机械毕业设计1147内循环式烘干机总体及卸料装置设计.doc
机械毕业设计1147内循环式烘干机总体及卸料装置设计
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机械毕业设计1147内循环式烘干机总体及卸料装置设计,机械毕业设计论文
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1 0 引言 0.1 概述 单筒式回转烘干机适用范围广、操作方便、运转率高，在水泥工业中被广泛用于烘干粘土、矿渣、碎石、煤等原、燃料。 干燥时，热空气或热烟气将热量传给物料，使水份蒸发，同时依靠通风设备的作用，使干燥设备内的干燥介质不断更新，以排除水汽。干燥设备的形式也是多种多样的，水泥工业中常用的有回转烘干机、流态烘干机、搅拌（悬浮）烘干积极气流式干燥管等。近年来国内外还在研究喷雾干燥装置。这些设备一般都利用热烟气进行对流烘干 回转烘干机筒体一般为单直筒型，安装时筒体与水平成一倾斜角度，物料从高端进入，随着筒体 的回转缓缓流向低端而后卸出。在中小型水泥厂中，烘干机的筒体长度一般为 12-20m，以保证物料在烘干机内的停留时间，满足烘干工艺要求。出热风炉的热气流和物料在筒体内以顺流或逆流形式进行热交换。在烘干过程中，单筒式烘干机约有 35 55的热量随废气流失和由筒体向外散失掉。 针对单筒式回转烘干机存在的弊端，我们开始设计一种套筒式烘干机。该机结构新颖独特，占地面积小、单位机重产量高、热效率高、运转可靠。 0.2 工作原理及结构特点 套筒式烘干机是通过对单筒烘干机的单一筒体改为套叠在一起的两筒或三筒，以缩短烘干机的外 形尺寸。该机工作时，物料和热气流依次进入内外筒体，在烘干机内作“ V”或“ N”形往复折流后，充分利用热能烘干物料后再卸出。 该烘干机筒体部分由两个筒轴水平放置的内外套筒组成，内通为一锥筒，外筒为直筒，这就使通体的截面得到充分利用，其筒体外形总长度约为相当的单筒的 50 60，从而大幅度的减少了占地面积和厂房建筑面积。 该机的支撑装置，在高温端采用活套在内筒上的轮带与托轮支撑，低温端则在中心轴上用一滚动轴承支撑，并采用中心传动，使总体结构紧凑、合理。为便与磨损件的检修和更换，在中间一般设计成轴向剖分式，用螺栓 固定连接。 该机工作时，物料与热气流顺流从内锥筒的小端进入，被扬料板扬起与热气流进行充分的热交换，同时向大端移动。同理，进入外筒后，物料被勺形扬料板扬起，并均匀地撒落在内锥筒外壁的上部，随筒体慢速回转，物料在环形空间能经历一较长的滞留时间，最后沿筒壁和内筒外壁上的导料板流向出口端，通过翻板阀卸出，废气由卸料罩上的旋风收尘器收尘后排出。 从上述物料的流程可以看出，物料在被外筒热气流直接烘干的同时，又被内筒的热气流间接烘干。内筒里的物料与热气流之间的热交换以辐射、对流传热形式为主，nts内循环式烘干机总体及卸料装置设计 2 而在外筒内，气体湿度已较大，温 度较低，物料撒落在内筒外壁上，使两者的热交换以传导、对流形式为主，从烘干机原理上也是非常合理和科学的，再者，低温段的外筒对高温段的内筒有保温隔热作用，并使设备的总散热面积有对于单筒烘干机减少了30 40，总之，该烘干机，在设备的总体设计和结构设计方面有较大的创新。 0.3 结语 随着水泥生产向大型、高效方向的不断发展，套筒式烘干机将以其结构紧凑、占地面积小、热效率高、投资省、适应性强、运转可靠等特点，为水泥厂的原、燃料烘干提供了一种较理想的烘干设备。 nts 3 1 物 料的烘干 在水泥工业中，当采用干法生产时，各种含水的物料如原料、煤和混合材都需要进行烘干，而采用湿法生产时，煤和混合材也需要烘干，这样才能保证粉磨作业的正常进行。 