论文部分内容阅读
一.产品简介
圆盘给料机，是一种能够将各种非粘性物料均匀连续地配送到预定位置，并可调节流量的给料设备。适用于冶金、煤炭、建材、化工、电力、机械等行业，可输送粉状、小块状的物料，用于准确、连续、均匀地给料与配料。当圆盘给料机停止工作时，还可以起到存仓闭锁的作用。
二.b技术背景
圆盘给料机的技术发展，大致经历了如下几个阶段：
1.1996年以前的圆盘给料机：
1.1 料仓和传动机构无密封罩；
1.2 传动多数采用伞齿轮型式；
1.3 物料的轴向重力载荷由推力轴承承担；
1.4 生产能力低。
2.1996年以后改型的圆盘给料机：
2.1 料仓与传动机构配密封罩；
2.2 改为大齿圈与小齿轮内啮合传动；
2.3 用回转支承代替推力轴承承担物料的轴向重力载荷；
2.4 生产能力相对提高。
3.改型后的圆盘给料机虽取得较好的使用效果，但仍存在一些缺陷和弊端：
3.1 内啮合结构形式导致小齿轮承受圆周力增大，因此要求匹配大尺寸的回转支承，不仅增加制造成本，而且要求与回转支承联接的各部件制造精度与密封性相应提高；小齿轮一旦出现故障，不便维修，势必影响整条生产线的连续运行。
3.2 料仓内套筒结构与转动盘盘面采用了铸造衬板，但其接触部位磨损较快，导致衬板使用寿命较短，增加了制造和运行成本。而且铸造衬板制造、维修成本高，更换不方便。
3.3 出料量不准确，不能达到要求。
三.工作原理
1.圓盘给料机依次通过传动小齿轮、回转支承，驱动转动盘回转。
2. 物料从上部料仓进料口落入内套筒，在重力、摩擦力、离心力共同作用下使物料成抛物线方向相继通过内套筒的出料口落料。
3. 圆盘上的物料随着转动盘回转，相继落入预定的传输设备中，可能有极少量的物料，从转动盘与密封罩之间的缝隙中挤出，它们将落到特别设置的密封槽中，并被转动盘底面的余料刮刀推至出料溜板。
四.设计计算书
现以两米圆盘给料机为例，计算如下：
1.用户提供数据
1.1 物料名称：炼焦用煤
1.2 料仓高度：H=50m
1.3 料柱直径：D=0.824m（作用在盘面上），因此R=0.412m
1.4 物料水分：10-12%
1.5 物料堆比重：ρ=0.75t/m3
1.6 生产能力Q=80-120t/h
2. 校核计算
作用盘面上的径压力F=π·R2·H·ρ·g
F=3.14×0.4122×50×0.75×103×10=199873 N
物料与物料自身的摩擦力忽略不计。
3.摩擦转距Mm=1/3FfD
F——压力
f——物料与盘面摩擦系数取0.3
D——物料与盘面接触圆直径m
Mm=1/3×199873×0.3×1=19987Nm
初选回转支承型号为0.11.25.900.001，减速机为KF127-YVP15-54.25。
4.校核
4.1 回转支承校核
4.1.1 轴向力 Fa=1.25F+P
不计风力，考虑25%试验负荷的载荷。
转动盘的自身产生的压力P——16000 N
Fa=1.25×199873+16000=265841 N
4.1.2 回转支承静态参照载荷
安全系数取1.5
Fa′= 265841×1.5 = 398761.5 N
M′=19987×1.5 = 29980.5 Nm
4.1.3 查看回转支承静态承载能力曲线图，静态载荷点在静态承载能力曲线Ⅰ下方，因此：
初选回转支承011.25.900.001满足要求。
4.1.4 螺栓选择GB/T5782国家标准，强度等级为8.8级。螺栓载荷点在8.8级螺栓承载能力曲线下方，因此选择8.8级螺栓满足要求。
5.减速机校核
5.1 减速机KF127-YVP15-54.25，输出扭矩M=5323 Nm ，电动机功率P=15KW。
5.2 T=5.9×5323=31405.7（Nm）>29980.5 Nm
回转支承与小齿轮速比为5.9。
减速机输出轴转数 n=5 r/mim
圆盘给料机所须功率 P′=Mm？n/9750=19987×5÷9750=10.2KW.
