支护设备与采煤机选型设计

支护设备与采煤机选型设计

第一节机械化采煤工作面类型的确定与论证

机械化采煤工作面，根据支护设备型式不同。可分为普通机械化采煤工作面(简称普采)及综合机械化采煤工作面(简称综采)。综采工作面主要设备为双滚筒采煤机、刮板输送机、液压支架，综采工作面机械化程度高、安全、生产率高，国内不少综采工诈面年产量超过100万吨．但它的设备投资大，对煤层厚度、倾角、地质条件变化要求严格．普采工作面主要设备为滚筒采煤机、刮板机输送机、金属摩擦支柱或单体液压支住及金属铰接顶梁。(采用单体液压支往、金属铰接顶粱的工作面亦称高档普采工作面)。普采工作面设备投资小，在煤层厚度、倾角、地质条件变化较大时，适应性好，但它的机械化程度、安全、生产率比综采低。

当工作面的煤层厚度、倾角、地质条件，设计生产能力等已知时，究竟采用那种类型的机械化

采煤工作面，应经过经济技术方面认真分析，论证后再去确定，一般讲当工作面内煤层厚度较厚，煤层倾角及煤层厚度变化不大，地质条件比较稳定，没有大的断层，夹矸等，工作面没计生产能力又比较高．采用综采比较好，相反，当煤层厚度不大．但厚度、倾角变化较大，工作面设计生产能力不很高时，采用高档普采能更好的适应煤层地质条件的变化，并能取得较好的经济效益．我国目前规定普采年生产量为20～30万吨。综采；当采高大于2米，年产量为50～80万吨，采高

1．1米时年产量为30～50万吨。

第二节液压支架的选型

一、影响液压支架选型的因素

影响液压支架选型的因滚．主要是矿山地质条件，如顶、底板稳定性、煤层厚度、煤层倾角、煤层赋存状况及瓦斯含量等，其中以煤层及顶，底扳稳定性影响最大。

1．顶板稳定性：

顶板稳定性直接影响支架的架型支护强度，顶板岩性的不同．决定支架的架型的型式，岩层载荷和顶板的稳定性主要影响支架支护强度和顶梁的结构型式。一般讲：

煤层顶板稳固平整，应选用支撑式支架；煤质松软、顶板破碎煤层，应选用掩护式支架；而煤层顶板坚硬。则应选用支撑掩护式支架。

2．底板稳定性：

底板岩石的组成．结构及岩石力学性质是支架选型不可忽视的另一重要条件．底板的稳定性．对支架底座影响颇大．支架架型选取不当，会使支架陷入底板，使移架困难。根据我国煤层底板岩石抗压强度。建议：

按表2-1选型。

表2-1不同底板条件下选用的架型

xxxx松软粘土xx

页xx（或松软煤）较软粘土xx

页xx（或松软煤）一般粘土xx

砂页岩、砂岩（或煤）

抗压强度MPa ＜2.0＞2.0＞4.0

应选架型掩护式液压支架式

两柱支掩式掩护式支架

支掩式支架支掩式及强力支撑

四柱及强力支撑

3．煤层厚度：

煤层厚度主要影响支架支护强度，煤层厚度越大支护强度应越高，煤层厚度大小及变化情况，又决定着支架的结构高度和伸缩范围。

4．煤层倾角：

煤层倾角主要影响支架稳定性，煤层倾角大则易使支架发生倾倒、下滑等现象。必须采取防倒防滑措施。

5．煤层埋藏稳定性：

实践证明：

煤层埋藏越平稳，综采的效果越好。断层及其性质对支架的使用好坏起决定性的影响。若断层落差大，综采设备通不过，断层条数多，综采面搬家次数多。

6．煤层瓦斯含量：

瓦斯含量大的煤层应采用通风断面大的支架。

液压支架架型选择是否合适，最终必然反映到经济效果上。应尽量做到安全、高效，而又能降低吨煤成本。支撑式液压支架虽然价格便宜，但使用性能远不如掩护式和支撑掩护式液压支架优越。因此：

在可能情况下，应优先选用掩护式和支撑掩护式两种架型。

除矿山地质条件外，采矿技术条件，如回采方式，采面长度，采煤机械类型、生产环节等因素对液压支架的造型也有一定的影响。

二、煤层顶板及顶板分类

覆盖在煤层上的岩石，依次分为伪顶、直接顶、老顶，它们统称为煤层的顶板。伪顶是紧贴在煤上极易冒落的较薄岩层，通常在煤层被采下后随即冒落，对液压支架的选型一般没有影响。

直接顶位于伪顶之上，无伪顶时直接位于煤层之上，通常是在移架或回柱后随即冒落，直接顶下部1.5～2米厚的岩石叫直接顶下位岩石，它对架型的选择有决定性的影响。

1．直接顶分类

我国将缓倾斜煤层回采工作面直接顶根据其稳定程度分为四类

1)、不稳定顶板：

也称破碎顶板，这类顶板很易冒落。冒落后岩石能基本充满采空区。泥质页岩，再生顶板等属于这类顶板。

2)、中等稳定顶板：

强度较高，但有大量节理裂隙，局部较完整，冒落后不能充满采空区，一般在支护设备前移后随即冒落。砂质页岩，粉砂岩属予这类顶板。

3)、稳定顶板：

难于冒落，需支架帮助切顶。

4)、坚硬顶板：

极难于冒落，采后需强制放顶，砂岩，坚硬砂质页岩等属于这后两类。

直接顶分类的主要指标是强度指数D，并参考直接顶初次跨落步距L1(米)来决定。直接顶初次跨落步距Ll是指工作面推进一定距离后，直接顶冒落高度在1～1.5米以上，范围占全工作面长度1／2以上时，初次切顶线距开切眼煤壁之间距离。

强度指数D可由下式求出．

D=6D·Cl·Cz

式中：6D—岩石的单向抗压强度，公斤／厘米2：

C1—节理裂隙影响系数

Cz一分层厚度影响系数

6D、C

1、Cz值可查阅陶驰东主编“采掘机械"书及有关资料得到。根据D并参考Ll 直接顶类别的确定见表2—2。

表2—2直接顶类别类别指标

1 2 3 4

不稳定顶板中等稳定顶板坚硬顶板

主要指标强度指数D ≤3031～70 7l～l 20 >1 20无直接顶层厚在2~5米以上，6D>560800Kgf/cm2，节理裂隙间距和分层度大于1米的整体岩层。

参考指标直接顶初次跨落步距L：

（M）≤S9～1 8 l 9～2S >2 5

2．老顶分级

老顶位于直接顶之上，顶板分级主要由直接顶厚度∑h与采高H之比值N来决定，再参考老顶初次来压步距L2，N的意义是指冒落带充满采空区的程度，L2是指工作面初次切顶线到开切眼煤壁之间老顶悬露的长度。老顶周期来压的强弱，对确定支架的吨位即支护强度有决定性影响，N越大L2越小，说明老顶周期来压不明显，作用在支架上的载荷小而稳定，支架的支护强度不需要很大，相反，N越小，L 2越大，老顶周期来压就越强烈，作用在支架上的载荷就越大且有冲击，支架的支护强度就要求比较高。

根据N和L2值老顶被分为四级。见表2—3

表2-3老顶分级

级别ⅠⅡⅢⅣ

周期来压不明显强烈极强烈

指标N>3～50.3

Ll=25～50(M)0.3

Ll>50(M)

N≤0.3

Ll=25～50(M) N<0.3

Ll>50(M)

三、液压支架的选型

液压支的选型，包括选择支架的架型，支架的结构参数和支架强度的确定。

1．架型的选择：

液压支架根据对顶板的支护方式和结构特点不同，可分为支撑式、掩护式、支撑掩护式三种基本型式。

支撑式支架顶粱长，立柱多，且垂直支撑，工作阻力大，切顶能力强．通风断面大，后部有简单的挡矸装置，架间不撑紧，对顶板不密封，它适用于稳定或坚硬以上直接顶和周期来压明显或强烈的老顶条件。

掩护式支架有宽大的掩护梁可挡住采空区冒落的矸石，它的顶梁较短，支柱少且倾斜支撑，架间密封，支架工作阻力较小，切顶能力差，但由于顶粱较短控顶面积小，支护强度不一定小，它适用于不稳定和中等稳定直接顶条件。支撑掩护式支架兼有支撑式和掩护式支架结构特点，顶梁较长，立柱较多，呈垂直或倾角较小倾斜支撑，故工作阻力大，切顶能力强，具有掩护梁架间密封，挡矸掩护性能好。它适用稳定以下各类顶板，有取代支撑式支架的趋势，但它的结构复杂，重量较大，价钱较高。

