工业烘干机Word格式文档下载.docx

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煤泥烘干机——筒体部分设计

专业：

机械设计制造及其自动化学号：

7011207106姓名：

安志宇指导老师:

xxx

摘要：

此次毕业设计主要进行煤泥烘干机的设计。

介绍烘干机的技术特点、发展情况、分类、结构、组成部件、工作原理、应用等。

各组成部件的选取，型号的采用，以及必要的强度，刚度，稳定性等的计算与校核。

本次毕业设计分为三部分：

一、烘干机转动装置的设计，其中包括电动机、加速器、联轴器等的选取；

二、烘干机筒体部分设计，其中包括打散装置、扬料板、保温装置等的选取；

三、烘干机的托轮及附件的设计，其中包括圆型锁风阀、燃烧室、托轮、引风机、旋风除尘器等的选取。

本次毕业设计的重点是烘干机筒体部分的设计，集中在扬料板形状的分析、比较、优化处理等。

掌握及合理应用机械设计基础中的基本知识，如摩擦、磨损和润滑，螺纹连接，轴毂连接，齿轮传动，轴，滚动轴承，联轴器，弹簧，密封等。

关键词：

烘干机煤泥扬料板筒体

第一章总论

1.1工业烘干机的分类、应用及特点

烘干机是将洗涤后的湿物进行干燥处理的洗涤设备，为了与其他行业的工业物料烘干机进行区别，洗涤行业也泛称为干洗机，分为家用型与工业型两大类。

工业烘干机主要用于选矿、建材、冶金、化工、印刷等部门烘干一定湿度或粒度的物料。

它主要由回转体、扬料板，传动装置，支撑装置及密封圈等部件组成，具有结构合理，制作精良，产量高，能耗低，运转方便等优点。

工业型分为隧道式烘干机、转筒烘干机、回转烘干机、滚筒烘干机等。

1.1.1隧道式烘干机

隧道式烘干机是在吸收了国外先进干燥技术基上自行开发的干燥机，它通过小车装载物料，充分利用了有效的干燥间空，适于多种形状物料干燥。

整机分为数个温湿底段，物料在通过整个干燥区间干燥介质水平，上下交互变换，热源有蒸汽锅炉和热风炉（燃煤、燃油、燃气）并循环利用，排湿，温度可调，更方便改变干燥工艺，适应性更广。

二、特点：

适宜于需要长时间干燥物料，充分利用有效空间，处理量大。

干燥介质在不同干燥区间水平，上下交互变换，循环利用，热效率高。

排湿，温度可根据干燥物料特性分区间分别设置，工艺适应性广。

自动化操作，可根据情况设计成全自动或半自动，更加省力。

1.1.2转筒式烘干机

转筒式烘干机，也叫转筒干燥机。

它广泛用于建材，冶金、化工、水泥工业烘干矿渣石灰石、煤粉、矿渣、粘土等物料。

该机主要由回转体、扬料板，传动装置，支撑装置及密封圈等部件组成。

具有结构合理，制作精良，产量高，能耗低，运转方便等优点。

转筒干燥机也可应用用于复混肥生产，烘干一定湿度和粒度肥料，同时也可用于其他物料烘干，该机扬料板分布及角度设计合理，性能可靠，因而热能利用率高，干燥均匀，清理物料次数少，适用维修方便等特点。

