φ2.2X12M高效回轉(zhuǎn)烘干機設(shè)計【全套含CAD圖紙】

喜歡就充值下載吧，，資源目錄下展示的全都有，，下載后全都有，dwg格式的為CAD圖紙，有疑問咨詢QQ：414951605 或1304139763 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） ?2.2*12M高效回轉(zhuǎn)烘干機設(shè)計 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計主要是設(shè)計?2.2*12M高效回轉(zhuǎn)烘干機，回轉(zhuǎn)烘干機是水泥生產(chǎn)中烘干環(huán)節(jié)非常重要的一部分，面對國內(nèi)外烘干機所具有的缺點，如烘干效率不高、能源消耗嚴(yán)重，污染物排放嚴(yán)重等問題，特此進行本次設(shè)計。我是根據(jù)老師給的任務(wù)書，通過查找資料，了解烘干機的發(fā)展過程，結(jié)合現(xiàn)有的有關(guān)烘干機的材料，找到烘干機所存在的不足之處，對不足之處進行合理性的改進，繼而設(shè)計出新型的高效回轉(zhuǎn)烘干機。在此期間，確定總體方案，再是工作參數(shù)的計算和確定，對機體的結(jié)構(gòu)設(shè)計、動顎部件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度計算。經(jīng)過一段時間的設(shè)計，取得了非常好的成果，烘干機生產(chǎn)效率得到很大程度的提升，將會減少能源消耗，為節(jié)能減排作出巨大的貢獻。 關(guān)鍵詞：?2.2*12M，回轉(zhuǎn)烘干機，結(jié)構(gòu)設(shè)計，高效 2.2 * 12 m ? efficient rotary dryer design ABSTRACT This graduation design is mainly design ? 2.2 * 12 m high efficiency rotary dryer, rotary dryer is a part of the drying process is very important in the production of cement, in the face of the dryer at home and abroad have drawbacks, such as drying efficiency is not high, energy consumption, pollutant discharge problem such as severe, we inform you for this design. I am according to the teacher give commitments, by looking for information, understand the development of the dryer, integrated with the existing dryers materials, find the deficiency of existing dryers, the shortcomings of the improvement of rationality, and then design a new type of high efficiency rotary dryer. During this period, overall scheme is determined, then the working parameters of calculation and determined, structure design, the moving jaw parts of the body structure design, structure design and strength calculation of main components. After a period of design, and achieved very good results, the dryer production efficiency is improved greatly, will reduce energy consumption, to make a huge energy saving and emission reduction KEY WORDS: ? 