................................ 20 湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 中速磨磨輥修復(fù)轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì) 接槍的夾持和調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ............................................................ 21 第四章 相關(guān)較核 ........................................................................ 22 偏心螺桿的強(qiáng)度校核 ................................................................................ 22 軸的校核 .................................................................................................... 22 截面安全系數(shù) S 校核 ..................................................................... 22 后 記 ................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ............................................................................................ 2 第一章 概述 制粉系統(tǒng)是電站鍋爐中非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。 型中速磨煤機(jī)是近年來我國引進(jìn)的高效、節(jié)能并適于朝大出口方向發(fā)展的新型磨煤機(jī)。與普通的高、低速磨機(jī)相比，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、占地面積小、研磨效率高、嗓聲低、金屬磨損量小，節(jié)約能源等特點(diǎn)，同時(shí)它具有粉碎、干燥和輸送煤粉等功能，且對(duì)煤質(zhì)的適應(yīng)性較強(qiáng)，可研磨占我國煤炭資源 75%以上的煙煤，顯示出獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 型中速磨煤機(jī)結(jié) 構(gòu)介紹 該型磨煤機(jī)同其它形式中速磨結(jié)構(gòu)相近，基本上由傳動(dòng)部件、碾磨部件、分離器和機(jī)架等幾部分組成，如圖 1 所示。該磨煤機(jī)的磨輥與支架通過轉(zhuǎn)軸組合在一起，磨盤的外圍是裝在六角形殼體上的噴嘴環(huán)，噴嘴環(huán)上半部是分段組合的，可以更換。該磨煤機(jī)轉(zhuǎn)子與磨盤以及干燥介質(zhì)通流部件之間采用密封風(fēng)環(huán)加以密封。分離器結(jié)構(gòu)形式基本上分為離心式和旋轉(zhuǎn)式兩種。 123 456瓦 圖 1磨煤機(jī)結(jié)構(gòu)圖 磨煤機(jī)工作原理 該磨煤機(jī)具有相距 1200 的 3 個(gè)大磨輥， 3 個(gè)輥?zhàn)又g的相對(duì)位置固定，被轉(zhuǎn)動(dòng)的磨盤帶動(dòng)，在磨盤上滾動(dòng)。磨碎煤料所需的壓力是通過 3 個(gè)輥?zhàn)幼灾丶捌渖戏降膹椈山M施加的，加載壓力大小可通過液壓缸進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。 其磨碎和干燥過程同其它型式磨煤機(jī)一樣，干燥劑由磨盤周圍的噴嘴環(huán)以 70煤干燥的同時(shí)，經(jīng)磨碎輸送到分離器中進(jìn)行分離，煤中的雜物如煤矸石、鐵塊等通過噴嘴環(huán)落到轉(zhuǎn)盤上，被刮板刮至集料箱中排除。 由上圖知該磨煤機(jī)的研磨部件主要是磨輥和磨盤，其磨煤工況如圖 2 所示 . 磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)磨輥?zhàn)赞D(zhuǎn)，磨輥、磨盤和煤料構(gòu)成三者之間 的磨料磨損。由圖可看出，磨輥運(yùn)行時(shí)受到本身重力 G,液壓加載系統(tǒng)的加載壓力 料對(duì)磨輥的作用力 輥主要承受以下幾種載荷作用 : 磨輥在磨煤過程中承受一定的硬雜質(zhì)沖擊載荷作用。 