毕业设计(论文)：加热炉推料机传动装置设计-精品

前言

机械设计课程设计是培养学生具有设计能力的技术基础课。机械设计课程设计则是机械设计课程重要的实践性教学环节。通过课程设计实践，可以树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和有其他先修课程的理论与生产实际知识去分析及解决机械设问题的能力。

机械设计工作，可以分为计算和结构设计两部分，它们是紧密相关、互相联系的。机械设计完成的图纸表示的是机械的结构，按图纸加工出的机器，应具有使用者要求的性能。所以，机械设计和加工者直接接触的是机械的结构。为了使机械结构具有要求的性能、工作可靠、经济实用，在很多情况下要进行计算。计算做为结构设计的依据，而计算数据必须以机械结构为对象，如强度计算必须知道机械的有关结构尺寸，运动学计算必须知道机械的机构方案，计算结果对这些部分有重要的指导作用。因此，在机械设计中结构设计和计算常是互相交叉、反复进行的。

目录

第1章设计任务书 (3)

第2章电动机的选择 (4)

第3章传动比的分配 (5)

第4章蜗轮、蜗杆传动的设计计算 (6)

第5章齿轮传动的设计计算 (10)

第6章轴的设计计算 (13)

第7章联轴器的选择 (18)

第8章滚动轴承的选择与校核 (18)

第9章键的选择与校核 (20)

第10章箱体的设计 (20)

第11章润滑和密封的设计 (23)

第12章设计总结 (24)

第13章参考文献 (24)

第1章设计任务书

1.1 设计带式输送机的传动装置

1.1设计加热炉推料机传动装置

原始数据：

大齿轮传递的功率:Pw=1.2kw

n=30r/min

大齿轮轴的转速:

w

每日工作时间：T=8h

工作年限：a=10（每年300个工作日）

（注：连续单向运转，工作时有轻微振动，输送机大齿轮转速允许误差为±5%。）

设计工作量:

1. 设计说明书一份

2. 加热炉推料机装配图一张（A0）

3. 零件图两张（A2）

第2章 电动机的选择

2.1 电动机的选择 2.1.1选择电动机的类型

按工作要求和工作条件选用Y 系列三相异步电动机。

2.1.2选择电动机的容量

标准电动机的容量由额定功率表示。所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；容量过大，则增加成本，并且由于效率和功率因数低而造成电能浪费。

2.1.2.1电动机到工作机输送带间的总效率为

η∑

= η1η2η

3

3

η4

η1、η2、η3、η4分别为联轴器、蜗杆蜗轮、轴承、齿轮的传动效率。

查表得η1=0.99 ，η2=0.8 ，η3=0.98，η4=0.98。 所以η∑=0.99×0.8×0.983

×0.98=0.731

2.1.2.2电动机所需工作功率为

kw P P w

d 642.1731

.02

.1==

=

ε

η 2.1.2.3确定电动机的转速

取齿轮传动一级减速器传动比的范围i 1’=3～5，取蜗杆涡轮的传动比i 2’=5～80。 则总的传动比 i ∑’= i 1’～i 2’=15～400。

根据电动机的类型，容量，转速,要使d P =kw 642.1，由课程设计指导书表17-7选定电动机型号为Y100L1-4型号的电动机；其主要性能如下：

电动机型号

额定功率/kw

满载转速

/(r/min)

起动转矩/额定

转矩

最大转矩/额定

转矩

Y100L1-4 2.2 1430 2.2 2.3

第3章 传动比的分配

3.1计算传动装置的仲传动比∑i 并分配传动比 3.1.1总传动比∑i 为 ∑i =m n /w n =1430/30=47.7 3.1.2分配传动比

为电动机是用联轴器与蜗杆相连接的，之前选用了2头蜗杆的传动效率，而2头蜗杆与蜗轮的荐用传动比在14～30之间，圆柱齿轮的传动比在1～5之间；在协调分配传动比，初选蜗杆蜗轮的传动比为1i =20；则圆柱齿轮的传动比为

385.220

7

.4712===

i i i ε。 3.2计算传动装置各轴的运动和参数 3.2.1各轴的转速

Ⅰ轴：min r 1430n n m 1== Ⅱ轴：min r 5.7120

1430

i n n 112===

Ⅲ轴：min 303r n n ==ε 3.2.2各轴的输入功率

kw

p p kw p p kw

p p m 64.143708.198.08.0178.232178.2123121=??==??=??===?ηηηηη

3.2.3各轴的输入转矩为

电动机输出转矩为：

mm N n p T m d d ??=?=?=466

1047.11430

2.21055.91055.9 Ⅰ轴：mm N T T d ??=?=4110455.11η Ⅱ轴：mm 108.225.71708

.11055.9n 1055.9462262??=??=?

?=N P T Ⅲ轴：mm N n P T ??=??=?

?=463363102.5230

64.11055.91055.9 将上述计算结果汇总于下表，以备查用：

第4章 蜗杆蜗轮的设计计算

4.1 选择蜗杆的类型

根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI ）。

4.2 选择材料

考虑到蜗杆传动的功率不大，速度中等，故蜗杆采用45刚；而又希望效率高些，

耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45～55HRC ；蜗轮选用铸锡磷青铜

轴名 功率P/kw

转矩T/(N ?mm)

转速n/(r/min)

传动比i

2.2 1.47×104 1430 1 Ⅰ轴 2.178 1.455×104 1430

20

Ⅱ轴

1.708

2.28×105 71.5

2.385

Ⅲ轴

1.64

5.22×105

30

（ZCuSn10P1）,砂模铸造；为了节约贵重有色金属，仅齿圈用青铜铸造，而轮芯用灰铸铁（HT100）制造。 4.3 按齿面接触强度设计

根据闭式蜗杆蜗轮的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行计算，再校核齿根弯曲疲劳强度。则传动中心距为

32

2)][(

H

E Z Z KT a σρ≥

4.3.1 确定作用在蜗轮上的转矩

按1Z =2，估值效率为=2η0.8，则

mm 228131n 1055.92

2

6

2?=?

?=N P T 4.3.2确定载荷系数

因工作是有轻微振动，故取载荷分布不均匀系数βK =1.3，由表11-5选取使

用系数A K =1.15，由于转速不是很高，冲击不大，可选取动载荷系数

V K =1.05，则

K=βK A K V K =1.331.1531.05=1.57 4.3.3 确定弹性影响系数E Z 和ρZ

因为选用的是锡磷青铜（ZCuSn10P1）的蜗轮和45刚蜗杆相配，故

E Z =MPa 160；先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值为a

d 1=0.35，从图

11-18中查得ρZ =2.9。

4.3.4 确定许用接触应力[σ]H

根据蜗轮材料为锡磷青铜（ZCuSn10P1），金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度＞45HRC ，可从表11-7查得蜗轮的基本许用应力[]'

H σ =268MPa 。

应力循环次数81003.1)300810(5.71160?=?????=N 寿命系数 747.01003.11088

7

=?=HN

K ，则

[]H σ=HN K []H σ=0.747?268=200MPa

4.3.5 计算中心距

a 322)][(H E Z Z KT σρ

≥=m m m m 38.1242009.216010283.275.132

5=??

?

??????

取中心距a=125mm ，因为1i =20，故从表11-2中选取模数m=5mm ，蜗杆分度圆直径d1=50mm ，这时d1/a=0.4，与假设相近，从图11-18中可查得

,

ρZ =2.75<ρZ ，因此以上计算结果可用。

4.4蜗杆与蜗轮的主要参数及几何尺寸 4.4.1蜗杆

轴向齿距Pa=15.7；直径系数q=10.00；齿顶圆直径1a d =60mm ；齿根圆直径

1f d =38mm ；分度圆直径1d =50mm ；分度圆导程角γ=arctan

q

z 1=arctan 102

=11.31°；

蜗杆轴向齿厚a s =7.85mm ，蜗杆法向齿厚mm 7.7s n =。 4.4.2 蜗轮

蜗轮齿数：2z =41；变位系数2x =-0.500 验算传动比：1i =

12z z =20.5，这时传动误差为%5.2%10020

20

-5.20=?是允许的 蜗轮分度圆直径：mm mz d 20541522=?==

蜗轮喉圆直径：2a d =2d +22a h =205+2?2.5=210mm 蜗轮齿根圆直径：2f d =2d +22f h =205-27=188mm 蜗轮咽喉母圆半径：2g r =a-2

21

a d =125-2

1?210=20mm

4.5 校核齿根弯曲疲劳强度

F Fa F Y Y m d d KT ][cos 53.12212

σγ

σβ≤=

当量齿数va z =

48.43)31.11(cos 41

cos 3

32=?=γz 根据2x =-0.5，va z =43.48，从图11-19中可查得齿形系数=2Fa Y 2.87 螺旋系数βY =9192.014031.1111401=?

