【文章內(nèi)容簡介】 和主軸之間的法蘭為不銹鋼件，且法蘭與滾筒焊接在一起，再用不銹鋼螺釘將法蘭和端蓋聯(lián)接。 選取非磁滾筒的直徑為 D=1000mm，長度 L=2200mm。 （ 2）法蘭尺寸的選取 與滾筒焊接的法蘭選用不銹鋼材料，其外徑為 990mm，內(nèi)徑 930mm，厚度 10mm。圓周上均勻分布 8 個螺紋孔，用于連接滾筒端蓋，選用的螺栓 為 M10。法蘭的結(jié)構(gòu)如圖 14所示。 （ 3）端蓋尺寸的選取 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 端蓋選用不銹鋼材料，其外徑為 990mm，厚度為 10mm。端蓋上與法蘭上一樣，加工 8個相同的螺紋孔，兩者之間放置一個密封圈，用于與法蘭相連接。端蓋的具體結(jié)構(gòu)尺寸如圖 15 所示。 圖 11 磁鐵 mag 圖 12 磁鐵分布情況 Fig12 Mag distribution 石瑞瑞：選煤廠用磁選機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 圖 13 磁鐵支架的結(jié)構(gòu)尺寸 Fig13 Mag holder structure size 圖 14 法蘭 Fig12 flange 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 15 端蓋 Fig15 end cover 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及尺寸確定 根據(jù)軸上磁鐵的布置、拆裝和定位的需要，在根據(jù)相似型號的磁選機(jī)的具體結(jié)構(gòu)選擇軸上各段直徑、長度及結(jié)構(gòu)，如圖 16所示。 按照軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計及以上關(guān)于磁鐵和磁鐵支架的尺寸設(shè)計， 磁鐵和支架均勻分布在方軸上，方軸兩端的磁鐵與方軸兩端的距離均為 10mm,并且每個磁鐵支架之間距離 10mm。根據(jù)這樣的尺寸設(shè)計，此方軸上可以分布 19 組這樣的磁鐵支架。 圖 16 主軸 Fig16 principal shaft 軸的強(qiáng)度校核 由于此軸不發(fā)生轉(zhuǎn)動，也就是說軸只承受彎矩，所以只校核此軸的抗彎強(qiáng)度和軸頸突變處的抗剪切強(qiáng)度是否合格即可。 計算軸所承受的力 查閱相關(guān)資料得知： 石瑞瑞：選煤廠用磁選機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 12非導(dǎo)磁不銹鋼的密度為 ?不銹鋼?天然磁鐵的密度大約為 ?磁鐵? 5g/cm3 Q235 的密度為 ?235Q? 天然磁鐵支架的質(zhì)量 3433 mV ???方形 ? ? 341 mV ?????長方形 ? ? 342 6 0101 0 0 mV ?????長方形 ? ? ? ?2222 4304506521100430460652180100 ???????????? ??空扇形扇形 SSV 3433 8 4 3 0 6 73 4 9 5 0 2 2 mmmmm ????? 扇形長方形長方形方形支架 VVVVV ???? 21 4444 ???? ???????? m??? kgVM Q 33235 ?????? 支架支架 ? 天然磁鐵的質(zhì)量 ? ? 3322 mV ?????? ?磁鐵 kgVM 33 ?????? 磁鐵磁鐵磁鐵 ? 不銹鋼滾筒的質(zhì)量 ? ? 322 mV ??? ?滾筒 kgVM 33 ?????? 滾筒不銹鋼滾筒 ? 法蘭的質(zhì)量 ? ?kgVMmV333322??????????法蘭不銹鋼法蘭法蘭 ?? 端蓋的質(zhì)量 kgVMmV23322???????????端蓋端蓋端蓋端蓋 ?? 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 校核軸的強(qiáng)度 軸的計算簡圖如圖 17 所示： 圖 17 軸的計算簡圖 Fig16 The calculation diagram of shaft （ 1）根據(jù)前邊計算，此軸上的受力情況 (軸的計算簡圖 b） ? ? gMgMMFF EyCy 滾筒法蘭端蓋 21???? ? ? 3 ???????? ? ? ? ? NgMMF Dy 5 7 3 ???????? 