摘 要：为了满足现代机立窑水泥生产过程中预加水成球的技术要求，发展第六代预加水盘式成球机，从而保证料球的粒径均匀性、高强度、高孔隙率和高产量，提高水泥的煅烧质量和产量，本课题设计了YQP36预加水盘式成球机。根据最新的技术要求对 YQP36预加水盘式成球机的结构、传动系统和刮刀系统进行了改进设计。本次设计采用理论设计和经验设计相结合的方法，在通过类比设计保证机架与支架的支承强度的基础上优化了传动系统和刮刀系统。参考实践生产中的一些改进经验，首先进行了总体方案的论证；然后根据分析的结果来计算各传动轴的轴向力、扭矩以及功率，并校核了轴和螺栓的强度，从而选择电机和减速机型号及设计其他相关零部件。根据已确定的部件参数分析拟定传动装置的运动简图，分配各级传动比，确定了传动零件的结构；接着对 YQP36预加水盘式成球机的润滑和密封方式加以确定；最后对预加水盘式成球机的维护修理加以说明，从而完成预加水盘式成球机的总体结构设计。此次设计本着高产量、高质量成球，稳定运转的原则，实现了现代预加水盘式成球的节能、经济、环保、可扩展的目的。
关键词: 成球；预加水；刮刀；料球
The Design of YQP36 Disc Prewatering Pelletizer
Abstract: In order to satisfy the technical requirement of prewatering pelletizing in the process of cement production with modern kiln and develop the sixth generation of prewatering pelletizer, the topic which is designed is YQP36 Disc Prewatering Pelletizer. Consequently the proportion of diameters, the high strength, the high holes rate and the high output of raw meal pellets could be assured of. According to the new requirements, the structure, the transmission system and the drawknife system of YQP36 Disc Prewatering Pelletizer are improved and designed. This design has been completed by the method which combines theories design with experience design. The transmission system and drawknife system are optimized basing on that the strengths of chassis and support are assured with analogy design. Firstly, the projects of designation and improvement of prewatering pelletizer are demonstrated, including the structure, the ways of delivering the motivation and drawknife system by referring some improvement experience from production practice; Secondly, based on the analytical results, axial force, the torque and power are computed so that the electromotor, decelerator and other corresponding components could be determined; Thirdly, according to the parameters of the parts which has already been assured, the simple exercise diagram of the transmission device is analyzed and drawn up and the ratios of all levels are assigned. Then the structure design is carried on and the strength of part is followed to be checked. The ways of lubricant and seal of the equipment are determined in succession. Finally, the whole overall arrangement scheme of YQP36 prewatering pelletizing equipment is designed. This design is in the light of the principle of the high yield, high quantity of pelletizing and stable operation. In addition, the requirements of YQP36 will be satisfied, including economy of energy, economy, environmental protection and enlargement.
Key words: pelletizing; prewatering; drawknife; raw meal pellet
前言
预加水小料球快速煅烧技术，小料球快速烧成技术是立窑煅烧的一项重要技术进步，目前应用十分成功的企业并不多，主要原因是前几年预加水成球系统的控制技术和设备还不太过关，小料球的操作控制要点还没完全掌握，目前预加水成球技术已经发展到第六代产品，设备及控制系统基本过关。这些都是能否取得高产量、高质量料球的保证，从而提高水泥的煅烧质量和产量。
本课题来源于江苏海建集团，该公司为了适应现代立窑水泥生产的需要，设计产量为25t/h的预加水盘式成球机。他们提出了以下几个技术要求：
a． 产量为25t/h；
b． 盘体工作面直径为3.6m；
c. 结构紧凑，工作连续稳定；
d. 节能、高效、环保。
在老师的指导下，首先进行方案论证。通过讨论研究，最终确定采用可调盘高式 盘体、无动力刮刀系统、电机皮带ZQ减速机直齿轮副成球盘的传动方式。然后根据分析的结果，开始计算轴向力、扭矩以及功率。分析拟定传动装置的运动简图，分配各级传动比，进而进行传动零件的结构进行设计和强度校核。然后对盘式预加水成球机进行总体结构设计。
