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烘干机论文
烘干机
摘要………………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract…………………………………………………………………………………………Ⅱ
前言………………………………………………………………………………………………1
第一章 煤泥烘干机概述………………………………………………………………………2
1.1 物料的烘干………………………………………………………………………………2
1.2 煤泥烘干机工作原理……………………………………………………………………2
1.3 煤泥烘干机发展前景……………………………………………………………………3
第二章 煤泥烘干机总体的尺寸设计及方案的选择…………………………………………4
2.1 烘干机规格参数…………………………………………………………………………4
2.2 回转烘干机的特性及选型………………………………………………………………5
第三章 烘干机总体结构………………………………………………………………………6
3.1 筒体部分…………………………………………………………………………………6
3.2 轮带………………………………………………………………………………………7
3.3 支承装置…………………………………………………………………………………7
3.4 传动装置…………………………………………………………………………………8
3.5 密封装置…………………………………………………………………………………8
3.6 其它装置…………………………………………………………………………………8
第四章 减速机的选型…………………………………………………………………………9
第五章 托轮及附件结构设计…………………………………………………………………13
5.1 拖轮的结构分析………………………………………………………………………13
5.2 挡轮工作原理及作用…………………………………………………………………13
5.3 拖轮窜动的原因及调节………………………………………………………………14
5.4 轴承的选型……………………………………………………………………………14
结论………………………………………………………………………………………………15
致谢………………………………………………………………………………………………16
参考文献（References）…………………………………………………………………………17
附录………………………………………………………………………………………………18
烘干机总体结构
3.1筒体部分
筒体部分包括筒体和内部装置，筒体是卧式回转圆筒，内部装置是扬料板。
在筒体的进料端,为防止倒料,装有挡料圈和导料板。
在筒体的热端,为了保护筒体,装有耐热护口板。
内部扬料装置的作用是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。
筒体最小厚度
（3-3-1）
式中：
…………筒体直径，0.9m；
…………操作温度下的屈服应力，225MPa；
…………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；
=5.5452mm
综合考虑并圆整后，取筒体的最小壁厚
=10 mm
筒体跨度的设计：
由于烘干机的长径之比小于12，因此采用两挡支承。
在确定两端悬伸长度时，主要考虑使两挡反力接近相等。
一般取
则取
3.2轮带
轮带又称滚圈，用铸钢车削加工而成,通过垫板,挡块等零件,活套安装在筒体外圈上,其结构形式和固定方式与回转窑类同。
筒体有前后两个轮带,起作用是把筒体和物料的重量传递给托轮支承装置。
轮带（滚圈）的常见的结构型式：
⑴矩型滚圈其截面是实心矩型,形状简单。
由于截面是整体的,铸造缺陷相对来说不显得突出,裂缝少，矩形滚圈可以铸造,也可以锻造,即采用大型水压机锻制滚圈,由于铸造质量原因,大型回转干燥器中,矩形滚圈使用较多。
⑵箱形滚圈刚性大,有利于增强通体刚度,与矩形相比可节约材料,但由于截面形状复杂,在铸造冷缩过程中容易产生裂纹等缺陷,这些缺陷有时会导致横截面断裂。
