电厂用漂珠自动打捞机设计【含CAD高清图纸和文档】【GC系列】
【温馨提示】=【1】设计包含CAD图纸 和 DOC文档,均可以在线预览,所见即所得,dwg后缀的文件为CAD图,超高清,可编辑,无任何水印,充值下载得到【资源目录】里展示的所有文件=【2】若题目上备注三维,则表示文件里包含三维源文件,由于三维组成零件数量较多,为保证预览的简洁性,店家将三维文件夹进行了打包。三维预览图,均为店主电脑打开软件进行截图的,保证能够打开,下载后解压即可。=【3】特价促销,拼团购买,均有不同程度的打折优惠,详情可咨询QQ:1304139763 或者 414951605=【4】 题目最后的备注【GC系列】为店主整理分类的代号,与课题内容无关,请忽视
漂珠自动打捞机设计院 系北方科技学院专 业机械设计制造及自动化班 级5418304学 号200514183104姓 名付 超指导教师李蕾负责教师沈阳航空工业学院北方科技学院2009年6月沈阳航空工业学院北方科技学院毕业设计说明书摘 要 漂珠一种很有价值的新型功能材料,但是同时也是一种污染物。它是火力发电厂燃烧过程中产生的副产品,它有一些特性,如质地坚硬、比重很轻、空心微粒状物质。所以根据其性质,可以创造价值,因此要对其回收。其提取方式是用浓缩除灰工艺先把电厂所排放的灰浆排到浓缩池中,由浓缩机搅拌将灰浆与漂珠分离,灰浆沉淀,由马尔斯泵排出。国外对漂珠需求量很大,且供不应求使其价值不断上涨。漂珠自动打捞机是专门针对漂珠的回收利用而设计的一种高效、环保设备;随着漂珠经济价值的增长,该设备的利用会有更大实际意义。我的目的是针对漂珠自动打捞机的设计说明,展示了系统设计,零部件设计和电器控制部分。具体内容为:打捞、输送漂珠部件的设计及校核,还包括辅助部件如:漂珠自动卸载部件的设计等。运用UG软件对漂珠自动打捞机整体进行三维设计,进行实体的装配,最后在三维的基础上,进行二维设计,为最后加工做准备,使其满足实际要求,同时也满足市场的要求。 关键词:除灰;漂珠;打捞; 计设;装配AbstractCenospheres-itisanewfunctionalmaterialwhichisveryvaluableyetmeantimeitisalsoapollutant.Itistheby-productgeneratedfromacoal-firedpowerplantduringtheprocessofcombustion.Ithassomeattributes,suchashard,verylightweight,hollowparticulatematerial.Hence,itcouldcreatevalueduetothesecharacteristics,anditneedstoberecycled.Itsextractionisconcentratedashprocessusedbythefirstpowerplantemissionsconcentratedslurryintothepool,bythemixingmachinewillconcentrateCenospheremortarandseparatedfromthesedimentslurryfromthepumpdischargeMars.TherehasagreatoverseademandforCenosphereanditmakesthepricesgoupasthedemandforitisfarmorethanitssupply.AutosalvagemachineCenosphereisspeciallyusedtorecyclingCenospherewhichisdesignedforefficient,environmentallyfriendlyequipment.Withcenosphereseconomicgrowth,thisequipmentcanbeofsignificancewhenitisputintopractice.TheobjectiveofthisessayispresentingtheinstructionofSelf-salvagecenospheresmachinedesign,systemdesign,sparepartdesignandelectricappliancecontrolpart.Furthermore,itmainlyconcentratesonthedesignandinspectionthesubassemblytosalvagingandtransportation.Also,itincludestheaccessorysuchas,cenospheresself-dumpingpartdesignandsoforth.UGisappliedtoSelf-salvagecenospheresmachinethathasapervasiveeffectondesigningofthreedimensionaldesigns.Afterthat,itneedtobeassembly,andfinallyonthethree-dimensiondesignfoundationestablishestwo-dimensionofSelf-salvagecenospheres,whichisprepareforlaststepinordertosatisfyboththegeneraldemandandmarketdemand.Key