篦冷机设计说明书新

篦冷机 设计说明书 目录 摘要 . 1 . 2 第一章 绪论 . 错误 !未定义书签。 .冷机的方案分析 . 结构分析 . 机械结构总体方案与布局 . 篦冷机工作原理 . 7 题研究的内容 . 计基础 . 草图绘制 . 基 准特征，参考几何体的创建 . 伸、旋转、扫描和放样特征建 . 工程图的设计 . 装配设计 .二章机械结构的设计 . .承的设计 . 17 进电机的选型计算 .三章液压系统设计 .行元件分析 .未定义书签。 行元件类型和选择 . 速度和载荷计算 .行元件的载荷计算及变化规律 .压缸的选型计算 .速方案的选择 .压系统原理图的确定 .压系统总成计算 .未定义书签。 载分析 .未定义书签。 择基本回路 . 液压元件选择 .四章 篦冷机各部分强度的校核 . .承强度的校核 . 24 管强度的校核 . 24 动轴强度的校核 . 25 第五章篦冷机 制系统的设计 .介 .定义 . .组成 .中央处理单元 .存储器 .输入输出单元 .通讯接口 .智能接口模块 .编程装置 .电源 .用途 .发展趋势 .选型及硬件配备 .输入输出方式的选择 .输入输出的地址分配 .电气控制系统硬件线路设计 .冷机 1件系统的设计 .论 . 41 致谢 . 42 参考文献 . 42 摘 要 篦式冷却机 (以下简称篦冷机 )是水泥厂烧成系统中的一个极其关键的设备 ,其功能是冷 却、输送熟料同时具有高冷却效率、高热回收率和高运转率。篦冷机接受来自回转窑的高温熟料 ,在冷却热回收过程中 ,在篦床的高温热端区采用高效控制流技术充分考虑料层的阻力及分布利用区域可调方式对熟料进行 冷却 ,提高了熟料的骤冷效果和二、三次风温度 ,降低了出料温度 ,且热回收效率 和设备的运转率也得到了提高 ,确保了烧成系统的稳定性和高运转率。 篦冷机主要由固定篦床、供风管路系统、传动轴组件、上下壳体、活动篦床、密封板、挂链装置、出料口装置、篦护板、干油集中润滑系统、液压传动装置、熟料破碎机、托轮装置、挡轮装置、喷装置、 空气炮装置、灰斗锁风阀、风机、自动控制和报警装置等组成。 本文主要进行了 篦冷机 的总体结构设计和 液压 设计。 篦冷机 的机械结构由液压油 缸、 旋转关节 和 篦床等 组成，可按预定轨迹运动 。液压 部分的设计主要是选择合适的控制阀，设计合理的 液压 控制回路，通过控制和调节 液压 缸压缩空气的压力、流量和方向来使 液压 执行机构获得必要的力、动作速度和改变运 动方向，并按规定的程序工作。 本文详细介绍了运用 3D 机械设计软件的标准）进行 篦冷机的设计。由于 件无论对零件设计，还是对整个机构设计都起 了一个模拟仿真的作用，在 件中，我们可以直观，清楚地了解整个设计的外形，运作甚至是材料的分析。借助 产品更快地投入市场。 供无与伦比的性能和价值，它是技术创新的领先者，并且还拥有最大的用户群。没有其他 统可以帮助您快速准确地完成产品设计工作。 本文先对 件作出简介，对此三维软件作出一系列的说明，而后对 篦冷机设备 进行介绍 ，并结合 件，将二者融会贯通 。 通过 二维的 三维的 备 ，大大地提高了设计的效果和效率，避免了工程师们在现实中出现的错误，切切实实地展现出三维软件的强大性能。 关键词 ： 篦冷机 ； 液压 缸； 设备 。 is a to do to a to or It in to in to in is of of it to on of of is to a by of to it of in It in to in to in of of be be by of of 第一章 绪论 机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装 备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。 机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，都需要机械工程的服务。概括说来，现代机械工程有五大服务 领域：研制和提供能量转换机械、研制和提供用以生产各种产品的机械、研制和提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、研制和提供各种机械武器。 不论服务于哪一领域，机械工程的工作内容基本相同，主要有 ： 建立和发展机械工程的工程理论基础。例如，研究力和运动的工程力学和流体力学；研究金属和非金属材料的性能，及其应用的工程材料学；研究热能的产生、传导和转换的热力学；研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学；研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属 工艺学等等。 研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和将来的需要。 