1750×12000回转窑设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 摘要 本次毕业设计完成了 1750 12000 回转窑的设计，此回转窑用于生产铁氧体磁性材料。 本次设计综合了现代磁性材料生产工艺的国内外发展现状，分析了其发展趋势；回转窑的结构设计完成了包括筒体、滚圈、齿轮和齿圈、托轮和挡轮、传动装置等的设计计算工作；对筒体、齿轮、托轮轴等主要零部件进行了受力分析与强度计算，还应用了 限元分析方法对回转窑上的托轮底座进行了有限元分析，分析了其应力和变形情况，用直观的报告形式说明了其满足校核的结果。 而且本次设计 还运用了 程软件绘制了回转窑的总图、筒体装配图、托挡轮装配图、传动装置装配图和大齿轮零件图等图纸。 关键词：回转窑、磁性材料、 限元分析 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 1750 12000 is to of to s of s of to to to to of of to of of to of in a to of to of to to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 目录 中文摘要 英文摘要 总论部分 1 现代磁性材料生产工艺的国内外发展现状及其发展趋势 1 性材料的分类 1 性材料的现状 1 氧体磁性材料 1 性材料的发展趋势 2 2 回转窑生产磁性材料的概述 4 3 常用各种类型回转窑设备的介绍，优缺点对比 5 转窑的介绍 5 种回转窑的对比 5 专题部分 4 现代磁性材料生产对回转窑设备的要求 6 5 设计方案的比较与方案的确定、参数的确定 7 内外各种设计方案的比较 7 8 6 回转窑的结构设计、结构参数的确定 9 7 回转窑的设计计算 10 础计算部分 10 体计算 10 撑装置计算 14 动装置 20 8 1750 12000 回转窑的托轮底座的强度计算（运用 限元方法） 24 绍 24 轮底座的有限元分析计算 24 用 底座分析的结果 25 用 零件进行有限元分析的步骤 28 9 1750 12000 回转窑的安装、维护和润滑 29 转窑的安装 29 转窑的润滑 30 10 经济技术分析 31 11 设计体会 32 谢辞 33 参考文献 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 总论部分 1. 现代磁性材料生产工艺的国内外发展现状及其发展趋势 性材料的分类 磁性是物质的基本属性之一，在外磁场作用下，各种物质都呈现出不同的磁性。磁性材料按其特性、结构和用途可分为软磁性材料、永磁性材料、磁记录材料、旋磁材料和非晶态软磁材料等。 软磁材料的磁性能的主要特点是磁导率高，矫顽力低。属于软磁材料的品种有电工用纯铁、硅钢片、铁镍合金、软磁铁氧体和铁钴合金等，它们主要是作传递和转换能量的磁性零部件或器件。 永磁材料的磁性能的主要特点是矫顽力高，属于永磁材料的品种有铁镍钴 、稀土钴、硬磁铁氧体等，它主要作用是在能够产生恒定磁通的磁路中，在一定空间内提供恒定的磁场作为磁场源。 性材料的现状 磁性材料作为一种重要的功能材料，广泛用于国民经济各个领域，在现今国民经济各个领域中扮演着一个重要的角色。随着社会步伐的不断涌进，中国磁性材料又面临一次发展良机。 磁性材料作为电子行业的基础功能材料，永磁材料作为磁性材料的重要组成部分，在电子工业 ,电子信息产业、轿车工业、摩托车行业发挥着重要的作用，同时它还广泛用于医疗、矿山冶金、工业自动化控制、石油能源及民用工业。永磁材料有永磁以及一 切铁氧体瓷瓦、磁块、磁环、磁粉等，广泛用于各种微电机、扬声器、自动化装置、医疗机械、磁选设备以及一切需要恒定磁源的地方，用永磁代替电磁结构简单、使用可靠、节约能源、维护方便。还有方形、圆形、圆柱、片状、条形、扇形、瓦形、环形等多种形状的永磁材料，可广泛用于耳机、听筒、微形发声器件、磁性纽扣、磁性门吸、玩具、马达、磁疗保健、电脑设备、电子零件等不同领域。