1.1.3回转式烘干机

回转烘干机是对大量物料进行干燥作业常用的机械。

待干燥的物料多采用皮带运输机或斗式提升机送到料斗，并通过加料管进入进料端，一般加料管的斜度要大于物料自然斜角，以便物料能顺利地流入回转烘干机内。

　　回转烘干机一般按被干燥物料的加热方式可将转筒干燥机分为以下三种类型

　　一、直接传热的转筒干燥机

　　回转烘干机机内的干燥介质（热空气或烟道气）直接与干燥物料接触，主要靠对流传热。

湿物料和干燥介质的流向有并流和逆流两种，也有逆流与并流合用的。

干燥物料与干燥介质的流动方式，既影响干燥过程的速率，又影响产品的质量。

　　二、间接传热的回转烘干机

　　当被干燥物料不宜与烟道气或热空气直接接触时，可采用间接传热的干燥机，而其干燥所需的全部热量都是经过金属壁面传给被干燥物的。

　　三、复式传热的回转烘干机

在回转烘干机中，一部分热量由干燥介质通过传热壁传给被干燥物料；

另一部分热量则由干燥介质直接与物料接触而传递。

它是热传导与对流传热两种形式组合的回转干燥机。

1.1.4滚筒式烘干机

滚筒烘干机

滚筒烘干机是传统干燥设备之一，设备运转可靠，操作弹性大、适应性强、处理能力大，广范应用于冶金、建材、化工、洗煤、化肥、矿石、沙、粘土、高岭土、糖等领域，直径：

Φ1000-Φ4000，长度视干燥要求确定。

在滚筒烘干机的中心可以避免增加打散机构，进入干燥筒体内的湿物料被转筒壁上的抄板反复抄起、抛落，在下落的过程中被打散装置破碎成为细小颗粒，比面积大幅度增加，与热风充分接触、干燥。

　　广泛适用于苜蓿草干燥、酒精糟干燥、秸秆干燥、木屑干燥、万寿菊干燥、刨花干燥、银杏叶干燥、中草药干燥、啤酒糟干燥、白酒糟干燥、马铃薯淀粉渣干燥、木薯渣干燥、大麦芽干燥、瓜籽干燥、甘蔗渣干燥、山楂干燥、菜籽饼干燥、蔬菜干燥等，热效率高达80％，明显高于国内同类设备。

