生活垃圾煤成型擠出機(jī)的設(shè)計(jì)含11張CAD圖,生活,糊口,垃圾,成型,擠出機(jī),設(shè)計(jì),11,十一,cad 生活垃圾煤成型擠出機(jī)的設(shè)計(jì) 摘 要 垃圾再生煤是一種新型綠色能源，它具有容易燃燒，火力猛，燃燒完全和排污少的特點(diǎn)。是一種很好的燃料。中國(guó)現(xiàn)在能源利用中，煤占有很大一部分比例。垃圾再生煤可以運(yùn)用到居民日常生活，工業(yè)領(lǐng)域，運(yùn)用前景廣泛。 本文根據(jù)垃圾煤生產(chǎn)線上對(duì)垃圾煤成型擠出機(jī)的工作要求，設(shè)計(jì)出一種可行的擠出機(jī)結(jié)構(gòu)，主要工作包括： 進(jìn)行擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)方案論證，設(shè)計(jì)可行擠出結(jié)構(gòu)方案。繪制擠出機(jī)部件的機(jī)構(gòu)裝配圖，主要零件的零件圖。進(jìn)行有關(guān)理論分析和計(jì)算，以滿足強(qiáng)度和使用要求。 分析工作動(dòng)力要求，選擇合適的原動(dòng)機(jī)及減速機(jī)。 編制關(guān)鍵零件的加工工藝卡。對(duì)擠出機(jī)機(jī)中關(guān)鍵部位的零件編制加工工藝卡，可以了解其加工工藝過(guò)程，方便加工制造。用三圍軟件UG完成部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 本次擠出機(jī)采用了葉輪擠壓式原理，包含有減速箱的設(shè)計(jì)，擠出機(jī)頭的設(shè)計(jì)，箱體和機(jī)筒的設(shè)計(jì)。擠壓部采用螺旋結(jié)構(gòu)，擠壓部螺旋軸采用懸臂式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，機(jī)筒的結(jié)構(gòu)采用組合式結(jié)構(gòu)并內(nèi)裝襯套減少物料對(duì)機(jī)筒摩擦。并在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行重要零件的校核，確保其的可行性。 關(guān)鍵詞：擠出機(jī)；葉輪；機(jī)頭；三維建模 ABSTRACT Regeneration of waste coal is a new type of green energy, it has easy burning, fire, and combustion characteristics of full and less emissions. Is a good fuel. Energy use in China now, coal accounts for a large proportion. Waste recycling coal use to the residents ' daily life, industrial areas, use Outlook extensively. According to this article on waste coal briquetting waste coal production line extruders working requirements, design a feasible structure of extruder, major work includes: Structural plan of the extruder, design feasible extrusion structure. Draw out the body assembly drawings of machine parts, parts of the main part. Theoretical analysis and calculation to meet strength and usage requirements. Analysis of power requirements, select the right prime mover and gearbox. Processing technology of preparation of key parts of the card. On key parts in extruder machine parts processing technology of preparation of cards, you can understand the process, facilitate the processing and manufacturing. Measurements software UG structure design of the finished part. Impeller in the extruder adopts the principle of pressure-, containing the gearbox design, design of the extrusion die, tank and barrel design. Extrusion using spiral structure, extrusion screw design of axis-cantilever structure, structure using the modular structure and the contents of the cylinder lining reduces friction material on the barrel. And important parts on the basis of structural design of checking to ensure its feasibility Keywords: extrusion machin；impelle；the nose；Three-dimensional modeling 目 錄 第1章 緒論 1 1.1垃圾再生煤的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.2垃圾再生煤發(fā)展中存在的問(wèn)題 1 1.3垃圾煤成型擠出機(jī)的發(fā)展前景 1 1.4 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 1 第2章垃圾煤成型擠出機(jī)的方案設(shè)計(jì) 2 2.1 工作原理 2 2.2 垃圾成型擠出機(jī)的方案選擇 2 2.3 方案確定 4 第3章 主要零部件的設(shè)計(jì) 5 3.1 螺旋葉輪的設(shè)計(jì) 5 3.1.1 工作特性分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 3.1.2 參數(shù)設(shè)計(jì) 6 3.2 垃圾煤成型擠出機(jī)機(jī)頭的設(shè)計(jì) 8 3.3 機(jī)頭卡環(huán)的設(shè)計(jì) 10 3.4 支撐部分的設(shè)計(jì) 11 3.5各部分箱體的設(shè)計(jì) 12 3.5.1 支撐端箱體材料的選擇 12 3.5.2 軸承的潤(rùn)滑和密封 14 3.5.3 葉輪軸筒的設(shè)計(jì) 15 3.5.4 葉輪軸筒體內(nèi)襯套的設(shè)計(jì) 16 第4章 擠出機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)選擇 17 4.1擠出機(jī)的電機(jī)選擇 17 4.2減速器的選擇 18 4.3聯(lián)軸器的選擇 18 第5章 擠出機(jī)的受力分析及校核 18 5.1 擠出機(jī)的受力分析 19 5.1.1 螺旋葉輪的受力分析 19 5.1.2 擠壓成型力的分析計(jì)算 19 5.1.3 主軸的力分析 20 5.2 強(qiáng)度校核 21 5.2.1 軸承強(qiáng)度校核 21 5.2.2 機(jī)頭卡環(huán)連接螺栓的強(qiáng)度校核 23 5.2.3 擠出機(jī)地腳螺栓的強(qiáng)度校核 24 5.2.4　葉輪強(qiáng)度的校核 25 第6章 主軸加工工藝文件的制定 26 6.1 零件的工藝分析 26 6.2 毛坯的選擇 26 6.3 工藝卡的制定 27 結(jié)論 27 致 謝 29 參考文獻(xiàn) 30 附錄 材料清單 31 第1章 緒論 1.1垃圾再生煤的發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)現(xiàn)階段很多垃圾的處理仍然是按傳統(tǒng)的方式，焚燒，填埋，只有少部分進(jìn)行了回收處理。