矿大毕业设计-单曲柄往复式给煤机设计

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摘 要

给煤设备是煤矿生产系统的主要设备之一,给煤设备的可靠性,特别是关键咽喉部位给煤设备的可靠性,直接影响整个生产系统的正常运行。生产实践证明,现有的往复式给料机的生产能力小、安装和拆卸不方便、受力不均匀等缺点。，随着煤炭工业的发展,煤矿井型不断地扩大,现有Ｋ型往复给煤机生产能力小,不能满足大型矿井的要求，因此,改进和扩大现有Ｋ型往复给煤机是完全必要的。本设计的往复式给煤机是在原有的基础上作了一些改进，具有结构简单、维修量小、性能稳定、噪音低、安装方便等优点。 本文主要介绍了：往复式给煤机的发展历史，用途，组成及工作原理；往复式给煤机的特点；设计的一般步骤；使用中存在的问题及改进措施；安装和维护等内容。在本次往复式给煤机的设计过程中，着重对减速器、传动平台、曲柄连杆机构、托辊进行了分析和设计。对重要的部件进行了受力分析、强度的校核，根据其常见失效形式、影响因素及基本设计要求，给出了重要部件的受力分析、强度和刚度的设计方法。

关键词：往复式给煤机； 减速器； 曲柄连杆机构； 受力分析； 强度校核

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目 录

第一章 概述 ........................................................................................ 5

1.1 往复式给煤机的发展历史 ...................................................................... 5 1.2 往复式给煤机的用途 .............................................................................. 7 1.3 给煤机的组成及工作原理 ...................................................................... 7 1.4 往复式给煤机的特点 .............................................................................. 7

1.4.1 往复式给煤机的特点 .................................................................... 7 1.4.2 往复式给煤机与振动式给煤机的比较 ........................................ 8 1.5 往复式给煤机的设计目的、基本要求及基本参数 .............................. 8 1.5.1 往复式给煤机的设计目的 ............................................................ 8 1.5.2 对往复式给煤机的基本要求 ........................................................ 8 1.5.3 设计参数 ........................................................................................ 8 1.6 本文所做的基本工作 .............................................................................. 8

第二章 往复式给煤机的总体设计 .................................................... 9

2.1 给煤机箱体尺寸的确定 .......................................................................... 9 2.2 给煤机整体结构布局 ............................................................................ 10 2.3 给煤机的受力分析 ................................................................................ 10

2.3.1 往复式给煤机的运行阻力 .......................................................... 10

2.3.2 产生运行阻力的因素 .................................................................. 10 2.3.3 曲柄连杆机构的运动分析 .......................................................... 13

第三章 往复式给煤机减速器的设计 .............................................. 14

3.1 电动机的选择 ........................................................................................ 14

3.1.1 选择电动机类型 .......................................................................... 14 3.1.2 选择电动机容量 .......................................................................... 14 3.1.3 确定电动机转速 .......................................................................... 15 3.1.4 传动装置的总传动比及其分配 .................................................. 15 3.1.5 计算传动装置的运动和动力参数 .............................................. 15 3.2 齿轮的设计及校核计算 ........................................................................ 16

3.2.1 第一对齿轮的设计 ...................................................................... 16 3.2.2 第二对齿轮的设计 ...................................................................... 24 3.3 轴的设计及校核计算 ............................................................................ 31

3.3.1 2轴的设计及校核 ........................................................................ 31

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3.3.2 1轴的设计及校核 ........................................................................ 36 3.3.3 3轴的设计及校核 ........................................................................ 41 3.4 轴承的选择与校核计算 ........................................................................ 46

3.4.1 1轴上的轴承选择与校核 ............................................................ 46 3.4.2 2轴的轴承选择与校核 ................................................................ 47 3.4.3 3轴的轴承选择与校核 ................................................................ 47 3.5 键的选择与校核计算 ............................................................................ 48

3.5.1 2轴上键的选择与校核 ................................................................ 48 3.5.2 3轴上键的选择与校核 ................................................................ 49 3.6 轴系部件的结构设计 ............................................................................ 49 3.6.1 轴承盖的结构设计 ...................................................................... 49 3.6.2 轴外伸处的密封设计 .................................................................. 51 3.6.3 套筒的设计 .................................................................................. 52 3.7 减速器箱体的设计 ................................................................................ 53

