1、遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)Graduation Project (Thesis) for Undergraduate of LSHU題目復(fù)式傳熱回轉(zhuǎn)圓筒干燥器設(shè)計(jì)TITLEDesign of double heat transfer rotary drum dryer學(xué)院School專業(yè)班級(jí)Major&Class姓名Name指導(dǎo)教師Supervisor20 年 月 日論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人所呈交的論文， 是在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下， 獨(dú)立進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)工作 所取得的成果。 除文中已特別加以注明引用的內(nèi)容外， 論文中不包含任何 其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。 對(duì)本文的工作做出重要貢 獻(xiàn)的個(gè)

2、人和集體， 均已在文中以明確方式標(biāo)明并致謝。 本聲明的法律結(jié)果 由本人承擔(dān)。特此聲明論文作者（簽名）：年月日遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙摘要隨著 化學(xué) 工業(yè) 日 新月 異的 發(fā)展 ，干 燥技 術(shù) 也將 更趨 近機(jī) 械化 、自動(dòng) 化。 而回 轉(zhuǎn)圓 筒干 燥器 由 于其 生產(chǎn) 能力 適應(yīng) 范圍 大，動(dòng)力消 耗 少，廣泛應(yīng) 用于 干燥各種顆粒狀固體。本文就煤的干燥對(duì)回轉(zhuǎn)圓筒干燥器作了一個(gè)詳細(xì)的分析和計(jì)算。在加熱方式上， 選擇了復(fù)式傳熱，大大提高了傳熱效率，從而減小了干燥器龐大這一弱點(diǎn)，另外，本 文比較了各種熱量傳遞方式，選擇了最優(yōu)傳熱；對(duì)機(jī)械裝置作了詳細(xì)的計(jì)算，并選擇 配套的附屬裝置，更加完

3、善了設(shè)計(jì)的完整性。只需改變熱風(fēng)量、熱風(fēng)溫度，本文還可用于如化學(xué)肥料等固體類的干 燥。在設(shè)計(jì)時(shí)，也可以供具有相似熱傳遞或同類裝置計(jì)算作參考。關(guān)鍵詞：干燥，煤，回轉(zhuǎn)圓筒，復(fù)式傳熱。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙AbstractDevelopment changes with each new day which along with the chemical industry, the dry technology also will draw close the mechanization,the automation. But the rotary cylindrical dryer b

4、ecause its productivity adaption scope big, the power consumption are few, widely applies to the dry each kind of granulated solid.This article has made a detailed analysis and computation on the coal to the rotary cylindrical dryer. In heats up in the way, has chosen the duplicate heat transfer, gr

5、eatly enhanced the heat transfer efficiency, thus reduced the water extractor huge this weakness, moreover, this article has compared each quantity of heat transfer mode, has chosen the most superior heat transfer; Makes music the detailed computation to the mechanism, and choice necessary supplemen

6、tary installation, more perfect design integrity.Only change the amount of hot wind, and the hot-blast temperature, this article also may use in like the chemical fertilizer and so on solid class dryness. When design, also may the sacrificial vessel have the similar heat transfer or the similar inst

7、allment computation makes the reference.Key words:dry, coal, rotary cylindry, duplicate heat transfer.II遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙目錄 TOC o 1-5 h z 緒論 1設(shè)計(jì)方案的論證 2主要參數(shù)的確定 5干燥器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7內(nèi)筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7結(jié)構(gòu)創(chuàng)新 7內(nèi)筒厚度的選取 8內(nèi)筒重量的計(jì)算 9彎矩與應(yīng)力計(jì)算 10筒體變形計(jì)算 12內(nèi)筒支撐件的設(shè)計(jì) 13外筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15外筒體的厚度確定 15保溫層的確定 15外筒體的載荷計(jì)算 17外筒體彎矩與應(yīng)力計(jì)算 19彎曲應(yīng)力計(jì)算 21筒體

8、變形計(jì)算 21筒體安裝尺寸計(jì)算 25滾圈的設(shè)計(jì) 26滾圈材料的選擇 26遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 TOC o 1-5 h z 滾圈的結(jié)構(gòu)形式 26滾圈、拖輪接觸應(yīng)力計(jì)算 28傳動(dòng)裝置的計(jì)算 31電動(dòng)機(jī)的選型 31減速器的選型 33齒輪的計(jì)算 34結(jié)論 36參考文獻(xiàn) 37謝辭 . 38II遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙緒論時(shí)代在發(fā)展，人類在前進(jìn)。煤是近現(xiàn)代的主要燃料，取暖、照明、工業(yè)無(wú) 處不用。隨著人類對(duì)煤的研究，發(fā)現(xiàn)了一種叫生物煤的煤混合物，其燃燒效率 比較高。生物煤也就是在普通煤均勻地?fù)饺脘從┑任锪?，然后做成煤球，用?燃燒。但是煤的含水量必須較小，才能碎成粉粒，與鋸末均勻