words:dust-removing;cenospere;Salvage;design;Assemble目 录引言11 简述漂珠21.1漂珠的形成原理21.2漂珠对环境的危害21.3漂珠的性质31.3.1漂珠物理性31.3.2漂珠的化学成分41.4漂珠用途及经济价值41.4.1漂珠的主要用途41.5漂珠回收的巨大价值41.6漂珠打捞机必要性与可行性分析51.7漂珠打捞机的工况分析52 设计方案的总体论述72.1设计方案的提出72.2方案论证及选取92.3方案的选择92.4漂珠打捞机的系统设计92.4.1漂珠打捞机的工作原理92.5设计参数102.5.1工作条件102.5.2设计指标和参数103 传动系统的设计计算及校合123.1电机与减速器的选择设计及校核123.1.1 电动机的选取123.1.2 滚子链链节的选取与计算143.1.3 链轮的结构设计与链条校核153.1.4轴的结构设计与校核183.2键联接的校核233.3对轴承寿命的计算243.4升降系统的结构设计243.5珠箱的尺寸设计253.6刮板宽度B的确定253.7自动卸载漂珠机构的设计263.7.1四杆机构的设计与计算263.7.2卸料斗的设计263.7.3电气控制系统的原理的设计274 基于UG的三维漂珠自动打捞机设计294.1 UG软件简介294.2实体建模304.2.1链轮建模304.2.2建立旋转324.2.3在建模体上建草图334.2.4阵列切除364.2.5直接建模工具使用374.3其它零件的建模404.4装配体的建模414.4.1装配概述414.4.2装配体建模425 基于CAXA的漂珠自动打捞机二维设计445.1CAXA软件的简介445.2漂珠自动打捞机二维图的设计446 漂珠打捞机的现场按装及后期维护466.1漂珠打捞机的安装、调试466.2漂珠打捞机的保养与维护476.2.1检修与润滑476.2.2故障分析与排除47总结48致谢49参考文献5050引言矿产资源是自然资源的重要组成部分,是人类生存、可持续发展必需和最重要的物质基础之一,是大自然赐给人类的极其宝贵的财富!我国是世界上矿产资源最丰富、矿物资源种类最多的国家之一。石油,天然气,煤炭是我国的支柱资源,占总能源的70%以上。然而随着石油、天然气、煤炭资源的大量开发和利用,也就必然的会产生一系列的相应的环境污染问题,尤其是煤碳。随着人类对煤炭的开发和消耗,煤炭会越来越少,直到枯竭。并且污染也是越来越严重。因此就要求我们要合理、科学的开发、利用、及回收!如何才能“合理、科学”?我想这就绝非是几项技术就可以解决的,需要的是机械,电子,化学,计算机,微生物等等,各个大的领域积极的把它们先进的技术应用到资源的开发、利用、回收上。 我本次毕业论文所论述的就是把机械运用在火力发电厂的废渣回收中的一个典型事例。 火力发电厂的燃烧系统是由五大部分组成: (1) 输煤(2)磨煤(3)锅炉与燃烧(4)风烟系统(5)灰渣系统炉膛内煤粉燃烧生成的小灰粒,被除尘器收集成细灰排入冲灰沟,燃烧中因结焦形成的大块炉渣,下落到锅炉底的渣斗内,经过碎渣机破碎后也排入冲灰沟。而在电厂的废渣中含有几种价值很高,对环境污染却很严重的物质,而其中的一种就是我毕业设计要主要开发的飘珠。为了从混合的几种废渣中分离出漂珠,我设计了一个机械,称之为飘珠自动打捞机。在本次论文中我将对它的工作原理,设计过程进行详细的介绍。1 简述漂珠1.1漂珠的形成原理了解漂珠的形成原理以及它的物理、化学性质对漂珠的回收再利用是十分必要的。首先让我们先了解一下漂珠的形成的过程。煤的可燃成分(炭和有机物)大部分燃烧,而粘土质不可燃成分(硅、铝、铁、镁等)在炉膛摄氏1300度的高温下开始熔融,形成石英玻璃和莫来石多孔共生体,其孔内充满气体。当炉温达到摄氏1400度时,熔融体颗粒表面张力会使表面能降到最低值,棱角摆脱表面能而收缩,熔融颗粒会飘浮滚动形成球体。这时,多孔体内的气体如CO、CO 2、N2、H 2等被包裹在球内。当炉温继续升高时,玻璃球体内的气体膨胀,使球体增大,外壳变薄,形成中空球体。当中空球体离开炉膛,急速冷却后,就变成了坚硬外壳的玻璃微珠。这些玻璃微珠,因壁厚及轻重不同,可分为两类。其中一类是薄壁中空球体(壁厚为直径的十分之一),因可漂水上,就称为“漂珠”。另一类是壁厚中空球体(壁厚为直径的三分之一)和实心球体,因较重而沉于水底,故城“沉珠:,含铁量高的称为“磁珠”。漂珠在粉煤灰中含量甚微,一般仅为0.20.5,少数可达1:沉珠量很大,约为粉煤灰的3070。漂珠的产量和质量,跟煤种、煤的细度、锅炉负荷、燃烧状况等因素有关。各电厂之间、一个电厂不同锅炉之间、一个锅炉不同时间,均有极大差别。一般发热量高、含硫量低的烟煤,漂珠量多:无烟煤漂珠少,褐煤漂珠极少甚至无漂珠。