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包鋼燒結(jié)φ250卸灰閥設(shè)計(jì)
摘 要
電動(dòng)蘑菇頭式雙層卸灰閥是燒結(jié)廠專用的一種卸灰裝置，燒結(jié)機(jī)雙層卸灰閥的作用是在保證不漏料的情況下,把臺車底部從風(fēng)箱漏下的燒結(jié)礦料粒,定時(shí)排到除塵皮帶運(yùn)輸機(jī)上。它的使用性能直接影響到燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量、作業(yè)率能否進(jìn)一步提高。而φ250電動(dòng)蘑菇頭式雙層卸灰閥結(jié)構(gòu)簡單、工作效率高、除塵量較大（3t/h）、具有雙層結(jié)構(gòu)密封性能好、占地面積小、適合在惡劣的環(huán)境中工作。因此，電動(dòng)蘑菇頭式雙層卸灰閥在各鋼鐵廠得到廣泛的應(yīng)用。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，主要是對電動(dòng)蘑菇頭式雙層卸灰閥的傳動(dòng)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體設(shè)計(jì)步驟分成一下幾部分：進(jìn)行傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì)、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)、軸系部件的設(shè)計(jì)以及金屬的熱處理和零件的磨損、密封與潤滑。
關(guān)鍵詞：卸灰閥；蘑菇頭式；除塵；主傳動(dòng)
III
Design of sintering Φ250 dust valve in Baotou Steel Factory
Abstract
Electric cone type double dust valve is a special type of dust device in sintering plant. The double dust valve of the sintering machine is used to pledge not to leak materials,the sintering meterial from the Bellows which is at the bottom of the machine ,should be transport to the Belt Conveyor on time. It's direct influence of performance characteristics goes to sintering machine production and that whether work rates have a further raising. Φ250 electric cone type double dust valve have simple structure,high working efficiency, comparatively large dust-clearing quantity ( 3t/h) , it have double structural sealing that can be good , little area of occupancy , and it suits to work in bad environment. Therefore, electric cone type double dust valve gets extensive application in each steel factory.
In this graduated design , it’s major is the design of the part of the transmission to Electric cone type double dust valve, specific design step is divided into some parts of: the general design of transmission scheme, the design of transmission parts, the design of shaft parts as well as the heat treatment ,and of the wear of metal, the part of the seal and lubrication.
Keyword: Dust valve; Cone type; dust-clearing; Main transmission device
設(shè)計(jì)卸灰閥的有關(guān)參數(shù)
項(xiàng)目
序號
設(shè)備性能參數(shù)
數(shù)值
單位
備注
1
燒結(jié)散料
粒 度
0~10
mm
溫 度
<150
℃
密 度
1.7
t/
2
處理量
3
t/h
3
閥工作周期
28.6
s
4
重錘量
46
Kg
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第一章 緒 論 1
1.1 課題來源及課題設(shè)計(jì)的意義 1
1.1.1 燒結(jié)廠粉塵來源 1
1.1.2 燒結(jié)廠生產(chǎn)工藝中廢氣的產(chǎn)生 2
1.1.3 污染物特點(diǎn)及其技術(shù)參數(shù) 2
1.2 燒結(jié)廠廢氣治理所采取的措施 3
1.2.1 燒結(jié)機(jī)廢氣除塵 3
1.2.2 燒結(jié)機(jī)煙氣中二氧化硫的治理 3
1.2.3 燒結(jié)機(jī)尾除塵 4
1.2.4 整粒系統(tǒng)除塵 5
1.2.5 球團(tuán)豎爐煙氣治理 5
1.2.6 生產(chǎn)工藝流程的改革 6
1.2.7 燒結(jié)廠煙氣冷卻機(jī)廢氣的余熱回收方式 6
1.2.8 除塵技術(shù)裝備水平和效果普遍提高 7
1.2.9 燒結(jié)廠粉塵二次污染控制采取的措施 7
1.2.10加強(qiáng)設(shè)計(jì)工作適應(yīng)生產(chǎn)要求 7
1.2.11加強(qiáng)操作和設(shè)備維護(hù) 8
1.3 卸灰閥的分類及其工作原理 8
1.3.1 卸灰閥的選用原則 8
1.3.2 常見卸灰閥的結(jié)構(gòu)及其工作原理 9
第二章 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 13
2.1 確定傳動(dòng)方案 13
2.1.1 傳動(dòng)裝置的組成 13
2.1.2 合理確定傳動(dòng)方案 13
2.1.3 確定減速器結(jié)構(gòu)及其零部件 13
2.1.4 選擇電動(dòng)機(jī)的型號 14
第三章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 17
3.1 擺線針輪行星傳動(dòng)設(shè)計(jì) 17
3.1.1 特點(diǎn) 17
3.1.2 減速器的選擇 18
3.1.3 設(shè)計(jì)計(jì)算 18
3.2 傳動(dòng)托閥搖臂軸的設(shè)計(jì) 21
3.3 圓柱螺旋壓縮彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 30
第四章 其余零部件的設(shè)計(jì) 35
4.1 鍵的選擇和鍵聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度計(jì)算 35
4.1.1 減速器與撥盤軸靜聯(lián)結(jié)所用鍵 35
4.1.2 上撥桿與軸靜聯(lián)接所用鍵 35
4.1.3 托閥搖臂與軸聯(lián)接所用鍵 35
4.2 軸承選擇與校核 36
4.2.1 托閥搖臂軸左端軸承選擇與校核 36
4.2.2 托閥搖臂軸右端軸承選擇與校核 37
第五章 主要部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及金屬的熱處理 38
5.1 箱體（焊接件） 38
5.2 錐閥體（QT50-5） 38
5.3 彈簧 39
第六章 磨損、潤滑與密封 41
6.1 影響開啟閥磨損的各種因素 41
6.2 密封 42
6.3 潤滑（軸承的潤滑） 43
結(jié) 束 語 45
參考文獻(xiàn) 47
49
第一章 緒 論
1.1 課題來源及課題設(shè)計(jì)的意義
