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1、粘土制浆系统设计毕业论文目 录第 1 章 绪论1第 1.1 节 制浆系统的发展背景及其应用现状1第 1.2 节 煤炭自然和其他井下灭火技术的简介11.2.1煤炭自然因素与特征11.2.2煤炭自然发火的预防措施3第1.3 节 制浆系统的介绍和分类41.3.1 制浆系统的介绍41.3.2 制浆系统的分类5第 1.4 节 制浆系统的优点7第 1.5 节 新型多功能型制浆系统的提出7第 2 章 制浆系统的分析和总体方案的设计8第21节 制浆系统的分析8第 2.2 节 总体方案的设计92.2.1 总体方案的设想92.2.2 破碎机部分的设计构思102.2.3 给料部分的设计构思112.2.4 搅拌机的设
2、计构思11第 3 章 破碎机部分的设计12第 3.1 节 破碎机转速和功率的确定123.1.1 破碎机的齿辊的转速123.1.2 电动机功率的确定12第 3.2节 电动机的选择和传动方式的确定143.2.1电动机的选择153.2.2传动方式的拟定15第 3.3 节 齿辊部件及箱体的设计163.3.1 齿的设计163.3.2 齿板的设计173.3.3 齿辊辊筒的材料的选择173.3.4 齿辊轴的设计17第 3.4 节 破碎机用的减速器的设计193.4.1 各级传动比的确定19 .专业.专注. 3.4.2 传动装置运动参数计算193.4.3 各齿轮的设计计算203.4.4 轴的设计283.4.5
3、轴的校核303.4.6键的选择与强度验算32第 3.6节 箱体结构及相关设计363.6.1 铸造方法363.6.2 截面形状的选择363.6.3 肋板的布置36第 4 章 给料机和搅拌机的设计38第 4.1 节 给料机的设计384.1.1 给料机的介绍384.1.2 螺旋给料机的参数设计404.1.3 螺旋给料机功率的计算424.1.4 轴端的密封设计434.1.5给料机电机的确定434.1.6其他零件的选择45第 4.2 节 制浆机的设计474.2.1 搅拌叶的设计474.2.2 确定传动方式484.2.3 电机的选择49第 5 章 部分零件上的公差和配合50第 5.1 节 配合的选择505
4、.1.1 配合的类别的选择505.1.2 配合种类的选择50第5.2节 一般公差的选取50第5.3节 形位公差515.3.1 形位公差项目的选择515.3.2 公差原则的选择515.3.3 形位公差值的选择或确定52结论54翻译部分57英文原文57中文译文64致 谢71第 1 章 绪论第 1.1 节 制浆系统的发展背景及其应用现状在我国，现在正处于经济的蓬勃的发展时期，无论是第一第二产业还是第三产业，都在迅速发展。能源产业做为发经济的基础产业，在社会经济中扮演着重要角色。其中的煤能源，在我国还占据着主要能源的地位。近几年，经济的快速发展，导致煤的供应需求增加，开采煤本身就是个高危行业，超量开采
5、导致事故频繁发生。制浆系统本身就是用在煤矿保证煤矿生产安全的一个系统。虽然制浆系统已经出现很久，虽然其发展速度缓慢，但是其优点和必要性没有什么可以代替，所以至今各大煤矿都在使用。第 1.2 节 煤炭自然和其他井下灭火技术的简介1.2.1煤炭自然因素与特征煤炭自然发展过程的三个必要条件：煤炭具有自然的倾向性；有连续的供氧条件；热量易于积聚。表11 煤炭的自然因素与特征煤炭自然因素基 本 因 素煤的炭化程度 煤炭的自然性随煤炭的质量程度的增高而降低。没的炭化程度越低，挥发份含量越高，煤炭自然发火倾向越强。一般说来，褐煤易于自然，烟煤中长焰煤危险性最大，贫煤及挥发份含量在12%以下的无烟煤难以自然续