YQP36预加水盘式成球机改变了以往所成料球粒径大，料球耐压强度和孔隙率质量低的缺陷。并且采用无动力刮刀系统，大大地节省了电耗和维护费用。本课题新颖实用，在技术上有较大改进，具有较强的竞争力。该预加水盘式成球机将具有很大的市场前景。
总体方案论证
2.1料球的技术要求及对成球盘的技术调整分析
高质量的料球与成球机的盘转速、盘倾角α、盘边高等的选择和调整有直接的关系。转速高时，成球时间缩短，孔隙率提高，料球炸裂温度提高，爆球率低；转速太高将很难成球。一般取12—13r/min。适当增大α，可降低爆球率，一般取值在45°—55°范围内。倾角的调整要与盘径、转速、边高综合考虑。一般盘边高H=（0.14—0.19）D。在不影响成球质量前提下，为降低爆球率，可适当减少边高。
2.2盘体的技术分析论证
对于老式的盘边高偏高的盘边改进为盘边高为400—500mm的可调式的盘边，从而提高了成球质量和煅烧质量。成球盘使用时间越长，盘底平面和侧平面变形较大，这将增加成球机的工作负荷，极易烧坏电机、损坏减速机和传动齿轮。采用型钢可以提高盘体强度，解决此类问题。成球盘扩径主要是提高成球盘的造球能力和料球质量。
2.3传动机构的技术分析论证
传动装置一般为整个成球机正常稳定运行的关键。以往采用伞齿轮副传动，传动方式路线为电机皮带ZQ减速机伞齿轮副成球盘。这种传动方式下的球盘负荷较重时会导致的间隙配合的孔键相对运动产生黏附磨损和变形，甚至断齿。现在更多采用直齿轮副传动，也有通过行星减速机直接带动的。
常用的减速机有三种型式，圆柱齿轮减速机、行星减速机和摆线针轮减速机。其中采用圆柱齿轮减速机较合适，而采用行星减速机和摆线针轮减速机常会出现因球盘起动扭矩大，传动系统刚度不足，故障多，有漏油问题。相对而言圆柱齿轮减速机传动稳定，噪音小，齿面接触稳定，在润滑保养良好的条件下，运转稳定。对于圆柱齿轮减速机，其高速轴伸出端在下侧，唇形橡胶密封圈极易磨损，润滑油大量外泄导致缺油、轴承寿命缩短的问题。改进为将高速轴伸出端与低速轴同在减速箱的上侧，原伸出孔由端盖静密封。改进后密封圈略有磨损，不致大量漏油，从而避免缺油事故。
另外，对成球盘减速机输入轴采用花键联接的，因为这样的孔轴联接是间隙配合，所以传动上存在着诸多缺陷。采用平键双键联接避免了在与轴安装时的间隙配合，从而导致的在盘内物料无法卸空的环境下花键由于承受不了较大的惯性力而失效的问题。在强度达到要求的前提下，平键采用过盈配合能保证扭矩的正常传递。
目 录
1 前 言………………………………………………………………………………………1
2 总体方案论证……………………………………………………………………………2
2.1 料球的技术要求及对成球盘的技术调整分析………………………………………………2
2.2 盘体的技术分析论证……………………………………………………………………2
2.3传动机构的技术分析论证…………………………………………………………………2
2.4刮刀系统的分析论证………………………………………………………………………2
2.5 刮刀盘、刮刀杆和刀头分析论……………………………………………………………3
3 盘式预加水成球机综合参数计算………………………………………………………4
3.1生产能力计算……………………………………………………………………………4
3.2功率计算…………………………………………………………………………………4
3.3 成球机盘高计算…………………………………………………………………………4
3.4 成球机转速计算…………………………………………………………………………5
3.5圆盘倾角计算……………………………………………………………………………5
3.6料球运动基本方程………………………………………………………………………5
4机械传动装置的总体设计………………………………………………………………8
4.1 选择电机………………………………………………………………………………8
4.2 选择减速机 ………………………………………………………………………………8
4.3计算传动装置的各参数…………………………………………………………………9
5机械传动件设计…………………………………………………………………………11
5.1皮带传动设计……………………………………………………………………………11
5.2齿轮传动设计……………………………………………………………………………13
(毕业设计 )
5.3 Ⅲ轴设计及校核…………………………………………………………………………16
5.4 轴承校核………………………………………………………………………………20
5.5 双键（Ⅲ轴）设计校核（普通平键）…………………………………………………………21
5.6盘体固定螺栓校核………………………………………………………………………21
6传动机构的密封润滑……………………………………………………………………23
6.1密封……………………………………………………………………………………23
6.2润滑……………………………………………………………………………………23
7预加水盘式成球机的总体设计…………………………………………………………24
8预加水盘式成球机使用维护和修理……………………………………………………25
8.1预加水盘式成球机的使用维护……………………………………………………………25
8.2预加水盘式成球机的修理与修理周期……………………………………………………25
9 结 论……………………………………………………………………………………27
参考文献……………………………………………………………………………………28
致 谢………………………………………………………………………………………29
附 录………………………………………………………………………………………30
附 录
1.YQP36总装图 YQP36-00-00 A0
2.YQP36 机架部件图 YQP36-01 A1
3.YQP36盘体部件图 YQP36-02-01 A1
4.YQP36主轴 YQP36-02-02-01 A3
5.YQP36大齿轮 YQP36-02-02-02 A3
6.YQP36小齿轮 YQP36-02-02-03 A3
7.YQP36大皮带轮 YQP36-02-02-04 A3
8.YQP36小皮带轮 YQP36-02-02-05 A3
9.YQP36 后脚座 YQP36-01-02 A3
10.YQP36 前脚座 YQP36-01-01 A3
11.YQP36前铰销 YQP36-01-03 A3
12.YQP36铰孔套 YQP36-01-05 A3
13.YQP36节头座 YQP36-01-06 A3
14.YQP36加强板1 YQP36-01-07 A4
15.YQP36加强板6 YQP36-01-12 A4
16.YQP36飞轮 YQP36-03-06 A3
17.YQP36支架 YQP36-03-01 A3
参考文献
[1] 彭常皓.对老式成球盘的改造[J].四川水泥,1996.No.2:32～34.