炉膛内温度低于摄氏1400度,很少形成漂珠:摄氏14001500度,形成漂珠多,摄氏1500度以上,形成的漂珠会爆裂成碎片。因此炉温过高或过低都会影响漂珠的形成。1.2漂珠对环境的危害漂珠存在于燃煤电厂的排出物粉煤灰中,而在中国以前粉煤灰的处理方法多是不加处理的排入河道或将其用强水流顺着地下专用管道排入人口密度稀少的农村或山沟,粉煤灰本身对环境有很强的污染性,排入河道水系会造成河流淤塞,污染水质,而将其排入郊区,由于漂珠本身密度小质量轻的特点,会对粉煤灰排放地附近的大气造成污染,产生扬尘,且对人体危害较大。1.3漂珠的性质漂珠壁较薄、容重小、强度低、耐磨性差、粒度较大,而沉珠壁较厚、容重大、强度高、粒度小、耐磨性好、呈中心珠体、浑圆度好、粒径为0.25150m,有的在200m左右。1.3.1漂珠物理性形状:流动性优越的空心球状粉 粒径(m):10-400 颜色(gcm3):非纯白 真密度:0.6-0.8堆积密度(gcm3):0.3-0.4 PH值:水分散系中6 熔点():1400 抗压强度(Mpa):350 莫氏硬度:5-7 比电阻(.CM):1.5x10101.5x1013 导温系数(m2h):0.000903-0.0015 导热系数(Wm?K):0.054-0.095 折光率:1.54 吸油率g(oil)g:0.68-0.69 以下是两张漂珠直观图片:图1.1图1.2图1.1图1.21.3.2漂珠的化学成分 SiO2 AI2O3 Fe2O3 CaO TiO2 MgO K2O 50-60 20-40 0.5-5 0.5-3.5 1-3 0.8-2 1-4 1.4漂珠用途及经济价值1.4.1漂珠的主要用途(1)作为塑料工业的填充剂,制品具有入量大、成本低、强度、耐热性好、导热性小等优点;(2)制作良好的轻质耐火材料,使其具有强度高、寿命长、高温导热系数小等特点;(3)制作高效保温材料,价格低廉;(4)制作功能良好的防水涂料;(5)在固井勘探技术中可起到较好的堵漏效果;(6)在冶金工业中作为浇铸和电焊车间隔板的填充料,用作砂芯的材料;(7)在乙烯类塑料中掺入适量的漂珠可制成有效的消声器材,将噪声由95100dB降低到90dB以下,也可用于消声涂料等;综上所述,粉煤灰漂珠应用广泛,发展前景良好,对我国粉煤灰资源综合利用,保护环境有着重要的现实意义。 1.5漂珠回收的巨大价值回收漂珠的价值,简而言之,两点:环境,经济!环境。漂珠对空气,水源,土壤的污染是巨大的。随着中国对环境保护的日益重视,且我国燃烧用煤含灰分较高,所以排出的粉煤灰量很大,粉煤灰的产生主要集中在火电厂和大型工矿企业的动力锅炉上,按全国平均计,每增加10MW装机容量,每年将增加近万吨粉煤灰的排放量,因此对粉煤灰的处置方法也越来越重视。当前,我国对粉煤灰的处置方法主要有两中:土地填埋、浓缩池存储。国内外对其环境效应的研究表明,灰中潜在毒性物质会对土壤、地下水造成污染。在改土方面,也具有潜在不利效应:可溶盐、硼及其它潜在毒性元素含量过高,可导致元素不均衡以及土壤的板结和硬化。因此粉煤灰的处理和利用问题引起人们的普遍重视,也成为我国环境保护与再生资源开发领域的一个重要课题。 经济。同样,漂珠的应用价值也是巨大的。以上在1.4节中所罗列的漂珠广泛用途足以暴露出它的市场价值。我做了一个简单的市场调查,按粉煤灰处理量5T/H的生产规模计,一天运行20小时,年工作日300天,其年生产规模为3万T/A,漂珠的总量回收率按80%计,原灰中的漂珠含量的65%计,漂珠产品售价平均按300元计,每年可实现销售收入=300000.650.8500元/吨=468万元(注:以上考虑空心漂珠的售价是目前最低售价。)这样,扣除生产运行成本后,一年全部收回投资外,还有十分可观的收益。如果再加上其他附产品如碳粉、富铁珠的销售,其收益情况就更好了。1.6漂珠打捞机必要性与可行性分析如前所述,漂珠的回收利用已成必然趋势,漂珠的回收方式就要加以论证。现今我国大多要求电厂能够零排放污染源,因此电厂基本上会有浓缩池对粉煤灰进行搅拌和沉淀(国内大、中城市已经不允许未经处理就将粉煤灰排放),且漂珠的比重小的特点,会漂浮在上面,而比重较大的沉珠沉在浓缩池的底部。由于这一原因,漂珠可以由人工方式从浓缩池水面上捞取出来,但这种打捞方式不仅需要大量的人力,费时,还不能全面的捞取(浓缩池很大),且不能长时间的工作,(由于电厂是白天晚上都会运转,但到了晚上人工打捞就不能实现,因为晚上在浓缩池边工作会有很大的安全隐患)。因此,就迫切需要一个高效、工作可靠、安全的机器出现。浓缩池的排灰工艺是先把灰浆排到浓缩池中,由浓缩机搅拌将灰浆与漂珠分离,灰浆沉淀,由马尔斯泵排出。漂珠浮于水面,浓缩除灰工艺较传统的直接用浑水泵通过排灰管道把灰输送出去的办法节约用水30%,减轻对排灰系统的磨损。1.7漂珠打捞机的工况分析根据的浓缩池(如图1.3)结构是一个直径大约45m,高20m的池子,且中心有一个回转臂绕浓缩池旋转,因此可以将漂珠打捞机固定在回转臂上,随回转臂一边旋转一边捞取漂珠,捞取方式采用刮板运输机的原理,这样可高效率的捞取漂珠。