9、混合，這樣才能 被壓成結(jié)實(shí)的煤球。在這個(gè)過(guò)程中，要使煤的含水量較小，就必須對(duì)煤進(jìn)行干 燥。山東某廠家生產(chǎn)生物煤，要求把含水量15%的精煤、尾煤的混合物干燥成含水量小于或等于 3%；處理量是 3t/h 。重點(diǎn)要求處理后的煤含水量一定不能 大于 3%。對(duì)于煤的干燥，在我國(guó)也有不少應(yīng)用，5060 年代所用的轉(zhuǎn)筒式、管式、灑落（豎井）式干燥機(jī)。 7080 年代我國(guó)引進(jìn)了沸騰床層式，螺旋式以及 我們自己研制的 NXG（內(nèi)部新結(jié)構(gòu)）型轉(zhuǎn)筒式干燥器，取代了一些老設(shè)備，效 果良好。針對(duì)我國(guó)的干燥行業(yè)，我查閱了各種相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)干燥煤的機(jī)器外形龐 大，而且熱利用率不高。所以，本設(shè)計(jì)主要就是從這兩方面入手，從傳熱

10、、密 封和保溫諸方面提高設(shè)備的熱利用率。熱利用率已提高，必然會(huì)使干燥器的體 積減小。熱利用率的高低主要由傳熱性能的好壞決定，為了改善傳熱方式，選擇了 復(fù)式轉(zhuǎn)筒干燥器。它既有與氣流直接接觸的直接傳熱，也有通過(guò)筒壁的間接傳 熱。顯然提高了熱利用率。 轉(zhuǎn)動(dòng)體與固定體的密封一直困擾著人們的一大問(wèn)題。 密封效果不好，不僅影響熱利用率，而且還污染環(huán)境。保溫層欠佳，不少熱量 流入了空中，一去不復(fù)返。而且還有可能影響到工人和機(jī)器的工作環(huán)境。對(duì)于 這幾個(gè)方面，本設(shè)計(jì)綜合各途徑進(jìn)行最優(yōu)選擇和設(shè)計(jì)。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙?jiān)O(shè)計(jì)方案的論證對(duì)于處理量為 3t/h ，必須用較大型的設(shè)備才能達(dá)到。而煤不怕被污染

11、，用 熱煙氣就可以直接干燥?；剞D(zhuǎn)圓筒干燥器是一種處理大量物料干燥的干燥器。 其生產(chǎn)流程圖可從圖 2-1 簡(jiǎn)單的表示。圖 2-1 回轉(zhuǎn)圓筒干燥器流程圖1- 燃燒爐 2- 定泵給料器 3- 浸料輸送機(jī)4 料斗 5- 干燥器 6 斗式提升機(jī) 7- 旋風(fēng)除塵器8- 裝式除塵器 9- 引風(fēng)機(jī) 10- 尾氣排空煙囪 11- 聚脹環(huán)干燥器根據(jù)被干燥物料的加熱方式可分為：直接傳熱、間接傳熱、復(fù)式傳熱和蒸 汽煅燒等干燥器。而復(fù)式傳熱干燥器具有直接和間接傳熱的雙向特點(diǎn)，在此就采用復(fù) 式傳熱干燥器，其工作簡(jiǎn)圖大致為圖 2-2 。圖 2-2 復(fù)式傳熱干燥器1- 燃燒爐 2- 排風(fēng)機(jī) 3- 外殼 4- 十字形管遼寧石油

12、化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙干燥器主要由外殼及十字?jǐn)嗝嬷醒雰?nèi)管所組成。被干燥物料沿著外殼壁和中央內(nèi) 管間的環(huán)狀空間移動(dòng)，煙道氣自燃燒爐進(jìn)入中央內(nèi)管，自左向右流動(dòng)，并將一部分熱 量經(jīng)管壁傳給被干燥物料，然后進(jìn)入并通過(guò)環(huán)狀空間與被干燥物料之間接觸，而后又 排風(fēng)機(jī)或煙囪排出。使用復(fù)式傳熱回轉(zhuǎn)圓筒干燥器可以減少周圍介質(zhì)的熱損失， 當(dāng)濕物料還不可能分 散開(kāi)并劇烈地接受氣體中的熱量時(shí)，能先在熱表面上將濕物料強(qiáng)烈地加熱，同時(shí)利用 內(nèi)圓筒來(lái)沉降帶來(lái)的粉塵和使氣體均勻。這樣必然提高了熱的傳導(dǎo)效率。在密封方面，選擇了徑向迷宮式密封圈。 它通過(guò)讓熱氣流經(jīng)彎曲的通道產(chǎn)生流體 阻力，是漏風(fēng)量減少。而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有接觸

