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毕业设计毕业设计（ （论论文）文） 题 目： 星型给料机设计 专业名称： 班 级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 日 期： 全套全套 Solidworks 三三维图维图，加，加 153893706 目 录 1绪论.1 1.1 我国星型给料机设备的发展与现状 1 1.2 国产星型给料机机的发展趋势 2 1.3 星型给料机机的工作原理和分类 3 1.4 本课题要完成的主要内容 5 2座式星型给料机机结构设计.5 2.1 座式星型给料机机外观图 5 2.2 星型给料机机结构9 2.3 几种座式星型给料机机应用中常见的问题及改进方法 .11 2.3.1 调整套筒式轻型星型给料机机11 2.3.2 蜗形套筒式重型星型给料机机15 3座式星型给料机机构件的选取18 3.1 电动机的选取 .18 3.2 给料能力计算公式 .18 3.3 星型给料机机的技术参数 .19 3.4 星型给料机机减速装置 .24 3.5 星型给料机机底板衬 .26 3.6 星型给料机机接料管加热装置 .27 3.7 星型给料机机驱动装置改进设计及应用 .28 3.7.1现有传动方案评述28 3.7.2 改进方案.30 3.7.3改进方案的设计计算31 3.7.4 应用效果31 3.7.5 结论.32 4给料机用户手册32 4.1.机器的运输与保管.32 4.2.机器的安装、试运转.32 4.2.1 给料溜槽的安装 .32 4.2.2 安装 .33 4.2.3 试运转 .33 4.3.润滑、维护、检修.33 4.3.1 润滑 .33 4.3.2 维护、检修 .34 4.4.操作规程.34 结论.35 参考文献.36 致谢.38 1绪论 星型给料机是一种使用广泛的连续式容积加料设备,能均匀连续 地将物料喂送到下一设备中,喂料量可以调节,可喂送粉状、小块状的 物料(如煤料、粘土等),是一般磨机、烘干机的常用配套设备。并且适 用于冶金、煤炭、建材、化工、电力部门及机械化铸造车间等精确连续 均匀地给料与配料之用。本设备的工作环境温度为-4040，不适 于输送流动性太差或流动性特别好的物料。 1.1 我国星型给料机设备的发展与现状 2O 世纪 50 年代初，矿井用给料设备主要依赖机械式往复给料机。 该机型结构简单，动力消耗较大，设备笨重。其原理是， 由连杆及偏 心轴传动，往复作业，处理量小且成间接成堆式不均匀给料。但该机 型维修量小、耐用，布置所需高度低，且对物料的粒度组成、外在水分 等物理性质要求不严。已广泛用在各矿井生产中。特别是煤矿井下， 直到目前，对其在恶劣条件下的适用性仍给予好评。随着矿井机械化 程度的提高，对 K 型往复式给料机已作了大量改进，由单屈臂改为 双屈臂，给料量已增加到 1000-2000th。6O 年代，随着生产技术的 发展，相继出现了电磁振动给料机，并迅速得到广泛应用。原机械工 业部相继在东北的辽阳、河南鹤壁和江苏海安设立定点 3 家生产厂。 该机型属于双质体共振钢型弹力振动，相对于 K 型往复给料机，其适 应性更加广泛。由于结构紧凑、质量轻、可无级调速以及适用 220380V 不同等级电压与电耗少等特点，在国内得到推广。