燒結(jié)廠所產(chǎn)生的顆粒物對人體健康會產(chǎn)生一定的影響，其影響程度取決于顆粒物的濃度和在其中暴露的時(shí)間。研究數(shù)據(jù)表明，因上呼吸道感染、心臟病、支氣管炎、氣喘、肺炎、肺氣腫等疾病而到醫(yī)院就診的人數(shù)的增加與大氣中顆粒物濃度的增加是相關(guān)的。對患呼吸道疾病和心臟病的老人的死亡率研究表明，在顆粒物濃度一連幾天異常高的時(shí)期內(nèi)，死亡率就有所增加。[1]
粉塵（dust）一般指懸浮于氣體介質(zhì)中的微小固體顆粒，在重力作用下沉降，但在一段時(shí)間（甚至相當(dāng)長時(shí)間）內(nèi)能保持懸浮狀態(tài)。它通常是由固體物質(zhì)的破碎、研磨、分級、輸送等機(jī)械過程，或土壤、巖石的風(fēng)化等自然過程形成的。顆粒的形狀往往不規(guī)則。顆粒的尺寸范圍一般為1~200μm左右。其不僅對于人體、生物有生理危害，對機(jī)器設(shè)備也同樣有害。[1]
燒結(jié)廠燒結(jié)機(jī)機(jī)頭處在履帶下不進(jìn)行密封抽氣，使鋪設(shè)在履帶上的原料燒透。若燒結(jié)廠抽氣系統(tǒng)中設(shè)置的除塵裝置效率還達(dá)不到要求，一些粗顆粒粉塵進(jìn)入產(chǎn)生負(fù)高壓的抽風(fēng)機(jī)內(nèi)，很快就會使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片磨損，縮短轉(zhuǎn)子的使用壽命。
高爐熱風(fēng)爐的風(fēng)源由一臺能產(chǎn)生幾百千帕壓力的高壓透平鼓風(fēng)機(jī)供給，它是高爐冶煉的關(guān)鍵設(shè)備。如果由粗顆粒粉塵進(jìn)入透平鼓風(fēng)機(jī)，將會磨損其葉片，減低鼓風(fēng)機(jī)壓力，嚴(yán)重時(shí)需要更換轉(zhuǎn)子。[1]
另外，粉塵對車間內(nèi)安裝的各種配電裝置、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備也有害。由于粉塵沉積在各種電氣設(shè)備內(nèi)部，造成接觸開關(guān)失靈，影響設(shè)備正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)還會發(fā)生事故。[1]
因此，在生產(chǎn)工作中注意做好防塵工作，不僅能保障工人身體健康，還可以延長生產(chǎn)機(jī)械的使用壽命，避免產(chǎn)生隱患的發(fā)生。
1.1.1 燒結(jié)廠粉塵來源
燒結(jié)（球團(tuán)）礦是煉鐵的主要原料。[18]燒結(jié)工藝中，利用鐵礦粉（精礦、富礦、高爐灰等）、燃料（焦炭粉，無煙炭）和溶劑（石灰石，白云石等）作為原料，經(jīng)過原料加工，配制，混合，造球，布料，點(diǎn)火，燒結(jié)，破碎，篩分，冷卻等流程，生產(chǎn)出成品燒結(jié)礦進(jìn)入煉鐵廠，粒度不合格的返礦重新參加配料。
燒結(jié)廠的大氣污染源主要來自燒結(jié)抽風(fēng)箱排出的煙氣和燒結(jié)機(jī)尾部卸出的燒結(jié)礦在破碎、篩分時(shí)產(chǎn)生的粉塵及冷卻過程中散發(fā)的廢氣，大氣中常含有粉塵、二氧化硫等污染物，其氣體污染物在整個(gè)鋼鐵廠中占有重要的比例，如煙氣占17%、二氧化硫占46%、氮氧化物占20%、一氧化碳占55%，煙氣中主要含鐵物質(zhì)，每生產(chǎn)1噸燒結(jié)礦大約生產(chǎn)4000-6000立方米的廢氣。
燒結(jié)有熱礦和冷礦兩種工藝流程。熱礦工藝流程是燒結(jié)機(jī)卸下的750度左右的熾熱燒結(jié)礦用礦車直接運(yùn)往煉鐵廠。冷礦工藝流程是熾熱燒結(jié)礦需在冷卻設(shè)備上冷卻到100度以下，并經(jīng)篩分顆粒，用膠帶輸送機(jī)將成品燒結(jié)礦運(yùn)出。國內(nèi)老的燒結(jié)廠多采用熱礦工藝，新建的燒結(jié)廠多采用冷礦工藝，目前采用冷礦工藝的約占50%左右。
1.1.2 燒結(jié)廠生產(chǎn)工藝中廢氣的產(chǎn)生
1、燒結(jié)原料在裝卸、破碎、篩分和儲運(yùn)的過程中將產(chǎn)生含塵廢氣；
2、在混合料系統(tǒng)中將產(chǎn)生水汽－粉塵的共生廢氣；
3、混合料在燒結(jié)時(shí)，將產(chǎn)生含有粉塵、煙氣、SO2和NOX的高溫廢氣；
4、燒結(jié)礦在破碎、篩分、冷卻、貯存和轉(zhuǎn)運(yùn)的過程中也將產(chǎn)生含塵廢氣。燒結(jié)廠產(chǎn)生廢氣的氣量很大，含塵和含SO2的濃度較高，所以對大氣的污染較嚴(yán)重。
1.1.3 污染物特點(diǎn)及其技術(shù)參數(shù)
（1） 燒結(jié)廠產(chǎn)生的廢氣量大，含塵濃度高，粉塵量大，對大氣的污染嚴(yán)重每生產(chǎn)1噸燒結(jié)礦，大約產(chǎn)生6000-1500立方米廢氣和20-40千克的粉塵。燒結(jié)機(jī)（機(jī)頭）煙氣含塵濃度0.5-6克每立方米，機(jī)組、整粒廢氣濃度5-15克每立方米。
（2） 污染場面:
從鞍鋼燒結(jié)廠測定資料可以看出，三臺75立方米燒結(jié)機(jī)，在室外風(fēng)度為1.0-2.6米每秒，機(jī)尾除塵系統(tǒng)未使用時(shí)，其排出粉塵的污染，距塵源1000米處，大氣中平均濃度達(dá)1.12毫克每立方米；距塵源500米處，平均濃度為1.29毫克每立方米；距塵源1500處，平均濃度為0.67毫克每立方米；距塵源2000處，平均濃度為0.5毫克每立方米。以上數(shù)值均超過國家衛(wèi)生表總的要求。
（3） 廢氣中二氧化硫含量高:
燒結(jié)廠使用的鐵礦粉、燃料、溶劑等部分含有硫。在燒結(jié)過程中，物質(zhì)中的絕大部分被燃燒生成二氧化硫，通過煙囪排入大氣。鋼鐵企業(yè)大氣中的二氧化硫主要是在燒結(jié)過程排出的，每生產(chǎn)一噸燒結(jié)礦，約排出含二氧化硫煙氣3600-4300立方米，濃度一般為500-1000毫克每升。
（4） 煙氣危害性大:
燒結(jié)廠產(chǎn)生的粉塵分散度高，粒度小于10微米的占30%-40%。粉塵中游離二氧化硅含量約為5-7%，接觸粉塵的職工容易患肺塵埃沉著病。
（5） 灰塵有回收利用價(jià)值:
燒結(jié)廠粉塵含塵50%左右，回收后可以作為燒結(jié)原料，重新參加配料。燒結(jié)廠廢氣治理現(xiàn)狀及水平：
1.2 燒結(jié)廠廢氣治理所采取的措施
我國燒結(jié)廠廢氣治理技術(shù)經(jīng)過試驗(yàn)研究，生產(chǎn)實(shí)踐和國外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收，有了普遍的提高。某些重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)廠的廢氣治理技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際水平，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1.2.1 燒結(jié)機(jī)廢氣除塵
含鐵原料燒結(jié)主要使用抽風(fēng)帶式燒結(jié)機(jī)。燒結(jié)機(jī)產(chǎn)生的廢氣主要含粉塵和SO2、NOX等有害物質(zhì)。 燒結(jié)機(jī)廢氣的除塵，可在大煙道外設(shè)置水封拉鏈機(jī)，將大煙道的各個(gè)排灰管、除塵器排灰管和小格排灰管等均插入水封拉鏈機(jī)槽中，灰分在水封中沉淀后，由拉連帶出。除塵設(shè)備一般采用大型旋風(fēng)除塵器和電除塵器。
1.2.2 燒結(jié)機(jī)煙氣中二氧化硫的治理
①高煙囪排放 燒結(jié)機(jī)煙氣中二氧化硫的濃度一般在500～1000mL／m3，高的達(dá)到4000～7000Ml/m3。該廢氣的排放量大，若回收在經(jīng)濟(jì)性上還有一些問題，故大部分國家仍以高煙囪排放為主。按照燒結(jié)生產(chǎn)的需要，煙囪高度100～120m即可。但為保護(hù)環(huán)境，許多發(fā)達(dá)國家采用更高的煙囪，如美國煙囪最高達(dá)360m，英國260m，日本達(dá)230m。中國包鋼燒結(jié)廠目前采用低硫原料、燃燒，燒結(jié)煙氣不需脫硫，經(jīng)200m高的煙囪排放后，SO2最大落地濃度在0.006mL/m3以下.