13、面，不存在磨損，也不受轉(zhuǎn)筒竄動(dòng)的 影響。保溫層使用了石棉，石棉質(zhì)輕，且保溫效果極佳。不僅減輕了筒體的質(zhì)量，而且 提高了熱利用率。本設(shè)計(jì)主要是從干燥的產(chǎn)量入手， 通過(guò)水分的干燥速度，運(yùn)用熱學(xué)知識(shí)確定筒體 幾何尺寸。而后，在進(jìn)行機(jī)械的設(shè)計(jì)。本裝置在生產(chǎn)一種叫生物煤的產(chǎn)品過(guò)程中起干燥之用。 生物煤是在普通的煤中混 進(jìn)一些鋸末等。但是鋸末不能直接加到煤塊里，需要用水或者是通過(guò)壓力壓緊。采用 這兩種方法都需要干燥，因?yàn)橹挥懈稍锏揭欢ǔ潭群蟛拍馨衙簤K壓得結(jié)實(shí)。而本裝置 就是要把煤干燥到含水量小于 3%。在此就有必要對(duì)煤的一些干燥特性做一個(gè)描述， 以 及對(duì)煤炭干燥狀況作一簡(jiǎn)單介紹。煤炭中的水分大致分為內(nèi)在水

14、分和外在水分， 內(nèi)在水分是由原生植物形成煤炭時(shí) 就存在于煤炭之中的水分； 外在水分式附著在煤炭表面的水分或存在于煤炭之間的水 分以及在煤炭裂縫中殘留的水分，統(tǒng)稱外在水分。脫除這種外在水分通常采用自然干燥、過(guò)濾、壓濾、離心分離以及熱力干燥等方 法，在有的場(chǎng)合也采用熱力干燥，與其他方法相結(jié)合的脫水技術(shù)。熱力干燥是利用熱遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙能將水分蒸發(fā)，所以它是降低煤中水分最有效的方法。煤的干燥設(shè)備有： 5060年代所用的轉(zhuǎn)筒式、 管式、灑落（豎井）式干燥機(jī)。70 80 年代我國(guó)引進(jìn)了沸騰床層式，螺旋式以及我們自己研制的 NXG（內(nèi)部新結(jié)構(gòu)）型轉(zhuǎn) 筒式干燥器，取代了一些老設(shè)備，效果良

15、好。煤的干燥主要目的是除去產(chǎn)品中的外在水分，使其便于儲(chǔ)存、裝卸、運(yùn)輸、加工 利用以及防凍等。濕法選煤的選后產(chǎn)品都含有大量的水分， 經(jīng)一般脫水設(shè)備后，產(chǎn)品所含的水分還 是相當(dāng)高的，如末煤經(jīng)離心機(jī)脫水后，一般只能把水分降低到 89%，而煤泥或浮選 精美用真空過(guò)濾機(jī)脫水， 濾餅水分也在 20%以上，即使采用一般的蒸汽加熱過(guò)濾設(shè)備， 也只能把浮選精煤濾餅的水分降低到 17%左右。國(guó)外選煤廠對(duì)選煤產(chǎn)品進(jìn)行火力干燥，火力干燥法就是使熱空氣（煙氣） 與濕煤接觸，在熱交換過(guò)程中將煤中水分蒸發(fā)掉。以降低煤的水分的方法。德 國(guó)使用管式干燥器較多，而日本等國(guó)使用轉(zhuǎn)筒式干燥器較多。對(duì)于煤的上述特性，綜合各種用于干燥煤

16、的干燥器，回轉(zhuǎn)圓筒干燥器是一 種處理大量物料干燥的干燥器。由于運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，操作彈性大，適應(yīng)性強(qiáng)、處理 能力大。而此產(chǎn)品需要達(dá)到 3t/h 的產(chǎn)量。我覺(jué)得選用復(fù)式傳熱回轉(zhuǎn)圓筒式干 燥器比較有效率，而且經(jīng)濟(jì)。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)用紙主要參數(shù)的確定 被干燥物料名稱：精煤，尾煤的混合物 物料進(jìn)口含水量： 15% 物料出口含水量： 3% 產(chǎn)量： 3t/h 比重：視比重，除去煤塊之間的空隙時(shí)的比重。 真比重，沒(méi)有空隙的凈煤的比重視 0.2 0.78 真(2-1 ) 1 ：煤的入口溫度：試驗(yàn)地在山東，而且煤不能結(jié)冰，應(yīng)以較低的溫度 來(lái)計(jì)算。故取 5 度。 2 ：煤的出口溫度：參考實(shí)際生產(chǎn)中干燥器的

17、技術(shù)數(shù)據(jù)，大部分都是在 6080 度。而復(fù)式干燥器的熱效率比較高，故取 75 度。煤的粒度由冶金爐料手冊(cè)查得混合煤的粒度為0 50mm。Cs：煤的比熱 在室溫下煤的比熱一般為 1.001.26KJ/(Kg K)其值隨煤 的煤化度、水分、灰分和溫度的變化而不同。由于煤在干燥過(guò)程中是一個(gè)升溫 的過(guò)程。故取煤的比熱為 1.43KJ/(Kg K)。 ( 約為 3.4Kcal/(Kg K)。 s：煤的堆積重度 810Kg/m3 ( 機(jī)械工程手冊(cè)物料搬運(yùn) ) 由于煤在干燥的過(guò)程中不怕污染，煙道氣是比較經(jīng)濟(jì)的，而且是熱含量比 較大的干燥介質(zhì)。煙道氣通過(guò)重油燃燒得到，重油的選型：共有重油 A.B.C 三種型號(hào)