?

-

=?

-

γ

许用弯曲应力 F ][σ=[]/

F σFN K

从表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力[]/

F σ=56MPa

寿命系数 5975.010

03.1101098

696=?==N K FN

F ][σ=[]/

F σFN K =56?0.5975=33.46MPa

所以F σ=

βY Y m d d KT Fa n

2212

53.1=

MPa 34.279192.087.252055022830057.153.1=?????? F σ

4.6 验算效率η

()

)

tan(tan 9.0~95.01v ?γγ

η+=

已知γ=11.31°，v ?=v

f arc tan ，v f 与相对滑移速度s v 有关

s m n d v s 8.39843

.010********

50cos 1000601

1=????=

?=

πγ

π 从表11-18中用插值法查得v f =0.0246，v ?=1.242代入上式得

83.0)

tan(tan )

96.0~95.0(1=+=v ?γγ

η

大于原估计值0.8，因此不用重算。

第5章 齿轮传动的设计计算

5.1选择材料，热处理，齿轮精度等级和齿数

按第一章的传动方案图，选用直齿圆柱齿轮；推料机为一般工作机器，速度不高，

故选用7级精度（GB10098-88）；由表10-1选择小齿轮材料为40Cr （调质），硬度为280HBS ，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS ，二者材料硬度差为40HBS ；选择小齿轮的齿数为20，大齿轮则为1.88?20=37.6，取大齿轮齿数为38.

5.2 按齿面接触强度设计

由设计计算公式（10-9a ）进行试算，即

[]3

21

1)(1

32.2H E d

t Z u

u KT d σφ?±?

= 5.2.1确定公式内的各计算数值

试选载荷系数t K =1.3，计算小齿轮传递的转矩 mm 1028.25

.71708

.11055.9n 1055.956226

1??=??=?=N P T ，由表10-7选取齿宽系数d φ=1，由表10-6查得材料的弹性影响系数2

1

8.189-=MPa Z E ，由图10-21d 按齿面硬

度查得小齿轮的接触疲劳强度极限1lim H σ=600 MPa ，大齿轮的接触疲劳强度极限

2lim H σ=550 MPa ；由式10-13计算应力循环次数。

小齿轮的应力循环次数为：N 1=8h 11003.130010815.7160j n 60?=?????=）（L ， 大齿轮的应力循环次数为：N 2=721032.4)300108(1306060?=?????=h jL n 由图10-19取接触疲劳寿命系数1N H k =0.90, 2N H k =1.0；计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，

安全系数S=1，由式（10-12）得

M P a S K H HN H 5401600

9.0][1lim 11=?==

σσ

a 5501

5500.1][2

l i m 22MP S K H HN H =?==

δδ

5.2.2 计算

（1）试算小齿轮分度圆直径t d 1，代入][H σ中较小值

=?+???=+?Φ≥mm )540

8.189(2)12(1108.223.132.2][u 1u 32.2d 32

4

32d 2t lt ）（H E Z T K δ88.2mm

（2）计算圆周速度ν，

=??=

?=

60000

5

.712.8814.31000

60n d v 1

t 1π0.330s m

（3）计算齿宽b ，

mm 2.882.881d b t 1d =?=Φ= （4）计算齿宽与齿高之比b/h ， 模数 41.420

2.88z d m 1t 1t ===

齿高 h=2.25t m =2.25?4.41=9.9mm ， b/h=88.2/9.9=8.90； （5）计算载荷系数，根据v=0.330m/s ，7级精度，由图10-8查得动载荷系数

V K =1.13；

直齿轮，1===ααF H K K ；

由表10-2查得使用系数25.1=A K ；

由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，427.1=βH K 。 由b/h==8.89，207.1=βH K ，查图10-13得35.1=βF K ，故载荷系数为 016.2427.1113.125.1=???=??=?βαH H V A K K K K K ; （6）按实际的载荷系数校正所的分度圆直径，由式10-10a 得 =?==33t t 113

.1016

.22.88d d K K 102.1mm （7）计算模数m 。 m=

==20

1.102z d 11 5.10 5.

2.3 按齿根弯曲强度设计

由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为m 3

212)]

[(2F S F d a

a Y Y Z KT σφ≥

5.2.3.1 确定公式内的各计算数值

（1）由图10-20c 查得小齿轮的玩去疲劳强度极限MPa E F 5001=σ,大齿轮的弯曲强

度极限MPa E F 3802=σ；

（2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数91.01=N F K ,95.02=N F K （3）计算弯曲疲劳许用应力。

取弯曲疲劳系数S=1.4，由式（10-12）得

MPa S K FE FN F 3254.1500

91.0][111=?==

σσ MPa S K FE FN F 86.2574

.1380

95.0][112=?==

σσ （4）计算载荷系数K

K=?A k ?V k ?αF K βF K =1.25?1.13?1?1.35=1.91 （5）查取齿形系数 由表10-5查得

8.21

=a F Y

,4.22=a F Y

（6）查取应力校正系数

由表10-5查得55.11=a S Y ，67.12=a S Y （7）计算大、小齿轮的

]

[F S F a a Y Y σ并加以比较

01335.0325

55

.18.2][111=?=

F a S a F Y Y σ

01554.086

.257670

.14.2][2

22=?=

F a S a F Y Y σ 大齿轮的数值大。

5.2.3.2 设计计算

m 32

5

3

2

1201554.020110

283.291.12)][(2?????=≥F a S a F d Y Y Z KT σφ=3.24

对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算

的模数，由于齿轮模数m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取弯曲疲劳强度算得的模数5.10，并就近圆整为标准值m=5mm ，按接触疲劳强度算得的分度圆直径=1d 102.1mm ，算出小齿轮的齿数

20m

d z 1

1≈=

， 大齿轮的齿数 7.47385.220z i z 122=?==，取2z =48。

5.3 几何尺寸计算

（1）计算分度圆直径 小齿轮的分度圆直径： mm 100520m z d 11=?== 大齿轮的分度圆直径： mm 240548m z d 22=?=?= （2）计算中心距大齿轮的分度圆直径

=+=+=

2

240

1002d d a 21170mm (3)计算齿轮宽度

1001001d b 1d =?=?=φmm ， 取10510012==B B ，.

第6章 轴的设计

6.1 蜗杆轴

6.1.1 求蜗杆轴上的功率、转速和转矩

由第3章可知kw p 178.21=，14301=n ，mm N T ??=4110455.1。

6.1.1.1求作用在蜗轮上的力

因已知蜗杆的分度圆直径为50mm ，则

切向力 N d T F t 58450

104551224

111=???==

轴向力 N d T F F t a 40.22242051028.2225

2221=??===

径向力 N F F F t r r 6.809tan 221===α

6.1.1.2 初步确定轴的最小直径

先初步校核估算轴的最小直径，取A 。=112

mm n P A d 86.121430

178.211233

11

min =?== 该轴是用联轴器与电动机相连的，所以轴的最小直径显然是安装联轴器，为了使

所选的轴直径d 与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩1T K T A ca ?=，查表14-1，考虑到转矩变化很小，故取A K =1.3，则：

mm N T K T A ca ??=??=?=441108915.110455.13.1

按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查手册，选用LX2（J1型）弹性柱销联轴器，其公称转矩为560Nmm ，半联轴器的孔径d=32，孔长度L=60mm ，半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=82。

6.1.2 轴的结构设计 6.1.2.1初选轴承

初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向和轴向力的作用，故选用圆锥滚子轴承轴承；参照工作要求并根据1d =40mm ，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级的圆锥滚子轴承。型号为30208，其尺寸为d 3D 3T=40mm 380mm 319.75mm 。