图1.32 设计方案的总体论述在对漂珠打捞机进行设计时,要充分了解对设备的要求,这些要求就是设计的依据。针对论证应考虑到以下几个方面:(1) 运输量(2) 输送的线路的详细尺寸(3) 物料的性质(4) 工作条件和环境状况(5) 给料和卸料方法(6) 工作制度(7) 设计的要求:链的垂直度要求、阻力系数、摩擦系数、安全系数等2.1设计方案的提出漂珠打捞机是固定在浓缩池中心的回转壁的边缘进行不间断的漂珠打捞工作。因此要求此机器体积小,质量轻的特点。且不能影响回转臂的正常工作。由于漂珠本身表面硬度大,会对机器的相关零部件造成很大的磨损。因此,要求打捞机的易磨损的部件易于更换且价格相对便宜,因此设计方案的选取是决定漂珠打捞机的总体性能、实用价值、以及经济性大小的关键。现在提出几种方案,比较优劣后选择最为合理的一种:方案一:传动系统中传动部分选用圆链传动,减速器选用渐开线行星齿轮传动;如图2.1所示:图2.1 方案一特点说明:锁链有很强的耐磨性,成本较低,但质量很大,减速器的传动比大,可达i=10300,结构紧凑,体积较小,重量较轻、价格较便宜。方案二:传动系统中传动部分选用链条传动。减速器选用电机直联摆线针轮减速机。如图2-2所示:图2.2 方案二特点说明:链条传动较平稳,节距在15.875左右的链条也有很强的耐磨性,质量较大。摆线针轮减速器的传动比很大,一级传动比i=6119,且结构紧凑、体积小、重量轻,传动平稳,噪音低;工作可靠,使用寿命长,可直接购买。方案三:传动系统中传动部分选用皮带传动。减速器选用两级圆锥-圆柱齿轮减速器传动。如图2-3所示:图2.3 方案三特点说明:皮带传动较平稳,质量较轻 ,但耐磨性很弱且成本较高。减速器用于输入轴和输出轴两轴线垂直相交传动中,传动比I=840,因此应选用低速电机才能达到转速要求。2.2方案论证及选取本次设计的产品从其使用环境和成本两方面考虑,本产品是安装在浓缩池中心回转臂上,所以要求此产品质量体积小;又由于此产品所打捞的物品漂珠的表面硬度很高,对打捞机器有很大的磨损。因此还要求此产品直接接触漂珠的部件要有很强的抗磨性,且价格适中。方案一:锁链传动负载能力强,但体积及质量较大。减速器结构简单,体积较小,但不是最小,但需自行制造,且其制造工艺复杂。方案二 :链条传动质量及体积中等,减速器的占地面积最小,且装配简单,能在市场上直接购买到相应的型号,但价格较贵。方案三:皮带传动质量较小,但其抗磨损性极差,这样就会增加使用成本。减速器结构简单、制造业较为容易,但其传动比较低,这样就只能选用低速电机,同样成本很高。且体积与质量较大。2.3方案的选择通过上述分析论证,以及配合机器的现场使用条件,决定选用方案二。因为,此机器不仅要求能在潮湿的环境中连续工作,还要求运输部件有较强的抗磨损能力,这是为了减少机器在运转过程中频繁的更换运输部件,减少机器的使用成本,也减少了维修时间也提高了生产效率。同时要求此机器的体积小,以便能随着回转臂旋转,且不过分的增加回转臂的负担。选用链条作为运输部件,是考虑到其质量及体积都不是很大,且有较强的耐磨性,因此选用。方案二中,虽然电机直联摆线针轮减速机的价格较贵,但其使用寿命较长,且能长时间工作。因此本设计选用方案二。2.4漂珠打捞机的系统设计2.4.1漂珠打捞机的工作原理当确定具体的传动方案后,面对的问题就是如何经济合理的设计出漂珠打捞机输送机构。设计时,往往是生产工艺要求确定打捞机布置。输送机系统的设计需要先考虑一下打捞机的具体工作原理。漂珠打捞机械固定在浓缩池回转臂一侧,随其回转的同时自动打捞漂浮在水面的漂珠,该机的工作原理:由电机、减速器组成的动力系统驱动捞取运输系统的主动链轮工作,捞取、输送采用双链刮板输送机的结构,从动轮与导轨之间传动处于水平传动,刮板水平捞取水面的漂珠,然后通过输送槽送到料箱。刮取漂珠的厚度由升降机构的垂直位移来实现。当回转臂运送到卸料斗时,料斗前端挡铁挤压料箱底盖,将漂珠倾斜到料斗,顺料斗底部送料管道漏到地面。机构继续回转到卸料斗后端挡铁处,由挡铁挤压料箱底盖,使料箱底盖关闭,从而完成整个工作顺序。当未回到卸料斗料箱已满时,由控制系统制动断电停机直到转到料斗处卸料后控制系统从新启动。该机构固定在回转臂一侧,随回转臂回转的同时完成捞取、输送漂珠的功能。机构主要由输送链、链轮、刮板、输送槽等组成,刮板固定在链条上。输送槽和刮板都采用不锈钢材制造。 由于漂珠表面的吸附力很强,容易“坨”住,因此应适当的向料箱内注水,使漂珠保持一定的粘稠度,因此需要一个制动清理润滑系统,这个系统由两个泵组成,一个是用于装置的清洗和料箱的注水,另一个是链条的润滑和清洗,以保证漂珠捞取工作的能长时间正常运作。两个泵抽取的是浓缩池里的水。2.5设计参数2.5.1工作条件由于漂珠为坚硬颗粒、比重轻于水,漂浮于浓缩池水面上,浓缩池高20m,直径。等速回转搅拌池中灰浆转速n=0.056r/min;圆周速度。工作环境为露天开放式。因此该机械的设计应满足以下要求:1)结构紧凑、重量轻、搬运装卸方便。2)操作简单,安全可靠;3)保证除灰系统安全运行,减少环境污染;4)成本低,实用性强;5)防腐、耐磨。