2.2 * 12 m, rotary dryer, structure design, high efficiency 目　錄 前　言 1 第1章 緒論 3 1.1 烘干機的選擇 3 1.1.1 烘干機分類 3 1.1.2 優(yōu)缺點比較 3 1.2 工藝流程 3 1.3主要用途 4 1.4設(shè)計大體方案 4 第2章 總體方案設(shè)計 5 2.1 回轉(zhuǎn)烘干機型式和結(jié)構(gòu) 5 2.1.1 按傳熱方式分類及選型 5 2.1.2 烘干機整體設(shè)計 5 2.2 各個部件設(shè)計 6 2.2.1 傳動部件設(shè)計 6 2.2.1 支撐部件設(shè)計 7 2.2.1 揚料裝置設(shè)計 7 第3章主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及工作參數(shù) 10 3.1 結(jié)構(gòu)參數(shù) 10 3.1.1 結(jié)構(gòu)參數(shù) 10 3.1.2 設(shè)計題目要求及選擇 10 3.2 工作參數(shù) 11 第4章 結(jié)構(gòu)設(shè)計及主要零部件設(shè)計 14 4.1筒體設(shè)計 14 4.1.1 筒體跨度及厚度 14 4.1.2 內(nèi)部裝置 15 4.1.3 筒體載荷 18 4.2 輪帶設(shè)計 19 4.2.1輪帶設(shè)計計算 19 4.3墊板設(shè)計 20 4.3.1墊板的作用 20 4.3.2墊板的磨損 20 4.3.3墊板裝備不當(dāng)及磨損帶來的后果 20 4.4傳動裝置的設(shè)計 21 4.4.1傳動裝置的要求 21 4.4.2電動機的選擇 21 4.4.3聯(lián)軸器的選擇 23 4.4.4減速器的設(shè)計及選擇 24 4.5托輪設(shè)計 25 4.5.1對托輪的分析 25 4.5.2簡單設(shè)計 25 4.5.3托輪竄動的原因及調(diào)節(jié) 26 4.6擋輪設(shè)計 27 4.6.1擋輪的工作要求 27 4.6.2擋輪的形狀 27 4.7進出料裝置 27 4.7.1加料方式 27 4.7.2卸料方式 27 4.8密封裝置 28 4.8.1密封裝置的要求 28 4.8.2密封裝置的結(jié)構(gòu) 28 第5章 強度校核 33 5.1筒體強度校核 33 5.1.1 筒體彎矩與應(yīng)力 33 5.1.2 彎矩計算 33 5.2輪帶強度校核 34 5.2.1 彎曲應(yīng)力 34 5.2.2溫度應(yīng)力 34 5.2.3合成應(yīng)力 34 結(jié)　論 36 謝 辭 37 參考文獻 35 附　錄 35 外文資料翻譯 35 3 前　言 研究高效回轉(zhuǎn)烘干機的意義在于水泥行業(yè)在中國經(jīng)濟建設(shè)的占有非常重要的地位，水泥行業(yè)消耗能源資源和污染排放也是在我國排污產(chǎn)業(yè)中的大戶之一。能源消耗高、環(huán)境負(fù)荷重的現(xiàn)狀是水泥行業(yè)必須面對的重大問題，還沒有從根本性上得到削減，在節(jié)能減排方面還是有許多突出問題急需解決。烘干機在水泥行業(yè)機械中扮演重要角色。所以改造烘干機，使其減少能耗，也可以為節(jié)能減排做貢獻。在大量的實踐中，證明了適當(dāng)?shù)?、合理改造回轉(zhuǎn)烘干機，將會在節(jié)能方面取得不錯的成果?，F(xiàn)在的國情是要求各行各業(yè)在大體上實現(xiàn)節(jié)能減排，所以積極的、合理的、科學(xué)的對烘干機進行技術(shù)改造，以實現(xiàn)節(jié)能、減排降耗為目的，經(jīng)濟得到又好又快發(fā)展。 在中國的研究現(xiàn)狀如下：1.劉建壽、袁思聰老師提出：烘干機的轉(zhuǎn)速會影響烘干機的揚料板規(guī)律，進而影響烘干機熱效率。他們建立了直徑1mX1.5m的冷模型烘干機，研究烘干機轉(zhuǎn)速具體對揚料板規(guī)律是怎么影響的。2.張全民老師提出改進揚料板可以提高烘干機的熱效率。在分析中發(fā)現(xiàn)揚料板布料不均的問題，由于布料不均引起空洞，導(dǎo)致整體的熱效率降低。所以采用X型揚料板,在現(xiàn)有烘干機內(nèi)增加X型揚料板，這樣可以大幅度提高烘干機熱效率。3.陳鳳榮老師提出了在烘干機的不同位置采用不同類型的揚料板，可以提高烘干機的熱效率。經(jīng)過研究分析，具體的改進方法如下：面對物料水分較高,粘性較大的情況,在進料前的預(yù)熱段采用直板式揚料板相對合適些,便于烘干。慢慢的物料水份降低了,粘性隨之減少,采用直角彎板式或斜角彎板式更為合適,特別在等速干燥段,加強物料與熱煙氣的接觸面積,傳熱效率得以提高。 目前國內(nèi)外烘干機存在問題的影響因素如下：1.分散度小:烘干設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,導(dǎo)致熱交換效率不高，所以分散度小，影響熱交換，使烘干機處于低效工作狀態(tài); 2.熱效率低:傳統(tǒng)式烘干機由于許多熱量隨著廢氣流失或者由筒體散出，致使其熱效率低。3.燃燒效率低:緣于經(jīng)濟情況，許多廠用的是層燃式手燃爐以及普通沸騰爐，造成熱效率低的現(xiàn)狀。4.入機物料的各種不利因素:入機物料的水分高、粘性比較強、流動性相對的差、粒度大,因此造成喂料不暢,結(jié)果就是烘干困難。 對于現(xiàn)實中烘干物料存在的問題，從解決物料方面的因素來說，成本太大，操作性不高。那就在烘干設(shè)備上加以解決，改進烘干機結(jié)構(gòu)設(shè)計，尤其是揚料板，使其揚料過程中物料與熱氣接觸時間更長，接觸面積更多。 第1章 緒論 1.1 烘干機選擇 1.1.1 烘干機分類 目前國內(nèi)采用最廣泛的烘干設(shè)備有如下四種：回轉(zhuǎn)式、懸浮式、流態(tài)式烘干機以及烘干塔。 1.1.2優(yōu)缺點比較 1.回轉(zhuǎn)式烘干機對不同的物料適應(yīng)性很強，設(shè)備相對來說可靠簡單，烘干產(chǎn)量高、煤耗省，但是烘干效率稍低、占地面積較多。 