18、，質(zhì)量 一次降低，考慮到實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，選重油C。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中機(jī)器的參數(shù)干燥煤時(shí)溫度取500 800 度，由于本產(chǎn)品采用復(fù)式干燥，故取 t1=650 度。查熱能手冊(cè) t=650C 時(shí)，煙氣的比熱 Cs=1.239KJ/(Kg K), 干燥器出口遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 空氣在進(jìn)料端，而煤的入口溫度，為 5 度，考慮到此干燥為逆流，接觸時(shí)間相 對(duì)短暫，故取 t 2=77 度（此煙道氣狀態(tài)下的濕球溫度是t w=67.8 度）。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙干燥器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)干燥器的結(jié)構(gòu)主要包括：內(nèi)筒、外筒、滾圈、支撐裝置動(dòng)力裝置及一些附屬結(jié)構(gòu) 如密封裝置，進(jìn)料裝置等。內(nèi)筒體的結(jié)

19、構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新對(duì)于復(fù)式干燥器，干燥器主要由外殼及十字?jǐn)嗝嬷醒雰?nèi)管所組成。被干燥 物料沿著外殼壁和中央內(nèi)管間的環(huán)狀空間移動(dòng)，煙道氣自燃燒爐進(jìn)入中央內(nèi) 管，自左向右流動(dòng)，并將一部分熱量經(jīng)管壁傳給被干燥物料，然后進(jìn)入并通過(guò) 環(huán)狀空間與被干燥物料直接接觸，而后由排風(fēng)機(jī)或煙囪排出。內(nèi)筒只是起過(guò)渡煙氣以及間接傳熱的作用，它不需要承受多大的力。但是 它的位置有兩種情況，一種是內(nèi)筒與外筒相對(duì)靜止，即內(nèi)筒跟著外筒一起轉(zhuǎn)； 另外一種就是內(nèi)筒靜止。這兩種情況都的把內(nèi)筒定位?？紤]到間接傳熱，所以 處設(shè)想為第一種情況，即把內(nèi)筒固定在外筒壁上。由于筒長(zhǎng) 5m，故只需兩端支撐就行了。內(nèi)筒兩側(cè)分別被6 個(gè)支撐板支撐，支撐板焊

20、接在內(nèi)筒上，內(nèi)筒外壁焊接抄板，使盡量多的煤能參與間接干燥，如 圖 4-1 。圖 4-1 內(nèi)筒外筒間支撐板排列從圖中可以看出，內(nèi)筒完全由支撐板支撐，但支撐板的形式由各有千秋， 如下圖 4-2 兩種格式。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙圖 4-2 支撐板的兩種形式第 2 種六個(gè)支撐板焊接在一個(gè)圓周上，然后通過(guò)螺釘固定在外筒壁上。這種方法的特點(diǎn)是：安裝簡(jiǎn)單，比較典型，但是在外筒圓周上能擋住煤的流動(dòng)。第 1 種方案，六個(gè)支撐板線焊接在內(nèi)筒周圍，然后在通過(guò)螺釘固定在外筒 壁上。這種方法的特點(diǎn)是：對(duì)煤的流動(dòng)不起什么影響，但是按轉(zhuǎn)的時(shí)候稍比第 二種方案復(fù)雜。 這是把第二種方案根據(jù)實(shí)際情況改進(jìn)的。 所以選

21、擇第一種方案另外，根據(jù)干燥設(shè)備手冊(cè)選擇Q245R作為內(nèi)筒材料（由于它焊接性能比較好）。內(nèi)筒厚度的選取 根據(jù)下表，由于內(nèi)筒不受太大的力的作用，故可以直接選擇表中的經(jīng)驗(yàn)數(shù) 據(jù)。對(duì)于內(nèi)筒直徑 D1=0.7m，內(nèi)筒體厚度 =8mm，驗(yàn)算：筒體的最小壁厚R2min 0.0707K Cmin s（4-1）式中： R筒體半徑， 0.7/2=0.35m2 s 操作溫度下的屈服應(yīng)力（ kgf/cm ）C腐蝕裕度，取 C=0.3 （cm）K抄板與筒壁的重量的比例系數(shù)，取1.6遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙表 4-1 干燥器筒體厚度與直徑的關(guān)系（統(tǒng)計(jì)值）筒體直 徑D（m）11.1 1.31.3 22 2.62

22、.6 33 3.63.3 4筒體厚度（ mm）81012141618200.0080.009 0.0092 0.007 0.0062 0.006 0.006 /D0.00770.0060.00540.00530.0050.005滾圈下筒體16202428323640壁厚（ mm）對(duì)于 Q245R，常溫下 s=200 Mp在（650+75）/2=360 C下的溫度系數(shù)是 0.7 ，則在 360 C下應(yīng)力極限 s為： s=0.7 200=140 Mpa=1400kgf/cmmin0.0707 1.635214000.3 0.4cm 8mm故內(nèi)筒體的壁厚取 8mm。內(nèi)筒重量的計(jì)算每米長(zhǎng)的自重為：qs

