工业对辊成型机设计

T 1
=
9550 P 1
n 1
=
9550 ´ 85.5 1206.2
=
676.94 Nm
Ⅱ轴
T 2
=
9550 P 2
n 2
=
9550 ´ 81.28 309.28
=
2509.78Nm
Ⅲ轴
T 3
=
9550 P 3
n 3
=
9550 ´ 77.26 91.4
=
8072.57Nm
Ⅳ轴
T 4
=
9550 P 4
h2 = 0.99 h3 = 0.98 h4 = 0.97 代入上式得
V 带传动效率 联轴器效率 轴承效率 齿轮传动效率
η=0.95×0.99 4 ×0.98 8 ×0.97 5
第3页
=0.6667
P0 =P/η
=59.843/0.6667
=89.760kw
选择电动机额定功率 P m ≥P 0 ，根据传动系统图和推荐的传动比合理范 围，V 带传动的传动比 2~4,单级圆柱齿轮传动比 3~6
Ⅳ轴 P4 = P3h34 = 77.26 ´ 0.98 ´ 0.97 = 73.44KW
Ⅴ轴 P5 = P4h45 = 73.44 ´ 0.98 ´ 0.97 = 69.81KW
VI 轴
P 6
=
P5h56
=
69.81 ´ 0.98 ´ 0.97 ´ 0.992
=
65.04 KW
3.3 各轴转矩
Ⅰ轴
amax = a + 0.03Ld = 1068 + 0.03 ´ 3000 = 1158mm
2.8 验算小带轮包角
a1
=
180°
-
dd2
a
d d1
´ 57.3°
= 180° - 300 - 250 ´ 57.3° 781.55
= 176.3° > 120°
2.9 单根 V 带的基本额定功率
根据 dd1 = 250mm 和 n1 = 1480r / min 由表 12-17m 查得 15N 型窄 V 带 P1 = 19.94KW
使对辊型轮直径及加载力减小,从而使成型机的尺寸及重量减少,成本降低。
3.4 液压加载系统
液压加载系统用于提供压力迫使浮辊向被压实的物料和固定辊靠近。为
满足特殊的工作需要，压力的高低和大小可以自由调整。压力的梯度随间距
的变化而升高，通过改变液压储能器中氮的分压可以在很大范围内调整压力
的梯度。在其他尖硬物料被压入压辊的间隙时液压系统也用作安全装置。
n 4
=
9550 ´ 73.44 25
=
28054.08Nm
Ⅴ轴 T = 9550 P n = 9550 ´ 69.81 10 = 66668.55Nm
5
55
VI 轴 T = 9550 P n = 9550 ´ 65.04 10 = 62113.2Nm
6
66
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第8页
2.12 单根 V 带的预紧力
第6页
F0
=
æ 500ççè
2.5 Ka
ö - 1÷÷ø
Pd zv
+
mv 2
查得 m=0.37kg/m
F0
=
500
´
æ ç è
2.5 0.993
-
ö 1÷
ø
´
6
108 ´ 19.2
+ 0.37 ´ 19.22
= 848N
2.13 带轮的结构
小带轮采用实心轮结构，大带轮采用孔板轮结构。
第四章 同步齿轮减速箱齿轮的设计计算
4.1I 轴齿轮设计计算
4.1.1 选择齿轮材料
小齿轮 20CrMnTi 渗碳淬火
HRC 56~62
大齿轮 20CrMnTi 渗碳淬火
HRC 56~62
齿轮的疲劳极限应力按中等质量（MQ）要求查得
s F lim1 = s F lim 2 = 450MPa s H lim1 = s H lim 2 = 1500MPa 参考我国试验数据后，将 s F lim 适当降低： s F lim1 = s F lim 2 = 400MPa 4.1.2 初定齿轮主要参数
60 ´1000
60 ´ 1000
2.5 初定中心距
取a 0
=
1000 mm
2.6 确定基准长度
Ld 0
=
2a0
+
p (dd2 + dd1) 2
+
(dd 2 - dd1)2 4a0
3.14 ´ (300 + 250) (300 - 250)2
= 2 ´ 700 +
+
2
4 ´ 700
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de2 = 300mm
d
n 2
=
(1
-
e
)n 1
p1
d
p2
= (1- 0.02) ´1480 ´ 247.4 297.4
= 1206.55r / min