②煙氣脫硫 在燒結(jié)機(jī)燒結(jié)時(shí)產(chǎn)生的煙氣中,二氧化硫的濃度是在變化的.其頭部和尾部煙氣含SO2濃度低,中部煙氣含SO2濃度高。為減少脫硫裝置的規(guī)模，可只將含SO2濃度高的燒結(jié)尾氣引人脫硫裝置。世界各國燒結(jié)機(jī)脫硫研究已進(jìn)入實(shí)用階段。如日本的氨硫銨法、石灰石膏法、鋼渣石膏法；前蘇聯(lián)的是灰石膏法和循環(huán)菱鎂礦法以及我國的茍性蘇打亞硫酸鹽法等。圖1.1使氨硫銨法脫硫的工藝流程圖。該法是以亞硫酸銨溶液作為吸收劑，生成亞硫酸氫銨，它再與焦?fàn)t中排出的氨氣反應(yīng)，生成亞硫酸銨。亞硫酸銨又作為吸收劑，再與SO2反應(yīng)。這樣往復(fù)循環(huán)的反應(yīng)，亞硫酸銨的濃度愈來愈高。到一定濃度后，將部分溶液提取出來，進(jìn)行氧化，濃縮成為硫酸銨回收。
圖1.1氨硫銨法脫硫的工藝流程圖
1.2.3 燒結(jié)機(jī)尾除塵
燒結(jié)機(jī)尾部卸礦點(diǎn)，以及與之相鄰的燒結(jié)礦的破碎、篩分、貯存和運(yùn)輸?shù)赛c(diǎn)含塵廢氣的除塵，優(yōu)先選用干法除塵，這樣可以避免濕法除塵帶來的污水污染，同時(shí)也有利于粉塵的回收利用。燒結(jié)機(jī)尾氣除塵大多采用大型集中除塵系統(tǒng)。機(jī)尾采用大容量密閉罩,密閉罩向燒結(jié)機(jī)方向延長,將最末幾個(gè)真空箱上部的臺車全部密閉,利用真空箱的抽力,通過臺車料層抽取密閉罩內(nèi)的含塵廢氣,以降低機(jī)尾除塵抽氣量.除塵設(shè)備優(yōu)選采用電除塵器。
圖1.2是燒結(jié)機(jī)廢氣處理工藝流程圖。
圖1.2 燒結(jié)機(jī)廢氣處理工藝流程圖
1.2.4 整粒系統(tǒng)除塵
整粒系統(tǒng)包括冷燒結(jié)礦的破碎和多段篩分，它的除塵抽風(fēng)點(diǎn)多，風(fēng)量大，必須設(shè)置專門的整粒除塵系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)置集中式除塵系統(tǒng)，采用干式高效除塵設(shè)備，一般采用高效大風(fēng)量袋式除塵器或電除塵器。
1.2.5 球團(tuán)豎爐煙氣治理
①球團(tuán)豎爐煙氣除塵 在利用鐵礦粉和石灰、皂土、焦粉等添加劑混合造球時(shí)，在豎爐中進(jìn)行焙燒的過程產(chǎn)生煙氣。該煙氣大多采用干式除塵處理，除塵設(shè)備可采用袋式除塵器或電除塵器。采用旋風(fēng)除塵器和多管除塵器達(dá)不到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，故不宜使用。圖1.3是8m3球團(tuán)豎爐煙塵工藝流程圖。
圖1.3球團(tuán)豎爐煙塵工藝流程圖
②球團(tuán)豎爐煙氣除硫 對球團(tuán)豎爐煙氣中的SO2，尚未采取有效的治理措施。處理的方法主要是對高硫燃燒初步脫硫和回收煙氣中的二氧化硫。如日本鋼鐵公司采用（NH4）2SO3作吸收劑，吸收廢氣中的二氧化硫后，再與焦?fàn)t煤氣中的NH3反應(yīng)，使吸收液再生并返回?zé)Y(jié)廠再用。吸收液的一部分抽出氧化，然后制取硫酸銨。美國在燒結(jié)機(jī)廢氣中加入白云石等物料，配合使用袋式除塵器，既除塵又除二氧化硫。
1.2.6 生產(chǎn)工藝流程的改革
燒結(jié)廠在改革生產(chǎn)工藝方面主要采取以下三項(xiàng)措施：
①熱礦工藝改為冷礦工藝，取消了熱礦，減少了混合料加水產(chǎn)生的水汽粉塵共生的廢氣；
②采用燒結(jié)礦鋪地料，提高了燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量，從而減輕了除塵系統(tǒng)的粉塵負(fù)荷；
③貫徹精料方針，實(shí)行了選礦選硫，降低了精礦的含硫量，從而減少了燒結(jié)過程中的二氧化硫排放量。
1.2.7 燒結(jié)廠煙氣冷卻機(jī)廢氣的余熱回收方式
①用作點(diǎn)火器，保溫燃燒用空氣及節(jié)省焦?fàn)t煤氣：
點(diǎn)火、保溫技術(shù)的研究和革新在降低燒結(jié)熱能量消耗方面起到良好的作用，回收一定溫度的廢氣余熱可以提高煙氣的含氧量，同時(shí)節(jié)省燃料消耗。一般情況下，用300度左右的熱廢氣作為點(diǎn)火保溫的助燃空氣比用場用空氣可節(jié)省的煤氣消耗。
日本燒結(jié)廠自20世紀(jì)70年代以來，把冷卻廢氣用作點(diǎn)火，保溫爐燃燒用空氣較為普遍，流程也較為簡單。
②余熱混合料，以降低焦粉的能耗：
點(diǎn)火前，將溫度為300-400度的熱空氣一的流速抽過濾層，余熱1-2分鐘，使表層混合料在完全干燥的情況下進(jìn)行點(diǎn)火，以縮短燒結(jié)時(shí)間，且由于預(yù)熱氣體帶入濕熱，焦炭經(jīng)燒結(jié)溫度提高，所采用的廢氣來自環(huán)冷機(jī)的第二個(gè)排氣筒，回收風(fēng)機(jī)前沒有設(shè)除塵器，高溫廢氣分別送給點(diǎn)火爐、預(yù)熱爐、保溫爐。
燒結(jié)原料、系統(tǒng)除塵包括物料的接受、運(yùn)輸設(shè)備和配料設(shè)施各揚(yáng)塵點(diǎn)的除塵。
1.2.8 除塵技術(shù)裝備水平和效果普遍提高
除塵技術(shù)裝備水平和效果的提高，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。
①除塵器選型的變化 隨著年代的變遷，高效除塵器的數(shù)量逐漸增加，而低級除塵器逐漸減少。
單級旋風(fēng)除塵器的除塵效率是80%-90%，多級旋風(fēng)分離器為71%-81%，濕式洗氣塔94%-98%，文裘里管98.5%-99.8%，電除塵器為98%-99.6%。發(fā)展局勢為采用干法除塵，效率高且不產(chǎn)生廢水，捕集的粉塵也采用干法輸送，回收利用。
②除塵設(shè)備的質(zhì)量提高 電除塵器、袋式除塵器的類型增多，制造質(zhì)量普遍提高。電除塵供電設(shè)備由機(jī)械整流機(jī)組發(fā)展到高壓整流機(jī)組，供電自動(dòng)水平明顯提高，脈沖供電技術(shù)已經(jīng)開始使用。
1.2.9 燒結(jié)廠粉塵二次污染控制采取的措施
①除塵器收集的粉塵采用密封輸送；
②粉塵加濕處理，重新參加配料；
③設(shè)置大煙道水封拉鏈，大煙道和除塵器收下的粉塵直接落入水封中，灰泥用拉鏈帶出。
1.2.10加強(qiáng)設(shè)計(jì)工作適應(yīng)生產(chǎn)要求
①配料室是粉塵源點(diǎn)之一，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮加高和寬，擴(kuò)大空間，特別是石灰石配料圓盤，可采用布袋除塵。
②皮帶機(jī)運(yùn)料轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，應(yīng)盡可能降低落差，減少揚(yáng)塵。各皮帶機(jī)加可拆卸的密封罩。
