焦化廠推焦機的設計畢業(yè)設計(論文)說明書1

1、 摘 要煉焦工業(yè)是一個國家基礎工業(yè)，其中推焦機是煉焦車間最重要的機械。它的任務是進行推焦、平煤、在推焦前后摘下與安上機側(cè)爐門、推焦時用壓縮空氣吹掃炭化室頂部的石墨。近代推焦機主要由金屬支架、行走機構(gòu)、推焦機構(gòu)、平煤機構(gòu)、開門機構(gòu)以及空氣壓縮機等構(gòu)成。行走機構(gòu)和推焦裝置是推焦機上最重要的兩個機構(gòu)，本次畢業(yè)設計主要內(nèi)容就是行走機構(gòu)和推焦裝置設計。行走機構(gòu)主要由車輪、軌道、電機、減速器、制動器等部件組成。推焦裝置主要由電機、減速器、齒輪齒條傳動裝置等部件組成。本文詳細介紹了推焦機行走機構(gòu)和推焦裝置的結(jié)構(gòu)，工作原理。根據(jù)原有數(shù)據(jù)和參考資料，結(jié)合所學的專業(yè)知識，詳細設計了推焦機行走機構(gòu)和推焦裝置。并運用

2、autocad畫出了完整的裝配圖和部分零件圖，經(jīng)過計算和強度校核能滿足實際要求。 關(guān)鍵詞 ：推焦機 行走機構(gòu) 推焦裝置 焦爐 焦炭 abstract walking mechanism and coke pushing device is the most two important institutions of the coke pusher.the main content of this graduation design is the walking mechanism and coke pushing device design.walking mechanism is mainl

3、y composed of wheel and rail, motor, reducer, brake parts, etc. coke pushing device is mainly composed of motor,reducer,gear rack transmission device parts,etc. coke pusher is the most important machinery in the coking workshop.its task is to pushing coke , leveling coke , before and after the pushi

4、ng time remove and install the pusher side oven door , using compressed air to sweep graphite at the top of coking chamber when it is pushing . modern pusher machine mainly made up by steel timber , walking mechanism, pusher mechanism, leveling mechanism, opening mechanism , air compressor and so on

5、 . the weight of the whole pusher machine is 120-130 tons this paper introduced the coke pushers walking mechanism and structure of coke pushing device , working principle in detail . according to the original data and resources and combined with learned professional knowledge , detailed design the

6、pusher machines walking mechanism and coke pushing device . and use auto cad to draw a complete assembly drawing and parts drawing . after calculation and strength check it can meet the practical requirementskey words : coke pusher、walking mechanism、pusher device、coke oven、coke 目 錄 摘 要iabstractii第一章

7、 緒論11.1煤焦化工藝國內(nèi)外發(fā)展情況及現(xiàn)狀11.1.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀11.1.2 國外發(fā)展情況21.2焦爐設備概述31.2.1 煤焦化的機理31.2.2 現(xiàn)代焦爐結(jié)構(gòu)31.3行走機構(gòu)和推焦裝置的工作原理61.4推焦機在生產(chǎn)維護方面存在的問題81.4.1推焦過程中推焦桿產(chǎn)生振動81.4.2推焦桿中前部的立板常產(chǎn)生裂紋81.4.3對位不準和電機減速器被毀問題8第二章 推焦機行走機構(gòu)的設計102.1推焦機行走機構(gòu)的傳動方案102.1.1帶有開式齒輪傳動的方案102.2.2全部為閉式齒輪傳動的方案112.2推焦機運行阻力計算112.3行走機構(gòu)電動機的選擇與校驗122.3.1電動機的穩(wěn)態(tài)運行功率：12

8、2.3.2初選電動機122.3.3電機啟動時間132.3.4電動機過載校驗132.3.5電動機發(fā)熱校驗142.4行走機構(gòu)減速器的設計與計算142.4.1高速級齒輪傳動的計算152.4.2低速級齒輪傳動的計算232.5制動器的選擇與校驗31第三章 推焦裝置的設計323.1推焦裝置的設計方案323.2推焦裝置電機選擇323.3齒輪齒條的設計343.3.1.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)343.3.2各系數(shù)的選定343.3.3.齒輪傳動的設計參數(shù)、許用應力的選擇353.3.4齒輪的設計計算353.3.5齒輪齒條的幾何尺寸計算373.4選擇減速器423.5聯(lián)軸器的選擇43第四章 機構(gòu)的安裝、維護和