机械产品的生产，包括：生产设施的规划和实现；生产计划的制订和生产调度；编制和贯彻制造工艺；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材料定额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行有效的控制。机械制造企业的经营和管理。机械一般是由许多各有独特的成形、加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品 。 生产批量有单件和小批，也有中批、大批，直至大量生产 。 销售对象遍及全部产业和个人、家庭 。 而且销售量在 社会经济状况的影响下 ， 可能出现很大的波动。因此，机械制造企业的管理和经营特别复杂，企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。 机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。 机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。 研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境 污染，和自然资源过度耗费方面的问题，及其处理措施。这是现代机械工程的一项特别重要的任务，而且其重要性与日俱增。机械的种类繁多，可以按几个不同方面分为各种类别，如：按功能可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械等；按工作原理可分为热力机械、流体机械、仿生机械等。另外，机械在其研究、开发、设计、制造、运用等过程中都要经过几个工作性质不同的阶段 。 按这些不同阶段，机械工程又可划分为互相衔接、互相配合的几个分支系统，如机械科研、机械设计、机械制造、机械运用和维修等。 这些按不同方面分成的多种分支学科系统互相交叉，互相重叠，从而使机械工程可能分化成上百个分支学科。例如，按功能分的动力机械，它与按工作原理分的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力机械、核动力装置、内燃机、燃气轮机，以及与按行业分的中心电站设备、工业动力装置、铁路机车、船舶轮机工程、汽车工程等 都 有复杂的交叉和重叠关系。船用汽轮机是动力机械，也是热力机械、流体机械和透平机械，它属于船舶动力装置、蒸汽动力装置，可能也属于核动力装置等等。 19 世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它 一般还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程， 19 世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。进入 20 世纪，随着机械工程技术的发展和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。这种分解的趋势在 20 世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。 由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很 差。封闭性专业的专家 们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。因此自 20 世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。 械工程以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性为目标来研制和发展新的机械产品。在未来的时代，新产品的研制将以降低资源消耗，发展洁净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。 机械可以完成人用双手和双目，以及双足、双耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好。现代机械工程创 造出越来越精巧和越来越复杂的机械和机械装置，使过去的许多幻想成为现实。 人类现在已能上游天空和宇宙，下潜大洋深层，远窥百亿光年，近察细胞和分子。新兴的电子计算机硬、软件科学使人类开始有了加强，并部分代替人脑的科技手段，这就是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的影响，而在未来年代它还将不断地创造出人们无法想象的奇迹。 人类智慧的增长并不减少双手的作用，相反地却要求手作更多、更精巧、更复杂的工作，从而更促进手的功能。手的实践反过来又促进人脑的智慧。