【正文】 軸的設(shè)計及強度校核 ............................................................ 21 花鍵軸的受力分析 .............................................................................. 21 花鍵軸彎矩的計算和彎矩、扭矩圖的繪制 ...................................... 22 花鍵軸的強度校核 .............................................................................. 24 花鍵軸套的強度校核 ..................................................................................... 24 花鍵軸套的受力分析 .......................................................................... 24 花鍵軸套彎矩的計算和彎矩、扭矩圖的繪制 .................................. 25 花鍵軸的強度校核 .............................................................................. 27 花鍵的設(shè)計和校核 ......................................................................................... 27 花鍵軸上的花鍵選擇和校核 ............................................................... 27 花鍵軸套的花鍵選擇和校核 ............................................................... 28 4. 上密封閥的設(shè)計計算 ...................................................... 29 上密封閥液壓缸的選擇 ................................................................................ 29 上密封軸的設(shè)計和強度校核 ......................................................................... 30 上密封軸的受力分析 ........................................................................... 30 上密封軸彎矩的計算和彎矩、扭矩圖的繪制 ................................... 31 上密封軸的強度校核 .......................................................................... 32 上密封軸的鍵強度校核 ................................................................................. 33 上密封軸的軸承校核 ..................................................................................... 34 軸承的選擇 ........................................................................................... 34 ................................................................................... 35 5. 潤滑方式的確定 .............................................................. 37 第 VI 頁 潤滑的定義和潤滑方式種類 ........................................................................ 37 潤滑方式的選擇 ............................................................................................. 38 上截料閥的潤滑方式的選擇 ............................................................... 38 上密封軸的潤滑方式的選擇 .............................................................. 38 ....................................................................... 39 總 結(jié) ........................................................................... 41 致 謝 ........................................................................... 43 參 考 文 獻(xiàn) ......................................................................... 