当工作面直接顶类别，老顶级别已确定经过分析论证后，可按表2-4选择支架型式。

表2-4适应不同类级顶板的架型及支护强度

老顶级别ⅠⅡⅢⅣ

直接顶类别1 2 3 1 2 3 1 2 3 4 4

架型掩护式支撑式掩护式

支撑掩护式支撑掩护式支撑掩护式

支撑掩护式

支撑掩护式采高＜2.5m时支撑式

采高＞2.5m时支撑掩护式

支架支护强度（吨/米2）采高（米）11234 30 35

(25)

45

(35)

55

(45)1.3×30

1.3×35

(25)

1.3×45

(35)

1.3×55

(45)1.6×30

1.6×35

1.6×45

1.6×55＞2×30

＞2×35

＞2×45

＞2×55结合深孔爆破，软化顶板等措施处理采空区

单体支柱支护强度（吨/米2）采高（米）1123 15

25

351.3×15

1.3×25

1.3×351.6×15

1.6×25

1.6×35按采空取处

理方法确定

使用表2—4时，还应注意下列因素：

1）、煤层厚度大于2.5米，顶板有侧向推力时，一般不宜采用支撑式支架，煤层厚度在

2．5～

2．8米以上时，应选用带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架，煤层厚度变化大时应采用调高范围大的双伸缩支柱。

2）、煤层烦角在10～15o(支撑式支架取下限，掩护式取上限)以上时，支架应有可靠的防滑防倒装置。

3）、底板强度、支架对底板比压应小于底板岩石允许抗压强度。

4）、瓦斯含量，瓦斯涌出量大的工作面，应优先选用通风断面大的支撑式或支撑掩护式支架。

5)、地质构造、断层发育、煤层厚度变化大，顶板允许暴露时间和面积分别为20分钟以下和5~8m2时，暂不宜采用综采设备

6)、设备成本，能同时允许选用不同架型时，应优先选用价格便宜的支架。

另外，表2-4中的支护强度是指单位面积上的支撑力大小，括号内数字是掩护式支护强度；但允许有5％的波动范：1.3，1.6，2分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ级老顶比l级老顶的增压倍数，Ⅳ级老顶由于地质条件变化较大，只给出最低限2，具体数字应根据实际情况确定，单体液压支柱的支护密度，可用表中的支护强度除以工作阻力计算。表中采高系最大采高，具体采高下的支护强度可用插值法计算。

2．液压支架结构参数的确定

液压支架的结构参数，主要指液压支架的结构高度，液压支架的结构高度，应能适应采高的要求。它根据煤层厚度(或采高)和采区范国内地质条的变化等因素来确定。其选择的原则时：

在最大采高时，液压支架应能“顶得住”，在最小采高时，支架能“过得去”。支架最大结构高度Hmax和最小结构高度Hmin，具体由下面经验公式计算：

Hmax=hmax+a米

=2.5+0.2

=2.7（米）

Hmin=hmin―SZ―b―C米

=1.8-0.2-0.1-0.1

=1.4米

式中：

Hmax，hmin——煤层最大厚度和最小厚度；米

a——考虑伪顶，煤皮冒落后，支架仍有可靠初撑力所需要的支撑高度的补偿量；中厚煤层可取200毫米，厚煤层可取300毫米；薄煤层适当减小；

S——顶板最大下沉量（一般取支架后排立柱处顶板的下沉量，可借鉴邻近工作面的观测资料选取，若无这方面资辩，可按100~200毫米选取，I级老顶取大值，Ⅳ级老顶取小值；b——支架卸载前移时，立柱伸缩余量，煤层厚度大于1.2米时，取80~100毫米；c——支架顶粱上存留的浮煤和碎矸石厚度，一般取50~100毫米。

3．支架支护强度的确定．

支架支护强度q：

支架单位支护面积上的支撑力。它是衡量液压支架性能的一个重要参数，可由下列方法确定；

1)按经验公式估算

Q =K·H·R吨／米2

=8*2.5*2.3

=46吨／米2

式中：

K—作用于支架上的顶板岩石厚度系数，日本取5，苏联取6—9；英国取5—7；我国中厚煤层取6—8；

H—最大采高米；

R—岩石容重，-般取2.3吨／米3。

2)直接查表选取

根据顶板条件和煤层厚度，直接由表2—4中查取。

根据顶板条件和煤层厚度选取支架支撑掩护式满足工作面支护强度。

4．选择液压支架型号

由上面计算出的支架最大和最小结构高度和支护强度的数值，从液压支架产品目录中选择合适液压支架的型号，并列出支架规格和主要技术参数表。

支撑掩护式支架该机具有支撑效率高，切顶换能力强，支架稳定性好的特点。采用分体顶梁铰接前梁形式，切顶效果好，便于运输。采用前后双连杆形式，可减少支架重量改善底板比压的平均分布和前端比压

型号名称主要技术参数

型支撑掩护式液压支架高度1.8～3.9m

中心距1.5m

宽度1.41～1.58m

初撑力3136～3236kN

工作阻力3990～4118kN

支护强度0.70～0.72Mpa

底板比压（前端）0.45～1.96Mpa

泵站压力25Mpa

整体运输尺寸4250×1410×1800mm

适应倾角≤20°

操纵方式本架控制

重量13.55t

第三节．单体液压支柱工作高度，支护强度及型式的选择

1.支柱最大工作高度Hmin及最小工作高度Hmin的计算

Hmax=hmax-c (米)

=2.5-0.096

=2.404米

Hmin=hmin-s-c-a (米)

=1.8-0.20-0.096-0.080

=1.424米

式中：

Hmax，hmin—煤层最大，最小采高

c—顶梁高度c=9 6毫米

s—最大控顶距处，顶板下沉量，可参阅液压支架方法选取。

a—支柱卸载高度，取80毫米。

2．单体液压支柱工作阻力及支护密度

单体液压支柱的工作阻力：

内注式及外注式随油缸直径及支撑高度不同，其额定工作阻力有25吨/柱，30吨/柱及35吨/柱，具体参数可查有关资料。

支护密度：

根据表2—4单体液压支柱的支护强度(表2—4采高为最大采高实际采高，与表2—4采高不同时，可用插值法算出实际采高下的支护强度)除以支柱工作阻力可求出每平方米所需支柱数。

3．单体液压支柱型式及铰接顶梁的选择

根据供液方式不同可分为内注式和外注式，外注式结构简单，重量和制造成本比内注式低，伸缩比大，但需配备液压泵和供液管路，宜用于中厚煤层中，内注式重量大，制造成本高，但不需配备液压泵及供液管路，灵活性大，在薄煤层中使用比较方便。

单体液压支柱铰接顶梁长度，应按采煤机截深整数倍选取，以便顶板的管理。

第四节滚筒采煤机的选择

正确选择和使用采煤机是提高采煤工作面，生产能力的一项主要任务，对采煤工作面的生产效率、能耗、安全等都具有重要影响，但采煤机选型涉及问题较多，目前还缺乏一套完善的计算方法。它不仅与煤层的厚度，倾角及煤的物理机械性质、地质条件等有关，还要考虑与支护设备，运输设备之间配套关系，因此，在选型过程中要考虑多方面因素，综合分析后去确定。

一、采煤油机性能参数的计算与决定

1．滚简直径的选择

滚筒直径大些对装煤有利，但不宜过大．并应满足采高的要求。

双滚筒采煤机滚简直径应大于最大采高hmax的一半，一般可按

D=(0.52~0.6)hmax选取，采高大时取小值D=0.52×2.5=1.3米，采高小时取大值D=0.6×2.5=1.5米。

单滚筒采煤机滚筒直径选择时．为了防止滚筒在顶板下沉时被夹住而截割岩石，直径D=hmin-(01~0.2)米，采煤机的滚筒已经系列化，可选用与计算值相近的标准滚筒，以降低制造成本。

2．截深的选择

滚筒截深是采煤机工作机构截入煤璧的深度，是影响采煤机装机功率及生产率的主要因素，决定截深时应充分考虑煤层的压张效应，截割阻抗(截齿截割单位切屑厚度所对应的截割阻力)大小，煤层厚度、倾角、顶板稳定性及采煤机稳定性等。另外：

为了管理顶板方便，截深应等于液压支架的推移步距。

中厚煤层截深可取0.6~0.8米，若顶扳稳定，截割阻抗小可适当加大

厚煤层为了减轻煤壁片邦，减轻液压支架载荷和避免煤从运输机溢出，截深宜小，可取0.5米左右。

薄煤层由于工人行走困难，牵引速度比较低。为了保证大的生产率截深可取0.8～1米。

国内生产采煤机，为了制造方便，大部分截深在0.6米左右，薄煤层为l米左右。

3．滚筒转速及截割速度

滚筒转速对截煤比能耗、装载效果、粉尘大小都有很大影响，由截齿最大切屑厚度hmax公式

可知，当滚筒每条截线上的截齿数m，牵引速度V已定，转速n愈高，切屑厚度愈小，煤尘产生量大，截割比能耗增大。另外，实践表明，滚筒转速过高，循环煤会增多，装载效率降低，装煤效果不好，所以，现代采煤机，滚筒转速出现降低的趋势，如英国AM—