由于箱形滚圈内圆中部有一段不加工,因此可设计成带键滚圈。
⑶剖分式滚圈剖分式滚圈是将滚圈分成若干块,有螺栓连接成整体,但由于滚圆剖分后使机械加工工作增加较多,刚性比整体滚圈又差,对筒体的加固作用也大大削弱,运转时又对拖轮磨损较快,故实际使用较少。
⑷滚圈与筒体的联合化：
为进一步简化制造、安装，增强筒体刚性，可采用将滚圈和筒体加厚段（滚圈下）合在一起的结构。
这种焊在一起的结构增强了筒体的刚性，消除了松套滚圈与筒体垫板、挡板间的磨损问题。
综合考虑各因素，本次设计采用滚圈与筒体的联合化。
滚圈的截面设计：
由于滚圈与圆筒焊接为一个整体，依据
（3-2-1）
式中：
……滚圈的宽度；
……滚圈外圆直径，定为2380mm；
……圆筒外直径。
已知筒体内直径为1800mm，筒体厚为10mm
∴D=1800+2×10=1820mm
∴
=（2380-1820）/2=280㎜
3.3支承装置
煤泥烘干机支承装置是由滚圈、托轮、挡轮三部分组成的系统。
整个筒体的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。
3.4传动装置
传动装置是回转烘干机的关键部分,用于带动回转烘干机的运转。
设计的回转烘干机传动装置,必须根据要求选择合适的电机、传动方式、齿轮在筒体的安装位置、减速器及联轴器的类型等,从而使传动装置能够达到最优化,减少能耗,节约资源,降低生产成本。
回转圆筒烘干设备的转速都较慢，本次设计的烘干机圆筒转速为3r/min。
因而在电动机将转矩传给转筒时就必须进行减速。
减速的速比较大，电动机通过减速机输出轴上的小齿轮经过一级开式齿轮传动之后，再传给装在筒体上的大齿圈从而带动筒体转动。
3.5密封装置
由于烘干物料、粘土、扬尘较大，烘干机与烘干炉之间的密封装置成为进料装置中的关键，回转筒一般是在负压下进行操作，回转的筒体及部件和固定装置的连接处不可避免存在缝隙，更为了进一步防止外界空气被吸入筒体内或防止筒体内空气携带物料外泄污染环境，必须在某些部位设定密封装置。
密封装置必须具备：
①密封性能好；②能适应筒体的形状误差（椭圆度偏心等）和运转中沿轴向的往复窜动；③磨损轻，维修和检修方便；④结构尽量简单。
本次设计采用两种密封圈：
①毛毡（有隔热作用）；②轴向迷宫式密封与径向接触式的综合密封装置。
3.6其它装置
卸料方式可分为轴向卸料、径向卸料、中心卸料等三种。
①轴向卸料 最简单的方法是使物料在转筒低的一端自动流出。
若欲保持物料在筒体内具有一定的厚度，则可在转筒尾端装一环形挡料圈。
也可将筒端做成锥型。
②径向卸料 在出料端的筒体上开许多孔，物料即由这些孔中卸出。
如圆筒筛及水泥熟料的换热冷却筒都用此阀卸料。
③中心卸料 此时转筒在卸料端装有3～4个瓢，把物料抄起后，倒入状在筒中心的卸料管而卸出。
卸料端设有防尘罩和自动下料装置，防尘罩通过管道与除尘器相联。
由于煤泥烘干机放置在露天工作，因此在开式的小齿轮和大齿圈处应设计合理的齿轮罩。
齿轮罩按结构可分为全封闭和半封闭两种。
全封闭严密性好，漏出的油少。
但往往大量油滴在筒体上，当该段筒体因故过热时，会引起着火事故。
半封闭有利于齿圈的散热，并耗用钢材少，由于该部分大多数情况是露天放置，结构上要注意防止雨水漏入。
4减速机的选型
减速器类型与特点，见表4-1、4-2。
表4-1 定轴传动减速器主要类型与特点
类别
级数
推荐传动比范围
特点及应用
圆
柱
齿
轮
减
速
器
单级
调质齿轮I<=7.1
淬硬齿轮I<=6.3
（I<=5.6较佳）
应用广泛，结构简单，精度容易保证。
轮齿可做成直齿、斜齿或人字齿。
可用于低速重载，也可用于高速传动
二级
展
开
式
调质齿轮
I=7.1~50
淬硬齿
I=7.1~1.5
（I=6.3~0较佳）
这是二级减速器中最简单、应用最广泛结构。
齿轮相轴承位置不对称。
当轴产生弯扭变形时，载荷齿宽上分布不均匀，轴应设计具有较大刚度，并使高速轴齿轮远离输入端。
淬硬齿轮大多采用此结构
分
流
式
I=7.1~50
高速级为对称左右旋斜齿轮，低速级可为人字齿或直齿。
齿轮与轴承对称布置。
载荷沿齿宽分布均匀，轴承受载平均，中间轴危险截面上转矩相当于轴所传递转矩之半。
但这种结构不可避免要产生轴向窜动，影响齿面载荷均匀性。
结构上应保证有轴向窜动可能。
通常低速级大齿轮作轴向定位，中间轴齿轮和高速小齿轮可以轴向窜动
同