在垃圾回收處理中，發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)已比較成熟，比如日本在垃圾分類回收方面是很多國(guó)家的榜樣。而我國(guó)在垃圾處理技術(shù)上還比較滯后，大多沿用傳統(tǒng)方式。近幾年國(guó)家大力提倡新能源的開(kāi)發(fā)利用，在政策和資金上對(duì)企業(yè)進(jìn)行扶持，也有很多企業(yè)投入到再生煤的開(kāi)發(fā)中來(lái)，雖然，技術(shù)在一點(diǎn)點(diǎn)積累，但任處于初步階段，垃圾再生煤技術(shù)有待進(jìn)一步完善。 1.2垃圾再生煤發(fā)展中存在的問(wèn)題 市場(chǎng)保障機(jī)制還不夠完善。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)可再生能源發(fā)展缺乏明確的發(fā)展目標(biāo)，沒(méi)有形成連續(xù)穩(wěn)定的市場(chǎng)需求。雖然國(guó)家逐步加大了對(duì)可再生能源發(fā)展的支持力度，但由于沒(méi)有建立起強(qiáng)制性的市場(chǎng)保障政策，無(wú)法形成穩(wěn)定的市場(chǎng)需求，可再生能源發(fā)展缺少持續(xù)的市場(chǎng)拉動(dòng)，致使我國(guó)可再生能源新技術(shù)發(fā)展緩慢。 技術(shù)開(kāi)發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)體系薄弱。除水力發(fā)電、太陽(yáng)能熱利用和沼氣外，其它可再生能源的技術(shù)水平較低，缺乏技術(shù)研發(fā)能力，設(shè)備制造能力弱，技術(shù)和設(shè)備生產(chǎn)較多依靠進(jìn)口，技術(shù)水平和生產(chǎn)能力與國(guó)外先進(jìn)水平差距較大。同時(shí)，可再生能源資源評(píng)價(jià)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品檢測(cè)和認(rèn)證等體系不完善，人才培養(yǎng)不能滿足市場(chǎng)快速發(fā)展的要求，沒(méi)有形成支撐可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)服務(wù)體系。 1.3垃圾煤成型擠出機(jī)的發(fā)展前景 我國(guó)每年近2億噸垃圾生產(chǎn)量，按每噸垃圾再生煤成本300元、市場(chǎng)銷售價(jià)600元計(jì)算，每年可獲利潤(rùn)600億元，節(jié)省原煤近2億噸，減排碳、硫等化合物3.862億噸；按每噸垃圾填埋占地0. 01畝計(jì)算，節(jié)省農(nóng)、林業(yè)用地200萬(wàn)畝；按傳統(tǒng)填埋法處理每噸垃圾270元計(jì)算，每年能降低處理費(fèi)用540億元。我國(guó)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備已能徹底解決傳統(tǒng)填埋、焚燒所帶來(lái)的二次污染問(wèn)題。而垃圾煤成型擠出機(jī)的在垃圾煤成型過(guò)程中扮演重要一環(huán)，它的成功設(shè)計(jì)將使得垃圾煤能夠大規(guī)模的組織生產(chǎn)，將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和極大的社會(huì)效益，是一項(xiàng)利國(guó)利民，造福子孫后代及發(fā)展前景廣闊的工程。 1.4 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 本文根據(jù)垃圾煤生產(chǎn)線中對(duì)擠出機(jī)的工作要求，設(shè)計(jì)一種可行的擠出結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了垃圾煤成型擠出機(jī)的設(shè)計(jì)，滿足生活垃圾煤生產(chǎn)線的生產(chǎn)要求。主要完成的工作內(nèi)容如下： （1）完成不少于4萬(wàn)字符的機(jī)械類相關(guān)外文翻譯； （2）進(jìn)行擠出機(jī)結(jié)構(gòu)方案論證； （3）繪制擠出機(jī)部件機(jī)構(gòu)的裝配圖和主要零件圖，并進(jìn)行有關(guān)的理論分析和計(jì)算，繪圖工作量折合A0圖紙3張以上，其中包含兩張A3以上的圖紙； （4）根據(jù)動(dòng)力要求，選擇合適的原動(dòng)機(jī)； （5）編制關(guān)鍵零件的加工工藝卡； （6）使用三維軟件對(duì)部件進(jìn)行建模； （7）按照格式要求編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 第2章垃圾煤成型擠出機(jī)的方案設(shè)計(jì) 2.1 工作原理 垃圾煤成型擠出機(jī)是利用直流電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，傳遞給減速箱，聯(lián)軸器，及轉(zhuǎn)動(dòng)軸和擠出設(shè)備，將垃圾顆粒擠壓，揉搓前進(jìn)，并在這個(gè)過(guò)程中摩擦生熱，升高原料的溫度，提高其塑性，再通過(guò)擠出機(jī)頭的作用，產(chǎn)生具有一定形狀和強(qiáng)度的垃圾再生型煤。 2.2 垃圾成型擠出機(jī)的方案選擇 目前成型機(jī)比較成熟的方案有一下幾種： 方案一：環(huán)式擠出機(jī) 如圖2.1所示，環(huán)式成型機(jī)可分為固定外環(huán)和旋轉(zhuǎn)外環(huán)兩種形式。固定外環(huán)成型機(jī)主要依靠壓輥的旋轉(zhuǎn)擠壓，將原料從下端的口磨擠出成型。而旋轉(zhuǎn)外環(huán)式則是外環(huán)和壓輥共同旋轉(zhuǎn)作用將型煤從圓周側(cè)擠出。 圖2.1 環(huán)式擠出機(jī) 方案二：對(duì)輥式擠出機(jī) 如圖2.2所示，對(duì)輥式擠出機(jī)，有兩個(gè)相同的壓輥?zhàn)鱿嗲械霓D(zhuǎn)動(dòng)，兩輥上有相同形狀的磨口，煤料進(jìn)入磨口后，在壓輥的作用下形成一個(gè)整體型煤。型煤的整體變形量小。 圖2.2對(duì)輥式擠出機(jī) 方案三：螺旋式擠出機(jī) 如下圖2.3所示，螺旋式成型機(jī)是利用螺旋葉輪的旋轉(zhuǎn)作用，使原料受到軸向力和徑向力的作用而向前運(yùn)動(dòng)及揉搓和擠壓，通過(guò)機(jī)頭磨口時(shí)產(chǎn)生一定壓力，從而從機(jī)口產(chǎn)生一定形狀可具有一定強(qiáng)度的型煤。 2.3螺旋式擠出機(jī) 方案四、沖壓式擠出機(jī) 沖壓式擠出機(jī)有多種不同的型式，目前應(yīng)用最廣的是液壓沖壓缸和曲柄連桿沖壓缸成型機(jī)，沖壓式成型機(jī)的工作原理如圖2.4所示。