1.1.5煤泥烘干机

煤泥烘干机是在滚筒干燥机的基础上开发研制而成的新型专用干燥设备。

煤泥烘干机广泛应用于：

1、煤炭行业煤泥、原煤、浮选精煤、混合精煤等物料的干燥；

2、建筑行业高炉矿渣、粘土、澎润土、石灰石、砂子、石英石等物料的干燥；

3、选矿行业各种金属精矿、废渣、尾矿等物料的干燥；

4、化工行业非热敏性物料的干燥。

1.1.6工业烘干机的共同特点：

1.可根据烘干要求，控制加料量，设置不同的烘干温度和烘干时间。

2.筒体采用耐热性优良的不锈钢板制作而成，可以增大接触面积。

3.高效供热装置，并配以合理的引风道，使热风直接和物料接触，大大提高了干燥效率同时节省了能源。

4.大直径出入料口，方便了进、出物料。

大面积的杂质收集网，不容易造成堵塞，保护了风道的畅通，从而极大的提高了烘干效率。

5.全不锈钢外壳，美观耐用。

1.1.7选购烘干机考虑条件

　　烘干机的选型合理才能节省投资，降低运行成本，确保产品质量，获得最大的经济效益。

烘干机理想的选型必须根据用户自身的条件及物料因素，有所侧重才能找到最适合自己物料的机型。

以下是烘干设备选型的一般原则：

　　1、选型前最好能做出物料的干燥实验，深入了解类似物料已经使用的干燥装置，往往对恰当选型有帮助。

适用性。

　　2、优先选择结构简单、备品备件供应充足、可靠性高、寿命长的干燥装置。

　　3、烘干设备首先必须能适用于特定物料，且满足物料干燥的基本使用要求，包括能很好的处理物料，并能满足处理量、脱水量、产品质量等方面的基本要求。

　　4、运行成本低。

设备折旧、耗能、人工费、维修费，备件费等运行费用要尽量低廉。

　　5、耗能低。

不同干燥方法耗能指标不同，一般传导式干燥的热效率理论上可达100%，对流式干燥只能70%左右。

　　6、符合环保要求，工作条件好，安全性高。

　　7、节省投资。

完成同样功能的干燥装置，有时其造价相差悬殊，应择其低者选用。

　　8、干燥速率高。

仅就干燥速率看，对流干燥时物料高度分散在热空气中，临界含水率低，干燥速度快，而且同是对流干燥，干燥方法不同临界含水率也不同，因而干燥速率也不同。

本次毕业设计的内容是滚筒烘干机，煤泥烘干机是其在具体领域的应用。

本烘干机主要有筒体、大齿圈、小齿轮、托轮、挡圈、轮带、托轮轴等零部件组成。

电动机通过联轴器，经过减速器两级减速，通过小齿轮带动大齿圈，使筒体安设计转速进行运转，从而将筒体内的煤泥均匀烘干。

1.2工业烘干机国内外研究现状及发展趋势

由于煤炭资源匮乏而且再生周期长，可理解为是一次性资源，它对国民经济有举足轻重的作用，所以提高它的利用率极其必要。

因此，世界各国都致力于如何提高煤炭的利用率的研究，其中发明烘干机是常见的一种方法。

往往结构简单可靠，成本低廉的设备越具备强大的生命力，如专业的美国ADC烘干机就是力求结构简单。

烘干机的转动设计就是体现这种“简单可靠”设计理念的重要环节之一，国内外各企业的烘干机在转动结构的设计上各不相同，通过不断的演变分出了许多类别，各有优缺点。

烘干机机主要由回转体、扬料板，传动装置，支撑装置及密封圈等部件组成，具有结构合理，制作精良，产量高，能耗低，运转方便等优点。

国内的烘干机技术一直处于平稳维持状态，没有明显的发展变化。

但是，由于烘干机也是能耗大户，随着近年来能源的日趋紧张，针对提高烘干机效能的新技术在欧美、日本等先进国家等到了大力的发展，新型的节能高效烘干机如轴向进风循环型，自动调节转速型，智能烘干机控制型等得到了快速推广和普及，这也是此类设备今后发展的必然趋势。

1.3烘干机工作原理

工业烘干机的热源来自供热装置，烘干机采用顺流式加热方式。

因此需要烘干的物料，从进料箱、进料溜进入筒体，即被螺旋抄板推向后。

由于烘干机倾斜放置，物料一方面在重力和回转作用下流向后端，另一方面物料被抄板反复抄起，带至上端再不断地扬撒下来，使物料在筒内形成均匀的幕帘，充分与筒内的热气流进行热交换，由于物料反复扬撒，所含的水分逐渐被烘干，从而达到烘干的目的。

煤泥烘干机是在滚筒干燥机的基础上开发研制而成的新型专用干燥设备。

于是煤泥烘干机的工作原理如下：

煤泥由于具有一定的粘性，在干燥过程中湿煤泥进入干燥机后分以下几个工作区：

一是导料区，湿煤泥进入此区与高温热风接触迅速蒸发水分，煤泥在扬料柱搅动下，形不成粘结便被导入下一个工作区；

二是圆型扬料板区，湿煤泥在此区被扬料板板带动，进一步被干燥，其中煤泥团球结块被破碎，增加了热交换面积，提高了干燥速率；

三是倾斜扬料板区，湿煤泥在此区已呈低水分松散状态，物料在此区已不具有粘结现象，经过热交换后物料达到所要求的水分状态，进入最后的出料区；

四是出料区，筒体中扬料板更小些，煤泥在此区滚动滑行至排料口，完成整个干燥过程。

筒体扬料板设置如图:

1第一区扬料柱2第二区圆型扬料板

3第三区倾斜扬料板4第四区弧齿形扬料板

第二章筒体部分

2.1打散装置

打散装置工作原理：

湿物料进入干燥器内，高湿物料被转动的筒壁上的抄板抄起到顶部落下，在下落的过程中经过破碎装置的打击破碎，热风从物料表面穿过进行传热和传质。

大块物料在反复抄起落下的过程中，不断被打碎成小颗粒，表面积不断增加并与热风接触、干燥，直至破碎成细小的颗粒，达到要求的水份排出；

被热风夹带的细粉由收尘装置收集。

打散装置特点:

适用于大量连续处理，适应被干燥物料性质的变化；

具有造粒作用，可将膏、糊状、高粘性物料一次干燥成颗粒；

且具有耐高温的特点，能够使用高温热风对物料进行快速干燥；

结构简单，坚固，故障少。

2.2扬料板

扬料板其作用在于改善物料在烘干机筒体内的运动状态,增大物料和气流的接触面积以及增加筒体内的热交换能力,加快物料的烘干速度。

增加物料均匀分布在转筒截面上的各个部分与干燥介质良好的接触，在筒体内装置扬料板。

扬料板的种类有以下几种：

　　一、升举式扬料板：

适用于大块物料或易黏结在筒壁上的物料。

　　二、四格式扬料板：

适用于密度大，不脆的或不易分散的物料。

该扬料板将圆筒分为四个格，呈互不相通的扇状作业室，物料与热气体的接触面比升举式扬料板大，并且又能增加物料的充填率及降低物料的降落高度而减少粉尘量损失等优点。

　　三、十字形或架形扬料板：

适用于较脆及易分散的小块物料，使其物料能均匀地分散在筒体的整个截面上。

　　四、套筒式扬料板：

为复式传热（或称半直径加热）转筒烘干机的扬料板。

　　五、分格式（扇形）扬料板适用于颗粒很细而易引起粉末飞扬的物料。

物料一给入就堆积在格板上，当筒体回转时，物料被翻动并不断与热气体接触，同时又因物料降落高度的降低，减少了干燥物料被气体带走的可能性。

以上各种形式的扬料板可以分布在整个筒体内，为了使物料能够迅速而且比较均匀地送到扬料板上，亦可在给料端1―5m处安装螺旋形导料板，以避免湿物料在筒壁上黏结堆积。

同时因干燥后的物料很容易被扬起而被废气带走，而在排料端1―2m处不装任何扬料板。

扬料板的种类形状对干燥效率影响很大，因此要选择合适的扬料板，对筒体的设计至关重要。

所以本次毕业设计我采用了多种扬料板混合应用。

扬料板的大小、形状、布置，对筒体的质量，转速，烘干效率，烘干机能耗都有很大影响。

扬料板强度的因素，要与烘干机的处理能力相符。

扬料板的具体设计形状见图纸扬料板。

2.3筒体

筒体是烘干机的机体。

筒体内既进行热和质的专递又输送物料，筒体的大小标志着烘干机的规格和生产能力。

筒体应具有足够的刚度和强度。

在安装和运转中应保持轴线的直线性和截面的圆度，这对减少运转阻力及功率消耗，减轻不均匀磨损，减少机械事故，保证长期安全高效运转，延长筒体寿命。

筒体的刚度主要是筒体截面在巨大横向切力作用下，抵抗径向变形的能力。

由于筒体长达十几米，所以分段铸造，然后焊接在一起。

烘干机基本参数:

1.筒体直径：

D=1.8m

2.筒体长度：

z=14m

3.长径比：

z/D=7.8

4.筒体回转速度：

3r/min

5.筒体倾斜角度5:

°

6.处理能力:

12——17t/h

2.3.1筒体厚度δ

根据《干燥设备》，筒体的最小厚度按下列公式核算：

其中：

------------筒体半径，m；

-----------操作温度下的屈服应力，MPa；

------------腐蚀裕度，取C=3mm；

------------抄板与圆筒壁质量的比例系数。

对于升举式抄板K=1；

综合考虑并圆整后，取筒体的最小壁厚

=20mm。

2.3.2筒体弯矩与应力计算

1.筒体计算的概念筒体计算采用一定假设条件下的轴向应力的计算方法。

在统计基础上，确定需用应力，满足刚度和强度要求。

2.双支座筒体弯矩计算

（1）支点位置的确定支点位置除考虑结构要求外，应按等弯矩原则设计。

如取

=

，按等弯矩原则，

值可按下式计算：

式中

——双支承筒体两端部分别距支承1和支承2的距离，m。

（2）支座反力

，

当

时，

、

可用

代替。

式中Z——筒体总长度，m；

q——均匀载荷，N/m；

——集中载荷，N.