轴
线
式
调质齿轮
I=7.1~50
淬硬齿轮I=7.1~31.5
箱体长度缩小。
输入轴和输出轴布置同一轴线上，使设备布置较为方便、合理。
当传动比分配适当时，两对齿轮浸油深度大致相同。
但轴向尺寸较大，中间轴较长，其齿轮与轴承不对称布置，刚性差，载荷沿齿宽分布不均匀
同
轴
分
流
式
I=7.1~50
从输入轴到输出轴功率分左右两股传递，啮合轮齿仅传递一半载荷。
输入轴和输出轴只受转矩，中间轴只受全部载荷一半。
故可缩小齿轮直径、圆周速度及减速器尺寸。
一般用于重载齿轮。
关键是要采用合适均载机构，使左右两股分流功率均衡
圆
柱
齿
轮
减
速
器
三级
展开式
调质齿轮
I=28~315
淬硬齿轮
I=28~180
（I=22.5~100较佳）
同二级展开式
分流式
I=28~315
同二级分流式
圆锥、圆柱－柱减速器
单级
直齿
I<=5
曲线齿、斜齿
I<8~40
（淬硬齿轮I<=5较佳）
轮齿可制成直齿、斜齿或曲线齿。
适用于输入轴和输出轴两轴线垂直相交传动中。
可为水平式或立式。
其制造安装复杂，成本高，仅设备布置必要时才采用
二级
直齿
I=6.3~31.5
曲线齿、斜齿
I<=8~40
（淬硬齿轮I=5~16较佳）
特点与单级圆锥齿轮减速器相似。
圆锥齿轮应高速级，使圆锥齿轮尺寸不致太大，否则加工困难。
圆柱齿轮可为直齿或斜齿
三级
I=35.5~160
（淬硬齿轮
I=18~100较佳）
特点与二级圆锥－圆柱齿轮减速器相似
蜗杆、齿轮－蜗杆减速器
单级
蜗杆下置式
i=8~80
蜗杆布置蜗轮下边，啮合处冷却和润滑较好，蜗杆轴承润滑也方便。
但当蜗杆圆周围速度太大时，油搅动损失较大，一般用于蜗杆圆周速度v<5m/s
蜗杆上置式
蜗杆布置蜗轮上边，装拆方便，蜗杆圆周速度允许高一些，但蜗杆轴承润滑不方便
蜗杆侧置 式
蜗杆放蜗累轮侧面，蜗轮轴是竖直
表4－2 行星齿轮减速器主要类型与特点
类别
级数
推荐传动比范围
特点及应用
渐开线行星齿轮减速器
NGW（2K-H）
型
单级
I=2.8~12.5
二级
I=14~160
体积小、重量轻、承载能力大、效率高、工作平稳。
与普通圆柱齿轮减速器比较，体积和重量可减少50%左右、效率提高3%。
但制造精度要求高、结构复杂
N（K-H-V）型少齿差
单级
I=10~160
传动比大，齿形加工容易，装拆方便，结构紧凑，平均效率90%
摆线针轮减速器
单级或二级
单级
I=11~87
二级
I=121~7500
传动比大，传动效率较高，单级传动传动η=90%~94%.运转平稳，噪声低，结构紧凑，体积小，重量轻。
相同情况下，它体积和重量约为普通减速器50%~80%过载和耐冲击能力较强，故障少，寿命长。
但制造工艺复杂，需用专用机床加工，宜专业化生产
三环减速器
单级或组合多级
单级
I=11~99
二级
imax=980
结构紧凑，体积小，重量轻，传动比大，效率单级为92%~98%,噪声低，过载能力强。
承载能力高，传递功率不受限制，输出转矩高达400kN·m。
不用输出机构，轴承直径不受限制。
使用寿命长。
零件种类少，齿轮精度要求不高，无特殊材料且不采用特殊加工方法就能制造，造价低、适应性广、派生系列多
谐波齿轮减速器
单级
单级当柔轮或刚轮固定，波发生器主动时，I=50~500
当波发生器固定，
柔轮主动时，I=
1.002~1.02
传动比大，范围宽，元件少，体积小，重量轻。
相同条件下比一般齿轮减速器体积和重量减少20%~25%。
双波传动中受载时同时啮合齿数可达总齿数20%~40%。
承载能力大、传动效率高。
I=100时，η=90%;I=400时;η=80%.但制造工艺复杂
齿轮减速电动机
它由电动机和二级或三级齿轮减速器直接组合而成。
因结构紧凑，体积小，使用方便
由于煤泥烘干机的转速较慢，本次设计的烘干机圆筒转速为3r/min。
因而在电动机将转矩传给转筒时就必须进行减速。
减速的速比较大，电动机通过减速机输出轴上的小齿轮经过一级开式齿轮传动之后，再传给装在筒体上的大齿圈从而带动筒体转动。
速比的分配：
电动机已经选定，由电动机转速和转筒转速即可确定总速比
本次设计采用常用的电动机-减速器-齿轮、齿圈-筒体的传动系统
式中：
……减速器速比；
……齿轮齿圈速比。
对整个传动系统影响很大，增大
可减小
，有利于减速器的选型。
为了提高传动的平稳性，取
=8.4，因此
=38.5.