沖壓式擠出機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程如下：給料機(jī)構(gòu)將一定數(shù)量的原料煤送入擠出機(jī)內(nèi)；沖桿前移，原料煤被逐步壓實(shí)，成為型煤；在沖桿前移的同時(shí)，已成型的型煤被向前推動(dòng)一定的距離，而最前端的型煤被推出了型模；沖桿回程，返回到起始位置。沖壓式成型機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是成型壓力大，型煤在成型過(guò)程中多次受壓而易產(chǎn)生塑性變形。其缺點(diǎn)是耗能大、單產(chǎn)低。 圖2.4 擠出機(jī)工作原理 2.3 方案確定 垃圾煤成型擠出機(jī)的作用對(duì)象是破碎的垃圾顆粒，其性質(zhì)類似于煤粉，而且要能適用于組織大規(guī)模生產(chǎn)。對(duì)輥式擠出機(jī)適用于使用粘結(jié)劑的型煤，環(huán)式擠出機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中容易出現(xiàn)卡料的情。螺旋式擠出機(jī)，在物料進(jìn)入機(jī)筒后，原料受到軸向和徑向的力，原料向前運(yùn)動(dòng)過(guò)程中伴隨著翻滾揉戳，原料的溫度上升，可塑性加強(qiáng)，并在擠出頭的作用下，形成性能較好的型煤，總之螺旋式擠出機(jī)有：成型效果好，易于拆裝更換損壞的零件等特點(diǎn)，綜合前面所敘，選擇第3中方案，確定擠出機(jī)為螺旋式擠出機(jī)。 在螺旋式擠出機(jī)的設(shè)計(jì)中，將重點(diǎn)對(duì)葉輪進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行功率計(jì)算強(qiáng)度校核，此外，還將進(jìn)行匹配的電機(jī)減速機(jī)的計(jì)算選擇。 最終確定方案3的三維結(jié)構(gòu)如圖2.5所示。 圖2.5：螺旋式擠出機(jī)的三維結(jié)構(gòu)圖 第3章 主要零部件的設(shè)計(jì) 3.1 螺旋葉輪的設(shè)計(jì) 3.1.1 工作特性分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用螺旋式擠出機(jī)，其工作原理是其工作原理是粉煤進(jìn)入封閉的筒內(nèi)后，在螺旋葉輪的擠壓下，一方面往前運(yùn)動(dòng)，一方面交替搓揉，并發(fā)生塑性變形，最后壓縮成具有一定強(qiáng)度的預(yù)定形狀的煤棒。也就是靠螺旋葉輪進(jìn)行工作的，在較大的擠壓力的作用下，螺旋葉輪可能會(huì)被磨損，從加工方便和成本低的方面考慮，將三片螺旋葉輪依次套裝在機(jī)身內(nèi)擠壓端的六方軸上，其作用是利用螺旋葉輪旋轉(zhuǎn)輸送的力量逐步將煤向前輸送，并加壓到所需要的力。 但在螺旋的設(shè)計(jì)過(guò)程中單純靠普通的螺旋輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)是不能達(dá)到上述優(yōu)點(diǎn)的質(zhì)量要求的，根據(jù)壓縮特性分析；在壓縮過(guò)程中物料的壓縮分為三個(gè)階段：松軟階段，過(guò)渡階段和壓緊階段，所以可以采用將擠壓部分的螺旋結(jié)構(gòu)分成三部分，輸送段，初步壓縮和攪拌段，主要壓縮受力段。輸送段起到計(jì)量和喂料的作用，它的設(shè)計(jì)確定了進(jìn)料的能力。煤料首先從料斗以一定的供料量進(jìn)入機(jī)內(nèi)，物料被輸送段強(qiáng)行推進(jìn)到初步壓縮和攪拌段進(jìn)行初步壓縮并將煤攪拌均勻，物料再向前進(jìn)入主要壓縮受力段，物料在此段進(jìn)一步受到均勻壓縮，最后將料定壓、定量地由出口擠出，整體的螺旋葉輪軸部設(shè)計(jì)成定外徑、定根徑和變螺距的結(jié)構(gòu)，因此整個(gè)螺旋段起到輸送、壓縮物料進(jìn)行脫水、形成料塞和增加料塞密度的作用。I，II，III三段的螺旋斷開(kāi)一定距離可以改變物料混運(yùn)傳輸過(guò)程中的規(guī)律性，可以進(jìn)一步提高物料混和均勻的效果。整體采用的逐步擠壓結(jié)構(gòu)可以使物料在擠出過(guò)程中主軸受力均勻，使反作用力更趨近軸線，減小了主軸撓曲彎形的可能性。也可提高煤棒的質(zhì)量和合格律，避免一次性擠壓成型造成的不必要的損失。 通過(guò)以上分析可以初步確定擠壓螺旋部的結(jié)構(gòu)，具體為三段螺旋輥組成，每段螺旋輥有一個(gè)整體鑄造的螺旋葉輪，和上述的為了達(dá)到功能的螺旋連接之間的適當(dāng)階段，焊接在螺旋管上的螺旋葉 對(duì)螺旋葉作垂直的切面將其相對(duì)于螺旋管的位置簡(jiǎn)化下來(lái)可分為螺旋葉垂直于螺旋管螺旋葉前傾于螺旋管，螺旋葉后仰于螺旋管三種擠出機(jī)螺旋葉片相對(duì)于螺旋管應(yīng)嚴(yán)格保持垂直擠煤機(jī)螺旋葉片相對(duì)于螺旋管前傾及后仰都會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)動(dòng)力消耗增加物料內(nèi)摩擦加強(qiáng)煤料溫度物料中的水分溫度進(jìn)一步升高形成蒸氣進(jìn)一步升高壓力物料密實(shí)度下降嚴(yán)重時(shí)造成擠出的物條開(kāi)裂在制作時(shí)螺旋葉的前傾及后仰都應(yīng)控制在較小的范圍內(nèi)[6]。綜上選擇螺旋葉垂直螺旋管。擠壓部的結(jié)構(gòu)圖如下圖3.1所示，具體的每一節(jié)螺旋的設(shè)計(jì)在下面的設(shè)計(jì)中詳細(xì)敘述。 圖3.1 螺旋葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖 3.1.2 參數(shù)設(shè)計(jì) 1、葉輪基本參數(shù) 根據(jù)前面提供的設(shè)計(jì)參數(shù)：步確定葉輪基本參數(shù)為：外徑D=280mm，內(nèi)徑d=120mm，與軸相配合的六方軸為邊長(zhǎng)為100mm，葉片厚度24mm。 2、原料壓縮比 壓縮比是壓縮比一般由物料而定，物料不同要求的壓縮比也不同。對(duì)于垃圾顆粒類似于煤粉，一般為1∶1.15～4。 3、葉輪螺距 對(duì)于一定直徑的螺旋來(lái)說(shuō)，螺旋升角的大小可由下式計(jì)算得到[4]： (3.1) 式中，t——螺距； R——分度圓半徑； 螺距大小可由下式計(jì)算得到[4]： (3.2) 式中，k——各節(jié)螺距相對(duì)D的比例； D——螺旋葉輪的外徑； 整個(gè)螺旋輥的長(zhǎng)度可由下式計(jì)算得到[4]： (3.3) 式中，t——螺距； s——葉輪厚度； ——葉輪所占的間距； 采用較小的螺距則漿料受到的軸向分力增加，周向分力減小，有利于物料的推進(jìn) ，但動(dòng)力消耗有些增加設(shè)螺旋總長(zhǎng)不變。一般進(jìn)料端的第一個(gè)螺距約取0.8D左右 ，逐步減小到最后一個(gè)螺距取0.5D作用，D為螺旋葉輪的外徑[4]。 由以上參考數(shù)據(jù)，現(xiàn)取輸送段螺距為0.8D，主要壓縮受力段螺距取0.5D，則壓縮比大概是1.6。將總的壓縮比分擔(dān)到個(gè)壓縮階段，粗略取初步壓縮和攪拌段螺距為0.66D左右，有螺距的概念我們知道每個(gè)螺旋輥的長(zhǎng)度等于整個(gè)螺旋葉輪所占的長(zhǎng)度加上前面所述的螺旋連接間的距離，而整個(gè)螺旋葉輪的長(zhǎng)度等于自己的螺距加上葉輪厚度，螺旋間距取8mm[4]。現(xiàn)分配如下：第一個(gè)間斷分第一個(gè)葉輪6mm，第二個(gè)葉輪分2mm，第二個(gè)間距分第二個(gè)葉輪2mm，第三個(gè)葉輪6mm。 由此可得 第一個(gè)葉輪的k為0.8，s為6mm，代入上述公式得其螺距為224mm，螺旋輥長(zhǎng)度等于254mm，螺旋角等于。 