2.懸浮式烘干機烘干效率較高，設(shè)備質(zhì)量比較輕，但是只能烘干粒狀物料，不適合于粘性大的物料，局限性很大。 3.流態(tài)式則結(jié)構(gòu)比回轉(zhuǎn)式簡單，質(zhì)量也是很輕的，用材少。但是只適用松散的粒狀物料，粘性或者顆粒大的就不行了，烘干效果非常差。生產(chǎn)中也會出現(xiàn)流態(tài)不穩(wěn)定的情況，導(dǎo)致烘干受到影響， 4.烘干塔由普通磚砌成，內(nèi)部有耐火磚襯里。優(yōu)點是占地面積小，缺點是清理工作麻煩。 綜上所述，對比以上烘干設(shè)備，回轉(zhuǎn)式烘干機應(yīng)用范圍廣，對物料要求低，簡單可靠，因此選擇它是明智的。 1.2 回轉(zhuǎn)烘干機工藝流程 烘干機是由回轉(zhuǎn)鋼筒體、傳動裝置。密封裝置、支撐裝置、驅(qū)動裝置等裝置組成?；剞D(zhuǎn)鋼筒體按照某一個確定的速度回轉(zhuǎn)，并且速度比較低，筒體傾斜安裝時具有特定的角度。筒體上裝有輪帶，托輪通過輪帶將筒體支撐住。為了限制筒體擺動于傾斜方向，所以將擋輪裝置裝在驅(qū)動裝置輪帶的側(cè)面。筒體在不斷地回轉(zhuǎn)，使得進入同體的濕物料在重力作用下由高到低這樣移動。作為干燥介質(zhì)高溫?zé)煔馕牒娓蓹C筒體的排氣裝置，在這個時候，高溫空氣的對流，傳導(dǎo)將熱量傳遞給濕物料，物料與高溫氣體換熱，傳熱過程如上所述的說明。熱傳導(dǎo)過程中，物料被加熱，干燥介質(zhì)被吸走水分，物料水分由氣流帶走。材料是遠(yuǎn)離最終干燥后，氣體從排氣扇，由高壓向低處流動。廢氣經(jīng)過處理進入大氣。 1.3 主要用途 在礦山、建材、公路、橋梁、化工、水泥等行業(yè)廣泛都有烘干機設(shè)備的應(yīng)用。對于石灰石、粘土、水渣等濕度大、比重大的物料烘干來說，烘干機用處最多。 1.4設(shè)計大體方案 在烘干機工作前找到最佳轉(zhuǎn)速，然后直接就可以讓烘干機以確定轉(zhuǎn)速運行；在現(xiàn)有的烘干機內(nèi)增加X型揚料板，還是比較方便的。 第2章 總體方案設(shè)計 2.1 回轉(zhuǎn)烘干機的型式和結(jié)構(gòu) 2.1.1 按傳熱方式分類及選型 按傳熱方式分類的話，可以分為下列三種：直接傳熱、間接傳熱以及前面二者的結(jié)合體--復(fù)式傳熱。 直接傳熱便是氣體將與濕物料面對面接觸，可以分為順、逆流兩種方式。 間接傳熱即熱氣將熱量傳遞給套筒上，而在套筒外的物料就可以通過套筒獲得熱量，完成熱傳遞。 復(fù)式傳熱把直接傳熱和間接傳熱兩種方式結(jié)合起來，然后熱傳導(dǎo)的。。 間接傳熱的熱效率不高，復(fù)式傳熱易出現(xiàn)事故，所以回轉(zhuǎn)烘干機選擇直接傳熱方式，其中順流式烘干機更實用，所以選它了。 2.1.2 烘干機整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖2-1烘干機整體 1-進料密封端 2-筒體 3-緊固裝置 4-出料密封端 5-傳動裝置 2.2 各個部件的設(shè)計 2.2.1 傳動部件的設(shè)計 傳動部件是整體不可缺少的一部分，關(guān)系到筒體的運轉(zhuǎn)。 本次設(shè)計主要采用電動機、聯(lián)軸器、減速器，并且托輪與筒體上的輪帶相互配合組成了回轉(zhuǎn)式烘干機的傳動系統(tǒng)。 圖2-2傳動部件總圖 1-電動機 2-LH3型聯(lián)軸器 3-減速器 4-LH6型聯(lián)軸器 5-托輪 傳動部件如圖所示，電動機經(jīng)過LH3型聯(lián)軸器將轉(zhuǎn)速傳遞給減速器，兩級減速器降低傳遞過來的轉(zhuǎn)速，再經(jīng)LH6型聯(lián)軸器傳遞到托輪，托輪通過與輪帶之間的摩擦力，帶動輪帶回轉(zhuǎn)。 在此期間，可以根據(jù)電動機的滿載轉(zhuǎn)速和工作機的轉(zhuǎn)速確定應(yīng)有總的傳動比，多級傳動時，需將總從動比合理的分配到各級傳動機構(gòu)。 2.2.2支撐機構(gòu)的設(shè)計 支撐機構(gòu)主要作用是支撐起筒體，保證筒體處在合適的高度，以及整體的平穩(wěn)。支撐機構(gòu)由托輪與輪帶配合。 輪帶與托輪相互作用，托輪支撐著輪帶，烘干機的筒體重量都是由輪帶傳遞給托輪。 2.2.3揚料裝置的設(shè)計 揚料裝置包含L型揚料板、X型揚料板在內(nèi)的組合型揚料板以及支撐桿。揚料板是烘干機烘干物料的主要機構(gòu)，將物料抬升到一定高度，然后物料在受萬有引力作用，不斷下落，因此熱氣不斷與之接觸，物料水分被蒸發(fā)掉，完成了物料烘干過程。 2-3揚料裝置 揚料裝置的部裝圖如上所示，從左開始，物料通過螺旋導(dǎo)料板進入烘干機筒體內(nèi)部，依次經(jīng)過L型揚料板、X型揚料板以及組合型揚料板。組合型就是L與X型的組合。各種揚料板將物料帶到不同高度與熱氣接觸，尤其是X型揚料板，將下落的物料拋向空中，在下落一段距離又將其接住、拋出，增加物料與空氣接觸時間與面積，大大提高烘干效率。 揚料板是揚料裝置的主要組成，具體分布情況看下圖: 圖2-4組合型揚料板 圖2-5L型揚料板 組合式揚料板中L型揚料板配合X型，在L型抬起的物料下落時，被X型接收，繼而揚起物料，再而物料下落，又被揚起，反復(fù)幾次，烘干效果得以加強。 