加热炉装料机设计 北航

设计说明书

一、设计任务概述

1、设计题目：加热炉装料机设计

2、设计要求

（1）装料机用于向加热炉内送料，由电动机驱动，室内工作，通过传动装置使装料机推杆作往复移动，将物料送入加热炉内。

（2）生产批量为5台。

（3）动力源为三相交流电380/220V，电机单向转动，载荷较平稳。

（4）使用期限为10年，大修期为3年，双班制工作。

（5）生产厂具有加工7、8级精度齿轮、蜗轮的能力。

加热炉装料机设计参考图如图

1加热炉装料机设计参考图

1—电动机2—联轴器3—蜗杆副4—齿轮

5—连杆6—装料推板

3、原始技术数据

推杆行程200mm,所需电机功率,推杆工作周期。

4、设计任务

（1）完成加热炉装料机总体方案设计和论证，绘制总体原理方案图。

（2）完成主要传动部分的结构设计。

（3）完成装配图一张（用A0或A1图纸），零件图2张。

（4）编写设计说明书1份。

二、加热炉装料机总体方案设计

1、传动方案的确定

根据设计任务书，该传动方案的设计分成减速器和工作机两部分：

（1）、工作机的机构设计

工作机由电动机驱动，电动机功率，原动件输出等速圆周运动。传动机构应有运动转换功能，将原动件的回转运动转变为推杆的直线往复运动，因此应有急回运动特性。同时要保证机构具有良好的传力特性，即压力角较小。为合

设计说明书

一、设计任务概述

1、设计题目：加热炉装料机设计

2、设计要求

（1）装料机用于向加热炉内送料，由电动机驱动，室内工作，通过传动装置使装料机推杆作往复移动，将物料送入加热炉内。

（2）生产批量为5台。

（3）动力源为三相交流电380/220V，电机单向转动，载荷较平稳。

（4）使用期限为10年，大修期为3年，双班制工作。

（5）生产厂具有加工7、8级精度齿轮、蜗轮的能力。

加热炉装料机设计参考图如图

1加热炉装料机设计参考图

1—电动机2—联轴器3—蜗杆副4—齿轮

5—连杆6—装料推板

3、原始技术数据

推杆行程200mm,所需电机功率,推杆工作周期。

4、设计任务

（1）完成加热炉装料机总体方案设计和论证，绘制总体原理方案图。

（2）完成主要传动部分的结构设计。

（3）完成装配图一张（用A0或A1图纸），零件图2张。

（4）编写设计说明书1份。

二、加热炉装料机总体方案设计

1、传动方案的确定

根据设计任务书，该传动方案的设计分成减速器和工作机两部分：

（1）、工作机的机构设计

工作机由电动机驱动，电动机功率，原动件输出等速圆周运动。传动机构应有运动转换功能，将原动件的回转运动转变为推杆的直线往复运动，因此应有急回运动特性。同时要保证机构具有良好的传力特性，即压力角较小。为合

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： 设 计 者： 指导教师：

年 月日

北京航空航天大学

机械设计课程设计

设计任务书

1、设计题目：加热炉装料机 2、设计要求

（1）装料机用于向加热炉内送料，由电动机驱动，室内工作，通过传动装置使装料机推

杆作往复移动，将物料送入加热炉内。 （2）生产批量为5台。

（3）动力源为三相交流电380/220V，电机单向转动，载荷较平稳。 （4）使用期限为10年，每年工作300天，大修期为三年，双班制工作。 （5）生产厂具有加工7、8级精度齿轮、蜗轮的能力。 加热炉装料机设计参考图如图

3、技术数据

推杆行程200mm,所需电机功率 2kw,推杆工作周期4.3s.

4、设计任务

（1）完成加热炉装料机总体方案设计和论证，绘制总体原理方案图。 （2）完成主要传动部分的结构设计。

（3）完成装配图一张（用A0或A1图纸），零件图两张。 （4）编写设计说明书1份。

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目录

一、总体方案设计 .......................................................................................

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设计题目：加热炉装料机设计 院系： 设 计 者： 指导教师：

年 月日

北京航空航天大学

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设计任务书

1、设计题目：加热炉装料机 2、设计要求

（1）装料机用于向加热炉内送料，由电动机驱动，室内工作，通过传动装置使装料机推

杆作往复移动，将物料送入加热炉内。 （2）生产批量为5台。

（3）动力源为三相交流电380/220V，电机单向转动，载荷较平稳。 （4）使用期限为10年，每年工作300天，大修期为三年，双班制工作。 （5）生产厂具有加工7、8级精度齿轮、蜗轮的能力。 加热炉装料机设计参考图如图

3、技术数据

推杆行程200mm,所需电机功率 2kw,推杆工作周期4.3s.