在人类的整个进化过程中，以及在每个人的成长过程中，脑与手是互相 促进和平行进化的。 人工智能与机械工程之间的关系近似于脑与手之间的关系，其区别仅在于人工智能的硬件还需要利用机械制造出来。过去，各种机械离不开人的操作和控制，其反应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和神经系统的限制，人工智能将会消除了这个限制。计算机科学与机械工程之间的互相促进，平行前进，将使机械工程在更高的层次上开始新的一轮大发展。 19 世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程， 19 世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。进入 20 世纪，随着机械工程技术 的发展和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。这种分解的趋势在 20 世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。 由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化 是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。因此自 20 世纪中 、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。 综合 再综合的反复循环，是知识发展的合理的和必经的过程。不同专业的专家们各具有精湛的专业知识，又具有足够的综合知识来认识、理解其他学科的问题和工程整体的面貌，才能形成互相协同工作的有力集体。 综合与专业是多层次的。在机械工程内部有综合与专业的矛盾；在全面的工程技术中也同样有综合和专业问题。在人类的全部知识中，包括社会科学、自然科学和工程技术，也有处于更高一层、更宏观的综合与专业问题。 篦冷机 是近几 十年发展起来的一种高科技 半 自动化生产设备。 篦冷机 的是工业机器人的一个重要分支。尤其体现了人的智能和适应性。 篦冷机 作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。 题的来源与研究的目的和意义 现代工业 篦冷机 起源于 20 世纪 50 年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化产品。 篦冷机 首先是从美国开始研制的。 1958 年美国联合控制公司研制出第一台篦冷机 。日本是工业 篦冷机 发展最快、应用最多的国家。自 1969 年从美国引进二种典型 篦冷机 后，大力研究 篦冷机 的研究。据报道， 1976 年从事 篦冷机 的研究工作的大专院校、研究单位多达 50 多个。 1979 年 120 多个大学和国家研究部门用在 篦冷机 的研究费用 42%。 1979 年日本 篦冷机 的产值达 443 亿日元，产量为 14535 台。其中固定程序和可变程序约占一半，达 222 亿日元，是 1978年的二倍。具有记忆功能的 篦冷机 产值约为 67 亿日元，比 1978 年增长 50%。智能 篦冷机 约为 17 亿日元，为 1978 年的 6 倍。截止 1979 年， 篦冷机 累计产量达 56900 台。在数量上已占世界首位，约占 70%，并以每年 50% 60%的 速度增长。使用 篦冷机 最多的是汽车工业，其次是电机、电器。预计到 1990年将有 55 万机器人在工作。 第三代 篦冷机 则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统 柔性制造单元 (重要一环。 随着 篦冷机的 研究制造和应用的扩大，国际性学术交流活动十分活跃，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。 冷机 的 方案分析 为了使 篦冷机 的通用性 更强，把 篦冷机 的 篦板做成容易加工铸造的铸铁， 结构设计成可更换结构，当 篦冷机所输送的物料有不同时，可以使用张紧滚筒来调节输送线的张紧，这样在不同在情况下，直接通过更换篦板和调整张紧装置就能够很好地解决问题。 构分析 篦冷机对 经回转窑煅烧出的高温熟料 (1300 1400 )通过热端控制流篦板进行急速冷却 ,由于采用了高效控制流技术 ,充分考虑料层的阻力及分布 ,利用区域可调方式对熟料进行冷却 ,冷从而使却空气分布更加均匀 ,熟料骤冷效果好 ,保证了熟料的充分冷却 ,出料温度的降低 ,热回收效率的提高 ,并对烧 成熟料的适应性强。 控制流篦板冷却空气的进入过程 :风机 汇风箱 各支管 各支管调节阀 固定 充气横梁 各控制流篦板单元 熟料层。在各风室设置了 “密封 ”风机 ,以防止熟料 层内的冷却风回窜至各风室中 ,并冷却和减少各篦板相互间的漏料。 