另外，采矿业、航天航空、高保真音响、电机等也是词性材料涉猎的对象。由此可见，磁性材料对我们的生活各方面将越来越重要。 铁氧体磁性材料概 述 铁氧体磁性材料是近三十多年迅速发展起来的一种新型的非金属磁性材料。从它的电特性看来，属于半导体范畴，所以有的铁氧体也称为磁性半导体。随着生产的发展和科学技术的进步，铁氧体磁性材料不仅在电子工业部门应用日益广泛，例如已在通讯广播、自动控制、计算技术和仪器仪表等方面成为不可缺少的组成部分，而且在宇宙航行、卫星通讯、信息显示和污染处理等方面，也开辟了新的广阔的应用前景。 根据目前在实际生产中的应用情况，铁氧体磁性材料可分为软磁铁氧体、永磁铁氧体、旋磁铁氧体、矩磁铁氧体和压磁铁氧体等五种，它们又各有单晶、多晶和 薄膜等形式。由于铁氧体磁性材料的新品种、新工艺、新技术和新器件不断出现，不断在国民经济各部门广泛应用，因此对我国实现农业、工业、国防和科学技术现代化，将发挥重要作用。 铁氧体是由铁和其他一种或多种金属组成的复合氧化物。随着替代金属的不同，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 可以组成各种不同类型的铁氧体。铁氧体也可以理解为一种具有铁磁性的金属氧化物目前已经出现一些不含铁离子但却具有磁性的金属氧化物和硫属化合物，如氧化镍、氧化铕。 铁氧体磁性材料的用途和品种，随着生产的发展已经越来越多，根据目前应用情况，可分为软磁、硬磁、旋磁、钜磁和压磁等五大类 。软磁材料是指在较弱的磁场下，易磁化也易退磁的一种铁氧体材料，软磁铁氧体是目前各种铁氧体中用途较广、数量较大、品种较多的一种铁氧体材料。软磁铁氧体主要用作各种电感元件，如滤波器磁芯、变压器磁芯、天线磁芯、偏转磁芯以及磁带录音和录像磁头、多路通讯等的记录磁头的磁芯等。 硬磁材料是相对于软磁材料而言的，它是指磁化后不易退磁，而能长期保留磁性的一种铁氧体材料，因此，有时也称为永磁材料或恒磁材料。永磁铁氧体材料不仅可以用作电讯器件中的录音器、微音器、拾音器、电话机以及各种仪表的磁铁，而且在污染处理、医学生物和印刷显 示等方面也得到了应用。 性材料的发展趋势 上世纪九十年代以来，随着稀土材料的开发和非晶磁性材料的不断完善，特别是纳米晶磁性材料的出现，使得金属磁性材料进入到一个崭新的发展阶段。人们对材料显微结构的要求亦由以往追求完整、无缺陷的长程有序的晶体结构，发展到具有优异性能但长程无序的非晶结构，继而又进入到纳米晶的研制和开发阶段。 性材料的磁致伸缩现象早在 19 世纪中叶就被发现，但其磁致伸缩量小使其应用范围受到了很大的限制，开发具有更大的磁致伸缩效应的材料一直是人们的追求目标。 19631965 年在重稀土 单晶体中发现了很高的磁致伸缩现象； 1972年开发成室温下具有超大磁致伸缩效应的 属间化合物，其磁致系数高达（ 12） 10 3 （ ，至此称这种巨大磁致伸缩现象为超磁致伸缩效应。目前超磁致伸缩已进入实用阶段，研究开发的内容以制作工艺、检测评价等为中心，在伺服机构等领域应用前景看好。从实用角度，材料应具备的条件主要有： 1. 变位量及生产的应力要大（并具备相应的机械强度）； 2. 响应速度快； 3. 软词性； 4. 可在底磁场下驱动； 5. 居里温度高； 6. 在使用气氛中磁致伸缩特性对温度的变化不敏感； 7. 高可靠性； 8. 环保性优良，兼备市场竞争力； 超磁致伸缩材料在某些量大面广的领域，例如全球范围内的海面港口管理用器件，计算机用打印等应用领域中，具有很大的潜在应用背景。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 铁氧体磁性材料的制作工艺简图如下： e2 烧成 粉末未经高温烧结成形 粗粉碎 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 细粉碎 干燥 造粒 整粒 压缩成型 压缩成型 烧成 压粉体在高温下烧成 加工检查 铁氧体磁性材料的第一步烧成工作在回转窑中完成。