齿圈分度圆直径
：
齿圈和筒体间的弹簧板需一定空间才能安装，
=1.6~1.8（4-1）
所以取
=3276 模数m取m=20 小齿轮齿数
，考虑本次设计为开式齿轮传动轮齿主要为磨损失效，为使轮齿不致过小，故小齿轮不宜选用过多的齿数，一般可取
=17～20.优先采用奇数。
大齿圈设计成分体式，其安装形式:
在筒体上焊接法兰，用高强度螺栓将两个齿圈半体固定在法兰上。
为了保证有足够的检修空间，大齿圈采用38SiMnMo制造以便其提高强度，在保证设备工艺参数的情况下，尽量减少大齿圈的外形尺寸。
其齿轮
必须是偶数。
圆整取
即得
取
＝20
ZL、ZLH型系列外形图装配形式
型号
中心距
中心高
轮廓尺寸
B1
B2
L1
L2
L3
H1
a
a1
a2
H2
H
L
B
ZLH25
ZL25
250
100
150
200-0.5
398
560
256
256
70
435
-35
120
20
35
35
350
150
200
250-0.5
493
720
316
316
80
585
-40
135
20
42.5
42.5
425
175
250
300-0.5
588
860
346
346
80
705
-39
149
25
50
50
500
200
300
350-0.5
688
1035
400
400
90
850
-58
185
30
60
60
600
250
950
400-0.5
821
1185
460
460
100
945
-8
190
35
65
65
650
250
400
450-0.5
916
1300
500
500
110
1025
8
205
38
75
75
750
300
450
500-0.5
1016
1460
570
570
120
1200
-18
214
40
85
85
850
350
500
500-0.5
1116
1655
620
620
130
1320
12
251
45
100
100
1000
400
600
650-0.5
1306
1910
710
710
145
1550
22
265
50
综合考虑，本次减速器选用ZL38.5，速比为38.5更为妥帖。
5 托轮及附件结构设计
5.1 托轮结构的分析
滚圈和托轮是转筒烘干机的一对支承副。
烘干机的重量都是通过滚圈传给托轮的。
一个滚圈有一对托轮来支承。
两托轮中心与滚圈中心连线之间的夹角成60°。
滚圈的数量即支承点的数量是转筒而定，通常为两点、三点、四点。
本次设计选用两点。
滚圈和托轮常用铸铁、型钢、铸钢等材料制成，本次设计选用铸钢。
滚圈和托轮的直径之比一般为3～4，综合考虑到滚圈上某一固定位置的接触频率要尽可能小，应使滚圈的直径不要等于托轮直径的整数倍。
托轮直径的设计：
滚圈与托轮直径之比i=Dr/Dt=2.8~5.3
设计圆整得，选定
托轮宽度的设计：
Bt>Br+2U式中：
Br……为托轮副宽260mm；U……筒体的轴向窜动量,一般为20~30mm。
取
5.2挡轮的工作原理及作用
转筒烘干机由于是倾斜安装的，在自重与摩擦力的作用下，会产生轴向作用力，使筒体产生轴向位移。
挡轮的作用就是限制或控制轴向窜动量，使筒体仅在容许的范围内作轴向移动。
移动量的大小取决于挡轮和滚圈侧面的距离。
适宜的筒体轴向窜动量应能保证滚圈和托轮的有效接触，而且大、小齿轮不超过要求的啮合范围，同时保证筒体两端的密封装置不致失去作用。
普通挡轮在转筒烘干机中用的较多，这种挡轮是成对安装在靠近齿圈的滚圈两侧。
当滚圈和锥面挡轮接触时，后者便被前者带动而产生转动，从哪个挡轮发生转动可以判断出筒体是上窜还是下滑。
所以常把挡轮称为“信号挡轮”。
操作中应避免使上挡轮或下挡轮较长时间连续转动。
5.3 托轮窜动的原因及调节
水平式回转烘干机托轮窜动除公认的温度过高而引起筒体热膨冷缩变形这一因素外，还存在其他因素。
如轮带或托轮加工、安装不当，造成轮带、托轮的接触不良，甚至是点接触，使烘干机回转体在沿圆周方向旋转时，轮带始终对托轮有一沿轴向的推力，从而造成托轮窜动。
造成托轮在轴向方向上窜动的具体原因，分析如下：