入磨物料的水分，对磨机的产量，出磨物料的质量及磨机的操作都有很大的影响。入磨物料水分多，磨内含湿量高，细粒物料会粘附在研磨体、衬板和隔仓板上，使粉磨效率下降；而且，入磨物料水分过高必然会使磨机作业条件恶化，给操作和质量控制带来困难。此外，喂入磨内的物料，其配合比会受到物料内水分的波动而变化，从而出磨产品的质量也随之受到影响。因此，排除物料过多水分 的烘干工序是水泥生产中必不可少的重要环节。 水泥厂采用单独进行烘干的烘干设备有回转式、式、重力式等。其中最常用的是回转式烘干机。这种烘干机虽然烘干效率低，投资大，、但是对物料的适应性强，可以烘干各种物料，且设备操作简单可靠，故得到普遍采用。 1.1 干燥设备分类及在水泥工业中的应用 物料的干燥可以自然的或人工的方法进行。 自然干燥，即把湿物料堆放在棚屋里或室外晒场上，借风吹日晒使其干燥，这种方法的优点是无需专门设备，不用消耗燃料；但是干燥速度慢，产量低，劳动强度高，操作条件差，而且受气候影响大。 人工干燥 ，是把物料堆放在专门的干燥器中进行干燥，人工干燥时，传给物料热量的方式很多，如利用热空气或热烟气的对流传热；利用红外线灯或热的金属、陶瓷、耐火材料等表面的辐射传热。 利用热空气或热烟气的对流作用进行加热干燥的方法称为对流干燥，所用的热空气或热烟气称为干燥介质，根据水泥工业物料的特点燥时，热空气或热烟气将热量传给物料，使水份蒸发，同时依靠通风设备的作用，使干燥设备内的干燥介质不断更新，以排除水汽。干燥设备的形式也是多种多样的，水泥工业中常用的有回转烘干机、流态烘干机、搅拌（悬浮）烘干积极气流式干燥管等。近年来 国内外还在研究喷雾干燥装置。这些设备一般都利用热烟气进行对流烘干。 干燥作业还可以和粉碎、选粉等其它作业同时进行，目前水泥厂的煤粉制备大多采用烘干兼粉磨系统。近年来，国内外对水泥原料等采用烘干兼粉磨流程也日益增多。这种方法可以简化工艺过程，减少热量消耗，但若物料的初水分超过烘干兼粉磨系统的允许范围时，则仍需另设烘干设备进行预先烘干。 总之，烘干过程是水泥工业中基本的热工过程之一，干燥过程进行的好坏直接影响水泥的产质量，因此水泥工作者对烘干设备必须给与足够的重视。 nts内循环式烘干机总体及卸料装置设计 4 1.2 回转烘干机的型号和特性 在回转烘干 机内，按物料与热气体流动的方向的不同，有顺流式和逆流式两种。顺流式烘干机物料与热气流的流动方向是一致的，在进料端，湿物料与温度较高的热气体接触，其干燥速度较快，而在卸料端，由于物料易被烘干，物料温度也升高了，而气体温度以降低，二者温差较小，故干燥速率很慢，所以在整个筒体内干燥速率不均匀。逆流式烘干机物料与热气体流动方向是相反的，已烘干的物料的物料与温度较高、含湿量较低的热气体接触，所以整个筒体内干燥速率比较均匀。 顺流干燥烘干特点示意图 4 温度物烟（逆流）逆流干燥烘干特点示意图 4 再选择烘干机的顺逆流操作时，应根据具体条件来考虑，入物料的特性、粒径、物料最终水分的要求以及车间的布置情况等。在水泥厂中两种操作方法均有采用，而以顺流操作的居多，其主要特点如下： 1. 在烘干机热端，物料与热气体的温差较大，热交换过程迅速，大量水分易被蒸发，适用于初水分较高的物料。 2粘性物料进入烘干机后 ,由于表面水分易蒸发，可减少粘结 ,有利于物料运动。用于烘干湿煤时，可避免高温气体直接接触干煤 引起着火。 3顺流操作的热端负压低，能减少进入烘干的漏风量，有利于稳定烘干机内热气体的温度及流速。 4喂料与供煤同设与烘干机的热端，车间布置较方便。 5顺流操作的烘干机出料温度低，一般可用胶带输送机输送。 6顺流操作的粉尘飞扬较逆流时要多，烘干机内总的传热速率比逆流式要慢。 