23、=7.85 （ d+ ） （4-2）=7.85 （ 0.7+0.008 ） 0.008=0.14 t/m筒外裝有抄板，抄板可以加入筒體內(nèi)按均布載荷計(jì)算，為方便起見(jiàn)，可將此這合成 qs= 1.2 qs =1.2 0.14=0.168t/m 。內(nèi)筒表面的物料重量，由間接傳熱部分的假定，煤只覆蓋了筒圓周的 1/3 ，厚度大概為 10mm,則內(nèi)筒單位長(zhǎng)度遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙上的 煤的重量是：13qw s d 10 10 33（4-3）=810 0.70.01/3=6 kg/m=0.006 t/m考慮到煤的分布不均勻性，為方便起見(jiàn)，qw1 1.25qw1 1.25 0.006 7.5 1

24、0 3t /m（4-4）那么內(nèi)筒的重量為：q1=qs1 +qw1=0.168+0.0075=0.176 t/m.（4-5）彎矩與應(yīng)力計(jì)算筒體計(jì)算的假設(shè)：（1）將筒體體視作圓環(huán)截面水平連續(xù)。（ 2）不記物料中心對(duì)筒體軸線的偏移，不記筒體所受扭矩的作用。（ 3）按靜載荷計(jì)算。內(nèi)筒的受力情況與彎矩圖4-3 ， 4-4,4-5 （假定支點(diǎn)往里靠 0.25m，受力對(duì)稱）。圖 4-3 內(nèi)筒受力情況示意圖圖 4-4 內(nèi)筒剪力圖10遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙圖 4-5 內(nèi)筒剪力彎矩圖求 F1 ， F2 ：F F1 F2 q2ZM1q2 0.252 1q2(5 0.25)2 F2(Z 0.5) (4-

25、6)故 F 1=440 kgf=4400N F 2=440 kgf=4400N.從彎矩圖 M中可看出由三點(diǎn)的彎矩是極值，分別是兩支點(diǎn)和中點(diǎn)，故只需 較核這三點(diǎn)的彎矩。由于受力是對(duì)稱的，故：1 2 3 2M1M 2 q0.2520.5 0.176 1030.2525.5kgf m 55N m21 Z 2 Z 2M 中=M max = q( )2 F1( 0.25) 0.5*176*2.52 440*(2.5 0.25) 440kgf m 4400N m彎曲應(yīng)力計(jì)算：Ks KTW（4-7）對(duì)于 Q245R，需用彎曲應(yīng)力2 =100150kgf/cm 2=1015MpaM取最大彎矩 4400Nm；K

26、s 為焊縫強(qiáng)度系數(shù)，查表取0.9 （人工焊） ；表4-2 焊縫強(qiáng)度系數(shù) Ks焊 接 方 法Ks人 工 焊0.9 0.95自 動(dòng) 焊0.95 1Kt 為溫度系數(shù)，對(duì)于筒體溫度為360C時(shí)，取 0.7 ；11遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙32(D1 1 )(D1 2 1)4 D144-8)表 4-3 A3 鋼板的溫度系數(shù) Kt筒體溫度C 150200250300350400425450Kt10.920.830.750.70.630.570.47W 為筒體斷面模數(shù)，44W (0.7 2 0.008)4 0.74 32(0.7 0.008)3=3.15 10E-3 m344003 2.22MPa

27、 10MPa0.9 0.7 3.15 10 3故內(nèi)筒的受力滿足強(qiáng)度要求，安全。筒體變形計(jì)算1）筒體按均布載荷連續(xù)梁計(jì)算撓度如圖4-6 。圖 4-6 筒體受力情況示意圖qZ 4ymax qZm (5 24 )(4-9 )max 384EI式中： Zm為梁的兩支點(diǎn)之間的長(zhǎng)度5-0.25 2=4.5; =Zh/Zm=0.25 4.5=1/18;q=0.176 kg/m;12遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙?jiān)?75C下，查表知鋼的 E=2.05 10E6 kgf/cm 2 I 為筒體的慣性矩I(D1 2 1)4 D14(4-10 )643 4 4(0.7 2 8 10 3)4 0.74 64341

28、.12 10 3m4ymax176 140.53 (5 2412 ) 4.03 10 5m384 2.05 1010 1.12 10 3182ymax Zm4.03 10 54.58.96 10 6m/m 8.96 10 3 0.009mm/ m 0.3mm/ m中間段滿足要求。2）懸伸端撓度計(jì)算yhqZ384EI(5 24 2)4-11)Zh=0.25m ，則4176 0.2543.8 10 9 m 3.8 10 6mmyh3.8 10 60.251.5 10 5 0.3mm/ m懸伸端也滿足要求，故變形在安全范圍內(nèi)。內(nèi)筒支撐件的設(shè)計(jì) 由于內(nèi)筒要隨著外筒旋轉(zhuǎn)，而外筒傾斜地放在兩托輪上，這樣內(nèi)