圖 1輥工作情況 磨輥修復(fù)原因 由于國內(nèi)電廠用煤種類較多 ,雜質(zhì)含量頗高 ,可磨性較差 ,與中速磨煤機(jī)設(shè)計(jì)使用條件不盡相符 ,加之運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足 ,使得磨輥過快地磨損 , 當(dāng)磨輥磨損嚴(yán)重時(shí)，磨輥與磨盤之間的間隙過大，磨輥液壓加載系統(tǒng)液壓缸傳遞到磨輥上的壓力亦難以保證磨輥與磨盤之間的間隙，這樣就會(huì)使大量原煤及殲石均被排出磨室，使該磨煤機(jī)碾磨出力下降，直接影響鍋爐燃燒，降低鍋爐效率，威脅機(jī)組熱力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，此時(shí)需要頻繁更換才能保證磨煤機(jī)正常工作 ,這樣 ,一方面降低了生產(chǎn)效率 ,另一方增加了檢修任務(wù)和維修費(fèi)用。如：內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)發(fā)電廠到 1998 年止安裝了 16 臺(tái) 中速磨煤機(jī)，蒙達(dá)公司安裝了 12 臺(tái) 中速磨煤機(jī)其中磨輥、磨環(huán)（磨盤）是主要易損件，每年耗資 500 多萬。雖然目前磨輥的鑄造工藝已經(jīng)有很大改進(jìn)且鑄造材料也由 以前的硬鎳鑄鐵改為高鉻白口鑄鐵但還是不能滿足磨輥的使用壽命要求。 因此 ,對(duì)舊磨輥進(jìn)行修復(fù)和強(qiáng)化是非常必要的。 磨煤機(jī)磨輥的磨損機(jī)理為切削磨損、塑變疲勞磨損和脆性相斷裂磨損三種機(jī)制并存，其中切削磨損機(jī)制處于主導(dǎo)地位；磨輥內(nèi)、外側(cè)磨損機(jī)理的差別重要在于外側(cè)部位受到煤料的切削磨損作用遠(yuǎn)比起內(nèi)側(cè)處強(qiáng)烈，且磨粒切削的方向性明顯強(qiáng)于內(nèi)側(cè)。當(dāng)前提高中速磨磨輥的使用壽命主要是提高磨輥的耐磨性，其方法有用鎢鉻鑄鐵制作磨輥代替鎳硬鑄鐵制作磨輥提高起耐磨壽命，更經(jīng)濟(jì)的方法 就是對(duì)磨輥磨損表面進(jìn)行修復(fù)且現(xiàn)在廣泛采用的是堆焊修復(fù)。內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)發(fā)電廠 3 號(hào) ~6 號(hào)機(jī)組均采用 中速磨煤機(jī)磨輥耐磨性教差，在運(yùn)行4000~5000h 左右即會(huì)失效。為延長磨輥使用壽命，選用鎳基材料作為過流層，采用自動(dòng)埋弧堆焊方式進(jìn)行堆焊修復(fù)，使磨輥壽命達(dá)到了 8000h 以上。 試驗(yàn)的結(jié)果表明采用堆焊修復(fù)工藝對(duì)舊中速磨輥進(jìn)行修復(fù)比直接外購鑄造式磨輥成本降低 50% 但磨輥尺寸較大且笨重其焊接裝夾不易實(shí)現(xiàn)，且為了保證磨輥的焊接質(zhì)量必須有專門的焊接變位機(jī)械來實(shí)現(xiàn)其焊接的變位。 第二章 方案設(shè)計(jì) 磨輥的 修復(fù)過程實(shí)際上是舊磨輥的夾持及對(duì)中磨輥堆焊修復(fù)過程它的實(shí)現(xiàn)是焊接變位機(jī)通過特制焊接工裝卡具卡住磨輥 ,使其沿某一水平軸線勻速轉(zhuǎn)動(dòng) ,并輔以焊接槍的沿該軸線方向的恰當(dāng)移動(dòng) ,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)磨輥的周向堆焊。這里對(duì)磨輥的夾持對(duì)中要求較高 ,否則將嚴(yán)重影響磨輥堆焊后的尺寸形狀 ,甚至?xí)l(fā)生導(dǎo)電嘴與工件表面打火現(xiàn)象 ,使得導(dǎo)電嘴嚴(yán)重?zé)龘p。 圖 2接轉(zhuǎn)臺(tái)總體示意圖 因此焊接轉(zhuǎn)臺(tái)必須對(duì)舊磨輥的夾持有很好的對(duì)中，同時(shí)為了保證有好的焊接質(zhì)量磨輥 的轉(zhuǎn)動(dòng)亦必須穩(wěn)定及要?jiǎng)蛩佟Ｍ瑫r(shí)為了制造方便它的減速及動(dòng)力機(jī)械盡可能的選用標(biāo)準(zhǔn)件，通過多方 面比較最后擬定焊接轉(zhuǎn)動(dòng)的原動(dòng)件采用運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)的電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)到磨輥的減速采用標(biāo)準(zhǔn)的行星輪減速器和蝸輪蝸桿來實(shí)現(xiàn)；磨輥的擺角則采用人工操作即用千斤頂來實(shí)現(xiàn)或采用釣鉤來實(shí)現(xiàn)。