实际传动比
i
=
n1
n2
=
1480 1206.55
= 1.227
2.4 验算带的速度
v = pd p1n1 = 3.14 ´ 247.4 ´1480 = 19.2m / s
述。
对辊成型机主要包括以下几个主要部件：
3.1 同步齿轮传动系统
对辊成型机的同步齿轮传动系统由包括两个同步齿轮在内的减速器，安
全联轴器等组成。安全联轴器是一个能自动复位的机构，它可以在正常工作
时驱动转距的 1.7～1.9 倍范围内调整。最主要的是，同步齿轮和齿轮联轴
器的连接保证了提供给型辊完全均匀的线速度。
2.10 考虑传动比的影响，额定功率的增量由表 12-17m 查得
DP1 = 0.80
2.11V 带的根数
z
=
(P1
+
Pd
DP1 )K a
KL
查得 Ka = 0.993 查得 K L = 0.95
取6根
z
=
(19.94
+
108
0.80)´ 0.993´
0.95
=
5.52
根
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第2页
第一章 电机选型及传动比计算
1.1 选择电动机
1.1.1 选择电动机的类型和结构形式
按工作条件和要求，选用一般用途的 Y 系列三相异步电动机，为卧式封
闭结构。
1.1.2 选择电动机的容量
辊子转速：n=8~10r/min
辊子圆周速度：v=0.4~0.6m/s
1.184。
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第4页
第二章 V 带设计计算
2.1 确定计算功率
根据工作情况 查表 12-12 选择工况系数 K A = 1.2 设计功率 Pd = K A P = 1.2 ´ 90 = 108KW
2.2 选择带型
根据 Pd = 108KW 和 n1 = 1480r / min 选择 15N 窄 V 带(有效宽度制)
= 2864.1mm 由表 12-10 选取相应基准长度 Ld = 3000mm
2.7 确定实际轴间距
第5页
a
» a0 + Ld
- Ld 0 2
= 1000 + 3000 - 2864.1 2
= 1068mm
安装时所需最小轴间距
amin = a - 0.015Ld = 1068 - 0.015 ´ 3000 = 1023mm 张紧或补偿伸长所需最大轴间距
由 Y280M-4 电动机可知，其轴伸直径 d = 75mm ，长度 L = 140mm ，
小带轮轴孔直径应取 d0 = 75mm ，毂长应小于140mm .
由 V 带的实际传动比 i = 1.227 ，对减速器的传动比进行重新分配。
传动装置总传动比
i 总
= 148
V 带传动传动比 i带 = 1.227
fa = fm 0.5(u + 1)Z1 = 14 0.5 ´ (3.9 +1)´ 28 = 0.204
查得大小齿轮的复合齿形系数（ x1 = x2 = 0 时）
YFS1 = 4.12
YFS 2 = 3.95
由于轮齿单向受力，齿轮的许用弯曲应力
s FP1 = s FP2 = s FP = 1.6s F lim = 1.6 ´ 400MPa = 640MPa 由于YFS1 s FP1 > YFS 2 s FP2 ，故按小齿轮的抗弯强度计算模数
2.成型设备概况
成型设备是型煤生产中的关键设备,选择成型设备应以原煤的特性，型
煤的用途及成时压力等诸多因素为基础。目前工业上应用最广的是对辊式成
型机。另外,还有冲压式成型机,环式成型机和螺旋式成型机等。
3.对辊成型机概况
对辊成型机可用于成型、压块和颗粒的高压破碎，它的给料系统和辊面
的设计要根据使用要求来设计。下面就对辊成型机在成型方面的应用进行描
所以选择 Y280M-4 电动机，额定功率 90kw,满载转速 1480 r/min。
1.2 计算传动装置的总传动比并分配各级传动比
1.2.1 传动装置的总传动比
i = nm n =148010 =148
1.2.2 分配各级传动比
该传动装置中使用的是三级圆柱齿轮减速器，考虑到以下原则：
1）使各级传动的承载能力大致等（齿面接触强度大致相等）
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第1页
绪论
1.型煤概况
煤炭在我国的能源中，占有十分重要的地位，而且在一定时期内，这种
状况不会改变。此外，随着采煤机械化程度的不断的提高,粉煤在原煤中所
