對輥式壓球機的設計開題報告

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畢業(yè)論文開題報告學 生 姓 名： 學 號：學 院 、 系 ： 專 業(yè) ： 機械設計制造及其自動化論 文 題 目 ： 對輥式壓球機的設計 指 導 教 師 : 年 月 日畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告1．結合畢業(yè)論文情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫 2000 字左右的文獻綜述：文 獻 綜 述一、題目：對輥式壓球機的設計：二、課題研究的背景和意義 能源與環(huán)境是當今世界的熱門課題，它不僅影響本國人民的生存與發(fā)展，也將對人類賴以生存和發(fā)展的地球產(chǎn)生影響。因此，中國在 21 世紀的能源發(fā)展既要保持需求、資源、財力等之間的平衡，也要保持能源生產(chǎn)、消費和生態(tài)之間的平衡 [1]。隨 著 全 人 類 對 環(huán) 境 保 護 的 日 趨 重 視 。 在 燃 煤 行 業(yè) 我 國 政 府 已 明 確 提 倡 和 推 行 型煤 化 ， 不 論 工 業(yè) 和 民 用 ， 逐 步 取 消 燃 燒 原 煤 ， 已 勢 在 必 行 [2]。 實 現(xiàn) 型 煤 化 ， 第 一要 有 先 進 、 實 用 的 機 械 設 備 ； 第 二 要 有 合 理 的 燃 煤 添 加 劑 配 方 。 燃 煤 實 現(xiàn) 型 煤 化 ，主 要 目 的 是 解 決 燃 煤 的 除 煙 、 除 味 、 助 燃 、 防 水 等 問 題 。 壓 球 機 技 術 先 進 ， 質 量可 靠 ， 一 機 多 用 ， 壓 力 強 大 ， 適 合 大 、 中 、 小 型 企 業(yè) 建 立 具 有 一 定 生 產(chǎn) 規(guī) 模 的 生 產(chǎn)線 [3]。 適 用 于 工 業(yè) 造 氣 、 鍋 爐 型 、 冷 壓 型 焦 點 、 點 火 型 煤 、 民 用 型 煤 、 民 用 冶 金 、耐 材 、 醫(yī) 藥 等 材 料 的 各 種 成 型 。 強 力 壓 球 機 經(jīng) 多 年 工 業(yè) 使 用 及 改 進 ， 與 其 它 同 類 產(chǎn)品 相 比 較 ， 強 力 壓 球 機 具 有 成 球 率 高 、 消 耗 功 率 小 ， 結 構 緊 湊 便 于 檢 修 調(diào) 試 等 明 顯優(yōu) 點 [4]。我國一次能源以型煤壓球機為主的格局在相當長的時期內(nèi)難以改變，未來能源環(huán)境問題突出。展望能源科技和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展可能達到的水平，在相當長的時期內(nèi)新能源和再生能源、水電和核電的發(fā)展與推廣尚不足以影響煤炭的主導地位。這種以煤為主的一次能源結構的主要制約因素是大氣污染物排放量超過可接受的水平 [5]。出路在于發(fā)展以煤炭高效、潔凈利用為宗旨的潔凈型煤壓球機技術。型煤壓球機是以煤炭高效潔凈利用為宗旨的潔凈煤技術之一。國內(nèi)外在型煤壓球機技術的研究、開發(fā)及應用方面取得了一定的進展 [6]。三、輥式壓球機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢早在 1877 年，德國就在萊葸礦區(qū)建成第一個褐煤磚廠。1979 年東德生產(chǎn)褐煤磚4880 萬噸，西德 617 萬噸，在黑水泵褐煤基地建立了 l100 萬噸／年的型煤壓球機廠。