焊接槍的夾持和變位亦可簡單的采用曲柄滑塊、或凸輪等機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)此處為了節(jié)約成本采用了導(dǎo)桿與滑塊的組合機(jī)構(gòu)它的具體設(shè)計(jì)見十一點(diǎn)，焊接轉(zhuǎn)臺(tái)最后的實(shí)體圖如圖 3 所示 第三章 轉(zhuǎn)臺(tái)具體參數(shù)設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)選型 從使用要求出發(fā)為減小焊接時(shí)減速比選用的電動(dòng)機(jī)下 : 表 3電動(dòng)機(jī)參數(shù) 電 動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 /載轉(zhuǎn)速 /(r/同步轉(zhuǎn)速 /(r/堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 10 750 磨輥重量及焊接接轉(zhuǎn)臺(tái)擺角設(shè)計(jì) 輥重量 采用三維制圖軟件 算知約為 103 接轉(zhuǎn)臺(tái)擺角設(shè)計(jì) 磨棍外圓弧圓心角 250?即 ? = 113°，因此 轉(zhuǎn)臺(tái)擺角范圍為 +57°其擺動(dòng)示意圖如下圖 4 圖 3擺動(dòng)示意圖 由圖知為滿足擺角要求焊接轉(zhuǎn)臺(tái)高度 650 1193s i n 3 3m m??取整為 1300轉(zhuǎn)臺(tái)厚度設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)臺(tái)選材為 轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)技巧 由于轉(zhuǎn)臺(tái)面主要起支承作用故只需對(duì)其進(jìn)行撓度設(shè)計(jì)，取撓度 f? 104R R 為轉(zhuǎn)臺(tái)半徑。 轉(zhuǎn)臺(tái)厚度計(jì)算 沿轉(zhuǎn)臺(tái)徑向取一 微型截面由微積分原理可把它視為橫梁如圖 5 力的分布圍很小可視為集中載荷并取彎矩最大值既取分布在距離 B 點(diǎn) 616。由材料力學(xué)知識(shí)知各段撓度計(jì)算公式如下 ： 2( ) ( 3 3 )6p b I ??? ? ?： 223()( ) [ 2 3 ]6p b x a x I b b??? ? ? A 點(diǎn)： 2( ) ( 3 )6p b I ???圖二圖 3臺(tái)受力示意圖 其中 s 0、 、 、 800l 、 616l 、 312、 G 為磨輥重量； 材料彈性模量由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第四版表 1得 E=196過比較得知 ? ?? ? 24936167 1 2 2 . 1 7 0 . 6 1 2 0 . 8 3 2800 1010Kf x ??? ? ? ????????代入數(shù)據(jù)有 H≥ 整為 H=90 臺(tái)面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 從使用和節(jié)省材料出發(fā)轉(zhuǎn)臺(tái)面采用輪輻結(jié)構(gòu)，且輪輻 n 取 4 按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)剪切強(qiáng)度進(jìn)行較核。 1. 按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) ? ? ? 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表 3許用彎曲應(yīng)力 [σ ]=450 σ ≤ [σ ]其中彎矩 s i n 6 0 0 . 6 1 64G? ? ?；抗彎截面模量 26 b 為輪輻寬度，輪輻厚度 h=90 23 7 9 0 . 3 1 6m a x 4 5 00 . 0 96b? ??； 故 b≥ 安全系數(shù) S=取整 b=100 剪切強(qiáng)度較核 ? ??? 由材料力學(xué)知識(shí)有 32?其中 Q 為輪輻的正應(yīng)力； ??? ]代入數(shù)據(jù)有： ? ?33 2 8 4 2 02m a x 4 10 . 