6.1.2.2各轴段直径的确定

初估轴径后,句可按轴上零件的安装顺序,从左端开始确定直径.该轴轴段第一段为最小端,故该段直径为32mm ；第二段的直径为3mm ；第为了设计的需要，考虑安装密封装置，设计第四段的直径为40mm ；五段安装轴承，故该段直径为44mm ，第六段轴承的轴向定位，查表选直径为50mm ，取第七段直径为32mm ；八段为蜗杆，直径是蜗杆的顶圆直径为60mm ，九段直径和七段一样为32mm ；十段直径和六段一样；十一段是安装轴承，所以选直径为44mm ；十二、十三直径分别取值为40mm,38mm 。

6.1.2.3各轴段长度的确定

第一段安装联轴器，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故第一段的长度可取58mm ；第二段长度取51mm ；第三段取长度等于15mm ；第四段装端盖，长为20 mm ；轴段五安装轴承所以长度为30mm ；第六段为定位轴段装长度为8mm ；第七段的长度为20，第八段蜗杆长度为76 mm ；第九段长度与第七段的长度相同；第十段为定位轴，所以取长度为10mm ；第十一、三段分别取长度为33mm 、30mm 、20mm 。

6.1.2.4 轴上零件的周向定位

为了保证良好的对中性，与轴承内圈配合轴劲选用k6，联轴器与轴采用A 型普通平键联接，键的型号为10*8 GB1096-2003。

6.1.2.5轴上倒角与圆角

为保证7208C 轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据轴承手册的推荐，取轴肩圆角半径为1mm 。其他轴肩圆角半径均为2mm 。根据标准GB6403.4-1986，轴的左右端倒角均为2*45。

6.1.3 求轴上的载荷

在确定轴承支点位置时，查得30208圆锥滚子轴承的a=16.9mm ，因此，做出简支梁的轴的跨距为192mm ，计算得出轴的弯矩和扭矩分别如下： 载荷 水平面H 垂直面V 支反力F 1H N F =2H N F =

2

t

F =292 1V N F =697.465N 2V N F =115.695N 弯矩M H M =28032Nmm 1V M =66956.64Nmm 2V M =11106.64Nmm 总弯矩 1M =72587.77Nmm 2M =30152.12Nmm 扭矩 3T =14550Nmm

按弯扭合成应力校核轴的强度，因为轴单向转动，扭转切应力为脉冲循环变应力，取α=0.6，轴的计算应力为

a c σ=2232

1)(W T M α+=2

32

2)

501.0()4350006.0(77.72587??+=21.67MPa 前面已选定轴的材料为45刚，调质处理，由表15-1查得][1-σ=60MPa ，因此，][ca σ＜

][1-σ，所以安全。

6.2 装蜗轮的轴（第二根）的设计

6.2.1 求作用在蜗轮和齿轮上的力

已知蜗轮的分度圆直径为2d =2z m t ?=5341=205mm ，所以得

2

t F =

2

22d T =

N

15.2234205

1028.225

=??，

N

F Fa t 58412==，

N F F r r 6.80912==;N F t 2.4490,

= ,N F r 3.1634,

=。

6.2.2 初步确定轴的最小直径

选取轴的材料为45刚，调质处理。根据15-3式，取A 。=112，于是得

mm n P A d 264.325

.71708.111233

22min '=?== 。 6.2.3 轴的结构设计

6.2.3.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径

初估轴径后,句可按轴上零件的安装顺序,从左端开始确定直径.该轴轴段I-II 为最小端,与小齿轮相连，故该段直径为42mm 。II-III 段装端盖，采用毡油封，故该段直径为44mm 。III-IV 段装轴承，所以直径为50mm 。为了设计的需

要,IV-V 段轴向定位，安装套筒，所以直径为52mm 。V-VI 段安装涡轮，直径为56mm 。，考虑轴的轴向定位，为涡轮的轴向定位提供轴肩，设计VI-VII 段的直径为65mm 。VII-VIII 段用以装轴承，直径和I-II 一样为50mm 。

6.2.3.2各轴段长度的确定

I-II 段连接小齿轮，长度为65mm 。II-III 装轴承端盖长度为60mm, III-IV 段为安装轴承，长度为20mm 。IV-V 装套筒，长为25mm 。轴段V-VI 是安装涡轮段，长度为65mm 。轴段Ⅵ-Ⅶ为涡轮提供轴肩定位，长度为25mm 。Ⅶ-Ⅷ段为安装轴承段，长度为20mm

6.2.2.3 轴上零件的周向定位

为了保证良好的对中性，涡轮，齿轮与轴选用A 型普通平键联接，键的型号分别为16*10,12*8 GB1096-1979,键槽用键槽铣刀加工，长分别为56mm 和90mm 。

同时为了保证蜗轮与轴配合有良好的对中性，所以选择蜗轮与轮毂的配合为6

7

r H ；

小齿轮与轴的配合精度为6

7

k H 。与轴承内圈配合轴劲选用k6。

6.2.2.4轴上倒角与圆角

为保证7210C 轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据轴承手册的推荐，取轴肩圆角半径为1mm 。其他轴肩圆角半径分别由具体而定。根据标准GB6403.4-1986，轴的左右端倒角均为2*45。

第7章 联轴器的选择

蜗杆轴最小直径

mm n T A d 1323

1

1

0min ≈= 取直径为32 mm 查机械手册，根据轴径和计算转矩选用弹性柱销联轴器： 联轴器转矩计算 KT T c = 查表课本14-1， K=1.3，则

mm N T K T A ca ??=??=?=441108915.110455.13.1

启动载荷为名义载荷的1.25倍，则m N T C ?=?=64.23915.1825.1

按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查手册选择联轴器型号为选用LX2（J1型）弹性柱销联轴器，其允许最大扭矩[T]=560m N ?,许用最高转速 n=6300min /r ，半联轴器的孔径d=32，孔长度l=60mm ，半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=82。

第8章 角接触球轴承的选择与校核

1. 减速器轴承选取

高速轴靠近联轴器端选用 7208C 高速轴远离联轴器端选用 30208

中间轴选用 30210

减速器各轴所用轴承代号及尺寸

型号

外形尺寸（mm ） 安装尺寸（mm ） 内径d

外径D

宽度B

D a min

D b max

r a max

高速轴 30208 40 80 18 73 75 1.5 中间轴 30210 50 90 20 83 86 1.5 高速轴

7208C 40

80

18

73

75

1

2. 高速级轴承寿命验算：

1）预期寿命

要求使用寿命L=10年3300天38小时=24000小时

2）寿命计算

高速轴使用30208型圆锥滚子轴承

3/10=ε，1=t f ，2.1=p f ，r C =63.0KN ，r C 0=74.0KN 轴颈40d mm =，转速11430/min n r = 径向载荷353r F N =，轴向载荷2450a F N =

确定e 的值：

331.074000

24500==r a C F 查表16-12得e=0.8

24507352

a r F e F ==> 查表13-5得X=0.44，Y=1.295 由式16-4得 (

)1.2*(0.44

352

1.

2p r a P f X F

Y F N

=+=?+?= 即轴承在受径向载荷352r F N =和轴向载荷2450a F N =时的寿命相当

于只承受纯径向载荷3993P N =时的寿命 根据式16-3，有

3

661010136.810009117606014303993h C L h n P ε

??????=== ? ??????