（3）弯矩计算支座处弯矩为

跨间最大弯矩

式中e——最大弯矩处距支点1的距离，e=

，m。

3.筒体弯曲应力计算及校核

支座处的轴向弯曲应力

支点1处：

=7840

支点2处：

式中W——筒体截面模数；

；

——筒体内径，m；

——筒体壁厚，mm；

W值可查表得到；

——焊接接头系数查表；

——温度系数查表；

[

]——许用弯曲应力查表可取。

2.4保温装置

2.4.1筒体的衬里

筒体衬里的作用是保护筒体，使之免受高温，起隔热作用，减少散热损失。

如使用耐火砖，耐火砖需要经常更换，他的更换期一般为筒体的运转周期。

维护好筒体衬砖，对于长期稳定优质高产起着重要作用。

有时为了产品干净或防腐也有衬铝和不锈钢板的。

常用的筒体衬里有这几种：

粘土砖、高铝砖、耐火混凝土筒体衬砖块、磷酸盐耐火砖、镁铝砖、耐火混凝土、硅藻土隔热砖、碳素砖等。

2.4.2筒体外部保温

由于筒体比较长，加之其转速又极其慢，仅每分钟3转，因此热空气在长达14米的筒体中将散失很多热量，致使在筒体的中后段干燥效果很差，效率低，所以给筒体加装保温材料极其必要。

这样可以有效防止在干燥过程中，热空气热量的损失，始终保持很高的温度。

一般干燥装置的保温主要有这几项：

1.热风管道的保温干燥设备的热风管道以及一部分除尘管道为防止热损失、或防止因降温产生结露现象而要求保温。

2.进出料管道的保温在气候寒冷地区，须对进出料管道进行保温，以防冻结。

3.设备和蒸汽管道的保温为防止热损失对设备和管道的保温。

此次，毕业设计中我对筒体加装保温层，就属于第三种情况。

1.保温材料

选择保温材料要因地制宜。

要求所选用的保温材料耐酸碱、耐腐蚀、不开裂、不脱落、稳定性高，不存在老化问题，热阻大、耐热、质量轻、有足够强度、吸湿性小、易于施工成型、成本低、无毒、无味、无放射性污染，对环境和人体无害，具有良好的综合利用环境保护效益等。

常用的保温材料有：

泡沫混凝土制品、硅藻土制品、石棉硅藻土、石棉粉、矿渣棉、沥青矿渣棉、工业玻璃棉、超细玻璃棉、玻璃棉毡、玻璃纤维保温管、膨胀蛭石粉等。

保温材料选用范围可按下表选用。

介质温度，℃

保温材料密度

㎏／m3

保温材料热导率

kw/（m·

K）

≤200

＜1000

＜0.186×

10-3

＞200

＜600

＜0.14×

2.保温层厚度的计算

筒体保温层厚度的计算按下式计算：

式中δ——保温层厚度，mm；

——筒体外径，mm；

——保温材料的热导率，kw/（m·

K）；

——筒体外表面温度，℃；

Q——最大允许热损失，kJ／（㎡·

h）。

不同保温材料的保温厚度和热损失的数值可查表得到。

3.保温结构

常用的保温结构有涂抹式、预制式、填充式和捆扎式4种。

1.涂抹式涂抹式结构是将湿的保温材料分层涂抹于管道上。

为增加金属管道表面与保温材料的结合力，常先涂抹一层较稀的石棉硅藻土底层，然后涂抹主保温层。

这种结构型式多用于石棉硅藻土、石棉粉等。

2.预制式预制式结构是由专门工厂或施工现场将保温材料预制成砖形、扇形或管子等制品，再敷设在管道上。

在装配主保温层制品前，须先用石棉硅藻土作底层。

这种结构型式多用于泡沫混凝土、蛭石、硅藻土等。

3.填充式填充式结构是将浆糊状、松散状或纤维状保温材料填充于敷设于管道上的特殊套网中。

用这种结构型式的保温材料如矿渣棉、玻璃棉、泡沫混凝土等。

4.捆扎式若选用具有弹性的织物、席状物、绳子、韧带等成件保温制品，可采用捆扎到管道上的结构型式。

用这种结构型式的保温材料，一般为矿渣毡、玻璃棉毡等。

考虑到衬里较筒体外加装保温材料成本较高且结构稳定性较差，所以本次毕业设计只采用的是涂抹式外保温层结构，并没有使用衬里。

第三章传动部分

3.1电动机

电动机是系列化产品。

选择时，要根据工作载荷大小及性质、转速高低、启动特性、过载情况、工作环境、安装和经济性等要求，从系列化产品中选择电动机的型号，包括选择类型、结构形式、容量（功率）和转速。

