绪论 1.型煤概况 随着机械化采煤程度的提高，产生了大量的粉煤。粉煤的市场价值很低，造成大量的积压。市场对型煤的需求量较大，型煤技术有很大的市场空间。同时生产型煤的原料煤的质地不受限制。 2.成型设备概况 成型设备是型煤生产中的关键设备,选择成型设备应以原煤的特性，型煤的用途及成时压力等诸多因素为基矗目前工业上应用最广的是对辊式成型机。另外,还有冲压式成型机,环式成型机和螺旋式成型机等 3.对辊成型机概况 对辊成型机可用于成型、压块和颗粒的高压破碎，它的给料系统和辊面的设计要根据使用要求来设计。下面就对辊成型机在成型方面的应用进行描述。 对辊成型机主要包括以下几个主要部件： 3.1同步齿轮传动系统 对辊成型机的同步齿轮传动系统由包括两个同步齿轮在内的减速器，安全联轴器等组成。安全联轴器是一个能自动复位的机构，它可以在正常工作时驱动转距的1.7～1.9倍范围内调整。最主要的是，同步齿轮和齿轮联轴器的连接保证了提供给型辊完全均匀的线速度。 3.2成型系统 对辊成型机的最主要部分是型辊。由于成型压力大，直径大，所以采用八块型板拼装的方式，辊芯由铸钢材料铸造而成，型板由强度高的耐磨材料制造。 3.3液压加载系统 液压加载系统用于提供压力迫使浮辊向被压实的物料和固定辊靠近。为满足特殊的工作需要，压力的高低和大小可以自由调整。压力的梯度随间距的变化而升高，通过改变液压储能器中氮的分压可以在很大范围内调整压力的梯度。在其他尖硬物料被压入压辊的间隙时液压系统也用作安全装置。 1.电机选型及传动比计算 1.1选择电动机 1.1.1选择电动机的类型和结构形式 按工作条件和要求，选用一般用途的Y系列三相异步电动机，为卧式封闭结构。 1.1.2选择电动机的容量 辊子转速：
n=8~10r/mi
n 辊子圆周速度：v=0.4~0.5m/s ω=
nπ/30 v=ωr 目录 绪论1 1.电机选型及传动比计算2 1.1选择电动机2 1.1.1选择电动机的类型和结构形式2 1.1.2选择电动机的容量2 1.2计算传动装置的总传动比并分配各级传动比3 1.2.1传动装置的总传动比3 1.2.2分配各级传动比3 2.V带设计计算4 2．1确定计算功率4 2．2选择带型4 2．3确定带轮基准直径4 2．4验算带的速度5 2．5初定中心距5 2．6确定基准长度5 2．7确定实际轴间距6 2．8验算小带轮包角6 2．9单根V带的基本额定功率6 2．10单根V带的功率增量6 2．11V带的根数6 2．12单根V带的预紧力7 2.13带轮的结构7 2.13.1小带轮的结构7 3．基本参数计算8 各轴的转速、传递功率、转矩8 4．同步齿轮减速箱齿轮的设计计算9 4.1I轴齿轮设计计算9 4.1.1选择齿轮材料9 4.1.2初定齿轮主要参数9 4.1.3校核齿面接触疲劳强度12 4.2Ⅱ轴齿轮设计计算14 4.2.1选择齿轮材料14 4.2.2初定齿轮主要参数14 4.2.3校核齿面接触疲劳强度17 4.3Ⅲ轴齿轮设计计算19 4.3.1选择齿轮材料19 4.3.2初定齿轮主要参数19 4.3.3校核齿面接触疲劳强度22 4.4Ⅳ轴齿轮设计计算24 4.4.1选择齿轮材料24 5．同步齿轮减速箱轴的设计计算29 5.1Ⅰ轴的设计计算29 5.1.1选择轴的材料29 5.1.2初步估算轴的的直径29 5.1.3轴上零部件的选择和轴的结构设计29 5.1.4轴的受力分析30 5.1.5轴的强度计算32 5.2Ⅱ轴的设计计算33 5.2.1选择轴的材料33 5.2.2初步估算轴的的直径33 5.2.3轴上零部件的选择和轴的结构设计33 5.2.4轴的受力分析34 5.2.5轴的强度计算37 5.3Ⅲ轴的设计计算38 5.3.1选择轴的材料38 5.3.2初步估算轴的的直径38 5.3.3轴上零部件的选择和轴的结构设计39 5.3.4轴的受力分析39 5.3.5轴的强度计算44 5.4Ⅳ轴的设计计算44 5.4.1选择轴的材料44 5.4.2初步估算轴的的直径44 5.4.3轴上零部件的选择和轴的结构设计45 5.4.4轴的受力分析45 5.5.5轴的强度计算53 6.