德國除褐煤無粘結劑高壓成型外，還采用三種熱壓成型工藝生產(chǎn)型焦，建有年產(chǎn) 150萬噸以上的熱壓型焦廠?？甓鞴?KOPPERN)制造的對輥成型機（即型煤壓球機） ，其生產(chǎn)能力達 150t／h，是世界上單機生產(chǎn)能力最高的 [7]。日本 30 年代從德國引進壓球機技術，建成年產(chǎn) 31．5 萬噸的型煤壓球機廠，供鐵路機車使用。1971 年機車型煤壓球機用量占用煤總量的 79％，型煤壓球機廠有 36 座。1975 年鐵路實現(xiàn)電氣化后，型煤壓球機技術轉向冶金、化工和民用等方面，成立了型煤壓球機研究室，保留 21 個型煤壓球機廠，總能力為 140 萬噸／年。日本研制成功的點火蜂窩煤和煤球，只要一根火柴就能點燃，使用十分方便。日本開發(fā)的輥壓成型機（型煤壓球機） ，成型壓力可達 2t／cm 2～4t／cm 2，生產(chǎn)的無煙燃料型煤壓球機，含水量低，省去了干燥工序 [8]。英國自“倫敦煙霧事件”后，研究開發(fā)了多種壓球機工藝，制取無煙燃料供家庭炊事或取暖，成功地解決了煤煙污染。英國還有型焦生產(chǎn)廠，年產(chǎn)能力達 100 萬 t，采用 3種熱壓成型工藝生產(chǎn)型焦 [9]。 美國采用 FMC 型焦工藝，用非煉焦煤制取冶金用焦，在懷俄明州建有研究基地和生產(chǎn)廠，研究了世界 150 個煤種，其中 50 個煤種已在中試廠生產(chǎn)出壓球機產(chǎn)品。美國還生產(chǎn)燒烤型煤壓球機，以木炭和煤為主要原料壓制成型，供旅游野炊用。美國的燒烤用型煤壓球機每年銷量為 74 萬～80 萬 t，少量從澳大利亞進口。法國 1861 年就建有壓球機設備廠，1976 年生產(chǎn)能力達 400 萬 t。目前有 6 個型煤壓球機廠，粘結劑采用煙煤瀝青或石油瀝青，型煤壓球機經(jīng)熱處理后成為無煙燃料。韓國擁有 240 家蜂窩煤廠，日產(chǎn)量達 5 萬余噸，供取暖和炊事，1985 年銷售量為 2300萬噸，預測到 2000 年將發(fā)展到 3300 萬噸，而市場需求量約 4400 萬噸，仍有缺口 [10]。國外型煤壓球機早已有成熟的技術，聯(lián)合國能源組織把型煤壓球機視為節(jié)能減污的有效途徑予以推廣。70 年代石油危機后，型煤壓球機科研工作進一步得到重視，1969～1980 年型煤壓球機發(fā)明專利每年為 13 項，1980～1983 年增加到每年 70 多項。1989 年亞太經(jīng)互會在菲律賓召開了主題為“型煤壓球機開發(fā)與環(huán)境效益”的煤炭利用專家會議 [11]。1992 年聯(lián)合國召開環(huán)境與發(fā)展大會提出，在以煤炭為主要能源的國家，發(fā)展型煤壓球機是減少大氣污染、促進經(jīng)濟發(fā)展的重要途徑。60 年代，為解決小化肥焦炭和無煙塊煤供應不足的問題，國內(nèi)開發(fā)了多種型煤壓球機工藝，生產(chǎn)的型煤壓球機提供了全國化工業(yè) 60％的原料。目前，廣泛采用石灰碳化煤球造氣的化肥廠，全國約建有 800 套粉煤成型裝置。紙漿廢液粘土煤球和棒狀型煤壓球機，已在氮肥廠及其他行業(yè)的煤氣發(fā)生爐、工業(yè)窯爐推廣應用 [12]。70 年代北京煤化所開發(fā)的腐植酸煤球已用于 10 余家小化肥廠；研究開發(fā)的優(yōu)質化肥造氣用型煤壓球機，在韶山氨肥廠進行了造氣工業(yè)性試驗，所用粘結劑來源廣、價廉、對煤種適應性強，且基本不增加灰分，型煤壓球機質量好。該種型煤壓球機用于生產(chǎn)燃氣的混合煤氣發(fā)生爐也很理想，湖南漣邵和寧夏大武口正籌建年產(chǎn) 5 萬 t 的生產(chǎn)線。