500、日本DR—100采煤机，滚筒最低转速分别为21.2转/分和25转/分。但滚筒转速也不能太低，否则会在牵引速度不太高时，出现堵塞现象。

一般认为滚筒转速在30～50转/分较为适宜，薄煤层小直径滚筒由于装煤能力差，为了提高生产率转速可增大到60~100转/分。

转速及滚筒直径经确定后截齿截割速度也就定了，一般控制在4米/秒左右较好。

4．采煤机最小设计生产率

采煤机在采煤过程中，由于处理故障，检查和更换刀具，日常维修，等侯支护，处理片邦等，经常出现停顿，采煤机实际生产率比设计的理论生产率小的多，为了表明这些因素的影响，可用有效开动率表示。

有效开动率是指采煤机在一天或一班内有效工作时间与一天或一班占有时间的比值，它综合反映了设备可靠性，选型及组织管理水平，工人技术熟练程

度等，西德高产工作面有效开动率可达51%，苏联高产综采工作面可达50％，我国根据有些典型工作面的推算大约在

0.15~0.35之间，一般可取0.20。

当采煤工作面生产能力已定，其每小时的平均产量就是所需采煤机的最小实际生产率，考虑到有效开动率，则采煤机按工作面生产能力要求的最小设计生产率Qmin为

式中：

W—采煤工作面的日平均产量，吨／日

上式有效开动率取

0．2，充分考虑使采煤机有增产潜力，当有效开动率能进一步提高，采煤仍有富裕能力，使工作面生产能力得到提高。

5．采煤机截割时的牵引速度及生产率、

采煤机截割时牵引速度的高低，直接决定采煤机的生产率及所需电机功率，由于滚筒装煤能力，运输机生产率，支护设备推移速度等因素的影响，采煤机在截割时的牵引速度比空调时低的多。采煤机牵引速度在零到某个值范围内变化，选择截割时的牵引速度，要根据下述几方面因素，综合考虑。

1)、根据采煤机最小设计生产率Qmin决定的牵引速度V1

式中：

Qmin——采煤机最小设计生产率吨/时

H—采煤机平均采高，米

B—采煤机截深，米

r—煤的容重1.35吨/米

2)、按截齿最大切屑厚度决定的牵引速度V2

采煤机截割过程，是滚筒以一定的转速n，同时又以一定的牵引速度v沿工作面移动，切屑厚度呈月牙规律变化，如果滚筒一条截线上安装的截齿数为m，则截齿最大的切屑厚度hmax在月牙形中部，可用下式求出

从上式可知当n、m决定后，hmax与牵引速度V成正比，V越大hmax越大，当hmax大于齿座上截齿伸出的长度，使齿座及螺旋叶片也参与截割，则截割阻力及功率剧增，齿座受到磨损。

为了避免上述情况的发生，一般要求截齿的最大切屑厚度应小于截齿伸出齿座长度的70%，按上述要求，采煤机的牵引速度为V2。

式中：

—截齿在齿座上伸出长度的70%(毫米)国产径向截齿。大约为44~55毫米。

切向截齿大约为41 ~ 5 2毫米。煤坚硬度f及截割阻抗大时取小值。

3)、按液压支架推移速度决定牵引V3

一般讲支架的推移速度应大于采煤机的牵引速度较好，这样可保证采煤机安全生产。

截割时牵引速度V，应根据上述三方面情况综合分析后确定，其最大值应等于或大于V1，但应小于V

2．并与V 3相协调，使采煤机既能满足工作面生产能力的要求，又可避免齿座或叶片参与截割，并能保证采煤机安全生产。

采煤机截割牵引速度V决定后，采煤机的生产率Q为

Q =60HBVr 吨/时

式中符号意义同前

6．采煤机所需电机功率

由于采煤机在截割和装载过程中，受到很多因素的影响，所需电机功率大小，很难用理论方法精确计算，常采用类比法或比能耗法来估算。采用比能耗

法估算电机功率，是根据采煤机生产率和比能耗(截割单位体积煤所消耗的功率)实验资料来确定，如果比能耗值确定适当，计算值就比较合理。

取截割阻抗A=180~200牛顿/毫米的煤为基准煤，当采煤机以不同的牵引速度截割时，包括牵引部及辅助液压系统在内，其比能耗的估算值如表2～5，

表2—5螺旋滚筒采煤机比能耗HWB

牵引速度（米/分）HWB（千瓦·小时/吨）2

0.50 3

0.44 4

0.42 5

0.40 6

0.38

表2—6

煤层截割阻抗A牛顿/毫米磨蚀性系数P毫米/千米坚硬夹杂物%脆韧性采煤机械选型

级别类别

（脆性煤层）

一级1类（极软）60 ~ 120＜100 0脆性采高小于1.5米时优先选用刨煤机只含软夹矸

2类（软）

100~200含软的泥质页岩夹矸细碎杂物含量＜0.5%韧性

3类（中硬）120 ~ 180韧性

（脆性韧性煤层）

二级4类（超中硬）180~240 200~300细碎硬夹杂物＜1%韧性滚筒采煤机60~120

细碎硬夹杂物含量＜2.5%脆性

120~180

5类（硬）180~240 300~400细碎硬夹杂物含量＜2.5%韧性

脆性

240~300

（脆性煤层）

一级6类（极硬）240~300 450~500砂质页岩砂岩或结团硬夹杂物含量＜2.5%断面积＜1000cm2r的大块夹杂物含量＜2.5~5%韧性

需先爆破或注高压水把煤层松动后，才能选用滚筒采煤机

180~240

7类（特硬）不论≥600硬夹矸和大块结团夹杂物含量8~10%

如果截割机的煤层。其截割阻抗不同上述基准值，可按下式计算比能耗值式中：

Ax——被截割煤层截割阻抗国内还缺乏这方面资料，可参考表2—6资料决定，我国根据坚硬度f将煤分为：

软煤(f<

1．5)，中硬煤(f=1.5～3)，硬煤(f>3)。

HWB——基准煤的比能耗参考表2—5。单滚筒采煤机所需电机功率

式中：

Q—采煤机生产率吨/时

K1—功率利用系数，用一台电机驱动时取

1．两台电机分别驱动时取0.8。

K2—功率水平系数，与牵引速度调节方式，电机超载能力等困素有关，可按表2—7选取，超载能力是指最大转矩Mm ax与额定转矩MH比值。

表2一7功率水平系效

电机Mmax/MH 牵引速度调节方式

自动调速人工调速

2.0~2.2

2.2~2.4

2.4~2.6 0.9

0.95

1 0.8

0.85

0.9

双滚筒采煤机．前滚筒与后滚筒截割条件不同，前滚筒截割时，煤层只有面向采空区一个自由面，后滚筒截割时，前滚筒己截割出第二个自由面。若以表示前滚箭截割比能耗，后滚筒截割比能耗为

式中：

K2—后滚筒工作条件系数，可由表2—8选取

表2—8后滚筒工作条件系数

滚筒转向后滚筒开采煤层部位

下部上部

向着前滚筒截割自由面

逆着前滚筒截割自由面0.8

1.0 0.7

0.9

如果滚筒直径按最大采高60％选取时，双滚筒采煤机所需电机功率

如果滚筒直径不按60%最大采高选取，则系数应作相应核算

采用一台电机驱动时，采煤机可按上式计算结果选用适当电机，两台电机驱动时可按上式计算值的一半考虑。

国内生产的采煤机电机功率已系列化，有1

00、1 5

0、1 7

0、(1 7 0 2)、2

00、300、(3 00 2)千瓦，可就近选取

7．牵引力

采煤机的牵引力主要取决于煤质、采高，牵引速度，煤层倾角、机器质量、导向装置结构及摩擦力等，精确计算也很困难,有链牵引除按公式估算外,可参考表2—9初选

表2—9采煤机牵引力

采煤机电动功率(千瓦)牵引力(千牛)