同步齿轮减速箱轴承的校核54 6.1I轴轴承的校核54 6.1.1计算轴承支反力54 6.1.2轴承的派生轴向力54 6.1.3轴承所受的轴向载荷54 6.1.4轴承的当量动载荷55 6.1.5轴承寿命55 6.2II轴轴承的校核55 6.2.1计算轴承支反力56 6.2.2轴承的派生轴向力56 6.2.3轴承所受的轴向载荷56 6.2.4轴承的当量动载荷56 6.2.5轴承寿命57 6.3III轴轴承的校核57 6.3.1计算轴承支反力57 6.3.2轴承的派生轴向力57 6.3.3轴承所受的轴向载荷57 6.3.4轴承的当量动载荷58 6.3.5轴承寿命58 6.4IV轴轴承的校核58 6.4.1计算轴承支反力59 6.4.2轴承的派生轴向力59 6.4.3轴承所受的轴向载荷59 6.4.4轴承的当量动载荷59 6.4.5轴承寿命60 6.5V轴轴承的校核60 6.5.1计算轴承支反力60 6.5.2轴承的派生轴向力60 6.5.3轴承所受的轴向载荷60 6.5.4轴承的当量动载荷61 6.5.5轴承寿命61 7.同步齿轮减速箱键的校核61 7.1I轴键的校核61 7.2II轴健的校核62 7.3III轴健的校核62 7.4IV轴健的校核62 7.5V轴键的校核63 8.同步齿轮减速箱箱体及附件设计计算63 8.1箱体设计63 8.1.1箱体结构设计63 8.2减速器附件63 8.2.1检查孔及其盖板63 8.2.2通气器63 8.2.3轴承盖和密封装置63 8.2.4定位销64 8.2.5油面指示器64 8.2.6放油开关64 8.2.7起吊装置64 9机架及成型装置的设计计算64 9.1型辊轴的设计64 9.1.1选择轴的材料64 9.1.2初步估算轴的的直径64 9.1.3轴上零部件的选择和轴的结构设计64 9.2辊心的设计65 9.2.1选择辊心的材料65 9.2.2辊心结构设计65 9.3型板的设计66 10液压加载装置的选型66 结论67 参考文献68 翻译部分69 英文原文69 中文译文75 致谢79 高速切削加工的发展及需求 高速切削加工是当代先进制造技术的重要组成部分，拥有高效率、高精度及高表面质量等特征。本文介绍此技术的定义、发展现状、适用领域以及中国的需求情况。 高速切削加工是面向21世纪的一项高新技术，它以高效率、高精度和高表面质量为基本特征，在汽车工业、航空航天、模具制造和仪器仪表等行业中获得了愈来愈广泛的应用，并已取得了重大的技术经济效益，是当代先进制造技术的重要组成部分。 高速切削是实现高效率制造的核心技术，工序的集约化和设备的通用化使之具有很高的生产效率。可以说，高速切削加工是一种不增加设备数量而大幅度提高加工效率所必不可少的技术。高速切削加工的优点主要在于：提高生产效率、提高加工精度及降低切削阻力。 有关高速切削加工的含义，目前尚无统一的认识，通常有如下几种观点：切削速度很高，通常认为其速度超过普通切削的5-10倍；机床主轴转速很高，一般将主轴转速在10000-20000r/mi
n以上定为高速切削；进给速度很高，通常达15-50m/mi
n，最高可达90m/mi
n；对于不同的切削材料和所用的刀具材料，高速切削的含义也不尽相同；切削过程中，刀刃的通过频率(Tooth Passi
ng Freque