北京煤化所研制鈣系復合粘結劑煤泥防水煤球，已成功地用于水煤氣兩段爐氣化，為我國每年生產(chǎn)的幾千萬噸煤泥的有效利用開辟了新的途徑 [13]。吉林梅河口玻璃廠用褐煤煤球造氣，氣化指標優(yōu)于褐煤塊煤。合肥煤氣公司用工業(yè)廢液加改性粘土做粘結劑，研制了氣化型煤壓球機，在阜新 3．3m 兩段爐上，進行了低負荷試驗，其質量有待進一步改進。鞍山熱能研究院曾對冷壓成型熱氧處理工藝進行研究，以焦油或焦油渣作粘結劑，在熱氧化處理溫度為 160 度～350 度條件下生產(chǎn)氣化型煤壓球機 [14]。工業(yè)型煤壓球機的開發(fā)與應用遠不及民用型煤壓球機。目前，工業(yè)型煤壓球機的應用僅限于小氮肥廠的碳化煤球和小高爐型焦，生產(chǎn)規(guī)模亦不大；工業(yè)鍋爐、機車、窯爐用型煤壓球機在示范或商業(yè)性示范階段，雖然在礦區(qū)和城市建了許多型煤廠，但生產(chǎn)成本高，難以維持正常生產(chǎn)。工業(yè)型煤壓球機年產(chǎn)量約 2200 萬噸，其技術還有一些不足，特別是粘結劑的開發(fā)還很薄弱。近年來由于成型技術（型煤壓球機四輥雙壓成型技術）以及黏結劑技術的發(fā)展，給工業(yè)型煤壓球機注入了新的活力。四、本課題相關理論綜述壓球機是用于壓制難以成型的粉狀物料，其特點是成型壓力大、主機轉數(shù)可調(diào)、配有螺旋送料裝置。主要用于：煤粉成型；干粉成型；脫硫石膏成型；焦粉成型；鐵屑及各種金屬礦粉粉成型等 [15]。壓球機主要有三部分構成：1、給料部分，主要是實現(xiàn)定量給料來保證物料均勻進入對輥間。螺旋送料裝置由電磁調(diào)速電機驅動，經(jīng)皮帶輪、蝸桿減速器轉動，將被 壓物料強制壓入主進料口。由于電磁調(diào)速電機恒矩特性，當螺旋送料機的壓料量與主機所需物料量相等時，可以保持恒定的供料壓力使球團質量穩(wěn)定。如供料量過大，則送料裝置的電過載;供料量過小則不成球。因此熟練的操作技術是保證壓球正常工作的重要條件。2、傳動部分，主傳動系統(tǒng)為：電動機--三角形帶---減速機---開式齒輪---軋輥。主機由電磁調(diào)速電機提供動力，經(jīng)皮帶輪、圓柱齒輪減速機，通過棒銷聯(lián)軸器傳至主動軸。主動軸與被動軸通過開式齒輪保證同步運行。被動軸承座后邊裝有液壓裝置。液壓保護裝置是由液壓泵將高壓油打入液壓缸，使活塞產(chǎn)生軸向位移。活塞桿的前接頭頂在軸承座上以滿足生產(chǎn)壓力要求。3、成型部分，主要指主機部分，核心部分是軋輥。當兩壓輥之間進料過多或進入金屬塊時，液壓缸活塞桿受壓過載，液壓泵會停機、蓄能器對壓力變化起緩沖作用、溢流閥開啟回油、活塞桿移位使壓輥間縫隙加大從而使硬物通過壓輥，系統(tǒng)壓恢復正常，可以保護壓輥不損壞。本機可以根據(jù)壓球密度的要求調(diào)整壓力，生產(chǎn)機動靈活 [16]。壓球機的工作原理是送入壓球機頂部料盒中的爐料先進人預壓螺旋，然后通過壓料嘴被強制壓入對輥中間，等速反向運轉的對輥，對物料進行壓縮，使物料內(nèi)的單位成型壓力由小到大，在對輥中心連線處成型壓力達到最大值，物料被壓縮成球 [17]。五、本人的觀點和主要思路由于我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，過去粗獷式的經(jīng)濟發(fā)展模式已經(jīng)不在適用于我們國家，我們必須轉變經(jīng)濟發(fā)展模式，處理好經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護之間的關系。而且從我國目前環(huán)境的水平來看，保護環(huán)境已經(jīng)是迫在眉睫。