然而， 由于该机型存在电磁铁振动时噪声大、振频高(3 000 次min)、振幅 小(115 mm)和调整运量的振幅大小取决于 E 型电磁铁静块与动块 间隙、板弹簧片数以及联接杆螺母紧程度等原因，如果调节不当，间 隙太大则电流增大(长时间线圈铁芯会发热损坏)，间隙过小造成振幅 减少，致使用户深感生产管理不便。特别是在增加调速时，因噪声过 大影响职工身心健康。为减少料仓直接作用在给料机上物料的垂直压 力，配置料斗及导料仓时要有一定的角度和高度；对水分大、沾结湿 滞性物料， 因其频率高、振幅小出现板结和不下料现象，使其局限于 非防爆场合使用；因电磁铁怕水、怕潮、振动时会产生火花而导致瓦 斯爆炸，对密度较大矿石的给料也不太适合；因振幅小对物料抛浮力 小，其给料量也受到限制。由鞍钢生产的 DK,DB 系列吊式星型给料 机机均采用敞开式给料方式，但给料套筒却有敞开和封闭两种。PDX 型新型星型给料机机采用立式减速机传动，可独立使用，为国家“八 五”重点攻关项目， “国家火炬计划项目”和“江苏省高新技术产品”，该 产品是在消化，吸收国外实际开发设计的一种高可靠性，高效率，节 能型新型星型给料机机，其结构比国外星型给料机机更先进，合理， 并拥有多项专利。 目前，已在国内重大项目工程中广泛采用，德兴铜矿、安庆铜矿、 招远金矿、上海宝钢、三峡工程、神华大柳塔洗煤厂、榆家梁、孙家沟、 兖州济宁三号井以及各大矿务局等。它采用吊挂、座式等配置，便于 工艺布置及空间利用。在十多年的推广应用中，得到广大用户的一致 好评，正在日益发挥作用。被公认为是目前最先进的产品之一。 1.2 国产星型给料机机的发展趋势 1996 年以前的星型给料机机：（1）物料仓和传动机构无密封罩， （2）多数采用伞齿轮传动， （3）物料的轴向重力载荷由推力轴承承担。 1996 年以后改型的星型给料机机：（1）物料仓有密封罩， （2）改为 大齿圈和小齿轮内啮合传动， （3）由以回转支承代替推力轴承承担物料 的轴向重力载荷。改进型的星型给料机机取得了较好的使用效果，但 存在一些缺陷的弊端： 内啮合形式导致小齿轮承受圆周力相当大，因为要求匹配大尺回 转支撑，增加制造成本；而且要求与回转支撑连接的各部件提高精度、 密封性;小齿轮出故障,不便维修;一旦出现故障,势必影响整条生产线 的连续运行。 物料仓内套筒结构中采用了耐磨衬板,但其使用寿命较短,增加了 制造和运行成本.转动圆盘衬板与套筒接触部位磨损快,导致衬板使用 寿命低,家大了运行成本;而且耐磨衬板制造.维修成本高,更换不方便. 内套筒底部与转动圆盘间间隙大(30100mm),出料量不准确. 从以上各类给料机的发展历程可以看出，我国星型给料机机顺应 国外给料机发展模式： 星型给料机机可靠耐用，维护量少，生产效 率高，便于自动化管理； 大型化可提高处理能力，适应高产高效集 约化生产需要，实现微机自动化控制、动态分析与监控技术相结合； 拓展各机型的适用范围，以满足不同物料运输的需要，降低动力 消耗和噪声，更加环保和人性化设计。 1.3 星型给料机机的工作原理和分类 星型给料机由驱动装置、给料机本体、计量用带式输送机和计量 装置组成。给料机和带式输送机由一套驱动装置驱动，该驱动装置的 电磁离合器具有实现给料机的开、停和兼有功能转换的作用。计量带 式输送机的带速小于 1m/s,为了测定带速设有速度检测装置，为了防 止称量辊偏斜设有检测杆进行调整。 星型给料机机的工作原理就是利用料仓中的物料在重力作用下 落到圆盘的盘面上，盘面回转在刮板作用下将物料均匀连续的输出到 称量装置上,套筒与盘面一般间隙在 25-30mm 之间。 