MZLP400型颗粒成型机传动系统设计论文[带图纸].docx

南昌航空大学学士学位论文1目录1引言.错误!未定义书签。1.1颗粒成型机概述.错误!未定义书签。1.2颗粒成型机发展现状及存在的问题.错误!未定义书签。1.2.1国内颗粒成型机发展现状.错误!未定义书签。1.2.2国外生物质燃料成型机的研究现状.41.2.3现有生物质成型设备存在的问题.错误!未定义书签。1.3国内外生物质燃料成型机设备.51.3.1活塞式挤压成型设备.51.3.2螺旋式挤压成型设备.51.3.3压辊式挤压成型设备.51.4MZLP400颗粒成型机性能特点.61.4.1MZLP400颗粒成型机工作原理及过程.61.4.2MZLP400颗粒成型机特点.71.5本课题研究的主要内容.72传动系统总体设计.82.1减速器的主要型式及其特性.82.2减速器结构.92.2.1蜗杆传动特点与分类.102.3传动装置设计.112.3.1原始数据.112.3.2电动机型号的选择.112.3.3传动装置总传动比及其分配.132.3.4计算传动装置的运动和动力参数.132.4普通圆柱蜗杆传动承载能力设计计算.142.4.1蜗杆传动类型.142.4.2选择蜗轮蜗杆材料及精度等级.142.4.3蜗轮齿面接触疲劳强度设计.14南昌航空大学学士学位论文22.4.4蜗杆与蜗轮的主要参数与尺寸.152.4.5校核齿根弯曲疲劳强度.错误!未定义书签。2.4.6验算效率.172.5轴的设计计算.182.5.1输出轴的设计-蜗轮轴.182.5.2输入轴的设计计算-蜗杆轴.错误!未定义书签。3减速器其余零件及附件的选择及校核计算.错误!未定义书签。3.1滚动轴承的选择及校核计算.错误!未定义书签。3.1.1计算输入轴轴承.错误!未定义书签。3.1.2计算输出轴轴承.错误!未定义书签。3.2键连接的选择及校核计算.错误!未定义书签。3.2.1联轴器与输出轴连接采用平键连接.错误!未定义书签。3.2.2联轴器与输出轴连接采用平键连接.错误!未定义书签。3.2.3输入轴与联轴器连接用平键连接.错误!未定义书签。2.3联轴器的选择及校核计算.错误!未定义书签。3.3.1联轴器的选择.错误!未定义书签。3.3.2联轴器的校核.错误!未定义书签。3.4减速器的润滑与密封.303.5箱体及附件的结构设计.314结论.错误!未定义书签。参考文献.错误!未定义书签。致谢.错误!未定义书签。南昌航空大学学士学位论文31引言1.1颗粒成型机概述能源是人类赖以生存和发展的基础，不可再生资源的不断消耗使得开发利用以生物燃料为代表的可再生绿色环保生物质能源，已成为人类社会可持续发展的战略选择和发展方向。生物质能既可以补充常规能源的短缺，也具有重大的环境效益。同其他生物质能源技术相比较，生物质颗粒燃料技术更容易实现大规模生产和使用，使用生物质颗粒的方便程度可与燃气、燃油等能源媲美。我国生物质数量巨大，但作为一种多样和复杂的能源存在形式，生物质具有资源分散、密度低、容重小、储运不方便以及利用过程需增加附加转换设备等缺点，严重制约了生物质能的大规模应用。因此，生物质高品位转换技术的研究便成为人们开发利用生物质能的重点。而近年来对生物质压缩成型技术的不断改进、创新和发展，为高效利用生物质能开辟了一条新途径。1.2颗粒成型机发展现状及存在的问题1.2.1国内颗粒成型机发展现状粮食机械厂为处理大量加工粮食剩余谷壳，于1985年根据国外样机试制了第一台ZT-63型生物质压缩成型机。1998年初，东南大学、江苏省科技情报所和国营9305厂研制出了MD一15型固体燃料成型机。1990年以后，陕西武功轻工机械厂、河南巩义包装设备厂、湖南农村能源办公室以及河北正定县常宏木炭公司等单位先后研制和生产了几种不同规格的生物质成型机和碳化机组。20世纪90年代期间河南农业大学和中国农机能源动力研究所分别研究出PB一1型机械冲压式成型机、即B系列液压驱动活塞式成型机、cYJ一35型机械冲压式成型机。经过多年的研究与试验，国内部分成型设备及其配套产品发展成熟。但国产成型加工设备在引进及设计制造过程中，都不同程度地存在着技术及工艺方面的问题，这就有待于去深入研究探索、试验、开发。总之在我国未来的能源消耗中，生物质成型燃料将占有越来越大的份额。生物质成型燃料在我国一些地区己进行批量生产，并形成研究、生产和开发的良好势头，生物质压块成型生产线的组建也会逐步完善。中国从20世纪80年代引进螺旋推进式秸秆成型机，生物质压缩成型技术的研究开发已有二十多年的历史。南京林业化工研究所在“七五”期间设立了关于生物质压缩成型机及生物质成型理论研究的课题。