31 第3章 主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及工作參數(shù) 3.1 結(jié)構(gòu)參數(shù) 3.1.1 結(jié)構(gòu)參數(shù) 1.筒體直徑D=2.2M 2.筒體長度z=12M 3.長徑比z/D=12/2.2=5.45 4.斜度取5% 5.烘干機的最佳速度：根據(jù)實際情況，在大量的試驗中，由于舉升板角的 結(jié)構(gòu)是120度，為更好的干燥，與實驗事實相結(jié)合，以速度3.83r/min。 6.烘干機容積V V=1.2*=1.2××Z=1.2×12=54.71 D- 烘干機的直徑，m W- 烘干機的蒸發(fā)水的質(zhì)量kg V- 烘干機的容積， A- 烘干機的單位蒸發(fā)強度，（kg/（*h）） Z- 筒體的長度，m 3.1.2 設(shè)計題目要求及選擇 被烘干物料名稱 石子、礦石等 干燥能力 50kg/h 物料進口含水量 =5% 物料出口含水量 進料粒徑 50mm，取25mm 物料進料溫度 20℃ 物料出料溫度 200℃ 堆積密度 =1.48t/ 物料休止角 α=36° 流向 逆流 3.2 工作參數(shù) 1.物料停留時間 - 物料在筒體內(nèi)停留時間，min ｉ- 烘干機斜度，取5% α - 回轉(zhuǎn)烘干機的傾斜角，°，當(dāng)ｉ=5%時，α取2.86° n - 烘干機轉(zhuǎn)速，是3.83r/min Θ- 物料休止角，石灰石、礦渣等取36°左右 F- 結(jié)構(gòu)阻礙物料系數(shù)，一般是2 2.填充系數(shù) 某一界面填充系數(shù)Ψ等于物料截面積與整個筒體截面積之比；干燥器內(nèi)則也等于平均停留時間和單位時間內(nèi)腳鐐體積與烘干機體積之比 - 物料橫截面積， - 單位時間加料體積， V - 筒體體積， - 平均停留時間，s 3.回轉(zhuǎn)烘干機功率N N=KZn 式中 N- 回轉(zhuǎn)烘干機功率，kw D- 烘干機直徑，取2.2m Z- 筒體長度，取12m - 物料平均容重，t/ n- 烘干機轉(zhuǎn)速，取3.83r/min K- 系數(shù)，隨烘干機類型與負(fù)荷率改變，當(dāng)負(fù)荷率為0.1時，K=0.016 4.烘干機排風(fēng)量V1 V1=K1K2W =1×1.2×50× =198.99 5.回轉(zhuǎn)式烘干機生產(chǎn)能力 =22t/h 式中 G-回轉(zhuǎn)式烘干機生產(chǎn)能力，按最終水分的烘干物料計算，t/h A-單位蒸發(fā)強度，kg/（.h） V-回轉(zhuǎn)式烘干機容積， -物料初始水分，% -物料最終水分，% 6. 水分蒸發(fā)量 =30kg/h 式中 W-回轉(zhuǎn)式烘干機每小時的蒸發(fā)水量，kg/h 7. 回轉(zhuǎn)式烘干機的廢氣量計算 V=W 式中 V- 回轉(zhuǎn)式烘干機的廢氣量計算，/h -水蒸氣重度，/h，取0.805 8.烘干機排風(fēng)量V1 V1=K1K2W =1×1.2×50× =198.99 式中 V1-烘干機排風(fēng)量，/h K1-漏風(fēng)系數(shù)，取1.1 K2-風(fēng)量存儲系數(shù)，取1.2 -水蒸氣重度，/h，取0.805 -出烘干機溫度，取180℃ 第4章 結(jié)構(gòu)設(shè)計及主要零部件設(shè)計 4.1 筒體設(shè)計 4.1.1筒體跨度與厚度 烘干機長徑比小于12，所以用兩托輪對稱。考慮結(jié)構(gòu)要求及彎矩要求，兩支點之間的距離通常取（0.5-0.6）Z，筒體跨中出彎矩恰好等于兩支點出的，為筒體上彎矩，是q/47，確定、尺寸。 圖4-1兩托輪支撐裝置 進行了力的計算和校核之后，為了跟穩(wěn)定的支撐，Z=12000mm，最終取Zk=Zl=3400m。 關(guān)于筒壁厚度的選取如下表 表4-1壁厚選擇 根據(jù)表格以及公式的計算，選擇14mm為筒體的厚度。 如果筒體其他條件沒問題，只是剛度有問題，則除了增加筒體壁厚外，還可以通過其他方式：例如減小筒體墊板與滾圈的間隙；增加局部筒體厚度。 4.1.2筒體內(nèi)部的裝置 為了更高效率的完成物料的烘干程序，在烘干機進料端擁有螺旋導(dǎo)料板，將物料以特定的方式導(dǎo)入機體內(nèi)部；為了提高材料和熱之間的接觸，有時烘干機將安裝在終端懸掛鏈碎料，以加速干燥。筒體內(nèi)壁上一直將會裝有改進的各種揚料板，其在不斷地以確定的速度旋轉(zhuǎn)著，當(dāng)物料進入內(nèi)部時，帶動物料旋轉(zhuǎn)，當(dāng)物料被帶動上升達到一定高度，在重力作用下下落，此時此刻，不斷進入機體的熱氣流貫穿前后機體，物料與熱氣流直接接觸，熱量相互傳遞，經(jīng)過一定的時間，物料被烘干，在烘干機內(nèi)的程序大概就是這樣。 （1）.揚料板種類 a.舉升式 用來處理那些容易粘附在筒體內(nèi)部或者外形巨大并且十分不規(guī)則的大塊物料，把它們抬起來進行烘干。旋轉(zhuǎn)過程中，抬升起來的將會根據(jù)不同大小到各自不一樣的高度然后就是墜落，后果是增強接觸導(dǎo)熱。