0 9 2 0 . 1 M P a????? ? ??? 通過較核。 主軸參數(shù) 設(shè)計(jì) 由于該主軸所傳遞的扭矩極小計(jì)算時(shí)可按心軸公式計(jì)算且為實(shí)心故其軸徑計(jì)算公式為 32 1 ?d 軸的直徑 , 軸在計(jì)算截面所受的彎矩， ??軸的許用彎曲應(yīng)力， 表 5取為 280矩可由彎矩圖最大彎矩在軸承支點(diǎn)處 P 圖３ 主軸受力圖 由材料力學(xué)計(jì)算有 B==G=39000 N 最大為 6 6 3 0 m m? 故軸徑為 d=70安全系數(shù) 軸徑為 130的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖 8 所示 圖３ 磨輥的定位和裝夾設(shè)計(jì) 磨輥定位和裝夾方案 磨輥的定 位主要是定心和夾緊由于磨輥比較笨重故把定位和夾緊機(jī)構(gòu)分開其中定位機(jī)構(gòu)也只起找準(zhǔn)的作用，可采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。其加緊采用偏心螺桿進(jìn)行加緊，易知當(dāng)磨輥軸線處于水平位置時(shí)所需要的加緊力最大。其受力示意圖如下圖： F 圖３ 在該加緊機(jī)構(gòu)中磨輥的定位加緊是靠磨輥與轉(zhuǎn)臺(tái)面之間的摩擦來實(shí)現(xiàn)的即摩擦力 考慮磨輥的擠壓強(qiáng)度采用 4 個(gè)偏心螺桿聯(lián)結(jié)則每個(gè)螺桿的預(yù)緊 力為 0 FK m f? F 為磨輥重量 F=28420N、 Z 為螺桿個(gè)數(shù)、 m 為結(jié)合面數(shù)此處 m=2、結(jié)合面摩擦系數(shù)查表 5機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版 高等教育出版社出版）μ =表 螺紋采用 8 級(jí)制造公差其計(jì)算如下 螺桿參數(shù)的確定 １、確定螺桿直徑 此處螺桿聯(lián)結(jié)僅收預(yù)緊力作用且初步估計(jì)在 間取當(dāng)量摩擦角 ? 、 21紋升角 ? 則計(jì)算應(yīng)力 223 1 . 3? ? ?? ? ? 有201?? 即有 ? ?2011 . 3 2 . 3?????為了有足夠的強(qiáng)度 ??? 為材料許用應(yīng)力查表 ? s n?? ? 、 s? 查表 480n 取 入以上公式有1 24d ，由于還要受彎矩的作用故取最小值的 ，并標(biāo)準(zhǔn)化采用第一系列取公稱直徑 42 ２、 偏距厚度設(shè)計(jì) 偏距的受力為剪切力因此只要對(duì)它進(jìn)行剪切應(yīng)力強(qiáng)度設(shè)計(jì)就行由剪切應(yīng)力計(jì)算公式? ?m a x 3??、 ??? 材料許用應(yīng)力取 ? 、 Q=F? =數(shù)據(jù)代入有 9h 結(jié)構(gòu)考慮取 h=20 焊接轉(zhuǎn)臺(tái)減速設(shè)計(jì) 為實(shí)現(xiàn)焊接變速必須對(duì)起進(jìn)行減速設(shè)計(jì)減速比 200750?電總 焊i= 即 i 總 = 從降低生產(chǎn)成本出發(fā)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)減速器 星減速器 表 3減速器工作性能 減速器代號(hào) 公稱減速比 實(shí)際傳動(dòng)比 輸入轉(zhuǎn)速 r/ 重量（ 30 597 750 382 為實(shí)現(xiàn)減速要求還需采用蝸輪蝸桿對(duì)它進(jìn)一步減速，為實(shí)現(xiàn)減速要求還需對(duì)它進(jìn)行進(jìn) 一步減速，此處是空間交錯(cuò)的 兩軸間運(yùn)動(dòng)和力的傳動(dòng)，可采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)、圓錐齒輪傳動(dòng)等減速方案進(jìn)行減速。這里選用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，因?yàn)樗哂幸韵绿攸c(diǎn)： 蝸輪蝸桿能實(shí)現(xiàn)比較大的傳動(dòng)比一般為 i=5～ 80 與其它減速方案比較它具有傳動(dòng)比大，零件數(shù)目少，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。 