星型给料机机分座式和吊式两种安装方式；根据物料的粒度来定 有好几中型号：等等 1） DK 型为吊开式，DB 型为吊闭式。型型星型给料机机 能均匀，连续地将粉状，颗粒状或小块状的物料喂送到下一道设备 中给料能力可通过改变下料套筒的高度和卸料刮板的位置来调 整当采用调速电动机或直流电动机时，还可通过改变电动机的转速 来调整给料量。 2）PDX 型新型星型给料机机采用立式减速机传动，可独立使用， 为国家“八五”重点攻关项目， “国家火炬计划项目”和“江苏省高新技术 产品”，该产品是在消化，吸收国外实际开发设计的一种高可靠性，高 效率，节能型新型星型给料机机，其结构比国外星型给料机机更先进， 合理，并拥有多项专利。 3）PZ 系列星型给料机机皆为座式，有重型、轻型、热料型三种十 五个规格，适用于中、细粒物料的给料，广泛应用在矿山、冶金、煤炭、 建材、化工、电力等部门的生产中。该系列星型给料机机是在认真总 结国内外星型给料机机技术水平基础上，采用了 0渐开线包络蜗杆 蜗轮副传动新技术设计而成的 0渐开线包络蜗杆蜗轮副传动，通过 一次包络获得了二次包络的效果，使给料机具有承载能力大、运行平 稳、工作可靠、给料均匀、结构简单紧凑、维护方便、使用寿命长等特 点，因为给料精度高，所以适合自动计量和自动给料。 4）ZMBR、 MBR 重型星型给料机机是一种容积计量的给料(配 料)设备,广泛应用于冶金、化工、煤炭、建材及电力等工业部门，它的 优点是结构简单，给料均匀、准确，运行平稳可靠，承载量大，调节方 便，调节范围较宽，维护管理筒便，与料仓连接的出料口尺寸较大，便 于安装和物料的排料。 ZMBR、MBR 重型星型给料机机系座式安装，传动结构封闭，能 在料尘较多的工作环境下工作，具承载力大、检修周期长的优点。由 于能承受较大的料柱压力，故通常将其直接安装在料仓下部，向其他 设备给料。 1.4 本课题要完成的主要内容 星型给料机机的设计主要是传动部分和整体结构的设计，以及给 料圆盘的设计。 1参阅相关资料，结合当前研究现状，对现有星型给料机机进行 分析和研究； 2设计星型给料机机整体结构。通过论证、分析和比较各方案， 选出理论合理结构较实用的总体方案； 3运用 slodworks 绘制星型给料机机模型； 4设计星型给料机机的机械结构，绘制结构总装图。 2座式星型给料机机结构设计 星型给料机机是一种传统的排料设备，由于具有能承受仓压、运 转平稳可靠、给料量容易调节、料仓口尺寸较大等优点，至今仍广泛 地应用于煤炭、冶金、化工等部门。由于圆盘结构及处理物料性质不 同,设备的使用有时并不能达到工艺要求。本文针对座式星型给料机 机作相关的设计。 2.1 座式星型给料机机外观图 2.2 星型给料机机结构 现有的座式星型给料机机，驱动装置主要由垂直传动减速机，平 行轴传动减速机及电机三个部分构成。三个部分为分体结构，垂直传 动减速机通过联轴器与平行轴齿轮减速机相连，平行轴齿轮减速机的 输入轴通过联轴器与电机相连，由于其结构上的原因，存在着结构复 杂.体积大.效率低.安装调试复杂.不易保养和维修及寿命短的缺点。 本设计的目的是针对上述现有技术的不足,而提供一种一体化结 构的新型座式星型给料机机,为实现上述目的,本设计采用下述技术方 案: 座式星型给料机机,包括圆盘.衬板.及托盘.一体化减速器(驱动装 置).衬板通过螺栓.螺母固定在圆盘上,托盘的上部通过螺栓.