9、潤滑444.1推焦機安裝時注意的事項：444.2設計的推焦機，應滿足以下幾方面的要求：444.3 推焦車的維護規(guī)程454.4推焦車的潤滑制度454.5 巡回檢查464.6運轉(zhuǎn)中突然事故的處理464.7檢修規(guī)程464.8 檢修質(zhì)量標準48結(jié) 論51致 謝52參考文獻53第一章 緒論1.1煤焦化工藝國內(nèi)外發(fā)展情況及現(xiàn)狀1.1.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀中國焦炭年產(chǎn)量和出口量于90年代初躍居世界第一位。21世紀初期,中國焦炭(機焦)產(chǎn)量仍將增長,世界焦炭產(chǎn)量穩(wěn)定在315億t/a左右,并基本保持焦炭的供需平衡。焦爐容積大型化、操作自動化、嚴格控制污染、擴大煉焦用煤資源將是21世紀室式煉焦的主要發(fā)展方向。 據(jù)初步

10、統(tǒng)計,2003年全國焦炭產(chǎn)量達17775萬t,比2002年增長3486萬t,增幅達24.2%,產(chǎn)量和增長幅度均創(chuàng)歷史高。其中機焦產(chǎn)量13146萬t,約占74%;土焦4556萬t,占25.6%。中國歷年的焦炭產(chǎn)量見下表1-1 表1-1中國焦炭產(chǎn)量近年來,新建的焦爐基本上都是炭化室高度為4.3m和6m的頂裝焦爐,以及炭化室高度為4.3m的搗固焦爐。2003年中國生產(chǎn)的焦炭中,有近11000萬t是由炭化室高度4m的焦爐生產(chǎn)的,占焦炭總產(chǎn)量的61.9%。 2003年,焦爐的環(huán)保和自動化水平也有較大提高。新建的大中型焦爐在設計中都配備了完備的環(huán)保措施和自動化控制手段。焦爐除塵、干熄焦、新型煤氣脫硫脫氰及

11、廢水處理工藝等一批先進適用技術(shù)在武鋼、馬鋼、鞍鋼、安陽等許多大中型焦化廠推廣采用;焦爐加熱自動控制、焦爐機械自動化運行和聯(lián)鎖系統(tǒng)在首鋼及許多大型焦化廠投入運行。隨著煉焦裝備水平的提高,我國焦化生產(chǎn)的工序能耗正逐年下降,2003年我國重點鋼鐵企業(yè)的焦化工序能耗已降到148.51kg標準煤/t焦,但與國際先進水平的128.1kg標準煤/t焦還有一定的差距。隨著國家對環(huán)保工作的重視和人們環(huán)保意識的增強,我國大型焦化廠特別是鋼鐵企業(yè)的焦化廠,基本上能按照國家的有關(guān)規(guī)定,在建設新焦爐時同步建設環(huán)保設施,如沙鋼、鞍鋼、本鋼、武鋼和鄂鋼都是在建設6m大容積焦爐的同時,同步建設干熄焦裝置。一些老廠如首鋼、太鋼

12、、昆鋼、濟鋼、山西美錦等都在積極補建裝煤除塵裝置和出焦除塵地面站。 目前,我國大中型焦爐均裝有高壓氨水噴射無煙裝煤設施。裝備有裝煤除塵地面站和裝煤除塵車的焦爐生產(chǎn)能力約4600萬t,占機焦生產(chǎn)能力的33.9%,裝備推焦除塵地面站和推焦除塵熱浮力罩的焦爐生產(chǎn)能力約5000萬t,占機焦生產(chǎn)能力的36.8%。也就是說,大部分焦爐尚未設置完善的除塵設施。隨著焦炭價格的上漲,一些違規(guī)上馬的中小型焦化廠逐漸增加,這給環(huán)境帶來了嚴重的污染。即使一些機焦項目設計上有完善的環(huán)保措施,但實際建設中很少能同步實施,“有焦無化”加劇了煉焦區(qū)的環(huán)境惡化。 1.1.2 國外發(fā)展情況 歐洲焦化工作者早在20世紀80年代就主

13、張焦爐大型化,其原因是:大型焦爐可提高勞動生產(chǎn)率,可減少對環(huán)境的污染,可提高焦炭質(zhì)量。歐洲大型焦爐見下表1-2 表1-2歐洲大型焦爐一覽表 20世紀80年代末,歐洲焦化工作者針對多室式傳統(tǒng)焦爐存在的勞動生產(chǎn)率低和對環(huán)境有較大污染的缺點,提出改變多室式傳統(tǒng)焦爐的觀念,并將煤預熱與干熄焦直接聯(lián)合的方案,進行了巨型煉焦反應器試驗(jumbo coking reactor簡稱jcr)。在1993年春到1996年夏3年多的時間里,進行了650爐jcr試驗,共生產(chǎn)了焦炭3萬多噸。煤預熱與干熄焦聯(lián)合的巨型煉焦反應器流程圖見下圖1-3 圖1-3煤預熱與干熄焦聯(lián)合的巨型煉焦反應器流程圖 美國內(nèi)陸(inland)