求得的h L 值远小于预期寿命，所以这个减速器的低速轴正常使用，工作3.8年要换一次轴承。

第9章 键的选择与校核

在工作轴中，键的选择大小由轴的大小确定，校核公式为：

[]2p p T dlk

σσ=≤

9.1输入轴上键的选择及校核

联轴器要求与蜗杆连接。根据轴径d=32mm 。初选A 型平键。b =10mm,h=8mm,L=50mm 。即：键 1038 GB/T1096。 L=L-b=50-8=42mm. K=0.5h=0.537=3.5mm

查课本表6-2，得轻微冲击载荷时，键联接的许用挤压应力[σ]p=100～120MPa 。

说明书正文加热炉推料机的执行机构综合与传动装置设计(课程设计)

课程设计 题目：加热炉推料机的执行机构综合与传动装置设计 班级： 姓名： 指导教师： 完成日期：

一、设计题目及要求 加热炉推料机的执行机构综合与传动装置设计 图6－20为加热炉推料机结构总图与机构运动示意图。该机器用于向热处理加热炉内送料。推料机由电动机驱动，通过传动装置使推料机的执行构件（滑块）5做往复移动，将物料7送入加热炉内。设计该推料机的执行机构和传动装置。 图6－20 加热炉推料机结构总图与机构运动示意图 二、设计参数与要求 加热炉推料机设计参数如表6－8所示。该机器在室内工作，要求冲击振动小。原动机为三相交流电动机，电动机单向转动，载荷较平稳，转速误差<4%； 使用期限为10年，每年工作300天，每天工作16小时。 分组 (1) 针对图6－20所示的加热炉推料机传动方案，依据设计要求和已知参数，

确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图 (2) 在工作行程中，滑块F所受的阻力为常数F ，在空回行程中，滑块F所受 r1 ；不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下，分析的阻力为常F r2 曲柄所需的驱动力矩； （3）确定电动机的功率与转速； （4）设计减速传动系统中各零部件的结构尺寸； （5）绘制减速传动系统的装配图和齿轮、轴的零件图； （6）编写课程设计说明书 四、进度安排 (1) 熟悉设计任务，收集相关资料 (2) 拟定设计方案 (3) 绘制图纸 (4) 编写说明书 (5) 整理及答辩 五、指导教师评语 成绩： 指导教师 日期

摘要 这次课程设计主要是设计了加热炉推料装置的减速系统和执行系统。推料机代替人工加料，即安全又方便，它包括机架，在机架上安装有电动机，在电动机的驱动轴上装有联轴器，联轴器与蜗杆相连，蜗杆涡轮减速器，在推料小车上装有推杆。用ProE建立了减速器的三维装配图。计算了蜗轮蜗杆的各种参数，减速器外大小齿轮的参数，并进行校核。执行系统（六连杆机构）的设计，根据要求，计算出了各杆的工作尺寸。通过这次课程设计，最重要的是催促我又学习了一个新的应用软件，其功能之强大，以后工作或学习必备之。也在一次体会到了设计任务的过程，需细心与较真，不管做的怎么样，但是过程对自己很重要。 关键词：减速器齿轮曲柄连杆结构滑块机构推料式加热炉

毕业设计-电加热炉控制系统设计

密级： NANCHANGUNIVERSITY 学士学位论文THESIS OF BACHELOR （2006 —2010年） 题目锅炉控制系统的设计 学院：环境与化学工程系化工 专业班级：测控技术与仪器 学生姓名：魏彩昊学号：5801206025 指导教师：杨大勇职称：讲师 起讫日期：2010-3至2010-6

南昌大学 学士学位论文原创性申明 本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密□，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密□。 （请在以上相应方框内打“√”） 作者签名：日期： 导师签名：日期：

锅炉控制系统设计 专业：测控技术与仪器学号：5801206025 学生姓名：魏彩昊指导教师：杨大勇 摘要 温度是流程工业中极为常见的热工参数，对它的控制也是过程控制的一个重点。由于加热过程、加热装置特殊结构等具体原因，使得过程对象经常具有大时滞、非线性、难以建立精确数学模型等特点，利用传统的PID控制策略对其进行控制，难以取得理想的控制效果，而应用数字PID控制算法能得到较好的控制效果。 本文主要阐述了一种改进型的加热炉对象及其工艺流程，采用了PLC控制装置设计了控制系统，使加热炉的恒温及点火实现了自动控制，从而使加热炉实现了全自动化的控制。此种加热炉可广泛应用于铝厂、钢厂等金属冶炼、金属加工行业以及化工行业。 此设计以工业中的电加热炉为原型，以实验室中的电加热炉为实际的被控对象，采用PID控制算法对其温度进行控制。提出了一种适合电加热炉对象特点的控制算法，并以PLC 为核心，组成电加热炉自适应控制系统，其控制精度，可靠性，稳定性指标均远高于常规仪表组成的系统。 关键词：温度；电加热炉；PLC；控制系统

步进式加热炉加热质量控制系统的设计

步进式加热炉加热质量控制系统的设计 摘要：目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。本文通过对步进式加热炉加热质量控制系统的设计，从而反映出当今自动化技术的发展方向。同时,介绍了软件设计思想和脉冲式燃烧控制技术原理特点及在本系统的应用。 一、引言 加热炉是轧钢工业必须配备的热处理设备。随着工业自动化技术的不断发展，现代化的轧钢厂应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。 我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种，但推钢式炉有长度短、产量低，烧损大,操作不当时会粘钢造成生产上的问题,难以实现管理自动化。由于推钢式炉有难以克服的缺点,而步进梁式炉是靠专用的步进机构,在炉内做矩形运动来移送钢管,钢管之间可以 留出空隙，钢管和步进梁之间没有摩擦,出炉钢管通过托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕,钢管加热断面温差小、加热均匀，炉长不受限制，产量高,生产操作灵活等特点,其生产符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求。 全连续、全自动化步进式加热炉。这种生产线都具有以下特点：

①生产能耗大幅度降低。②产量大幅度提高。③生产自动化水平非常高,原加热炉的控制系统大多是单回路仪表和继电逻辑控制系统,传动系统也大多是模拟量控制式的供电装置，现在的加热炉的控制系统都是PＬC或DCＳ系统，而且大多还具有二级过程控制系统和三级生产管理系统。传动系统都是全数字化的直流或交流供电装置。 本工程是某钢铁集团新建的φ1８0小口径无缝连轧钢管生产线中的热处理线部分的步进式加热炉设备。 二、工艺描述 本系统的工艺流程图见图1 ?图1 步进式加热 炉工艺流程图 淬火炉和回火炉均为步进梁式加热炉。装出料方式：侧进，侧出;炉子布料：单排。活动梁和固定梁均为耐热铸钢，顶面带齿形面，直径小于１41.3mm钢管，每个齿槽内放一根钢管。直径大15 ３.7mm的钢管每隔一齿放一根钢管。活动梁升程180mm，上、下各90mm，齿距为１90mm，步距为145mm。因此每次步进时，

加热炉装料机传动装置设计

三江学院 本科生毕业设计（论文） 题目加热炉装料机传动装置的设计 机械工程院（系）机械设计制造及其自动化（数控技术）专业学生姓名邹翌学号12010152055 指导教师于彩敏职称讲师 指导教师工作单位三江学院机械工程学院 起讫日期2014年2月25日至2014年6月8日

摘要 传动装置主体为减速器，通过减速器中的两对齿轮的啮合，把电动机高转速降低，达到减速的目的。 传动装置中的执行机构选择摆动导杆机构，其中曲柄为原动件，滑块为从动件，经过导杆装置将曲柄的连续转动转变成装料机的往复移动，从而使装料机工作。 关键字：减速器；摆动导杆机构

ABSTRACT Gear selection actuator in the guide rod of the crank mechanism, the crank of the driving member, a driven member to slide through the continuous rotation of the rod, the rocker, the crank is converted into reciprocation of the slider, so that the push rod mounted material. Drive means for the main gear, the gear motor, engine, or other high speed power through a small number of teeth of the gear reducer input shaft to the output shaft of the gear engagement to achieve the purpose of reduction, according to type of transmission can be divided into gear reducer, worm gear and planetary gear reducer; gear shape can be divided in accordance with cylindrical gear reducer, bevel gear reducer and a cone - cylindrical gear reducer and so on. High-speed transmission connected to the motor shaft end choice belt drive, low speed shaft and the crank shaft coupling connection choice, to join the two axes of different organizations, so that together rotated to transmit torque

电加热炉温度控制系统设计

湖南理工学院南湖学院 课程设计 题目：电加热炉温度控制系统设计专业:机械电子工程 组名：第三组 班级：机电班 组成员:彭江林、谢超、薛文熙

目录 1 意义与要求 (2) 1.1 实际意义 (2) 1.2 技术要求 (2) 2 设计内容及步骤 (2) 2.1 方案设计 (2) 2.2 详细设计 (3) 2.2.1 主要硬件介绍 (3) 2.2.2 电路设计方法 (4) 2.2.3 绘制流程图 (7) 2.2.4 程序设计 (8) 2.3 调试和仿真 (8) 3 结果分析 (9) 4 课程设计心得体会 (10) 参考文献 (10) 附录............................................................ 10-27

