篩煤機的結(jié)構設計

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The effects of these parameters is given in Table 7- 14.Increasing inlet pressure is a simple method of increasing capacity without changing hydro cyclone geometry, and washed yield and ash are not significantly affected. However, the penalty is increased pumping cost, and degradation of the coal. Flow sheets Soon after the hydro cyclone was developed, it became evident that performance was inferior to nearly all other cleaning devices. Consequently, in an effort to improve performance, three two stage circuits, shown in Fig. 7~64, were developed. In the earliest two-stage circuit, called two-stage relearn or TSR, the refuse from a primary hydro cyclone is simply relearned in a secondary hydro cyclone, The overflows from the two hydro cyclones are recombined as the washed coal product, and the underflows from the secondary hydro clone contains the final refuse. In more recent installations, one of the products from the secondary hydro cyclone is recirculated to the feed of the primary hydro cyclone. In the two-stage overflow recirculation circuit, TSOR, the primary or first-stage hydro cyclone is adjusted to produce an acceptable clean coal and the secondary hydro cyclone is adjusted to produce a refuse essentially free of misplaced coal. The overflow from the secondary hydro cyclone, which contains the misplaced coal in the underflows of the primary hydro cyclone, is returned to the feed of the primary hydro cyclone for reprocessing. In the two-stage underflow recirculation circuit, TSUR, and the overflow is relearned in the secondary hydro cyclone. The underflow from the secondary hydro clone is recalculated to the feed of the primary hydro cyclone. The overflow from the secondary hydro cyclone contains the washed coal. Each of these circuits has advantages that depend upon the size and specific gravity compositions of the feed, as well as the required washed coal quality. The TSOR circuit is more effective in recovering washed coal whereas the TSUR circuit is more effective in rejecting heavy impurity. The TSR circuit is most effective when the specific gravity of separation of the two hydro cyclones is similar. Conversely, the performance of TSOR and TSUR is improved by diverging the specific gravity of separation of the two cyclones. At the present time, the TSOR is the most common circuit. A variation of the TSR circuit has been proposed whereby underflow from the primary cyclone is relearned on a concentrating table rather than a secondary hydro cyclone. Some plants using jigs to clean the coarse coal utilize hydro cyclones to improve performance on the finer sizes. One method is to relearn the underflow of the washed coal screen, commonly the 1/4-in.material, with hydro cyclones. Another method is to screen the raw coal at about this size and clean the undersize with hydro cyclones. Hydro cyclones have been used ahead of dense-medium cyclones to remove