4、设计任务

（1）完成加热炉装料机总体方案设计和论证，绘制总体原理方案图。 （2）完成主要传动部分的结构设计。

（3）完成装配图一张（用A0或A1图纸），零件图两张。 （4）编写设计说明书1份。

1

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目录

一、总体方案设计 .......................................................................................

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设计题目：加热炉装料机设计

院系：

设计者：

指导教师：

年月日

北京航空航天大学

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1

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1、设计题目：加热炉装料机

2、设计要求

（1）装料机用于向加热炉内送料，由电动机驱动，室内工作，通过传动装置使装料机推

杆作往复移动，将物料送入加热炉内。

（2）生产批量为5台。

（3）动力源为三相交流电380/220V ，电机单向转动，载荷较平稳。

（4）使用期限为10年，每年工作300天，大修期为三年，双班制工作。

（5）生产厂具有加工7、8级精度齿轮、蜗轮的能力。

加热炉装料机设计参考图如图

3、技术数据

推杆行程200mm,所需电机功率 2kw,推杆工作周期4.3s.

4、设计任务

（1）完成加热炉装料机总体方案设计和论证，绘制总体原理方案图。

（2）完成主要传动部分的结构设计。

（3）完成装配图一张（用A0或A1图纸），零件图两张。

（4）编写设计说明书1份。

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目录

一、总体方案设计 (3)

1、执行机构的选型与设计 (3)

2、传动装置方案确定 (4)

二、传动零件的设计计算 (6)

1、联轴器 (6)

2、齿轮设计 (7)

3、蜗轮蜗杆设计 (12)

三、轴系结构设计及计算 (16)

1、轴的强度计算 (16)

2、轴承校核计算 (24)

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设计题目：加热炉装料机设计

院系：

设计者：

指导教师：

年月日

北京航空航天大学

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设计任务书

1、设计题目：加热炉装料机

2、设计要求

（1）装料机用于向加热炉内送料，由电动机驱动，室内工作，通过传动装置使装料机推

杆作往复移动，将物料送入加热炉内。

（2）生产批量为5台。

（3）动力源为三相交流电380/220V ，电机单向转动，载荷较平稳。

（4）使用期限为10年，每年工作300天，大修期为三年，双班制工作。

（5）生产厂具有加工7、8级精度齿轮、蜗轮的能力。

加热炉装料机设计参考图如图

3、技术数据

推杆行程200mm,所需电机功率 2kw,推杆工作周期4.3s.

4、设计任务

（1）完成加热炉装料机总体方案设计和论证，绘制总体原理方案图。

（2）完成主要传动部分的结构设计。

（3）完成装配图一张（用A0或A1图纸），零件图两张。

（4）编写设计说明书1份。

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目录

一、总体方案设计 (3)

1、执行机构的选型与设计 (3)

2、传动装置方案确定 (4)

二、传动零件的设计计算 (6)

1、联轴器 (6)

2、齿轮设计 (7)

3、蜗轮蜗杆设计 (12)

三、轴系结构设计及计算 (16)

1、轴的强度计算 (16)

2、轴承校核计算 (24)

名称 介质 入炉温度 出炉温度 热负荷 效率

减压炉 闪底油 265 388 5.55MW 92% 第一节加热炉检查

1、检查炉膛内的耐火材料是否符合要求，检查基础有无下沉，有无裂缝，炉体内耐火砖缝；

2、检查炉墙砌筑（砖缝、水平度、垂直度、表面凹凸不平度等）情况和保温质量是否符合要求，并按油品名称介质方向进行标识。 3、检查火咀、烟道挡板、防爆门、看火窗、回弯头箱门及一、二次风门等是否齐全好用，烟道仪表指示开度与实际开度是否相符。 4、检查加热炉辐射管，无对焊接口。

5、检查燃烧器喷嘴是否畅通、开孔率是否符合要求、喷射角度是否准确、长明灯是否安装良好。

6、检查加热炉炉管支架和吊架是否符合要求，防爆门和看火窗设计是否规范。目测加热炉炉管是否平齐、炉管外壁是否有不该有的耐火材料。 7、炉膛消防蒸汽及吹扫蒸汽设置是否合理。