50

100

150

主斜副立井提升设备选型毕业设计论文

前言 阳城县南坪煤矿是隶属于山西煤销阳城公司管辖的矿井,矿井位于阳城县西北部，在芹池镇境内，距县区17km。北邻小西煤业，南临竹林山煤业。 本井田属沁水煤田，丘陵地带，地面水系对井下无大的影响;具体位于九里山向斜的东南翼边缘，总体上为一单斜构造，地层走向NE45，渐转至SW220，地层倾角浅部较陡40-50，局部为65-75，中深部变缓20-45，深部(-1000m以下)5-10。断裂构造较发育，主干断层分布在浅部，深部不发育，井田内中深部发育2个向斜构造，全井田无岩浆侵入。主要可采的煤层为三、九煤，其中三层煤为较稳定煤层，九层煤为稳定煤层,开采上限为-90m水平，开采下限-900m 水平，井田平均走向长3.6km，平均倾斜宽1.63km，井田开采面积5.87k㎡。本井田可采储量为1962.44万吨。煤尘无爆炸性，煤层无自然发火性，矿井涌水量一般，瓦斯含量较低，属低瓦斯矿井。 本矿设计能力为60万吨/年，服务年限为23年。由于矿井的表土层较厚，故采取主斜副立开拓，上、下山开采，水平标高为-260米、-430米，开采上限为-50米，下限为-900米。大巷采用集中运输大巷，布置在煤层底板的稳定岩层中，两层间使用集中石门联系。工作面采用单一煤层一次采全高的走向长壁采煤法。顶板管理采用全部跨落法。矿井布置一个工作面正常生产，一个备用工作面，工作面年产量为54万吨，矿井年产量为60万吨。矿井通风为中央边界式通风，由主、副井进风，回风井单独回风，通风方式为抽出式。采用主斜副立运输提升系统。 矿山运输与提升是煤炭生产过程中不可少的重要生产环节；有人把矿山运输与提升形象的比作矿山生产的动脉和咽喉。 从安全生产的角度看，矿山运输与提升事故占很大比例，据统计，有四分之一以上的安全事故发生运输与提升的环节，仅次于顶板事故而居第二位。轻者，影响煤炭产量，重者，则会危及人身安全。因此，煤矿安全生产离不开运输与提升的安全。从经济角度看，矿山运输与提升费用在生产成本中占的很大的比例，因为地面及井下运输与提升设备很多，从事运输和卸载的工人数几乎

链条标准与设计选型

链条标准与设计选型 中国链条标准 GB/T 1243-1997：短节距传动用精密滚子链和链轮 GB/T 3579-1983：自行车链条 GB/T 4140-1993：输送用平顶链和链轮 GB/T 5269-1999：传动及输送用双节距精密滚子链和链轮GB/T 5858-1997：重载传动用弯板滚子链和链轮 GB/T 6076-1985：传动用短节距精密套筒链 GB/T 8350-1987：输送链、附件和链轮 GB/T 10855-1989：传动用齿形链及链轮 GB/T 10857-1989：Ｓ型、Ｃ型钢制滚子链、附件和链轮GB/T 14212-1993：摩托车链条 GB/T 15390-1994：工程用钢制焊接弯板链和链轮 JB/T 17482-1998：输送用模缎易拆链 JB/T 3876-1999：加重系列传动用短节距精密滚子链 JB/T 5398-1991：工程用钢制套筒链、附件及链轮 JB/T 6074-1995：板式链、端接头及槽轮 JB/T 6367-1992：保护拖链形式尺寸 JB/T 7054-1993：瓶装啤酒灌装线滚子输送链 JB/T 7350-1993：小规格链条包装

JB/T 7364-1994：倍速输送链 JB/T 7427-1994：滚子链和套筒链链轮滚刀 JB/T 8545-1997：自动扶梯梯级链、附件和链轮 JB/T 8546-1997：双铰接输送链 JB/T 8820-1998：摩托车传动链条磨损性能试验规范 JB/T 8883-1999：农业机械用夹持输送链 JB/T 8920-1999：工程塑料内链节轻型输送链 JB/T 9152-1999：滑片式无级变速链 JB/T 9153-1999：双链冷拔机用直板滚子链和链轮 JB/T 9154-1999：埋刮板输送机用叉型链、附件和链轮 SY/T 5595-1997：油田链条和链轮 国际标准学会(ISO))链条标准 ISO 487-1998：S型和C型钢制滚子链、附件和链轮 Type S and C Steel Roller Chains，Attachments and Chain Wheels ISO 606-1994：短节距精密传动滚子链和链轮 Short Pitch Transmission Precision Roller Chains and Chain Wheels ISO 1275-1995：传动和输送用双节距精密滚子链和链轮 Extended Pitch Precision Roller Chains and Chain Wheels for Transmission and Conveyors ISO 1395-1977：短节距传动精密套筒链和链轮（1997年修订） Short Pitch Transmission Precision Bush Chains and Chain Wheels (and Amendment)

机械工程师知识架构

机械工程师知识架构 —2018.12.15 第一大类是所有工程师的基础； 第二大类是设计工程师、工艺工程师、热处理工程师需要掌握的； 第三大类是设计工程师需要掌握的； 第四大类是工艺工程师需要掌握的，设计工程师需要了解的； 第五大类是设计工程师领导人需要掌握的，设计工程师需要了解的； 第六大类是质量工程师需要掌握的，设计工程师需要了解计量与检测； 第七大类是数控工程师需要掌握的，计算机绘图所有工程师需要掌握的； 第八大类是物流工程师、设备工程师、工厂布局工程师需要掌握的 一、工程制图与公差配合 1．工程制图的一般规定 （1）图框 （2）图线 （3）比例 （4）标题栏、明细表 （5）视图表示方法 （6）图面的布置 （7）剖面符号与画法 2．零部件图样的规定画法 （1）机械系统零、部件图样的规定画法（螺纹及螺纹紧固件的画法齿轮、齿条、蜗杆、蜗轮及链轮的画法花键的画法及其尺寸标注弹簧的画法） （2）机械、液压、气动系统图的示意画法（机械零、部件的简化画法和符号管路、接口和接头简化画法及符号常用液压元件简化画法及符号） 3．原理图 （1）机械系统原理图的画法 （2）液压系统原理图的画法 （3）气动系统原理图的画法

4．示意图 5．尺寸、公差、配合与形位公差标注 （1）尺寸标注 （2）公差与配合标注（基本概念公差与配合的标注方法） （3）形位公差标注 6．表面质量描述和标注 （1）表面粗糙度的评定参数 （2）表面质量的标注符号及代号 （3）表面质量标注的说明 7．尺寸链 二、工程材料 1．金属材料 （1）材料特性（力学性能物理性能化学性能工艺性能） （2）晶体结构（晶体的特性金属的晶体结构金属的结晶金属在固态下的转变合金的结构） （3）铁碳合金相图（典型的铁碳合金的结晶过程分析碳对铁碳合金平衡组织和性能的影响铁碳合金相图的应用） （4）试验方法（拉力试验冲击试验硬度试验化学分析金相分析无损探伤） （5）材料选择（使用性能工艺性能经济性） 2．其他工程材料 （1）工程塑料（常用热塑性工程塑料常用热固性工程塑料常用塑料成型方法工程塑料的应用） （2）特种陶瓷（氧化铝陶瓷氮化硅陶瓷碳化硅陶瓷氮化硼陶瓷金属陶瓷） （3）光纤（种类应用） （4）纳米材料（种类应用） 3．热处理 （1）热处理工艺（钢的热处理铸铁热处理有色金属热处理） （2）热处理设备（燃料炉电阻炉真空炉感应加热电源）

机械设计制造及其自动化专业毕业设计选题大全

机械设计制造及其自动化专业毕业设计选题大全 ★双侧驱动式旋耕灭茬机设计 ★温室用小型电动旋耕机设计 ★玉米对心种子播种机设计 ★多功能机械手设计 ★越障行走机的结构设计 ★秸杆原料育苗钵成型机的设计 ★耐磨材料应用现状与发展趋势研究 ★西红柿采栽机械特性试验研究 ★揉性清洗技术在汽车发动机清洗中的应用 ★液体菌种自动接种装置的设计 ★果蔬高压电场保鲜技术及装置研究 ★新型变质白口铸铁犁铧及旋耕刀材料成份配比的试验研究★气缸盖试漏机设计 ★南瓜种子分选机振动筛片及工作参数的优化设计 ★汽车差速器的设计 ★水稻直播种绳加工装置的参数优化及虚拟设计 ★免耕精量播种机设计 ★水稻种绳捻制装置的研制及性能试验 ★旋耕刀结构参数对作业性能影响的试验研究 ★秸杆粉碎粒度与粘接剂对育苗钵成型质量影响的试验研究★三菱发动机材料耐磨性能研究 ★落叶清扫压缩机的设计 ★电磁场处理半连续铸造铝硅合金组织的影响研究 ★采摘机械手结构设计及三维建模研究 ★锤片式肥料搅拌机的设计 ★蔬菜育苗营养块成型机研制 ★二级直齿圆柱齿轮减速器的设计及有限元分析 ★基于Pro/E的旋耕机工作部件的建模与仿真研究 ★小型播种施肥机设计 ★草坪清理机的改进设计 ★连栋温室结构设计与力学性能分析 ★秸杆揉切机设计 ★新型半自动地板清洁器的设计 ★免耕播种机侧深施肥装置的设计 ★南瓜种子分选机振动机构的设计 ★冰屑清扫部件的设计 ★奶牛场喷雾式清粪机设计 ★饲草切碎机设计 ★种绳特性参数影响因素的试验研究 ★鼠道式开沟器设计 ★秸秆饲料压块机设计