⑴两轮带加工有误差。
两轮带在精加工时没有按照要求控制好其内、外的同轴度，以及外径公差、厚度公差超过设计要求。
⑵轮带安装不正。
烘干机在安装轮带时，轮带与筒体安装不正，即轮带与筒体的同轴度以及两轮带平行度未达到设计要求的误差控制要求。
⑶轴承座安装、调整不到位。
因为轴承座安装不到位，会造成托轮不水平以及四托轮中心高度不一致。
⑷托轮在轴上的定位不当或不到位。
例如托轮与轴的联接太松，或配合公差选择不当或配合加工误差超限；托轮与轴的联接方式欠妥；等等。
为了解决托轮窜动的问题，需满足以下要求：
①严格控制轮带的精加工偏差。
具体包括：
轮带精加工后，其内、外轮缘厚度控制不得小于设计尺寸的95％或不得大于设计尺寸的110％；轮带内、外圆柱面的同轴度公差应按GB1184中9级规定控制。
②要注重轮带的安装质量，严格控制：
轮带与筒体的同轴度偏差在1mm以内；两轮带的平行度偏差在1.5mm以内。
③调整轴承座，使托轮中心线应平行于筒体中心线安装，平行度公差控制在0.1mm/m；同一组托轮轴承座的中心高度应相等，偏差不得超过0.lmm。
④改变托轮在轴上的定位方式或配合公差，具体可采用：
一是增设轴向定位环；二是托轮与轴选用大过渡、小过盈的配合形式。
托轮调整具体操作：
⑴托轮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歪斜托轮，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，让筒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。
⑵当筒体向下移动时，将调节螺栓②拧紧一圈，螺栓①松退一圈（注意一定要拧紧圈数与松退圈数相等），筒体将停止下移；如果反过来向上移动时，则在托轮上加液体润滑油，此时筒体将停止上移，如果仍然上移，则拧紧螺栓①，松退螺栓②，筒体停止上移；如果反过来又下移，则应将托轮上的润滑袖揩掉，必要时，重复前述方法，直到不窜动为止。
调节过程中，防止托轮向不同方向歪斜。
5.4 轴承的选型
托轮装置按所用轴承可分为滑动轴承托轮组和滚动轴承托轮组，滚动轴承托轮组又可分为转轴式和心轴式。
还有滑动—滚动轴承托轮组（径向滑动轴承，轴向滚动轴承）。
滚动轴承托轮组具有结构简单，维修方便，摩擦阻力小，减少电耗及制造简单等优点。
托轮挡轮标准中每组托轮承载不超过100吨时都用滚动轴承。
只有当载荷较重时，所需滚动轴承尺寸较大，受到供货条件的限制而采用滑动轴承。
一般干燥器中都用滚动轴承。
托轮组的左右轴承可以是分设的，也可以是整体的。
整个轴承座便于调整托轮，可通过机械加工保证左、右两轴承座孔的同心度，因此取消了调心球面瓦，或省去了调心式的止推轴承。
较大的托轮组一般采用左、右轴承座分设的结构，设有球面瓦，使安装和调整过程中，左右轴承始终保持同轴线。
本次设计的煤泥烘干机12～17t/h选用滚动轴承，圆锥滚子轴承（GB/T297-1994）轴承代号30218
结论
工业的发展，离不开资源的开采，煤作为能源资源，在工业发展和日常生活中都是不可或缺的，在开采过程中，经过洗选，露天堆放，一部分煤被水冲走，经过沉淀形成煤泥，这样造成了煤源的流失，同样这些煤泥回收再利用的难度较大，煤泥烘干机的研发和生产，是对煤泥回收和利用的最有效的办法。
本次设计的煤泥烘干机具有以下特点：
①抗过载能力强，处理能力大，燃料消耗少，干燥成本低；②采用顺流烘干方式，烟气与湿物料由同一侧进入煤泥烘干机，可以利用高温烟气获得很高的蒸发强度，烘干机出口温度低，热效率高；③采用打散装置、给料装置、排料装置、旋风除尘装置，从而杜绝了煤泥烘干机给料堵塞、不连续、不均匀和返料等现象，降低了除尘系统的负荷；④煤泥烘干机采用“调心式托轮装置”，使托轮和滚圈的配合永远呈线性接触，从而大大降低了磨损和动力损耗。
④采用开式齿轮传动，具有结构合理、操作简便、使用寿命长、效率高、维修方便等特点。
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