1 意义与要求 1.1 实际意义 在现实生活当中，很多场合需要对温度进行智能控制，日常生活中最常见的要算空调和冰箱了，他们都能根据环境实时情况，结合人为的设定，对温度进行智能控制。工业生产中的电加热炉温度监控系统和培养基的温度监控系统都是计算机控制系统的典型应用。通过这次课程设计，我们将自己动手设计一个小型的计算机控制系统，目的在于将理论结合实践以加深我们对课本知识的理解。 1.2 技术要求 要求利用所学过的知识设计一个温度控制系统，并用软件仿真。功能要求如下： （1）能够利用温度传感器检测环境中的实时温度； （2）能对所要求的温度进行设定； （3）将传感器检测到得实时温度与设定值相比较，当环境中的温度高于或低于所设定的温度时，系统会自动做出相应的动作来改变这一状况，使系统温度始终保持在设定的温度值。 2 设计内容及步骤 2.1 方案设计 要想达到技术要求的内容，少不了以下几种器件：单片机、温度传感器、LCD显示屏、直流电动机等。其中单片机用作主控制器，控制其他器件的工作和处理数据；温度传感器用来检测环境中的实时温度，并将检测值送到单片机中进行数值对比；LCD显示屏用来显示温度、时间的数字值；直流电动机用来表示电加热炉的工作情况，转动表示电加热炉通电加热，停止转动表示电加热炉断

推钢式连续加热炉设计毕业设计说明书

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊前言 高产、优质、低耗、低成本、低污染反映了轧钢加热炉的综合技术经济指标，用少投入实现产能的最大化，是企业和热工工作者的追求目标，亦是轧钢加热炉的发展趋向。目前，国内的连续式加热炉正在经历从推钢式到步进式的转变过程，虽然步进式加热炉有其优点，但是推钢式加热炉也有很多可取之处，推钢式炉和步进式炉有同等的效果，并且推钢式加热炉一次性投资少，维护运行费用低。本文对加热炉的结构，附件的技术概况进行分析，借此找到改进的方案。 1.1.工业炉的发展史 工业炉是在工业生产中，利用燃料燃烧或电能转化的热量，将物料或工件加热的热工设备。 中国在商代出现了较为完善的炼铜炉，在春秋战国时期，人们在熔铜炉的基础上进一步掌握了提高炉温的技术，从而生产出了铸铁。1794年，世界上出现了熔炼铸铁的直筒形冲天炉。后到1864年，法国人马丁运用英国人西门子的蓄热式炉原理，建造了用气体燃料加热的第一台炼钢平炉。他利用蓄热室对空气和煤气进行高温预热，从而保证了炼钢所需的1600℃以上的温度。1900年前后，电能供应逐渐充足，开始使用各种电阻炉、电弧炉和有芯感应炉。20世纪20年代后又出现了能够提高炉子生产率和改善劳动条件的各种机械化、自动化炉型。工业炉的燃料也随着燃料资源的开发和燃料转换技术的进步，而由采用块煤、焦炭、煤粉等固体燃料逐步改用发生炉煤气、城市煤气、天然气、柴油、燃料油等气体和液体燃料，并且研制出了与所用燃料相适应的各种燃烧装置。二十世纪50年代，无芯感应炉得到迅速发展。后来又出现了电子束炉，利用电子束来冲击固态燃料，能强化表面加热和熔化高熔点的材料。为便于加热大型工件，又出现了适于加热钢锭和大钢坯的台车式炉，为了加热长形杆件还出现了井式炉。随着现代化管理水平的提高,计算机控制系统的不断完善,现代连续加热炉也应运而生. 现代连续加热炉炉型可以归入两大类：推钢式炉和步进式炉。两类炉型的根本区别，仅在于炉内的输料方式。 1.2.工业炉的基本类型 工业炉按供热方式分为两类：一类是火焰炉(或称燃料炉)，用固体、液体或气体燃料在炉内的燃烧热量对工件进行加热；第二类是电炉，在炉内将电能转化为热量进行加热。大型台车式炉火焰炉的燃料来源广，价格低，便于因地制宜采取不同的结构，有利于降低生产费用，但火焰炉难于实现精确控制，对环境污染严重，热效率较低。电炉的特点是炉温均匀和便于实现自动控制，加热质量好。按能量转换方式，电炉又可分为电阻炉、感应炉和电弧炉。 工业炉按热工制度又可分为两类：一类是间断式炉又称周期式炉，其特点是炉子间断生产，在每一加热周期内炉温是变化的，如室式炉、台车式炉、井式炉等；第二类是连续式炉，其特点是炉子连续生产，炉膛内划分温度区段。在加热过程中每一区段的温度是不变的，工件由低温的预热区逐步进入高温的加热区，如连续式加热炉和热处理炉、环形炉、步进式炉、振底式炉等。

加热炉的工作分析毕业论文

加热炉的工作分析毕业论文 1蓄热式加热炉概况 蓄热式加热炉技术是自20世纪80年代发展起来并投入使用的一项新技术"它以蓄热室为基础来回收烟气 余热,从而实现余热的最大回收和助燃空气以及煤气的 高温预热"国外蓄热式加热炉的研究工作起步早!发展快,已经大规模地应用到工业中.我国的蓄热式加热炉研究 工作和应用起步较晚,但是发展速度快,到目前为止已有许多钢厂建成并投入使用了这种炉型,并达到了较好的 效果"。 目前由于能源和环境问题日益突出，要求各轧钢单位全面推行高效、清洁生产技术。而高效蓄热技术是目前世界上先进的燃烧技术。可以从根本上提高企业能源利用率，对低热值燃料进行合理利用，以最大限度地减少污染排放，很好的解决燃油炉成本高，污染重的难题根据工业炉燃烧的三高一低(高炉温、高烟温、高余热回收和低惰性)的发展方向以及节能环保的社会要求,采用分侧分段换向控制的烧嘴式蓄热燃烧技术，它便于控 制、安全可靠、长寿、余热极限回收与环境良好。 蓄热式烧嘴有以下优点： （1）供热调节灵活； （2）蓄热体更换方便； （3）不影响炉体的寿命；

（4）高温通道短，散热损失小； （5）每对烧嘴可根据需要单独开闭，炉温控制更加灵活。炉墙采用整体浇注复合式结构，炉顶采用整体浇注吊挂式复合结构，其重量通过锚固砖由钢结构承担。炉贴普通硅酸钙耐火纤维毡。这种结构保证了炉墙气密性和抗震性，保温良好，可减少温度波动对炉墙的影响。 为便于施工，炉顶设计成三段同样高。同时为减短均热时间，均热段全架空，实现双面均热。为减少装料端喷火现象，在预热段进行一定的抬高和加宽以降低出料端炉压，也可以降低钢坯与炉气的温差，避免加热缺陷。1.1加热炉的作用 是将热装或常温下冷装的连铸坯加热到轧制所需要的温度,以提高金属塑性,减少轧制变形抗力,机械和电 气负荷,同时消除钢坯中某些组织缺陷和应力,便于轧制,生产出满足用户要求的产品. 1.2加热炉的工艺流程分析 根据3500m m中厚板轧钢生产线的特点，将整个生产线划分为板加区、轧机区、冷床区、剪切区、精整区五部分。 板加区工艺流程简述：板坯加热包括板坯切割、称重、上料、加热以及出钢等工序。* 坯料自原料库吊到上料辊道上，然后在称重辊道上进行称重（需要改尺的坯料经火切机切割后称重），称重后坯料送到加热炉入炉辊道，经检查后，再由推钢机逐块推到加热炉加热，加热到1150-1250℃,加热好的钢

北航优秀机械设计说明书_加热炉装料机

机械设计课程设计计算说明书 设计题目：加热炉装料机设计院系：能源与动力工程学院设计者： 指导教师： 2014年6月3日

前言 加热炉装料机可用于向加热炉内送料。由电动机驱动，于室内工作。通过传动装置使装料机推杆往复运动，将物料送入加热炉内。 设计一台由减速器与传动机构组成装料机，配以适当的电动机等零部件，实现自动送料过程。尽量实现占地面积小，工作平稳及急回特性明显等工作特征。