29、筒的軸線 方向就必須固定，防止它下滑。根據(jù)前面 1 中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可用 6 塊支撐板支 住，然后用螺釘把他們固定在外筒壁上。但是由于溫度的升高，可能在軸向上 由一個(gè)竄動(dòng)，故只能把一段在水平位置固定，另一端應(yīng)當(dāng)由一個(gè)余量。由于外壁厚大概在 12 16mm，故螺釘選擇內(nèi)六角錐端緊定M1250（補(bǔ)償13遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙拆卸）。根據(jù)機(jī)械零件手冊(cè) ，螺釘連接時(shí)，必須保證螺釘?shù)妮S線與板的邊緣 距離 e=d+36mm。故取之承辦的厚度為 20 2=40mm。上下端都為圓弧，分別是 R=0.35m,R=0.8m 。由于內(nèi)筒較薄，而且筒體傾斜 角為 2.3 ，故螺釘也不成受太大的力。故每一塊

30、支撐板只用一個(gè)緊定螺釘定 位。總共需要 12 個(gè)螺釘。支撐板的長(zhǎng)度的確定：參考標(biāo)準(zhǔn)件滾動(dòng)軸承的寬度，對(duì)于滾動(dòng)軸承當(dāng)內(nèi)徑d=70，外徑 D=150mm時(shí)，寬度 B 是 35mm,那么按比例放大，則支撐板長(zhǎng)度可取L=350mm。較核螺栓的應(yīng)力支撐板主要受的是剪力，故只需較核螺栓的剪應(yīng)力，qZsin每個(gè)螺栓受的剪應(yīng)力：（ 4-12 ）124M 螺釘3= 0.176 103 9.8 5 sin2.33212 (12 10 3 )24=0.26Mpa在機(jī)械設(shè)計(jì)大典中，許用剪應(yīng)力 s a s（4-13 ）s在靜載荷下取 1.5 ，脈動(dòng)載荷下取 2.0 ，在此計(jì)算時(shí)取 2.0 。對(duì)于螺釘，材料使用的是碳鋼，

31、其 smin =195Mpa =195/2=97.5 Mpa 顯然： 1020mm，故可以按平壁面計(jì)算：(T0 Ta 1 ) (4-15 )Q s80C 下，0 0.00014(Tm T0)0.059 0.00014 (80 70) (4-16 )0.0604W /m CT0=80C 環(huán)境溫度為 Ta=10 C2室內(nèi)直徑小于 2 的圓筒體的 s=1.16 9=10.44(W/m 2C)80 10 1則 0.0604 ( ) 0.047m 47mm80 10.44取保溫層的厚度為 50mm 。根據(jù)保溫層外表面溫度較核：通過(guò)熱能手冊(cè) ，知煙道的表面溫度 Ts=45 C,則保溫層的最小厚度為：16遼

32、寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙T0 TS 0.0604 80 45 5.8 10 3m 5.8mm 50mm. s TS Ta 10.44 45 10故保溫層的厚度取 50mm ，材料為泡沫石棉。（ 3）、保溫層重量線 密 度qt= A（ 4-17 ）3 2 2 =50 （D2 100 10 3 2 2）2 （D2 2 2 ）2 422=501.6 0.1 2 0.024）2 （1.6 0.024）2 4=13.2 kg/m外筒體的載荷計(jì)算（ 1）筒體的自重估算 qs2 7.85 （D2 ） 7.85 （1.6 0.012） 0.012 0.477t / m 考慮滾圈下墊板加厚等，單位長(zhǎng)度

33、重量?。簈s 1.25qs 1.25 0.477 0.596t / m（ 2）保溫層的重量 q t =13.2kg/m=0.0132t/ m（ 3）物料重量qm sD2（4-18 ）4式中：煤的重度 s=0.81t/m ， 煤的填充系數(shù) =0.05 ； 筒徑 D 2=1.6m2則qm 0.81 0.051.62 0.082t /m4（ 4）內(nèi)筒體及其支撐板的重量?jī)?nèi)筒 q 1=0.176 t/m.支撐物 每一塊支撐板的體積： 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙V 2 2 10 2 (0.8 0.35) 350 10 3 6.3 10 3 m3 則每一塊的重量 q支 6.3 10 3 7.8 1

34、0 3 49.14kg總共有 6 2=12 個(gè)支撐板，則內(nèi)筒與支撐板的總重量是：q內(nèi)q1Z 49.14 12176 5 49.14 125294kg / m它們作用于外筒內(nèi)壁的力，全部分布在 2L 長(zhǎng)的支撐板上，則294 5q 內(nèi)= 32100kg / m 2.1t/ m350 10 3 25）齒圈重量 P1由于外筒外需報(bào)一層石棉，故齒圈應(yīng)盡量與某一個(gè)托輪近一些，故將齒圈 安裝在離左托輪 0.5m 處根據(jù)干燥設(shè)備手冊(cè) ，齒寬的估算，據(jù)統(tǒng)計(jì)，齒寬 BG2/m 一般為 9.51.3 ，取 8（ m為模數(shù)） 。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式估算電機(jī)功率：ND K D3Zn式中： K抄板系數(shù)升舉式且填充率 300200