回转烘干机的规格是以筒体的直径和长度表示，目前我国水泥厂常用的几种规格的烘干机及设备参数如下表所示： 国内常用的几种烘干机的规格及性能参数 2 nts 5 编号 规格（ m） L/D 有效容积 转速 斜度（ %） 功率（ KW） 1 1 5 5 3.9 2.44 5 4.5 2 1.2 6 5 8.1 2 5 4.5 3 1.5 12 8 5 20 4 2.2 12 5.45 5 17 5 2.2 14 6.36 47 4.9 5.24 14 6 2.4 18 7.5 81.4 3.2 4 30 7 3 20 6.67 141.5 3.5 3 65 回转烘干机 的操作控制参数 2 干燥物料的种类 石灰石 矿渣 粘土 烟煤 无烟煤 进烘干机热气温度（） 800 1000 700 800 600 800 400 700 500 700 出烘干机废气温度（） 100 150 100 150 80 110 90 120 90 120 出烘干机物料温度（） 100 120 80 100 80 100 60 90 60 90 烘干机出口气体流速（ m/s） 1.5 3 1.5 3 1.5 3 1.5 3 1.5 3 几种回转烘干机水分蒸发强度 A 值（ Kg/m3 h） 2 粘土 1 粘土 2 矿渣 石灰石 水 分 A 值 水 分 A 值 水 分 A 值 水 分 A 值 1.5 12 10 22 10 35 2 12.3 15 29 15 40 3 16.5 20 33 20 45 4 20.5 25 36 25 47 25 49 5 24.4 30 52 6 26.5 10 35 2.2 12 10 22 10 28.5 10 35 2 10.5 15 29 15 38 15 40 3 15.3 20 33 20 43 20 45 4 17.2 25 36 25 47 49 5 22.8 52 6 22.5 10 33.7 10 22 10 19.5 10 30 2 9.6 nts内循环式烘干机总体及卸料装置设计 6 2.4 18 15 29 15 26 15 35 3 13.8 20 33 20 32 20 37 4 17.9 25 36 25 39 25 39 5 21.5 30 40 6 23.6 10 34 1.3 工作原理及结 构特点 我们设计的双筒烘干机是利用“内循环式烘干”的工作原理，设计的一种结构独特的的水平布置双筒回转式烘干机。本机主要由正面框、密封装置、回转部分、出料装置、传动装置、支承装置等组成，水平布置，中心传动。烘干机筒体部分由两个同心水平放置的内外筒体组成（见图 1），内筒体由直端和锥体拼接而成以利物料的流动；外筒为一直筒，设计为两段，其中一端为可拆分式，以便修理；筒体长度约为同等烘干能力的单筒烘干机的工作是，物料由提升仓送到料仓，经自制圆盘喂料机喂料，由下料管喂入内筒与热气体顺流由内筒体的支端进入，物料经螺旋板的 推进流入内筒锥体部分，随着筒体回转及扬料板的抛散，物料一边与热气体进行交换，一边向前移动，从内筒体的出料口进入外筒体内。为了防止出料口的物料堵塞，在外筒体两端各设置了螺旋板，同时，外筒体中的养料板也呈一定的角度布置，作用形似轮旋板，在内筒外壁上，也布置了几块物料导向板。物料在外筒体中，通过扬料板的作用，分别与热气体及内筒外壁再次进行热交换。烘干好的物料由外筒上的出料口卸入翻板阀，废气则由出料口经出料罩上部入除尘器除尘。 单筒烘干机与套筒烘干机主要热工性能及参数对照表 3 规格（ m） 设备重（ t） 产量（ t/h） 热耗（ KJ/Kg） 热效率（ %） 蒸发强度Kg/（ m3 h） 煤耗（ Kg/t） 1.5 12（单筒） 20 4.9 6 50 28 38 30 40 2.0 6.5（双筒） 18 6.1 7 80 35 50 16.5 20 2.2 14（单筒） 32 10.5 13 5443 5812 23 38 2.4 8（双筒） 26 12 15 3587 3984 15 19 从上述物料的流程可以看出，内筒中的物料与热气体的交换 以辐射、对流传热形式为主，而在外筒中，热气体温度低，湿度也较大，物料被抛散与内筒外壁上，在被热气体直接烘干的同时又于内筒外壁进行进行以传导、对流形式的热交换。