2.5.2设计指标和参数 合理设计回收装置结构,合理考虑该装置与原系统转臂的相互关系,做到该装置运行对原系统不产生不良影响,达到如下计算指标:1)打捞率:95%以上;2)总机质量小于1000kg;3)日打捞量:。3 传动系统的设计计算及校合3.1电机与减速器的选择设计及校核3.1.1 电动机的选取1. 电动机的选取(1)选择电动机的基本原则(a)考虑电动机的重要性能(起动、过载及调速等)、额定功率的大小、额定转速及结构形式等方面满足生产机械的要求。(b)在以上前提下优先选用结构简单、运行可靠、维护方便且价格合理的电动机。(2)电动机类型的选择原则 根据电动机的工作环境选择电动机类型;安装方式的选择:电动机的安装方式有卧式和立式两种,卧式电动机的价格较立式的便宜,所以通常情况下多选用卧式电动机,一般只为简化传动装置且必须垂直运转时才选用立式电动机。(a)防护式的选择:电机防护形式有开启式、封闭式、防护式和防爆式四种。 1)开启式电动机在定子两端上有较大的通风口,散热条件好,价格便宜,但水气、尘埃等杂物容易进入,因此只在清洁干燥的环境下使用。 2)封闭式电动机分自扇冷式,他扇冷式和封闭式三种,前两种可在潮湿多尘埃、高温、有腐蚀性气体或易受风雨的环境中工作。第三种可侵入液体中使用。(3)防护式电动机在机座下方有通风口,散热较好,能防止水及铁屑等杂物从上方落入电机,但不能防止尘埃和潮气,所以适宜于较清洁干净的环境中。(4)防爆式电动机适用于有爆炸危险环境中,如油库,矿井等。2. 电动机系列及型号的选取(1)由于此产品是在垂直于火电厂附近的浓缩池上方工作,因此要求能防止尘埃和潮气的入侵,故选用YB系列全封闭自扇式三项异步电动机,该机的特点是高效节能,噪音低,振动小,温升裕大,可24小时工作,运行安全可靠。 (2)选择电机型号: 工作所需的实际功率(估算):设电动机功率为N 式(3.1)式中 N1漂珠输送所需功率;N2链及刮板自重消耗的功率;K综合影响系数,取K=1.5。式中 hmex漂珠捞取的最大厚度,暂取hmex=50mm;e1刮板有效刮取宽度,暂取e1=210mm;L刮板刮取及运送总长度,暂取L=3500mm;L1刮板倾斜距离,暂L1=2400mm;f漂珠与槽面前的摩擦系数,取f=0.1;传动效率,其中 1 减速器效率2 联轴器效率3 链传动效率4 轴承效率 则暂取v=0.3m/s 式(3.2)式中 F链自重引起的链拉力,Fy按下式计算 式(3-3)其中 重度系数,当下垂度y=0.02a,=30时,取6; q位长度重量,1.2kg/m; g重力加速度,9.8m/s2; a中心矩,暂取a=4000mm。 v链速,暂取v=0.2m/s;若忽略离心力的影响,则有所以漂珠捞取所需总功率为:考虑到漂珠再捞取的过程中会卡住机械造成很大阻力,因此选用电机时选用较大的电机最后确定电机功率为0.75kw.选定电机型号为:YB802-43. 减速器的选取:按设计要求:主动轮转速为21r/min求传动比i=1500/21=71减速器选用ZWD0.754-71传到轴的最大实际功率 式(3.4) 式(3.5)查得 : 3.1.2 滚子链链节的选取与计算1. 链节的计算与选取(1)确定工况系数f1,(查参考文献21071页表5.2-13)。(2)确定链轮齿数:。当时,(查参考文献21071页图5.2-15)齿数系数。(3)按工艺曲线选择链条规格计算设计功率: 式(3.6)当和时,(查参考文献21072页5.2-16)可查得适用链条为12A和12B,单由于本次设计的链条主要是运输而非机械传动而且设计时选用的功率较实际大很多(机器运转时过载可能性较高),还需要有较强的耐磨性,因此选用10A的链条。其节距为15.875mm。 (4)按工作环境确定中心距及链节数如图3-2所示:图3.2链条轨迹2. 链节的基本参数链节的基本参数如下所示:链号:10A节距:15.875p/mm排距:18.11p/mm滚子:10.16d1/mm内链节距:9.40b1/mm销轴直径:5.08d2/mm内链板高度:15.09h2/mm极限拉伸载荷:21800N每米质量:1.00kg/m3.1.3 链轮的结构设计与链条校核1. 链轮材料的选择由于工作环境的要求,要求其要有较强的耐磨性,因此选择40Cr作为链轮的材料,且热处理为淬火、回火,齿面硬度达到4050HRC。2. 链轮的基本参数及尺寸(1)分度圆直径d:(查参考文献21081页表5.2-27得)链轮分度圆直径系数: 式(3.7) 取(2)齿顶圆直径: 式(3.8) 式(3.9) 取(3) 齿根圆直径: 式(3.10)(4)齿宽: 式(3.11)(5)倒角宽 式(3.12) 取(6)量柱测量距: 式 (3.13)3. 链轮的结构尺寸(1)轮毂厚度h: 试选用轴孔直径 式(3.14)(2)轮毂长度: (参考) 式(3.15) (参考) 式(3.16) 取 链轮1; 链轮2(3)轮毂直径: 式(3.17) 取链轮的结构如图3-3所示:图3.3 链轮结构图(4)计算有效圆周力F: a)求链速v: 式(3.18) b)计算有效圆周力: 式(3.19)(5)求链条长度L和链条节数LP: 如图3-1所示: 式(3.20) 式(3.21) 取取链条近似中心距为4. 