③熔劑、燃料破碎室設(shè)計(jì)中除加強(qiáng)四輥破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、斗式提升機(jī)密封之外，除塵設(shè)計(jì)可采用電除塵器。
④燒結(jié)廠各崗位平臺、坡道、皮帶機(jī)通廊應(yīng)裝水管，便于沖洗地面，所有排水溝要有一定的坡度，不使粉塵沉積，堵塞水溝。
⑤配加生石灰將產(chǎn)生大量粉塵，必須加強(qiáng)除塵。
1.2.11加強(qiáng)操作和設(shè)備維護(hù)
提高操作水平改善燒結(jié)礦質(zhì)量。燒結(jié)機(jī)布料應(yīng)布滿鋪平。有鋪底料的廠要保證燒透;點(diǎn)火溫度和時(shí)間應(yīng)控制當(dāng)，以保證表層燒結(jié)礦的強(qiáng)度;要加強(qiáng)各工序之間的聯(lián)系，穩(wěn)定混合料水、碳，料層厚度的選擇和燒結(jié)機(jī)機(jī)速的控制要適當(dāng)。
加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)消除污染燒結(jié)設(shè)備的好壞直接影響生產(chǎn)能否正常進(jìn)行。特別是被磨透的部位出現(xiàn)漏料，將產(chǎn)生大量粉塵。要減少或杜絕漏料，崗位工人須加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，定期檢修，加強(qiáng)設(shè)備密封，杜絕粉塵外泄污染環(huán)境。
1.3 卸灰閥的分類及其工作原理
由于煉鐵生產(chǎn)的需要量增加，鋼鐵工業(yè)中燒結(jié)廠有效操作的重要性也有所提高。近30年中燒結(jié)產(chǎn)量迅速增加，使除塵設(shè)備的需要量也相應(yīng)增加。除塵設(shè)備的應(yīng)用技術(shù)，隨基本燒結(jié)工藝本身的發(fā)展而發(fā)展。一些參數(shù)，如臺車速度、所用礦石成分、燒結(jié)廠的大小及采用自熔性燒結(jié)等都直接影響卸灰設(shè)備的選擇。燒結(jié)廠常用的卸灰閥：1）干式卸灰閥。2）濕式排漿閥。
1.3.1 卸灰閥的選用原則
①卸灰閥應(yīng)能順利的排出粉塵，并保持較好的氣密性，以避免漏風(fēng)導(dǎo)致凈化效率的降低。
②選擇卸灰閥時(shí)需了解排出粉塵的狀態(tài)（干粉狀或泥漿狀）、卸灰制度（間歇或連續(xù)）、粉塵性質(zhì)、卸灰量和除塵器卸灰口處的壓力狀況等。
③卸灰閥的上方需有一定高度的灰柱，以形成灰封，保證除塵器卸灰口處的氣密性。
④卸灰閥的卸灰量應(yīng)小于運(yùn)輸設(shè)備的能力。
⑤靠杠桿原理工作的卸灰閥，如閃動(dòng)卸灰閥。翻板卸灰閥等應(yīng)垂直安裝，并注意適時(shí)調(diào)節(jié)。
1.3.2 常見卸灰閥的結(jié)構(gòu)及其工作原理
（1） 電液動(dòng)雙層卸灰閥：
電液動(dòng)雙層卸灰閥是一種適用性強(qiáng)的新開發(fā)產(chǎn)品。它可廣泛用于冶金、礦山、建材、電力、化工等工業(yè)生產(chǎn)流程中，能夠遠(yuǎn)程自動(dòng)控制或現(xiàn)場控制卸灰過程。
其特點(diǎn)：采用電液推桿作為動(dòng)力源，使卸灰器動(dòng)作靈敏、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、行程控制準(zhǔn)確，可帶負(fù)荷啟動(dòng)，并能有效緩沖外來沖擊力，且具有超負(fù)荷保護(hù)能力。電液推桿體積小，不漏油，便于安裝、維修。在惡劣工作環(huán)境下，亦能不吸塵、不進(jìn)水、內(nèi)部不銹蝕，使用壽命長，不需要任何附屬設(shè)備，基本克服了以往電動(dòng)推桿工作不可靠和氣動(dòng)推桿設(shè)備復(fù)雜等問題。雙層卸灰器結(jié)構(gòu)新穎，運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，充分考慮了有效的密封結(jié)構(gòu)及檢修、維護(hù)的方便。該卸灰器配置有行程形狀，可以上下交替卸灰以保證系統(tǒng)氣體壓力。在事故狀態(tài)下，該卸灰器還手動(dòng)操作。
工作原理： 電液動(dòng)推桿實(shí)現(xiàn)活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿使閥頭關(guān)閉或打開。當(dāng)上閥頭打開接角到行程形狀后，反饋電信號，延遲一段時(shí)間（待灰卸完）上閥頭關(guān)閉，下閥頭打開下灰，碰到下邊的行程限位后，下閥頭關(guān)閉，上閥頭再打開。循環(huán)交替工作以達(dá)到系統(tǒng)的保壓和卸灰的目的。
（2） 電液動(dòng)錐形雙層卸灰閥：
該閥是一種實(shí)用性很強(qiáng)的新型換代產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、電力、建材、化工、食品等行業(yè)的通風(fēng)除塵或物料輸送系統(tǒng)中，是一種理想的流量調(diào)節(jié)和工業(yè)控制裝置。
工作原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：電液動(dòng)錐形雙層卸灰閥是采用電液推桿帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)或電液動(dòng)回轉(zhuǎn)達(dá)器直接帶動(dòng)上下主軸使錐形閥芯組件輪流啟閉，當(dāng)上閥門開啟時(shí)，下閥門關(guān)閉；上閥門關(guān)閉時(shí)，下閥門開啟；實(shí)現(xiàn)閥門卸灰控制與鎖氣的目的。該閥門由于采用了耐磨錐形閥芯結(jié)構(gòu)，顯著地延長閥門的使用壽命；改善了閥門的密封性能，提高了除塵效果；根據(jù)需要可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場控制、遠(yuǎn)程開關(guān)控制及遠(yuǎn)程4-20mA電流信號工業(yè)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制。
其結(jié)構(gòu)簡圖如下：
圖 1.5電液動(dòng)錐形雙層卸灰閥結(jié)構(gòu)簡圖
（3）電液動(dòng)插板式雙層卸灰閥：
電液動(dòng)插板式雙層卸灰閥是根據(jù)蘑菇頭式、錐形閥等結(jié)構(gòu)的卸灰閥所存在的“體積大、泄漏率高、閥頭易磨損以及卡料、心機(jī)易燒毀、在工業(yè)生產(chǎn)流程中無法進(jìn)人自動(dòng)控制”等缺陷而研制的一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)新穎的更新?lián)Q代之產(chǎn)品?？蓮V泛應(yīng)用于冶金、礦山、建材、電力、化丁等工業(yè)生產(chǎn)流程需要遠(yuǎn)程控制或現(xiàn)場控制卸灰的過程中。