6、表11煤岩成分 煤岩成分包括有丝煤、暗煤、亮煤和镜煤。煤层中有集中的镜煤和亮煤，特别是含有丝煤时，煤的自然倾向就大；而暗煤多的时候，一般不易于自然煤的含硫量 含硫分越多，吸氧能力越大，越易自然；含黄铁矿、黄铜矿结核较多，也具有自然的危险煤的破碎程度 煤的破碎程度大，增加了没的氧化面积，使煤的氧化速度加快，容易自然。脆性和风化率较大的煤就易于自然煤的水分 水分能加速煤的氧化过程，同时使煤体疏松，造成细微裂缝，加大吸氧能力，并降低着火温度，但过多水分能抑制煤的氧化作用温度 随着温度升高，氧化作用加剧。根据实验煤的温度由30升高到60时，吸氧能力要增加310倍，如果煤的温度达到临界值则开始迅速氧化，
7、并积极增高温度，导致燃烧地质构造 煤层厚度与倾角大，开采时煤炭损失、破损程度大，以及围岩等受到破坏，形成裂缝，而煤层厚还易于局部储热，固自然危险性愈大。在地质构造破坏的地带，自然发火频率较煤层赋存正常地段高开拓开采条件及通风方式 矿井开拓方式和开采方法及通风方式选择不合理，往往造成丢煤多、煤柱破碎、漏风严重，给煤炭自然造成良好条件，增加自然可能性1.2.2煤炭自然发火的预防措施（1） 开拓、开采技术措施（2） 通风安全技术措施（3） 预防性灌浆 预防性灌浆时目前我国使用最广泛的一种行之有效的预防煤炭自然的方法。（4） 调节风压法防灭火 根据漏风和煤炭自然火灾的关系，漏风量太大，氧化热量不能积聚
8、；漏风量很小，则供氧不足，煤也不易于自然。（5） 阻化剂防火 将无机盐类的化合物，如:氯化钙、氯化镁、氯化氨以及水玻璃等物质的溶剂药液喷洒在煤块或注入煤体，具有阻止煤体氧化，防止和扑灭其自热的作用。煤矿利用阻化剂防灭火是60年代末诞生的一项新技术，我国起步较晚，1974年煤研所在试验室和现场开始研究，先在、平庄两局实验成功。近年来，在实验室和现场试验的基础上，寻找合适我国煤矿不同煤种的阻化剂做了大量工作，并在阻化剂防火的机理方面提出了“吸水盐类液膜隔氧降温学说”，正确的阐述了阻化剂防火的原理，为阻化剂防火技术和发展奠定了基础。目前，我国有13个省40多个矿区应用阻化剂防火均收到了不同程度的效果
9、;80年代利用工作面部采空区的漏风携带雾化阻化剂微粒进入采空区防止遗煤自燃，在矿务局试验成功，为阻化防火工艺的发展作出了贡献。理论的成熟、工艺的发展使阻化剂防灭火已成为我国黄泥灌浆防火技术的重要补充。但是，目前使用阻化剂的阻化率较低，寿命较短，对环境有不同程度的污染，这些问题今后要进一步研究解决。（6） 惰气防灭火（7） 泡沫灭火泡沫有化学泡沫和空气高倍数泡沫(简称高泡)两种。化学泡沫一般储装于小型灭火器，泡沫灭火器使用灵活，扑灭初起的火灾非常有效。常装备在井下碉室、胶带输送机的机头等易于发火的地方。空气机械泡沫灭火装置产生的泡沫倍数一般在500-1000之间。煤研所于60年代开始开发，研制了
10、高效电动(BG P-200 )和水动(SGP-180)型发泡机。使该技术投入实战应用。其优点是能快速、远距离扑灭矿井火灾。至目前为止，在我国煤矿井下应用高泡灭火技术扑灭火灾达30余次，成为世界上应用该项技术次数最多的国家之一。 90年代，为了提高灭火效果，开始研制以惰气为气源的高稳定性泡沫。这种惰气(气氮或液氮气)泡沫，既可安全高效灭火，又可充入采空区起到隔离作用。由多组分复配而成的高稳定性泡沫剂和惰泡发生装置，已由煤科分院研制成功，使泡沫灭火技术获得新的发展。第1.3 节 制浆系统的介绍和分类1.3.1 制浆系统的介绍50年代末，在我国煤矿开始应用灌浆防灭火，是目前我国使用最广泛的一种行之有