14、鋼鐵公司哈伯(harbor)焦化廠于1998年6月30日投產(chǎn),其年產(chǎn)焦炭133萬t,采用467孔=268孔熱回收焦爐,焦爐尺寸:13.72.44.6m,每孔裝煤量:4045t。世紀交替前后,德國開發(fā)了自己的熱回收焦爐,其尺寸與美國相似,但采用頂部裝煤方式。日本是當今世界現(xiàn)代室式焦爐煉焦先進技術(shù)應用最多、最完善的國家。日本現(xiàn)生產(chǎn)的15個煉焦廠家的48座焦爐全部實現(xiàn)了加熱自動控制;新日鐵大分廠、川崎公司千葉廠、住友公司鹿島廠等已實現(xiàn)焦爐機械(四大車)完全自動化,現(xiàn)場無人操作;干熄焦在冶金企業(yè)的13個煉焦廠基本普及;各煉焦廠普遍采用煉焦煤預處理技術(shù)(調(diào)濕/裝爐煤水分控制、煤預熱、配型煤、選擇粉碎等)

15、。下圖1-4為日本正在推進的scope21煉焦新技術(shù)工藝流程。圖1-4 scope21工藝流程1.2焦爐設備概述1.2.1 煤焦化的機理煤焦化又稱煤炭高溫干餾。以煤為原料，在隔絕空氣條件下，加熱到950左右，經(jīng)高溫干餾生產(chǎn)焦炭，同時獲得煤氣、煤焦油并回收其它化工產(chǎn)品的一種煤轉(zhuǎn)化工藝。為保證焦炭質(zhì)量，選擇煉焦用煤的最基本要求是揮發(fā)分、粘結(jié)性和結(jié)焦性；絕大部分煉焦用煤必須經(jīng)過洗選，以保證盡可能低的灰分、硫分和磷含量。選擇煉焦作煤時，還必須注意煤在煉焦過程中的膨脹壓力。用低揮發(fā)分煤煉焦，由于其膠質(zhì)體粘度大，容易產(chǎn)生實高膨脹壓力，會對焦爐砌體造成損害，需要通過配煤煉焦來解決。1.2.2 現(xiàn)代焦爐結(jié)構(gòu)

16、現(xiàn)代焦爐的結(jié)構(gòu)主要有：炭化室、燃燒室、斜道區(qū)、蓄熱室、小煙道、爐頂區(qū)、焦爐基礎平臺、煙道、煙囪。 jn型焦爐及其基礎斷面如下圖1-5所示： 圖1-5 jn型焦爐及其基礎斷面 1.裝煤推焦機 裝煤推焦機是焦爐機械中最重要的設備，其結(jié)構(gòu)組成如下圖1-6所示，圖1-6裝煤推焦機簡圖 裝煤推焦機運行于焦爐機側(cè)的軌道上，進行裝煤和推焦工作，它是焦爐機械 設備中最大的設備，其主要功能是：推出炭化室內(nèi)已煉成的焦炭；摘下和裝上炭化室機側(cè)的爐門。2.搗固機 搗固機是搗固焦爐的核心設備，設置在煤倉的下部軌道上，將煤倉放下的粉煤搗成煤餅，由裝煤機構(gòu)送入炭化室。搗固機有:2錘、3錘、4錘和多錘，它的搗固錘傳動基本上分

17、為兩種型式：皮帶偏心輪傳動和彈性凸輪傳動。3.搖動給料機 搖動給料機結(jié)構(gòu)如下圖1-7所示 圖1-7搖動給料機簡圖 搖動給料機是搗固焦爐配套設備之一，是將煤塔中的煤裝入裝煤車的關(guān)鍵設備，搖動給料機配有連鎖裝置，即給料機與搗固機、裝煤推焦車連鎖。4.欄焦機 攔焦機的結(jié)構(gòu)如圖3所示。攔焦機運行于焦爐焦側(cè)的軌道上，在推焦前將爐門打開，并將裝煤推焦車推出的成熟焦碳經(jīng)導焦柵及時、快速、準確地導入熄焦車，再將爐門閉好。它的主要功能是：開關(guān)焦爐焦側(cè)爐門；將推出的焦炭導入熄焦車；將需要修理的爐門送入爐間臺爐門修理站。欄焦機簡圖如下圖1-8所示。 圖1-8欄焦機簡圖5.熄焦車 熄焦車的結(jié)構(gòu)如圖4所示。它主要是用來