35、125100 6540、28 25m（ mm）45、 4040、3633、 30、 2825、2215、 16、18輪殼寬度 b1=0.35 B G2=0.35 120=42mm。利用體積的填補(bǔ)求法估算齒圈體積，在幾何中能把齒圈等效成一個(gè) b b1 寬的圓環(huán)18遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙查表 3-5 ， D2=1.6 3.53.5 故按彎曲應(yīng)力較核，安全。筒體變形計(jì)算1）、撓度計(jì)算，可把筒受的載荷分成3 部分，即頭部、跨間、尾部。1）均布載荷 q2 引起的最大撓度21遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙ymax1q2Zm384EI2(5 24 2 )4-26 )式中： Zm=3 m=

36、300 cm在 80 C下，E=2.05 106kgf/cmI 慣性矩44I(D外D2 )644-27 )44(160 1.2 2) 4 1604 6461.97 10Z cm= ZhZm4max13004 1 5懸臂端3yC,D1 qZhZm ( 1 6 2 3 3 )24EI4-28 )47.5 100 30042）均布載荷內(nèi)引起的撓度a 懸臂端Fa 2(l a) yC,D2 2 3EI4-29 )116 6 ( 1 6 (5 24 2 ) 9.14 10 5cm384 1.97 106 2.05 10 632 2 3 3 )24 2.05 106 1.97 106 32 33 4.64

37、10 5cm2 35 21 752 (300 75)2 6 63 2.05 106 1.97 1062.56 10 4 cmyC,D2yC,D2 1 2.56 10 4 4 3.41 10 4 cm0.75 3y 2 Fal 2b 跨間4-30 )ymax1 2 9 3 2.05 106 1.97 1061.57 10 4 cm3）集中力 P1=1200 kgf 引起的撓度，如圖 4-1122遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙圖 4-11 集中力引起的撓度跨間最大值：y Fa (l 2 a2)ymax39 3EIl2 2 31200 50 (300 2 502)39 3 2.05 106 1

38、.97 106 3004-31 )=8.22 10-5 cmFab(l b)max6EIl1200 50 250 (300 250)666 2.05 106 1.97 106 3004-32 )1.15 10 6 弧度yC,D3 Zh tan max 1.15 10 6 cm假設(shè)各個(gè)最大值都在同一截面且同一方面，那么跨間yma x yma x1yma x2yma x34-33 )9.14 10 5 1.57 10 4 8.22 10 5懸臂端3.31 10 4 cmyC,DyC,D1yC ,D 2yC,D 34-34 )4.64 10 5 3.41 10 4 1.15 10 63.89 10

39、4 cm23遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙ymax3.31 24 4 10 1.1 10 3mm/m 0.3mm/mZm3yC ,D3.89 10 4 1013.89 10 3mm/m 0.3mm/ m故筒體變形滿足要求。（ 2）截面變形的簡(jiǎn)單計(jì)算 工作狀態(tài)下滾圈與筒體若無(wú)間隙，則該段筒體的變形等于滾圈的變形，滾 圈變形的橢圓度（最大直徑與最小直徑之差）W 0.0814QRc（ 4-35）EIr式中： Q支撐載荷，Q=Fmax=F1 +F1 +P2P2 為滾圈的質(zhì)量 估算Gr =0.1Q=0.1 3610=361 kgf.取 450kgf 。即 P 2=450 kgf則 Q=2610+1

40、000+450=4060 kgf=40.6 kN. 平均半徑 Rc=Dr C2 取 Rc=190/2=95 cm.22Dr為滾圈半徑， Dr=1.17D 2=1.17 1.6=1.872m ，取 Dr =190cm )。彈性模量 E=2.05 106 kg/cm截面慣性矩IrB1r2h3 ，r 12(4-36)h滾圈斷面高度h=0.07D=0.07 160=11.2cm ；Br滾圈高度，Br 0.2P1082E (i D1r)Q(4-37)遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙i 為滾圈與托輪直徑之比查托輪標(biāo)準(zhǔn)表 4-6 拖輪安裝尺寸表（ mm）載荷（t）DBEFHhLl地腳螺栓個(gè)數(shù)n孔徑102

41、00210A+810580160160A+69050063320300250A+960710220180A+84063063380400310A+1120740250200A+1040660633因?yàn)?1400DW=0.18cm故截面變形較核也合格筒體安裝尺寸計(jì)算由于干燥器的筒體較長(zhǎng)，安裝時(shí)是在常溫條件下，而工作時(shí)溫度較高，產(chǎn)生熱膨脹4-39 )ZZm(t1 t0 )熱膨脹系數(shù)，對(duì)于鋼=1.2 10-5 m/(m. C)，Zm跨矩為 3m，25遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)用紙t 0=10 C， t1=80 C則 Z 1.2 10 5 3 (80 10) 2.5 10 3 2.5mm 故筒體

42、安裝是應(yīng)當(dāng)能使筒體能竄動(dòng)2.5mm。滾圈的設(shè)計(jì) 滾圈固定在外筒體上，在由兩個(gè)托輪支撐，轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)托輪轉(zhuǎn)動(dòng)，而且 轉(zhuǎn)筒的重量全部由 2 個(gè)滾圈支撐。滾圈材料的選擇根據(jù)干燥設(shè)備設(shè)計(jì)中列舉的常用滾圈與托輪材料，如下表表 4-7 滾圈、拖輪材料與許用應(yīng)力拖輪滾圈許用接觸應(yīng)力 P0( kgf/cm 2 )K 0.218EP02(E26210 kgf/ cm )許用彎曲應(yīng)力 b( kgf/cm 2 )材料硬度HB材料硬度HBZG310-570170ZG3514037500.031750ZG340-640190ZG4515540000.27280021017045000.0215900滾圈材料選用 ZG