滚子链的静强度验算 (1)求离心力引起的拉力: 式(3.22) 式中: 链条每米质量。(查参考文献51128表8-2-2);(由于是挂板链,所以比查到的值略大一些 。) (2) 计算悬垂力: 式(3.23)式中:(查参考文献51138页图8-2-5)得 :; 式(3.24) (3)求链的抗拉静强度的计算安全系数: 式(3.25)式中: -链条极限拉载荷 ,可(查参考文献51138表8-2-2得): -工作情况系数,可(查参考文献51132表8-2-6查得):所以链条的静强合格。3.1.4轴的结构设计与校核1.料的选择轴的材料选取40Cr。2.结构设计 (1)轴1的结构设计:a)初步确定轴的最小直径查(参考文献11128表8-2-2)值为97: 式(3.26) 考虑到轴是低速转动,链轮的轴孔直径为35mm,所以取轴的最小直径 b)轴的结构设计:拟定轴的装配方案,如图3.4所示:图3.4 轴I结构图根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度:为了满足半联轴器的轴向定位要求,轴段有一链轮,链轮的左端需制出一轴肩,链轮与半联轴器之间采用套筒定位,故可取轴段的直径;右端用轴端挡圈定位,按周端直径取挡圈直径。半联轴器与轴配合的毂孔长度链轮长度为,轴套长度为,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故取段的长度应比略短一些,取。同时为保护电机,(由于此机械在运行过程中极易卡住而造成电机过载)将连接两个半联轴器的销换成木制的,这样一旦过载木销就会断裂而起到保护电机及机械的作用。 轴段就只有一个链轮,其轴向定位是左端由轴端挡圈定位,右端是轴肩定位。 初步选择滚动轴承,因滚动轴承是安装在链轮的轴毂上,因其受力特点是承受径向载荷的同时,有不大的轴向载荷,因此选用角接触球轴承。参照工作要求并根据链轮轮毂直径为则由轴承产品目录中选取7214C角接触球轴承其尺寸为。每个链轮上有两个滚动轴承,其安装方式一样,靠近链轮处与链轮之间是轴套定位,轴套长度 ,使其距链轮15mm。滚动轴承与滚动轴承之间也是轴套定位。其长度为。滚动轴承另一端是用弹簧性挡圈定位。 其尺寸按链轮轮毂尺寸从手册中查取。 至此,已初步确定了轴的各段长度和直径轴上零件的周向定位: 链轮和半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接,按轴的尺寸由(查参考文献35-23页表5-1-28得)平键截面(GB/T1095-1979)键长分别为:70mm(半联轴器)和80mm(标准键长见GB/T1096-1979)。同时为保证齿轮与轴配合又良好的对中性,故选择链轮与轴的配合为H7/r6。滚动轴承与链轮轴毂的轴向定位是借过渡配合来保证的,此处选轴的直径的尺寸公差为m6。确定轴上的倒角与圆角尺寸:取其轴端倒角为45,轴肩处的圆角半径为R1。(2)轴2的结构设计:拟订装配方案,如图3-5所示:图3.5 轴2结构图根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度:轴2的直径尺寸同轴1,轴端定位也相同长度如图所示。轴上零件的周向定位:轴2的周向定位也同轴1,但平键的长度为:56mm(标准键长见GB/T1096-1979)。确定轴上的倒角与圆角尺寸:取其轴端倒角为45,轴肩处的圆角半径为R1。3.轴的强度校核因为轴1和轴2 的结构相同,因此,只需校核一个轴。因此此次设计只校核轴1。(1) 求轴1(如图3-4)上的载荷:求链轮对轴的力: 式(3.27) (2)判定危险截面:首先根据轴1的结构图(图3.2),作出轴的计算简图弯矩图及扭矩图,如图3-4所示。从轴的结构图及弯矩和扭矩图可以看出,图中所示的A截面是轴的危险截面。现将计算出的A截面处的、的值列于表3-2。 表3.2 轴1弯矩扭矩载荷水平面H垂直面V支反力弯矩总弯矩扭矩图3-6 轴1的弯矩扭矩图(3)按弯扭合成应力校核轴 :求轴的抗弯截面系数W: 式(3.28)折合系数则轴的计算应力为:已定轴的材料为40Cr,调质处理,(查参考文献1355页表15-1)得式(3.29)因此,安全。(4)精确校核轴的疲劳强度a)判断危险截面:由轴的弯矩图和扭矩图可以看出只需校核截面A的右侧。b)校核截面A的右侧: 抗扭截面系数:式(3.30) 弯曲应力为: 式(3.31) 扭转切力为: 式(3.32)(查参考文献1355页表15-1)得40Cr的弯曲疲劳极限 剪切疲劳极限 因为此段轴是键槽配合,(查参考文献138页附表3-4)得 :; 取 式(3.33)轴按磨削加工(查参考文献140页附图3-4)得表面质量系数: 所以得综合系数为 : 式(3.34) 式(3.35)40Cr特性系数 取 取则安全系数为: 式(3.36) 式(3.37) 式(3.38)故该轴截面A的右侧强度是足够的 。因此该轴的强度校核合格。3.2键联接的校核如前所选定的平键截面为的键,其中最短的键长为56mm,因此只需校核该键。