支架磁鐵 （ 2）求垂直面內(nèi)的支撐反力 由平衡方程： ? 0?BM 與 0??F 得軸的 A端和 B 端的支撐反力分別為： ? ? ? ?4321 443432 llll lFllFlllFF EyDyCyAy ??? ?????? 石瑞瑞：選煤廠用磁選機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 14 ? ? ? ?31010751075165 ??? ????????? ? AyEyDyCyBy FFFFF ???? ????? （ 3）求 C點的彎矩 mmNlFM AyC ?????? 9 3 5 8 3 71 6 1 7 3 21 ? ? ? ?322432 llFlFlllFM EyDyByC ??????? ? ? ? ? ????????? mmN ??1935833 （ 4）求 D點的彎矩 ? ? ? ? 1 7 3 2221 ????????? lFllFM CyAyD mmN ?? 5680224 ? ? ? ? 0 5 0 4343 ????????? lFllFM EyByD mmN ?? （ 5）求 E點的彎矩 ? ? ? ? 332321 lFllFlllFM DyCyAyE ??????? ? ? ? ? 1 0 7 55 7 3 81 0 7 51 0 7 2 4 91 0 7 51 0 7 51 6 1 7 3 2 ????????? mmN ?? mmNlFM ByE ?????? 2 5 6 2 5 53 1 0 5 0 44 （ 6）作彎矩圖（軸的計算簡圖 c） 此軸選用 45鋼，正火處理，查表可得： 45 鋼的彎曲疲勞極限 MPa275lim ?? ，取安全系數(shù) ?S 此軸的許用彎曲應(yīng)力 ? ? MP aS ??? ?? 由彎矩圖可以看出來，軸上 D點處所受的彎矩最大，所以應(yīng)當(dāng)驗算 D點的彎曲強(qiáng)度。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 軸上的 D 點處的橫截面為 8080? 的正方形。 其抗彎截面系數(shù)為 6 80806 221 ???? bhW z 此處的最大彎曲正應(yīng)力 ? ??? ???? MP aWM zD 80 21911m a x 所以 D點處的強(qiáng)度合格。 軸上 E點處軸徑較小，且橫截 面形狀為圓形的軸抗彎能力差，故驗算 E點的彎曲強(qiáng)度。 軸上的 E 點處的橫截面為 75? 的圓形。 其抗彎截面系數(shù)為 332 ???? dW z ? 此處的最大彎曲正應(yīng)力 ? ??? ???? MP aWM z E 417 562 5522m a x 所以在 E 點處軸的強(qiáng)度合格。 由于在軸徑突變處，軸容易被剪斷，故應(yīng)該校核在軸徑突變處的剪切強(qiáng)度，查表可得： 材料的屈服強(qiáng)度 MPaS 360?? ，取安全系數(shù) ?Sn 此軸的許用切應(yīng)力 ? ? MP an SS ??? ?? 在軸的左端由圓軸向方軸突變的橫截面處的剪力 NFFF CyAyS 4 8 2 4 1 7 3 2 ????? 此處的剪應(yīng)力 ? ???? ??????? MP adFAF SS 22 在軸的右端有圓軸向方軸突變的橫截面處的剪力 NFFF EyByS 2 5 2 4 0 5 0 439。 ????? 此處的剪應(yīng)力 ? ???? ?????? MP adFAF SS 2239。39。39。 所以在軸徑突變處，軸的強(qiáng)度合格。 石瑞瑞：選煤廠用磁選機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 162 選煤廠用磁選機(jī)傳動部分的設(shè)計及選用 傳動方案的分析與選擇 磁選機(jī)的動力部分是電動機(jī)，經(jīng)過減速器將動力傳遞給小鏈輪，再由鏈傳動帶動滾筒的旋轉(zhuǎn)，磁選機(jī)開始工作。綜合考慮各方面因素，初步選 定傳動部分的參數(shù)如下。 電動機(jī)的選擇 選擇電動機(jī)包括選擇電動機(jī)類型、結(jié)構(gòu)、功率、轉(zhuǎn)速和型號。工業(yè)上一般采用三相交流電動機(jī)， Y 系列三相交流異步電動機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、維護(hù)方便等特點。