43、310-570 ，正火處理；對(duì)應(yīng)托輪材料用ZG 340-640 ，正火處理。需用接觸應(yīng)力是 P 0=4000 kgf/cm 2=400Mpa。滾圈的結(jié)構(gòu)形式 滾圈有多種斷面：實(shí)心矩形、正方形、空心箱形等，小型的回轉(zhuǎn)圓筒也有 用鋼軌或型鋼彎接而成。它有以下幾種截面型式：(1)矩形滾圈(2)箱形滾圈(3)剖分式滾圈26遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙由于本回轉(zhuǎn)圓筒尺寸不大，選擇矩形滾圈， 此類滾圈形狀簡(jiǎn)單， 制作簡(jiǎn)單 為了減少筒體與滾圈之間的磨損， 在滾圈與筒體之間安裝墊板墊板的安裝 形式有如圖 4-12 幾種。圖 4-12 松套式滾圈的墊板與擋板形式1-墊板 2- 擋板 3- 間隙 4- 擋

44、圈在圖中選擇（ b）型墊板，墊板與滾圈之間留有間隙，但間隙不能過(guò)大。 否則易產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，接觸面磨損更大。其之間的關(guān)系如圖 4-13 表示。圖 4-13 矩形滾圈對(duì)于筒體直徑在 1.6m 以下，選取墊板的厚度為 30mm，圓周上分布 12 塊墊 板與筒體之間的固定由兩種方法：（ 1）采用焊接方法。焊后可加工墊板外圓，安裝方便，對(duì)間隙的控制較 準(zhǔn)確。但由于墊板傳遞筒體與滾圈間的巨大壓力和筒體軸向竄動(dòng)力，試點(diǎn)板與 筒體弧面不可能完全貼和，若墊板周邊全部與筒體焊接，全部與筒體焊接，會(huì) 在焊縫中產(chǎn)生很大應(yīng)力而造成墊板與筒體開(kāi)裂。開(kāi)裂厚又要重復(fù)補(bǔ)焊，容易產(chǎn) 生焊接應(yīng)力。因此有些設(shè)計(jì)僅在墊板一端連接焊縫，

45、其余部位點(diǎn)焊或間斷焊。27遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙（ 2）采用鉚接。其主要優(yōu)點(diǎn)是更換方便，避免切割焊縫對(duì)筒體的損傷， 也不存在焊接應(yīng)力。但不便于對(duì)墊板外圓作整體加工，安裝找正比較麻煩。綜合兩種方法，第（ 1）中較好些，易于找正，傳動(dòng)比較方便。故選用焊 接方法。焊接時(shí)盡量保證焊接質(zhì)量，減少?zèng)]有必要的焊接應(yīng)力。筒體和墊板固定時(shí)，采用松套式。因?yàn)閾跬搀w少有彎取時(shí)，允許滾圈與筒 體之間發(fā)生少許的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可以大大減少托輪對(duì)滾圈和筒體產(chǎn)生的附加作用 力。滾圈、拖輪接觸應(yīng)力計(jì)算（ 1 ）確定滾圈、托輪直徑見(jiàn)表4-8 。表 4-8 滾圈、托輪直徑滾圈外徑Dr 與筒體直徑 D 的比值滾圈截面形狀筒

46、體直徑 D（ m）截面高度H（ m）滾圈外徑 Dr（ m）矩形 3.5( 1.21 1.17 ) D( 0.88 0.05 ) D3( 1.25 1.2 ) D( 0.10 0.02 ) D此干燥器無(wú)襯里， Dr 取 1.17D 2=1.17 1.6=1.872m ，取整 Dr =1.9m。滾圈與 托輪直徑之比為 i（3I8.53.5df 2D1.5 1.61.6 1.8表 4-9 齒圈分度圓直徑與筒體直徑的關(guān)系對(duì)于功率 N=3kw，比較小，參照模數(shù)與功率的關(guān)系，此傳動(dòng)件的模數(shù)取12mm。則齒圈的齒數(shù)范圍為：z2d f 2 214 240 。取 z2=216 ，那么小齒輪的齒數(shù)為： mz1 izG2 2816 271）材料的選擇根據(jù)干燥設(shè)備設(shè)計(jì)，小齒輪的尺寸不大，適用于鍛造，故選用45 鋼，調(diào)質(zhì)處理；齒圈材料選擇ZG310-570 ，正火處理。 b=5800 kgf/cm22=580Mpa。2）按接觸強(qiáng)度計(jì)算尺圈寬度114.46 1011N K jKdi（iG 1）BG2Gdf22n j 24-58 )式中： N按計(jì)算功率加一定的余量，取電機(jī)功率N=3kw; 傳動(dòng)效率，取 0.85