此類型揚料板導(dǎo)致氣體分層，與旋轉(zhuǎn)速度的大小成反比。 b.均布式 適合那些粒度小、密度小的小物料。他可以保證物料均勻分布。 C.扇形式 適用于脆性物料、塊狀物料、非松散類型的大塊頭物料。又具有舉升式的一些特點。 d.蜂巢式 對付那些容易磨損，進而產(chǎn)生粉塵的脆性物料。 e.翻轉(zhuǎn)式 這是不同的升降板本身的活動，不與筒體一起移動到的位置，升降板和筒體去不同的地點。 下面是不同揚料板的具體示意圖： 圖4-2 揚料板不同形式 （2）.揚料板數(shù)目 揚料板數(shù)目與筒體直徑有重要關(guān)聯(lián)，他們的關(guān)系是： -2.2*（6-10）=14-22 n-沿筒體一周揚料板數(shù)目 D-筒體直徑，取值為2.2m 最終取n=20 （3）.一個揚料板高度 /D=0.06-0.08 即=（0.06-0.08）D=0.132-0.175m 最終確定=0.150m （4）設(shè)計的揚料板及特點 針對L型揚料板帶來的問題，我們采用如下圖的設(shè)計的新型組合式揚料板。由于120°L型揚料板揚料抬升物料效果好，120°L型揚料板應(yīng)用的比較廣泛。所以選用120°L型揚料板。L型與X型揚料板作為組合的新型揚料板布置在筒體內(nèi)。結(jié)合和純L型軸向升降板，兩交替安裝。每個組合型周圍型為L，有許多X型中間物質(zhì)X型養(yǎng)料體固定于筒體上，隨著一起回轉(zhuǎn)。 圖4-3新型組合揚料板 1-X揚料體 組合式揚料板的具體工作原理圖如圖3-4所示。每個X型升降機升降板四件，在管體的橫截面四塊L L型升舉式揚料板相當(dāng)于增加4N（N代表X體個數(shù)）即16 個L型揚料板，大大提高了揚料板數(shù)量上升。揚料板的數(shù)目多了，在相同轉(zhuǎn)速下，自然是揚料板多的烘干機烘干效率大，所以新型組合式揚料板完全可以大大提高烘干效率，為以后的降低能源消耗，減少污染物例如廢氣等的排放，為保護環(huán)境做出巨大努力。總的一句話，設(shè)計改進烘干機的畢業(yè)設(shè)計及其有意義，是非常有作為的做法。 圖4-4組合式揚料板工作原理圖 筒體圓周上L型揚料板將物料提起拋落到X型揚料體上，每個X揚料體又將物料拋落到相鄰X揚料體上。跟著筒體的回轉(zhuǎn)，物料在空中被頻頻揚起而又下落，多次重復(fù)，緩緩下降，增加物料的分散度和在空氣中接收熱量的時間。 X型揚料體固定在旋轉(zhuǎn)的筒體內(nèi)腔，從運動學(xué)角度來講每個X型揚料體的運動可以分解為X 揚料體中心繞著筒體截面中心的轉(zhuǎn)動和X揚料體繞自身中心的自轉(zhuǎn)。自轉(zhuǎn)速度相當(dāng)于筒體轉(zhuǎn)速。 4.1.3.筒體載荷 筒體自重 以鋼材為材料，內(nèi)徑為D、厚度為的筒體，則其單位長度自重為 =0.242*（D+）*=0.242*（2200+14）*14=7501N.M 式中D、單位都是mm 單位長度揚料板載荷 N.M 式中 -揚料板長度，mm -揚料板數(shù)目 -揚料板厚度，mm 4.2 輪帶的設(shè)計 輪帶俗稱滾圈或者環(huán)箍，是活套安裝在筒體外圈上的。其作用在于傳遞重量，把筒體和物料的所受的重力傳遞給托輪，并保護筒體的直線型。同時，輪帶是加強筒體零件的徑向剛度。 滾圈的分類： 矩形滾圈 切割面積是實心矩形，矩形滾圈的優(yōu)勢是小裂紋，且制造方便，可以鑄造和鍛造。 箱型滾圈 優(yōu)點是剛度大，與筒體的剛性互相加強的。缺點也很明顯，就是在鑄造冷卻時間會產(chǎn)生缺陷，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，威脅到人民的安全問題。 剖分式滾圈 將滾圈分為幾塊，然后再連接，缺點就顯現(xiàn)出來了，整體的剛性變得更差，也不能更好的體現(xiàn)對筒體的禁錮作用。 滾圈與筒體的聯(lián)合化 滾圈焊接在筒體上，既加強了整體剛性，又減少了磨損，一舉兩得。 綜合進行了研究與假設(shè)，最終決定選用矩形滾圈，因為它制造方便，且在出現(xiàn)問題后可以及時進行檢修，所以選定了它。 4.2.1輪帶設(shè)計計算 1.確定結(jié)構(gòu)形式 首先確定輪帶的截面積為矩形截面，輪帶在筒體上的安裝方式是矩形滾圈。 2.初步估算輪帶尺寸 （1）定輪帶外徑 表4-2輪帶外徑的統(tǒng)計值 輪帶截面 筒體直徑D（m） 輪帶直徑（m） 截面高度 矩形 <3.5 ≥3.5 （1.19-1.26）D (1.17-1.21)D (0.055-0.09)D (0.05-0.08)D 箱型 <3.5 ≥3.5 (1.25-1.28)D (1.20-1.25)D (0.09-0.11)D (0.07-0.10)D 根據(jù)選擇的矩形輪帶，并且直徑<3.5，然后看表格確定數(shù)據(jù) （2） 確定輪帶寬度 =0.418≤ P-單位解除寬度上的在和，MN/m E-材料彈性模量，E=2*MPa -輪帶外圓半徑，m -托輪外圓半徑，m 4.3墊板 4.3.1墊板的作用 墊板的作用是筒體負(fù)載轉(zhuǎn)移到滾圈，筒體不能直接與滾圈接觸，以避免它們之間的磨損；帶的外表面與筒體內(nèi)表面出現(xiàn)高溫，用來使其冷卻；方便輪帶安裝。 