一般用于空氣中不含易燃、易炸或腐蝕性氣體的場所。適用于電源電壓為 380V 無特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)、各種運輸機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。故在本輸送機(jī)的設(shè)計中優(yōu)先考慮。電動機(jī)的結(jié)構(gòu)有開啟式、防護(hù)式、封閉式和防爆式。在此可選用封閉式的電動機(jī)。綜合考慮各因素可選用 Y系列全封閉式自扇冷式籠型三相異步電動機(jī)。 同一 功率的異步電動機(jī)有同步轉(zhuǎn)速 3000、 1500、 1000、 750 r/min 等幾種。一般來說，電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速愈高，磁極對數(shù)少，外闊尺寸小、價格低；反之，轉(zhuǎn)速愈低，外闊尺寸愈大，價格愈高。 由于工作機(jī)磁輥的轉(zhuǎn)速很低，所以不易選用高速電動機(jī)，一般應(yīng)選擇同步轉(zhuǎn)速為 1000 或 1500 r/min 的電動機(jī)，這次選擇同步轉(zhuǎn)速為 1000 r/min。 選擇的原則：功率選得過小，不能保證工作機(jī)的正常工作或使電動機(jī)長期過載而過早損壞；功率選得過大，則電動機(jī)價格高，且經(jīng)常不在滿載下運行，而且功率因數(shù)很低，造成浪費。 本次設(shè) 計的是選煤廠用磁選機(jī)，動力部分的主體是一個三相異步電動機(jī)，經(jīng)由一減速器后將動力輸入給一個鏈傳動結(jié)構(gòu)，再由鏈輪帶動滾筒做回轉(zhuǎn)運動。此處選擇非導(dǎo)磁不銹鋼滾筒的直徑為 1000mm，由于電動機(jī)輸出的功率主要是用于滾筒的轉(zhuǎn)動，而滾筒轉(zhuǎn)動過程中要克服其自重和鋼管與軸之間的摩擦，滾筒的轉(zhuǎn)速很小，所需的功率都不大。根據(jù)工作條件，選取鏈傳動的主動輪的有效功率P=。 傳動裝置的總效率 23221 ????? （ 21） 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 查表，確定各部分的效率如下： 彈性聯(lián)軸器的效率 ?? 一對滾動軸承的效率 ?? 閉式齒輪傳動的效率 ?? 故 9 1 3 22 ????? 所需電動機(jī)的輸出功率 kwPP r ??? ? （ 22） 所以根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊選定電動機(jī)的型號： Y112M6。其主要性能數(shù)據(jù)列表如表 21 所示： 表 21 電動機(jī)的主要性能參數(shù)表 Table of the main performance parameters of the motor 電動機(jī)的額定功率 P0 電動 機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 n0 940r/min 電動機(jī)軸伸直徑 D 28mm 電動機(jī)軸伸長度 E 60mm 減速器的選擇 減速器，又稱減速箱，它是具有恒傳動比 i的獨立的閉式傳動部件，一般裝設(shè)在機(jī)器的原動機(jī)與工作之間，用來降低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)增大扭矩，在某些情況下，也有用來增高轉(zhuǎn)速的稱為增速器。 它可以分為臥式和立式，也可以分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、蝸桿減速器等，下面著重介紹圓柱齒輪減速器。 圓柱齒輪減速器： 當(dāng)傳動比在 8 以下時，可采用單級圓柱齒輪減速器。大于 8時，最好選二級和二級以上的減速器。二級和 二級以上的圓柱齒輪減速器的傳動布置形式有展開式、分流式和同軸式等數(shù)種。 展開式最簡單，但由于齒輪兩側(cè)的軸承不是對稱布置，因而將使載荷沿齒寬分布不均勻，且使兩邊的軸承受力不等。 石瑞瑞：選煤廠用磁選機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 18在分流式減速器中，由于齒輪兩側(cè)的軸承對稱布置，而且受載大的低速級又正好位于兩軸承中間，所以載荷沿齒寬的分布情況顯然比