44 第 1 頁 選題的目的 高爐煉鐵是目前獲得大量生鐵的主要手段。 第 I 頁 高爐無料鐘爐頂上密封閥和 上截料閥的設(shè)計 摘要 高爐是鋼鐵冶煉的重要設(shè)備，高爐煉鐵是獲得大量生鐵的主要手段。近些年，隨著高爐設(shè)備水平的不斷提高，中、小高爐逐漸被大型、巨型高爐所代替。 鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展，推動了高爐煉鐵技術(shù)的突破。目前世界高爐的新建和改造上，均采用無料鐘爐頂新技術(shù)，無料鐘爐頂逐漸取代有料鐘爐頂成為主要的爐頂設(shè)備。 無料鐘爐頂?shù)慕M成和操作流程 高爐無料中爐頂主要由 布料器、下密封閥、 下節(jié)流閥 、料罐、上密封閥、 上節(jié)流閥 、擋料閥、 上料斗 、受料斗、 液壓站等 組成 。 19 世紀(jì)初，鐘式爐頂?shù)某霈F(xiàn)時高爐發(fā)展的一次飛躍。大小鐘的啟閉必須交錯進(jìn)行，保證裝料時煤氣密封。鐘閥式爐頂也有缺點，它仍然需要龐大而笨重的大 、 小料鐘及其料斗，爐頂高度較大，給制造 、 運輸和安裝帶來了一系列困難 [1]。無料鐘爐頂能實現(xiàn)徑向和周向布料。 3 設(shè)計上密封閥和上節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)尺寸，滿足其強度要求的同時要考慮成本，從而獲得最優(yōu)化設(shè)計方案。 圖 串罐式無鐘爐頂裝置示意圖 第 10 頁 1－上料皮帶機； 2－擋板； 3－受料漏斗； 4－上閘閥； 5－上密封閥； 6－稱量料罐； 7－下節(jié)流閥； 8－下密封閥； 9－中心喉管； 10－旋轉(zhuǎn)溜槽； 11－中心導(dǎo)料器 并罐式無鐘爐頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)：由受料漏斗、稱量料罐、中心喉管、氣密箱、旋轉(zhuǎn)溜槽等五部分組成。 設(shè)計方案的確定 上截料閥的運動分析 上截料閥的運動由一套連桿機構(gòu)和液壓缸驅(qū)動實現(xiàn)的，靠內(nèi)外球體的相對運動來達(dá)到截料 的目的，內(nèi)外球體分別由球形截料閥的花鍵軸和花鍵軸套驅(qū)動，花鍵軸和花鍵軸套分別由搖臂帶動四連桿機構(gòu)驅(qū)動的 ，而搖臂的動力是由液壓缸共給。液壓系統(tǒng)的使用可以降低爐頂?shù)母叨?，減小整個高爐的重量。上密封閥的結(jié)構(gòu)如圖 所示： 1 2 3 4 圖 上密封閥結(jié)構(gòu)圖 上法蘭組件 上密封閥座 閥板組件 曲柄 上密封閥軸承選擇方案的確定 上密封閥軸承承受較大的徑向載荷，不承受軸向載荷，同時上密封閥的軸與軸承座孔的軸線必須保持同軸線，不能有相對傾斜?；蚴褂镁o定套、拆卸筒安裝在圓柱軸上。 行程的計算 料 罐的有效容積 為 5M3 ，物料的密度為 4T/ M3。 M 因為上截料閥的內(nèi)球體的直徑為 600 mm，其中 20 mm 為內(nèi)球體與外球體的重疊量，所以內(nèi)、外球體的開口至少要達(dá)到 620 mm時物料才能順利下料，正常工作。極限位置時角度變?yōu)?129176。 =350 cos56176。 L=F3 花鍵軸的受力分析 由所選的液 壓缸的類型可知最大推力為 ，設(shè)液壓缸的最大推力全部作用在連桿上，即驅(qū)動花鍵軸的力是由液壓缸推動連桿傳遞的，在驅(qū)動力的計算中可知連桿的力臂 L= mm 傳 ,花鍵軸受力如圖 所示： F 2 F 3F 4F190 230205A B C DT 2 T 圖 花鍵軸的受力分析 設(shè) F4 為液壓缸傳遞給花鍵軸的最大力， T2 為液壓缸傳遞到花鍵軸的最大力矩，由上圖列力矩平衡方程： F4 = 200 則 F4= KN ∴ T2= F4 = = KN 第 22 頁 T2為驅(qū)動力矩 T2 = 21Tg= 21 = KN M。 M M（ C） = F4 204= 204= KN ? ca軸的計算應(yīng)力 , ? ca = 22322 321 TMDTM ??? ?? 式中： M= KN 將 d=72mm， D=78mm， φ =, z=10 代入 Hg = 2 727822 ??????? CdD mm Dm= ??2dD 752 7278 ?? mm ? jy =mgg DlzhT? 2 = 3???? ?? = MPa[? jy ] 所以該花鍵滿足強度要求 花鍵軸套的花鍵選擇和校核 選擇矩形花鍵型號選擇為： N d D B=10 125 140 20 （選擇輕系列） 強度校核公式：花鍵聯(lián)接擠壓應(yīng)力 ? jy =mgg DlzhT? 2 ≤ [? ]jy 式中： C — 倒角尺寸， C=1, 單位 mm； 其余參數(shù)同上。 上密封軸的受力分析 由所選的液壓缸的類型可知最大推力為 ，設(shè)液壓缸的最大推力全部作用在連桿上，即驅(qū)動上密封軸的力是液壓缸推動搖臂傳遞的，上密封軸受力圖如下：設(shè) F2為液壓缸的推力，則 F2 = KN； F3為液壓缸驅(qū)動閥板的力，則 F3= KN； F1 、 F4 為軸承對上密封軸的支反力，上密封軸的受力簡圖如圖 所示： 第 31 頁 F 2F 4F 1816 745165A B C DT 2 T 3F 3 圖 上密封軸受力分析圖 根據(jù)上圖，已知 F2 = KN， F3= KN， 求解 F1 、 F4 對 A 點取矩 列力矩平衡方程： M（ F1） =0 即 F2 165－ F3（ 165+816）－ F4（ 165+816+745） =0 ∴ F4= 7 4 58 1 61 6 5 )8 1 61 6 5(1 6 5 32 ?? ???? FF = 1726 ??? = KN 對 D 點取矩 列力矩平衡方程： M（ F4） =0 即 F1（ 165+816+745）－ F2（ 816+745） +F3 745=0 ∴ F1= 745816165 745)7