4.3.2墊板的磨損 墊板受到各種應(yīng)力的作用，以至于磨損的很快，甚至斷裂。 4.3.3墊板裝備不當(dāng)及磨損后帶來的后果 輪帶間隙在需要換新的時候不換，將會導(dǎo)致他們之間的間隙過大，輪帶在墊板上形成沖擊力，破壞了擋輪，輪帶下竄一段距離，托輪受力狀態(tài)受到破壞，也許會發(fā)生重大事故。 如果一段時間不重新安裝新的話，墊板與輪帶的差距擴大，會友筒體中心點發(fā)生下降現(xiàn)象，壁厚、薄鋼板連接處反復(fù)折疊導(dǎo)致斷裂。 4.4傳動裝置的設(shè)計 傳動裝置是烘干機的最重要部分之一，帶動機器整體轉(zhuǎn)動。為了降低能耗及機械磨損，本次設(shè)計采用了雙傳動裝置來傳動，兩組托輪在摩擦力的作用下帶動筒體運轉(zhuǎn)，進而進行烘干。 圖4-5雙傳動裝置 這個傳動裝置由減速器、聯(lián)軸器、三相異步電動機托輪組成，十分緊湊的組成傳動裝置，更好的帶動機器運轉(zhuǎn)。 4.4.1傳動裝置的要求 （1）烘干機轉(zhuǎn)速實際上很低，而電動機則是恰恰相反，他的轉(zhuǎn)速相對很高。所以必須選擇合適的烘干機減速系統(tǒng)，以適應(yīng)實際情況。 （2）烘干機從體積上來說，很大，在減速時，應(yīng)體現(xiàn)大速比、大扭矩對零件的要求。 （3）選擇大轉(zhuǎn)矩的電機，克服物料的慣性矩。 4.4.2電動機的選用 三相異步電源被廣泛應(yīng)用于工業(yè)電機上，無特殊要求就用三相異步電動機。最常用的是Y系列籠式電動機。的有點是工作可靠、結(jié)構(gòu)接單、維護方便、價格低，適用于無特殊要求的場合。按照安裝位置不同，分為臥式和立式。 確定電動機額定功率是選擇關(guān)鍵，其要研究電機發(fā)熱、啟動能力等因素。選擇電動機按下步驟： 1.工作機需要功率 由機器工作阻力和運動參數(shù)確定。 已知主軸的輸出轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)速，所需功率為 2. 帶式輸送機傳動滾筒的圓周力F知道和傳送帶的速度v，卷筒所需的功率為 kW=0.96kW 3.電動機輸出功率考慮到消耗，輸出功率如下 而為總效率 =0.87 所以=1.1kW 最終選擇Y80型電機。 圖4-6 Y80型電機示意圖 4.4.3聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器用來連接兩軸或者軸與其他回轉(zhuǎn)零件，傳遞運動與轉(zhuǎn)矩。聯(lián)軸器對位移有無補償能力，分為無補償能力的剛性聯(lián)軸器和有補償能力的撓性聯(lián)軸器兩大類。撓性聯(lián)軸器通過彈性元件有無分為無彈性元件的撓性聯(lián)軸器和有彈性聯(lián)軸器的撓性聯(lián)軸器兩種。 剛性聯(lián)軸器分為套筒式、凸緣式、夾殼式等機構(gòu)形式。缺點是當(dāng)兩軸發(fā)生相對位移時，會出現(xiàn)附加載荷的影響，是工作情況惡化。 撓性的分為有或者無彈性元件的兩種。烘干機需要的是靈活的，所以選擇有彈性的。 鑒于彈性柱銷聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡單、容易大批量制造、耐久性好，并且在大多時候有緩沖作用，因此選擇它。 根據(jù)其在位置不同選擇的型號也是不一樣的，選擇了兩種聯(lián)軸器，其中具體數(shù)據(jù)如下所示： 4-3 相應(yīng)聯(lián)軸器數(shù)據(jù) 直徑d1（mm） 直徑d2（mm） 直徑dz（mm） D（mm） S（mm） L1（mm） L(mm) 公稱扭矩(n.m) 許用轉(zhuǎn)速(rpm) LX3 30 32 38 160 2.5 60 82 1250 4750 LX6 60 70 80 280 4 107 142 6300 2720 具體的聯(lián)軸器形式及參數(shù)詳細(xì)看圖4-3 圖4-7彈性柱銷聯(lián)軸器 4.4.4減速器的設(shè)計、選擇 減速器的作用在于用來降低轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩，偶爾也充當(dāng)增速角色。主要有傳動部件、軸、箱體等部分組成。主要有圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、蝸桿式等。 讓我們看圓柱齒輪減速器具有特征相對廣為人知，其承載能力高、壽命長、體積小、效率高、重量輕等優(yōu)點。接下來圓錐圓柱齒輪減速機具有的優(yōu)點為承載能力強，體積小，噪聲低。蝸桿減速器特點眾所周知，傳動比較大時結(jié)構(gòu)緊湊，但是它的其缺點及其明顯，是效率低。 綜上所述，讓我們來比較，看他們的優(yōu)缺點，最終選擇的是圓柱齒輪減速器，這既是現(xiàn)實中大多數(shù)工廠應(yīng)用著。 經(jīng)過反復(fù)的思考過后，決定采用ZD型圓柱齒輪減速器。 4.5 托輪的結(jié)構(gòu) 4.5.1 托輪結(jié)構(gòu)的分析 托輪根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可以分為箱型結(jié)構(gòu)、輪輻式結(jié)構(gòu)盒實心式結(jié)構(gòu)。 