some of the low specific gravity coal and thereby reduce the amount of material sent to the dense-medium plant. The hydro cyclones are adjusted to separate at a specific gravity of about 1.35 to 1.40. The advantage is that the capacity of the dense-medium cyclone plant can be smaller, thus reducing capital and operating costs. Hydro cyclone Performance As mentioned previously, the quality of the washed coal and refuse products can be regulated by changing the diameters of the overflow and underflow orifices. However from a performance standpoint, a ratio of overflow diameter to underflow diameter in a range of about 1.7 to 2 gives the best results. Performance at lower ratios is inferior. Also, the solids content in the feed to primary and secondary hydro cyclones should range from 8 to 15 % (by weight). Outside this range, either above or below, performance is adversely affected. Separations obtained in a single hydro cyclone and two-stage circuits (TSR) are shown by the distribution curves in Fig. 7-65. The sharpness of separation of the two-stage circuit is significantly superior to that of a single hydro cyclone. Also, the sharpness of separation of the two-stage circuit is not nearly as sharp as the separations characteristic of a dense-medium cyclone. It follows then that hydro cyclones are not applicable for difficult-to-clean coal or separations at low specific gravity unless followed by a more effective relearning process. Also, they are not suitable for friable coal or where the refuse particles are platy. Table 7-15 gives detailed performance data for two-stage (TSR) hydro cyclones. These data indicate that in general the specific gravity of separation increases and the sharpness of separation decreases with decreasing particle size. Hydro cyclones may be especially applicable for cleaning -30-mesh (0.6- mm) coal if the coal is not amenable to flotation. However, the Majority of US coals are easily cleaned by flotation. But if the coal is not amenable to flotation because of a slime-coating problem or the coal is oxidized, then hydro cyclones may be a viable alternative. Also if fine pyrite is present in the feed, hydro cyclones are reported to be superior to flotation for lowering the sulfur content of the washed coal. The coarser particles of an easy-to-clean coal with a top size of 1/4 or 3/8 in.(6.3 or 9.5 mm) can be cleaned about as efficiently in a two-stage hydro cyclone circuit as on a concentrating table, but not as efficiently as in a feldspar jig. However, the concentrating table cleans the finer particles much more efficiently than the hydro cyclone. The distribution curves for a two-stage hydro cyclone circuit (TSR) and a concentrating table cleaning a 1/4-in (6.3mm*0) feed are shown in Fig. 7-66. A major advantage of hydro cyclones is that the space requirement is much less than for concentrating tables and jigs, but much more power and water are required. Spiral concentrators are also used to