螺母几锁 母与圆盘连接,圆盘通过螺栓和螺母与托盘固定.托盘的下部则通过平 键,锁母与一体化减速机中硬齿面螺旋伞齿垂直传动减速机的输出轴 连接,硬齿面螺旋伞齿垂直传动减速机中针轮摆线减速机连接, 针轮 摆线减速机通过法兰和螺栓与一体化减速机中针轮摆线减速机连接, 针轮摆线减速机通过法兰和螺栓与电动机连接,上述硬齿面螺旋伞齿 垂直传动减速机. 针轮摆线减速机及电动机实现了三位一体的结构。 与现有同类产品比较,具有结构紧凑.体积小,质量轻.传动效率高. 安装调试简单.易保养.免维修及使用寿命长的特点.本产品的给料大小 可任意调整,如选配变频调速电机,通过变频控制柜可以实现就地控制 和集程控制。 具体实施方式： 座式星型给料机机，包括圆盘,衬板,托盘、一体化减速机。衬板通 过螺栓、螺母固定在圆盘上，托盘的上部通过螺栓、螺母及锁母与圆 盘连接，圆盘通过螺栓和螺母与托盘固定。托盘的下部通过平键、锁 母与一体化减速机中硬齿面螺旋伞齿垂直传动减速机中的输出轴连 接，硬齿面螺旋伞齿垂直传动减速机通过法兰和螺栓与针轮摆线减速 机连接，针轮摆线减速机通过法兰和螺栓与一体化减速机中电动机连 接。上述硬齿面螺旋伞齿垂直传动减速机、针轮摆线减速机及电动机 实现了三位一体的结构。 工作原理：圆盘上设有料仓，料仓下设可调节高度的调节环，工 作时通过拨料机构将圆盘上的物料拨到输送机上。 2.3 几种座式星型给料机机应用中常见的问题及改进方法 2.3.1调整套筒式轻型星型给料机机 2.3.1.1调整套筒式轻型星型给料机机结构特点 轻型星型给料机机一般适用于物料堆密度小于 2 t/ m3 的块状 图 2.9 轻型星型给料机机 或颗粒状物料。 调整套筒式给料系统常用结构如图 2.9 所示一般为 敞开式。固定套筒 1 与上部料仓口通过法兰联接。通过调整丝杠 2 的转动，带动活动套筒作上下运动，从而调整活动套筒下端面与圆盘 面之间的距离。物料由料仓通过固定套筒与活动套筒进入圆盘面。圆 盘面通常加装 16 Mn 钢板作耐磨衬板。如图 2.10 所示，在刮料板 2 的作用下物料被排出圆盘面完成给料过程。 1. 固定套筒 2. 调整丝杠 3. 活动套筒 4. 挡料圈及刮料板装置 5. 圆盘主体 图 2.10 挡料圈及刮料板装置 1. 挡料圈 2. 刮料板装置 3. 调整套筒 4. 圆盘面 2.3.1.2调整套式轻型星型给料机机应用与设计改进 内蒙古某焦化厂在对炼焦煤 (堆密度 0.8 t/ m3，粒度80 mm) 进行处理，工艺配置如图 2.9 所示，其额定转速为 12 r/ min。在设备 负载试运行阶段，从活动套筒 3 内出来的大部分物料不能随圆盘一 起转动， 出现打滑现象，只有少部物料到达如图 2.10 所示的刮料板 装置处，并被其刮出圆盘面。试车时测定的生产能力未能达到设计要 求。经过分析，初步判定认为圆盘面为光滑的钢板面，物料对钢板面 的静摩擦系数较小，产生的静摩擦力不足以平衡物料随圆盘转动所产 生的惯性力与物料内部的摩擦阻力之和，要避免打滑现象的发生，必 须增大物料与圆盘接触面之间的静摩擦力。 图 2.11 改进后的轻型星型给料机机 1. 活动套筒 2. 钢板料盘 3. 圆盘 4. 挡煤圈 5.刮料板 改进后的工艺配置如图 2.11 所示，在圆盘面通过螺栓紧固网格 型钢板料盘 2，刮料板 5 移至钢板料盘 2 上方。活动套筒及刮料板 下平面与钢板料盘上平面间保持在 10 mm 左右。