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1、1蜂窝煤自动成型机的设计(上)1 前 言1.1 课题来源 山西日报一则名为山西建资源集约型农村经济的讯息报道，该省是能源重化工基地，充足的能源有力支撑了整个国民经济的快速发展。但在能源生产和消费中也存在不少问题，特别在农村更为突出。表现为煤炭生产、利用、消费方式落后，技术水平低，设备陈旧，资源浪费严重；富煤区生产、生活能耗高、浪费大，引发环境污染；缺煤山区过度开发利用薪柴，树木、植被和生态环境破坏严重，加剧了水土流失；缺煤平川区过量消费农作物秸秆，影响了秸秆还田，土壤有机质下降；以煤、石油、天然气等为原料生产的化肥、农药、塑料薄膜等农业生产资料的不科学使用或过量使用，也间接浪费了大量能源。这种
2、建立在能源大量消耗和浪费基础之上、以粗放经营为特征的农村经济，远远不能适应新形势发展的需要。因此，必须加强全社会特别是农村的能源消费管理，搞好节能工作，提高能源利用率，建立资源集约型农村经济。煤炭是该省城镇、农村工业生产和生活能源的主体，在民用能源消费中占80以上。长期以来，由于燃烧方式落后，至今许多城镇、乡村仍采用散烧原煤，热能利用率低，能源浪费过多，而且造成环境污染，被称为“煤老虎” 。改变这种状况的有效措施之一就是积极发展燃用型煤。实践证明，在城镇、农村推广蜂窝煤（通常又称煤饼，在圆柱形饼状煤中冲出若干通孔） 、煤球，尤其是效益较高的上点火蜂窝煤，可使热能利用率由原来的10左右提高到 3
3、0至 50，一氧化碳减少 70至 80，二氧化硫减少40（加固硫剂） ，烟尘和三、四苯并芘（a）等有害物成分减少 90，是节约能源、改善环境的有效措施之一。 中国有 9 亿农民，在农村广阔的天地和城镇很多经济不太宽裕的人都在使用蜂窝煤，几乎每个乡镇都有蜂窝煤厂，有的乡镇还有几个厂。究其原因是蜂窝煤造价低、生产容易、比散煤使用方便，因而多年畅销不衰。但去年以来，煤炭价格高涨，蜂窝煤成本售价相应提高，很多老百姓感到难以承受。如何降低蜂窝煤的成本，成为当务之急。目前，转让高效节能蜂窝煤技术的人很多，鱼目混珠，真伪难辩。技术费从几百元到一万元。也有很多人否定2该技术，特别是一些技术不成熟的公司或个人，
4、查了专利网上的信息或者买来一个配方，到处转让，扰乱市场 ，使很多人上当受骗。其实，节能蜂窝煤并不神秘。但是，没有经过长期实践的人，是无法转让技术的。因为各地煤的发热量、含硫 量、挥发分、结焦性、灰熔点、密度、耐火性等都不一样，不长期实践，用一个或者两个配方很难有理想的效果。因此，盲目从配方上面降低蜂窝煤的成本难度很大；但是，对目前我国城镇蜂窝煤生产厂的主要生产设备-蜂窝煤成型机的结构分析中，我们找到了捷径。1.2 目的意义本设计是为了解决现有蜂窝煤机存在的技术问题（压紧后再冲孔） ，提供一种结构简单紧凑、制造成本低、生产效率高、使用寿命长、操作简单和易损件少的一种新型的蜂窝煤成型机。同时提高综
5、合运用本专业所学课程的理论、生产实际知识的能力，掌握产品开发设计的方法和步骤，提高查阅设计手册和资料的能力，熟悉机械产品的设计标准和规范。1.3 国内现状及水平目前，市场上的蜂窝煤成型机多采用上置式冲头如图 1.1，见表 1.1 所示：蜂蜂 窝窝 煤煤 机机 械械BFB140-II 型BFB140-III 型BFB220 型FB160 型3图 1.1 市场上的蜂窝煤成型机表 1.1 市场上的蜂窝煤成型机基本参数主 要 技 术 参 数BFB140-II III型BFB160-II 型BFB220-II 型FB160 型FB140 型圆成煤规格直经高任意选择方 煤1001008012012080-
6、9015015090100(80-100)方 煤产 量38-40 块/分40-45 块/分18-22 块/分50 块/分产 量滑梁行 程300-360mm电机功 率7.5kw7.5-10kw11kw7.5kw质 量1500kg1800kg2500kg3600kg2200kg1800kg外 型 尺 寸18451250190019301450190019501500200032001285186015001200这种上置式冲头煤成型机在实际操作过程中，将煤粉压紧后再冲孔，从而造成机体笨重造价高、且能源消耗大、易损件多,难以响应建设节约型社会的号召。中国工业新闻（CHINA INDUSTRY NEW
7、S）中的机械周刊中名为蜂窝煤机业触底未见反弹的报道，很敏锐的指出了蜂窝煤机业的国内现状，现将内容摘录如下：“80%的工人离开了工作岗位，今年上半年才销售了 100 多台蜂窝煤机。”9月 10 日，湖南省武冈市委宣传部的夏建敏这样向记者介绍该市的蜂窝煤机厂。在厂办，一位姓唐的主任对记者说，由于受市场饱和、农村市场购买力下降、煤炭价格上涨等因素的影响，包括武冈煤机在内的全国 50 多家蜂窝煤机生产厂家效益从 2003 年起就开始了大幅下滑。蜂窝煤机行业真的是山穷水尽了吗？煤机之争武冈市蜂窝煤机制造厂是一个拥有 50 年生产历史的企业，凭借蜂窝煤机的专利技术，她一度创造了乡镇企业的辉煌，先后被评为全