★免耕精量播种机设计 ★流体播种穴播排种器建模与仿真 ★大棚除尘（除雪）机设计 ★蔬菜播种机设计 ★无人飞行喷雾机设计 ★种绳捻制机设计研究 ★培养料翻料搅拌机的研制 ★草坪清理机理研究及清理机部件的设计 ★小型玉米授粉机的设计 ★饲料粉碎机设计 ★折叠式接种箱的研制 ★种绳捻制机仿真设计 ★芦苇收割机设计 ★大枣采摘机的设计 ★多物料动态精确定位仿真研究 ★纸载体种绳播种技术所需原料物理机械特性研究 ★免耕播种机开沟播种装置的设计 ★桥式起重机生产不安全因素发生部位及其相关信号采集的研究★矩形熔炼炉钢结构总体设计 ★盘元钢筋矫直机设计 ★推块式分拣机分拣系统道岔执行机构的设计 ★塑料注射机液压系统的改造 ★垃圾焚烧发电设备选型数据库及推理方法研究 ★钢坯剪切定尺机设计 ★50T精炼炉液压系统设计 ★基于微波干燥方法的水分测量仪器的设计 ★ZJ50ZPD钻机模拟实验台气控系统设计 ★工业固体废物回转焚烧炉窑装置设计 ★4063m3炼铁高炉气动开口机设计 ★炼铁厂带式输送机设计 ★球塞气举往复式投球装置设计 ★钢坯回转台设计 ★连铸坯定尺火焰切割机设计 ★摩托车减振特性的有限元分析 ★塑料注射机液压系统的改造 ★翻板机设计 ★基于PLC和变频技术的恒压供水系统设计 ★300t炼钢转炉倾动及抗扭装置设计 ★钻井液振动筛设计及关键零部件疲劳设计研究 ★发动机水泵轴承液压机设计 ★垃圾焚烧发电设备选型设计系统研究 ★摩托车发动机156FMI摇臂制造工艺及工装设计 ★滚动轴承噪声测量与研究 ★ZJ50ZPD钻机模拟实验台设计

传动链条规格选型表

DIN ISO 链号ANSI 链号 节距 滚子 直径 内节内 宽 销轴 直径 销轴长度 内链 板高 度 链板 厚度 极限 拉伸 载荷 每米长 重P d1 max b1 min d2 max L min Lc max h2 max T max Q min q≈mm inch mm mm mm mm mm mm mm kN kg/m 08A-1 40 12.70 1/2" 7.95 7.85 3.96 16.6 17.8 12.00 1.5 14.10 0.62 *04C-1 *25 6.35 1/4" 3.30 3.18 2.31 7.90 8.40 6.00 0.80 3.50 0.15 *06C-1 *35 9.525 3/8" 5.08 4.77 3.58 12.40 13.17 9.00 1.30 7.90 0.33 085-1 41 12.70 1/2" 7.77 6.25 3.58 13.75 15.00 9.91 1.30 6.67 0.41 08A-1 40 12.70 1/2" 7.95 7.85 3.96 16.6 17.8 12.00 1.5 14.10 0.62 10A-1 50 15.875 5/8" 10.16 9.40 5.08 20.70 22.20 15.09 2.03 22.20 1.02 12A-1 60 19.050 3/4" 11.91 12.57 5.94 25.90 27.70 18.00 2.42 31.80 1.50 16A-1 80 25.40 1" 15.88 15.75 7.92 32.7 35.00 24.00 3.25 56.70 2.60 20A-1 100 31.75 5/4" 19.05 18.90 9.53 40.40 44.70 30.00 4.00 88.50 3.91 24A-1 120 38.100 3/2" 22.23 25.22 11.10 50.30 54.30 35.70 4.80 127.00 5.62 28A-1 140 44.450 7/4" 25.40 25.22 12.70 54.40 59.00 41.00 5.60 172.40 7.50 32A-1 160 50.800 2" 28.58 31.55 14.27 64.80 69.60 47.80 6.40 226.80 10.10 36A-1 180 57.150 9/4" 35.71 35.48 17.46 72.80 78.60 53.60 7.20 280.20 13.45 40A-1 200 63.500 5/2" 39.68 37.85 19.85 80.30 87.20 60.00 8.00 353.80 16.15

机械结构设计的方法和基本要求

机械结构设计的方法和基本要求 摘要：随着现代机械制造业的快速发展，对机械产品质量也提出更高的要求。 从现行大多机械设备设计情况看，更注重以自动化、轻量化、精密型以及高效型 等为设计方向。但也有部分设备运行中在噪声、振动问题上较为严重，不仅影响 设备综合性能的发挥，也容易对操作人员带来一定的伤害。通过实践研究发现， 将动态设计方法引入其中，对提升机械结构设计水平可起到明显作用。 关键词：机械结构设计；方法；要求 引言 机械结构设计是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出 具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或 零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表 面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之 间关系等问题。 1机械零件结构工艺性分析的重要性 日常生产中，在对机器零件进行设计时，要求其结构不仅具体满足使用条件，而且要求结构的工艺性能良好，即具有很强的可行性和经济性。只有满足机械结 构设计的工艺性，才能保障生产地顺利进行，还具有零件装载完整、成本消耗少 等优点，能在市场竞争中处于优势地位。因此机器零件的结构工艺性设计是进行 机械设计的关键，其涉及面广、综合性强，值得深入研究。 此外，重视对机械零件的结构工艺性进行分析，可以促进机械加工工艺过程 合理化，减少工作量，提高工作效率。具体来讲，应该做好以下几方面工作：1）认真分析机械零件的结构对机械零件（尤其是复杂零件）的结构进行分析时，首 先要通过对图纸的详细分析，弄清各零件在产品中的装配关系和作用，再对该零 件指数（包括形状、尺寸等）和性质（如粗糙度等）进行详细分析；2）认真分 析零件加工工艺性在对机械零件的结构进行了详细、认真分析的基础上，搞清楚 各形状和尺寸的设计基准，分析个表面工艺性，检查各加工面设计基准与定位基 准是否重合，避免基准链换算而增加计算工作量。 2.机械结构设计常见问题分析 2.1机械结构在温度变化较大时，会产生较大的尺寸变化 较长零部件或者机械结构在温度变化较大时，会产生较大的尺寸变化，在设 计时应考虑温度变化产生的自由伸缩空间，如可以采用能够自由移动的支座、自 由胀缩的管道结构等。 2.2滑动轴承采用接触式密封结构 由于滑动轴承比滚动轴承的间隙大，而且滑动轴承发生一些磨损后，轴心产 生相应的移动，因此滑动轴承宜采用接触式密封结构。 2.3同一轴上布置两个键时，根据不同的键类型，选择不同的结构方式 半圆键是靠侧面传力的，由于键槽较深，若在同一个横剖面内采用对称布置 两个半圆键，将严重削弱轴的强度，最好将两个半圆键设计在同一轴向母线上， 平键两侧是工作面，上表面与轮毂键槽底面间有间隙，工作时靠轴槽、键及毂槽 的侧面受挤压来传递转矩，不能实现轴上零件的轴向固定，靠上下面压紧产生承 受载荷，连接处的偏压也承受载荷。 2.4对于带传动、链传动错误的结构设计 带传动结构设计时，由于紧边下垂较小，而松边下垂较大，应使紧边在下，

过程设备设计第三版课后答案及重点

过程设备设计题解 1.压力容器导言 习题 1. 试应用无力矩理论的基本方程，求解圆柱壳中的应力（壳体承受气体内压p ，壳体中面半径为R ，壳体厚度为t ）。若壳体材料由 20R （ MPa MPa s b 245,400==σσ）改为16MnR （ MPa MPa s b 345,510==σσ）时，圆柱壳中的应力如何变化？为什么？ 解：○ 1求解圆柱壳中的应力 应力分量表示的微体和区域平衡方程式： δ σσθ φ z p R R - =+ 2 1 φσππ φsin 220 t r dr rp F k r z k =-=? 圆筒壳体：R 1=∞，R 2=R ，p z =-p ，r k =R ，φ=π/2 t pR pr t pR k 2sin 2== = φδσσφθ ○ 2壳体材料由20R 改为16MnR ，圆柱壳中的应力不变化。因为无力矩理论是力学上的静定问题，其基本方程是平衡方程，而且仅通过求解平衡方程就能得到应力解，不受材料性能常数的影响，所以圆柱壳中的应力分布和大小不受材料变化的影响。 2. 对一标准椭圆形封头（如图所示）进行应力测试。该封头中面处的长轴D=1000mm ，厚度t=10mm ，测得E 点（x=0）处的周向应力为50MPa 。此时，压力表A 指示数为1MPa ，压力表B 的指示数为2MPa ，试问哪一个压力表已失灵，为什么？ 解：○ 1根据标准椭圆形封头的应力计算式计算E 的内压力： 标准椭圆形封头的长轴与短轴半径之比为2，即a/b=2，a=D/2=500mm 。在x=0处的应力式为： MPa a bt p bt pa 1500250 102222 2 =???== = θθσσ ○ 2从上面计算结果可见，容器内压力与压力表A 的一致，压力表B 已失灵。 3. 有一球罐（如图所示），其内径为20m （可视为中面直径），厚度为20mm 。内贮有液氨，球罐上部尚有 3m 的气态氨。设气态氨的压力p=0.4MPa ，液氨密度为640kg/m 3 ，球罐沿平行圆A-A 支承，其对应中心角为120°，试确定该球壳中的薄膜应力。 解：○ 1球壳的气态氨部分壳体内应力分布： R 1=R 2=R ，p z =-p MPa t pR t pR pr t pR k 10020 210000 4.022sin 2=??===? = = = +θφφθφσσφδσσσ φ0 h