采用内外筒结构，可使低温的外筒体对高温的内筒体起到保温、隔热作用，并使设备的总散热面积只相当与同等能力单筒烘干机的 50 60。而且，外筒表面的温度仅为 70，nts 7 较单筒烘干机表面温度（ 120 140）有了大幅度降低。总之，双筒烘干机有了革命性的改进，其使用效果也是非常好。 双筒烘干机筒体结构简图 1 2 双筒烘干机的设计计算 2.1 水分蒸发强度及烘干机尺寸计算 水分蒸发强度，是综合反映烘干机性能的一个主要指标，也是在设计中的一个主要参数。所谓水分蒸发强度，是指烘干机单位时间（小时）每平方米有效容积平均蒸发水的质量，其单位是 Kg/h m3，通常以符号 A 表示。 根据定 （ 2-1） 公式中 lm烘干机每小时蒸发水量，（ Kg/h）；其计算方法见硅酸盐工 业热工基础 V烘干机的有效容积（ m3） A 的影响因素很多，它与物料的性质有关，物料吸水性越强，烘干时，放出的水越多， A 值越大；物料的初水份越大， A 值也越大；另外，还和烘干机的规格结构有关。 在进行烘干机设计和选型时，根据公式（ 2 3）计算烘干机的尺寸或规格，根据已知条件查阅资料，选择确定水分蒸发强度 A 值，则有效容积为： V (2-2) 再根据 L/D=5 8,确定 L/D 值，利用： 85/42DLLDV (2-3) nts内循环式烘干机总体及卸料装置设计 8 计算回转烘干机筒体直径 D 和长度 L。所得直径是否合理，最后用烘干机出口风速进行验算。 双筒内循环式烘干机是回转烘干机的一种，回转烘干机机械结构中的支承装置、挡轮装置、传动装置及密封装置的结构与回转窑基本相同。 根据烘干机水分蒸发量进行计算 W= 2 (2-4) 式中 1W 物料的初水分（ %） 2W 物料的终水分（ %） G 烘干机的产量 W= )(1000 21 WWG / )100( 1W =1000X20X（ 15-2） /（ 100-15） =3058.8(Kg/h) 查表干燥设备设计表 8 2 部分物料的操作数据（ P405）可知普通粘土初水分为 20%，终水分为 2%。气体温度为 600 700，出气口温度为 81 100。蒸发强度为 50 60Kg/ hm3 .初选蒸发强度为 60Kg/ hm3 。 计算烘干机的体积参考烧成与烘干（ P259） =3058.8/60 =50.98( )3m 物料在内筒中和在外筒中之间所占的体积理论上应相同，则在设计时内筒的体积应于内筒与外筒之间的体积相同。 )( 3m L/D=5 8 双筒烘干机的优点是占地面积小节约土地资源，故初选长径比为 5，则： )(86.1 mD )(3.9586.1 mL 外筒的长度与内筒约相同，外筒的截面积是内筒的 2倍，所以外筒的直径是内筒的 2 倍则： nts 9 )(63.2286.1 mD 外 初选 )6.2),(8.1 mDmD （外 为了保证烘干机的要求体积 50.98( )3m ，则将 L扩大取 10m。 筒体的锥度 对于单体烘干机，筒体的斜率为 3%-5%，对内循环式双筒烘干机其锥度为 3%-5%，选取内筒锥度 4%。已知筒体的长度约为 10m，筒体的锥度为 4%的小筒体的中间直径为 1.8m，故可求小筒体小端的直径为（ 1.8-5 X 4%） =1.6m，小筒体的大端直径为（ 1.8+5 X 4%） =2m。 