18、承接由推焦車從焦爐中推出的熾熱焦炭，并將其拉到熄焦塔下，待焦炭熄滅后，再將焦炭拉到焦場自動卸焦的車輛。熄焦車簡圖如下圖1-9所示。圖1-9熄焦車簡圖6.取門機構(gòu) 取門機構(gòu)主要完成爐門的開閉及旋轉(zhuǎn)動作，由取門機、吊掛架、臺車、支承輥、旋轉(zhuǎn)裝置、桿銷 、鋼架等組成。為保證取門時和旋轉(zhuǎn)后清門時的位置固定，本裝置設有機械插銷定位機構(gòu)；取門機下部設有傾斜油缸，將取門機下部推向爐體以適應焦爐膨脹的工藝特點；取門機摘取門后位置的控制，由液壓系統(tǒng) 內(nèi)部控制油缸及裝置所帶的限位理裝置、氣路系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)組成，去取門機構(gòu)簡圖如下圖1-10所示。圖1-10取門機構(gòu)簡圖7.裝煤車 裝煤車的任務是從

19、煤塔下接受配合煤，把煤運到炭化室上，再將煤裝如炭化室中。另外在每次出焦前，還要用它清掃上升管中的石墨。因此，裝煤車主要由金屬支架、行走機構(gòu)、操縱套筒和閘板的機構(gòu)、振煤機構(gòu)和清掃上升管中石墨的機構(gòu)組成。裝煤車有四個行走車輪，其中兩個為主動輪，這兩個主動輪由一個電動機和一組齒輪傳動裝置帶動。車輪邊緣有兩個凸緣，以避免裝煤車出軌。車輪與金屬支架之間有彈簧，用以保護焦爐爐磚不受震動和沖擊。在停電時，有手動傳動裝置，使裝煤車離開裝煤的炭化室。1.3行走機構(gòu)和推焦裝置的工作原理 原6m推焦機走行裝置采用變頻調(diào)速(vvv)f雙電動機雙減速機驅(qū)動,變頻器一拖一控制,主要由主動平衡車、從動平衡車、車架、傳動裝置

20、等組成。走行車輪采用工頻淬火,硬度層為1015mm，前進和后退方向均設有可靠緩沖器。結(jié)構(gòu)原理如圖1-11所示,由圖1-11可以看出，整個走形驅(qū)動單元位于走形梁上端平臺，電動機通過聯(lián)軸器和減速機相連接,中間有液壓推桿制動器。減速機輸出軸驅(qū)動中間大齒輪,然后再由這個齒輪驅(qū)動兩個主動車輪上的兩個齒輪行走。 圖1-11原6m推焦機行走機構(gòu) 推焦裝置是將炙熱的紅炭推出炭化室的裝置，它是由推焦桿、推焦支輥 及傳動裝置等組成。它的傳動形式是電機通過減速機驅(qū)動開式齒輪帶動推焦 桿上的齒條，使推焦桿前后移動。推焦時傳動采用渦流制動器調(diào)節(jié)速度，使推焦過程實現(xiàn)無沖擊推焦。6 m 推焦裝置如圖1-12所示。 圖1-1

21、2推焦裝置示意圖推焦行程包括三個部分，如圖1-13所示。過程為推焦桿前進到抵住炭化室中的焦炭，推焦桿繼續(xù)前進，此過程推焦桿把炭化室中的焦炭推出，經(jīng)過攔焦機的導焦柵，炙熱的焦炭落人導焦柵下的熄焦車中。 圖1-13推焦行程簡圖1.4推焦機在生產(chǎn)維護方面存在的問題1.4.1推焦過程中推焦桿產(chǎn)生振動 產(chǎn)生此問題的原因很復雜，當推焦機安裝完成后，此時得可變因素主要有： 主動齒輪與齒條的嚙合質(zhì)量； 推焦桿下部支輥水平度； 推焦機走行軌道的水平度； 滑履的高度，即滑履下平面與炭化室底面間的距離。 針對可變因素，避免振動產(chǎn)生的措施為: 規(guī)范主動齒輪與齒條嚙合的質(zhì)量指標。經(jīng)過實測，頂隙1415mm時不易 產(chǎn)生振

22、動，此時側(cè)隙隨之加大，增強了適應性。 規(guī)范走行軌道和推焦桿支輥的標高。推焦車運行在走行軌道上，推焦桿 運行在支輥上，二者的標高直接影響著推焦桿的水平度。 調(diào)節(jié)好滑履的高度?；牡母叨仁强梢酝ㄟ^墊片來調(diào)節(jié)的，滑履進入炭 化室后，其應該使推焦桿保持原始位置的標高進行水平移動，經(jīng)過生產(chǎn) 實踐，滑履與炭化室底面的間隙一般為812mm。1.4.2推焦桿中前部的立板常產(chǎn)生裂紋 推焦時推焦桿要穿過1000的炭化室，其過程大約為80s，然后在大氣中停留約9min，再進行下一爐的推焦。如此反復的過程，推焦桿的溫度變化劇烈，使立板疲勞從而導致產(chǎn)生裂紋，影響推焦桿使用壽命。 針對推焦桿立板產(chǎn)生裂紋的原因，解決此問題