钢板料盘 2 结构 见图 2.12 所示，料盘高度达 30m m 。物料自活动套筒进入钢板料 盘后，自动填满钢板料盘网格。工作时，活动套筒内物料与钢板料盘 网格内物料相互接触，并在圆盘转动时互相摩擦。其静摩擦阻力系数 远大于物料与钢板之间的静摩擦系数。经运转试验，原物料在圆盘面 上打滑的现象基本消失，生产能力已能满足工艺流程要求，说明改进 是可行的。 图 2.12 钢板料盘 2.3.1.3 调整套筒式轻型星型给料机机应用的局限性 唐山某选煤厂 20 世纪 60 年代从波兰进口如图 2.9 所示圆盘 给粒机用于对含水煤泥进行给料。此种结构的生产能力调节是通过活 动套筒上下高度的调整来改变物料在圆盘面上的分布，通过刮料板最 大限度地进行给料。当煤泥之间的粘结力较大，其安息角已大于 50 时，活动套筒高度调整对生产能力的改变已不明显。因圆盘结构限制， 套筒内并不能装配置垂直方向的绞刀装置，为此，只能在圆盘上加装 如图 2.13 所示的平面绞刀，其主要目的是要把位于活动套筒下方的 物料推向圆盘面的四周，并被刮料板所触接到。由于受刮板位置的限 制，圆盘面上的平面绞刀并不能靠近圆盘边缘，因此撒料效果受到一 定的限制。从生产现场的使用效果来，并未能完全满足生产能力要求。 图 2.13 平面绞刀 1. 圆盘面 2.平面绞刀 因此，轻型星型给料机机采用固定套筒与活动套筒组合式结构对 流动性差、易于搭拱的物料进行给料时，较难达到工艺要求的工作性 能，对此种工况条件下工作的设备，在选型时应予以足够的重视。 2.3.2 蜗形套筒式重型星型给料机机 2.3.2.1 蜗形套筒式重型星型给料机机给料系统结构特点 重型星型给料机机一般适用于物料堆密度小于 2.5 t/ m3 的块状 或颗粒状物料。其结构如图 2.14 所示，物料由料仓进入蜗形套筒后， 在圆盘的转动下由闸门 3 排出。传动机构 4 由一对伞齿轮组成闸门 3 的升降机构，用以控制闸门 3 的开合度大小。 2.3.2.2 应用及其局限性 图 2.14 所示蜗形套筒式重型星型给料机机用于焦炭、石灰配料 等中等流动性的物料给料取得了较好的应用效果，但是仍然有其局限 性。首先，闸门的启闭通过手轮进行人工调整，不易实现自动化生产 所需的远程自动控制。其次，由于没有对物料起活化作用的绞刀装置， 仍然不能适用于对粘性物料进行给料。第三，对于含水量较大的物料， 在给料机工作时，会有一部分水份及泥浆从给料套筒与圆盘之间的间 隙处漏出，造成对工作环境的污染。 2.3.2.3蜗形套筒式重型星型给料机机改进设计 针对蜗形套筒式重型星型给料机机结构的局限性，我们对其相关 部位进行了改进，并在处理粘性含水物料时取得了较好的使用效果。 主要结构特点 (1) 闸门装置如图 2.15 所示，在导向板 2 的导向下闸 门 5 的开启由电液动推 杆 1 驱动完成。挡块 4 随闸板 5 上下移动时引 发行程开关 3 动作，发出的闸板开启与闭合信号，被送至中央控制 室，实现闸门启闭自动化及联机控制。由于电液动推杆具有可负荷起 动、动作灵活、工作平稳、冲击力小、行程控制准确、过程保护、安全 节能、噪声小等优点，所以我们不推荐使用电动推杆、气缸、液压缸等 其它驱动装置。 1. 蜗 形套筒 2. 主体 3. 闸门 4. 传动机构 图 2.14 蜗形套筒式重型星型给料机机 1. 电液动推杆 2. 导向板 3. 行程开关 4. 挡块 5. 闸板 1. 二次受料槽 2. 