对辊式压球机的设计开题报告

毕业论文开题报告学 生 姓 名： 学 号：学 院 、 系 ： 专 业 ： 机械设计制造及其自动化论 文 题 目 ： 对辊式压球机的设计 指 导 教 师 : 年 月 日毕 业 论 文 开 题 报 告1结合毕业论文情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述：文 献 综 述一、题目：对辊式压球机的设计：二、课题研究的背景和意义 能源与环境是当今世界的热门课题，它不仅影响本国人民的生存与发展，也将对人类赖以生存和发展的地球产生影响。因此，中国在 21 世纪的能源发展既要保持需求、资源、财力等之间的平衡，也要保持能源生产、消费和生态之间的平衡 1。随 着 全 人 类 对 环 境 保 护 的 日 趋 重 视 。 在 燃 煤 行 业 我 国 政 府 已 明 确 提 倡 和 推 行 型煤 化 ， 不 论 工 业 和 民 用 ， 逐 步 取 消 燃 烧 原 煤 ， 已 势 在 必 行 2。 实 现 型 煤 化 ， 第 一要 有 先 进 、 实 用 的 机 械 设 备 ； 第 二 要 有 合 理 的 燃 煤 添 加 剂 配 方 。 燃 煤 实 现 型 煤 化 ，主 要 目 的 是 解 决 燃 煤 的 除 烟 、 除 味 、 助 燃 、 防 水 等 问 题 。 压 球 机 技 术 先 进 ， 质 量可 靠 ， 一 机 多 用 ， 压 力 强 大 ， 适 合 大 、 中 、 小 型 企 业 建 立 具 有 一 定 生 产 规 模 的 生 产线 3。 适 用 于 工 业 造 气 、 锅 炉 型 、 冷 压 型 焦 点 、 点 火 型 煤 、 民 用 型 煤 、 民 用 冶 金 、耐 材 、 医 药 等 材 料 的 各 种 成 型 。 强 力 压 球 机 经 多 年 工 业 使 用 及 改 进 ， 与 其 它 同 类 产品 相 比 较 ， 强 力 压 球 机 具 有 成 球 率 高 、 消 耗 功 率 小 ， 结 构 紧 凑 便 于 检 修 调 试 等 明 显优 点 4。我国一次能源以型煤压球机为主的格局在相当长的时期内难以改变，未来能源环境问题突出。展望能源科技和产业化发展可能达到的水平，在相当长的时期内新能源和再生能源、水电和核电的发展与推广尚不足以影响煤炭的主导地位。这种以煤为主的一次能源结构的主要制约因素是大气污染物排放量超过可接受的水平 5。出路在于发展以煤炭高效、洁净利用为宗旨的洁净型煤压球机技术。型煤压球机是以煤炭高效洁净利用为宗旨的洁净煤技术之一。国内外在型煤压球机技术的研究、开发及应用方面取得了一定的进展 6。三、辊式压球机国内外研究现状和发展趋势早在 1877 年，德国就在莱葸矿区建成第一个褐煤砖厂。1979 年东德生产褐煤砖4880 万吨，西德 617 万吨，在黑水泵褐煤基地建立了 l100 万吨年的型煤压球机厂。德国除褐煤无粘结剂高压成型外，还采用三种热压成型工艺生产型焦，建有年产 150万吨以上的热压型焦厂。魁珀恩公司(KOPPERN)制造的对辊成型机（即型煤压球机） ，其生产能力达 150th，是世界上单机生产能力最高的 7。日本 30 年代从德国引进压球机技术，建成年产 315 万吨的型煤压球机厂，供铁路机车使用。1971 年机车型煤压球机用量占用煤总量的 79，型煤压球机厂有 36 座。1975 年铁路实现电气化后，型煤压球机技术转向冶金、化工和民用等方面，成立了型煤压球机研究室，保留 21 个型煤压球机厂，总能力为 140 万吨年。日本研制成功的点火蜂窝煤和煤球，只要一根火柴就能点燃，使用十分方便。日本开发的辊压成型机（型煤压球机） ，成型压力可达 2tcm 24tcm 2，生产的无烟燃料型煤压球机，含水量低，省去了干燥工序 8。英国自“伦敦烟雾事件”后，研究开发了多种压球机工艺，制取无烟燃料供家庭炊事或取暖，成功地解决了煤烟污染。英国还有型焦生产厂，年产能力达 100 万 t，采用 3种热压成型工艺生产型焦 9。 美国采用 FMC 型焦工艺，用非炼焦煤制取冶金用焦，在怀俄明州建有研究基地和生产厂，研究了世界 150 个煤种，其中 50 个煤种已在中试厂生产出压球机产品。美国还生产烧烤型煤压球机，以木炭和煤为主要原料压制成型，供旅游野炊用。