clean-14-mesh (1.2-mm) coal. A relatively new separator, called the air-spared hydro cyclone, has been developed and can be used to clean opal. It is essentially a porous cylinder without the usual conical section. Feed enters tangentially at the top and spirals downward. Air is introduced through the porous cylinder, and the air bubbles and flotation reagents along with the vortex effect the separation. Coal particles attach to the rising air bubbles and exit the top through a vortex. 選煤 表7-14，給出了影響入料分選密度和粒度的處理量。旋流器直徑為1/4-in. 表7-14 入料% 底流口 直徑,in 溢流口 直徑,in 入料口 直徑,in 處理量 t/h 10.2 0.75 1.50 1.23 1.8 9.8 1.75 3.00 1.23 2.9 9.8 1.75 3.00 3.00 4.5 17.3 1.75 3.00 3.00 8.9 改變旋流器溢流口和底流口的距離。例如，要降低分選精煤的灰分可以減小旋流器溢流口的距離，減小溢流管的長度，或者增大底流口的直徑。增大入料量會降低分選效率，因此，分選精煤的產(chǎn)率和灰分的關系表明了保證恒定的入料量才能保證洗選精煤的質(zhì)量。 處理量影響著旋流器的幾何尺寸，包括溢流口的尺寸，底流口的尺寸，入料口的尺寸和入料量。這些參數(shù)的影響如表7 – 14。改變?nèi)肓蠅毫κ且粋€改變旋流器參數(shù)的簡單方法，然而對改變精煤的產(chǎn)率和灰分的影響不顯著，況且會增加抽水成本，還會增加煤的泥化現(xiàn)象。 流程圖 隨著旋流器的發(fā)展，很明顯它毫不遜色于其他所有的洗選設備。因此，為了提高性能，兩段分選的旋流器（如圖7-64）被開發(fā)了出來。最早的兩段分選旋流器叫第二段再選或者叫TSR，從第一段旋流器出來的產(chǎn)品只是簡單的在第二段再選，從兩段旋流器溢流口出來的煤被混合當作洗選精煤產(chǎn)品。從第二段旋流器底流出來的物料被視為洗選尾礦作為矸石。最近的有一種設備，一種從旋流器第二段出來的產(chǎn)品被循環(huán)作為第一段的入料。在兩段旋流器的溢流循環(huán)，TSOR，這種從旋流器的第一段被作為調(diào)節(jié)產(chǎn)品所要求精煤，第二段作為調(diào)節(jié)尾礦中保證沒有錯配物。從旋流器第二段的溢流出來的物料包含本該進入到第二段旋流器底流的錯配物，所以返回到第一段旋流器進行再次循環(huán)洗選。在兩段旋流器底流循環(huán)，TSUR，這種從第一段旋流器的底流出來的物料被作為最終的尾礦矸石，第二段的底流出來的物料再次進入到第一段作為第一段的入料。從第二段溢流出來的產(chǎn)品被作為最終的洗選精煤產(chǎn)品。 上述的其中每個流程都有優(yōu)點，取決于入料的粒度組成，和所要求的精煤產(chǎn)品質(zhì)量。TSOR流程能更有效地回收分選精煤，而TSUR流程更有效地排除重產(chǎn)物。當兩段旋流器分選的比重類似時TSR流程是最有效的流程。相反，TSOR和TSU 的性能取決于兩段旋流器的分流量。在目前，TSOR是應用的最為普遍的一種流程。有人提出一種改進的TSR流程是從第一段主選底流出來的物料被再次分選濃縮代替第二段旋流器分選。 有一些廠用跳汰機分選塊煤，利用旋流器分選細粒的煤。一種方法是用煤用振動篩篩分的篩下物（通常1/4英寸）的煤用旋流器分選，另一種方法是用煤用振動篩篩分出粗粒煤，細粒度的煤用旋流器分選。 旋流器也被運用到重介質(zhì)分選中去分選出一些含煤少的貧礦，以降低選煤廠重介質(zhì)的消耗。旋流器可以調(diào)節(jié)的分選密度大概在1.35～1.40之間。這樣的優(yōu)點是大大的降低了分選過程中所需重介質(zhì)的體積，節(jié)約了資金和運營的成本。 水力旋流器性能 正如上文以前，對洗精煤產(chǎn)品質(zhì)量和垃圾，可通過改變調(diào)節(jié)溢出和下溢口的直徑。但是從性能的角度來看，溢流直徑到底流直徑的比例范圍為約1.7至2為最好，較低的比率性能為低劣產(chǎn)品。此外，在原料中固體物含量，一段和二段水力旋流器應定為8至15％（重量）。此范圍以外，高于或低于，性能將產(chǎn)生不利影響。分離獲得的水力旋流器和一個兩階段的電路（TSR）是由圖所示的分布曲線，兩個階段的電路分離清晰度明顯優(yōu)于單一的水力旋流器，另外，這兩個階段的電路分離清晰度幾乎沒有像重介質(zhì)旋流器特點鮮明，由此得出結(jié)論，水力旋流器應用于難以清潔煤或低比重的適用，除非更，有效的再分選過程。此外，他們沒有合適的煤或者易碎的煤矸石顆粒板狀。 表7-15給出了詳細的兩個階段（TSR）的水力旋流器的性能數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)表明，在一般的分離增加，分離小顆粒的清晰度的減少。水力旋流器可能會適合分選- 30目（0.6毫米）的煤，如果煤不浮選。然而，美國多數(shù)煤浮選煤很容易分選通過浮選。但是，如果煤炭，不受外界因為黏涂層問題浮選或煤被氧化，然后水力旋流器可能是一種可行的選擇。另外，如果細粒黃鐵礦是目前的原料，據(jù)報道水力旋流器，對于降低洗精煤的硫含量優(yōu)于浮選。一個易于清潔粗顆粒煤，有1 / 4或3 / 8英寸（6.3或9.5毫米大小的粗顆粒頂部）可以被兩階段水力旋流器有效地清理，作為一個選礦臺，但沒有有效的長石跳臺。但是，集中清理的細小顆粒表比水力旋流器更有效。如圖7-66.所示： 一種相對較新的名為空氣旋流器的分選設備被研制出來并可用于分選蛋白石。它本質(zhì)上是一個沒有通常錐形部分多孔圓筒。入料進入切向頂部并螺旋下降，空氣是透過多孔圓筒，氣泡和浮選劑隨著漩渦影響分選。煤顆粒附著在氣泡上升到漩渦的頂部。  