其特點(diǎn)：
?、偌瘷C(jī)、電、液、控于一體，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、中央調(diào)度室監(jiān)控和微機(jī)控制；
?、谕姾?，自動(dòng)完成上、下閥之間互相交替工作，確保正壓或負(fù)壓卸料的工況下不會泄壓，至設(shè)定的卸料量后自動(dòng)停止，雙閥全部關(guān)閉；
③卸料途中遇到卡料現(xiàn)象時(shí)，可自動(dòng)處理故障；
④配用螺旋閘門便于對本閥維護(hù)而起切斷料流的作用；
⑤泄漏率低，泄漏率≤0．05％；
⑥采用電液推桿作動(dòng)力源，過載自動(dòng)卸荷，白鎖性好，不漏油，運(yùn)行平穩(wěn)；
⑦通過調(diào)整調(diào)節(jié)螺釘可調(diào)整密封間隙；
⑧采用插板結(jié)構(gòu)卡料現(xiàn)象比其它結(jié)構(gòu)卸灰閥的頻率低且不易磨損。
工作原理： 本閥為機(jī)、電、液、控于一體的卸料裝置，接通電源后，上閥電液推桿自動(dòng) 打開閘板，至限位開關(guān)(SQ2)后，停留數(shù)秒卸料，然后關(guān)閉上閥閘板，至限位開 關(guān)(SQl)后轉(zhuǎn)入下閥工作，下閥電液推桿打開閘板至限位開關(guān)(SQ4)后，停留 數(shù)秒卸料，然后關(guān)閉下閥閘板至限位開關(guān)(SQ3)后，轉(zhuǎn)入上閥工作。如此交替 工作，至設(shè)定的卸灰量后，自動(dòng)停止全過程工作。下圖為其結(jié)構(gòu)簡圖：
圖 1.6電液動(dòng)插板式雙層卸灰閥結(jié)構(gòu)簡圖
（4）星型卸灰閥：
星型卸灰閥又名葉輪給料機(jī)、回轉(zhuǎn)下料器等，普遍適用于建材、冶金、化工、電力等部門作為各類除塵設(shè)備的卸料裝置及各和磨機(jī)、烘干機(jī)、料倉等設(shè)備的給卸料裝置。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：星型卸灰閥又名葉輪給料機(jī)、回轉(zhuǎn)下料器采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)、葉片耐磨性好、葉片與傳動(dòng)軸剛性連接、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、輕便節(jié)能。
工作原理：星型卸灰閥又名葉輪給料機(jī)、回轉(zhuǎn)下料器由閥體、傳動(dòng)軸、葉片和減速器等組成，減速電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)軸和葉輪旋轉(zhuǎn)，完成給卸料。
結(jié)構(gòu)簡圖：
圖 1.7 星型卸灰閥結(jié)構(gòu)簡圖
第二章 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)
2.1 確定傳動(dòng)方案
2.1.1 傳動(dòng)裝置的組成
機(jī)器通常由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置三部分組成。本設(shè)計(jì)中考慮到現(xiàn)場使用時(shí)液壓驅(qū)動(dòng)的卸灰閥，其技術(shù)性要求操作人員應(yīng)有一定的液壓操作基礎(chǔ)以及其市場的經(jīng)濟(jì)性，其附加的液壓系統(tǒng)在成本上增加一筆不小的開銷，在工作頻率不高的情況下，使用液動(dòng)卸灰閥似乎是不智之舉。在要求其操作難度不高而又比較經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)下，要求能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，最好的選擇便是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的卸灰閥。
所以本設(shè)計(jì)確定的傳動(dòng)裝置為：電動(dòng)機(jī)、擺線針輪傳動(dòng)、撥盤、撥桿、軸、軸承、托閥搖 、彈簧和箱體。
2.1.2 合理確定傳動(dòng)方案
合理的傳動(dòng)方案應(yīng)滿足工作裝置的功能、結(jié)構(gòu)簡單、制造安裝方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高等要求。卸灰閥屬除塵器的排灰裝置，其體積較小，占地面積不大，應(yīng)選擇體積較小的傳動(dòng)方案，而以普通減速器相比，擺線針輪減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。因此，確定的傳動(dòng)方案結(jié)構(gòu)簡圖為：
圖 2.1 傳動(dòng)方案結(jié)構(gòu)簡圖
2.1.3 確定減速器結(jié)構(gòu)及其零部件
減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩以滿足各種工作機(jī)械的需要。其種類較多，本設(shè)計(jì)采用擺線針輪行星減速器。[3]
1、 減速器的結(jié)構(gòu)組成
擺線針輪行星減速器由擺線針輪、軸、軸承、箱體及其附件組成，以總裝配圖介紹減速器的結(jié)構(gòu)和零部件：
①擺線針輪星行結(jié)構(gòu) 1）行星架：由主動(dòng)軸和雙偏心套組成，偏心套上的兩個(gè)偏心互成。2)行星輪：其齒形為短副外擺線的等距曲線，為了使主動(dòng)軸達(dá)到靜平衡和提高承載能力，采用兩個(gè)完全相同的奇數(shù)齒的行星輪，分別裝在雙偏心套上。3）針輪：殼體上裝有圓柱銷，銷上又裝有套筒而組成針輪。
4）輸出機(jī)構(gòu)。
②軸和軸上零件的軸向定位和固定 軸兩端采用調(diào)心球軸承作為支撐，軸上零件利用軸肩、襯套和軸承座作為軸向固定，軸承間隙用墊片調(diào)整。
③軸向零件的周向固定 擺線針輪行星用平鍵作為周向固定，滾動(dòng)軸承和軸用過盈配合做周向固定。
2、 箱體
箱體是減速器中的基礎(chǔ)零件，是用來支撐和固定軸系零件，保證傳動(dòng)零件的嚙合精度、良好潤滑及密封的重要零件。設(shè)計(jì)中，箱體滿足以下要求：
① 在箱體上軸承孔附近做加強(qiáng)肋，增加了箱體的剛度；
② 為了軸系零件的安裝和拆卸，箱體作成沿軸心線水平剖分式，箱體由箱做和箱蓋組成，焊接而成。
3、 減速器的主要附件：
1）放油螺塞 2）油面指示器 3）通氣器
2.1.4 選擇電動(dòng)機(jī)的型號
1. 確定電動(dòng)機(jī)的功率
閥的處理量為3t/h (雙層卸灰閥性能參數(shù)) [2]
即 Q==0.83Kg/s （2.1）
閥的工作周期為28.6s，閥每次的卸灰量M=0.8328.6=23.7Kg，要使錐球閥打開，作用在撥桿上的力矩必須克服重錘所產(chǎn)生的力矩：
重錘產(chǎn)生的力矩：
（2.2）
式中：m1————重錘片的重總量.
L—————重錘片中心到傳動(dòng)軸中心的距離.