23、的措施有： 對推焦桿進行保溫絕熱，具體方法是在推焦桿兩側(cè)加裝耐熱材料； 使用循環(huán)水對推焦桿進行冷卻； 推焦桿兩旁掛設防風板以防因受風而使推焦桿溫度變化劇烈。 第1種方法的優(yōu)點是生產(chǎn)成本低，維修簡單方便，在現(xiàn)有的推焦桿進行改造也簡單可行；而第2種方法的生產(chǎn)成本與使用成本太大，閥門眾多，一旦出現(xiàn)問題，檢修困難；第3種方法因推焦桿前部無法掛設防風板，使用效果不理想，僅有改善作用。無論那種方法，均可有效的延長推焦桿的使用壽命。1.4.3對位不準和電機減速器被毀問題 大車走行部分的傳動形式為電機減速機傳動軸走行輪。在生產(chǎn)過程中需要停車對位時，由于車的速度較快，雖然車輪不轉(zhuǎn)，但巨大的慣性使車輪在軌道上跳動

24、，使該車很難準確對位；電機和減速機之間為齒式聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，由于車啟動、制動時的猛烈撞擊而經(jīng)常損壞。平煤、推焦、移門、提門等機構(gòu)的基礎不穩(wěn)，使該機構(gòu)工作時不能1次操作到位，常常是反復操作幾次才能完成。推焦和平煤裝置的傳動形式為電機減速機推焦桿（平煤桿），當工作結(jié)束需要制動時，只能采取斷電和電機反轉(zhuǎn)。由于設備的質(zhì)量大（特別是推焦桿）、慣性大，電機反轉(zhuǎn)制動經(jīng)常造成電機燒毀和減速機齒輪的毀壞，造成備件的大量消耗，使生產(chǎn)成本提高。 解決辦法：將推焦機走行部分的電機全部更換為變頻電機，這樣在推焦機啟動和停止過程中的速度將是逐漸升高和降低的，有利于推焦機的對位控制；對聯(lián)軸器的啟動作用力也是緩慢增加，同時將齒式

25、聯(lián)軸器更換為滾柱聯(lián)軸器，滾柱聯(lián)軸器比齒式聯(lián)軸器強度高、價格低且安裝精度要求不高。采用電液推桿代替提門、移門機構(gòu)中的電機減速機傳動形式。由于電液推桿可進行無級調(diào)速，使提門、移門機構(gòu)運動靈活易于控制，動作準確。電液推桿自帶卸荷裝置，當出現(xiàn)異常情況導致提門、移門不能正常動作時，不至于燒毀電機。此外，還對提門、移門、平煤、推焦等機構(gòu)的基礎進行了更換或加固。將推焦機構(gòu)的電機和減速機之間的齒式聯(lián)軸器更換為帶制動輪的聯(lián)軸器并加裝制動器；將平煤機構(gòu)的電機和減速機重新設計位置，減速機輸入軸選用雙軸伸，一端和電機聯(lián)接，一端加裝制動器。當推焦桿和平煤桿需要制動時，制動器就可以發(fā)揮作用而不用進行電機反轉(zhuǎn)制動，大大降低

26、了電機被燒和減速機被毀的機率。 第二章 推焦機行走機構(gòu)的設計2.1推焦機行走機構(gòu)的傳動方案 對于具有四個車輪其中半數(shù)為主動的小車運行機構(gòu)，其傳動方案可分為兩大類：即帶有開式齒輪傳動和全部為閉式齒輪傳動。2.1.1帶有開式齒輪傳動的方案 在這種方案的運行機構(gòu)中，傳動的高速級封閉在箱殼內(nèi)用油浴潤滑，而低速級采用的是開式齒輪。圖2-1中開式大齒輪做成齒圈式，分別用螺栓固定在兩個主動輪的輪輻上，并與車輪一起繞固定的車輪心軸旋轉(zhuǎn)。這種傳動方案，經(jīng)實際使用證明，雖然在繁重的工作條件下也能滿足要求，具有足夠的可靠性，但車輪的拆裝檢修不便。圖2-2所示傳動方案中的大齒輪與車輪裝在同一根轉(zhuǎn)軸上。這種方案的優(yōu)點是