圖 7-56 旋流器典型分布圖 表7-15 旋流器的性能 尺寸，網(wǎng)目（mm） 3*200 （6.3*0.075） 3*200 （6.3*0.075） 3*200 （6.3*0.075） 3*200 （6.3*0.075） 30*200 （0.6*0.075） 30*200 （0.6*0.075） 篩分分析 原煤 93.9 94.8 91.0 95.4 84.4 86.6 精煤 92.2 94.3 88.1 93.1 80.7 85.7 矸石 97.4 97.9 97.8 97 97.5 84.0 灰分含量 原煤 17.5 16.1 29.8 17.9 21.1 16.1 精煤 7.0 10.3 13.1 8.7 9.6 11.8 矸石 50.3 51.4 64.8 64.4 55.4 65.1 洗選出精煤的產(chǎn)率 75.8 86.0 67.7 83.5 74.8 91.9 理論產(chǎn)率 84.7 90.8 75.5 88.2 82.5 93.8 分選效率 89.5 94.7 89.7 94.7 90.7 98.0 -1.30 93.1 97.1 94.5 96.9 96.0 99.2 1.30～1.40 86.0 94.6 88.8 95.5 89.4 98.4 1.40～1.50 68.4 81.2 75.6 88.8 75.8 94.8 1.50～1.60 47.4 56.4 61.8 83.7 59.7 89.5 1.60～1.70 25.1 37.4 40.3 71.9 53.0 79.6 1.70～1.80 13.7 29.8 32.5 62.4 36.9 72.5 +1.80 5.2 14.5 7.0 15.4 12.5 36.7 分選密度 1.54 1.58 1.61 1.88 1.62 1.96 錯配率 78 105 120 123 118 - 可能性偏差 0.12 0.18 0.22 0.24 0.23 - 本科生畢業(yè)論文（設計） 篩煤機結(jié)構設計 學 院： 機械工程學院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 學生姓名： 指導老師： 完成日期： 摘 要 本次畢業(yè)設計是關于篩煤機結(jié)構的設計，首先對篩煤機作了簡單的概述；接著分析了該篩煤機的方案布局及工作原理，然后根據(jù)這些設計準則按照給定參數(shù)要求進行選型設計；接著對所選擇的篩煤機各主要零部件進行了校核。篩煤機結(jié)構裝置由驅(qū)動機構，機架，入煤口，擋板，轉(zhuǎn)子等幾個部分組成。目前，篩煤機正朝著長距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，近年來出現(xiàn)的氣墊式篩煤機就是其中的一個。在滾軸類篩煤機的設計、制造以及應用方面,目前我國與國外先進水平相比仍有較大差距,國內(nèi)在設計制造篩煤機過程中存在著很多不足。 本次設計是關于篩煤機結(jié)構的設計，通過對傳統(tǒng)的篩煤機結(jié)構裝置的結(jié)構進行了優(yōu)化，使得此種類型的篩煤機的使用范圍更廣泛，更加靈活，并且對今后的選型設計工作有一定的參考價值。 關鍵字：篩煤機 結(jié)構 類型 設計 I Abstract Car seat system is an essential part of the automobile body, the structure design of motor vehicle occupants, comfortable and safe sense humor has a direct impact. Among them, the comfort of the car seat system is mainly affected by the overall size of the seat and the main components of the structure. The design of the car seat is via a link mechanism to realize the folding and unfolding of the car seat, the seat is equally applicable to cars, planes, trains and other areas, whether it is for long or short time ride, its regulatory function have achieved functional and comfortable unity. The design puts forward a kind of simple and easy to control, compact design, high reliability of the seat adjustment mechanism, mainly consists of a base, a backrest and a connecting rod mechanism, electric cylinder, limit chute. This design mainly through hinged bar between the car seat of the unfolding and refolding, through the sliding limit, the electromechanical integration control seat of action. 關鍵字： 汽車座椅 調(diào)節(jié) 折疊 限位 Keyword: disreycar seat adjustment folding limit 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 目 錄 1 引言 1 1.1課題的來源與目的 1 1.2本課題的意義 2 1.3本課題研究的主要內(nèi)容 3 2 篩煤機機械傳動部分的設計 6 2.1篩煤機總體方案布局圖的確定 8 2.2篩煤機的工作原理 10 2.3電機的設計計算 11 2.4電動推桿的設計計算 11 2.4.1電動推桿的定義 12 2.4.2電動推桿的主要結(jié)構 13 2.4.3電動推桿的設計計算 15 2.5傳動軸的設計 17 2.6鍵的選型設計 17 2.7螺栓的選型計算 18 2.8軸承的選型計算 18 3 主要零件的強度校核 19 3.1傳動軸強度的校核 20 3.2機架強度的校核 21 3.3軸承強度的校核 22 4 設計總結(jié) 24 結(jié) 論 26 致 謝 27 參考文獻 28 24 第 24 頁 共 29 頁 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文） 1 引言 1.1 課題的來源與目的 我國生產(chǎn)的篩煤機結(jié)構簡陋，篩煤效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設計水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的篩煤機的總體水平與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，篩煤機的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的篩煤機勢在必行！ 