过程设备设计课后习题答案

过程设备设计（第二版） 1.压力容器导言 思考题 1.压力容器主要由哪几部分组成?分别起什么作用? 答：压力容器由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座、安全附件六大部件组成。 筒体的作用：用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。 封头的作用：与筒体直接焊在一起，起到构成完整容器压力空间的作用。 密封装置的作用：保证承压容器不泄漏。 开孔接管的作用：满足工艺要求和检修需要。 支座的作用：支承并把压力容器固定在基础上。 安全附件的作用：保证压力容器的使用安全和测量、控制工作介质的参数，保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。 2.介质的毒性程度和易燃特性对压力容器的设计、制造、使用和管理有何影响？ 答：介质毒性程度越高，压力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈严重，对材料选用、制造、检验和管理的要求愈高。如Q235-A或Q235-B钢板不得用于制造毒性程度为极度或高度危害介质的压力容器；盛装毒性程度为极度或高度危害介质的容器制造时，碳素钢和低合金钢板应力逐进行超声检测，整体必须进行焊后热处理，容器上的A、B类焊接接头还应进行100%射线或超声检测，且液压试验合格后还得进行气密性试验。而制造毒性程度为中度或轻度的容器，其要求要低得多。毒性程度对法兰的选用影响也甚大，主要体现在法兰的公称压力等级上，如部介质为中度毒性危害，选用的管法兰的公称压力应不小于1.0MPa；部介质为高度或极度毒性危害，选用的管法兰的公称压力应不小于1.6MPa，且还应尽量选用带颈对焊法兰等。 易燃介质对压力容器的选材、设计、制造和管理等提出了较高的要求。如Q235-A·F不得用于易燃介质容器；Q235-A不得用于制造液化石油气容器；易燃介质压力容器的所有焊缝（包括角焊缝）均应采用全焊透结构等。 3.《压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时，为什么不仅要根据压力高低，还要视压力与容积的乘积pV大小进行分类？ 答：因为pV乘积值越大，则容器破裂时爆炸能量愈大，危害性也愈大，对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。 4.《压力容器安全技术监察规程》与GB150的适用围是否相同？为什么？

机械毕业设计总结

篇一：机械专业毕业设计总结 毕业设计总结 随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。经过几周的奋战我们小组 的毕业设计终于完成了。在没有接受任务以前觉得毕业设计只是对这一年来所 学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现毕业设计不仅是对前面所学 知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。 这次毕业设计要求制定一个公路质量安全监督实施方案，非常切合我们以 后质监工作的实际，是一次非常好的演练机会。尽管我们对专业知识的掌握还 不够透彻，我们仍然希望通过自己的努力完成设计并希望有所突破。下面就对 我们这次设计的过程做个简单的小结： 第一，课题分析。在接到毕业设计题目后，我们小组成员认真翻阅了指导 老师提供的资料，对课题进行了深刻的分析，并向老师请教了设计中的一些要 点及难点。 第二，总体设计。在对课题进行仔细分析以后，小组组长概括出了这次设 计的大体框架，并将设计划分成了若干模块，由小组成员分别完成。 第三，资料整理。小组成员在得到各自的任务后，通过书籍、互联网等途 径积极查阅资料，并与其他小组进行资源共享，以达到最大的资源利用率及工 作效率。 第四，课题实现。在资料准备充分后，大家开始着手论文的撰写，在组长 的带领下，大家精诚协作、共同探讨，充分体现出了小组成员的团结精神。过 程中，大家也越到不少问题，通过一起讨论、请教老师、以及翻阅资料等方式 将问题一一解决。 第五，论文整理。在小组成员完成了各自的模块以后，组长将论文进行了 整合，并整理成册。 我们这次的设计大体过程就是这样。在此，要感谢我们的指导老师李航老 师对我们的悉心指导，给予了我们很大的帮助。通过这次的毕业设计，我们对 公路工程质量安全监督的实施过程有了一定的了解，大家充分的将所学理论知 识运用到了实践当中。我们通过查阅资料、跟其他小组探讨、以及请教老师等方式学到了不少东西，虽然经历了一些困难，但同样收获巨大。这次设计不仅 提升了大家的业务能力，也加强了各组员的团队意识，对我们以后的工作有非 常大的帮助。虽然这个方案做的还不够专业，但是在设计过程中所学到的东西 是这次毕业设计的最大收获和财富，将使我们终身受益。篇二：机械类专业毕业设计心得体会 机械类专业毕业设计心得体会 虽然每学期都安排了课程设计或者实习，但是没有一次像这样的课程设计能与此次相比，设计限定了时间长，而且是一人一个课题要求更为严格，任务更加繁多、细致、要求更加严格、设计要求的独立性更加高。要我们充分利用在校期间所学的课程的专业知识理解、掌握和实际运用的灵活度。在对设计的态度上的态度上是认真的积极的。 通过近一学期毕业设计的学习，给我最深的感受就是我的设计思维得到了很大的锻炼与提高。作为一名设计人员要设计出有创意而功能齐全的产品，就必须做一个生活的有心人。多留心观察思考我们身边的每一个机械产品，只有这样感性认识丰富了，才能使我们的设计思路具有创造性。 为什么这样说呢？就拿我设计的单体仿形棉花打顶机来说吧，最初老师让我调研一些关于棉花打顶机的现状和存在的问题，设计一个方案出来，使结构简单，并且造价低，通用性好等

机械结构设计准则汇总

机械结构设计准则汇总 第一部分、塑料件 1、概述： 注塑件设计的一般原则: z 充分考虑塑料件的成型工艺性，如流动性； z 塑料件的形状在保证使用要求的前提下，应有利于充模，排气，补缩， 同时能适应高效冷却硬化； z 塑料设计应考虑成型模具的总体结构，特别是抽芯与脱出制品的复杂程 度，同时应充分考虑到模具零件的形状及制造工艺，以便使制品具有较 好的经济性： z 塑料件设计主要内容是零件的形状、尺寸、壁厚、孔、圆角、加强筋、 螺纹、嵌件、表面粗糙度的设计。 1.1、常用塑料介绍 常用的塑料主要有 ABS、AS、PC、PMMA、PS、HIPS、PP、POM 等，其 中常用的透明塑料有 PC、PMMA、PS、AS。高档电子产品的外壳通常采用 ABS+PC；显示屏采用 PC，如采用 PMMA 则需进行表面硬化处理。日常生活中 使用的中底挡电子产品大多使用 HIPS 和 ABS 做外壳，HIPS 因其有较好的抗老 化性能，逐步有取代 ABS 的趋势。 1.2、常见表面处理介绍 表面处理有电镀、喷涂、丝印、移印。ABS、HIPS、PC 料都有较好的表面处 理效果。而 PP 料的表面处理性能较差，通常要做预处理工艺。近几年发展起来 的模内转印技术（IMD）、注塑成型表面装饰技术（IML）、魔术镜（HALF MIRROR）制造技术。 IMD 与 IML 的区别及优势： 1、 IMD 膜片的基材多数为剥离性强的 PET，而 IML 的膜片多数为 PC。 2、 IMD 注塑时只是膜片上的油墨跟树脂接合，而 IML 是整个膜片履在树 脂上。 9 3、 IMD 是通过送膜机器自动输送定位，IML 是通过人工操作手工挂。 1.3、外形设计 对于塑料件，如外形设计错误，很可能造成模具报废，所以要特别小心。外 形设计要求产品外观美观、流畅，曲面过渡圆滑、自然，符合人体工程。 现实生活中使用的大多数电子产品，外壳主要都是由上、下壳组成，理论上 上下壳的外形可以重合，但实际上由于模具的制造精度、注塑参数等因素影响， 造成上、下外形尺寸大小不一致，即面刮（面壳大于底壳）或底刮（底壳大于面壳）。可接受面刮<0.15mm，可接受底刮<0.1mm。所以在无法保证零段差时，尽 量使产品：面壳>底壳。 一般来说，上壳因有较多的按键孔，成型缩水较大，所以缩水率选择较大， 一般选 0.5%。 底壳成型缩水较小，所以缩水率选择较小，一般选 0.4%。