配料与混料（ e2 粉碎后由回转窑的进料装置进入到筒体进行焙烧，其焙烧过程如下： 物料先在烘干带烘干，再经预热带预热，再转到分解带，后到烧成带即反应带焙烧，焙烧过程即是在高温高压下增氧的过程，使物 料发生物理与化学变化，生成本身有磁性的 及受激活后就显磁性的 后经冷却带冷却，再由出料装置输出烧成品。 3. 常用各种类型回转窑设备的介绍，优缺点对比 转窑的介绍 回转窑是指是对散状或浆状物料进行加热处理的加工设备，问世已逾百年。回转窑广泛用于有色冶金、黑色冶金、耐火材料、水泥、化工和造纸等工 业部门。回转窑在一些有色金属生产中占有重要的地位，是用来对矿石、精矿、中间产物进行烧结、焙烧等加热处理。 种回转窑的对比 回转窑是指旋转煅烧窑（俗称旋窑），属于建材设备类。回转窑按处理物料不同可分为水泥窑、冶金化工窑和石灰窑。 水泥窑主要用于煅烧水泥熟料，分干法水泥窑和湿法水泥窑两大类。 冶金化工窑则主要用于冶金行业钢铁厂贫磁化焙烧；铬、镍铁矿氧化焙烧；耐火材料厂焙烧高铝钒土矿和铝厂焙烧熟料、氢氧化铝；化工厂焙烧铬矿砂和铬矿粉等类买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 矿物。 石灰窑（即活性石灰窑）用于焙烧钢铁厂、铁合金厂用的活性石灰和轻 烧白云石。 专题部分 耐火材料的要求 ： 耐火砖起着保护筒体和减少散热的作用，因此耐火砖好坏至关重要。而且窑内工作各不相同，因此各段耐火砖的厚度要求不一，烧成带经常烧损，为保证一定运转周期，砖应厚一些，而分解带可减薄。 喂料装置的要求 ： 要求喂料稳定、均匀、容易控制，以便配合窑的操作，一般用变速电动机来调节喂料量。 燃烧器的要求 ： 因为回转窑焙烧时需要明显的温度分布，故供热源即燃烧器需 要有提供不同温度的能力。 密封装置的要求 ： 回转窑一般是在负压下进行操作，为防止外界空气被吸人窑内及在某些部位防止窑内空气携带物料外泄，对密封装置有如下要求： 窑尾处，负压可达 60 毫米水柱，在空气预热器的入口处，鼓风压买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 力达 700 毫米水柱，密封装置应能适应这样的压力； 护和检修方便； 5. 设计方案的比较与方案的确定、参数的确定 内外各种设计方案的比较 公司开发的 - 燃油回转窑 - 燃油回转窑是一种适用于磁性材料粉料预烧的专用设备，为了适应磁性材料生产和发展的需要，某公司在消化国外先进窑炉技术的基础上，于九七年开发成功适应规模生产的高效节能型燃油回转窑。通过采取能精确控温的比调式燃烧器，窑进出口端的密封装置以及高、底温的分段结构等措施，达 到高效节能、烧成粉料一致性好的目的。 用领域广阔、高效节能的 转窑 其主要特征： 500 气、氢气、空气等诸多气氛环境下使用 墨炉管，有各种设计选择 足用户的多种需要 制器处理 改进 了温度控制，温 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 回转窑温度回路的大滞后 度变化至少减少 50% 防止产品过热 燃料或煤的消耗量大大减少 前馈和鲁棒 制器 温度和其它关键过程 处理大负荷变化 变量能总是维持在 自动控制状态下 减小了温度和产品 产品质量、产品等级、 质量的变化 生产效率都得到了显著 的提 高并降低了废品率 提高了生产效率和质量 在几个月或更短的时 间里就能完全收回成本 现代工业生产中利用回转窑的实例不胜枚举，本课题的回转窑为 1750 12000回转窑，用来生产磁性材料。其具体的方案如下： 1. 良好的密封设计确保窑腔的气密性能 2. 适用的温度范围： 500 3. 温区独立可控 4. 传动系统选择电机、齿轮和联轴器，电机为变频调速 5. 采用滚动轴承代替以前常用的滑动轴承 6. 传动装置底座采用钢架结构代替以前的槽钢结构 7. 挡轮选两挡 参数的确定： 耐火砖厚度为 250重（即容重）为 使用温度为 1300，最高温度为 1400 转速为 角为 1/40 料重为 4000文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 6. 