為保證焊接質(zhì)量要求磨輥的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)而蝸輪蝸桿在傳動(dòng)中由于蝸桿齒是連續(xù)不斷的，它和蝸輪齒是逐漸進(jìn)入嚙合及逐漸退出嚙合的，同時(shí)嚙 合的赤對(duì)較多，故沖擊載荷小，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低滿足要求。 為了方便磨輥的裝夾要求傳動(dòng)能夠自鎖，而當(dāng)蝸桿的螺旋線升角小于嚙合面的當(dāng)量摩擦角時(shí)，蝸桿傳動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)自鎖而齒輪傳動(dòng)就不能實(shí)現(xiàn)。 因此在此處選用蝸輪蝸桿減速是比較理想的減速方案。 由于傳動(dòng)要求較低這里選用普通圓柱蝸桿傳動(dòng)，通過計(jì)算減速比為 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》采用公稱減速比 30。 蝸輪蝸桿各參數(shù)的確定 由于實(shí)際輸入功率 小為 速很低故選用阿基米德蝸桿傳動(dòng)，精度為8C 桿選材為 40面淬火， 45面粗糙度為 m；蝸輪采用 模鑄造； 初選參數(shù) i=考表 時(shí)為實(shí)現(xiàn)自鎖取 ， 1i=30。 確定許用接觸應(yīng)力 由表 知σ N； 由表 得σ =200N/ 由圖 得 s； 使用壽命取 180000h 傳動(dòng)采用浸油潤滑，由圖 得 輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 200 1 8 0 0 0 0 6 0 1R? ? ? ?=105； 由圖 得 σ 20× 強(qiáng)度設(shè)計(jì)12222 15000d K ?? ???? 轉(zhuǎn)矩 1/η 又由工作要求知 暫取 由工作要求知 G 為磨輥及其夾具綜合重量取 輥 、 f 為摩擦因數(shù)查表 1f= r 取圓錐滾子軸承外徑 200： × 103× 60N ：12222 15000d K ?? ????= 215000 1 . 2 1 . 8 23 1 3 . 5 3 0?? ??????=時(shí)考慮轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu) —— 減速器輸出軸軸心與減速器底座高度查表 7500 m= 12要幾何尺寸計(jì)算 蝸輪分度圓直徑 d2=75 傳動(dòng)的中心距 a=1/2(d2+1/2(112+375)=程角γ 111 1 2 . 5a r c t a n a r c t a n 112?? ? ?=6° 22′ 55″ 求蝸輪的圓周速度并核對(duì)傳動(dòng)的效率 蝸輪的圓周速度 222 3 7 5 2 0 0 0 . 0 0 1 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 1 5 0 0m s?? ???? ? ?? ? ? 齒面間滑動(dòng)速度 11 1 1 2 1 . 2 7 0 . 0 0 7 5 /6 0 1 0 0 0 c o s 6 0 1 0 0 0 c o s m s??? ? ???? ? ?? ? ? 其中1 750597n ?按式 η 1η 2η 3 按式 ? ? ?1 t a n t a n 6 . 6 3 8 0 . 8 7t a n t a n 6 . 6 3 8 1??? ??? ? ???由表 得 ?? =1° 攪油損耗的效率，取η 2= 滾動(dòng)軸承效率，取η 3= =η 1η 2η 3=假定值相近。 較核接觸強(qiáng)度 按表 公式 2129400H z A V H K ???? 彈性系數(shù) 表 得 55× N /用系數(shù) 得 1 動(dòng)載系數(shù) 向載荷分布系數(shù) 輪軸上的轉(zhuǎn)矩 圖 得滑動(dòng)速度影響系數(shù) 于是許用應(yīng)力 23 0 0 /N m m? ?? ? 229 4 0 0 1 1 1 71 5 5 7 9 /1 1 2 3 7 5 N m m? ? ????〈 σ 輪齒彎曲強(qiáng)度較核 按表 公式 2 212666 ./ S F K K Y Y N m md d m ? ????? 齒型系數(shù) 22 3330 3 0 . 1 8 7c o s c o Z ?????查圖 輪的許用彎曲應(yīng)力 σ ′ 命系數(shù) L=105 時(shí)，查圖 蝸輪材料 N=106 時(shí)σ′ 0N/則σ 0× 1=70 N/26 6 6 8 3 3 3 . 7 1 . 1 1 . 1 4 . 2 1 0 . 