相信此種篩煤機的出現(xiàn)將會大大提高煤炭的篩煤能力和質(zhì)量，為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟效益方面能夠帶來顯著的進步，同時也在某種程度上推進了機械工業(yè)的不斷發(fā)展。 隨著國際標準化（SIO）的實施，世界篩煤機以采用新材料、新技術、新工藝、新結(jié)構為基礎,19世紀80年代，美國的HUGER公司將新開發(fā)的篩煤機應用到該公司的子公司---一個生產(chǎn)煤炭的機械公司，經(jīng)過幾年的運行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤。繼美國HUGER公司之后，德國的DESTO公司也看到了煤炭篩煤機的利潤所在，投入了相當大的人力和精力來開發(fā)研制煤炭篩煤機，并且與二十世紀中期投入到了北美等市場。當前，全世界各大機械人廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力，都大力進行篩煤機的研發(fā)工作?，F(xiàn)在國外等著名篩煤機的品牌中，都有篩煤機的銷售，全世界篩煤機的應用越來越廣泛。有一點值得注意的是，篩煤機的市場，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場，因此篩煤機是當今棒料生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設備已經(jīng)成為主要趨勢。西方資本主義國家有巨大的篩煤機銷售市場，機械人工業(yè)是西方資本主義國家的機械工業(yè)之一。 目前國外特別是美國正在考慮發(fā)展篩煤機的功率最大化，產(chǎn)能最優(yōu)化的問題。自“九·五”期間篩煤機的開發(fā)和研制已經(jīng)被列入美國的重大科技攻關計劃，以跟蹤世界技術的發(fā)展和開發(fā)適合美國機械工業(yè)發(fā)展的篩煤機。 我國從1953年開始生產(chǎn)篩煤機，于1958年自行設計制造篩煤半徑在50、70、90、120、500等煤炭的篩煤機之后，為了適應煤炭生產(chǎn)廠家的需要，1959年又制造了500、1000、1200等大功力的篩煤機。 為了滿足煤炭生產(chǎn)工業(yè)發(fā)展需要，我國于1970年研制了大型篩煤機。經(jīng)運轉(zhuǎn)實踐證明效果很好。同年，福建的金明公司更是大量引入外來技術人才，全身心地投入到了煤炭篩煤機的研發(fā)中，利用豐富的人力資源和設備，研發(fā)出了多種可篩選不同原煤的篩煤機，與同年12也投入市場，獲得了非常大的經(jīng)濟利潤。近幾年又研制出PX1400/170篩煤機，其設計能力為1750t/h，實際達到2508t/h，是設計值的1.6倍。 目前機械式篩煤機將逐漸被全自動篩煤機所代替。傳統(tǒng)的機械式的篩煤機已經(jīng)不能完全滿足當今市場的需要，迫切需要各種多功能的篩煤機來滿足市場需求，如是福建金明公司加大人力開發(fā)出了五個規(guī)格十四種類型的篩煤機，然而我國機械人業(yè)所需的篩煤機全部依賴進口，這使得國產(chǎn)生產(chǎn)煤炭企業(yè)配備篩煤機后，成本增加很大，而裝備自行開發(fā)生產(chǎn)篩煤機，其成本提高不大，說明篩煤機的市場前景令人樂觀。傳統(tǒng)的篩煤機的產(chǎn)品圖如下圖1、圖2所示： 圖1 圖2 1.2 本課題的意義 本次設計的是篩煤機結(jié)構的設計，通過對以往類似的篩煤機進行參考和研究，從而制定出了該篩煤機的整體方案，然后進行細化。當前，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國的用電量不斷的增長，因此，電廠就得提高發(fā)電量，這就意味著需要燃燒更多的煤，原煤在進入鍋爐之前經(jīng)過一系列的工序，變成煤面，以此來提高煤的利用率。煤要求炭機械是系統(tǒng)中必不可少的設備。鍋爐制粉系統(tǒng)磨煤機原煤的粒度不能超過50mm，但實際使用的原煤中經(jīng)常有較大粒度的煤塊，所以原煤在進入磨煤機以前必須破碎。為提高碎煤機的破碎效率和節(jié)約能耗，在原煤破碎前，先要進行篩分，符合磨煤機要求粒度的煤，直接經(jīng)滾軸篩煤機送入帶式輸送機，較大粒度的煤塊則進入碎煤機進行破碎。在這些環(huán)節(jié)當中，篩煤機擔當者重要的角色，它的單位時間篩選能力，直接影響燃燒煤的供應量。 現(xiàn)在市場上的滾軸篩煤機的產(chǎn)品種類很多，但是單位時間的篩分能力都有 限，影響了燃燒煤的供應，因此，需要設計篩分能力較大的滾軸篩煤機。在其 他條件不變的情況下，篩縫寬度對篩分率影響很大。篩條寬度一定，篩縫越寬， 開孔率越大，煤炭透篩概率越高。當篩縫加大時，雖然篩分率提高了，但同時 也加大了磨煤機和粗煤泥回收設備的負荷。 因此，在綜合考慮精煤產(chǎn)率和設備生產(chǎn)能力的同時，適當加寬篩面的篩縫。在滾軸篩傾角為10°的情況下，滾軸篩篩軸增加至10根，使篩面寬度增加到 1800mm，用增加滾軸篩有效篩選面積的方式增加滾軸篩的生產(chǎn)能力。 大腦和手之間的人工智能和機械工程的近似關系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機械制造。在過去，各種機械離不開人類的操作和控制，反應速度和運算精度的進化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進，計算機科學和機械工程進展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機械工程。在第十九世紀，機械工程的知識總量仍然是有限的，大學在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學科，稱為土木工程，下半場的第十九個世紀成為一門獨立的學科。在第二十世紀，隨著機械工程和知識增長的發(fā)展開始分解，機械工程專業(yè)，有分支機構。在第二十世紀中期趨勢分解，在時間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時達到的峰值。由于機械工程的知識總量已經(jīng)遠遠從個人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術交流，縮小范圍，新技術的進步和整個塊的技術，外部條件變化的適應能力差。封閉的專業(yè)知識的專家太狹，考慮的問題太特殊，在工作協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎理論，拓寬領域，對專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識循環(huán)過程的合成，是合理和必要的。