第二個(gè)葉輪的k為0.66，s為4 mm ，代入上述公式得其螺距為為185mm，螺旋輥長(zhǎng)度等于213 mm，螺旋角。 第三個(gè)葉輪的k為0.5，s為6mm，代入上述公式得其螺距為140mm，螺旋輥長(zhǎng)度等于170 mm，螺旋角，則整體葉輪軸的長(zhǎng)度。因?yàn)椴煌?jié)的葉輪基本結(jié)構(gòu)相同，最后得到整體螺旋結(jié)構(gòu)圖如圖3.2所示。 圖3.2 螺旋葉輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) 3.2 垃圾煤成型擠出機(jī)機(jī)頭的設(shè)計(jì) 在螺套的終端，通常配裝具有各種形狀孔眼的模壓盤(pán)，一般被稱之謂機(jī)頭。機(jī)頭具有雙重功能：（1）將擠壓料模壓成所要求的形狀；（2）用作為阻流器，以增大擠壓機(jī)熟化作用區(qū)段內(nèi)的壓力。確定機(jī)頭孔眼的幾何形狀，對(duì)于擠壓產(chǎn)品外形及質(zhì)量有很重要的作用。目前，已開(kāi)發(fā)應(yīng)用多種孔眼形式的單程模壓機(jī)頭，例如圓筒形孔眼模，本設(shè)計(jì)要求煤棒截面是圓形的，則機(jī)頭孔眼是圓型的，并均步在機(jī)頭端，根據(jù)生產(chǎn)能力等要求設(shè)計(jì)孔的個(gè)數(shù)和長(zhǎng)度，從壓縮特性分析機(jī)頭孔眼的設(shè)計(jì)可參考螺旋軸的設(shè)計(jì)，逐步壓縮，設(shè)計(jì)成截面直徑逐步減少的結(jié)構(gòu)[7]。機(jī)頭的結(jié)構(gòu)如下圖（3.3）。 圖3.3 機(jī)頭 機(jī)頭設(shè)計(jì)成如圖3.3所示，從結(jié)構(gòu)圖可以看出擠出部分也是逐步擠壓，因設(shè)計(jì)要求成型規(guī)格：煤棒斷面為圓形，直徑?30mm，則機(jī)頭擠出部直壁部分直徑是30。整個(gè)機(jī)頭均布16個(gè)相同規(guī)格的孔，同時(shí)出煤提高產(chǎn)量和保證要求的規(guī)格。從機(jī)頭結(jié)構(gòu)圖可看出， 旋壓力均勻分布在內(nèi)徑為，外徑為的圓環(huán)上。 其應(yīng)力可由下式計(jì)算得到[8]： (3.4) 式中，——擠壓軸向力； A——橫截面面積。 由公式3.4知道作用在單個(gè)孔內(nèi)的作用力為 擠壓過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，根據(jù)相關(guān)資料可知這種摩擦屬于混合摩擦，其值一般為0.1~1.0，根據(jù)參考資料及結(jié)合實(shí)際情況取。 壁摩擦角可由下式計(jì)算得到： (3.5) 式中，——?jiǎng)討B(tài)摩擦系數(shù)。 直壁段圓孔側(cè)壓系數(shù)公式為： (3.6) 式中，——有效內(nèi)摩擦角； ——側(cè)壓壁角。 (3.7) 式中，——壁摩擦角； ——直壁段圓孔側(cè)壓系數(shù)。 斜壁面的側(cè)壓系數(shù)公式為[7]： (3.8) 式中，——側(cè)壓壁角； ——有效內(nèi)摩擦角； ——錐形孔的斜面傾角。 由文獻(xiàn)取直壁段圓孔側(cè)壓系數(shù)。通過(guò)數(shù)值迭代法可求的，代入公式(3.6)得。 由機(jī)頭的結(jié)構(gòu)圖可以知道為，將上述已知數(shù)據(jù)代入公式3.8得到斜壁面的側(cè)壓系數(shù)值為0.46。 可以看出斜壁面的側(cè)壓系數(shù)值與直壁面的側(cè)壓系數(shù)值相關(guān)不大， 故可把整個(gè)煤棒孔視為直壁孔長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)，取側(cè)壓系數(shù)，通過(guò)數(shù)學(xué)方法分析可知: 摩擦力沿孔的軸向分布非線性， 垂直方向應(yīng)力沿軸向呈指數(shù)分布。 根據(jù)文獻(xiàn)取垂直方向的平均應(yīng)力為，。 得到摩擦力阻力可由下式計(jì)算得到[10]： (3.9) 式中，——側(cè)向壓應(yīng)力； r——煤棒孔半徑； L——煤棒孔長(zhǎng)度； ——?jiǎng)討B(tài)摩擦系數(shù)； 式中，——垂直方向的平均應(yīng)力為； ——側(cè)壓系數(shù)； 在設(shè)計(jì)時(shí)，我們按摩擦力和擠壓力相等，代入數(shù)據(jù)得到L=143mm。 在實(shí)際中擠壓力應(yīng)該略大于摩擦力，則取L=140mm。其他的外部尺寸要根據(jù)與之相連接的箱體尺寸，綜合得到具體的機(jī)頭尺寸。 3.3 機(jī)頭卡環(huán)的設(shè)計(jì) 機(jī)頭卡環(huán)設(shè)計(jì)成如圖3.4所示結(jié)構(gòu)，包括組合式機(jī)頭和鎖緊裝置，它是有兩個(gè)半圓式的卡環(huán)組成，兩端由螺栓連接固定，機(jī)頭卡環(huán)用來(lái)固定機(jī)頭，保障工作的正常進(jìn)行，這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，易拆的煤棒成型機(jī)組合式機(jī)頭裝置，以克服現(xiàn)有機(jī)頭被磨損后需整體更換導(dǎo)致材料浪費(fèi)成本高的弊端。 1-螺栓 2-卡環(huán) 圖3.4 機(jī)頭卡環(huán) 3.4 支撐部分的設(shè)計(jì) 擠壓部螺旋軸多采用懸臂式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)避免了出料端支撐結(jié)構(gòu)的復(fù)雜設(shè)計(jì)，并且提高了出料端的面積，使生產(chǎn)能力進(jìn)一步得到提高主軸的受力狀態(tài)好消除了附加徑向力對(duì)主軸的影響結(jié)構(gòu)合理解決了剛性主軸的不足克服了因長(zhǎng)軸調(diào)質(zhì)和必須有加長(zhǎng)車床設(shè)備的困難，加工費(fèi)用及軸料價(jià)格也有所降低。由于采用懸臂式結(jié)構(gòu) ，所以對(duì)支撐懸臂的支撐部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求較高。 一般來(lái)說(shuō)，一根軸需要兩個(gè)支點(diǎn)，每個(gè)支點(diǎn)由一個(gè)或一個(gè)一上的軸承組成。合理的軸承配置應(yīng)考慮軸在機(jī)器中的正確位置.防止軸向竄動(dòng)以及軸受熱膨脹后不致將軸承卡死等因素，為了保證螺旋軸的正常工作，兩支點(diǎn)之間的距離要求比較大，對(duì)于跨距較大，當(dāng)軸向載荷較大時(shí)，作為固定的一個(gè)支點(diǎn)可以采用兩個(gè)角接觸球軸承（或圓錐滾子軸承）‘面對(duì)面’或‘背對(duì)背’組合在一起的結(jié)構(gòu)[11]。由于本設(shè)備主要承受軸向擠壓力，所以選擇圓錐滾子軸承組合在一起的結(jié)構(gòu)，因懸臂式的結(jié)構(gòu)要求比較高，為了避免在加工過(guò)程中的軸的偏動(dòng)，故另一個(gè)支點(diǎn)采用雙列調(diào)心滾子軸承，其結(jié)構(gòu)圖如圖3.5。 1.左端蓋，2.圓錐滾子軸承，3.箱蓋，4.油杯，5.雙列調(diào)心軸承，6.右端蓋 圖3.5 支撐部分 整體的支撐端結(jié)構(gòu)如圖3.5所示。同時(shí)也展示了軸承的定位和相互位置，它的密封和潤(rùn)滑方式也有所體現(xiàn)，但對(duì)它們的具體選擇和設(shè)計(jì)將在下面的章節(jié)具體敘述。3.5 各部分箱體的設(shè)計(jì) 3.5各部分箱體的設(shè)計(jì) 3.5.1 支撐端箱體材料的選擇 支撐端箱體除了用來(lái)支撐的作用之外，還要對(duì)軸承進(jìn)行定位。