ncy)接近于“机床－刀具－工件”系统的主导自然频率(Domi
na
nt Natural Freque
ncy)时，可认为是高速切削。可见高速切削加工是一个综合的概念。 1992年，德国Darmstadt工业大学的H. Schulz教授在CIRP上提出了高速切削加工的概念及其涵盖的范围，如图1所示。认为对于不同的切削对象，图中所示的过渡区(Tra
nsitio
n)即为通常所谓的高速切削围，这也是当时金属切削工艺相关的技术人员所期待或者可望实现的切削速度。 高速切削加工对机床、刀具和切削工艺等方面都有一些具体的要求。下面分别从这几个方面阐述高速切削加工技术的发展现状和趋势。 现阶段，为了实现高速切削加工，一般用高柔性的高速数控机床、加工中心，也有用专用的高速铣、钻床。这些设备的共同之处是：必须同时具有高速主轴系统和高速进给系统，才能实现材料切削过程的高速化。高速切削与传统切削最大的区别是，“机床－刀具－工件”系统的动态特性对切削性能有更强的影响力。在该系统中，机床主轴的刚度、刀柄形式、刀长设定、主轴拉刀力、刀具扭力设定等，都是影响高速切削性能的重要因素。 在高速切削中，材料去除率(Metal Removal Rate，MRR)，即单位时间内材料被切除的体积，通常受限于“机床-刀具-工件”工艺系统是否出现“颤振”。因此，为了满足高速切削加工的需求，首先要提高机床动静刚度尤其是主轴的刚度特性。现阶段高速切削之所以能够成功，一个很关键的因素在于对系统动态特性问题的掌握和处理能力。 为了更好地描述机床主轴的刚度特性，工程上提出新的无量纲参数DN值，用以评价机床的主轴结构对高速切削加工的适应性。所谓DN值即“主轴直径与每分钟转速之积”。新近开发的加工中心主轴DN值大都已超过100万。为了减轻轴承的重量，还用了比钢制品要轻得多的陶瓷球轴承；轴承润滑方式大都用油气混合润滑方式。在高速切削加工领域，目前已开发空气轴承和磁轴承以及由磁轴承和空气轴承合并构成的磁气/空气混合主轴。 在机床进给机构方面，高速切削加工所用的进给驱动机构通常都为大导程、多头高速滚珠丝，滚珠用小直径氮化硅（Si3N4）陶瓷球，以减少其离心力和陀螺力矩；用空心强冷技术来减少高速滚珠丝运转时由于摩擦产生温升而造成的丝热变形。 近几年来，用直线电机驱动的高速进给系统问世，这种进给方式取消了从电动机到工作台溜板之间的一切中间机械传动环节，实现了机床进给系统的零传动。由于直线电机没有任何旋转元件，不受离心力的作用，可以大大提高进给速度。直线电机的另一大优点是行程不受限制。直线电机的次极是一段一段连续铺在机床的床身上。次极铺到哪里，初极工作台就可运动到哪里，而且对整个进给系统的刚度没有任何影响。用高速丝或直线电机，能够大大提高机床进给系统的快速响应。直线电机最高加速度可达2-10G(G为重力加速度)，最大进给速度可达60-200m/mi
n或更高。 2002年举世瞩目的上海浦东磁悬浮列车工程中的磁浮轨道钢梁加工，用沈阳机床控股有限公司集团中捷友谊公司厂生产的超长进给系统高速大型加工中心实现。该机床的进给系统为直线导轨和齿轮齿条传动，工作台最大进给速度60m/mi
n，快速行程100m/mi
n，加速度2g，主轴最高转速20000r/mi
n，主电机功率80kW。其X轴的行程长达30m，切削25m长的磁浮轨道钢梁误差小于0.15mm，为磁悬浮列车工程的顺利竣工提供了有力的技术保证。 此外，机床的运动性能也将直接影响加工效率和加工精度。在模具及自由曲面的高速切削加工中，主要用小切深大进给的加工方法。要求机床在大进给速度条件下，应具有高精度定位功能和高精度插补功能，特别是圆弧高精度插补。圆弧加工是用立铣刀或螺纹刀具加工零部件或模具时，必不可少的加工方法。 刀具材料的发展：高速切削技术发展的历史，也就是刀具材料不断进步的历史。高速切削的代表性刀具材料是立方氮化硼（CBN）。端面铣削使用CBN刀具时，其切削速度可高达5000m/mi