作用在该键的扭矩 式(3.39) 式(3.40)(查参考文献1104页表6-2)键联接的需用挤压应力为:则键联接的强度条件为: 式(3.41) 所以该键合格。3.3对轴承寿命的计算查得,轴承7214C基本额定载荷(动),所以 ,查文献1 第312页公式 式(2.3)滚子轴承。n代表轴承的转速, 则 因此,轴承寿命足够。3.4升降系统的结构设计升降调节机构(如图3-7)用于调节漂珠打捞机械在浓缩池中的上下位置,以适应不同的工作要求,该部件主要由螺杆、导螺母、滑道组成。螺母座与回转臂固定,滑道下部与打捞机械铰链,构成了摇块四杆机构,旋转螺杆可调节机械的上下位置可以调整刮取池内的漂珠厚度。当打捞机部工作的时候,可旋转螺杆将打捞接卸提出水面,以减少回转臂的运行阻力。图3.7升降系统的结构图3.5珠箱的尺寸设计按要求,该机械每日捞取漂珠25m3 。回转臂每19分转一圈,因此要求一天24小时内珠箱(如图3-8)所承载的漂珠量(每转一圈卸载一次)的总和不少于25 m3 。因此漂珠的体积V应满足: 所以:按漂珠打捞机的整体装配可取其尺寸为: 材料选择的不锈钢板。为了卸载方便设计其下半部有一定的斜度,综合考虑卸料口设计为。珠箱底部为卸料门,且门与卸料斗上压轮相接触,可自动完成门的开启和关闭,门的四周用高弹性发泡橡胶条密封。图3.8 珠箱结构图3.6刮板宽度B的确定刮板宽度B是决定捞取工作能力的重要因素。按下述方法确定:转臂回转速度Vdm为 式(3.42)式中 Dm=3800mm; N转臂转速,n=1周/19分则 若取刮板链条线速度V=0.20m/s,刮板间距L1=300mm,则刮板所能刮取的有效宽度(认为在刮取漂珠时,不发生横向流动): 式中:S为一个刮板刮取到另一个刮板所在位置时所需时间,按下式计算 式(3.43)则 取刮板宽度B=210mm。3.7自动卸载漂珠机构的设计3.7.1四杆机构的设计与计算为了能够在卸料时卸料,开料箱能顺畅的打开,因此设计一个四杆机构,能起到助力作用,因此要求是曲柄摇杆机构。如图3.9所示: 图3.9 四杆机构按要求(可查参考文献2795页表3.2-4得),实际尺由现场安装时按其比例选取。3.7.2卸料斗的设计卸料斗固定在水泥基础上,在卸料斗支撑架上设有开门机构(顶压轮核脱钩轮)和关门机构,(顶压轮)。当珠箱运行到卸料斗处时,顶压轮通过珠箱门底面的楔块将门向上推起,脱钩轮将挂钩顶出,料门迅速打开卸料,当珠箱卸料完毕运行至卸料斗末端需要关门时,关门机构的顶压轮压紧楔面,将门向上推起,挂钩的复位弹簧使挂钩复位,钩紧珠箱门。脱钩过程模拟图如图3.10所示:图3.10 脱钩过程模拟图3.7.3电气控制系统的原理的设计在电路控制上,采用两套并联电路控制系统。1.按钮人工控制;2.全自动系统控制。当正常启动工作时,如出现珠箱内储料过量有外溢可能时,传感系统自动断电,整机停止工作;当卸料后自动接通,整机恢复工作状态。传感系统是在珠箱内装有一漂浮装置。自动控制电路的设计,如图3-8所示。一对开关按钮(图中、)安装在珠箱架上最便于操作之处,控制电磁开关KM,用来控制工作电机M。热继电器FR对电机进行过载保护。行程开关SQ,中间继电器KA、时间继电器KT组成全自动控制系统,控制漂珠储量的极限值。使用调试时将传感机构的挂钩筒置于最佳位置,当挂筒受漂珠挤压,则向上推动行程开关动作,即处于图3-11所示位置,KM断电、电机停车。同时中间继电器KA接通开始工作,当卸料或其他原因是挂筒在因自重下落时,行程开关复原,KM接通,电机开始工作。与此同时时间继电器KT也接通开始工作,其延时断开的冻接点KT经数秒后断开,中间继电器KA停电,一个循环结束。图3-11 电气控制原理图4 基于UG的三维漂珠自动打捞机设计4.1 UG软件简介Unigraphics(简称UG)是美国EDS公司出品的一套CAD/CAM/CAE于一体的软件系统。它的功能覆盖了从概念设计到产品生产的整个过程,并且广泛地运用在汽车、航天、模具加工及设计和医疗器械行业等方面。它提供了强大的实体建模技术,提供了高效的曲面建构能力,能够完成复杂的造形设计,除此之外,装配功能、2D出图功能、模具加工功能及与PDM之间的紧密结合,使得UG在工业界成为一套无可匹敌的高级CAD/CAM系统。在零件设计方面,UG提供了非全约束的实体特征建模与曲面建模相结合的技术,不但使工程师在设计时操作更加灵活,而且能够保证用户设计出非常复杂的产品。变量化的草图轮廓绘制,能够自动进行动态化约束检查。通过拖动手柄改变尺寸,可以动态预览模型,实现特征和草图的动态编辑。UG提供的拉伸、旋转、放样、扫描、抽壳、筋板、圆角、倒角等功能可以设计出各种实体模型。采用拉伸、旋转、放样、扫描和曲面延伸、延展、缝合、修补等构造曲面功能可以创建形状复杂的曲面模型。UG还具有功能强大的钣金模块,但这个模块并不是独立存在的,而是完全集成于UG零件设计环境中,这样在进行钣金设计时更加方便。钣金模块包括平面特征、多重弯曲、切割、自动展平、弯折、法兰、折边、断开边角等功能,利用这些功能可以设计出非常复杂的钣金零件。在工程图方面,UG提供了生成完整详细的工程图的各种设计工具,使用户能快捷地生成完整的,符合标准的工程图纸。