HT250灰鑄鐵具有較高的強(qiáng)度和耐磨性，鑄件性較好，強(qiáng)度較高[，選擇它作為支撐端箱體材料。該零件的具體結(jié)構(gòu)是根據(jù)機(jī)器內(nèi)部的相關(guān)結(jié)構(gòu)及其對(duì)軸承的定位作用來(lái)確定的，共分為上下兩部分，毛坯采用鑄造工藝獲得。圖3.6和圖3.7分別為該箱體的箱蓋和箱座結(jié)構(gòu)示意圖。 1-螺紋孔 2-油杯孔 3-油杯孔 4-通孔 5-螺栓孔 6-雙列調(diào)心滾子軸承安裝處 7，8-圓錐滾子軸承安裝處 圖3.6 箱蓋 圖3.6 所示的支撐端箱蓋結(jié)構(gòu)，1、5處是與兩邊端蓋連接的螺紋孔，螺栓的規(guī)格為M12X40[，整個(gè)連接箱體共有12套（螺栓、螺母、彈簧墊片和平墊）。具體連接請(qǐng)見(jiàn)圖4.3左端蓋和圖4.4右端蓋。 7、8處是安放作為一個(gè)支點(diǎn)的成對(duì)出現(xiàn)的圓錐滾子軸承。6處是安放另外一個(gè)支點(diǎn)的雙列調(diào)心滾子軸承。2、3處裝油杯用于軸承的潤(rùn)滑。4處是螺栓連接，用于連接支撐端箱體和筒體I的螺栓規(guī)格為，根據(jù)箱體的厚度等設(shè)計(jì)，擬采用6套螺栓連接。 箱座的具體結(jié)構(gòu)如圖3.7所示。圖中1、2、3處如上面所述是安裝軸承的地方，4、5、10處的安裝也在上面已經(jīng)提到，6、7、8、9處就連接箱體和下面機(jī)架的螺栓連接處，具體的規(guī)格由傳動(dòng)系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)得到，在此只引用起規(guī)格是。 在支撐端箱體的設(shè)計(jì)中提到了螺釘和螺栓的連接，左右的端蓋結(jié)構(gòu)圖如下圖，在其結(jié)構(gòu)中可以看到具體的連接位置安排。 兩端端蓋的材料選Q235，該材料其主要應(yīng)用于金屬結(jié)構(gòu)件輪軸，端蓋及焊接件[12]圖3.8所示為左端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖，其具體尺寸是根據(jù)相關(guān)配合連接確定的，由鋼板加工而成。 1，2-安放圓錐滾子軸承處 3-安放雙列調(diào)心滾子軸承處 4，10-螺栓孔 5-通孔 6，7，8，9-與機(jī)架連接通孔 圖3.7 箱座 圖3.8 左端蓋 圖3.9所示是右端蓋的具體結(jié)構(gòu)，其的材料和具體的安裝方式在總裝圖中有詳細(xì)的展示，在此就不祥加論述。 圖3.9 右端蓋 3.5.2 軸承的潤(rùn)滑和密封 此設(shè)計(jì)中選用的是滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，元件間會(huì)產(chǎn)生摩擦，潤(rùn)滑的作用是利用是利用潤(rùn)滑劑在摩擦面間形成潤(rùn)滑油膜，以減少摩擦，同時(shí)防止軸承銹蝕，降低軸承振動(dòng)噪聲以及用于軸承的冷卻等，因此。為使軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少軸承的摩擦和磨損，提高軸承工作性能，延長(zhǎng)其使用壽命，必須對(duì)軸承進(jìn)行合理的潤(rùn)滑。選擇合適的潤(rùn)滑劑.潤(rùn)滑方式及潤(rùn)滑用量十分重要。 滾動(dòng)軸承用的潤(rùn)滑劑主要有潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑油和固體潤(rùn)滑劑。結(jié)合工作載荷和工作原理?，F(xiàn)選擇油潤(rùn)，由文獻(xiàn)潤(rùn)滑裝置選用旋蓋式油杯（JB/T 7940.3-1995），型號(hào)為A100，，圖3.10為其結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3.10 油杯 密封的作用是防止?jié)櫥瑒┑男孤┖屯饨缢?、灰塵、切屑或其他雜物等進(jìn)入軸承內(nèi)，充分發(fā)揮軸承工作效能和延長(zhǎng)其壽命，采用毛氈式潤(rùn)滑中的單氈圈。 3.5.3 葉輪軸筒的設(shè)計(jì) 葉輪軸部分采用組合式結(jié)構(gòu)（兩節(jié)筒體相連接的結(jié)構(gòu)），因?yàn)檎麄€(gè)葉輪軸比較長(zhǎng)，采用兩節(jié)方便加工和安裝拆卸，方便清洗和更換內(nèi)孔嚴(yán)重磨損的區(qū)段內(nèi)裝襯套，用螺栓、夾板將機(jī)筒和整體機(jī)架固定，使軸在軸向和轉(zhuǎn)動(dòng)方向均定位，在葉輪軸機(jī)筒的下面整體鑄造出小型機(jī)架用于與整體機(jī)架相連接，這樣的結(jié)構(gòu)檢修方便[16]，兩節(jié)分別用4套螺栓連接（螺栓的型號(hào)由傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中知道是）。在葉輪前端部分設(shè)置進(jìn)料斗，進(jìn)料斗的結(jié)構(gòu)如下圖3.11所示。 圖3.11 進(jìn)料斗 圖3.11 所示進(jìn)料斗的具體尺寸是根據(jù)螺旋段筒體的結(jié)構(gòu)參數(shù)及生產(chǎn)能力計(jì)算得到。在入料口和筒體后壁之間應(yīng)有1/4左右螺距長(zhǎng)度的螺旋葉片，以防煤料竄入軸承。由文獻(xiàn)[12]并根據(jù)材料的性能和工作要求，選擇進(jìn)料斗為Q235，兩節(jié)筒體選用HT250，結(jié)合支撐端箱體的厚度等參數(shù)，其第二節(jié)筒體的結(jié)構(gòu)還要與機(jī)頭結(jié)構(gòu)相配合，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要參照前面機(jī)頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，則葉輪軸筒體的結(jié)構(gòu)如下圖3.12。圖中1、2部分是兩節(jié)筒體，在下圖中充分的展示了它們之間的連接關(guān)系及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 1-筒體I 2-筒體II 圖3.12 組合式筒體 3.5.4 葉輪軸筒體內(nèi)襯套的設(shè)計(jì) 物料在擠出過(guò)程中會(huì)與機(jī)筒內(nèi)壁接觸，之間產(chǎn)生摩擦，長(zhǎng)時(shí)間的摩擦?xí)p機(jī)筒，機(jī)筒的鑄造加工和更換麻煩。為此，可在葉輪和機(jī)筒之間增加襯套，由分析可知，增加對(duì)物料的攪拌和剪切作用對(duì)生產(chǎn)有利。現(xiàn)設(shè)計(jì)襯套結(jié)構(gòu)為內(nèi)壁開(kāi)設(shè)若干條淺的溝漕，采用整體鑄造，這樣可以減少對(duì)機(jī)筒的磨損并增加對(duì)物料的攪拌和剪切，還有就是更換襯套比較合適方便[]，選擇襯套的材料為QT600-3。圖3.13所示為葉輪軸第一節(jié)筒體處的襯套I。1處是與進(jìn)料斗相配合的地方，2處就是為了減少對(duì)機(jī)筒的磨損并增加對(duì)物料的攪拌和剪切而加工出來(lái)的淺的溝漕。 1-與進(jìn)料斗配合處 2-溝槽 圖3.13 襯套I 如圖3.14是襯套II的結(jié)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)分析和襯套I基本相同，在這就不在重復(fù)。 