n，主要用于灰口铸铁的切削加工。聚晶金刚石（PCD）刀具被称之为21世纪的刀具，它特别适用于切削含有SiO2的铝合金材料，而这种金属材料重量轻、强度高，广泛地应用于汽车、摩托车发动机、电子装置的壳体、底座等方面。目前，用聚晶金刚石刀具端面铣削铝合金时，5000m/mi
n的切削速度已达到实用化水平，此外陶瓷刀具也适用于灰口铸铁的高速切削加工； 涂层刀具：CBN和金刚石刀具尽管具有很好的高速切削性能，但成本相对较高。用涂层技术能够使切削刀具既价格低廉，又具有优异性能，可有效降低加工成本。现在高速加工用的立铣刀，大都用TiAIN系的复合多层涂镀技术进行处理，如目前在对铝合金或有色金属材料进行干式切削时，DLC（Diamo
nd Like Carbo
n）涂层刀具就受到极大的关注，预计其场前景十分可观； 刀具夹持系统：刀具的夹持系统是支撑高速切削的重要技术，目前使用最为广泛的是两面夹紧式工具系统。已作为商品正式投放场的两面夹紧式工具系统主要有：HSK、KM、Bigplus、NC5、AHO等系统。 在高速切削的情况下，刀具与夹具回转平衡性能的优劣，不仅影响加工精度和刀具寿命，而且也会影响机床的使用寿命。因此，在选择工具系统时，应尽量选用平衡性能良好的产品。 高速加工的切削速度为常规切速的10倍左右。为了使刀具每齿进给量基本保持不变，以保证零件的加工精度、表面质量和刀具的耐用度，则进给量也必须相应提高10倍左右，达到60m/mi
n以上，有的甚至高达120m/mi
n。因此，高速切削加工通常是用高转速、大进给和小切深的切削工艺参数。由于高速切削的切削余量往往很小，所形成的切屑很薄很轻，把切削时产生的热量很快带走；若用全新耐热性更好的刀具材料和涂层，用干切削工艺也是高速切削加工的理想工艺方案。 用高速加工中心组成高效率的柔性生产线(FTL或FML)，具有小型化、柔性突出以及易于变更加工内容等显着特点。图2为上汽集团某发动机公司利用该生产线加工发动机机体、汽缸盖、滤清器座等工件的实例。 为了尽快适应新车型的需要，汽车车身覆盖件模具和树脂防冲挡的成形模具等，均必须缩短制作周期和降低生产成本，因此，必须下大力推进模具生产高速化的进程。上汽集团所属各公司认为：与过去的精加工相比，进一步实现高精度化；同时必须满足表面粗糙度、弯曲度的精度要求，为此应施以适当的手工精修加工，由于切削速度的极大提高，与过去的精加工工序相比，加工周期应大幅度缩短。 为了发挥以车削加工中心和镗铣类加工中心为代表的高速切削加工技术和自动换刀功能的优势，提高加工效率，对复杂零件的加工应尽可能用集中工序的原则，即要求在一次装夹中实现多道工序的集中加工，淡化传统的车、铣、镗、螺纹加工等不同切削工艺的界限，充分发挥设备和刀具的高速切削功能，是当前提高数控机床效率、加快产品开发的有效途径。为此，对刀具提出了多功能的新要求，要求一种刀具能完成零件不同工序的加工，减少换刀次数，节省换刀时间，以减少刀具的数量和库存量，有利于管理和降低制造成本。较常用的有多功能车刀、铣刀、镗铣刀、钻铣刀、钻－铣螺纹－倒角等刀具。与此同时，在批量生产线上，使用针对工艺需要开发的专用刀具、复合刀具或智能刀具，可以提高加工效率和精度，减少投资。在高速切削条件下，有的专用刀具可将零件的加工时间降至原来的1/10以下，效果十分显着。 高速切削具有相当多的好处，例如：有大量材料需要切除的工件，具有超细、薄结构的工件，传统上需要花相当长的机动工时加工的工件以及设计变更快速、产品周期短的工件，均能显示出高速切削所带来的优点。