减速机KF127-YVP15-54.25使用安全系数2.32。
因此减速机KF127-YVP15-54.25满足要求。
6. 生产能力计算
6.1 客户要求生产能力Q=80-120 t/h
6.2 初步设计
6.2.1 出料口中心到盘面中心的位置：d=1.5m
6.2.2 转动盘最大转速： n =5r/min
6.2.3出料口横截面积： S=0.15m2
6.2 计算每小时生产能力Qi=ρ·π·d·n·S·60
Qi=0.75×3.14×1.5×5×0.15×60=159t/h
Qj>Q
因此初步设计满足客户要求。
五.主要创新点
本产品是一种全封闭、外啮合、带回转支承的新型圆盘给料机。
1.传动机构采用“密封式直齿轮外啮合传动”，其优点是：
1.1 设备承载能力提高10%；
1.2 传动采用外啮合方式，检修、维护直观、便捷；
1.3 采用回转支承结构，是因为其抗倾翻力矩大，阻力小，降低了传动力矩，运转平稳可靠。
1.4 传动机构实现全密封，有益于提高传动机构寿命、效率和保护环境；
1.5 降低了零部件的制造精度及成本。
2. 盘面采用料磨料结构，其优点是：
2.1 替代了传统的耐磨铸造衬板，不但降低制造和运行成本，还能延长内套筒寿命；
2.2 采用特殊装置，能够破碎因水分大而结成柱状的物料。
3. 料仓和传动机构为全密封，提高了设备的密封性，避免粉尘飞扬，有利于环境保护。
4. 改进了出料控制机构，通过调节出料闸门的大小，提高了给料精度，同时也可通过调节变频电机来控制出料精度。
六.经济效益
本产品不仅给企业带来可观的经济效益，更将创造令人满意的显著社会效益：
1. 改进了出料控制机构，提高了给料精度，配料系统提高了生产能力，成为国内煤化工（焦化）装备大型化、集约化技术改造的更新换代设备、进口替代设备。
2. 实现了料仓和传动机构全密封，提高了设备的密封性，没有“二次扬尘”，降低了环境污染，有利于环境保护。
3. 经用户使用证明，设备运行可靠，减少了维修费用，相应增加了使用寿命，降低了造价和维护成本，提升了企业的经济效益。
4.比其它圆盘给料机节电20%以上。
5.大批量投产，增加了税收，创造显著社会效益。
七.结束语
综上所述，本产品消除现有机型的弊端或缺陷，提高整机运行效能，特别是提高出料量精度和主要零部件的使用寿命，实现产品的升级换代；同时，降低制造和运行成本，方便维护和检修。
圆盘给料机，是一种能够将各种非粘性物料均匀连续地配送到预定位置，并可调节流量的给料设备。适用于冶金、煤炭、建材、化工、电力、机械等行业，可输送粉状、小块状的物料，用于准确、连续、均匀地给料与配料。当圆盘给料机停止工作时，还可以起到存仓闭锁的作用。
二.b技术背景
圆盘给料机的技术发展，大致经历了如下几个阶段：
1.1996年以前的圆盘给料机：
1.1 料仓和传动机构无密封罩；
1.2 传动多数采用伞齿轮型式；
1.3 物料的轴向重力载荷由推力轴承承担；
1.4 生产能力低。
2.1996年以后改型的圆盘给料机：
2.1 料仓与传动机构配密封罩；
2.2 改为大齿圈与小齿轮内啮合传动；
2.3 用回转支承代替推力轴承承担物料的轴向重力载荷；
2.4 生产能力相对提高。
3.改型后的圆盘给料机虽取得较好的使用效果，但仍存在一些缺陷和弊端：
3.1 内啮合结构形式导致小齿轮承受圆周力增大，因此要求匹配大尺寸的回转支承，不仅增加制造成本，而且要求与回转支承联接的各部件制造精度与密封性相应提高；小齿轮一旦出现故障，不便维修，势必影响整条生产线的连续运行。
3.2 料仓内套筒结构与转动盘盘面采用了铸造衬板，但其接触部位磨损较快，导致衬板使用寿命较短，增加了制造和运行成本。而且铸造衬板制造、维修成本高，更换不方便。
3.3 出料量不准确，不能达到要求。
三.工作原理
1.圓盘给料机依次通过传动小齿轮、回转支承，驱动转动盘回转。
2. 物料从上部料仓进料口落入内套筒，在重力、摩擦力、离心力共同作用下使物料成抛物线方向相继通过内套筒的出料口落料。
3. 圆盘上的物料随着转动盘回转，相继落入预定的传输设备中，可能有极少量的物料，从转动盘与密封罩之间的缝隙中挤出，它们将落到特别设置的密封槽中，并被转动盘底面的余料刮刀推至出料溜板。
四.设计计算书
现以两米圆盘给料机为例，计算如下：
1.用户提供数据
1.1 物料名称：炼焦用煤