圖3.14 襯套II 第4章 擠出機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)選擇 4.1擠出機(jī)的電機(jī)選擇 擠出機(jī)葉輪的功率計(jì)算： P葉輪=D3(L/D)nk10-5 KW 式中 D——為葉輪螺桿直徑 L ——螺桿長(zhǎng)度 n——葉輪轉(zhuǎn)速 K——0.005-0.067 所以：D為110mm, L為610mm, n取120r/min,K取0.06 葉輪功率： P葉輪 =74.65KW 電機(jī)功率選擇： P葉輪=P電機(jī)η1η2η3 P電機(jī)=90KW 式中 皮帶輪效率η1 取96% 減速器效率η2 取86% 聯(lián)軸器效率η3 取97% 所以查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選取的電機(jī)的型號(hào)為型號(hào): Z2-101 額定功率/kW: 90.0 額定電壓/V: 230 額定轉(zhuǎn)速/(r/min): 1450 4.2減速器的選擇 擠出機(jī)最容易產(chǎn)生振動(dòng)的環(huán)節(jié)是電機(jī)軸和減速器的高速軸，減速器的正確選擇對(duì)于整個(gè)擠出機(jī)的性能影響是十分重要的。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得知，二級(jí)減速器的傳動(dòng)比范圍是6.3~56，滿足本次擠出機(jī)的設(shè)計(jì)要求。 所以本次擠出機(jī)設(shè)計(jì)選用的減速器為二級(jí)圓柱齒輪減速器，型號(hào)為： 機(jī)座號(hào)355 傳動(dòng)比i 12.65 輸入轉(zhuǎn)速n1/(r/min): 1500 輸入功率p 99.83KW 4.3聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器用于連接不同構(gòu)件的兩根軸，使之共同旋轉(zhuǎn)。聯(lián)軸器主要分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩大類，本次擠出機(jī)的設(shè)計(jì)選用了十字滑塊聯(lián)軸器，因其具有撓性，可補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移，且連接處振動(dòng)并不劇烈。聯(lián)軸器的型號(hào)為SL240 第5章 擠出機(jī)的受力分析及校核 5.1 擠出機(jī)的受力分析 5.1.1 螺旋葉輪的受力分析 螺旋葉片垂直于螺旋管，即螺旋葉和螺旋管之間的夾角為（也即螺旋葉面前傾或后仰角），螺旋葉片對(duì)煤粉的推力分解為兩個(gè)分力，即沿螺旋管軸線的軸向力（軸向分力 ）和垂直于螺旋管的切向分力（圓周分力）。，與的交角等于（螺旋角）。 軸向分力 推動(dòng)泥料沿螺旋管的軸線前進(jìn)，圓周分力 使泥料沿圓周回轉(zhuǎn)。在制作螺旋時(shí)，一般。故軸向力遠(yuǎn)大于圓周力。也就是說(shuō)，螺旋葉面垂直于螺旋管時(shí)螺旋葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí)，主要是將泥料沿螺旋管軸線向前推進(jìn)適當(dāng)減小圓周分力，減輕泥料的旋轉(zhuǎn)，利于減少螺旋紋的危害[6]。 5.1.2 擠壓成型力的分析計(jì)算 軸向力為作用在所有螺旋葉片上的軸向分力之和，由于作用在每個(gè)螺旋葉片上的軸向分力不一樣因此計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜，工程上為了計(jì)算的簡(jiǎn)便，通常采用簡(jiǎn)化的計(jì)算方法。 螺旋輥所受的軸向力看作最后一圈螺旋葉片所受的軸向推力，對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)中的螺旋輥可按下式計(jì)算[4]： （5.1） 式中，N ——電機(jī)功率 kw； n ——螺旋輥工作轉(zhuǎn)速 r/ min； r ——螺旋輥?zhàn)詈笠蝗β萑~的平均半徑 mm； β——螺旋輥?zhàn)詈笠蝗β萑~的螺旋角； ——摩擦角， ，f為物料與螺旋葉片間的動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)，f = 0. 2～0.5。 由前面的葉輪設(shè)計(jì)可以知道，，，由文獻(xiàn)取。 對(duì)于電動(dòng)機(jī)取安全系數(shù)1.5即。 將已知數(shù)代入公式得到，有葉輪的受力分析可知。 在整個(gè)的功率消耗中，由文獻(xiàn)知道電動(dòng)機(jī)的實(shí)際消耗功率分三部分： 1、皮帶輪的損耗，其效率取96%；減速器的消耗，其效率取85%；聯(lián)軸器的消耗，其效率取97%。 2、螺旋輸送消耗功率可由下式計(jì)算得到[： (5.2) 式中，Q--螺旋輸送能力； H——為螺旋輸送機(jī)傾斜布置時(shí)在垂直平面上的投影高度（H=0）； L——為螺旋輸送機(jī)水平投影長(zhǎng)度； ——阻力系數(shù)（由文獻(xiàn)得）； 3、擠壓作功消耗的功率可由下式計(jì)算得到： 傳遞擠壓作功的是螺旋葉輪，是一種扭轉(zhuǎn)和壓縮情況，擠壓中螺旋的阻力力矩與輸入功率產(chǎn)生的力矩相平衡[18]。 (5.3) 式中，P——擠壓作功消耗的功率kw； N——主軸工作轉(zhuǎn)速； 螺旋阻力力矩為螺旋最前端一個(gè)螺距的葉片產(chǎn)生的合力矩， 按微積分計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜， 為了簡(jiǎn)化計(jì)算，采用一種近似算法，設(shè)阻力矩由一個(gè)近似切向合力產(chǎn)生。取其作用點(diǎn)在葉片的中部，可得其力矩半徑 ，，由前面的分析可以知道這個(gè)合力矩就是最后一個(gè)葉輪的切力矩。由資料查得： (5.4) 式中，——輸入力矩； r——力臂。 代入數(shù)據(jù)，得： ，擠壓作功的功率。 5.1.3 主軸的力分析 （1） 軸的受力分析 首先選出受力支點(diǎn)，根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)，可得一對(duì)圓錐滾子軸承對(duì)軸產(chǎn)生的力的作用點(diǎn)取在他們的中間位置，調(diào)心滾子軸承對(duì)軸產(chǎn)生的作用點(diǎn)取在它本身對(duì)軸的中心上，對(duì)螺旋葉輪取第二節(jié)葉輪的中心作為受力點(diǎn)，這些受力支點(diǎn)是抽象化了的作用點(diǎn)?？梢援?huà)出主軸受力簡(jiǎn)圖，如下圖所示： 圖5.1 主軸受力分析 （2）＝53.47KN ＝20.53KN 在水平方向?qū)S進(jìn)行受力分析得：＝478㎜，＝410㎜ ＋= (5.5) = (＋) (5.6) 由上兩式可得： =38.1KN， =-17.57KN。 5.2 強(qiáng)度校核 5.2.1 軸承強(qiáng)度校核 根據(jù)擠壓煤棒成型機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，可知：主軸上第一個(gè)支點(diǎn)處成對(duì)安裝的一對(duì)圓錐滾子軸承的型號(hào)是30324，它的受力是.。雙列調(diào)心滾子軸承的型號(hào)是22324.它的受力是，。 另一個(gè)兩套相同的單列角接觸型軸承或圓錐滾子軸承并排安裝在同一軸上，“背對(duì)背”或“面對(duì)面”組成一個(gè)整體（成對(duì)安裝），這一軸承組的X .Y等系數(shù)按一套雙列角接觸軸承或雙列圓錐滾子軸承計(jì)算，基本額定動(dòng)載荷等于單列軸承的基本動(dòng)載荷的1.71倍，由文獻(xiàn)得到： 對(duì)于該軸承組，， 雙列調(diào)心滾子軸承 （1）求兩軸承受到的徑向載荷和 （2）求兩軸承的計(jì)算軸向力和 派生軸向力可由下式計(jì)算得到[10]： (5.7) 式中，——徑向載荷，單位KN； Y——軸向動(dòng)載荷系數(shù)。 