目录 目录 一、设计任务书...................................... 错误!未定义书签。 1、设计题目..................................... 错误!未定义书签。 2、设计要求..................................... 错误!未定义书签。 3、技术数据..................................... 错误!未定义书签。 4、设计任务..................................... 错误!未定义书签。 二、总体方案设计.................................... 错误!未定义书签。 1、传动方案的拟定............................... 错误!未定义书签。 （1）原动机................................. 错误!未定义书签。 （2）传动机构............................... 错误!未定义书签。 （3）执行机构............................... 错误!未定义书签。 2、执行机构设计................................. 错误!未定义书签。 （1）设计计算过程........................... 错误!未定义书签。 （3）推板设计............................... 错误!未定义书签。 3、电动机的选择................................. 错误!未定义书签。 （1）电动机类型选择......................... 错误!未定义书签。 （2）选择电动机功率......................... 错误!未定义书签。 4、传动系统运动和动力参数....................... 错误!未定义书签。 三、传动零件设计.................................... 错误!未定义书签。 1、蜗轮蜗杆的设计............................... 错误!未定义书签。 最终结果:................................... 错误!未定义书签。 2、直齿圆柱齿轮的设计........................... 错误!未定义书签。 最终结果：.................................. 错误!未定义书签。 3、轴的设计和校核计算........................... 错误!未定义书签。 （1）蜗杆轴................................. 错误!未定义书签。 （2）蜗轮轴................................. 错误!未定义书签。

加热炉温度控制系统

目录 一、工艺介绍 (2) 二、功能的设计 (4) 三、实现的情况以及效果 (6)

一、工艺介绍 在钢厂中轧钢车间在对工件进行轧制前需要将工件加热到一定的温度，如图1表示其中一个加热段的温度控制系统。在图中采用了6台设有断偶报警的温度变送器、3台高值选择器、1台加法器、1台PID调节器和1台电器转换器组成系统。 利用阶跃响应便识的，以控制电流为输入、加热炉温度为输出的系统的传递函数为： 温度测量与变送器的传递函数为： 由于，因此，上式中可简化为： 在实际的设计控制系统时，首先采用了常规PID控制系统，但控制响应超调量较大，不能满足控制要求。

图1 对如图1所示的加热炉多点平均温度系统采用可变增益自适应纯滞后补偿进行仿真。 加入补偿环节后，PID调节器所控制的对象包括原来的对象和补偿环节两部分，于是等效对象的特性G（s）可以写成： 即补偿后的广义被控对象不在含有纯延迟环节，所以，采用纯滞后的对象特性比原来的对象容易控制的多。 但实际应用中发现，加热锅炉由于使用时间长短不同及处理工件数量不同，会引起特性变化，导致补偿模型精度降低，从而使纯滞后补偿特性变差，很难满足实际生产的稳定控制要求。

为改善调节效果，在控制线路中加入两个非线性单元——除法器与乘法器，构成如图所示的加热炉多点温度控制纯滞后自适应控制系统。 二、功能的设计 1、系统辨识 经辨识的被控对象模型为： 所以，带可变增益的自适应补偿控制结构框图如图

图2 加热炉多点温度控制纯滞后自适应补偿系统控制框图2、无调节器的开环系统稳定性分析 理想情况下，无调节器的开环传递函数为： 上式中所示广义被控对象的Bode图如下图所示。 图3

两段推钢式连续加热炉说明书

东北大学毕业设计（论文） 第三章燃烧计算 100 3.1设计计算基本技术数据 以碳素钢标准坯尺寸，20€冷装，天然气不预热为标准计算 3.1.1加热金属 料坯种类：普碳钢（20#钢） 尺寸规格：90 X 90 X 2400mm 金屈开始加热（入炉时）平均温度：20比 金屈加热终了（出炉时）表面温度：1250T 金屈加热终了（出炉时）横断面温差：S35OC 3.1.2炉子生产率： P=22t/h 3-1.3燃料 燃料种类：天然气： 成分（干）: 表3.1天然气干成分（％） 夭然气预热温度：t 燃=20比O 3.1.4出炉膛烟气温度: t 烟气=650°C 3.1.5助燃空气预热温度（烧嘴前）： t 空=300°C 3.2燃料燃烧计算 321天然气的干、湿成分换算 根据热发生炉煤气温度t 混=400-C 时, 査表得g ； = 35g/Nm3（干气体），干湿煤气的转换系数为: 100 K d0 + 0?g 「S0 + gx35?584

东北大学毕业设计（论文）第三章燃烧计算&= 0.9584,代入"漫=kxM干，结果见下表: 100

表3. 2天然气湿成分（％） 322计算天然气湿成分 计算天然气低位发热值 Q 低=126.15C0湿 + 107.26H2湿 + 356.51CH4湿 + 233.45H2S 湿 + 634.73C2H6湿 =126.15 X 0.01 + 107.26 X 0.086 + 356.51 X 93.119 + 634.73 X 0.460 =33500.3KJ/Nm3 323理论空气需要B Lo ： 21- 0.5 X 0.086 + 0.5 X 0.01 +2 X 93.119 + 1.5 x0 + 3.5 X 0460 - 0 21 - =8?95Nm3/Nm3 324实际空气需要量Ln ： 取 n=L05 ,有： Ln = nLo = 1.05 X 8.95 = 940Nm3/Nm3 耳湿=(1+ 0?00124x35) X940 = 9?81Nm3/Nm3 325计算燃烧产物生成量及成分 = 0.01(CO 湿 + CO2 湿 + CH4 湿 + 2C2H6 湿) =0.01 X (0.01 + 0.297 + 93.119 + 2X 0460) =0?943Nm3/Nm3 4 巧 2 =O.21(n-l)Lo = 0.21X(1.05-1)X8.95 =0?094Nm3/Nm3 V 屮=(N2 + 79LJ X0.01 = (1.869 + 79x 9,81)x 0.01 _ 0.5CO 湿 + 0.5H2湿 + 2CH4湿 + I.5H2S 湿 + 3.5(2卅6湿-O?湿 L 0 = C02

加热炉推料机构传动装置设计

XX学院 毕业设计说明书 课题加热炉推料机构传动装置设计子课题 同课题学生 专业 姓名 班级 学号 指导教师 完成日期

加热炉推料机构传动装置设计 一、推料机的工作原理 推料机是一种间歇的输送工件的机械，其电动机通过传动装置，工件机构驱动输送架作往复移动，工件行程时滑架上的推爪推动工件前移一个步长，当滑架返回时，由于推爪下装有压缩弹簧，推爪得以从工件底面滑过，工件保持不动。当滑架再次向前推进时，推爪已复位并推动新工件前移，与此同时，该推爪前方的推爪前一工位的工件一起再向前移动一个步长。如此周而复始，工件不断前移。 二、推料机的工作条件与原始数据 输送步长S=450mm；输送时滑架受到的阻力视为常数P=2400N；行程速比系数K=1.2；滑架每分钟往返的次数N=60 次，滑架道路水平面与机架底平面允许最大距离H＝800～1000mm，滑架宽度为250mm，输送机使用寿命为10 年，每天一班制工作，工作时载荷有中等冲击，工作机构机械效率为0.95，按小批量生产规模设计。 要求：滑架往复的次数误差不大于±5％ 三、设计内容及工作量 1，根据推料机的工作原理，拟定2～3个工作机构方案，并对这些传动装置进行分析对比，确定传动最优机构设计方案； 2，根据所给数据进行传动装置的设计计算。 3. 用计算机软件完成传动装置中减速器及相关零件的建模； 4. 完成减速器装配图和零件图的绘制。 5．编写毕业设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。 6. 完成一篇英文翻译。

主要设计计算过程主要结果 1 设计题目 1.1 工作原理 推料机是一种间歇的输送工件的机械，其电动机通过传动装置，工件机 构驱动输送架作往复移动，工件行程时滑架上的推爪推动工件前移一个步 长，当滑架返回时，由于推爪下装有压缩弹簧，推爪得以从工件底面滑过， 工件保持不动。当滑架再次向前推进时，推爪已复位并推动新工件前移，与 此同时，该推爪前方的推爪前一工位的工件一起再向前移动一个步长。如此 周而复始，工件不断前移。 1.2 设计要求 （1）电动机轴与输出轴平行,允许转速偏差为±5%; （2）使用寿命10年，每日一班制工作; （3）载荷有轻微冲击; =0.95计算； （4）执行机构的传动效率按 W （5）要求传动系统有过载保护； （6）按小批量生产规模设计； （7）已知工作机工作的最大功率 P=2.4kW。 max 1.3 设计内容 （1）确定传动装置的类型，画出机械系统传动方案简图； （2）选择电动机，进行传动装置的运动和动力参数计算； （3）传动系统中的传动零件设计计算； （4）绘制减速器装配图草图和装配图各1张（A0）; （5）绘制减速器箱体零件图1张（A1）、齿轮及轴的零件图各1张（A2）。