美国的烧烤用型煤压球机每年销量为 74 万80 万 t，少量从澳大利亚进口。法国 1861 年就建有压球机设备厂，1976 年生产能力达 400 万 t。目前有 6 个型煤压球机厂，粘结剂采用烟煤沥青或石油沥青，型煤压球机经热处理后成为无烟燃料。韩国拥有 240 家蜂窝煤厂，日产量达 5 万余吨，供取暖和炊事，1985 年销售量为 2300万吨，预测到 2000 年将发展到 3300 万吨，而市场需求量约 4400 万吨，仍有缺口 10。国外型煤压球机早已有成熟的技术，联合国能源组织把型煤压球机视为节能减污的有效途径予以推广。70 年代石油危机后，型煤压球机科研工作进一步得到重视，19691980 年型煤压球机发明专利每年为 13 项，19801983 年增加到每年 70 多项。1989 年亚太经互会在菲律宾召开了主题为“型煤压球机开发与环境效益”的煤炭利用专家会议 11。1992 年联合国召开环境与发展大会提出，在以煤炭为主要能源的国家，发展型煤压球机是减少大气污染、促进经济发展的重要途径。60 年代，为解决小化肥焦炭和无烟块煤供应不足的问题，国内开发了多种型煤压球机工艺，生产的型煤压球机提供了全国化工业 60的原料。目前，广泛采用石灰碳化煤球造气的化肥厂，全国约建有 800 套粉煤成型装置。纸浆废液粘土煤球和棒状型煤压球机，已在氮肥厂及其他行业的煤气发生炉、工业窑炉推广应用 12。70 年代北京煤化所开发的腐植酸煤球已用于 10 余家小化肥厂；研究开发的优质化肥造气用型煤压球机，在韶山氨肥厂进行了造气工业性试验，所用粘结剂来源广、价廉、对煤种适应性强，且基本不增加灰分，型煤压球机质量好。该种型煤压球机用于生产燃气的混合煤气发生炉也很理想，湖南涟邵和宁夏大武口正筹建年产 5 万 t 的生产线。北京煤化所研制钙系复合粘结剂煤泥防水煤球，已成功地用于水煤气两段炉气化，为我国每年生产的几千万吨煤泥的有效利用开辟了新的途径 13。吉林梅河口玻璃厂用褐煤煤球造气，气化指标优于褐煤块煤。合肥煤气公司用工业废液加改性粘土做粘结剂，研制了气化型煤压球机，在阜新 33m 两段炉上，进行了低负荷试验，其质量有待进一步改进。鞍山热能研究院曾对冷压成型热氧处理工艺进行研究，以焦油或焦油渣作粘结剂，在热氧化处理温度为 160 度350 度条件下生产气化型煤压球机 14。工业型煤压球机的开发与应用远不及民用型煤压球机。目前，工业型煤压球机的应用仅限于小氮肥厂的碳化煤球和小高炉型焦，生产规模亦不大；工业锅炉、机车、窑炉用型煤压球机在示范或商业性示范阶段，虽然在矿区和城市建了许多型煤厂，但生产成本高，难以维持正常生产。工业型煤压球机年产量约 2200 万吨，其技术还有一些不足，特别是粘结剂的开发还很薄弱。近年来由于成型技术（型煤压球机四辊双压成型技术）以及黏结剂技术的发展，给工业型煤压球机注入了新的活力。四、本课题相关理论综述压球机是用于压制难以成型的粉状物料，其特点是成型压力大、主机转数可调、配有螺旋送料装置。主要用于：煤粉成型；干粉成型；脱硫石膏成型；焦粉成型；铁屑及各种金属矿粉粉成型等 15。压球机主要有三部分构成：1、给料部分，主要是实现定量给料来保证物料均匀进入对辊间。螺旋送料装置由电磁调速电机驱动，经皮带轮、蜗杆减速器转动，将被 压物料强制压入主进料口。由于电磁调速电机恒矩特性，当螺旋送料机的压料量与主机所需物料量相等时，可以保持恒定的供料压力使球团质量稳定。如供料量过大，则送料装置的电过载;供料量过小则不成球。因此熟练的操作技术是保证压球正常工作的重要条件。2、传动部分，主传动系统为：电动机-三角形带-减速机-开式齿轮-轧辊。主机由电磁调速电机提供动力，经皮带轮、圆柱齿轮减速机，通过棒销联轴器传至主动轴。主动轴与被动轴通过开式齿轮保证同步运行。被动轴承座后边装有液压装置。液压保护装置是由液压泵将高压油打入液压缸，使活塞产生轴向位移。活塞杆的前接头顶在轴承座上以满足生产压力要求。3、成型部分，主要指主机部分，核心部分是轧辊。当两压辊之间进料过多或进入金属块时，液压缸活塞杆受压过载，液压泵会停机、蓄能器对压力变化起缓冲作用、溢流阀开启回油、活塞杆移位使压辊间缝隙加大从而使硬物通过压辊，系统压恢复正常，可以保护压辊不损坏。本机可以根据压球密度的要求调整压力，生产机动灵活 16。