27、結(jié)構(gòu)簡單，可以很方便的地檢修車輪和軸承。缺點是大齒輪的支點距離較大，影響齒輪的正常嚙合。 在上述兩傳動方案中，由于開式齒輪、輪齒的磨損嚴重，因此，一般用途的鋼包車運行機構(gòu)大多采用閉式齒輪傳動。 圖2-1開式齒輪傳動方案1 圖2-2開始齒輪傳動方案2 2.2.2全部為閉式齒輪傳動的方案 全部為閉式齒輪傳動方案如圖2-3和2-4所示。這種方案的運行機構(gòu)由電動機、制動器、減速器、車輪、聯(lián)軸器、浮動軸等組成。在這些方案中，由于齒輪的維護保養(yǎng)條件好，齒輪傳動構(gòu)成獨立的減速器部件，因此機構(gòu)的分組性較好。 圖2-3閉式齒輪傳動方案1 圖2-4閉式齒輪傳動方案2 圖23減速器裝在兩車輪外側(cè)的形式。這種方案，安

28、裝和維護減速器的工人可在鋼包車旁邊工作，較為安全便利；但缺點是減速器與靠近的一個車輪之間的扭矩太大等于全部輸出扭矩，所需軸徑較大。圖2-3中處在減速器與車輪驅(qū)動軸之間的聯(lián)軸器，由于間隔很小，難于選擇合適和可靠的結(jié)構(gòu)。 圖24為減速器在兩車輪中間的形式。在這種方案中，傳動軸所受的扭矩較小每邊軸的扭矩是減速器出軸扭矩的一半。減速器出軸與車輪之間采用聯(lián)軸器和浮動軸聯(lián)接（兩個浮動軸可以等長也可以不等長），由于安裝的的偏差允許稍大一些，因而安裝方便。根據(jù)設計要求，推焦機跨距為8.6米，載重為114t。是屬于重型大跨距運輸車輛。經(jīng)過分析對比,選擇24方案最合理。 2.2推焦機運行阻力計算 對于一般的推焦機

29、而言，運行阻力即是推焦機運行的靜阻力 (2-1) 式中： 推焦機運行的靜阻力（n） 推焦機運行的摩擦阻力（n） 推焦機運行時克服軌道坡度引起的重量分力的阻力（n） 風載荷引起的阻力（室內(nèi)不考慮） (2-2） 式中： q載荷（n) g推焦機自重（n） f滾動摩擦系數(shù) u車輪軸承摩擦系數(shù) d與軸承相配合處車輪的直徑（mm） d車輪直徑（mm） 附加摩擦阻力系數(shù) 摩擦阻力系數(shù) 對于此次設計： 將數(shù)據(jù)代入式（2-2）得：2.3行走機構(gòu)電動機的選擇與校驗 已知：推焦機走行速度： 轉(zhuǎn) 速： =2.3.1電動機的穩(wěn)態(tài)運行功率 （2-3） 式中：運行摩擦阻力，n 走行速度，m/s 驅(qū)動電動機的臺數(shù)，取1 機構(gòu)

30、的傳動效率，采用臥式齒輪減速器時取0.95 將數(shù)據(jù)代入式（2-3）得： = 2.3.2初選電動機 初選電動機功率： （2-4） 式中：由于水平慣性力影響的功率增大系數(shù)，其值為： 室外： =1.11.3（速度高選大值） 室內(nèi)： =1.22.6（=30180m/min） 電動機的靜功率，kw 將數(shù)據(jù)代入式（2-4）得： p= 查機械設計手冊第5卷，選電動機：yzr225m-6 額定功率：p=30 轉(zhuǎn)速：n=962 r/min 速比： 2.3.3電機起動時間 （2-5） 式中：n電機額定轉(zhuǎn)速 (r/min) k轉(zhuǎn)動慣量影響系數(shù)，取 k=1.051.20； 電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量，其值由電機樣本查得； 電動

31、機軸上制動輪與聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動慣量，其值由樣本查得； m 電動機臺數(shù)；推焦機載荷 (n )； 推焦機自重 (n )； d 車輪直徑（m）；i 減速比； 效率，一般取=0.850.95； 電機平均起動轉(zhuǎn)矩（ ），其值由電機樣本查得； 滿載、上坡、迎風時作用到電機軸上的穩(wěn)態(tài)運行阻力矩（）； 其值由計算可得： 上式中： 總阻力； d 車輪直徑；i 減速比； 效率，一般取 = 0.850.95。 將數(shù)據(jù)代入式（2-5）得： s電機起動時間符合規(guī)定2.3.4電動機過載校驗 （2-6）式中： 電動機額定功率（kw）； m 電動機臺數(shù)； 繞線電機和變頻鼠籠電機取 =1.7； 摩擦阻力系數(shù)， 坡道阻力系數(shù)，其值為=