二次刮料板 (2) 二次受料装置二次受料装置主要用于收集从圆盘四周撒落 下来的物料，并利用二次刮料板随圆盘的转动而把物料排出。图 2.16 图 2.15 闸板装置 图 2.16 二次受料装置 所示，二次受料槽 U 形槽部分位于圆盘下方，上部与蜗形套筒通过 螺栓联接，为便于现场安装的方便，二次受料槽 1 由二块组成。二次 刮料板 2 通过螺栓联接于圆盘下部，位于二次受料槽 1 内。此种二 次受料装置与改进前采用附加刮料板进行二次刮料相比，完全杜绝了 圆盘四周撒料的现象，同时，二次受料槽位于圆盘外围，起到了圆盘 运转时的安全防护作用。 (3) 圆盘绞刀圆盘绞刀下部通过螺栓紧固于圆盘面上，其上的 搅动叶片经过特殊处理后在随圆盘转动时对于粘性物料起到了很好 的活化作用。 3座式星型给料机机构件的选取 3.1 电动机的选取 电动机的选择要根据动力源和工作条件，首先要满足的就是所需 功率要求。Y 系列交流电动机主要用于驱动各种不同的机械，如卷扬 机、压缩机、破碎机、球磨机、运输机械和其它设备，并可供煤矿、机 械、工业、发电机及工矿企业原动机之用。所以非常适合作为星型给 料机机的原动力。 3.2 给料能力计算公式 星型给料机机给料能力计算公式： Q= 60h2nr(R+h/3a)/a 式中 Q星型给料机机最大给料能力，t/h； h活动套筒下缘至盘面的高度，m； n圆盘转速，r/min； r物料的容量,t/m3； R活动套筒的外半径（当刮板开到最大时），m； a圆盘上的物料的倾斜角（自然休止角）。 3.3 星型给料机机的技术参数 KR、BR 型星型给料机机 星型给料机机为容积式计量的给料设备。它能均匀、连续地将物 料喂送到下一道工序，并且能够承受较大的仓压。适用于喂送各种非 粘性物料，不适用于流动性好的粉状物料。适合星型给料机机喂送的 物料有： 煤粉、水泥、熟料、石灰石、粘土等粉状、粒状或小块状物料。 KR 型星型给料机机为座式给料机，适用于空气净化程度要求不 高的场合。 KR 型座式星型给料机机技术参数表 3.1 型号规格KR1000KR1500KR2000 圆盘直径(mm)100015002000 圆盘转速(r/min)7.57.57.5 最大物料粒度(mm) 网易给排水 样本库 星 型给料机机 4星型给料机系统/治金机械/环保机械，江苏全能机械设备有限 公司，CO 网易给排水 样本库 星型给料机机 5jbt3666 吊式星型给料机机，中华人民共和国机械行业标准 6jbt3667 座式星型给料机机，中华人民共和国机械行业标准 7钱志根，浅析几种座式星型给料机机的应用与设计改进，矿山 机械，第35 卷 2007 年第06 期 8黄志平， 一种基于星型给料机机的精确给料装置，第 06 期 9郭永良, 李红综合料场自动化的研究与应用， 莱钢科技， 第 1 期，总第 127 期 10赵冰, 郭永良, 李红，综合料场设备自动化控制系统的开发 与应用， 山东冶金，2007 年10 月 第29 卷第5 期 11黄志平， 星型给料机机的液位控制装置， 矿山机械， 1999 年 9 月 12华婉 杭斌张建平，PDX 型星型给料机机在特殊场合下 的运用，矿业工程，2003年6月第1卷第3期 13王淑兰 李绪俭，2000敞开式星型给料机机的改造，矿业 机械，2007年第34卷第1期 14Lian F L, Moyne J，Tilbury D M. 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