滾圈與托輪相互作用，托輪支撐著滾圈，烘干機的筒體重量都是由滾圈傳遞給托輪。這兩滾子中心的中心和中心的環(huán)連接角之間的角度是60度。 滾圈和托輪普遍的情況是用鑄鋼及其他材料制成，設(shè)計參考用材為鑄鋼。滾圈直徑比托輪直徑的比值為3到5直接。 托輪直徑設(shè)計：滾圈與托輪直徑比為 i==2.8-5.3. 設(shè)計圓整的，=760 拖輪寬度設(shè)計：Bt≥Br+2U 式中：Br-為托輪付寬 U-筒體竄動量，普通擋輪U=20-40mm;液壓擋輪u=10-20mm 4.5.2 托輪機構(gòu)的簡單設(shè)計 .1箱型結(jié)構(gòu) 當(dāng)寬高比是Bt／dt＝0.5-0.7，使用雙輻條機制。下表是雙輪輻的推薦尺寸。為了減少應(yīng)力集中，應(yīng)將橢圓孔的長軸沿著徑向設(shè)置，剩下的短軸則沿著軸向設(shè)置。由于托輪工作表面的磨損速度大約是2-4mm/年，使用壽命為6年。所以，輪緣厚度不應(yīng)該太薄。 2.輪輻式結(jié)構(gòu) 可以參照下表設(shè)置尺寸。 3.實心式結(jié)構(gòu)。 設(shè)計過程與輪輻式相同。 對三種不用結(jié)構(gòu)進行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實心式結(jié)構(gòu)雖然金屬消耗量相對多一些，但是他既可以減輕表面解除疲勞強度，提高耐磨性能，又可以消除輪體破壞、塑性變形。 4-3托輪結(jié)構(gòu)尺寸關(guān)系表 輪輻厚度t1 (0.085-0.095)Dt 輻板厚度b1 （0.4-0.5）（t1+t2） 輪彀直徑d1 （1.5-1.6）d 筋板厚度b2 （0.6-0.8）b1 輪彀寬度L1 （0.8-0.9） 且要滿足 L1≥1.5d S (15-25) 圖4-8托輪的簡單示意圖 4.5.3 托輪竄動的原因及調(diào)節(jié) 水平式回轉(zhuǎn)烘干機托輪竄動除了公認(rèn)的溫度過高而引起的筒體熱脹冷縮變形這一個因素外還有其他因素。如輪帶或托輪加工、安裝不當(dāng)、托輪的接觸不良，甚至是點接觸，是烘干機回轉(zhuǎn)體在沿著圓周方向旋轉(zhuǎn)時，輪帶始終對托輪有一軸向推力，以至于使托輪發(fā)生竄動。造成托輪在軸向方向上竄的具體原因。分析如下： （1）兩輪加工存在誤差。兩輪在加工時沒有嚴(yán)格按照加工程序，使的其內(nèi)外同軸度出現(xiàn)問題。 （2）托輪在軸上的定位不當(dāng)或者不到位。就比如說吧，托輪與軸的連接太松的話，那么也會出現(xiàn)這個問題；再例如配合公差選擇不正確。 （3）輪帶安裝不正確，則會引起錯位，最終導(dǎo)致竄動。 為了解決竄動問題，具體操作如下： 根據(jù)筒體的旋轉(zhuǎn)方向，以調(diào)整托輪的中心線，支撐輪偏轉(zhuǎn)，與筒體形成了一個比較小的角的中心線，從而避免產(chǎn)生推力，達到平衡。 4.6擋輪 4.6.1擋輪的工作原理 回轉(zhuǎn)式烘干機具有特定的傾斜角，于是受到重力與摩擦力的作用時，會產(chǎn)生軸向作用力，竄動就發(fā)生了。擋輪的作用就是為了限制或者控制同體的軸向竄動量，是筒體盡在允許范圍內(nèi)內(nèi)做軸向竄動。在干燥機中普通擋輪是非常廣泛的，主要安裝在滾圈的兩側(cè)，當(dāng)輪帶與錐面接觸，后者將前者帶動旋轉(zhuǎn)。 4.6.2擋輪的形狀 常用擋輪與輪帶的接觸面的形狀有三種： （1） 兩個圓錐面 （2） 一個圓錐面和一個平面 （3） 一個平面與一個球面 4.7 進出料裝置 4.7.1 加料方式 物料時經(jīng)過下料管的加料器進入了筒體，下料管他的傾斜角度必須大于物料在進入筒體時的沒有被干涉的角度，按大多數(shù)情況來說，都大于45度角。各種各樣加料器應(yīng)用在不同的場合與位置，用的最多的有星形加料器、螺旋加料器，盤式加料器。此次設(shè)計中就用到了螺旋導(dǎo)料板，它的作作用就相當(dāng)于加料器。 4.7.2 卸料方式 按照物料離開的時間與位置不同，卸料方式可以分為軸向卸料、徑向卸料和中心卸料。 4.8密封裝置 對于烘干機，密封性時非常重要的，他關(guān)系到烘干物料的效率、物料的產(chǎn)量以及燃料資源的利用率，如果密封性不好，漏氣，將會熱量散失掉一部分甚至大部分，那么用來烘干物料的熱量所剩不多，同樣多的物料需要更多地燃料去燃燒。拿什么來烘干物料，又談何提升產(chǎn)能，節(jié)約能源呢！所以把筒體的密封性看的非常重是很有必要的。 4.8.1對密封裝置的要求 （1） 密封性能要好； （2） 可以適應(yīng)筒體的形狀誤差，例如筒體并不是完全的圓柱體，而是一部分變成了橢圓；適應(yīng)運轉(zhuǎn)中隨著筒體沿著軸向的反復(fù)竄動。 （3） 具有較強的剛度，減少磨損，維修和檢修方便。 （4） 結(jié)構(gòu)盡可能的簡單。 4.8.2 密封結(jié)構(gòu) 在液壓系統(tǒng)，有兩種類型的密封裝置，一是動態(tài)密封裝置，另一個是靜密封裝置。 1.靜密封墊片，包括研合面密封，O型圈密封，密封膠。。 （a）墊片密封 一般通過在兩個連接件密封面上墊上不同材質(zhì)的墊片，然后使其夾緊、變形，進而達到目的。