從不同的專業(yè)和專業(yè)知識的專家，也有綜合的知識了解不夠，看看其他學科和項目作為一個整體，從而形成一種相互強烈的集體工作。綜合和專業(yè)水平。有機械工程全面而專業(yè)的沖突；在綜合性工程技術也有綜合和專業(yè)問題。在人類所有的知識，包括社會科學，自然科學和工程技術，有一個更高的水平，更廣泛的綜合性和專業(yè)性的問題。 本論文主要研究運用SolidWorks對篩煤機進行設計。通過對篩煤機進行設計，來了解篩煤機的結(jié)構組成、工作原理以及以后的發(fā)展趨勢和現(xiàn)狀。該課題來自于棒料加工型機械公司的生產(chǎn)實際，通過設計出篩煤機，從而來掌握篩煤機的整個設計生產(chǎn)流程，培養(yǎng)工程意識。 我國生產(chǎn)的篩煤機結(jié)構簡陋，篩煤效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設計水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的篩煤機的總體水平與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，篩煤機的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的篩煤機勢在必行！本文運用大學所學的知識，提出了篩煤機的結(jié)構組成、工作原理以及主要零部件的設計中所必須的理論計算和相關強度校驗，構建了篩煤機總的指導思想，從而得出了該篩煤機的優(yōu)點是高效，經(jīng)濟，并且校正質(zhì)量高，運行平穩(wěn)的結(jié)論。 通過設計篩煤機，要求學生掌握大學四年所學到的知識，了解機械原理，機械設計，以及傳動機構設計等方面的知識，綜合運用三維繪圖軟件，二維繪圖軟件對機械設備進行設計。通過本次畢業(yè)設計，綜合提高學生的實際應用水平和設計能力。 相信此種篩煤機的出現(xiàn)將會大大提高煤炭的篩煤能力和質(zhì)量，為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟效益方面能夠帶來顯著的進步，同時也在某種程度上推進了機械工業(yè)的不斷發(fā)展。 1.3 本課題研究的內(nèi)容 篩煤機作為煤炭機械的一種，在生產(chǎn)煤炭的公司有著非常普及的應用，目前市面上的煤炭篩煤機篩煤精度不高是主要的問題，所以在參考了以往的類似的煤炭篩煤機的基礎上，通過市場調(diào)研和歸納總結(jié)，得出了本次設計的煤炭篩煤機的總體方案與具體結(jié)構。 本次設計主要針對篩煤機進行設計，從篩煤機的整體方案出發(fā)，然后具體細化出具體內(nèi)部結(jié)構，其具體內(nèi)部結(jié)構主要包括以下幾個方面： （1）通過網(wǎng)絡和圖書館查找各種關于煤炭篩煤機的相關資料，對篩煤機進行方案的比較和預定。 （2）分析篩煤機的結(jié)構與參數(shù)。 （3）確定設計總體方案。 （4）確定具體設計方案。 （5）篩煤機的裝配圖、零件圖的繪制。 （6）說明書的整理。 2 篩煤機機械傳動部分的設計 2.1 篩煤機總體方案布局圖的確定 本次設計的篩煤機為滾軸篩煤機，其主要由機架、傳動機構、轉(zhuǎn)子、擋板、入煤口、出煤口等等組成，其具體方案布局圖如下圖3所示： 圖3 2.2 篩煤機的工作原理 燃煤從上部進煤口進入，有電動推桿帶動擋板控制進煤流向。滾動軸依次呈階梯傾斜式排列，每根軸分別有一臺減速電動機單獨拖動。當擋板位置處于 過篩面時，滾動軸啟動運行，不同粒度的燃煤被篩分，小粒度原煤由過篩面出 煤口處落下；而大塊原煤由大塊出煤口處落下，進入下一級工序——碎煤機進 行破碎。當擋板位置處于旁路時，燃煤全部從旁路出煤口落下。 2.3 電機的設計計算 已知整個篩煤機的總重量1500KG,其他重量500KG，我們?nèi)】傊亓繛?000Kg，物品移動速度為1~2r/min。即： 具體的電機設計計算如下: 1、確定運行時間 本次設計加速時間 負載速度（m/min） 有速度可知每秒上升50mm， 電機轉(zhuǎn)速 3.負載轉(zhuǎn)矩 式中： 4.電機轉(zhuǎn)矩 啟動轉(zhuǎn)矩 必須轉(zhuǎn)矩 S為安全系數(shù)，這里取1.0。 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機型號為92BL-4020L1，此電機廠家為機電產(chǎn)品。根據(jù)電機的特性曲線以及參數(shù)表如下： 根據(jù)計算和特性曲線以及電機基本參數(shù)表，我們選用電機型92BL-4030H1-LK-B，電機額定功率為1.5KW，額定轉(zhuǎn)矩為27.62N.m，最大轉(zhuǎn)矩為29N.m，額定轉(zhuǎn)速為 3000r/min。電機大致圖如下： 外形尺寸292x232，電機輸出軸徑為40mm。 2.4 電動推桿的設計計算 2.4.1 電動推桿的定義 電動推桿,英文名字致動器線性、電動缸和線性致動器。電動推桿是一種電力驅(qū)動裝置將電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成線性往復運動的推桿?？捎糜诟鞣N簡單或復雜的過程實施機械的使用,為了實現(xiàn)遠程控制、集中控制或自動控制。電動推桿是一種電動執(zhí)行機構,工作原理是電機通過蝸輪旋轉(zhuǎn)或齒輪直線移動,并通過推拉動作往復運動。近年來,該設備廣泛應用于各種簡單和復雜機械設備制造。電動推桿的主要成分是:電機、減速器、螺旋(蠕蟲)。可選配件:行程開關、電位器、安裝支架等。電動推桿型指向共同的T型齒輪和滾珠螺桿2,T型齒的場合工作頻率不太高,每小時電動推桿工作約10倍,完全滿足。T型齒輪電動推桿可以完全自我鎖定功能,以確保絕對安全的應用程序。滾珠絲桿可以實現(xiàn)連續(xù)工作,為了滿足高頻應用的需要。電動推桿行程開關來控制推桿中風,中風到達設定值時,電機自動斷電,電位計是用來顯示運行的推桿推桿的行程值可以達到隨時可以在自動化控制和調(diào)整。電動推桿升降系統(tǒng)負載力量最多250 kn,用于解決高承載推和拉起重裝置,可以實現(xiàn)拖,拖著,拖著四個同步功能。 2.4.2電動推桿的主要結(jié)構 電動推桿由一個電機，驅(qū)動減速齒輪，螺桿，螺母，導套，頂桿，滑塊，彈簧，殼體與渦輪，微動開關等組成。 電動推桿是一種新的電動執(zhí)行器，電動推桿是主要由電機，推桿和由一個新的線性執(zhí)行機構的控制裝置，可實現(xiàn)遠程控制，集中控制。氣動執(zhí)行器在整個控制過程中需要有一些壓力，但消耗量小的放大器可以使用，但日積月累，天然氣消費量仍然是巨大的。