占的比例也越来越大。粉煤比例的增加不仅降低了散煤的燃烧效率,而且严
重地污染了环境。发展型煤是提高粉煤利用率和减少环境污染的重要途径。
Ⅴ轴
n5
=
n4
i4
=
25.0 2.5
= 10r / min
3.2 各轴功率
Ⅰ轴 P1 = P0 h01 = 90 ´ 0.95 = 85.5KW
第7页
Ⅱ轴 P2 = P1h12 = 85.5 ´ 0.98 ´ 0.97 = 81.28KW
Ⅲ轴 P3 = P2h23 = 81.28 ´ 0.98 ´ 0.97 = 77.26KW
2.3 确定带轮基准直径
小带轮的基准直径 参考表 Fra Baidu bibliotek2-19 和图 12-4 取 de1 = 250mm
传动比
i = 1.184
取弹性滑动系数
e = 0.02
大带轮基准准直径 de2 = ide1 (1 - e ) = 1.184 ´ 250 ´ (1 - 0.02)
= 290.08mm
取标准值 实际转速
P= Tn 9550
式中 T=57150Nm n=10 r/min 代入上式得
P= 57150 ´10 = 59.843 KW 9550
电动机所需功率：P 0 =P/η 从电动机到辊轮主轴之间的传动装置的总效率：
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h
=
h1h24h38h
5 4
式中 h1 = 0.95
辊子沿周向布排球窝数： 3598.44 =72 45 + 5
辊子沿宽度方向可布排球窝： 5833377 ´ 72 =10.52 圆整取 11 排
辊子宽度：45×11+5×10+70=635mm 总成型压力：T=20×63.5=1270KN 辊子承受的合力矩： M=Te
=1270×45=57150Nm 工作机所需的功率：
3.2 成型系统
对辊成型机的最主要部分是型辊。由于成型压力大，直径大，所以采用
八块型板拼装的方式，辊芯由铸钢材料铸造而成，型板由强度高的耐磨材料
制造。
3.3 加料系统
加料系统除了用作加料外,还具有如下作用:(1)对物料预压,将预压力
加于物料上;(2)利用预压力使物料脱气,从而增大物料的堆积密度;(3)可以
ω=nπ/30 v=ωr
r=30v np
30 ´ 0.6
=
=573mm
10´ 3.14
辊轮周长：L= p d = 3.14´ 573´ 2 =3598.44mm
3
型煤比重：1.35g/cm
3
型煤体积：45×45×28=0.567 cm
单个煤球重：0.567×1.35=77g
辊子转一周产量： 35 ×10 6 60 ´10 =58333g
第三章 基本参数计算
3.1 各轴的转速
Ⅰ轴
n 1
=
n i
=
1480 1.227
=
1206.2r
/
min
´ø
Ⅱ轴
n 2
=
n 1 i
=
1206.2 3.9
=
309.28r
/ min
1
Ⅲ轴
n3
=
n2
i2
=
309.28 3.383
=
91.4r
/ min
Ⅳ轴
n4
=
n3
i3
=
91.4 3.66
=
25.0r / min
按齿根弯曲疲劳强度估算齿轮尺寸，计算模数
3
m = 12.5 KT1 YFS fm Z1 s FP
按表 14-34，并考虑传动比 i ，选用小齿轮齿数 Z1 =28， 大齿轮齿数 Z 2 = iZ1 = 3.9 ´ 28 = 109.2 取 110 选齿宽系数
fm = 14 fd = fm Z1 = 14 28 = 0.5
同步齿轮的传动比 i4 = 2.5
则三级减速器的传动比为
i = 148 = 48.248 1.227 ´ 2.5
i1 ， i3 不变， 调节 i2 ，以达到传动比的调节。则
i1 = 3.9
i3 = 3.66
i2
=
i i1i3
=
48.284 3.9 ´ 3.66
= 3.383
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2）使减速器能获得最小外形尺寸和重量
3）使各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等，润滑最为简便
选择三级圆柱齿轮减速器的传动比为 50，并分配各级齿轮传动比为
i 1 =3.9
i 2 =3.5
i 3 =3.66
辊轮的直径为 1146mm,两辊轮这间的间隙取 1mm,所以两辊轮的中心距为
1147mm。由此调节可初定同步齿轮的传动比为 2.5 。则 V 带传动的传动比为