根據(jù)環(huán)境檢測，我國環(huán)境污染中，大氣污染占相當大的一部分，而在大氣污染中，可吸入粉塵的污染又占了絕大部分。這是因為我國相當一部分地區(qū)處于北溫帶，取暖靠的是煤炭的燃燒。煤炭的直接燃燒是相當污染環(huán)境的，而且利用率也不是很高。而壓球機的產(chǎn)生正好是對這一問題很好的解決。因此，我覺得大力發(fā)展制造壓球機在我國的國情下是勢在必行的。本人是一名即將畢業(yè)的在校學生，我的思路是根據(jù)老師所給的壓球機的技術參數(shù)，結合我國已有的壓球機制造技術，設計一臺對錕式壓球機，爭取通過設計實踐，能夠創(chuàng)新。由于我才疏學淺，懇請老師給予大力的幫助和指導。參考文獻：[1] 王學婭,李曉堂.φ1000×170 4.5t/h 臥式對輥壓球機的研究與設計.1997，第 Z1期[2] 化肥工業(yè)．輥式壓球機輥套上球窩的磨損研究和操作能力的提高 .1976， 第 6 期 [3] 徐日瑤．硅熱法煉鎂生產(chǎn)工藝學.2003，7-81061-717-6，TF822.031.3[4] 柴躍生,孫鋼,梁愛生．鎂及鎂合金生產(chǎn)知識問答.2009，7-5024-3788-6[5] 張艷英．輥壓機在磨粉工藝中的應用．中國建材設備，2001(5).6~7[6] 石占杰.輥壓機在水泥粉磨系統(tǒng)中的應用.水泥技術,2002(3).21~23[7] 王素玲,張光宇.輥壓機的應用及改進.礦山機械,1997(10).14~15[8] 張光宇,王繼生.大型粉磨技術設備的新發(fā)展.礦山機械,2004(3).33~35[9] 趙松年,張啟鵬.機電一體化機械設計系統(tǒng).北京機械工業(yè)出版社.1996[10] 朱德慶，唐艷云，潘建等.高壓輥磨預處理強化巴西鏡鐵礦球團, .北京科技大學學報.2009,31(1)[11] 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φ612，因此不用再計算，需計算出主軸的直徑，此處需要查閱機械制造手冊，進行相關計算，即可得出主軸的直徑。1、減速器的選擇通過轉速，確定選用減速器的型號和輸出的轉速。2、聯(lián)軸器的選擇根據(jù)傳遞載荷的大小，軸轉速的高低，被聯(lián)接兩部件的安裝精度等，聯(lián)軸器特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。具體選擇時可考慮以下幾點:(l)所需傳遞的轉矩大小和性質以及對緩沖減振功能的要求。(2)聯(lián)軸器的工作轉速高低和引起的離心力大小。對于高速傳動軸，衡精度高的聯(lián)軸器。參考各類應選用平型煤成型影響因素分析及型煤成型機的設計。(3)兩軸相對位移的大小和方向。當安裝調(diào)整后，難以保持兩軸嚴格精確對中，或工作過程中兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對位移時，應選用撓性聯(lián)軸器。(4)聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。通常由金屬元件制成的不需潤滑的聯(lián)軸器此較可靠;需要潤滑的聯(lián)軸器，其性能易受潤滑完善程度的影響，且可能污染環(huán)境;含有橡膠等非金屬元件的聯(lián)軸器對溫度、腐蝕性介質及強光等比較敏感，而且容易老化。（5）聯(lián)軸器的制造、安裝、維護和成本。在滿足便用性能的前提下，應選用裝拆方便、維護簡單、成本低的聯(lián)軸器。對輥成型機工作時，物料可能帶有堅硬物進入輥輪嚙合區(qū)，阻礙輥輪的轉動，為了確保成型機能夠正常安全工作，聯(lián)軸器應具有退讓和安全保護的功能，設計中選用帶安全銷的聯(lián)軸器，保證生產(chǎn)的安全連續(xù)。