2.2 物料需在转筒内烘干时间的计算 计算或确定了烘干机的水分蒸发强度 A 后，可根据下式计算物料需要在转筒 内烘干的时间： 2 （ 2-5） 式中 A水分蒸发强度（ Kg/h m3） T物料在转筒内烘干的时间（ min） vlW -烘干机单位有效容积蒸发水量（ Kg/m3） 即 VmW lvl 2 （ 2-6） 根据硅酸盐热工基础第 363 页式（ 6-34），如果用干、湿物料平均质量和初水分的平均水分代入，则： )21 0 0(2121vvvvGmm c pl 2 （ 2-7） 将式（ 2-6）代入（ 2-6）则得： 2 (2-8) 式中 p干、湿物料的平均密度（ Kg/m3） 烘干机的物料填充系数；操板式 0.1 0.15，扇形式 =0.10.3 Gmcp烘干机内干、湿物料平均质量（ Kg/h） V烘干机有效容积（ m3） nts内循环式烘干机总体及卸料装置设计 10 v1、 v2物料的初、终水分（） 将式（ 2-7）代入式（ 2-4）则得： (min) 2 (2-9) 根据以上公式取其中系数为： 填充系数 10 平均密度 p=600Kg/m3 初水分 1v 10% 15% 终水分 %22v 蒸发强度 A=40 60 矿渣密度为 600Kg/m3 粘土密度为 1100 1600 Kg/m3 当烘干的物料为矿渣时，根据公式计算出烘干机的转速范围为： T 15.32 25.57(min) 当烘干的物料为粘土时，根据公式计算出烘干机的转速范围为： T=18.7 31.25(min) 2.3 烘干机转速的计算 物料在烘干机筒体内经历的时间，与物料在筒体内的运动速度及筒体的长度有关，而物料的运动速度又与物料在转筒内运动的状态有关，这个运动过程很复杂，若烘干机的长度为 L，物料在筒体内停留时间为 T，物料运动速度为 Wm，则有 2 （ 2 10） 从而可得 TDtgKnln2 （ 2 11） 式中 n 烘干机筒体转数（ r/min） 转筒的倾斜角度（度） D 转筒的直径（ m） M 比例系数，当填充系数 0.1 0.5 时，抄板式 m=0.5，扇形式m=1.0 K 比例系数，对 于较轻物料，顺流式 K 0.2，逆流式 K=2.0；对于较重物料，顺流式 K 0.7，逆流式 K=1.5 T 物料在转筒内需经历的时间（ min） 根据以上公式取其中系数为： 比例系数 K 0.7，比例系数 m=0.5， nts 11 扬料板长度 l=15(m)，小筒的锥度 tg =0.04 转筒的直径 D=2(m)，其中 D 为大小转筒的平均直径 当物料为矿渣时 T 15.32 25(min) 将以上数据代入公式（ 2 10）得： 当物料为矿渣时 n=2.57 4.28(r/min) 当物料为粘土时 n=2.1 4.5(r/min) 2.4 回转烘干机所需动力的计算 回转烘干机所需功率可按下列经验公式计算： N=Km a x3 nLDKN p 2 （ 2 12） 其中 N 回转烘干机所需功率（ Kw） D 筒体直径（ m） L 筒体的长度（ m） maxn 最大转速（ r/min） p 烘干机内物料的平均容积密度（ Kg/m3） K 功率系数，随烘干机扬料装置的模型和填充系数而变，可由下表查得。 回转烘干机功率系数 K 510 值 2 烘干机内部结构型式 填 充 系 数 0.1 0. 0.20 0.25 抄板式 4.9 6.9 8.2 9.2 扇形式 1.6 2.3 2.6 2.9 蜂窝式 0.8 1.0 1.3 1.43 根据以上公式取其中系数为： 筒体直径 D 2（ m），内套的大端 筒体长度 L 18（ m） K 4.9 10 5 当烘干的物料为矿渣时，p 600Kg/m3，maxn 4.28(r/min) N 18.12(Kw) nts内循环式烘干机总体及卸料装置设计 12 当烘干的 物料为粘土时， 1600Kg/m3，maxn 4.5(r/min) N 27.17(Kw) 2.5 烘干机产量的计算 烘干机的产量可用下列公式计算： 2 式中 2wG 烘干机的产量（ t/h） 可见烘干机的产量，与烘干机的规格，被烘干物料的初水分、终水份及蒸发强度有关。