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滚齿的直径 d?0.005m 反过来由式(3-7)可得 l1?1.25m
有公式(3-6)和考虑到辊子与喂料机的密封性要好,得到中心距的长度为
l1?1.5m
辊子上滚齿的规格是0.005?0.125m,滚筒尺寸是0.5?0.8m。
垃圾进入垃圾旋转布料机的双棍喂料机构时,辊子会对垃圾进行加压,分裂等工作,这会极大的磨损辊子,并且垃圾中的某些物质会对辊子有腐蚀作用,再者就是由于在不断地与垃圾接触时,会因辊子局部过热可能产生裂纹。因此这就要求辊子的具有耐磨性和耐腐蚀性,所以在这里选用辊子的材料是16CrMc44,辊子上的滚齿可以通过焊接到辊子上。
3.2.3喂料斗的选择
图3-3 喂料斗
如图(3-3)是喂料斗结构,由给出的布料机的基本性能参数,知道喂料口的宽度是1000mm,因为是双棍机构,将两个辊子放入到喂料斗中,前面我们知道了滚筒直径是0.5m,考虑到辊子上滚齿和垃圾的体积以及留下足够的空间防止垃圾堵塞。所以的可以得到喂料斗的最大横截面长度
l?d滚筒?l1?2l2?2.25m
考虑到垃圾的变形(垃圾挤压会变形),可取l?2.25m
由滚筒长度l1?0.8m,则需
b?l1?0.8
这里选取布料斗宽度b?1m,所以喂料斗尺寸为2.25?1m。
因为喂料机的喂料斗与垃圾没有较大的冲击,可以选用普通钢材,如果为了保证喂料机的使用寿命,增加其耐磨性,可以在布料机的喂料斗内部涂一层耐磨耐腐蚀的金属,例如Cr等。
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3.2.4固定导料筒的选材
圾进入布料机的固定导料筒中,是做自由落体运动,正常情况下这时的垃圾和导料筒内壁的摩擦较小,但当喂料机构发生故障时,可能会加大输送的垃圾量,此时就会因垃圾过多,垃圾和内壁产生很大摩擦作用。因此在选材时,主要考虑垃圾对固定导料筒内壁的腐蚀作用同时,也需要考虑到垃圾和内壁的摩擦,所以选材时可以选择机耐腐蚀,又具有一定耐磨性的材料。
图3-4 固定导料筒的结构
由公式(2-16)可知
h0?L0cos??h?L0
式中h0是垃圾从离开旋转布料机开始到焚烧炉这段时间内垃圾下落的高度,也就是整个作抛物线的时沿z轴的下落高度,已知的有L0?0.85m,??23.7?,h?8m,代入得到
h0?8?0.85(1?cos(23.7?))?8.071m
设垃圾在导料筒内运动的高度为h1,则
h1?h2?h3?h4 (3-9)
h2——固定导料筒高度
h3——旋转体高度; h4——旋转导料筒高度;
根据实际工业生产中,需要考虑到个部件的装配问题,经修订后得到
h1?h2?h3?h4 (3-10)
由他们之间可能因装配需要有重叠部分,所以上式有实际意义。 从第二章的分析可知各个函数的关系如下 v?f(t),v1?f(v),Lx?f(v1),R?f(Lx)
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有函数的地推可得到R?f(t)
式中t——垃圾在料筒内的运动高度(h1),其他参数和第二章一样。最后可得到布料半径和时间t的关系式,再根据第二章表三和表四给出的优化设计参数可求出时间,在由公式
1v0??0.5m?0.17rad/s?0.0425m/s2
1h1?v0t?gt2
2 求得h1?1.7m
由布料机的实际工作要求和作业台的高度,取固定导料高度为h2?0.80m。 3.2.5旋转导料筒的分析和旋转体三维图
图3-5旋转导料筒图 图3-6 旋转体图
在3.2.4小节中,我们得到了总高度h1?1.7m,固定导料高度h2?0.80m,所以可以得到
h3?h4?0.9m
就是旋转导料筒和旋转体的高度之和,因为导料筒和溜槽连接,由前面计算溜槽的参数得到溜槽半径R?320mm,保证布料机正常工作,则有
R1?R?235mm
可根据实际的工作要求调整。得到h3?800mm,h4?200mm。
垃圾进入旋转导料筒时,也可以看成垃圾在旋转导料筒内和在固定导料筒内一样是
作自由落体运动。
旋转导料筒的末端会与布料机的溜槽连接,根据前面溜槽的选择是l?0.85m,为了避免因垃圾过多对溜槽造成较大的损伤或是防止因垃圾堆积而堵塞旋转布料机,不宜将
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导料筒末端尺寸设计过大或过小,当旋转导料筒末端直径过大时,由于溜槽直径一定,此时溜槽无法将多余的垃圾分散到焚烧炉中,那么过多的垃圾则会挤压溜槽和旋转导料筒以及他们的连接处,这会很大程度上损害设备,不利于经济效益;而当旋转导料筒末端的直径过小时,在布料溜槽和喂料机等其他条件不变的条件下,旋转导料筒之前的垃圾则会堆积,造成阻塞,挤压设备内壁,对设备造成无法预测的损伤,而旋转导料筒之后的部分(即布料溜槽)会因得不到足够的垃圾分散到焚烧内,这将会大大降低焚烧效率,更加不利于经济收益。
综合上述,在设计旋转导料筒时将其设计成V型,其下部和水平面的夹角为60°,末端中心口的直径r?235mm,即和溜槽的半径R?235mm一样大小。如果有必要,可以将旋转布料筒的末端尺寸适当的设计比溜槽的直径大一些,这是因为布料机在工作的过程中会磨损,而磨损最严重的就是布料机的溜槽部分。
图3-7 支架的基本结构
如图3-7是旋转布料机的支架示意图。 3.2.6齿轮的设计
齿轮在该旋转布料机中的作用是将动力传动到旋转导料筒,是布料机能够进行旋转布料传动关键零件。
因为溜槽所需要的转速是??0.0092r/s,则可以选择转速中等的电动机,这里选择电动机型号是Y100L-6,其技术数据如下表(3-2):
表3-2
电动机型号 额定功率/kw 满载转速/(r/min) 质量/kg 同步转速1000r/min,6极
Y100L-6 1.5 940 33
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图3-8锥齿轮传动 图3-9 直齿齿轮转动
因为料筒的旋转速度较小,不需要轴向力,所以选择圆柱直齿轮,就可以达到预期效果。
根据公式(3-5)求得
z1/z2?1/17.23
取其传动比
z11? z217 1.选定齿轮类型、精度等级、材料和齿数
1) 根据传动方案,选用支持圆柱齿轮转动; 2) 该传动所需的速度不高,所以选用7级精度;
3) 材料选择,由机械设计第八版表10-1选择小齿轮40Cr(调质处理),硬度为280HBS,大齿轮材料是45钢(调质),硬度为240HBS,他们材料硬度差是40HBS。 4) 这里选小齿轮齿数z1?12,大齿轮齿数z2?12?17?204。 2.根据齿轮齿面接触强度计算设计
有设计计算公式如下
KT1u?1?zE???? d1t?2.323 (3-11) ???du???H??(1)下面确定式子(3-11)中各个参数的值
1)试选载荷系数Kt?1.3;
2) 计算小齿轮的转矩得到
95.5?105PT1??9.948?104N?mm
n13) 根据机械设计表(10-7)确定齿宽系数?d?1;
4) 由式子N?60njLh(齿轮的工作应力循环次数)求得应力循环次数