毕业设计-电加热炉控制系统设计

密级： NANCHANG UNIVERSITY 学士学位论文 THESIS OF BACHELOR （2006 —2010 年） 题目锅炉控制系统的设计 学院：环境与化学工程系化工 专业班级：测控技术与仪器 学生姓名：魏彩昊学号：5801206025 指导教师：杨大勇职称：讲师 起讫日期：2010-3至2010-6

南昌大学 学士学位论文原创性申明 本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密□，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密□。 （请在以上相应方框内打“√”） 作者签名：日期： 导师签名：日期：

锅炉控制系统设计 专业：测控技术与仪器学号：5801206025 学生姓名：魏彩昊指导教师：杨大勇 摘要 温度是流程工业中极为常见的热工参数，对它的控制也是过程控制的一个重点。由于加热过程、加热装置特殊结构等具体原因，使得过程对象经常具有大时滞、非线性、难以建立精确数学模型等特点，利用传统的PID控制策略对其进行控制，难以取得理想的控制效果，而应用数字PID控制算法能得到较好的控制效果。 本文主要阐述了一种改进型的加热炉对象及其工艺流程，采用了PLC控制装置设计了控制系统，使加热炉的恒温及点火实现了自动控制，从而使加热炉实现了全自动化的控制。此种加热炉可广泛应用于铝厂、钢厂等金属冶炼、金属加工行业以及化工行业。 此设计以工业中的电加热炉为原型，以实验室中的电加热炉为实际的被控对象，采用PID控制算法对其温度进行控制。提出了一种适合电加热炉对象特点的控制算法，并以PLC 为核心，组成电加热炉自适应控制系统，其控制精度，可靠性，稳定性指标均远高于常规仪表组成的系统。 关键词：温度；电加热炉；PLC；控制系统

加热炉温度控制系统设计

过程控制系统课程设计 设计题目加热炉温度控制系统 学生姓名 专业班级自动化 学号 指导老师 2010年12月31日 目录 第1章设计的目的和意义 (2) 第2章控制系统工艺流程及控制要求 (2) 2.1 生产工艺介绍

2.2 控制要求 第3章总体设计方案 (3) 3.1 系统控制方案 3.2 系统结构和控制流程图 第4章控制系统设计 (5) 4.1 系统控制参数确定 4.2 PID调节器设计 第5章控制仪表的选型和配置 (7) 5.1 检测元件 5.2 变送器 5.3 调节器 5.4 执行器 第6章系统控制接线图 (13) 第7章元件清单 (13) 第8章收获和体会 (14) 参考文献 第1章设计的目的和意义 电加热炉被广泛应用于工业生产和科学研究中。由于这类对象使用方便，可以通过调节输出功率来控制温度，进而得到较好的控制性能，故在冶金、机械、化工等领域中得到了广泛的应用。 在一些工业过程控制中,工业加热炉是关键部件,炉温控制精度及其工作稳定

性已成为产品质量的决定性因素。对于工业控制过程,PID 调节器具有原理简单、使用方便、稳定可靠、无静差等优点,因此在控制理论和技术飞跃发展的今天,它在工业控制领域仍具有强大的生命力。 在产品的工艺加工过程中，温度有时对产品质量的影响很大，温度检测和控制是十分重要的，这就需要对加热介质的温度进行连续的测量和控制。 在冶金工业中，加热炉内的温度控制直接关系到所冶炼金属的产品质量的好坏，温度控制不好，将给企业带来不可弥补的损失。为此，可靠的温度的监控在工业中是十分必要的。 这里，给出了一种简单的温度控制系统的实现方案。 第2章控制系统工艺流程及控制要求 2.1 生产工艺介绍 加热炉是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备，它所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，作为动力和热源的过滤，也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。 加热炉设备根据用途、燃料性质、压力高低等有多种类型和称呼，工艺流程多种多样，常用的加热炉设备的蒸汽发生系统是由给水泵、给水控制阀、省煤器、汽包及循环管等组成。 本加热炉环节中，燃料与空气按照一定比例送入加热炉燃烧室燃烧，生成的热量传递给物料。物料被加热后，温度达到生产要求后，进入下一个工艺环节。 加热炉设备主要工艺流程图如图2-1所示。

加热炉控制系课程设计

第1章加热炉控制系统 加热炉控制系统工程背景及说明 加热炉自动控制（automatic control of reheating furnace），是对加热炉的出口温度、燃烧过程、联锁保护等进行的自动控制。早期加热炉的自动控制仅限控制出口温度，方法是调节燃料进口的流量。现代化大型加热炉自动控制的目标是进一步提高加热炉燃烧效率，减少热量损失。为了保证安全生产，在生产线中增加了安全联锁保护系统。 影响加热炉出口温度的干扰因素很多，炉子的动态响应一般都比较迟缓，因此加热炉温度控制系统多选择串级和前馈控制方案。根据干扰施加点位置的不同，可组成多参数的串级控制。使用气体燃料时，可以采用浮动阀代替串级控制中的副调节器，还可以预先克服燃料气的压力波动对出口温度的影响。这种方案比较简单，在炼油厂中应用广泛。 这种控制的主要目的是在工艺允许的条件下尽量降低过剩空气量，保证加热炉高效率燃烧。简单的控制方案是通过测量烟道气中的含氧量，组成含氧量控制系统,或设计燃料量和空气量比值调节系统,再利用含氧量信号修正比值系数。含氧量控制系统能否正常运行的关键在于检测仪表和执行机构两部分。现代工业中都趋向于用氧化锆测氧技术检测烟道气中的含氧量。应用时需要注意测量点的选择、参比气体流量和锆管温度控制等问题。加热炉燃烧控制系统中的执行机构特性往往都较差，影响系统的稳定性。一般通过引入阻尼滞后或增加非线性环节来改善控制品质。 在加热炉燃烧过程中，若工艺介质流量过低或中断烧嘴火焰熄灭和燃料管道压力过低,都会导致回火事故，而当燃料管道压力过高时又会造成脱火事故。为了防止事故，设计了联锁保护系统防止回火和温度压力选择性控制系统防止脱火。联锁保护系统由压力调节器、温度调节器、流量变送器、火焰检测器、低选器等部分组成。当燃料管道压力高于规定的极限时，压力调节系统通过低选器取代正常工作的温度调节系统，此时出料温度无控制，自行浮动。压力调节系统投入运行保证燃料管道压力不超过规定上限。当管道压力恢复正常时，温度调节系统通过低选器投入正常运行，出料温度重新受到控制。当进料流量和燃料流量低于允许下限或火焰熄灭时，便会发出双位信号，控制电磁阀切断燃料气供给量以防回火。 随着节能技术不断发展，加热炉节能控制系统正日趋完善。以燃烧过程数学模型为依据建立的最佳燃烧过程计算机控制方案已进入实用阶段。例如，按燃烧过程稳态数学模型组成的微机控制系统已开始在炼油厂成功使用。有时利用计算机实现约束控制，使加热炉经常维持在约束条件边界附近工作，以保证最佳燃烧。