压球机的工作原理是送入压球机顶部料盒中的炉料先进人预压螺旋，然后通过压料嘴被强制压入对辊中间，等速反向运转的对辊，对物料进行压缩，使物料内的单位成型压力由小到大，在对辊中心连线处成型压力达到最大值，物料被压缩成球 17。五、本人的观点和主要思路由于我国经济的快速发展，过去粗犷式的经济发展模式已经不在适用于我们国家，我们必须转变经济发展模式，处理好经济发展与环境保护之间的关系。而且从我国目前环境的水平来看，保护环境已经是迫在眉睫。根据环境检测，我国环境污染中，大气污染占相当大的一部分，而在大气污染中，可吸入粉尘的污染又占了绝大部分。这是因为我国相当一部分地区处于北温带，取暖靠的是煤炭的燃烧。煤炭的直接燃烧是相当污染环境的，而且利用率也不是很高。而压球机的产生正好是对这一问题很好的解决。因此，我觉得大力发展制造压球机在我国的国情下是势在必行的。本人是一名即将毕业的在校学生，我的思路是根据老师所给的压球机的技术参数，结合我国已有的压球机制造技术，设计一台对锟式压球机，争取通过设计实践，能够创新。由于我才疏学浅，恳请老师给予大力的帮助和指导。参考文献：1 王学娅,李晓堂.1000170 4.5t/h 卧式对辊压球机的研究与设计.1997，第 Z1期2 化肥工业辊式压球机辊套上球窝的磨损研究和操作能力的提高 .1976， 第 6 期 3 徐日瑶硅热法炼镁生产工艺学.2003，7-81061-717-6，TF822.031.34 柴跃生,孙钢,梁爱生镁及镁合金生产知识问答.2009，7-5024-3788-65 张艳英辊压机在磨粉工艺中的应用中国建材设备，2001(5).676 石占杰.辊压机在水泥粉磨系统中的应用.水泥技术,2002(3).21237 王素玲,张光宇.辊压机的应用及改进.矿山机械,1997(10).14158 张光宇,王继生.大型粉磨技术设备的新发展.矿山机械,2004(3).33359 赵松年,张启鹏.机电一体化机械设计系统.北京机械工业出版社.199610 朱德庆，唐艳云，潘建等.高压辊磨预处理强化巴西镜铁矿球团, .北京科技大学学报.2009,31(1)11 陈建国，高致远，李书梅.高炉喷煤煤粉制备系统中速磨的选型. 北京科技大学学报2002,21(5)12 徐军.辊轴式挤压成球机球坑的研究.砖瓦,2007，第 2 期 13 谢仁庆，吴文钦. 煤球机对窝结构改造.小氮气, 2009 年 7 期14 技术信息 , 钢铁， 2001 年 2 期 15 徐军.辊轴式挤压成球机球坑的研究, 砖瓦, 2007 年 2 期16 李永丰，丛晓霜.柔性压辊拉形中回弹的数值模拟, 塑造工程报， 2010 年 6 期17向峰，雷霆.张玉林锰粉矿压制冷压球团时对辊压球机设备改造的研究,云南冶金.2007 年 6 期毕 业 论 文 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一、本课题研究的主要内容（1）对锟式压球机的设计流程；掌握设计流程能够更好的把握设计的进度，更好更快的完成课题的设计。（2）对锟式压球机的结构构成；要研究设计一台设备，首先应该明确它的构成方法和部件，这才能明确我们设计的方向和设计的内容。（3）对锟式压球机的主要零部件的设计；主要零部件是一台设备的重中之重，只有对主要零部件进行周密详尽的设计之后，才能使一台设备进行正常的运转，从而达到我们的设计要求，足能满足生产的需求和条件。二、主要研究手段一、对锟式压球机的设计流程图 1 对锟式压球机设计流程根据实际生产中煤球的产量、湿强度的要求，确定成型机成型对辊直径、宽度和转速(此三项决定了成型机的产量)，以及成型机的总压力，由此基础数据选定电机功率。由于对辊成型机辊轮的尺寸没有国家标准，实际生产中一般根据产量和湿强度，依据经验确定辊轮的尺寸和设计压力。二、主要零部件设计计算和选择设计中辊套直径为 612，因此不用再计算，需计算出主轴的直径，此处需要查阅机械制造手册，进行相关计算，即可得出主轴的直径。1、减速器的选择通过转速，确定选用减速器的型号和输出的转速。2、联轴器的选择根据传递载荷的大小，轴转速的高低，被联接两部件的安装精度等，联轴器特性，选择一种合用的联轴器类型。具体选择时可考虑以下几点:(l)所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振功能的要求。