1.2 料仓高度：H=50m
1.3 料柱直径：D=0.824m（作用在盘面上），因此R=0.412m
1.4 物料水分：10-12%
1.5 物料堆比重：ρ=0.75t/m3
1.6 生产能力Q=80-120t/h
2. 校核计算
作用盘面上的径压力F=π·R2·H·ρ·g
F=3.14×0.4122×50×0.75×103×10=199873 N
物料与物料自身的摩擦力忽略不计。
3.摩擦转距Mm=1/3FfD
F——压力
f——物料与盘面摩擦系数取0.3
D——物料与盘面接触圆直径m
Mm=1/3×199873×0.3×1=19987Nm
初选回转支承型号为0.11.25.900.001，减速机为KF127-YVP15-54.25。
4.校核
4.1 回转支承校核
4.1.1 轴向力 Fa=1.25F+P
不计风力，考虑25%试验负荷的载荷。
转动盘的自身产生的压力P——16000 N
Fa=1.25×199873+16000=265841 N
4.1.2 回转支承静态参照载荷
安全系数取1.5
Fa′= 265841×1.5 = 398761.5 N
M′=19987×1.5 = 29980.5 Nm
4.1.3 查看回转支承静态承载能力曲线图，静态载荷点在静态承载能力曲线Ⅰ下方，因此：
初选回转支承011.25.900.001满足要求。
4.1.4 螺栓选择GB/T5782国家标准，强度等级为8.8级。螺栓载荷点在8.8级螺栓承载能力曲线下方，因此选择8.8级螺栓满足要求。
5.减速机校核
5.1 减速机KF127-YVP15-54.25，输出扭矩M=5323 Nm ，电动机功率P=15KW。
5.2 T=5.9×5323=31405.7（Nm）>29980.5 Nm
回转支承与小齿轮速比为5.9。
减速机输出轴转数 n=5 r/mim
圆盘给料机所须功率 P′=Mm？n/9750=19987×5÷9750=10.2KW.
减速机KF127-YVP15-54.25使用安全系数2.32。
因此减速机KF127-YVP15-54.25满足要求。
6. 生产能力计算
6.1 客户要求生产能力Q=80-120 t/h
6.2 初步设计
6.2.1 出料口中心到盘面中心的位置：d=1.5m
6.2.2 转动盘最大转速： n =5r/min
6.2.3出料口横截面积： S=0.15m2
6.2 计算每小时生产能力Qi=ρ·π·d·n·S·60
Qi=0.75×3.14×1.5×5×0.15×60=159t/h
Qj>Q
因此初步设计满足客户要求。
五.主要创新点
本产品是一种全封闭、外啮合、带回转支承的新型圆盘给料机。
1.传动机构采用“密封式直齿轮外啮合传动”，其优点是：
1.1 设备承载能力提高10%；
1.2 传动采用外啮合方式，检修、维护直观、便捷；
1.3 采用回转支承结构，是因为其抗倾翻力矩大，阻力小，降低了传动力矩，运转平稳可靠。
1.4 传动机构实现全密封，有益于提高传动机构寿命、效率和保护环境；
1.5 降低了零部件的制造精度及成本。
2. 盘面采用料磨料结构，其优点是：
2.1 替代了传统的耐磨铸造衬板，不但降低制造和运行成本，还能延长内套筒寿命；
2.2 采用特殊装置，能够破碎因水分大而结成柱状的物料。
3. 料仓和传动机构为全密封，提高了设备的密封性，避免粉尘飞扬，有利于环境保护。
4. 改进了出料控制机构，通过调节出料闸门的大小，提高了给料精度，同时也可通过调节变频电机来控制出料精度。
六.经济效益
本产品不仅给企业带来可观的经济效益，更将创造令人满意的显著社会效益：
1. 改进了出料控制机构，提高了给料精度，配料系统提高了生产能力，成为国内煤化工（焦化）装备大型化、集约化技术改造的更新换代设备、进口替代设备。
2. 实现了料仓和传动机构全密封，提高了设备的密封性，没有“二次扬尘”，降低了环境污染，有利于环境保护。
3. 经用户使用证明，设备运行可靠，减少了维修费用，相应增加了使用寿命，降低了造价和维护成本，提升了企业的经济效益。
4.比其它圆盘给料机节电20%以上。
5.大批量投产，增加了税收，创造显著社会效益。
七.结束语
综上所述，本产品消除现有机型的弊端或缺陷，提高整机运行效能，特别是提高出料量精度和主要零部件的使用寿命，实现产品的升级换代；同时，降低制造和运行成本，方便维护和检修。