蓄热式连续加热炉的基本结构组成

蓄热室连续加热炉的基本结构组成 连续式加热炉由以下几个基本部分组成：炉子基础和钢结构、炉膛与炉衬、燃料燃烧系统、排烟系统、余热利用装置、冷却系统、装出料设备、检测及调节装置、计算机控制系统等。 1炉子基础和钢结构 炉子基础将炉膛、钢结构和被加热钢坯的重量所构成的全部载荷传到地面上。一般采用混凝土基础。 炉子钢结构是由炉顶钢结构、炉墙钢结构和炉底钢结构的一个箱形框架结构，用以保护炉衬和安装烧嘴。水梁、立柱及各种炉子附件的固定主要由型钢和钢板组成。 （1）炉膛与炉衬 炉膛是由炉墙、炉顶和炉底围成的空间，是对钢坯进行加热的 地方。炉墙、炉顶和炉底通称为炉衬，炉衬是加热炉的一个关 键技术条件。再加热炉的运行过程中，不仅要求炉衬能够在高 温和载荷条件下保持足够的温度和稳定性，要求炉衬能够耐受 炉气的冲刷和炉渣的侵蚀，而且要求有足够的绝热保温和气密 性能。为此，炉衬通常耐火层、保温层、防护层和钢结构几部 分组成。其中耐火层直接承受炉膛内的高温气流冲刷和炉渣侵 蚀，通常采用各种耐火材料经砌筑、捣打或浇筑而成；保温层 通常采用各种多孔的保温材料经砌筑、敷设、充填或粘贴形成，其功能在于最大限度地减少炉衬的散热损失，改善现场操作条 件；防护层通常采用建筑砖或钢板，其功能在于保持炉衬的气

密性，保持多孔保温材料形成的保温层免于损坏。钢结构是位于炉衬最外层的由各种钢材拼焊、装配成的承载框架，其功能在于承担炉衬、燃烧设备、检测设施、检测仪器、炉门、炉前管道以及检测、操作人员所形成的载荷，提供有关设施的安装框架。 A炉墙 炉墙分为侧墙和端墙，沿炉子长度方向上的炉墙成为侧墙，炉子两端的炉墙。整体捣打、浇注的炉墙尺寸可以根据需要设计。炉墙采用可塑料或浇注料内衬和绝热层组成的复合砌体结构。为了使炉子具有一定的强度和良好的气密性，炉墙外壁为5mm或6mm厚的钢板外壳。 蓄热式连续加热炉的炉墙上除了设有炉门、窥视门、烧嘴孔、测温孔等孔洞，还有蓄热室和高温通道（蓄热式烧嘴的蓄热室一再少嘴里），所以炉墙要能够承受高温。为了防止砌体受损，炉墙应尽可能避免直接承受附加载荷，所以炉门，冷却水管等构件通常都直接安装在钢材上。 B炉顶 加热炉的炉顶按其结构分为拱顶和吊顶两种。现在大多采用可塑料或浇注料内衬和绝热层组成的符合砌体吊顶结构。这种吊顶结构不受炉子跨度的影响且使用寿命长。 C炉底 炉底一般采用砖砌复合结构，高温炉底还要承受炉渣的化学侵

步进式加热炉设计计算毕业论文

二 步进式加热炉设计计算 2.1 热工计算原始数据 (1)炉子生产率：p=245t/h (2)被加热金属： 1)种类：优质碳素结构钢(20#钢) 2)尺寸：250×2200×3600 (mm)(板坯) 3)金属开始加热(入炉)温度：t 始=20℃ 4)金属加热终了(出炉)表面温度：t 终=1200℃ 5)金属加热终了(出炉)断面温差：t ≤15℃ (3)燃料 1)种类：焦炉煤气 2)焦炉煤气低发热值：Q 低温=17000kJ/标m 3 3)煤气不预热：t 煤气=20℃ 表1-1 焦炉煤气干成分(%) 废膛(5)空气预热温度(烧嘴前)：t 空=350℃ 2.2 热工计算 2.2.1 焦炉煤气干湿成分换算 查燃料燃烧附表5，3/9.18m g g = 10000124.0100124.0222?+= 干 干 湿O H O H g g O H 100 100%%2湿 干 湿 O H X X -?= 由上式得 %2899.22=湿O H

00 00 25741.56100 2899.21009.57%H =-? =湿 00 00 48184.24100 2899.21004.25%CH =-? =湿 0000 7939.8100 2899.21009%CO =-=湿 0000428336.2100 2899.21009.2%H C =-?=湿 000022702.1100 2899.21003.1%N =-?=湿 000023909.0100 2899.21004.0%O =-?=湿 000020290.3100 2899.21001.3%CO =-?=湿 代入表2—1中，得 表2-1 焦炉煤气湿成分(%) 2.2.2 计算焦炉煤气低发热值 ） （低Λ+?+?+?+??=424214100%8550%2580%3046187.4H C CH H CO Q = ()0 00 000 8336 .2141008184 .2485505741.5625807939 .83046187.4?+?+?+?? =17094.6830 KJ/m 3 误差%557.0%10017000 17000 6830.17094%=?-= 计算值与设计值相差很小，可忽略不计。

加热炉论文

探讨加热炉的主要节能措施及制约因素 潘诚 （塔里木油田公司塔西南石化厂炼油二车间新疆泽普844804） 摘要：本文介绍了加热炉主要的节能途径、主要技术措施及应注意的问题，并阐述了进一步提高加热炉节能水平的制约因素。 关键词：炼油装置加热炉节能热效率 1 前言 自燃料气单价从今年4月1日起由0.51元每方涨到0.81元每方后，加热炉就成了重整装置的能耗大户，其节能措施对于提高装置的节能水平具有重要意义。 本文重点介绍加热炉一些主要节能途径；探讨节能途径的主要技术措施。以及提高加热炉节能水平的制约因素：降低排烟温度，要考虑经济性和露点腐蚀；过分降低炉外壁温度，会导致费用过高；预热空气温度过高对环保不利。提出了进一步提高加热炉节能水平的建议；开发新的余热回收工艺。 2 加热炉节能的主要途径 炼油装置加热炉的节能措施比一般工业炉要灵活得多，这是由于它所加热的工艺介质在经过后续设备完成蒸馏或其他加工过程之后，产品需要冷却到一定温度才能送出下一个装置，冷的原料和热的产品之间往往要进行复杂的热交换。另外，一个装置内常常不只有一台加热炉，还有各种其他设备，它们之间在热能利用方面往往是可以互补的。这就有可能也有必要首先把加热炉同整个装置结合在一起，全面考虑和优化，以便采取综合节能措施。 2.1 优化换热流程，降低加热炉热负荷 炼油装置的特点是：加热炉的热负荷随换热流程的不同而改变。优化换

热流程、降低加热炉热负荷，是减少燃料消耗、降低装置能耗最直接、最有效的措施。以本装置重整炉为例：重整进料前的精制油温度即冷路温度57℃，,经过一组利用反应器出口余热为能量的换热器E1201和E1202后精制油被加热到400℃，然后再经过四合一炉进一步将已有一定温度的（400℃）油气加热到480℃。经过换热流程的优化，原油换热终温(即四合一炉入口温度)从57℃提高到了400℃，重整炉热负荷几乎减少了近80%，取得了显著成果。 2.2 加热炉与其他设备联合回收余热 炼油装置的产品，有一些是要经过空冷才能送出下一个单元的。如果将这些空气冷却器排出来的热空气（例如本装置重整空气冷却器下方或附近的环境温度一般都有50～60℃甚至更高）收集起来供给炉子作燃烧空气或者用来加热冷油，那么就可以回收一部分热能，从而降低装置的能耗。常见的有用热油式空气预热器代替空冷器，将原来空冷的油品引入热油式空气预热器，冷却后送出下一个单元。 2.3 提高加热炉热效率[1] 热效率是衡量加热炉先进性的一个重要指标，其高低关系着炼油装置能耗的高低。可用简化的热效率平衡表达式描述： η＝(1- Q1- Q2- Q3)×100% 式中：η为加热炉热效率；Q 为排烟损失占加热炉总供热的比值，是 1 为不完全燃烧损失占加热炉总供热的比排烟温度和过剩空气系数的函数；Q 2 为散热损失占加热炉总供热的比值。 值；Q 3 2.3.1 降低排烟温度以减少排烟损失[2] 排烟损失在加热炉的热损失中占极大的比例：当炉子热效率较高(例如90%)时，排烟损失所占比例为70%～80%；当炉子热效率较低(例如70%)时，所占比例高达90%以上。 降低排烟温度和降低过剩空气系数都能减少排烟损失。降低排烟温度的主要措施有以下几种：① 减小末端温差，即减小排烟温度与被加热介质入对流室温度之差。这项措施涉及到一次投资和运转费用的权衡问题，应该由