具體形式舉例看下圖。 圖4-9墊圈密封 （b）研合面密封 靠兩密封面的精密研配來消除間隙，用外力壓緊來保證密封。舉例看下圖： 圖4-10研合面密封 （c）O形環(huán)密封O形環(huán)密封，使用壽命長，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，密封性能好。 （d）密封膠密封刮壓注方法密封膠涂層以夾兩側(cè)，上膠填充密封表面不均勻性，以形成一層油膜密封，密封牢固。 2. 動態(tài)密封裝置也分為接觸式密封非接觸式密封兩大類 非接觸式密封又包含： （a）間隙密封的主要原因是相對運輸元件和密封面之間的間隙小的小間隙，防止泄漏和密封的實現(xiàn)，工作原理是流體的粘著摩擦理論 。 圖4-11間隙密封 （b）離心密封主要是利用產(chǎn)生的離心力，使漏液回到油腔。 圖4-12離心密封 （c）迷宮式迷宮密封一樣的“曲路”，使泄漏的介質(zhì)在溝槽里產(chǎn)生壓力差，不能順暢的通過，形成密封。 圖4-13迷宮密封 接觸式密封包含： （a） 氈圈密封 安裝在軸承端蓋是一個梯形槽，和氈圈設(shè)置在梯形槽的槽和軸密封接觸。主要用于潤滑的場合，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，但缺點在于摩擦力較大。氈圈密封是有標(biāo)準(zhǔn)的，和毛氈的尺寸根據(jù)軸的直徑確定的。 （b）油封密封：油封密封是依靠其彎折了的橡膠彈性力和附加的環(huán)形螺旋彈簧的扣緊作用而緊套在軸上，阻斷了泄露間隙，達到密封作用的。它是用于旋轉(zhuǎn)軸的密封件。 圖4-14油封 根據(jù)實際情況，最終選擇的是軸向迷宮式密封裝置 第5章 強度校核 5.1 筒體強度校核 5.1.1 筒體彎矩與應(yīng)力 1.雙支座筒體彎矩 （1）支點位置的確定，取 = -雙支撐筒體兩端分別距離兩支撐的距離，m 5.1.2 彎矩計算 支座處彎矩、 = = 跨間最大彎矩 = 式中 e-最大彎矩距離支點距離，e=,m 5.1.3筒體彎曲應(yīng)力計算與校核 =50000Pa≤【】=10MPa -最大彎矩，MN.m -筒體上彎曲應(yīng)力，MPa W-筒體上截面系數(shù)，，取2.1 -溫度影響系數(shù)，取1.2 -焊縫系數(shù)，取2.5 5.2 輪帶強度校核 5.2.1 彎曲應(yīng)力 托輪一對支撐一個輪帶，輪帶載荷Q由筒體傳遞給輪帶的支點反力Q1和輪帶自重Q2組成。兩中心線夾角為60°。托輪反力S為 S==Q/ 輪帶彎矩 =0.066Q =-0.086Q 因為輪帶截面抗拉強度大于抗彎強度，則張應(yīng)力略去。載荷引起彎曲應(yīng)力為 = W-輪帶截面模數(shù)，矩形截面時，W=. 5.2.2 溫度應(yīng)力 輪帶的溫度應(yīng)力與輪帶內(nèi)的溫度分布規(guī)律有關(guān)。令輪帶內(nèi)半徑為人r，表面溫度為；外半徑為，表面溫度為。傅里葉級數(shù)求得徑向溫度分布規(guī)律為(、是常數(shù)，是所求點的半徑。 圓環(huán)溫度內(nèi)外環(huán)應(yīng)力為 （ 溫度-=（20-40）℃ 5.2.3合成應(yīng)力 輪帶受彎曲應(yīng)力和溫度應(yīng)力，應(yīng)該合成 外壁合成應(yīng)力 =（）max+ = =68MPa ≤【】=75MPa 內(nèi)壁合成應(yīng)力 =（）min+ =- =-68MPa ≤【】=80MPa 結(jié)　論 本次設(shè)計經(jīng)過不斷地努力最終完成了，在這次設(shè)計過程中，主要分為步驟分為兩部分，先是做準(zhǔn)備工作，查閱資料、參考文獻，去水泥廠親自了解回轉(zhuǎn)烘干機的具體工作過程，掌握相關(guān)資料。第二步則針對烘干機的缺點進行設(shè)計工作。最終設(shè)計結(jié)果比現(xiàn)在水泥廠鐘所擁有的的回轉(zhuǎn)式烘干機烘干效率更加高了，并且烘干效果更好。 本課題還存在的問題有不能更加簡便的解決托輪竄動，影響了生產(chǎn)安全問題；墊片的耐久度相對來說還是不大好，希望有更好材質(zhì)的材料來制造；筒體在烘干過程中散熱比較可觀，因此解決它很有必要。 未來的研究方向應(yīng)該是找到耐磨性更好的材料制作墊片；積極探索更好方式穩(wěn)定托輪，進而穩(wěn)定筒體；筒體散熱是減少熱量利用率的一大因素，使用新型輕型防散熱材料裝在筒體內(nèi)壁，減少筒體向外導(dǎo)熱。 謝 辭 感謝劉建壽老師在本次畢業(yè)設(shè)計中對我的幫助與督促，我是一個有點拖延癥的學(xué)生，老師多次提醒我加快進度，并且當(dāng)我有問題時，他不耐其煩的為我指導(dǎo)，糾正我的錯誤，讓我按照自己的思路進行設(shè)計。有一次早上去劉老師那兒，他恰好有急事要出去，但還是堅持到解答完我的疑問慘離開，這是我很感動。 感謝我的室友們，我留在宿舍經(jīng)常就去玩游戲、玩手機，當(dāng)他們上自習(xí)去的時候總催促我一起去，勸說我少玩會，我就跟著他們?nèi)D書館查閱資料，進行相關(guān)設(shè)計。 其次，還要感謝我自己，可以聽進去別人的勸告，克服了自己拖延、懶惰的毛病，再設(shè)計中推陳出行，用自己的思路設(shè)計會裝烘干機。 參考文獻 37