9 6 9 5 0 . 0 6 2 7 /2 5 0 4 8 0 1 6F N m m? ? ? ?? ? ??? 通過。 他幾何尺寸計(jì)算 按表 0° C = 0 .2 m = 2 .5 m m ha*m=112+2× 1× 37mm c*)m=1128(1+m((1+0)=× 00mm m(c*+)=15mm 7545mm 15mm 00mm 11+m=(11=× 60時(shí)考慮磨削蝸桿的的增量取 001 5 6 1 2 . 5 4 4 . 52da m? ? ? ?2 * 6 8 . 5 0 . 2 1 2 . 5 7 12af dR c m m m? ? ? ? ? ? π m== n 1 S c o s 1 9 . 5 1 3 ? ? ? ? ?22S = 0 . 5 2 t a n 0 . 5 0 . 7 1 2 . 5 1 9 . 6 3 5? ?? ? ? ? ? 蝸桿與減速箱間的連接 蝸桿與減速箱之間的連接從結(jié)構(gòu)和要求綜合考慮采用聯(lián)軸器連接 由于焊接轉(zhuǎn)臺(tái)振動(dòng)很小轉(zhuǎn)矩也很小因此采用結(jié)構(gòu)簡單的剛性突緣聯(lián)軸器即能勝任，傳 動(dòng)的轉(zhuǎn)矩很小m a x G f 0 . 2 140T = = ??? 其中 G 為轉(zhuǎn)臺(tái)綜合重量， f 為滾動(dòng)軸承摩擦因數(shù)查表 f=查表 = 軸器 1405843轉(zhuǎn)臺(tái)支承設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)臺(tái)支承的主要起支承和翻轉(zhuǎn)的作用故可選用 表 3295? 、 640? 采用調(diào)質(zhì)處理。 轉(zhuǎn)臺(tái)支承可以簡化成橫梁其受力分析如下 m ３ 易知當(dāng)平板處于水平位置時(shí) p 與 m 取最大值 p=p1+p2 臺(tái)綜合重量 磨輥 +G 夾具 采用三維制圖軟件計(jì)算得 為 37936N； 減速箱重量由《械設(shè)計(jì)手冊》得 量為 382： 矩 m 是由于磨輥及其夾具偏離轉(zhuǎn)臺(tái)中心而產(chǎn)生它的計(jì)算公式為： m= l l 為磨輥及其夾具的綜合中心距支承點(diǎn)的長度由重心計(jì)算公式 ： M× l=M 磨輥 × 夾具 × 為磨輥與夾具質(zhì)量、 M 磨輥 為磨輥質(zhì)量、 M 夾具 為夾具質(zhì)量代如數(shù)據(jù)計(jì)算得 l=m=方便計(jì)算可把支承看成兩端固定的橫梁如圖所示 A 點(diǎn)支座反力： 即 2 2 2 6 7 B 點(diǎn)支座反力： ? ? ? ?220 . 8 1 . 6 112 . 1 2 . 11 . 3 1 2 2 . 1 2 0 . 4 9 1 2 2 . 1 P? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 即 5 4 8 7 4 A 點(diǎn)轉(zhuǎn)矩： 2212221 . 8 0 . 8 1 . 6 0 . 9 7 3 5 8 2 2 2 6 2 . 6A m? ? ? ? ?? ? ? ?B 點(diǎn)轉(zhuǎn)矩： 12221 . 8 0 . 8 1 . 6 0 . 9 3 7 5 1 1 9 7 6 6 2 . 6B m? ? ? ? ?? ? ? ?易知危險(xiǎn)截面彎曲應(yīng)力為1165 5 8 7 5 . 2MW ?? ? ? 1?? 取 ? ]=b 取 150有265 5 8 7 5 . 2 62 4 3 . 1 0 . 0 5 1 0 h? ???有 乘安全系數(shù) h=150切強(qiáng)度較 核 剪切強(qiáng)度較核計(jì)算公式為 ? ?12? ??? ? ?1?? =? ） = ?122148200 . 2 0 8 0 . 1 5 0 . 1 5? ?? ? ??? 即有 ? ?12 1 . 1 M P a?????通過 支承與底座處軸徑取 150用抗彎強(qiáng)度較核 ? ??? ??? 為材料許用彎曲應(yīng)力查表 知為 代入數(shù)據(jù)有 ? ?323 119763 . 1 4MW d??? ? ???轉(zhuǎn)臺(tái)支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見下圖 圖３ 轉(zhuǎn)臺(tái)盤與軸的聯(lián)接 過盈聯(lián)接結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)中性好，聯(lián)接零件無鍵槽削弱，聯(lián)接強(qiáng)度高，在沖擊、振動(dòng)載 荷下也能較可靠的的工作，加工方便。