執(zhí)行機構采用電動推桿，你需要提供一個變化的控制，開放，開放時間達到所需的功率不能，因此，從能源的角度來看，電動推桿驅(qū)動氣動執(zhí)行器具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢比天然氣。適用于遠距離控制，廣泛應用于電力，化工，冶金，礦山，輕工業(yè)，交通運輸，對節(jié)流閥，造船等部門，門開閉機構，物料搬運，流量控制，等。它已被越來越多的部門用它來代替機械手，液壓閥，自動減速機構。 2.4.3電動推桿的設計計算 篩煤機中座椅的動作主要是靠電動推桿來完成的，由系統(tǒng)工況可知，篩煤機的承重量我們假定為200KG,假定連桿機構的移動速度為20mm/ s,則有下列計算： F=Mg=200x9.8=1960N. 功率P=FXV=1960x0.3=6533w=6.5kw 電機扭矩T=9550P/n=9550x6.5/1400=44N.m 則推桿扭矩 T推=TXiXη=44X1X0.98=43.12N.m. 由式F=2πηT/I可得推桿推力為200N, 其中，η是絲桿傳遞效率，I是絲桿導程。 2.5 傳動軸的設計 軸作為機器的一個關鍵組成部分，其為各類傳動部件的安裝，傳動的扭矩和旋轉(zhuǎn)運動圍繞軸進行，而且經(jīng)過軸承和機架連接。為了滿足定位軸上的緊固件和容易加工和裝配的軸類零件和拆卸，通常軸設計成階梯軸。軸系的零件是由軸和它上邊的零部件構成一個裝配體系，研究軸的過程中不僅要研究軸體自己的數(shù)據(jù)，還要將系統(tǒng)里的全部零碎部件融合在一起。 傳動軸是沙灘車的最關鍵零件，對于保證沙灘車正常運轉(zhuǎn)和提高沙灘車行駛能力有著重要的意義。 傳動軸設計首先是確定它的受力情況。沙灘車行駛時，由于制造、安裝、檢修等原因，常會出現(xiàn)傳動軸壓在錐襯套下口的情況。我們就按傳動軸處于最不利的這種情況，作為傳動軸受力狀態(tài)，并且按承受最大扭矩和正常扭矩F兩種集中載荷（圖4.9）計算傳動軸的強度。 用圖解可以求得和對O點的力矩 （3.54） （3.55） 將和分解到動錐平面和垂直于進動平面的力矩 （3.56） （3.57） （3.58） （3.59） 式中 —偏心套給傳動軸的反力與進動平面的夾角，一般=15°~25°。 此外，動錐在進動平面內(nèi)還作用著旋回力矩和重力矩，故 （3.60） （3.61） （3.62） （3.63） 所以，動錐上各力對O點的總力矩為： 和被傳動軸套給傳動軸下端的實際反力和對O點的力矩所平衡，所以： （3.64） （3.65） 已知或后，把動錐的傳動軸看成懸臂梁，則其危險斷面上的彎曲應力為 （3.66） （3.67） 對于強度限為50~65MPa的優(yōu)質(zhì)鋼，=100~120MPa；=200~240MPa。 利用上述方法，可以求得傳動軸危險斷面b—b的直徑。然后，根據(jù)沙灘車的進動角、錐襯套的結(jié)構尺寸大小以及傳動軸與錐襯套上下口間隙，便可決定傳動軸下端直徑的值。傳動軸上部與動錐內(nèi)孔相配合部位的軸向的尺寸，可按設計確定的破碎腔椎體部分尺寸并參考實際資料確定。傳動軸與椎體內(nèi)孔相配合部位的直徑，可參考實際資料確定。 2.6 鍵的選型設計 鍵聯(lián)結(jié)是通過鍵實現(xiàn)軸和軸上零件的周向固定以傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。其中有類型也可以實現(xiàn)軸向固定和傳遞軸向力，有些類型并能實現(xiàn)軸向動聯(lián)結(jié)，于在圓錐篩的軸上主要通過鍵來實現(xiàn)傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向固定所以，只需選用常見的普通平鍵，鍵的類型可根據(jù)使用要求、工作條件和聯(lián)結(jié)的結(jié)構特點表5-3-15選定，鍵的長度根據(jù)軸轂的長度從標準中選取，鍵的b×h根據(jù)徑來確定。軸和帶輪的聯(lián)結(jié)，d=70mm, 參考資料2P5-194表5-3-18 (GB/T1095-1979)選用B20×12，B18×11和B12×8的普通A型平鍵，鍵長分別為90㎜，70㎜，30㎜。 2.7 螺栓的選型計算 螺栓的強度在機械聯(lián)接中至關重要，特別是在重要的場合，其強度校核和計算尤其重要。其受力簡圖如上圖所示，圖中以合力代替均勻分布的作用力假設應力在剪切面內(nèi)是均勻分布的，若為剪切面面積，則應力為：? 與剪切面相切，故為剪應力。 2、擠壓實用計算 在工程上也使用相似剪切的計算方法，假設擠壓應力是均勻分布的，則? 擠壓面面積為擠壓面的正投影面積。對于平鍵接觸面面積就是擠壓面面積；對于螺栓擠壓面面積就是直徑平面面積，其值為。? 3、強度條件? 剪切和擠壓的強度條件如下：? 剪切強度條件：≤ 擠壓強度條件：≤ 式中 塑性材料： ? 脆性材料： ?先按剪切強度設計：? ≤??≤ d≥ 再用擠壓強度條件設計，擠壓力為，所以? ≤? ?≤ d≥ 最后得到螺栓的抗大強度和抗剪強度是合適的。 2.8 軸承的選型計算 （1）滾動軸承的選擇 滾動軸承為雙列圓錐滾子軸承350324B，由文獻[2]表得KN，KN，，。 （2）壽命驗算 軸承所受支反力合力 N 對于雙列圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。 ，N 由文獻[2]表得， ， N 按軸承B的受力大小驗算 h h=年 由于篩煤機的沖擊力較大，必須選擇較大壽命的軸承，又由于沙灘車的沖擊力，軸承并不能達到所計算的壽命。 3 主要零件的強度校核 3.1 傳動軸強度的校核 按彎扭合成應力校核軸的強度 校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強度。由文獻可知，取，軸的計算應力 MPa 選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻[1]表可知，MPa。因此，，故安全。 （7）精確校核軸的疲勞強度 ①判斷危險截面 從應力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面IV和V引起的應力集中最嚴重，而V受的彎矩較大；從受載的情況來看，截面C的應力最大，但應力集中不大，故C面不用校核。只需校核截面V。 ②截面V左側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm 抗扭截面系數(shù) mm 截面V左側(cè)的彎矩M為 Mpa 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應 Mpa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應力MPa 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。