由文獻(xiàn)得到，對(duì)于圓錐滾子軸承Y=1.2，調(diào)心滾子軸承Y=2.9，代入數(shù)據(jù)得到，，從前面的計(jì)算知道軸向力等于53.47KN。因?yàn)閯t左端軸承組為“壓緊端”。 由文獻(xiàn)當(dāng)時(shí)，軸有向左的竄動(dòng)的趨勢(shì)，相當(dāng)于軸承I被“壓緊”，軸承II被“放松”但實(shí)際上軸必須處于平衡狀態(tài)，所以被“壓緊”的軸承I所受的總軸向力必須與相平衡，即 （5.8） （5.9） 由以上分析，并代入數(shù)據(jù)得到，。 得到以下公式[10]： 時(shí)X=1，Y=；時(shí)X=0.67，Y= （5.10） 式中，——軸向載荷； ——徑向載荷； e——判斷系數(shù)； X——徑向動(dòng)載荷系數(shù)； Y——軸向動(dòng)載荷系數(shù)； （5.11） 式中，——載荷系數(shù)； ——軸向載荷； ——徑向載荷； e——判斷系數(shù)； X——徑向動(dòng)載荷系數(shù)； Y——軸向動(dòng)載荷系數(shù)； （5.12） 式中，——基本額定動(dòng)載荷； ——軸承的載荷； ——轉(zhuǎn)速； ——指數(shù)，對(duì)于球軸承取3；對(duì)于滾子軸承取。 （3）圓錐滾子軸承的校核： 由公式4.8并代入數(shù)據(jù)得到，則取X=0.67，Y==1.2，因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中有中等沖擊載荷，由文獻(xiàn) 取=1.5。則由公式4.11得到，由公式4.12軸承的壽命：為111987.9h. 由文獻(xiàn)推薦的軸承預(yù)期計(jì)算壽命。故所選軸承滿足強(qiáng)度要求。 （4）雙列調(diào)心滾子軸承的校核： 由公式4.1并代入數(shù)據(jù)知道，則取X=1，Y==2.0，因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中有中等沖擊載荷，取=1.5。則由公式4.9得到，則軸承的壽命，推薦的軸承預(yù)期計(jì)算壽命，故所選軸承滿足強(qiáng)度要求。 5.2.2 機(jī)頭卡環(huán)連接螺栓的強(qiáng)度校核 在前面的設(shè)計(jì)中已經(jīng)給出，機(jī)頭卡環(huán)通過(guò)兩套螺栓、螺母、彈簧墊片和平墊而連接，螺栓型號(hào)，其主要承受煤成型時(shí)的擠壓成型力。因?yàn)閮商讓?duì)稱安裝，則每個(gè)螺栓承受的力為： 螺栓的危險(xiǎn)截面的拉應(yīng)力可由下式計(jì)算得到[11]： (5.13) 式中，F(xiàn)—工作拉力； —螺栓危險(xiǎn)截面的直徑； 將已知數(shù)據(jù)，代入式(4.13)中，得： 選擇螺栓材料為Q235，根據(jù)文獻(xiàn)[12]，其性能等級(jí)為4~6，材料屈服極限，安全系數(shù)s=1.5。材料的許用應(yīng)力。 因?yàn)?，則所選擇的螺栓滿足要求。 5.2.3 擠出機(jī)地腳螺栓的強(qiáng)度校核 地腳螺栓用來(lái)連接機(jī)器機(jī)身和機(jī)架，用來(lái)承受載荷，保障工作正常進(jìn)行，在前面的設(shè)計(jì)中已經(jīng)知道與機(jī)架相連接的有16套螺栓，它們有序均勻的分布，有兩種規(guī)格，軸向載荷的作用線與螺栓軸線垂直。并通過(guò)螺栓的對(duì)稱中心在計(jì)算時(shí)可以近似的認(rèn)為，在軸向總載荷的作用下，個(gè)螺栓承受的工作載荷是均等的，因此每個(gè)螺栓所受的軸向工作剪力為。 對(duì)于普通螺栓連接，應(yīng)保證連接預(yù)緊后，接合面間所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于軸向載荷設(shè)個(gè)螺栓所需要的預(yù)緊力均為，螺栓數(shù)目是，則其平衡條件為： （5.14） 式中：—防滑系數(shù)； —結(jié)合面數(shù)（=2）； f—結(jié)合面的摩擦系數(shù)（0.08）； 將數(shù)據(jù)代入上面的計(jì)算公式，得 根據(jù)螺旋危險(xiǎn)截面的拉伸強(qiáng)度條件[11]： (5.15) 由機(jī)頭卡環(huán)接連螺栓的校核，可知材料的許用應(yīng)力。 對(duì)于M24螺栓 對(duì)于M20螺栓 所以，所有的地腳螺栓的強(qiáng)度滿足條件。 5.2.4　葉輪強(qiáng)度的校核 螺旋軸在工作時(shí)是由電機(jī)的驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng) ，從而對(duì)物料進(jìn)行推進(jìn)、擠壓作用而物料會(huì)企圖阻螺旋輥的旋轉(zhuǎn)和擠壓 ，所以只有電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，大于物料的摩擦力矩 ，螺旋輥產(chǎn)生的軸向推力大于物料的反壓力時(shí)，物料的壓出才能不斷進(jìn)行 ，因而對(duì)螺旋輥既受扭又受壓 ，對(duì)懸臂式螺旋輥又有受彎的聯(lián)合作用。由于在一般情況下螺旋輥根徑處的承載能力最差。所以 ，對(duì)螺旋輥的強(qiáng)度計(jì)算 ，可進(jìn)一步歸納為在上述復(fù)合應(yīng)力作用下最后一個(gè)螺旋葉片根徑斷面的強(qiáng)度計(jì)算[4]。擠壓軸向力也就是最后一個(gè)葉輪的承受的力。 扭矩 T產(chǎn)生的剪應(yīng)力： (5.16) 式中，W—抗扭斷面模量 mm；T—是擠壓作功消耗的功率； 由文獻(xiàn)查得對(duì)于實(shí)心軸。結(jié)合前面的分析得到： 對(duì)塑性材料合成應(yīng)σ力用第三強(qiáng)度理論計(jì)算，其強(qiáng)度條件為： (5.17) 式中，； — 螺旋輥材質(zhì)的屈服極限； n —安全系數(shù)，n =3。 實(shí)際上重力引起的彎曲應(yīng)很小 ，一般可以忽略不計(jì)。σ是由軸向力產(chǎn)生的軸向壓應(yīng)力。 由公式3.1得到， 式中，D—是葉輪的外直徑；d—-是葉輪的內(nèi)徑。 將已知數(shù)據(jù)代入上面的公式中，得到 由文獻(xiàn)得到。 則 所以，螺旋葉輪強(qiáng)度滿足要求。 第6章 主軸加工工藝文件的制定 6.1 零件的工藝分析 如圖所示，所要加工的軸是擠出機(jī)的傳動(dòng)軸，屬于階梯軸，是小批量生產(chǎn)零件。該軸由圓柱面，軸肩，六方軸，鍵槽組成。該軸的關(guān)鍵工序在于精確車外圓，以及銑鍵槽和六方軸。 6.2 毛坯的選擇 該軸是一般的傳動(dòng)軸，45號(hào)鋼滿足要求，且各外圓的直徑尺寸相近，選φ150mm的熱軋圓鋼作毛坯。 