32、0.001 風阻力；起重機運行速度（m/s）； 效率，一般取0.850.95； 電機軸上折算飛輪矩之和，包括電機轉(zhuǎn)子飛輪矩和制動輪及聯(lián)軸 器的飛輪矩，從電機樣本可以查得。 n 電機額定轉(zhuǎn)速 (r/min)；啟動時間（s）將數(shù)據(jù)代入式（2-6）得： =25.8 kw 電機過載校驗通過 2.3.5電動機發(fā)熱校驗 對于運行機構(gòu)工作級別在 m5 以上時才進行發(fā)熱校驗。 ， （2-7） 式中：運行電機穩(wěn)態(tài)功率（kw）； g穩(wěn)態(tài)負載平均系數(shù)，其值由表 3-4 和 3-5 查得； 摩擦阻力系數(shù)，其值查表 4-1； 坡道阻力系數(shù)，其值為=0.001； 風阻力； 起重機運行速度（m/s）；效率，一般取=0.85

33、0.90。 將數(shù)據(jù)代入式（2-7）得： = 20.1 kw 電機發(fā)熱校驗通過2.4行走機構(gòu)減速器的設計與計算 總的傳動比： i=18.86 根據(jù)，分配傳動比 試選：4.95 3.8 2.4.1高速級齒輪傳動的計算 選擇齒輪的材料小齒輪： 調(diào)質(zhì), 硬度 320340 hbs大齒輪： 調(diào)質(zhì), 硬度 280300 hbs根據(jù)設計手冊圖14-1-83和14-1-112，按mq級質(zhì)量要求取值得： 齒輪接觸強度疲勞極限：（小齒輪） （大齒輪） 齒輪彎曲疲勞強度極限：（小齒輪) (大齒輪）（1）初步確定主要參數(shù) 按齒面接觸強度初步確定中心距 對于鋼對鋼配對的齒輪副，常系數(shù)值根據(jù)第三卷表14-1-65，選取，

34、按 齒輪對稱布置，速度中等，沖擊載荷較大，取載荷系數(shù)=2.0，按表14-1-69，選=0.8， 則：0.27，按第3卷表14-1-69圓整，取齒寬系數(shù)。 齒數(shù)比： 許用接觸應力：小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： （2-8） 式中： 電動機的功率，30 kw 電動機的轉(zhuǎn)速，962 r/min將數(shù)據(jù)代入式（2-8）得：297.8 中心距： (2-9) 式中： 常系數(shù)值，476 齒數(shù)比，4.95 載荷系數(shù)，2.0 小齒輪傳遞的扭矩，297.8 齒寬系數(shù)，0.30 許用接觸應力，684 將數(shù)據(jù)代入式(2-9)得：269.05 mm 取 =300 mm（2) 初步確定模數(shù)、齒數(shù)、螺旋角、齒寬、變位系數(shù)等幾何參數(shù) 模數(shù)

35、： =2.16 mm 取 5 mm 由公式： (2-10) 式中：小齒輪的齒數(shù) 螺旋角，度。 一般取= 將數(shù)據(jù)代入式(2-10)得：=19.57 取 97 實際傳動比： 螺旋角： 齒寬： b=0.30300=90 mm 小齒輪分度圓直徑： mm 大齒輪分度圓直徑： mm 齒輪精度等級為7級（3）齒面接觸強度核算 1）計算接觸應力 根據(jù)機械設計手冊第3卷表14-1-80公式可得： (2-11) 式中： 小齒輪單對嚙合系數(shù) 使用系數(shù) 動載系數(shù) 接觸強度計算的齒向載荷分布系數(shù) 接觸強度計算的齒間載荷分布系數(shù) 節(jié)點區(qū)域系數(shù)彈性系數(shù)，螺旋角系數(shù)重合度系數(shù)分度圓上名義切向力，n 2）分度圓上名義切向力：

36、n 3）使用系數(shù) 原動機為電動機，均勻平穩(wěn)，工作機為推焦機，有中等沖擊。 查機械設計手冊第3卷表14-1-71， 4）動載系數(shù) 小齒輪線速度： m/s 由機械設計手冊第3卷表14-1-80公式計算傳動精度系數(shù)： z=，=25 um（大齒輪） 將數(shù)據(jù)代數(shù)上式得：c=9.06 圓整取，查機械設計手冊第3卷表14-1-74， 5）螺旋線載荷分布系數(shù)，（齒向載荷分布系數(shù)） 由機械設計手冊第3卷表14-1-88，齒輪裝配時對研跑合： = =1.279 6）齒間載荷分布系數(shù) 查機械設計手冊第3卷表14-1-92得， 7）節(jié)點區(qū)域系數(shù) ,查機械設計手冊第3卷14-1-76， 8）彈性系數(shù) 由機械設計手冊第3