從結(jié)構(gòu)與功能考慮轉(zhuǎn)臺(tái)盤與軸采用圓柱過盈聯(lián)接。 過盈聯(lián)接的計(jì)算： 傳遞載荷所需的最小結(jié)合壓強(qiáng) 于所需的轉(zhuǎn)矩極小且其軸向還有銷和軸肩保證運(yùn)動(dòng)的可靠，故可看作只傳遞軸向力其受力圖如下 有?? m 合直徑 合度此處為 90 為 摩擦系數(shù)軸與轉(zhuǎn)臺(tái) 間 配 合 表 面 粗 糙 度 為 表 ? =i n ?????????× 105直徑比 ?? ff m 其中?? ?????2211? 查表 為 206000此206000 ???e即 包容件傳遞載荷所需最小直徑變化量 m 查表 06000 . 0 4 . 31 7 1 42 0 60 0 0 i n ????1 2 4 9 8 3 7 i nm i nm i n ??? 考慮壓平后的最小過盈量為方便安裝采用溫差法裝配包容件不產(chǎn)生塑性變形所允許的的最大結(jié)合壓強(qiáng)?? ? a 查圖 53.0?a ??s 查表 590??? M P aP 5 0m a x ??? 被包容件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大結(jié)合壓強(qiáng)?表5500 50m a x ?聯(lián)接件不產(chǎn)生塑性變 形的最大結(jié)合壓強(qiáng)取較小者為 153接件不產(chǎn)生塑性變形的傳遞力 9 1 1 6m a x ?? ?? 包容件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大直徑變化量 ?m a xm a x ? =206000 ?= 被包容件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大直徑變化量 m =206000 = 聯(lián)接件不 產(chǎn)生塑性變形所允許的最大過盈量 m a xm a xm a x ??=擇配合要求：保證過盈聯(lián)接 ? ? 1 ?? 保證聯(lián)結(jié)件不產(chǎn)生塑性變形 9 a xm a x ?? ?? 查標(biāo)準(zhǔn)確定最大過盈量和最小過盈量 確定基本過盈量 2 ??= ?b?=定基本偏差代號(hào) 要求有較多的連接強(qiáng)度取b?=表 2為 u 采用公差孔為 為 定配合 H7/據(jù) 處代號(hào)“ u”的 基本偏差為 170μ m 2μ m、 5μ m。 則有 ?? 1 9 71 9 4221 7 2m a x ?????? 12513735172m i n ???? 聯(lián)結(jié)的最小傳遞力m i n m i n d l????? ??? ? ? ?m i nm i n2 ??????????=足 輥擺角的實(shí)現(xiàn) 采用螺旋機(jī)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)磨輥的擺動(dòng)即采用千斤頂由于市面上的千斤頂行程不夠故需自行設(shè)計(jì)千斤頂螺桿材料采用 40母選用 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第三卷第 22 篇第 117～ 118 頁計(jì)算公式計(jì)算有梯形螺紋的中徑 60用公稱直徑 d=70徑 59紋工作高度為 5焊接轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)計(jì)算出千斤頂需最小行程為 長度為 300 接槍的 夾持和調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于焊接槍的質(zhì)量很小故它的夾持和調(diào)整機(jī)構(gòu)對(duì)強(qiáng)度和調(diào)整精度沒有特別的要求，從人機(jī)方面設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能即可。同時(shí)從生產(chǎn)成本和工人操作難易方面綜合考慮他的三維方向的的調(diào)整都統(tǒng)一采用導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。它的結(jié)構(gòu)示意圖如下： 圖３ 焊槍加持調(diào)整機(jī)構(gòu)示意圖 第四章 相關(guān)較核 偏心螺桿的強(qiáng)度校核 應(yīng)力計(jì)算公式 ? ?m a x 8( 1 ) e F eA s W A s d? ? ???? ? ? ? ? 