為了安全：
（2.3）
作用在撥桿上的力：
（2.4）
作用在撥盤上的力矩：
（2.5）
式中： ——工作機(jī)的功率（Kw）
T——工作機(jī)的轉(zhuǎn)矩（Nm）,取T=M1=93.9
——工作機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）,取n=
電動(dòng)機(jī)所需功率：
為電動(dòng)機(jī)到撥盤傳動(dòng)的總效率：
式中： 是撥盤傳動(dòng)效率，是軸承的傳動(dòng)效率，是擺線針輪的傳動(dòng)效率，是聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率。其大小分別為
（表2各種傳動(dòng)傳遞功率的范圍及效率概值 查得）[4]
則
即： （2.6）
2.確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
擺線針輪傳動(dòng)比：i=731 （表16-2-119 查得） [3]
撥盤的工作轉(zhuǎn)速：=2.1 r/min（表16-2-119 查得）[3]
查表6-2-1 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)[6]經(jīng)比較選取Y801-2型號電動(dòng)機(jī)
電動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)：額定功率0.75Kw，滿載轉(zhuǎn)速2830r/min，同步轉(zhuǎn)速3000r/min。
第三章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)
3.1 擺線針輪行星傳動(dòng)設(shè)計(jì)
3.1.1 特點(diǎn)
行星擺線針輪減速機(jī)/擺線減速機(jī)是一種比較新型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其獨(dú)特的平穩(wěn)結(jié)構(gòu)在許多情況下可替代普通圓柱齒輪減速機(jī)及蝸輪蝸桿減速機(jī)，因?yàn)閿[線針輪減速器具有：
(1)傳動(dòng)比大：擺線針輪減速機(jī)一級減速時(shí)傳動(dòng)比為6~87；兩級減速時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)比為99～7569. [3]
(2)傳動(dòng)效率高： 一級傳動(dòng)可達(dá)90%~95%。[3]
(3)體積小，重量輕： 擺線針輪減速機(jī)采用行星傳動(dòng)原理，輸入軸和輸出軸在同一軸線上而且有與電動(dòng)機(jī)直聯(lián)呈一體的獨(dú)特之處，因而擺線針輪減速器本身具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、重量輕的特點(diǎn)。用它代替兩級普通圓柱齒輪減速器，體積與重量約為普通減速器的。[3]
(4)拆裝方便，容易維修： 由于擺線針輪減速機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、拆裝簡單便于維修，使用零件個(gè)數(shù)少以及潤滑簡單。[3]
(5)使用可靠、故障少、壽命長： 主要傳動(dòng)嚙合件使用耐磨耗及耐疲勞性能良好的高炭鉻軸承鋼制造，經(jīng)淬火處理（HRC58-62）獲得高強(qiáng)度，因此擺線針輪減速器機(jī)械性能好，耐磨性能好；運(yùn)轉(zhuǎn)接觸采用滾動(dòng)磨擦，基本上無磨損，故故障少、壽命長，其壽命較普通齒輪減速器可提高2-3倍。[3]
(6)運(yùn)行平平穩(wěn)，噪音?。簲[線針齒嚙合齒數(shù)較多，重疊系數(shù)大以及具有機(jī)件平穩(wěn)的機(jī)理，使振動(dòng)和噪聲限制在最小程度。[3]
其缺點(diǎn)是：1）制造精度要求比較高，否則達(dá)不到多齒接觸；2）擺線齒的磨削需要專用的機(jī)床。[3]
擺線針輪減速器一種采用少齒差行星傳動(dòng)原理的新穎減速裝置，可廣泛用于石油、環(huán)保、化工、水泥、輸送、紡織、制藥、食品、印刷、起重、礦山、冶金、建筑、發(fā)電等行業(yè)，做為驅(qū)動(dòng)或減速裝置，適用工作溫度為正負(fù)40度。[3]
3.1.2 減速器的選擇
根據(jù)減速器所需的結(jié)構(gòu)、電機(jī)功率、輸出軸轉(zhuǎn)速、扭矩，參照表中規(guī)定的型號規(guī)格選用。此減速器是“恒轉(zhuǎn)矩”傳動(dòng)，測按最高轉(zhuǎn)速選用。
根據(jù)所需工作轉(zhuǎn)矩選擇機(jī)型：
實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩：
（3.1）
式中： N——輸入功率，即電機(jī)額定功率N=0.75 Kw
n——輸入軸的轉(zhuǎn)速（取滿載轉(zhuǎn)速2830r/min） r/min
K——使用系數(shù),查[3]表16-2-126 取K=1.2
i——傳動(dòng)比，取i=731(43×17) （表16-2-119 查得）[3]
——機(jī)械效率，取=0.91
因?yàn)?
根據(jù)查[3]表16-2-119對比選用減速器。
3.1.3 設(shè)計(jì)計(jì)算（此減速器為二級直聯(lián)型減速器，設(shè)計(jì)計(jì)算低速軸）
1. 選擇材料
根據(jù)工作環(huán)境及要求，查[5]表16-10擺線輪材料用，表面硬度HRC=58~62；圓柱銷及圓柱銷套用，表面硬度HRC=58~62；針輪銷及針齒套用，表面硬度分別為HRC=58~62及HRC=56~60。
2. 求針輪半徑及其它主要尺寸
按[5]中公式： （3.2）
式中： T——輸出軸作用的轉(zhuǎn)矩，Nm
——取用接觸應(yīng)力，用制成針齒和擺線輪，硬度為HRC=58~62時(shí)，對于雙級減速器的低速級，因速度低，動(dòng)載荷小，取
——齒寬系數(shù)，一般取
暫取，，由[5]表16-8查得當(dāng)i=43時(shí)，，考慮抽齒，故 ，，將上述各值代入上式得：
參考[5]表16-9，取：
行星輪軸承502312，軸承寬度由[5]表20-18查得B=31mm，，C=113KN。
3. 驗(yàn)算傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度
由式[5]中16-45：
可以，滿足強(qiáng)度要求。式中，按及。查[5]表16-8得。
4. 驗(yàn)算針齒銷的強(qiáng)度及剛度
1）彎曲強(qiáng)度 針齒采用二支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，按[5]中式16-48得：
（3.3）
式中，
因抽齒
， ，
——圓柱銷的許用彎曲應(yīng)力，Pa；采用時(shí)， [5]：
所以
2） 校核轉(zhuǎn)角，按[5]中公式16-49得：
（3.4）
由以上計(jì)算可知針齒銷的強(qiáng)度和剛度均滿足要求.