8、国煤矿机械重点企业、湖4南省经济活力百强企业，并获得了湖南省著名品牌、国家金奖。在其鼎盛时期，武冈煤机和四川宜宾、河南巩县的两家蜂窝煤机生产企业并称为全国行业三强，在全国各地设有销售网点，产品市场占有率一度达到 25%。1998 年，在已掌握蜂窝煤机制造技术并拥有一定客户资源的情况下，曾为武冈煤机销售产品的张某，在离武冈市 20 公里的洞口县高沙镇创办了湘南煤机厂，与武冈蜂窝煤机厂摆起了擂台。从此，两家企业明争暗斗，摆开了阵式。武冈煤机打出了“购买煤机莫上当，金奖名牌在武冈“的牌子，湘南煤机则喊出了煤机还是湘南好的口号，两家企业都宣称自己厂里生产的媒机质量最好、产品最正宗。然而，竞争归竞争，在
9、 2003 年前，这两家企业都获得了不错的效益。湘南煤机迅速地完成了原始资本的积累，并从最初的 100 多万元发展为拥有 1000 多万元总资产的民营企业。武冈煤机工人们的收入也日益看涨，他们的月平均工资一直都在1000 元以上。陷入困境：现在的武冈煤机，大量的产品堆积在厂房里，来进货的车辆已经屈指可数了。由于效益不行，在车间上班的工人已寥寥无几，就连开大门的门卫都显得懒洋洋的，精神萎靡不振。虽然从墙上的荣誉匾牌、豪气逼人的标语中还可依稀看到这家厂曾经的辉煌，但现在似乎已到了垂暮之年，给人一种死气沉沉的印象。“现在只有煤机配件还有一定市场，市里的工作组已进驻厂里。“唐主任焦虑地对记者说。离开武
10、冈，记者来到湘南煤机采访。这里的情况显然要比武冈煤机好一些。由于是私营企业，机制灵活，反映也比国营企业快，在 2003 年上半年，就敏锐地察觉到了市场上煤机销量走下坡路的变化。湘南煤机在限量生产煤机的同时，也在筹划着转产事宜，投入巨资兴建了水轮机生产线，生产单机容量 1250 千瓦的水轮发电机。“我是什么赚钱就生产什么，决不会像他们那样死耗着。“张某对记者说，今年他还准备投入 200 万元，扩大水轮机的生产能力。路在何方？和上述两家企业的情况大同小异的是，目前全国其它煤机生产企业也大都面临着关门或转产的生死抉择。蜂窝煤机业路在何方？不管是生产厂家，还是行业专家，大家都在思考着同一个问题。随着城
11、市居民使用液化气、天然气等气体燃料的普及，煤机行业在城市的市场将逐步地丧失殆尽。专家认为，煤机行业要想尽快从低谷中走出，一方5面要在行业内进行有效的资源整合和必要的技术更新，有效降低产品成本；一方面要下大力气开拓农村市场，农村是一个广阔的天地，煤机生产企业的销售网络要以乡镇为中心向周边村庄辐射。另外，业内专家告诉记者，隔行如隔山，企业转产一定要谨慎。在原有产品已无生命力的情况下，企业要根据自身特点，利用原有的优势资源，选择适合自己发展的新产业，在选择新项目的同时要立足长远，做企业不能靠投机，打一枪换一个地方。由此可见，目前国内煤机生产企业大都面临着关门或转产的生死抉择,为响应建设节约型社会的号
12、召，技术更新势在必行。62 现有蜂窝煤机的性能分析2.1 蜂窝煤机规格型号说明7上图为蜂窝煤机的外观图，现有的蜂窝煤机外观大致相同。2.1.2 适应范围140 型、160 型蜂窝煤机是一种成型加工机器，装配不同的模具则能加工符8合该技术性能的不同规格的多种型煤。2.1.3 基本技术参数表 2.1 基本技术参数表指标项目单位LFM140LMF160生产能力快/min40423739配用功率KWY132S45Y132M47.5高速轴转速n/min226205低速轴转速n/min4238滑梁行程Mm280310配用 V 型带根V 型带 B 性型 28003V 型带 B 型 28003成型压力Kg8/
13、m35003500表 2.2 基本技术参数9项目参数LFM140 型140mm 以下各种圆形蜂窝煤LFM160 型160mm 以下各种蜂窝煤 100100 方煤蜂窝孔数19 孔、16 孔、12 孔、9 或梅花型等蜂窝煤厚度70802mm蜂窝煤静压力6590Kg贪水率应根据当地的煤质，原料配比，煤末粒度经过多次试验确定含水率。2.2 现有蜂窝煤机工作原理2.2.1 工艺要求 为了实现蜂窝煤机冲压成型，冲压式蜂窝煤机成型机必须完成以下几个动作：（1）煤粉加料；（2）冲头将蜂窝煤压制成型；（3）清除冲头和出煤盘的积屑的扫屑运动；（4）将在模筒内的冲压后的蜂窝煤脱模；（5）将冲压成型的蜂窝煤输送装箱。2.2.2 工艺动作分解根据上述分析，冲压式蜂窝煤机成型机完成的工艺动作有以下六个动作：（1）加料：这一动作利用煤粉的重力自动加料；（2）冲压成型：冲头上下往复运动，在冲头行程的四分之三进行冲压成型；（3）脱模：在弹簧回复力的作用下使已冲压成型的煤饼脱离模筒。一般可以将它（4）扫屑：在滑块回程过程中完成；（5）模筒转模间歇运动:以完成冲压脱模和加料两个工位的转换；（6）输送：由输送带完成。以上六个动作，加料、输送和扫屑机构比较简单，暂时不予考虑，因此，10对现有冲压式蜂窝煤机成型机运动方案的分析，重点在对整体运动原理、冲压方式、脱模机构和模筒的新