(完整word版)设备设计与选型

设备设计与选型 7.1全厂设备概况及主要特点 全厂主要设备包括反应器6台，塔设备3台，储罐设备8台，泵设备36台，热交换器19台，压缩机2台，闪蒸器2台，倾析器1台，结晶器2台，离心机1台，共计80个设备。 本厂重型机器多，如反应器、脱甲苯塔、脱重烃塔，设备安装时多采用现场组焊的方式。 在此，对反应器、脱甲苯塔等进行详细的计算，编制了计算说明书。对全厂其它所有设备进行了选型，编制了各类设备一览表（见附录）。 7.2反应器设计 7.2.1概述 反应是化工生产流程中的中心环节，反应器的设计在化工设计中占有重要的地位。 7.2.2反应器选型 反应器的形式是由反应过程的基本特征决定的，本反应的的原料以气象进入反应器，在高温低压下进行反应，故属于气固相反应过程。气固相反应过程使用的反应器，根据催化剂床层的形式分为固定床反应器、流化床反应器和移动床反应器。 1、固定床反应器 固定床反应器又称填充床反应器，催化剂颗粒填装在反应器中，呈静止状态，是化工生产中最重要的气固反应器之一。

固定床反应器的优点有： ①反混小 ②催化剂机械损耗小 ③便于控制 固定床反应器的缺点如下： ①传热差，容易飞温 ②催化剂更换困难 2、流化床反应器 流化床反应器，又称沸腾床反应器。反应器中气相原料以一定的速度通过催化剂颗粒层，使颗粒处于悬浮状态，并进行气固相反应。流态化技术在工业上最早应用于化学反应过程。 流化床反应的优点有： ①传热效果好 ②可实现固体物料的连续进出 ③压降低 流化床反应器的缺点入下： ①返混严重 ②对催化剂颗粒要求严格 ③易造成催化剂损失 3、移动床反应器 移动床反应器是一种新型的固定床反应器，其中催化剂从反应器顶部连续加入，并在反应过程中缓慢下降，最后从反应器底部卸出。反应原料气则从反应器底部进入，反应产物由反应器顶部输出，在移动床反应器中，催化剂颗粒之间没有相对移动，但是整体缓慢下降，是一种移动着的固定床，固得名。 本项目反应属于低放热反应，而且催化剂在小试的时候曾连续运行1000

设备设计计算与选型

第三部分 设备设计计算与选型 3.1苯∕甲苯精馏塔的设计计算 通过计算D=1.435kmol/h ， η=F D F D x x ，设%98=η可知原料液的处理量为F=7.325kmol/h ，由于每小时处理量很小，所以先储存在储罐里，等20小时后再精馏。故D=28.7h koml ,F=146.5kmol/h ,组分为18.0x =F ,要求塔顶馏出液的组成为90.0x D =,塔底釜液的组成为01.0x W =。 设计条件如下： 操作压力:4kPa （塔顶表压）； 进料热状况:自选； 回流比:自选； 单板压降:≤0.7kPa ； 全塔压降:%52=T E 。 3.1.1精馏塔的物料衡算 (1) 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量 11.78M A =kg/kmol 甲苯的摩尔质量 13.92M B =kg/kmol 18.0x =F 90.0x D = 01.0x W = (2) 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 =F M 0.18×78.11+(1-0.18)×92.13=89.606kg/kmol =D M 0.9×78.11+(1-0.9)×92.13=79.512kg/kmol =W M 0.01×78.11+(1-0.01)×92.13=91.9898kg/kmol (3) 物料衡算 原料处理量 F=146.5kmol/h 总物料衡算 146.5=D+W 苯物料衡算 146.5×0.18=0.9×D+0.01×W 联立解得 D=27.89kmol/h W=118.52kmol/h

3.1.2 塔板数的确定 (1)理论板层数T N 的求取 苯—甲苯属理想物系，可采用图解法求理论板层数。 ①由物性手册查得苯—甲苯物系的气液平衡数据，绘出x —y 图，见下图3.1 图3.1图解法求理论板层数 ②求最小回流比及操作回流比。 采用作图法求最小回流比。在图中对角线上，自点e （0.45，0.45）作垂线ef 即为进料线（q 线），该线与平衡线的交点坐标为 667.0y q = 450.0x q = 故最小回流比为 1.1217 .0233 .045.0667.0667.09.0x y y x q q q min ==--= --= D R 取操作回流比为 R=22.21.12min =?=R ③求精馏塔的气、液相负荷 L=RD=2.2×27.89=61.358kmol/h

甲基丙烯酸甲酯生产工艺毕业设计设备选型与布置.doc

甲基丙烯酸甲酯生产工艺毕业设计-设备选型与布置

目录 1. 前言 0 1.1 MMA市场应用及前景 0 1.2 MMA生产工艺 (1) 1.2.1 丙酮氢醇(ACH)路线 (1) 1.2.2 合成气法 (2) 1.2.3 乙烯拨基化路线 (2) 1.2.4 丙炔法 (3) 1.2.5 异丁烯法 (3) 1.3 本文MMA生产工艺路线的确定 (4) 1.4 化工设备选型计算中使用的软件 (6) 1.4.1 Cup-Tower对塔设备的选型 (6) 1.4.2 智能选泵系统 (7) 1.4.3 Aspen与EDR联用设计换热器 (8) 1.4.4 化工设备布置图CAD设计 (8) 1.5 项目概况 (9) 1.5.1 项目名称 (9) 1.5.2 拟建地址 (9) 1.5.3 生产工艺 (9) 1.5.4 原料及产品 (9) 2. 工艺流程简介及模拟 (10)

2.1 流程概述 (10) 2.2 Aspen plus仿真模拟流程 (11) 2.2.1 MAL合成工段的模拟 (11) 2.2.2 MMA合成工段的模拟 (12) 3. 设备设计计算及选型 (13) 3.1 反应器的设计 (13) 3.1.1 MAL合成反应器(R101)的设计 (13) 3.1.2 MMA合成浆态床反应器(R201)的设计 (21) 3.2 塔设备的选型与设计 (26) 3.2.1 急冷喷淋塔简单设计计算 (26) 3.2.2 cup-Tower对脱水塔的选型 (29) 3.2.3 cup-Tower对吸收塔的选型 (32) 3.2.4 MMA精馏塔设计 (36) 3.3 换热器的选型 (51) 3.3.1 换热器设计选型示例（E201的选型） (51) 3.3.2 换热器选型结果汇总 (56) 3.4 泵的选型 (56) 3.4.1 泵的设计选型示例（P201的选型) (56) 3.4.2 泵的选型结果 (62) 3.5 储罐设计 (62) 3.5.1 主要储罐的设计 (62)

滚子链及链轮的选择计算

中国第一重型机械集团公司标准 滚子链及链轮的选择计算 JB/ZQ 4176-2006代替JB/ZQ 4176-97 中国第一重型机械集团公司 2008-12-01批准 2008-12-31实施本标准适用于GB /T 1243-2006链传动的选择计算。1选择链传动的基本要求： 1.1链传动应考虑的主要因素： 1.1.1链板和销轴能承受传递的拉力。 1.1.2链轮所承受的工作负荷。 1.1.3衬套和销轴之间的铰接磨损，在要求寿命期限内应保持许用极限。1.1.4齿面的磨损在要求寿命期限内应保持许用极限。1.2为了得到链传动的满意寿命，必须做到：1. 2.1链轮有足够的润滑； 1.2.2链条伸长的补偿有张紧措施，空程垂度小于中心距1%。1.2.3空程和负荷程的振动或整个传动的扭转振动能得到制止。1.3链传动计算选择时有关参数的确定要求： 1.3.1滚子链以极低速度或动载运行时，动拉力按公式F d =F ·f 1来计算，不考虑离心力，其值不超过最小断裂力的0.15倍。 1.3.2选取链条至少必须知道所传递的功率、小链轮转速及估算出的附加动载荷等。 1.3.3链轮最小齿为17。在中、高速或最大允许载荷范围运行时，小链轮齿要淬火，齿数尽可能为21。链轮最大齿数为150齿。 下列齿数优先选择：17、19、21、23、25、38、57、76、95、114。1.3.4链传动的最佳中心距是链节距的30~50倍，小链轮最小包角为120°。 1.3.5当链传动方向与水平面倾斜角大于60°时，必须要用张紧轮、张紧轴或其它相应的方法把链张紧（见图1）。 图1 1.3.6大节距单排链和小节距多排链经常采用，多排链在位置上受到限制，但可采用较小直径的链轮，这样在一定的条件下还可达到较高的转速。1 后退 返回分目录返回总目录