5.驗(yàn)算轉(zhuǎn)臂軸承的壽命
軸承名義負(fù)荷按[5]公式16-42，并代入后得
當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷
轉(zhuǎn)速
查[5]表20-9得：
按[5]中公式20-3得：
查[5]表20-8,軸承的壽命滿足要求
6. 驗(yàn)算輸出機(jī)構(gòu)圓柱銷的彎曲強(qiáng)度
由[5]中式16-52，
（3.5）
式中 代入得
故安全
3.2 傳動(dòng)托閥搖臂軸的設(shè)計(jì)
1 選擇軸的材料
該軸受到輕微的沖擊，但傳動(dòng)載荷較少，因而選用調(diào)質(zhì)處理的45號鋼，由[5]中表19-1可知
2 求輸出軸上的功率P2、轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2
則：
3初步估算軸的直徑
根據(jù)[4]公式15-2得：
（3.6）
式中查[4]表15-3，取=120。
由于安裝托閥搖臂處有一個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)增加5%，即。
4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)軸上零件布置和軸的初步估算定出軸徑選擇軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
圖 3.1 傳動(dòng)托閥搖臂軸的結(jié)構(gòu)圖
（1）軸上零件的軸向定位
托閥搖臂的一端用用軸肩定位，另一端用螺栓定位，以便能穩(wěn)定傳動(dòng)力矩。兩端軸承不同尺寸，兩邊軸承與箱體間設(shè)置軸肩。因軸左端要安裝撥桿，撥桿左端采用螺母和銷釘定位，右端采用軸肩定位。軸最右端做成方形，以便安裝手動(dòng)操作桿。
（2）軸上零件的周向定位
托閥搖臂與軸的周向定位采用平鍵連接，根據(jù)軸的直徑由[4]表6-1查得托閥搖臂處鍵的截面尺寸為，配合為H7/js6，滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，其周向定位是由過度配合來保證。左端撥桿與軸的周向定位采用平鍵連接，根據(jù)軸的直徑由[4]表6-1查得撥桿處鍵的截面尺寸為，配合為H7/m6。
（3）確定各段軸徑和長度
定位軸肩的高度h一般取為h=（0.07~0.1）d，d為與零件相配處的軸的直徑，mm。[4]上文已經(jīng)確定dⅣ-Ⅴ=dmin=45mm，根據(jù)公司h=（0.07~0.1）d，可依次計(jì)算處各段軸的軸徑，即dⅢ-Ⅳ=50mm，dⅤ-Ⅵ= 43mm，dⅥ-Ⅶ= 40mm，dⅡ-Ⅲ=45mm，bⅦ-Ⅷ×bⅦ-Ⅷ= 32×32mm，dⅠ-Ⅱ=40mm。對于軸徑從左向右取：
軸上零件的寬度及它們的相對位置確定軸長。
（4）初步選擇滾動(dòng)軸承
因軸只受徑向力的作用，并考慮箱體加工、安裝誤差，故選擇調(diào)心球軸承。參照工作要求并根據(jù)dⅡ-Ⅲ=45mm，由軸承產(chǎn)品目錄[7]表4-75中初步選取左端軸承為0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的調(diào)心球軸承1209，其尺寸為d×D×B=45mm×85mm×19mm，根據(jù)dⅥ-Ⅶ= 40mm選取右端軸承為0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的調(diào)心球軸承1208，其尺寸為d×D×B=40mm×80mm×18mm。
（5）確定軸上圓角和倒角尺寸
參考[4]中表15-2，取軸端倒角為，各軸肩的圓角半徑見圖3.1.
5 軸上受力分析
取集中載荷作用于托閥搖臂、重垂片及軸承的中心，取兩隊(duì)軸承對稱分布于托閥搖臂之間，其中心距離為582mm。重錘片作用點(diǎn)位于托閥搖臂360mm處，根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（圖3.1）做出軸的計(jì)算簡圖（圖3.2）：
圖3.2 軸的計(jì)算簡圖
（1）軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
（3.7）
式中：
（2）求軸承的支反力：
，
對D點(diǎn)取距：
（3） 計(jì)算并畫彎矩圖：
截面C處的彎矩：
（3.8）
截面B處的彎矩：
（3.9）
作彎矩圖：
圖3.3 彎矩圖
（4） 畫轉(zhuǎn)矩圖：
圖3.4 轉(zhuǎn)矩圖
6 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖，截面B彎矩最大，且與軸承配合引起的應(yīng)力集中；截面A處僅受轉(zhuǎn)矩，但其直徑最小，且有撥桿配合與鍵槽引起的應(yīng)力集中，故屬危險(xiǎn)截面。下面以截面B和A進(jìn)行校核。
因雙向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化應(yīng)力，取 由[4]中查得。軸的計(jì)算應(yīng)力
截面B處：
（3.10）
式中：W——軸的抗彎截面系數(shù)，根據(jù)[4]中表15-4查得
前已選定軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，由[4]中表15-1查得。因此，故安全。
截面A處：
（3.11）
（3.12）
式中：W——軸的抗彎截面系數(shù)，根據(jù)[4]中表15-4查得
故安全。
7 確定危險(xiǎn)截面及計(jì)算其安全系數(shù)
由軸的受力簡圖可知，計(jì)算彎矩在B截面處最大；A截面處計(jì)算轉(zhuǎn)矩較大，其直徑最小且有鍵槽的應(yīng)力集中；C截面處雖然不大，但其有圓角、鍵槽和配合邊緣等多種應(yīng)力集中。故以上三個(gè)截面都是可能的危險(xiǎn)截面。因此，該軸只校核以上三個(gè)截面的安全系數(shù)即可。取許用安全系數(shù)，其校核計(jì)算如下；
1）B截面處疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)的校核
抗彎截面系數(shù) （3.13）
抗扭截面系數(shù) （3.14）
彎矩：
扭矩：
截面上的彎曲應(yīng)力：
（3.15）
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：
（3.16）
軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由[4]表15-1查得，，。
由于軸轉(zhuǎn)動(dòng)，彎矩引起對稱循環(huán)的彎曲應(yīng)力，其應(yīng)力副為：
（3.17）
式中：Z——抗彎斷面系數(shù)，由[5]表19-24查得。
彎曲正應(yīng)力的平均應(yīng)力
根據(jù)[5]中公式19-3
（3.18）
（3.19）
式中：、——彎曲、剪切疲勞極限：
、——彎曲、扭轉(zhuǎn)的等效系數(shù)[5]表19-1查得：
、——絕對尺寸系數(shù)[5]圖19-7查得：
——表面質(zhì)量系數(shù)[5]表19-18查得：
式中：——抗扭斷面系數(shù)，由[5]圖19-24查得,
、——彎曲時(shí)圓角處有效應(yīng)力集中系數(shù)為，
扭轉(zhuǎn)時(shí)圓角處有效應(yīng)力集中系數(shù)為由[5]表19-15查得.
受彎曲作用時(shí)的安全系數(shù)：
受扭轉(zhuǎn)作用時(shí)的安全系數(shù)：
根據(jù)[5]中公式19-2計(jì)算安全系數(shù) ：
（3.20）
故校核通過。
2）A截面處疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)的校核
抗彎截面系數(shù)
抗扭截面系數(shù)
彎矩：
扭矩：
截面上的彎曲應(yīng)力：
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：
軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由[4]表15-1查得，，。
由于軸轉(zhuǎn)動(dòng)，彎矩引起對稱循環(huán)的彎曲應(yīng)力，其應(yīng)力副為：
式中：Z——抗彎斷面系數(shù)，由[5]表19-24查得。
彎曲正應(yīng)力的平均應(yīng)力
根據(jù)[5]中公式19-3
；
式中：、——彎曲、剪切疲勞極限：
、——彎曲、扭轉(zhuǎn)的等效系數(shù)[5]表19-1查得：
、——絕對尺寸系數(shù)[5]圖19-7查得：
——表面質(zhì)量系數(shù)[5]表19-18查得：
式中：——抗扭斷面系數(shù)，由[5]圖19-24查得,
、——彎曲時(shí)圓角處有效應(yīng)力集中系數(shù)為，
扭轉(zhuǎn)時(shí)圓角處有效應(yīng)力集中系數(shù)為由[5]表19-15查得.