南昌航空大学学士学位论文41.2.2国外生物质燃料成型机的研究现状国外生物质成型机的主要方式有四种即颗粒成型机、螺杆连续挤压成型机、机械驱动活塞式成型机和液压驱动活塞式成型机。螺旋挤压式成型机是最早研生产的生物质热压成型机。这类成型机以其运行平稳、生产连续、所产成型棒易燃(由于其空心结构以及表面的炭化层)等特性，在成型机市场中尤其是在印度、泰国、马来西亚等东南亚国家和我国一直占据着主导地位。但制约螺旋式成型机商业化利用的主要技术问题一个是成型部件，尤其是螺杆磨损严重，使用寿命短；另一个是单位产品能耗高。日本从20世纪30年代就开始研究应用机械驱动活塞式成型技术处理木材废弃物，并于1954年研制出棒状燃料成型机及相关的燃烧设备，1983年又从美国引进颗粒成型燃料生产技术。美国在1989年开发了生物质颗粒及成型燃烧设备；亚洲一些国家(泰国、印度、韩国、菲律宾等)在20世纪80年代己建立了不少生物质固化、碳化专业生产厂，并研制出相关的燃烧设备。日本、美国及欧洲一些国家生物质成型燃料燃烧设备己经定型，并且形成产业化，在加热、供暖、干燥、发电等领域已普遍推广应用”；西欧一些国家(荷兰、瑞典、比利时、芬兰、丹麦等)在20世纪70年代已有了活塞式成型机、颗粒成型机及配套的燃烧设备。1.2.3现有生物质成型设备存在的问题随着对生物质颗粒燃料成型技术研究的不断深入，虽然已经取得了一定的研究成果，但是在诸多方面还存在问题，这些问题主要集中在以下几个方面:(l)生物质颗粒燃料成型过程是原料在压力、压缩速度等多种因素影响下的内在变化，由于各方面的局限性，这些因素之间的内在联系尚未建立。(2)原料在压缩过程中的特性研究只进行了一般定性分析，未从理论层面上对原料成型的形变规律给予相应的研究和数值模拟分析，因此具有一定的局限性。(3)我国生物质资源数量巨大、涉及地域广，实际情况要求成型技术具有很强的适应资源和环境的能力。而事实上当前的各类颗粒燃料成型设备由于受设计限制很难适应不同种类的原料，也就不易形成统一的设计规范与标准，使得生物质颗粒燃料成型技术向市场化和商业化全面推进还很困难22。(4)成型的可靠性也是主要制约因素之一，共同存在于技术与设备中。主要表现在:一是主要工作部件的工作寿命短；二是设备系统配合协调能力差，运行不稳定。南昌航空大学学士学位论文51.3国内外生物质燃料成型机设备1.3.1活塞式挤压成型设备原料经过粉碎以后，通过机械或风力形式送入预压室，当活塞后退时，预压块送入压缩简，活塞前进时把原材料压紧成型，然后送入保型筒。活塞的往复驱动力国际上有三种形式，即“油压”、”水压”和“机械”。油压设计比较成熟，运行平稳，油温便于控制，体积小，驱动力大，一般当产品外径为80一100时，生产率就可达到1确；水压式的特点是:体积大、投资多、驱功力小，生产能力低，一般在0.25比，有的可达到0.35比左右；机械式的特点是:生产能力大，每分钟可以冲压270次，在产品外径为60mm，输入功率为25kw时，其生产率可达0.7t小。且生产的产品密度比水压式要大很多，但震动大、噪音大，没有油压式平稳，工作人员易疲劳。这三种形式相比，机械式推广面较多，近几年液压式也在发展。总之各行业中根据产量需要进行选择。1.3.2螺旋式挤压成型设备螺旋挤压成型技术是目前生产生物质成型燃料最常用的技术。尤其以机制炭为最终产品的厂家，大都选螺旋挤压成型设备。用于燃料成型的螺旋挤压机分为三种，锥形螺杆挤压成型机、双螺杆等大型纯压缩型成型机和小型外部加热成型机三种。西欧和美国一般都采用前两种大型压缩机，而印度、泰国、马来西亚、我国及日本等国家多采用小型外部加热成型机。被粉碎的生物质连续不断地送入压缩成型简后，转动的螺旋推进器也不断地将原料推向锥形成型筒的前端，挤压成型后送入保型筒，因此生产过程是连续的，质量比较均匀。产品的外表面在挤压中被炭化，这种炭化层容易点燃，且易防止周围空气中水分的侵入；这种形式易于产品打中心孔，送入炉子后空气可从中心孔中流通，有助于完全燃烧，快速燃烧；相对活塞式成型机其设计比较简单，质量也较轻，运行平稳，但是动力消耗较大，单位产品能耗较高，也容易受原材料和灰尘的污染。1.3.3压辊式挤压成型设备压辊式成型不同于前面的螺旋挤压和活塞冲压成型，主要区别于其成型模具直径较小(通常小于50)，并且每一个压模盘片上有很多成型孔，主要用于生产颗粒状成型燃料。压辊式成型机的基本工作部件由压辊和压模组成，其中压辊可以绕自己的轴转动，压辊的外周一般加工成齿状或槽状，使原料压紧而不致打滑。根据压模的形状，压辊式成型机可分为环模式成型机和平模式成型机。用压辊式成型机生产颗粒燃料依靠物料挤压成型时所产生的摩擦热即可使物料软化和薪合，一般不需要外部加热。若