3.7.1 油面位置及箱座高度的确定 ...................................................... 54 3.7.2 油沟的结构形式及尺寸 .............................................................. 55 3.8 减速器的附件 ........................................................................................ 55

3.8.1 检查孔与检查孔盖的设计 .......................................................... 55 3.8.2 通气器的结构及尺寸 .................................................................. 56 3.8.3 放油孔、螺塞和封油圈 .............................................................. 57 3.8.4 油标指示器 .................................................................................. 58 3.8.5 起吊装置 ...................................................................................... 59 3.8.6 定位销 .......................................................................................... 60 3.8.7 启盖螺钉 ...................................................................................... 61 3.9减速器主要零件的加工工艺 ................................................................. 62

3.9.1 零件图样分析 .............................................................................. 62 3.9.2 中间轴的机械加工工艺过程卡 .................................................. 63

第四章 往复式给煤机其它部件的设计 .......................................... 63

4.1 底托板的设计及校核 ............................................................................ 63 4.2 托辊的设计及校核 ................................................................................ 65

4.2.1 托辊轴的设计及校核 .................................................................. 65 4.2.2 轴承选择与校核 .......................................................................... 70

第五章 往复式给煤机的使用、安装、维护、发展趋势 .............. 71

5.1 往复式给煤机使用中存在的问题及改进措施 .................................... 71

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5.2 往复式给煤机的安装 ............................................................................ 72 5.3 往复式给煤机的维护 ............................................................................ 73 5.5往复式给煤机的发展趋势 ..................................................................... 73

结 论 ................................................................................................ 74 参考文献 ............................................................................................ 75

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第一章 概述

往复式给煤机在我国煤矿广泛应用几十年。生产实践证明,该设备对煤的品种、粒度、外在水份等适应性强,与其他给料设备相比,具有运行安全可靠、性能稳定、噪音低、维护工作量少等优点,仍不失推广使用的价值。随着煤炭工业的发展,煤矿井型不断地扩大,现有Ｋ型往复给煤机生产能力小,不能满足大型矿井的要求。因此,改进和扩大现有Ｋ型往复给煤机是完全必要的。

1.1 往复式给煤机的发展历史

给煤设备是煤矿生产系统的主要设备之一,给煤设备的可靠性,特别是关键咽喉部位给煤设备的可靠性,直接影响整个生产系统的正常运行。目前,我国煤矿使用的给煤设备主要是往复式给煤机和电振给煤机。 往复式给煤机最早研制于20世纪60年代初,70年代,在ＮＧＷ基础上,更换了驱动装置,改为Ｋ系列,并一直沿用至今。国外给煤机发展状况也与国内大相径庭,并没有更高的技术含量,但价格却是国内同类产品的4～5倍。

自20世纪60年代定型后,我国各大煤矿使用的给煤机主要是K系列的往复式给煤机。Ｋ系列给煤机共有五种型号:Ｋ-0、Ｋ-1、Ｋ-2、Ｋ-3、Ｋ-4，其技术参数（表1-1）及结构尺寸（表1-2）如下所示：

表1-1 技术参数 型号规格 K-0 K-1 K-2 K-3 K-4 曲底版行柄无烟无烟无烟无烟无烟烟煤 烟煤 烟煤 烟煤 烟煤 程 位煤 煤 煤 煤 煤 置 给料能力（t/h） 200mm 4 100 90 150 135 225 200 330 300 590 530 150mm 3 100mm 2 75 50 67 45 112 100 170 150 247 220 440 395 75 34 68 34 57 133 100 165 150 295 268 55 50 62 83 75 62 148 132 62 50mm 1 25 22 曲柄转速（r/min） 57 型号 YB160M1-8 YB160M1-8 YB160M1-8 YB160M1-6 YB160M1-6 Y160M1-8 Y160M1-8 Y160M1-8 Y160M1-6 Y160M1-6 4 720 4 720 4 720 7.5 970 JZQ-400 18.5 970 JZQ-500 电动机 功率（KW） 转速（r/min） 减速机 型号 JZQ0-350 JZQ0-350 JZQ0-350

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