最新整理机械结构设计基础知识复习过程

机械结构设计基础知识 1前言 1.1机械结构设计的任务 机械结构设计的任务是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。所以，结构设计的直接产物虽是技术图纸，但结构设计工作不是简单的机械制图，图纸只是表达设计方案的语言，综合技术的具体化是结构设计的基本内容。 1.2机械结构设计特点 机械结构设计的主要特点有：（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段，在整个机械设计过程中，平均约80%的时间用于结构设计，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。为此，在进行机械结构设计时，必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求 2机械结构件的结构要素和设计方法 2.1结构件的几何要素 机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成，一个零件通常有多个表面，在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触，把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。 零件的功能表面是决定机械功能的重要因素，功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计，可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。 2.2结构件之间的联接 在机器或机械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和其它特征外，还必须研究零件之间的相互关系。 零件的相关分为直接相关和间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的，成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求，如减速器中两相邻的传动轴，其中心距必须保证一定的精度，两轴线必须平行，以保证齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关，如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线，这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的，所以，主轴与导轨之间位置相关；而刀架与主轴之间为运动相关。 多数零件都有两个或更多的直接相关零件，故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。在进行结构设计时，两零件直接相关部位必须同时考虑，以便合理地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面质量等。同时还必须考虑满足间接相关条件，如进行尺寸链和精度计算等。一般来说，若某零件直接相关零件愈多，其结构就愈复杂；零件的间接相关零件愈多，其精度要求愈高。例如，轴毂联接见图1。 2.3结构设计据结构件的材料及热处理不同应注意的问题 机械设计中可以选择的材料众多，不同的材料具有不同的性质，不同的材料对应不同的加工工艺，结构设计中既要根据功能要求合理地选择适当的材料，又要根据材料的种类确定适当的加工工艺，并根据加工工艺的要求确定适当的结构，只有通过适当的结构设计才能使所选择的材料最充分的发挥优势。 设计者要做到正确地选择材料就必须充分地了解所选材料的力学性能、加工性能、使用成本等信息。结构设计中应根据所选材料的特性及其所对应的加工工艺而遵循不同的设计原则。

机械结构设计基本原则

机械结构设计基本原则 目录 一、改善力学性能的结构设计原则... (一）载荷分担原则.．. (二）均匀受载原则（载荷均布）... （三)附加力自平衡原则（载荷平衡)... （四)减小应力集中．.． （五）提高接触强度原则．．. (六）提高刚度原则... (七）变形协调原则... （八）等强度原则... (九）其它．.. 二、改善制造工艺性的结构设计原则．．. （一）焊接件结构设计原则..． （二)铸件结构设计原则.．. (三）切削件结构设计原则... (四)锻件结构设计原则... (五)薄板件结构设计原则... (六）其它... 三、提高装配质量的结构设计原则... （一）便于运送原则... （二)便于方位识别原则．.. (三)方便抓取原则.．. （四)方便定位原则.．. (五）简化装配操作原则...

（六)可装配原则..． (七)各装配面依次装配原则．．. (八）简单联接件原则... (九）便于拆卸原则．.. 四、提高精度的结构设计原则... (一)阿贝（Abbe）原则..． (二）误差校正与补偿.．． (三)误差均化．.． (四)误差配置．.. (五)位置精确微调... 五、宜人化结构设计原则... （一）减小操作者疲劳的结构.．. (二）易于发力的结构..． （三）减少操作者观察错误的结构．．． (四）减少操作者操作错误的结构... （五)考虑人体的振动特性的结构及减少操作环境噪声的结构0. （六)减弱工作环境光线照度的结构.．. (七)保证合适工作环境温度的结构... 六、其它机械结构设计要求简介... （一）减轻腐蚀的结构... （二）符合材料热胀冷缩性质的结构.．. 讨论题...

机械毕业设计1671支护设备与采煤机选型设计

毕业设计 支护设备与采煤机的选型设计 函授站： 专业： 姓名：

支护设备与采煤机的选型设计的主要内容包括：综采工作面液压支架的选型、综采工作面采煤机械的选型、综采工作面刮板输送机的选型。液压支架结构参数与支护强度的确认，采煤机生产率以及电机功率的验算，采高、卧底量与最大截割速度的校核，刮板机与各种辅助设备的验算。本次设计是根据原始数据来选择综采工作面的采煤设备以保证综采工作面的高产、高效和安全，并结合我国国情，做到技术经济指标上先进合理、安全可靠。 关键词：液压支架采煤机刮板运输机

绪言 (4) 第一节机械化采煤工作面类型的确定与论证 (5) 第二节液压支架的选型设计 (6) 第三节单体液压支柱工作高度，支护强度及型式的选择 (14) 第四节滚筒采煤机的选型 (15) 第五节采煤机、支护设备、输送机配套关系图 (20)

绪言 一、设计意义 我国是煤炭生产大国，随着近几年科学与经济事业的发展，煤炭产量也大幅度增加据中国煤炭工业协会所发布的《2008年全国煤炭工业统计快报》显示，2008年，我国煤炭产量完成27.16亿吨，同比增加1.93亿吨，同比增长7.65%。其中，山西、内蒙古、陕西等8个省区煤炭产量超过亿吨，神华集团、中煤能源、大同煤矿等35家大型煤炭企业产量超过1000万吨，神东等13个大型煤炭基地产量超过了20亿吨。当然，产量的增加是与综采工作面的机械设备所分不开的。而此次设计就是在原始数据的基础上选择综采工作面的各种机械设备，以达到高产，高效，安全，并且经济实用。也是让我们可以在以后的工作中更快的进入工作状态，更好的投入到煤炭事业中。 二、设计题目参数 选择设计任务书上的序号13题。 1、煤层厚度h max=3.0m，h min由设计人员自定为2.0m 截割阻抗A=340牛顿/毫米，煤层倾角23° 顶板条件：老顶Ш级直接顶4类 工作面设计长度130M，设计年产量90万吨 2、生产安排 ⑴、一年工作日按300天计算； ⑵、实行四班工作制，三班采煤，一班准备，每天生产时间为18小时。

机械设计基础知识

一、提高强度和刚度的结构设计 1.避免受力点与支持点距离太远 2.避免悬臂结构或减小悬臂长度 3.勿忽略工作载荷可以产生的有利作用 4.受振动载荷的零件避免用摩擦传力 5.避免机构中的不平衡力 6.避免只考虑单一的传力途径 7.不应忽略在工作时零件变形对于受力分布的影响 8.避免铸铁件受大的拉伸应力; 9.避免细杆受弯曲应力 10.受冲击载荷零件避免刚度过大 11.受变应力零件避免表面过于粗糙或有划痕 12.受变应力零件表面应避免有残余拉应力 13.受变载荷零件应避免或减小应力集中 14.避免影响强度的局部结构相距太近 15.避免预变形与工作负载产生的变形方向相同 16.钢丝绳的滑轮与卷筒直径不能太小 17.避免钢丝绳弯曲次数太多，特别注意避免反复弯曲 18.起重时钢丝绳与卷筒联接处要留有余量 19.可以不传力的中间零件应尽量避免受力 20.尽量避免安装时轴线不对中产生的附加力 21.尽量减小作用在地基上的力 二、提高耐磨性的结构设计 1.避免相同材料配成滑动摩擦副 2.避免白合金耐磨层厚度太大 3.避免为提高零件表面耐磨性能而提高对整个零件的要求 4.避免大零件局部磨损而导致整个零件报废 5.用白合金作轴承衬时，应注意轴瓦材料的选择和轴瓦结构设计 6.润滑剂供应充分，布满工作面 7.润滑油箱不能太小 8.勿使过滤器滤掉润滑剂中的添加剂 9.滑动轴承的油沟尺寸、位置、形状应合理 10.滚动轴承中加入润滑脂量不宜过多 11.对于零件的易磨损表面增加一定的磨损裕量 12.注意零件磨损后的调整 13.同一接触面上各点之间的速度、压力差应该小 14.采用防尘装置防止磨粒磨损 15.避免形成阶梯磨损 16.滑动轴承不能用接触式油封 17.对易磨损部分应予以保护 18.对易磨损件可以采用自动补偿磨损的结构 三、提高精度的结构设计 1.尽量不采用不符合阿贝原则的结构方案 2.避免磨损量产生误差的互相叠加 3.避免加工误差与磨损量互相叠加 4.导轨的驱动力作用点，应作用在两导轨摩擦力的压力中心上，使两条导轨摩擦力产生的力矩互相平衡 5.对于要求精度较高的导轨，不宜用少量滚珠支持 6.要求运动精度的减速传动链中，最后一级传动比应该取最大值