烘干机水分蒸发强度又与被烘干物料性质、干燥介质的性质 ，烘干机的流程及结构形式等因素有关。因此在进行烘干机的产量计算时，合理、适当地选择确定烘干机水分蒸发强度是极为重要的。 nts 13 3 卸料罩壳的设计 卸料罩壳的设计 根据物料离开转同时的方向及位置的不同，卸料方法可分为轴向卸料、径向卸料及中心卸料三种。 （ 1） 轴向卸料法 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） 径向卸料法 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） 中心卸料法 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。 根据本次设计的要求，我们采用了径向卸料法，在内筒体的大端开了 11 个卸料孔，外筒体的卸料端开了 12 个卸料孔。物料由下料管喂入内筒，经过螺旋板的推进流入内筒锥体部分，慢慢移动到大端，经出料孔流到外筒内。物料在外筒体中，通过扬料板的作用，烘干好的物料由外筒上的出料口卸入翻板阀，废气则由出料口经出料罩上部入除尘器除尘。 nts内循环式烘干机总体及卸料装置设计 14 4 密封装置的设计 4.1 密封装置的位置与要求 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努克避免存在缝隙，为了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。 对密封装置的基本要求是 （ 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。 4.2 密封结构 （ 1） 迷宫式 迷宫式密封是让空气流经弯曲的通道，产生流体阻力，使漏风量减少。根据迷宫通道方向的不同，分为轴向迷宫式密封和径向迷宫式密封。迷宫式密封结构简单，没有接触面，因此 不存在磨损问题，它不受筒体窜动的影响。考虑到筒体及迷宫密封圈本身存在的制造误差、刚度和筒体轴线弯曲，相邻迷宫圈间的间隙不能太小，一般不少于 20 40mm。间隙越大，迷宫数量越少，密封效果就越差。因此迷宫式密封只适用于气体压力小的场合，或者与其它密封结构联合使用。 （ 2） 轴向接触式 轴向接触式密封也称端面密封。最简单的端面密封由压紧环（动环）和支撑（静环）组成。压紧环随筒体旋转并用弹簧紧压于支撑环上，支撑环固定在进出料箱上，端面密封是由端面在相对运动中紧密研磨啮合而达到密封要求。为了确保压紧环在筒体运转中的窜动又 要与支撑环紧密贴和，故压紧环与筒体是浮动安装，因而有空隙。这是在端面密封中漏气的唯一来源，因此应当极小。 （ 3） 径向接触式 筒体和密封元件间沿径向的接触面来防止气流流通的装置称为径向接触式密封。用作径向接触式密封元件的材料目前有三种：柔性物，如橡胶带、毛毡；金属摩擦件，如铸铁；碳素（石墨）制品。 （ 4） 正压气封式 正压气风式密封式是用鼓风机，将空气通过风嘴吹入筒体与隔热套之间的环形通道内，在整个圆周上形成一股自下而上的气流，使筒体端部得到冷却保护。故风压力稍高于窑头罩内压力，形成一股自下而上的气流，使筒体端部 得到冷却保护。鼓风压力稍高于窑头罩内压力，形成气幕密封。鼓风的一部分成为二次空气入窑。这一结构设有摩擦件，可延长窑口密封圈的寿命。