回转窑的结构设计、结构参数的确定 回转窑的筒体尺寸为： 窑头悬伸段： 1 取 尾悬伸段： 间跨： - t=支承挡数为 2；钢板厚度为 图为窑总体结构简图： 1925 1020 2118 12000 12000 单位（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 已知条件： 回转窑的长度 L=12m;直径 D=斜度： 1/40= 窑倾斜角 =料自然堆角 =43 窑转速： n=料重 4000重 =650 700 kg/计算： 长径比：料移动速度 24(24+ ) ;值为 ，考虑窑的结构取 D砖=以 =入数据可算得 236m/料停留时间 t=( n=1时，填充率： =2460 = =中， 取窑出口和入口的平均值 所以 s 体计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 体尺寸确定计算： 窑头悬伸段： 取 尾悬伸段： 间跨： - 3m; 以支撑挡数为 2，查表得钢板厚取 =体的结构简图如下： 1925 1020 2118 12000 单位（ 筒的内径 D =2 2 =1. 筒体自重： q s=( D + ) =( /米=103 N/m 估取 qs=qs=103 =103 N/m 2. 窑衬重量： b( 窑衬和底泥总厚度， h+底泥厚度。 h 为窑衬厚度，其值为 b为窑衬容重，其值为 104 N/所以 55) /米 =104 N/m 3. 物料重量： 24 = = /米=103 N/m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 4. 齿圈重量：估取 12吨，相当 10 N m 基本假设条件：（ 1）将筒体视作圆环截面水平连续梁。不计截面变形后对截面模数的影响，不计斜度的影响。 （ 2）不计物料重心对窑轴线的偏移，不计筒体所受扭矩。 （ 3）按静载荷计算。 筒体的上部受均匀载荷的作用，简图上未标明 F ) Y =0, 对 A 点： M =0 21 2h + m 2 L )2 将数据代入上面两式可得出结果： 10 N 104 N 可画出剪力图（示意图）如下： （ N） （ 过剪力图可得出 Q=10 10 N （ 1） 由剪力图画弯矩图如上图 列出各段的弯矩方程式如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 ： M(x)= (0 x ： M(x)= (x ： M(x)= F( (x ： M(x)= 212 (x 12) 计算各段接点的弯矩值： x=， M=104 Nm x=， M=104 Nm x=， M=104 2) 筒体横截面上的弯曲应力为 = W：筒体截面模数 W=22D I= 44)2()2(32 ( 缝强度系数，铆接缝 接缝，人工焊 5 自动焊 T ：温度系数，由筒体表面的温度而定 许用 弯曲应力 ：有衬砖的回转窑 =1010 N/当 =14 时， 44 2 =当 =24 时， 44 2 =滚圈中心线处，筒体截面非焊接对称， ，其它部位均取 设筒体各处的温度分布如下图： 250 250 250 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 250 时， 200 时， 矩最大处为齿圈中心线处，此处的应力为： = 106 计算结果满足校核。 撑装置计算 圈 滚圈的材料为 45 号钢 因为 D 以滚圈外径 ( 取 面高度 H=( 取 托轮 材料选 45 号钢 滚圈与托轮的直径比 I=以 大接触应力 R =1( 0单位接触宽度上的载荷， q=000)( N/m Q 为支撑载荷，取由筒体弯矩计算取得的各支座反力的最大值为 10 N 滚圈自重， （ Q，估取 10 N z ：托轮滚圈中心连线与垂直方向夹角一般为 30 滚圈宽度 E=2 610 kg/2 1110 N/ 当 z =30 ， 351)( =6601( 0p 1( K= 20218.0 p E= 7 = （ 1） H= r 2S=S +C， 2C= 100 ,60 , = 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 r 算得 C= 2） 截面面积： =102 形心圆直 径： H=面惯性矩： 12312 =有间隙，间隙约为 2松套式滚圈的垫板与挡板型式取回转窑一书中 ： 2U ( 支撑装置受力分析 1. 