8、检查所属的紧急放空设施、瓦斯阻火器、瓦斯分液罐、流量计是否齐全好用。 9、检查炉膛内各温度测量点的位置与热偶长度是否与设计条件相符，数量是否齐全。

检查炉管、回弯头、堵头、顶丝管板吊架、导向支撑的材质和安装情况，焊缝质量是否符合要求，试压是否合格。

10、检查并调试好烟道挡板的开度。

11、检查加热炉

河北XX大学 毕业设计说明书（论文）

2 技术设计

2.1 燃料燃烧计算

2.1.1 燃烧计算的目的及内容

燃烧计算包括如下内容： 燃料的低位发热量（Q）；

d单位燃料完全燃烧失的空气需要量(L)；

n单位燃料完全燃烧时的燃烧产物量（V）； 燃烧产物的成分及其密度（ρ）；

n理论燃烧温度（tL）

燃烧计算的目的是为加热炉设计提供必要的参数。计算空气需要量的目的在于合理有效地控制燃烧过程，合理地选择燃烧设备及鼓风机和供风管道系统、设计燃烧装置提供必要的依据。燃烧产物生成量及其密度的计算是设计烟道、烟囱系统，选用引风机等必不可少的依据。

由燃烧产物成分的计算可以进行炉气黑度的计算，进而可做传热计算。

理论燃烧温度是计算炉温的重要原始数据之一。在炉子的热量总消耗已知的情况下，根据燃料的发热量即可求出总的燃料消耗量。 2.1.2 燃烧计算的已知条件 燃烧计算中必需的已知条件如下：

1. 燃料的种类及成分： 燃料种类：高炉煤气和转炉煤气 高炉煤气成分：（％）

CO2 H2 CH4 N2

20 20 1.6 0.48 57.92 转炉煤气成分：（％）

CO2

1 概述

1.1 前言

本操作手册为整个系统的操作说明，上岗操作人员上岗前请详细阅读本手册及有关仪表说明书。

1.2系统简介

加热炉系统包括加热炉炉体、燃烧器等设备和燃烧系统、自动控制系统等部分。

加热炉本体由多根立柱支撑，炉本体自挪娥、塑垂段及逛堕度城。下部辐射段为圆筒形，炉管采用多头并联立管；中部对流段采用横向列管结构，靠近辐射段的换热管采用光管，其余选用翅片管结构；对流段上方设计带翻板的烟囱，通过控制翻板可调节炉膛压力。辐射段底部炉底安装三台燃烧器。

燃烧系统由燃烧器、燃料管线、燃气放空管线、灭火管线、氮气置换吹扫管线组成。燃烧器为自然通风型燃气燃烧器；燃料管线分为主燃料输送管线和长明灯燃料输送管线；烟风系统采用自然通风给燃烧器供风。

加热炉自动控制系统包括点火控制、负荷调节控制、炉膛负压控制及安保联锁控制等。通过控制点火步骤保证加热炉安全点炉，通过物料出口温度控制燃料流量实现加热炉负荷自动调节，通过炉膛负压测点和烟囱翻板阀实现炉膛负压调节，在点炉及运行中可以通过操作画面实现直观显示相关参数，通过对敏感测点监控实现安保联锁控制保证加热炉设备安全。

2 功能及技术特征

2.1工艺系统 2.1.1工艺系统简介

加热炉燃烧工艺系统流程

1、加热炉有哪几部分组成及结构？

加热炉由辐射室、对流室、燃烧器、烟道及烟囱、弯头及弯头箱、炉墙和钢架，还有一些辅助设备组成。横管立式方箱加热炉、单排双面辐射

炉子材料：Cr9Mo

热量利用分配： 辐射占70—80% 对流占20—30% 热量损失10% 2、加热炉的作用原理是什么？

瓦斯或油在炉内经过燃烧放出热量，在辐射室主要通过辐射，在对流室主要通过烟气对流，把热量传递给炉管，炉管通过传导和对流把热量传递给管内物料。 3、燃烧情况及怎样调节

燃烧完全，炉膛明亮，烧燃料气时火焰呈兰白色，烧燃料油时火焰呈黄白色。各火嘴火

焰大小一样，互不干扰，做到多火嘴，短火焰、齐火苗。火焰不扑炉管，烟囱冒出的烟无色，从仪表盘上看出口温度记录曲线近似于直线，波动范围±1℃。炉子声音为轰轰的均匀声。以上现象说明炉子是烧得好的。 ①火焰发飘、轻而无力是什么原因？

火焰发飘、轻而无力原因是空气量不足，应开大一、二次风门。 ②炉壁内颜色过于暗，并且烟很多，如何调节？

在观察炉膛颜色时，很暗，说明燃烧不充分，烟很多，说明烟囱抽力太小和炉内空气量

小。此时应适当开大风门或烟道挡板。

③火焰呈黄红色，