正压气封式的缺点nts 15 是漏入少量冷风，对操作有一定不利影响。 本次设计的双筒回转烘干机采用了两种密封装置： 一种是如下图的密封装置，密封圈 5 为毛毡，主要起隔热作用。弹簧 2 和压板 3同时将密封圈 5 固定于筒体外壁。压圈 4 和压块 1 由螺栓一起固定于卸料罩壳上，主要是为压紧密封圈，使密封圈能够紧紧贴在筒壁上，还能保护弹簧和压板。这种密封装置结构简单，安装方便。 452311 压块 2 弹簧 3 压板 4 压圈 5 密封圈 第二种密封装置是轴向迷宫式密封与径向接触式的综合密封装置，如下图所示。此种密封结合了轴向迷宫式密封和径向接触式密封的优点，使用效果很好。 1 固定迷宫圈 2 耐热橡胶圈 3 活动密封圈 4 支撑环 5 固定环 5 传动装置 回转圆筒设备的转速都较慢，一般在 2 6rpm。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，通常的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，在传给装在筒体上的大齿轮而使筒体转动。随着筒体的加大，传动功率亦越来越大。由于大功率、大速比减速器的设计制造困难，因此较大的筒体有采用双传动的。当用直流电动机驱动时，双传动两侧电动机的同步是完全可以实现的。确定单传动还是双传动的主要依据为电动机功率的大小。目前电动机功率 150Kw以下的，均为单传动， 250Kw 以上的一般为双传动，而 150 250Kw 视具体条件而定。 nts内循环式烘干机总体及卸料装置设计 16 5.1 电动机选型 回转圆筒是用于固体颗粒物料的干燥或冷却的设备，操作时周围环境温度较高，灰尘较大，在逸出气体 中往往含有腐蚀气体。选用电动机时应防尘，防腐，防爆，还应具有通风冷却装置，以适应高温辐射的需要。另外为实现加料和筒体转速同步，有用回转筒主电动机带动发电机供给加料的驱动电动机。 回转干燥器用于被干燥物料的物性不稳定和重量的变动，有时需对筒体进行调速。常用的调速方法有以下几种： （ 1） 直流电动机可控硅调速； （ 2） 绕线型转子异步电动机，电阻调速及可控硅串激调速； （ 3） 电磁调速异步电动机（又称滑差电动机）； （ 4） 整流子变速异步电动机； （ 5） 鼠笼型多速异步电动机； （ 6） 用更换皮带轮方法进行调速。 本次设计我们采用的是 YCT系列电磁调速电动机 。 YCT系列电磁调速电机产品，它是取代 JZT 系列电动机的更新换代产品。与 JZT 老系列电机相比，除统一的技术条件和测试方法外，还规定了 Y 系列拖动电动机与离合器之间的配套尺寸，并采用统一的控制方案和参数，便于互换，扩大了功率和机座号范围； 15Kw 及以下规格的效率比 JZT 老系列约提高 3% 4%， 17Kw 及以上规格的约提高 7% 8%， YCT 系列中心高 315 的机座号及以下的规格调速比为 1： 10，中心高 355 的机座号的调速比为1： 3，比 JZT 系列提高了额定转速；励磁绕组绝缘等级由 YZT 系列的 E 级提高到 B级（或 F 级），并 增加了对电枢温升考核的限制，还规定了振动、噪声限值等。 5.2 YCT 系列电动机 5.2.1 YCT 系列电动机具有以下特点： （ 1） 交流无级调速，具有速度负反馈的自动调节系统，转速变化率低于 3%，与精密型控制器配合后，转速变化率可小于 1%； （ 2） 结构简单，使用维护方便，价格低廉； （ 3） 无失控区、调速范围广，最大可达 10： 1； （ 4） 控制功率小，便于手控、自控和遥控，适应范围广； （ 5） 起动性能好，起动转矩大，起动平滑。 