[2] 马正先.合理调整成球盘 降低爆球率[J].水泥技术,1994.No.6:50～51,32.
[3] 王振宇,孟德忠.清理成球盘边挂泥的办法[J].水泥,1996.No.12:59.
[4] 李国权.成球盘减速机的选型[J].水泥,1996.No.12:43.
[5] 徐双龙.成球盘减速机漏油的处理[J].四川水泥,2001.No.6: 32.
[6] 黄胜.成球盘减速器输入轴的改进[J].水泥,2001.No.1:49.
[7] 侯义杰.成球盘孔与轴键联接失效的修复及改进[J].工程师园,2000.No.4:27.
[8] 孙德隆,姜勇.成球盘扩径改造的实践及论证[J].四川水泥,1998.No.2:23～25.
[9] 梁东武.φ3.6m成球盘传动机构的改造[J].水泥,1996.No.3:23.
[10] 郝志东.φ3.2m成球盘传动装置的改进[J].水泥,1998.No.12:49～50.
[11] 李银锋.预加水成球盘传动装置的现状及改进[J].水泥,1994.No.4:32～34.
[12] 黄金平.φ3.2m预加水成球盘成球刮刀机的改进[J].中国建材装备,2001.No.3:16～17.
[13] 张贵春.φ3.2m 成球盘曲柄滑块式刮刀装置[J].水泥,2000.No.5:39.
[14] 李升朝.成球盘边刮刀的改进[J].水泥,1996.No.12:41.
[15] 赵文涛.成球盘底刮刀传动系统的改进[J].水泥,1998.No.11:48.
[16] 杨军.成球盘刮刀的改造[J].水泥,2004.No.2:65.
[17] 郭红军.成球盘刮刀系统的改造技术[J].水泥,1996.No.12:42～43.
[18] 邓清华.成球盘刮料装置的改进[J].江西建材,1998.No.1:31～32.
[19] 王树华.成球盘无动力刮刀的改进[J].四川水泥,1998.No.1:31,25.
[20] 郝志东.预加水成球盘底刮刀装置简介[J].水泥工程,1999.No.4:29～30.
[21] 阎瑞敏，常敏.水泥工业自动控制预加水成球技术及装备[M].江苏科学技术出版社，1990.10.
[22] 黄有丰.预加水成球技术及其应用[M].北京：中国建筑工业出版社，1991.9.
[23] 许林发.建筑材料机械设计（一）[M].武汉：武汉工业大学出版社，1990.8.
[24] 褚瑞卿.建材通用机械与设备[M].武汉：武汉理工大学出版社，1996.9.
[25] 朱昆泉，许林发.建材机械工业手册[M].武汉：武汉工业大学出版社，2000.7.
[26] 徐灏.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，1991.9.
[27] 胡家秀.机械零件设计实用手册.北京：机械工业出版社，1999.10.
[28] 赵忠.金属材料与热处理[M].北京：机械工业出版社，1991.5.
[29] 甘永立.几何量公差与检测[M].上海：上海科学技术出版社，2001.4.
[30] 钱志锋，刘苏.工程图学基础教程[M].北京：科学出版社，2001.9.
[31] 徐锦康.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2004.4.
[32] 王旭，王积森.机械设计课程设计[M].北京：机械工业出版社，2003.8.
[33] 张一公.常用工程材料选用手册[M].北京：机械工业出版社，1998.6.
[34] 盛君豪.减速机使用技术手册[M].北京：机械工业出版社，1992.
[35] 吴瑞琴.滚动轴承产品样本[M].北京：机械工业出版社，中国石化出版社，2000. |