(2)联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小。对于高速传动轴，衡精度高的联轴器。参考各类应选用平型煤成型影响因素分析及型煤成型机的设计。(3)两轴相对位移的大小和方向。当安装调整后，难以保持两轴严格精确对中，或工作过程中两轴将产生较大的附加相对位移时，应选用挠性联轴器。(4)联轴器的可靠性和工作环境。通常由金属元件制成的不需润滑的联轴器此较可靠;需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影响，且可能污染环境;含有橡胶等非金属元件的联轴器对温度、腐蚀性介质及强光等比较敏感，而且容易老化。（5）联轴器的制造、安装、维护和成本。在满足便用性能的前提下，应选用装拆方便、维护简单、成本低的联轴器。对辊成型机工作时，物料可能带有坚硬物进入辊轮啮合区，阻碍辊轮的转动，为了确保成型机能够正常安全工作，联轴器应具有退让和安全保护的功能，设计中选用带安全销的联轴器，保证生产的安全连续。3、轴承的选择选用滚动轴承时，首先是选择滚动轴承的类型。选择轴承的类型，应考虑轴承的工作条件、各类轴承的特点、价格等因素。和一般的零件设计一样，轴承类型选择的方案也不是唯一的，可以有多种选择方案，选择时，应首先提出多种可行方案，经深入分析比较后，再决定选用一种较优的轴承类型。一般，选择滚动轴承时应考虑的问题主要有:(1)轴承所受载荷的大小、方向和性质。这是选择轴承类型的主要依据。载荷的大小与性质通常，由于球轴承主要元件间的接触是点接触，适合于中小载荷及载荷波动较小的场合工作;滚子轴承主要元件间的接触是线接触，宜用于承受较大的载荷;载荷方向若轴承承受纯轴向载荷，一般选用推力轴承;若所承受的纯轴向载荷较小，可选用推力球轴承;若所承受的纯轴向载荷较大，可选用推力滚子轴承;若轴承承受纯径向载荷，一般选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。(2)轴承的转速通常，转速较高，载荷较小或要求旋转精度较高时，宜选用球轴承;转速较低，载荷较大或有冲击载荷时，宜选用滚子轴承。(3)轴承的调心性能当轴的中心线与轴承座中心线不重合而有角度误差时，或因轴受力弯曲或倾斜会造成轴承的内、外圈轴线发生偏斜。这时，应采用有一定调心性能的调心球轴承或调心滚子轴承。(4)轴承的安装和拆卸当轴承座没有剖分面而必须沿轴向安装和拆卸轴承部件时，应优先选用内外圈可分离的轴承(如圆柱滚子轴承，滚针轴承、圆锥滚子轴承等)。当轴承在长轴上安装时，为了便于装拆，可以选用其内圈孔为 l:12 的圆锥孔的轴承。(5)经济性要求一般，深沟球轴承价格最低，滚子轴承比球轴承价格高。轴承精度愈高，则价格愈高。选择轴承时，必须详细了解各类轴承的价格，在满足使用要求的前提下，尽可能的降低成本。4、对辊式压球机的结构对辊式压球机的结构简图如下：图 25、辊子的选择辊子有镶套式压辊和整体式压辊两种结构形式，如果物料较软，可以采用带楔形连接的镶套式压辊。分块式辊子技术的安全性受辊间单位应力和喂料喂入温度影响很大。因此在决定是否使用分块式辊子前必须详细调查实际工作条件6、确定其它部件的尺寸主要包括，设备的总体长度以及高度，使用的螺钉、螺栓的规格型号等。以上就是对辊式压球机设计的简单步骤和主要要解决的问题，在正式开题之后，一定会发现更多的问题和需要改进的地方，我会认真完成这项毕业设计，恳请老师给予大力的支持和帮助。 毕 业 论 文 开 题 报 告指导教师意见：李蕾同学通过大量研读相关资料文献，对所选课题有了系统深刻的认识，运用所阅读的文献，及自身所掌握的知识，初步制定了本课题的设计方案。所提交的“文献综述”对对辊式压球机的发展和国内外设计的现状以及国内需求进行了阐述，文献的内容具有一定的针对性。能够全面深刻的反映本课题的重要性。本课题要求设计者掌握一些开发设计软件:CAD、UG、FLASH 软件等方面的知识,并针对设计需求进行分析研究，理论联系实际，要能找出解决发现问题的措施和方法,达到了本科毕业设计开题的要求。在设计的完成过程中要注意理论知识的学习和实际动手能力的培养。同意李蕾同学毕业设计开题。指导教师： 年 月 日所在系审查意见：系主任： 年 月 日