5.2.2 YCT 系列电动机的基本原理如下： 该系列电机的无级调速是电磁转差离合器来完成的，它由两个旋转部分 ：圆筒形电枢和爪形磁极，两者没有机械的联接，电枢由电动机带动与电动机转子同步旋转，nts 17 当励磁线圈通入直流电后，工作气隙中产生空间交变的磁场，电枢切割磁场产生感应电动势而产生电流，即涡流，由涡流产生的磁场与磁极磁场相互作用，产生转矩，输出轴的旋转方向与拖动电动机相同，输出轴的转速，在某一负载下，取决于通入励磁线圈的励磁电流的大小，电流越大转速越高，反之则低，不通入电流，输出轴便不能输出转矩。 本次设计的双筒式回转烘干机所需的功率为 18.12 27.17 Kw，根据常用调速设备技术手册上的 YCT 系列电磁调速电机 的技术参数，选择电机型号为 YCT 280 4A，其中电机的标准功率为 30Kw，额定转矩为 189N m，调速范围 1320 132r/min，转速变化率小于 3，拖动电动机型号 Y200L 4。 6 减速机的设计 回转圆筒用的减速机采用圆柱齿轮减速器和 JZQ 型减速器。 转筒载荷特点是连续、平稳、不经常起动，考虑到回转筒电动机在运转时的负荷率均较低，选择减速器时应按计算运转率（加一定波动余量）作为减速器的设计功率。并以转筒在起动时的最大力矩为尖峰载荷来核算减速器承受的能力。在选用时， 宜将上述的两系列减速器标准中给出的承载能力降低 10% 20%取用。 回转圆筒用圆柱齿轮减速器 2 型 号 Z L Z S nts内循环式烘干机总体及卸料装置设计 18 中 心 矩 250 1300 500 1500 速 比 7.1 45 50 280 重 量 135 5430 325 5720 本次设计的双筒回转式烘干机的转速范围是 2.1 4.28r/min，而选用的调速电动机的转速范围为 1320 132r/min。所以我们设计的减速器的型号是 ZS125，速比为200。 7 支承装置 回转圆筒烘干机的支承装置为挡轮、托轮系统。 7.1 托轮与轴承的结构 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nts 19 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。 7.2 托轮与轴承的设计 托轮轴承组的设计顺序如下：由筒体载荷 Q，经过计算确定轴瓦直径、长度或滚动轴承的型号。同时在滚圈计算时已定滚圈的宽度和托轮直径。在此基础上确定托轮宽度。根据上述各零件参数画出托轮轴承组的结构草图，然后进行轴的精确校合及其它 计算。 滑动轴承，由轴承润滑条件和轴颈弯曲强度定直径和长度。由于干燥器负荷都太重，一般都不采用滑动轴承。 滚动轴承，若为转轴式，参照轴颈弯曲强度求得最小直径maxd，按滚动轴承寿命计算方法经计算后选用轴承型号。若为心轴式，在满足负荷后，适当考虑轴直径及托轮宽度，通过滚动轴承寿命计算方法选用轴承型号。 8 结论 本次课程设计是针对单筒式回转烘干机存在的弊端，为了缩小烘干机的外形尺寸；减少筒体的散热面积，降低筒体的外表面的温度，最大限度的利用热能，提高烘干 效率。我们开始设计一种套筒式烘干机。该机结构新颖独特，占地面积小、单位机重产量高、热效率高、运转可靠。 随着水泥生产向大型、高效方向的不断发展，套筒式烘干机将以其结构紧凑、占地面积小，热效率高、投资省、适应性强、运转可靠等特点，为水泥厂的原、燃料烘干提供了一种较理想的烘干设备。 nts内循环式烘干机总体及卸料装置设计 20 致谢 毕业设计 即将 结束，这项可以说是在大学学习中的最后一 部分内容 。在这次毕业设计的过程中，我感觉 学到了很多东西，比如软件 utoCAD 的应用。 我的毕业设计的课题是双筒式回转烘
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