3、軸承的選擇選用滾動軸承時，首先是選擇滾動軸承的類型。選擇軸承的類型，應考慮軸承的工作條件、各類軸承的特點、價格等因素。和一般的零件設計一樣，軸承類型選擇的方案也不是唯一的，可以有多種選擇方案，選擇時，應首先提出多種可行方案，經(jīng)深入分析比較后，再決定選用一種較優(yōu)的軸承類型。一般，選擇滾動軸承時應考慮的問題主要有:(1)軸承所受載荷的大小、方向和性質。這是選擇軸承類型的主要依據(jù)。①載荷的大小與性質通常，由于球軸承主要元件間的接觸是點接觸，適合于中小載荷及載荷波動較小的場合工作;滾子軸承主要元件間的接觸是線接觸，宜用于承受較大的載荷;②載荷方向若軸承承受純軸向載荷，一般選用推力軸承;若所承受的純軸向載荷較小，可選用推力球軸承;若所承受的純軸向載荷較大，可選用推力滾子軸承;若軸承承受純徑向載荷，一般選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。(2)軸承的轉速通常，轉速較高，載荷較小或要求旋轉精度較高時，宜選用球軸承;轉速較低，載荷較大或有沖擊載荷時，宜選用滾子軸承。(3)軸承的調(diào)心性能當軸的中心線與軸承座中心線不重合而有角度誤差時，或因軸受力彎曲或傾斜會造成軸承的內(nèi)、外圈軸線發(fā)生偏斜。這時，應采用有一定調(diào)心性能的調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。(4)軸承的安裝和拆卸當軸承座沒有剖分面而必須沿軸向安裝和拆卸軸承部件時，應優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承(如圓柱滾子軸承，滾針軸承、圓錐滾子軸承等)。當軸承在長軸上安裝時，為了便于裝拆，可以選用其內(nèi)圈孔為 l:12 的圓錐孔的軸承。(5)經(jīng)濟性要求一般，深溝球軸承價格最低，滾子軸承比球軸承價格高。軸承精度愈高，則價格愈高。選擇軸承時，必須詳細了解各類軸承的價格，在滿足使用要求的前提下，盡可能的降低成本。4、對輥式壓球機的結構對輥式壓球機的結構簡圖如下：圖 25、輥子的選擇輥子有鑲套式壓輥和整體式壓輥兩種結構形式，如果物料較軟，可以采用帶楔形連接的鑲套式壓輥。分塊式輥子技術的安全性受輥間單位應力和喂料喂入溫度影響很大。因此在決定是否使用分塊式輥子前必須詳細調(diào)查實際工作條件6、確定其它部件的尺寸主要包括，設備的總體長度以及高度，使用的螺釘、螺栓的規(guī)格型號等。以上就是對輥式壓球機設計的簡單步驟和主要要解決的問題，在正式開題之后，一定會發(fā)現(xiàn)更多的問題和需要改進的地方，我會認真完成這項畢業(yè)設計，懇請老師給予大力的支持和幫助。 畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告指導教師意見：李蕾同學通過大量研讀相關資料文獻，對所選課題有了系統(tǒng)深刻的認識，運用所閱讀的文獻，及自身所掌握的知識，初步制定了本課題的設計方案。所提交的“文獻綜述”對對輥式壓球機的發(fā)展和國內(nèi)外設計的現(xiàn)狀以及國內(nèi)需求進行了闡述，文獻的內(nèi)容具有一定的針對性。能夠全面深刻的反映本課題的重要性。本課題要求設計者掌握一些開發(fā)設計軟件:CAD、UG、FLASH 軟件等方面的知識,并針對設計需求進行分析研究，理論聯(lián)系實際，要能找出解決發(fā)現(xiàn)問題的措施和方法,達到了本科畢業(yè)設計開題的要求。在設計的完成過程中要注意理論知識的學習和實際動手能力的培養(yǎng)。同意李蕾同學畢業(yè)設計開題。指導教師： 年 月 日所在系審查意見：系主任： 年 月 日