6.3 工藝卡的制定 傳動(dòng)軸機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 桂林電子科技大學(xué) 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 產(chǎn)品名稱 擠出機(jī) 圖 號(hào) 零件名稱 傳動(dòng)軸 共 1頁(yè) 第 1 頁(yè) 毛坯種類 圓 鋼 材料牌號(hào) 45鋼 毛坯尺寸 ￠150mm×1600m 序號(hào) 工種 工步 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備 工 具 夾 具 刃 具 量 具 1 下料 Φ150mm×1600mm 2 車 三爪自定心卡盤(pán)夾持工件毛坯外圓 1 車端面見(jiàn)平 2 鉆中心孔 用尾座頂尖頂住中心孔 3 粗車φ134mm外圓至φ136mm，長(zhǎng)781mm 4 粗車φ120mm外圓至φ122mm，長(zhǎng)470mm 5 粗車φ114mm外圓至φ116mm，長(zhǎng)255mm 6 粗車φ100mm外圓至φ102mm, 長(zhǎng)224mm 調(diào)頭，三爪自定心卡盤(pán)夾持φ136mm處 (φ134mm外圓) 7 車另一端面，保證總長(zhǎng)1569mm 8 鉆中心孔 用尾座頂尖頂住中心孔 9 粗車φ120mm外圓至φ122mm 10 粗車φ114mm外圓至φ116mm，長(zhǎng)686mm 11 粗車φ100mm外圓至φ102mm，長(zhǎng)641mm 12 檢驗(yàn) 3 熱 調(diào)質(zhì)處理220～240HBS 4 鉗 修研兩端中心孔 5 車 雙頂尖裝夾 1 精車φ134mm外圓至φ134mm，長(zhǎng)781mm 2 精車φ120mm外圓至φ120mm，長(zhǎng)470mm 3 粗車φ114mm外圓至φ114mm，長(zhǎng)255mm 4 粗車φ100mm外圓至φ100mm, 長(zhǎng)224mm 5 精車3mm×2mm環(huán)槽 6 倒外角1mm×45°, 調(diào)頭，雙頂尖裝夾 7 精車φ114mm外圓至φ114mm，長(zhǎng)686mm 8 精車φ30mm外圓至φ35.5mm長(zhǎng)38mm 9 精車φ100mm外圓至φ102mm，長(zhǎng)641mm 10 精車3 mm×2mm環(huán)槽 11 檢驗(yàn) 7 鉗 劃鍵槽及六方軸加工線 8 銑 用V形虎鉗裝夾，按線找正 1 銑鍵槽12mm×28mm， 2 銑六方軸直徑90mm,長(zhǎng)612mm 4 檢驗(yàn) 結(jié)論 針對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的設(shè)計(jì)要求，自己先對(duì)本次設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行了充分深入的了解之后，我查閱了大量的資料，在此過(guò)程中，對(duì)垃圾再生煤技術(shù)的前景及發(fā)展有了更深一步的了解，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于整個(gè)社會(huì)的發(fā)展有著積極的意義。自己通過(guò)幾種不同擠出方案的對(duì)比，最終確定了螺旋擠出的總體方案，并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和原理分析，將內(nèi)部構(gòu)造表達(dá)出來(lái)，工作一步步走來(lái)，總結(jié)起來(lái)分為以下步驟： 1.總體方案的設(shè)計(jì)。了解到原料為處理后的垃圾顆粒，其性質(zhì)類似于煤粉顆粒，結(jié)合煤粉的特性，知道，生活垃圾煤成型分為兩個(gè)階段：彈性變形階段和塑性變形階段。彈性變形是指垃圾顆粒在外力的作用下，產(chǎn)生壓縮變形，但是當(dāng)外力撤銷時(shí)，其又可以恢復(fù)原來(lái)的形狀的變形。而塑性變形則相反，垃圾顆粒在外力作用下發(fā)生了壓縮變形，但其變形是不可逆的，當(dāng)外力撤銷時(shí)，無(wú)法恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。由于螺旋式擠出機(jī)的工作原理是從料口加入垃圾顆粒后，隨著葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生軸向和徑向的兩個(gè)力作用于垃圾顆粒，將原料前推進(jìn)的同時(shí)，并將原料逐漸壓縮，顆粒緊密靠攏同時(shí)又產(chǎn)生比較大的攪動(dòng)和混合。此時(shí)垃圾顆粒之間、顆粒與葉片和筒體間產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦和剪切，同時(shí)在產(chǎn)生熱量的作用下，垃圾顆粒的溫度上升，水分更加均勻，煤的可塑性也大為增加。再經(jīng)過(guò)模具錐形體的節(jié)制作用，顆粒壓縮得更加緊密，接著壓入模具前的平直部位，擠出機(jī)頭孔而成型。同時(shí)了解到螺旋式擠出機(jī)?? 技術(shù)設(shè)備投資少、簡(jiǎn)單、占地面積小、加工容易，深受廣大企業(yè)歡迎，所以總體方案確定為螺旋擠壓。 2、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)物料的壓縮特性分析，并且綜合考慮成煤的質(zhì)量及對(duì)機(jī)器的沖壓性，不采用簡(jiǎn)單的螺旋輸送機(jī)結(jié)構(gòu)，而采用了等徑變螺距的葉輪來(lái)逐步壓縮結(jié)構(gòu)。同時(shí)為了安裝和更換方便，將螺旋葉輪和軸獨(dú)立加工在焊接在一起，而且這段結(jié)構(gòu)里軸為六方軸。箱體結(jié)構(gòu)采用了組合式結(jié)構(gòu)內(nèi)裝襯套，安裝清洗方便，也可以防止箱體得磨損，還有支撐部分的設(shè)計(jì)，一端采用一對(duì)軸承整體安裝作為一個(gè)支撐點(diǎn)，承受較大的軸向力和承擔(dān)懸臂結(jié)構(gòu)。 3、參數(shù)的設(shè)計(jì)。通過(guò)擠出機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)部分得到的數(shù)據(jù)對(duì)軸承和螺栓，葉輪等進(jìn)行校核，查閱相關(guān)資料和數(shù)據(jù)，并分析計(jì)算得到了三個(gè)螺旋葉輪的具體參數(shù)， 設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)，都是根據(jù)設(shè)計(jì)要求的生產(chǎn)量和產(chǎn)品規(guī)格，所以設(shè)計(jì)滿足要求，但是欠缺實(shí)際生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)中難免存在不足之處。 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生涯中十分重要的事，它是對(duì)四年學(xué)習(xí)所得知識(shí)的一個(gè)總結(jié)檢驗(yàn)。是對(duì)我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次充分的整合運(yùn)用，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，將是對(duì)我們的一次升華。不僅讓我們對(duì)以前所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)掌握程度有一個(gè)充分了解，還讓我們將書(shū)本上的理論聯(lián)系到實(shí)際。畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我充分利用了學(xué)校的資源，查閱資料，閱讀相關(guān)文獻(xiàn)書(shū)籍，自學(xué)到了很多知識(shí)，也吸收到了別人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)歷程過(guò)來(lái)，感覺(jué)到自己的能力有了很大的提升。不僅在學(xué)習(xí)方面，獨(dú)立思考自學(xué)能力有了提升，查閱資料獲取有效信息的能力也得到提升。在處事方面，和老師同學(xué)溝通交流的能力也得到提升，還加強(qiáng)了我的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。 在黃美發(fā)老師的指導(dǎo)下，在自己的刻苦努力下，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，我設(shè)計(jì)出了螺旋式的擠出機(jī)。整個(gè)設(shè)