高温熟料从热端篦床推进至后续篦床 ,冷却至环境温度 +65 ,并经熟料破碎机碎至 25 90%以上 )以便输送、储存和粉磨。同时 ,风机鼓入的冷却风经热交换吸收熟料中的热能后作为二次风入窑、三次风入分解炉 ,还可作为生料或煤烘干用风 ,其余的废气经收尘后排入大气。 由篦板相互间篦缝漏下 的细熟料经灰斗锁风阀排出，由下部输送设备输送 入库。 械结构总体方案与布局 篦冷机的液压 回路的设计主要是选用合适的控制阀，通过控制和调节各个液体 压缩的压力、流量和方向来使 液压 执行机构获得必要的力、动作速度和改变运动方向，并按规定的程序工作， 设计出的方案布局图如下图 所示。 篦冷机总体方案与布局图 此次 设计的 篦冷机 完成各个运动的 液压缸 只有完全伸出和完全缩回两个状态，选择两位五通换向阀控制各个气缸的运动方向，气缸的进出口回路各设置一个 单向节流阀，通过控制进出口空气流量的大小来控制气缸执行器动力的大小和运动速度。设计中采用 制 篦冷机 实现各种规定的预定动作，既可以简化控制线路，节省成本，又可以提高劳动生产率。 冷机工作原理 在 篦床的高温热端区采用定型式的控制流阶篦板 ,从而降低了热端篦床的机械 故障率 ,保证了篦冷机的正常运而对于其易于堆积热熟料的情况 ,除通过调节冷却风量来控制外还在端部加设空气炮清理积料 ,以保证设备运转的稳定性安全性。采用高阻力、高气流穿透性能好的 能相对低料层阻力变化的影响 ,保持 供风 系统的有效稳定工作 ,确保熟料的冷却效果 ,并有利于消除 “ 红河 ” 现象。另外面 能得到充分的冷 ,少了板的损 ,成倍延长篦板的使用寿命 ,且篦板的安更换较方便 ,从而全面提高了系统的运转率。 3)采用高强度、高抗热变形能力的新型供风梁结构 ,其冷却效率和热回收效率高 ,避免了风 室间 的漏窜风。另采用高阻低漏料篦板 ,既减少了漏料量 ,又增了篦板的通力 ,从而降低了由于料层不均匀而产的阻力的影响采用新型液压传动系统，使得篦稳可。 篦冷机篦床漏下的细料汇集在下部灰斗中，灰斗锁风阀开启由料位仪控制，排除 细料由下部输送设备带走 。 6)篦冷机的废气排放口配备有喷水装置用以降低过热的废气温度以保护收尘器等 。 7） 篦冷机出料端配备有挂链装置 ,避免破碎机将大块熟料破碎后抛回篦床过远而损坏 篦板 ,减少不必要的再循环冷却和保护壳体 。 8)篦冷机主体各润滑点采用干油站集中润滑系统进行润滑 ,破碎机的各润滑点采用人 工定期润滑。 9)为了保证篦冷机的性能及正常操作 ,通过床的速度来控制料层度及阻力、控制 冷却风机的恒定冷却供风量及余风 、 放的控制 (根据窑头负压变化保持来自篦冷机的二次风量和排除过剩空气 )另外还设置有篦板的测温及报警装置 (报警温度设定在200 250 范围 ),漏料输送部分的断链报警装置及锁风阀控制装置 ,熟料破碎机主轴承测温及报警装置 ,主传动电载保护装置 ,风风量、风压、风门开度及二次风次风和气温度等操作监控装置 ,料层状况的电视监测装置 ,为设备的正常工作提供了可靠的保障。 题研究的内容 本论文主要研究运用 篦冷机 进行设计。在设计过程中，了解 司成立于 1993 年，由 司的技术副总裁与 司的副总裁发起，总部位于马萨诸州的康克尔郡（ 。 当初的目标是希望在每一个工程师的 桌面 上提供一套具有生产力的实体模型设计系统。从 1995年推出第一套 维机械设计 软件 至今已经拥有位于全球的办事处，并经由300 家经销商在全球 140 个国家进行销售与分销该产品。 1997 年 ， 法 国 达索（ 司收购，作为达索中端主流市场的主打品牌。件是世界上第一个基于 发的三维 统 。 由于技术创新符合 术的发展潮流和趋势， 司于两年间成为 业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得 创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在 1995获得全球微机平台 从 1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖 。 其中仅从 1999年起， 美国 权威的 业杂志 年授予 佳编辑奖，以表彰 力和简明。至此， 定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它， 设计师 大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。 由于 色的技术和市场表现，不仅成为 业的一颗耀眼的明星，也成为 华尔街 青睐的对象。终于在 1997 年由法国 达索公司 以三亿一千万美元的高额市值将 资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了 购后的 为 业一家高素质的专业化公司 。 由于使用了 术、直观式设计技术、先进的 核（由 剑桥 提供）以及良好的与 第三方软件 的集成技术 。 