37、卷表14-1-195查得： 9）重合度系數(shù) 縱向重合度： 端面重合度： 由機械設計手冊第3卷圖14-1-72查得：， 則：=0.75+0.85=1.6 由機械設計手冊第3卷圖14-1-79查得： 10）螺旋角系數(shù) 11）小齒輪、大齒輪的單對齒嚙合系數(shù)、 按機械設計手冊第3卷表14-1-94的判定條件，由于 取，將數(shù)據(jù)代入式(2-11)得：= =606.1 由于，所以 =606.1 12）壽命系數(shù) 設計工作壽命10年，每年工作300天，每天24小時 應力循環(huán)次數(shù)： =60 =1.66 由機械設計手冊第3卷表14-1-96公式計算： 13）潤滑油膜影響系數(shù) 由機械設計手冊第3卷表14-1-98，經(jīng)

38、展成法滾、插的齒輪副 14）齒面工作硬化系數(shù) 由機械設計手冊第3卷圖14-1-90得， 15）尺寸系數(shù) 由機械設計手冊第3卷表14-1-99得，=1.0 16）安全系數(shù) (2-12) 式中： 試驗齒輪的的接觸疲勞極限， 小齒輪接觸強度計算的壽命系數(shù) 潤滑劑系數(shù) 速度系數(shù) 粗糙度系數(shù) 小齒輪的工作硬化系數(shù) 接觸強度計算的尺寸系數(shù) 齒輪的計算接觸應力， 將數(shù)據(jù)代入式(2-12)得： 1.17 1.27 此結(jié)果均滿足機械設計手冊第3卷表14-1-100規(guī)定的較高可靠度時，最小安全系數(shù) 的要求，齒面接觸強度核算通過。（4）齒輪彎曲強度核算 1）螺旋線載荷分布系數(shù)，（齒向載荷分布系數(shù)） （2-13） m

39、m將數(shù)據(jù)代入式（2-13）得： 2）齒間載荷分布系數(shù) 3）齒型系數(shù) 當量齒數(shù)： 由機械設計手冊第3卷圖14-1-98查得：， 4）應力修正系數(shù) 由機械設計手冊第3卷圖14-1-103得： ， 5）重合度系數(shù) 由機械設計手冊第3卷表14-1-104知： = =0.98 6）螺旋角系數(shù) 由機械設計手冊第3卷圖14-1-109，根據(jù)，查得：=0.92 7）計算齒根應力 因，用機械設計手冊第3卷表中14-1-101中方法二： （2-14） 式中： 使用系數(shù) 動載系數(shù) 齒向載荷分布系數(shù) 齒間載荷分布系數(shù) 分度圓上名義切向力，n 法向模數(shù)，mm 工作齒寬，mm 載荷作用與齒頂時的齒形系數(shù) 載荷作用與齒頂時

40、的應力修正系數(shù) 彎曲強度計算的重合度系數(shù) 螺旋角系數(shù) 將數(shù)據(jù)代入式(2-14)得： 8）試驗齒輪的應力修正系數(shù) 見機械設計手冊第3卷表14-1-101， 9）壽命系數(shù) 由機械設計手冊第3卷表14-1-108 10）相對齒根敏感系數(shù) 由機械設計手冊第3卷8.4.2（5）1）齒根圓角參數(shù) ，用表14-1-102所列公式進行計算 由機械設計手冊第3卷圖14-1-98知： =0.325 = =21.6=2.087=0.445 同樣計算可知： 10）相對齒根表面狀況系數(shù) 由機械設計手冊第3卷圖14-1-118.齒根表面微觀不平度10點高度時 11）尺寸系數(shù) 由機械設計手冊第3卷表14-1-109的公式

41、= 13）彎曲強度的安全系數(shù) (2-15) 式中： 試驗齒輪的齒根彎曲疲勞極限，齒根應力 試驗齒輪的應力修正系數(shù)，如用本標準所給值計算時，取 彎曲強度計算的壽命系數(shù) 相對齒根圓角敏感系數(shù) 相對齒根表面狀況系數(shù) 彎曲強度計算的尺寸系數(shù) 將數(shù)據(jù)代入式(2-15)得：、均達到機械設計手冊第3卷表14-1-100規(guī)定的較高可靠度時最小安全系 數(shù)=1.6的要求，輪齒彎曲強度核算通過。2.4.2低速級齒輪傳動的計算 選擇齒輪的材料小齒輪： 調(diào)質(zhì), 硬度 320340 hbs大齒輪： 調(diào)質(zhì), 硬度 280300 hbs根據(jù)設計手冊圖14-1-83和14-1-112，按mq級質(zhì)量要求取值得： 齒輪接觸強度疲勞極限：（小齒輪） （大齒輪） 齒輪彎曲疲勞強度極限：（小齒輪) (大齒輪）（1）初步確定主要參數(shù) 1）按齒面接觸強度初步確定中心距選取，取載荷系數(shù)=2.0，按表14-