由于工程视图是由三维零件自动在图纸中生成的,因此不同方向的视图、局部视图、剖视图和其他视图都是全相关的。当用户修改图纸时,三维零件模型和各个视图都会自动更新。另外,系统还提供了完备的尺寸和符号标注工具,不但可以在视图中控制三维模型中已有标注的显示,还可以手动加入形位公差、焊接符、粗糙度、螺纹线、基准符符号,用户还可以自定义标注符号。图纸的绘制和标注不但支持ANSI、BS、DIN、ISO、JIS和GOST等国际标准,还支持GB国家标准。UG的强大功能:(1) 可以为机械设计、模具设计以及电器设计单位提供一套完整的设计、分析和制造方案。(2) UG是一个完整的参数化软件,为零部件的系列化建模、装配和分析提供强大的基础支持。(3) UG可以管理CAD、数据以及整个产品开发周期中所有相关的数据,实现逆向工程和并行工程等先进设计方法。(4) UG可以完成包括自由曲面在内的复杂模形的创建,同时在图形显示方面运用了区域化管理的方式,节约系统资源。(5) UG具有强大的装配功能,并在装配模块中运用了引用集的设计思想。为节省计算机资源提出了行之有效的方案。UG软件覆盖了CAD,CAM,CAE的所有领域,UG的应用模块有十几部分它们都是集成环境的一部分,相对独立又相互联系,包括建模、外观造形设计、制图、加工、结构分析、运动分析、钣金、管路、注塑模向导、用户界面编辑器。由于是初次接触UG这种如此强大的软件,在短暂的时间内学到的也只是皮毛部分,所以现只对建模进行祥细的说明。4.2实体建模4.2.1链轮建模1. 绘制草图以链轮为例对UG的实体建模进行说明。在建模状态下进入草图绘制首先进入建模条件下,然后进入草图状态下,在草图状态下进行草图绘制。工具绘制一条竖直线和3条水平线,竖直线的起点与原点重合,上面2条水平构造线的右端点与竖直线重合,下面一条水平构造线的右端点与原点重合。用“直线”工具绘制出2条水平线(最上面一条和最下面一条)和一条竖直线,上面日一条水平线右端点与竖直构造线端点重合,下面一条水平线右端点与原点重合,左端点与竖直线下端点重合,竖直线上端点与 第二条水平构造线左端点重合.工具标注如图所示的尺寸。如图4.1图4.1用“三点圆弧”工具,绘制出一条圆弧,它的起点和终点分别落在直线的端点上。如图4.2图4.2用镜像工具,将选中的草图镜像。如图4.3图4.34.2.2建立旋转退出草图,单击,然后再在特征工具栏中单击“旋转”图标,系统弹出“旋转”属性管理器,在“旋转轴”输入框中,选择作为旋转轴。复利用选择合适方向。选择起始角度,选择合适角度。单击“确定”图标按钮完成建模。图4.44.2.3在建模体上建草图以圆盘的表面作为草图平面,先绘制出3个同心圆,圆心与原点重合。如4.5图4.5用工具绘制出3条直线,它们的起点都与原点重合,重点与圆重合,右边的一条作“竖直“约束,利用设定尺寸。如图4.6 图4.6绘制3条直线,它们的起点和终点都落在圆上,右边的直线作水平约束,用“约束”工具,将图5-4所指的两条直线作“垂直”约束。将图中下面的两条直线作“相等”约束,直线的尺寸如图4.7图4.7用“圆”工具绘制出一个圆,圆心落在直线的端点上,用将2个圆作“相切”约束。如图4.8图4.8用“三点圆弧”工具,绘制出一条圆弧,起点落在直线的端点上,终点落在圆上,如图5-9所示。用工具,将图中箭头所指的圆弧和点作“重合”约束,将圆和圆弧作“相切”约束。如图4.9图4.9利用“镜像”工具对圆弧进行镜像。如图4.10图4.10用“三点圆弧”工具,绘制出一条圆弧,圆弧的起点和终点分别落在尺寸13直线的两个点上,如图5-13所示。用工具标注出分度圆直径的从动
收藏
编号:3515146
类型:共享资源
大小:2.48MB
格式:ZIP
上传时间:2019-12-16
40
积分
- 关 键 词:
-
含CAD高清图纸和文档
GC系列
电厂
用漂珠
自动
打捞
设计
cad
高清
图纸
以及
文档
gc
系列
- 资源描述:
-
【温馨提示】====【1】设计包含CAD图纸 和 DOC文档,均可以在线预览,所见即所得,,dwg后缀的文件为CAD图,超高清,可编辑,无任何水印,,充值下载得到【资源目录】里展示的所有文件======【2】若题目上备注三维,则表示文件里包含三维源文件,由于三维组成零件数量较多,为保证预览的简洁性,店家将三维文件夹进行了打包。三维预览图,均为店主电脑打开软件进行截图的,保证能够打开,下载后解压即可。======【3】特价促销,,拼团购买,,均有不同程度的打折优惠,,详情可咨询QQ:1304139763 或者 414951605======【4】 题目最后的备注【GC系列】为店主整理分类的代号,与课题内容无关,请忽视
展开阅读全文
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 装配图网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
装配图网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。