11、效的的预防煤炭的自然方法。其方法是将灌浆材料（粘土或砂质粘土及炉灰等）按适当比例配合制成泥浆，利用井上、下高度差或借助泥浆泵通过输送管送到可能自然发火的采空区或其它地点进行灌注。预防性灌浆防灭火原理是，浆液包裹煤块，其水份有增湿减缓氧化速度的作用，其固体沉淀物能充填于媒体缝隙，能起隔绝漏风阻止氧化作用。按与会采工艺的关系来分，灌浆的方法有：随采随灌，采前预灌和采后密闭灌浆；按实施方法来分有埋管灌浆，钻孔灌浆和工作面撒浆。现在已被公认为是厚煤层分层开采较为有效的防灭火技术。1.3.2 制浆系统的分类因为每个煤矿的实际情况不一样发展出多种制浆系统：（1）水力取土钻孔灌浆的制浆系统。水力冲刷表土制成
12、泥浆，热后经泥浆沟流入灌浆钻孔至井下干管。图 11 水力取土钻孔灌浆的制浆工艺流程（2）水力取土加压输送的制浆系统。水力冲刷表土制成泥浆，然后由泥浆沟流入泥浆搅拌池，再经泥浆泵加压输送至灌浆钻孔，最后流至井下灌浆干管。图 12 水力取土加压输送的制浆流程（3）人工取土自流输送的制浆系统。取土场人工取土装上V型矿车（运输距离短，需土量大可采用胶带输送机运送黄土）。一条线路经窄轨铁路直接运送泥浆搅拌池；另一条线路经窄轨铁路运送至贮土场加以贮存。搅拌好后的泥浆可由灌浆管输送至井下；在雨季或冬季取土场无法取土时，可由水枪从贮土场直接冲土成浆，然后经泥浆沟流入泥浆搅拌池。图 13 人工、机械取土制浆工艺
13、流程（4）高压水采土的分区灌浆站制浆系统。高压水冲刷钻孔附近的黄土，泥浆沿着泥浆沟自流到钻孔，通过钻土上设置的筛箅清除完杂物后，再从钻孔流到井下干管。（5）人工采土的页岩制浆系统。 采土场采用炮采，大块岩石经由人工破碎，然后用电扒斗耙往胶带输送机运送至破碎机破碎，在经球磨机磨制成浆。通过球磨机磨成的泥浆沿着泥浆沟流入集泥池，经搅拌后即可由下浆孔输往井下干管进行灌浆；若集浆池盛满，可用泥浆泵或砂浆泵将泥浆送往泥浆池以备使用。第 1.4 节 制浆系统的优点 制浆系统的优点（1）系统组建简单，操作方便。（2）工作连续可靠，维护修理方便。易损零部件容易检修和拆换。（3）工作环境围广，生产量高。（4）能
14、根据工作状况来组建系统，保持系统的简洁性。（5）制浆系统小，占地面积少。（6） 价格便宜，实用性高。第 1.5 节 新型多功能型制浆系统的提出在查了好多资料后，发现制浆系统大都采用的制浆模式都是一样的，都是先破碎到搅拌，合格的浆液被送到集泥池，需要用的时候经过泥浆泵被送到井下进行填充。在此我就设想，有没有可能把这几个环节中在一台机器上面，形成一个多功能的制浆机，生产出来的浆液直接可以用来预防性灌浆。设计一台多功能的制浆机，就是本次设计的主要核心。第 2 章 制浆系统的分析和总体方案的设计第21节 制浆系统的分析 制浆系统的分析80年代以前，制浆系统比较单一，灌浆所用的浆材是黄泥，但是这对于西南
15、或山区缺土地区就无土可作为浆材。后来分院与采矿现场合作，在芙蓉和兖州矿区分别建立了习佩关页岩和煤矸石破碎系统，用破碎的矸石与页岩作为灌浆材料；开滦、等矿务局采用电厂飞灰作为灌浆材料均取得成功。煤矸石与飞灰的利用不仅解决了灌浆的用土，而且也净化了环境。 煤矸石及一些页岩被用来当做制浆的材料的多样话，用到破碎机的地方越来越多，原有的制浆系统的设计见下图：2.1 图 21 制浆系统过程泥浆的制备过程虽然不麻烦但是过程比较多，要经过给料机、破碎机、输送皮带的输送再到制浆机混合搅拌制成成品的泥浆，各个过程都需要来操作，所以我就设想可不可以设计一种机器拥有制浆的众多功能于一体。第 2.2 节 总体方案的设计2.2.1 总体方案的