MPa，MPa，MPa。 用插入法求出 ， 軸按精車加工，可知，表面質(zhì)量系數(shù)為： 軸未經(jīng)表面強化處理， 固得綜合系數(shù)為 可知，碳鋼的特性系數(shù) 取 取 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面V左側(cè)的強度是足夠的。 ③截面V右側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm 抗扭截面系數(shù) mm 截面V左側(cè)的彎矩M為 MPa 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應力 MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應力 MPa 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù)及?。阂?，， ， 軸的材料的敏感系數(shù)為 ， 故有效應力集中系數(shù)按文獻[1，附]為 軸的截面形狀系數(shù)為 軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為 綜合系數(shù)為 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面V左側(cè)的強度是足夠的。 3.2 機架的強度校核 機架的選擇根據(jù)篩煤機上面的所有組成部件，原煤的多少和重量來定，方通機架受力分析得出，由分析得出篩煤機機架在平衡狀態(tài)下只受地面對其的支撐力和在其表面上物體所給的壓力。見下圖： 即原煤和其上面的組成零部件以及軸承等等給的壓力為G+G1（零部件重量）=10000N（5000Kg）+(1000X20N)=20000N; 根據(jù)方通承載力計算公式： M=Pac/L （僅用于截面) f=M/W≤材料的許用應力。 M=Pac/L=11960xL，本次設計初定L為1200mm 則M=13456N.M ，初定方通為80x80x6。計算W得出 折算后位360Mpa 查的普通碳素結(jié)構鋼Q235A的抗拉強度為360~500Mpa，由于360Mpa遠遠小于375Mpa，所以方通滿足強度要求。本次設計的機架圖紙如下圖3所示： 圖8 機架圖紙 3.3 滾動軸承強度的校核 本次棒料切割機的設計選取的軸承是深溝球軸承，具體的滾動軸承的選取過程如下： （1）滾動軸承的選擇 滾動軸承為深溝球軸承6205，KN，KN，，。 （2）壽命驗算 軸承所受支反力合力 N; 對于深溝球軸承，派生軸向力互相抵消。 ，N; 得 ； N； 按軸承B的受力大小驗算: h; h=年; 所以此軸承合格。 4 設計總結(jié) 此次畢業(yè)設計即將完成，它是對大學四年所學知識的復習與總結(jié)，同時也是對新的知識探索的一個歷程。設計中有關篩煤機的每個環(huán)節(jié)都經(jīng)反復思考當然時常會有考慮不周的地方，如實驗的過程中發(fā)現(xiàn)課堂上所學習的理論知識與實踐中的操作和加工過程還是有一定的差距進行實踐操作還需要嘗試的改進。但通過不斷的查閱文獻資料以及指導老師的幫助使得此次畢業(yè)設計所遇到棘手的問題得到及時的解決。通過不斷的解決實驗中所遇到的問題，在這個過程中我也學會了從哪方面下手如何采用正確有效的方法去分析問題以及搜集整理文獻資料，同時能把理論問題運用到實踐中。 因為這次畢業(yè)設計設計是以小組的形式進行的，所以，不僅僅要有方法一起去發(fā)現(xiàn)問題，協(xié)商問題，討論問題，并且解決問題。通過這次設計與制作，更加深刻了對書本知識的理解和認識，明白了程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程．通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義．我今天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎。 結(jié)論與展望 本次畢業(yè)設計的題目是篩煤機結(jié)構的設計，直到今天，畢業(yè)設計總算接近尾聲了，通過這次對于篩煤機的設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度，本文所設計的是篩煤機的設計，通過初期的方案的制定，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 回憶過去，展望未來，我感概良深，覺得以后還有很長一段路要走，我必須努力工作，用自己的實際行動來回報社會和父母。 參考文獻 [1] 鄭淑芳 機械設計理論研究與探討 北京：科學出版社，2004.5 [2] 黃長藝 篩煤機概述 北京：機械工業(yè)出版社，2005.1 [3] 周宏甫. 篩煤機的創(chuàng)新設計.高等教育出版社，2004.3 [4] 姜繼海，宋錦春，高常識. 篩煤機工作原理.高等教育出版社，2002.8 [5] 張春林，曲繼方，張美麟.機械創(chuàng)新設計.機械工業(yè)出版社，2001.4 [6] 錢平. 篩煤機應用技術 機械工業(yè)出版社，2005.1 [7] 張遼遠. 篩煤機系統(tǒng)的設計與實現(xiàn). 機械工業(yè)出版社2002.8 [8] 基恩士傳感器選擇手冊 2010版本 [9] 黃長藝，嚴普強.機械工程測試技術基礎. 機械工業(yè)出版社，2001.1 [10] 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Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space 致謝 此次畢業(yè)論文即將結(jié)尾，回想近階段的點點滴滴，心中充滿無限感激與留戀。由于缺乏經(jīng)驗，操作過程中難免有些考慮不周的地方，如果沒有老師的指導和同學的支持與幫助，想要完成本次的畢業(yè)論文是相當艱難地。在此，謹向我的論文指導老師，老師致以最誠摯的謝意！老師思路開闊，條理清晰，知識淵博，熟悉各類儀器的使用，在機械方面有一定的造詣。在論文的選題、資料的收集、實驗的設計與完成以及論文的審定及成稿等方面都給予了細心的指導與建議，尤其在試驗中遇到問題時，總能得到老師專業(yè)細心的解答 ，對此十分感激 ；感謝各位老師在實驗材料、實驗儀器等方面給予的幫助。同時感謝所有在實驗和論文寫作過程中幫助過我的同學，感謝她們對我的幫助和鼓勵。謝謝老師的悉心指導和同學們的陪伴支持，使我的實驗課題及論文撰寫順利完成。最后感謝所有閱讀本論文的老師，給我提出寶貴的建議，非常感謝！