紋公稱應(yīng)力截面直徑查表 976 e 偏心距 在螺桿如下圖 10 為20、 F? 偏心螺桿受的軸向拉力 、 紋 危 險(xiǎn) 截 面 的計(jì) 算 直 徑1sd d =??? 為許用應(yīng)力同上 e 圖３ 因此m a x 4 6 1 8 3 8 2 019 7 6 3 8 . 7 5? ????????? =??? =320過 軸的校核 截面安全系數(shù) S 校核 由上圖知道m(xù) a x 6 6 3 0 m m?22 ???其中1??????? ? ?????? 1?????? ? ? ??????查表 5查表 5稱循環(huán)應(yīng)力應(yīng)力幅m Z?????=m a x 0 . 5 P ?? ? ? 232d 表 1圓錐滾子軸承摩擦系數(shù) ? 為 查表 51 320M ? ?1 1 8 a?? ?查表 5曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的有 效應(yīng)力集中系數(shù) ??查表 5曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的尺寸影響系數(shù) ? ?查表 5材料拉伸和扭轉(zhuǎn)的平均應(yīng)力折算系數(shù) ? ?代入數(shù)據(jù)有 2 2 ??則 S=2 通過。 強(qiáng)度校核 由于設(shè)計(jì)時(shí)安全系數(shù)已經(jīng)足夠大且沖擊載荷小不必進(jìn)行靜強(qiáng)度校核。 湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題報(bào)告書 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 七、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成時(shí)間： 中速磨磨輥修復(fù)轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì) 、 本 題適用專業(yè)（專業(yè)方向） 機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)制及其自動(dòng)化 八、進(jìn)度計(jì)劃表： 承擔(dān)本題的最多學(xué)生人數(shù) 2 三 設(shè)計(jì)依據(jù)及主要技術(shù)指標(biāo)： 1、該轉(zhuǎn)臺(tái)用于對(duì)中速磨磨輥進(jìn)行抗磨損修復(fù)； 2、磨輥外徑 1500徑 1000度 500焊弧面半徑 300 3、轉(zhuǎn)臺(tái)直徑 1600焊速度為 20mm/ 4、用 立實(shí)驗(yàn)臺(tái)的三維數(shù)字模型。 四、基本要求（含外文文獻(xiàn)）： 1、完成中速磨煤機(jī)磨輥堆焊修復(fù)轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括總裝圖 張、零件圖總量不少于 張； 2、設(shè)計(jì)磨輥定心機(jī)構(gòu)、定位結(jié)構(gòu) 3、設(shè)計(jì)焊槍裝夾與調(diào)整裝置，使焊槍能按堆焊弧面規(guī)律調(diào)整 4、詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份 九、指導(dǎo)教師： 聶松輝 ，輔助教師： , 5、外文文獻(xiàn)翻譯一份（不少于 3000 十、審核意見： 五、重點(diǎn)研究問題或指定專題： 1、磨輥定 心機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2、焊槍裝夾與調(diào)整裝置設(shè)計(jì) 六、應(yīng)搜索的資料及主要參考文獻(xiàn) 1、鞠振福 中速磨煤機(jī)磨輥堆焊修復(fù)的工藝研究，電力建設(shè)， 1999 年第 2 期， 2、郁福祥，周海峰，陸劍青 高鉻鑄鐵磨輥的堆焊修復(fù)，工藝與應(yīng)用， 各階段完成的內(nèi)容 起止時(shí)間 1 熟悉課題，調(diào)研、收集資料 第 1~2 周 2 轉(zhuǎn)臺(tái)總體方案設(shè)計(jì)與論證 第 3~5 周 3 轉(zhuǎn)臺(tái)總體布局設(shè)計(jì) 第 6 周 4 轉(zhuǎn)臺(tái)總裝圖設(shè)計(jì) 第 7~9 周 5 零件圖設(shè)計(jì) 第 10 周 6 文獻(xiàn)翻譯與撰寫論文 第 11 周 7 答辯 第 12 周 教研室主任： 年 ` 月 日 系主任： 年 ` 月 日 學(xué)院： 年 ` 月 日