受彎曲作用時(shí)的安全系數(shù)：
受扭轉(zhuǎn)作用時(shí)的安全系數(shù)：
根據(jù)[5]中公式19-2計(jì)算安全系數(shù) ：
故校核通過。
3）C截面處疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)的校核
抗彎截面系數(shù)
抗扭截面系數(shù)
彎矩：
扭矩：
截面上的彎曲應(yīng)力：
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：
軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由[4]表15-1查得，，。
由于軸轉(zhuǎn)動(dòng)，彎矩引起對稱循環(huán)的彎曲應(yīng)力，其應(yīng)力副為：
式中：Z——抗彎斷面系數(shù)，由[5]表19-24查得。
彎曲正應(yīng)力的平均應(yīng)力
根據(jù)[5]中公式19-3
；
式中：、——彎曲、剪切疲勞極限：
、——彎曲、扭轉(zhuǎn)的等效系數(shù)[5]表19-1查得：
、——絕對尺寸系數(shù)[5]圖19-7查得：
——表面質(zhì)量系數(shù)[5]表19-18查得：
式中：——抗扭斷面系數(shù)，由[5]圖19-24查得,
、——彎曲時(shí)圓角處有效應(yīng)力集中系數(shù)為，
扭轉(zhuǎn)時(shí)圓角處有效應(yīng)力集中系數(shù)為由[5]表19-15查得.
受彎曲作用時(shí)的安全系數(shù)：
受扭轉(zhuǎn)作用時(shí)的安全系數(shù)：
根據(jù)[5]中公式19-2計(jì)算安全系數(shù) ：
故校核通過。
經(jīng)過校核B、A、C三處均通過，故此軸疲勞強(qiáng)度安全。下層卸灰閥傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)同上。
3.3 圓柱螺旋壓縮彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算
1 選擇材料
根據(jù)工作環(huán)境要求，彈簧要有較高的疲勞強(qiáng)度和溫度。故選用鋼絲，連續(xù)工作屬于2類彈簧，該類彈簧具有強(qiáng)度高、耐高溫、彈性好和淬透性好等特點(diǎn)。
2 確定彈簧鋼絲的直徑
根據(jù)[5]公式（23-2）
（3.21）
因?yàn)椋蒣5]表23-2按第一系列值?。灰?yàn)楣街泻椭睆接嘘P(guān)，因此，要采用試算法計(jì)算。查[5]表23-2初選彈簧絲直徑：；旋繞比為，符合[5]表23-3中的推薦值。
按[5]式（23-3）補(bǔ)償系數(shù)
（3.22）
彈簧絲直徑：
作用在彈簧上的力：
顯然取不符合強(qiáng)度條件。
再查[5]表23-2??；旋繞比，符合推薦值。
曲度系數(shù)：
彈簧絲直徑：
顯然取符合強(qiáng)度條件。
彈簧外徑：
符合設(shè)計(jì)要求
彈簧內(nèi)徑：
3 確定彈簧的圈數(shù)
查[5]表23-4取彈簧切變模量 ：
彈簧剛度為：
（3.23）
式中：由[5]表23-7查得
則有：
按[5]公式（23-5）有效圈數(shù)：
圈 （3.24）
由[5]表23-2按系列值?。喝?
支承圈數(shù)：由[4]表16-4取圈
總?cè)?shù)： 圈圈
4驗(yàn)算變形量
由于圈數(shù)按系列值，改變了設(shè)計(jì)剛度，所以要驗(yàn)算變形量。
變形量：
（3.25）
彈簧的實(shí)際工作行程：
（3.26）
相對誤差：
極限載荷：
（3.27）
在下的變形量：
（3.28）
5 其他尺寸的計(jì)算
按[8]表8-5有，，取。
自由高度：
（3.29）
由[8]表23-2查得取標(biāo)準(zhǔn)值。
實(shí)際節(jié)矩：
（3.30）
初選間距，在作用下相鄰兩圈的間距
螺旋升角：
（3.31）
在之間，合適。
彈簧絲展開長度：
（3.32）
6 驗(yàn)算穩(wěn)定性
彈簧兩端為固定端，應(yīng)使高徑比，根據(jù)[5]表23-8，得實(shí)際高徑比
，故穩(wěn)定性可靠。
7 驗(yàn)算疲勞強(qiáng)度
由[5]式（23-14）
[注 5] （3.33）
由[5]表23-9時(shí)
（3.34）
（3.35）
（3.36）
校核通過。
8 繪制彈簧的工作圖
圖3.5 彈簧工作結(jié)構(gòu)圖
技術(shù)要求：1、總?cè)?shù)：
2、工作圈數(shù)：n=6
3、旋向：右旋
4、展開長度：L=1072.96mm
5、熱處理后硬度：HRC 45~50
第四章 其余零部件的設(shè)計(jì)
4.1 鍵的選擇和鍵聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度計(jì)算
4.1.1 減速器與撥盤軸靜聯(lián)結(jié)所用鍵
此聯(lián)結(jié)有一定對中性要求，考慮工作環(huán)境，故選用普通平鍵（A型），從標(biāo)準(zhǔn)中[4]表6-1查得，當(dāng)時(shí)，鍵寬，鍵高，取輪轂長為，則鍵長取，而鍵的接觸長度：
;k=4mm 由[8]表6-4
由式得
（4.1）
查[8]表6-39得 。因，故所選鍵滿足要求。
4.1.2 上撥桿與軸靜聯(lián)接所用鍵
根據(jù)工作要求選普通平鍵（A型）即可，從標(biāo)準(zhǔn)中[4]表6-1查得時(shí)，鍵寬，鍵高，輪轂長為
若取輪轂長為，則鍵長取。
鍵接觸長度：
；k=3mm 由[8]表6-4
由[8]表6-39得，故所選鍵滿足要求。
4.1.3 托閥搖臂與軸聯(lián)接所用鍵
根據(jù)工作環(huán)境，屬連續(xù)載荷沖擊，但沖擊載荷不太大，故選用普通平鍵（A型），從[4]表6-1查得當(dāng)時(shí)，鍵寬，鍵高。取輪轂長為，則鍵長取。
鍵的接觸長度：
；k=3.5 [8]表6-4
由[8]表6-39得，因，故所選鍵滿足要求。
4.2 軸承選擇與校核
4.2.1 托閥搖臂軸左端軸承選擇與校核
軸承處的軸徑，轉(zhuǎn)速，軸承的徑向載荷：，軸承預(yù)期壽命。
選軸承的型號
由于工作軸受純徑向載荷，軸比較長，加上箱體的加工誤差、兩軸承座的安裝誤差及軸撈曲變形大等原因，選用調(diào)心球軸承。
選型號1209調(diào)心球軸承：查[5]表20-16得。
（4.2）
式中： ——當(dāng)量動(dòng)載荷
——壽命指數(shù)[ 4]，球軸承
——溫度系數(shù)，由[4]表13-4查得
故選用1209調(diào)心球軸承。
4.2.2 托閥搖臂軸右端軸承選擇與校核
軸承處的軸徑，轉(zhuǎn)速，軸承的徑向載荷：，軸承預(yù)期壽命。
選軸承的型號
由于工作軸受純徑向載荷，軸比較長，加上箱體的加工誤差、兩軸承座的安裝誤差及軸撈曲變形大等原因，選用調(diào)心球軸承。
選型號1208調(diào)心球軸承：查[5]表20-16得。
式中： ——當(dāng)量動(dòng)載荷
——壽命指數(shù)[4]，球軸承。
——溫度系數(shù)，由[4]表13-4查得
故選用1208調(diào)心球軸承。
第五章 主要部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及金