一般选用三相交流异步电动机。

最常用的是Y（笼型）系列三相异步交流电动机。

具有效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低的特点，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。

电动机的功率选择是否合适，对电动机的正常工作和经济性都有影响。

选择电动机的功率就是要确定电动机的额定功率。

功率过大或过小都不能使电动机发挥其正常的效能。

经过分析、计算电动机选取如下：

电动机型号

同步转速r/min

额定功率

kW

满载转速

r/min

堵转转矩

额定转矩

最大转矩

Y200L2-6

1000

22

970

1.8

2.0

3.2联轴器

联轴器用来把两轴连接在一起，机器运转时两轴不能分离；

只有在机器停车并将连接拆开后，两轴才能分离。

根据联轴器对各种相对位移有无补偿能力（即能否在发生相对位移条件下保持连接的功能），联轴器可分为刚性联轴器（无补偿能力）和挠性联轴器（有补偿能力）两大类。

挠性联轴器又可按是否具有弹性元件分为无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器两个类别。

绝大多数联轴器均已标准化或规格化。

选择一种合用的联轴器类型可考虑以下几点：

1.所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振功能的要求。

2.联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小。

3.两轴相对位移的大小和方向。

4.联轴器的可靠性和工作环境。

5.联轴器的制造、安装、维护和成本。

因此，联轴器选取弹性联轴器LX7。

3.3减速器

减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩。

选用减速器时应根据工作机的选用条件，技术参数，动力机的性能，经济性等因素，比较不同类型、品种减速器的外廓尺寸，传动效率，承载能力，质量，价格等，选择最适合的减速器。

硬齿面减速机是按照国家标准（Gb19004-88）生产的，主要包括ZDY（单级）、ZLY（两级）、ZSY（三级）和ZFY（四级）四大系列。

3.3.1减速机适用范围如下：

1.高速轴转速不大于1500转/分。

2.齿轮传动圆周速度不大于20米/秒。

3.工作环境温度为-40～45℃，如果低于0℃，启动前润滑油应预热至0℃以上，本减速机可用于正反两个方向运转。

3.3.2特点：

1.齿轮采用高强度低碳合金钢经渗碳淬火而成，齿面硬度达HRC58-62，齿轮均采用磨齿工艺，精度高，接触性好。

2.传动效率高：

双级大于93%。

3.运转平稳，噪音低。

4.体积小，重量轻，使用寿命长，承载能力高。

5.易于拆检，易于安装。

此次毕业设计我选用ZLY-400型。

第四章托轮及附件

4.1托轮

托轮主要起支撑、润滑作用，筒体能正常的选转。

托轮装置承受整个回转部分的重量,同时传递运动。

烘干机主要由筒体、支承装置、传动装置及端头密封装置等部分组成。

筒体是烘干机的基体，在它内部既进行传热、传质过程，又起移动输送物料作用。

筒体的支承装置是由滚圈、托轮、挡轮三部分组成。

整个筒体重量通过滚圈传递给托轮，而滚圈在托轮上滚动，挡轮起阻挡筒体轴向窜动的作用。

托轮的调整要根据筒体回转方向，调整托轮的中心线，采取朝某一个方向同时倾斜托轮，与筒体中心线形成微小的偏角（一般不大于0.5°

，以免托轮磨成异形）产生螺旋向上的推力，使其与筒体上下窜动力基本平衡，让简体在相对稳定的位置上运转，也就是轮带处于上、下挡轮之间自由往复窜动。

调节过程中，防止托轮向不同方向歪斜。

在调整过程中，为使筒体上移，最好在托轮表面浇一些润滑油，借此增加表面摩擦力；

反之欲使筒体下滑，可浇一些粘稠的润滑脂，减少表面摩擦力。

调整托轮要同时调整4个托轮，并且保证轮带与托轮不小于50%的接触面。

4.2锁风阀

4.2.1用途：

ZSF/YV锁风阀又名：

闪动阀，广泛适用于建材、冶金、矿山等行业、用于物料输送的调节及控制，防止野风的进入确保系统输送的畅通。

4.2.2特点：

1.ZSF/YV锁风阀采用优质钢板妆而成，其