为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的 件使用许可约 28 万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日 用品 /消费品、离散制造等分布于全球 100多个国家的约 3 万 1千家企业。在教育市场上，每年来自全球 4， 300所教育机构的近 145， 000名学生通过 据世界上著名的人才 招聘 网站检索，与其它 3D 件 相比， 关的招聘广告比其它软件的总合还要多， 这一事实 说明了越来越多的工程师 和设计者使用 维软件 ，越来越多的企业 需要 才。 件功能强大， 易于操作，界面人性化， 技术创新 ， 组件繁多是 五 大 特点 。 使得 维软件 成为 目前全球 领先的三维 设计时 能够 为用户 提供不同的设计方案 ，通过方案的筛选，工程师能从中选择合适的方案，从而在 设计过程中 降低设计的 错误以及提高产品质量。在目前市场上所见到的三维 决方案中， 设计过程比较简便 又通俗易懂 的软件之一。 它 不仅提供如此 人性化 的 系统 ，同时对每个工程师和设计者 ，乃至整个机械行业提供了良好的发展基础。 件是世界上第一个基于 发的三维 统，由于技术创新符合 术的发展潮流和趋势， 司于两年间成为 业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在 1995 1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其中仅从 1999年起，美国权威的 佳编辑奖，以表彰 创新、活力和简明。至此，定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师 大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。由于 色的技术和市场表现，不仅成为 业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在 1997 年由法国 达索公司 以三亿一千万美元的高额市值将 资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了 业的世界纪录。并购后的 为 业一家高素质的专业化公司， 维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的 由于使用了 观式设计技术、先进的 （由 剑桥 提供）以及良好的与 第三方软件 的集成技术， 为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的 件使用许可约 28 万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品 /消费品、离散制造等分布于全球 100多个国家的约 3 万 1千家企业。在教育市场上，每年来自全球 4， 300所教育机构的近 145， 000名学生通过 据世界上著名的人才网站检索，与其它 3D 统相比，与 关的招 聘广告比其它软件的总和还要多，这比较客观地说明了越来越多的工程师使 用来越多的企业雇佣 才。据统计，全世界用户每年使用500万小时。 在美国，包括 麻省理工学院 （ 斯坦福大学 等在内的著名大学已经把 内的 一些大学（教育机构）如 哈尔滨工业大学 、 清华大学 、 浙江工业大学 、 浙江大学 、 华中科技大学 、 北京航空航天大学 、 大连理工大学 、北京理工大学 、 武汉理工大学 等也在应用 行教学。 件功能强大，组件繁多。 学易用和技术创新三大特点，这使得 为领先的、主流的三维 决方案。 够提供不同的设计方 案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。 仅提供如此强大的功能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。 现今社会阶段逐渐广泛应用，并且 司对中国市场重点开发，日后 用将会更加完善，更加普遍。通过前文对 后会对 建模，装配，工程图，力学分析等。 计基础 熟悉 工作环境；了 解 命令，掌握在 作环境中文件的打开、保存、导入等基本操作，掌握三维建模流程。 图绘制 掌握点、直线、矩形、弧度圆等基本图形的绘制方法；掌握样条、文字等高级几何图形的绘制方法；理解集合约束的概念并在草图绘制中熟练应用几何约束；熟练应用阵列、实体转换等草图绘制工具；能综合应用各种草图绘制实体和利用草图绘制工具完成草图绘。 准特征 清楚明白基于特征的建模方式、参数化思想等概念；灵活运用各种建立基准点的 方法；灵活运用各种建立 基准轴方法；灵活运用各种建立基准面的方法；灵活运用坐标系的建立方法；能根据建模需要综合应用各种参考几何体。 转、扫描和放样特征建模 灵活运用拉伸特征的概念与建立方法；灵活运用旋转特征的概念与建立方法