径向力：滚圈自重 10 N N= =10 N =10 N z +10 N N = 22F =10 N 2. 轴向力 （ 1） 每侧托轮轴向力： = 2） 每挡支撑装置上的总轴向力 =(=10 10 N （ 3） 普通挡轮推力 中的大者 = 02 f 0 取 02 f) =(410 N 3. 调整托轮轴承座的力 P P=22 2 =10 N 4. 轴承座不倾翻条件： 2H= 托轮轴的设计 1. 托轮： 度 . 托轮轴的参数确定 轴中部直径 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 托轮轴的示意图如下 : 57 50 58 290 10 58 57 50 托轮轴的材料为 45 号钢。 力学性能参数为：b=640N/s=355N/ 1 =75N/ 1 =155 N/许用弯曲应力 1 =215 N/ 0=100 N/ 1 =60 N/3. 轴的受力计算 托轮的受力简图如下： 1925 A 7959 B 2118 B 设 4 个托轮所受的力均等，即 4 4 N1 =30G=10 N 考虑到托轮受到筒体压力的不均匀性 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 故取托轮的力 N=3410 N 所以轴的受力简图如下： N N =N=10 N F =0 N =0 对 A: M =0 F2 0 算得： 10 N 画出简力图和弯矩图如下： （ N） （ 4. 托轮轴的校核： 疲劳强度安全系数校核 = 1 M 1 S :从标准试件的疲劳极限到零件的疲劳极限达到换算系数，查 机械设计手册 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 第二册表 6：轴在计算截面上所受的弯矩 Z：轴在计算截面上的抗弯截面模数，查 机械设计手册 第二册表 6=323dS ：疲劳强度的许用安全系数，查 机械设计手册 第二册表 6 K：有效应力集中系数，查 机械设计手册 第二 册表 60 得： K= ：绝对尺寸影响系数，同上查表 6=R ：表面粗糙度系数，同上查表 6 ：表面状态系数，同上查表 65选择 =1 = 1 =择轴的校核截面 1和 2，如下简图： 1 2 对截面 1：弯矩 M= =3352630 8 8 5 6 6 5=S 所以截面 1满足疲劳强度校核。 对截面 2：弯矩 M= =3010 7 8 5 6 6 53526S 所以截面 2满足疲劳强度校核。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 1. 见回转窑一书的 =挡轮大端直径 为挡轮的半堆顶角，取 14 厚度 h=323 取 . 由接触强度确定直径： 1 +210 N 接触强度条件： 021)11(c o s A 由图 4 h=； 2 0p 则 ,由 = )1(0 0 2 s =10 N G P 4 00 =据实际情况取 动装置 主传动装置的组成：主电动机、主减速器、齿轮齿圈、筒体和 2 个联轴器。 传动流程图如下： 电动机 联轴器 减速器 联轴器 开式齿轮 传动效率：减速器为 弹性柱销联轴器为 工齿的开式齿轮传动为 传动功率计算： 主传动功率： 运转消耗功率： N= 21 翻转物料消耗功率。 克服轴承摩擦消耗功率。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 102100 4000 33 2 1 =2 =2 回转窑的 5 = = =15 =30 =c=1 30s 4 =1 =102 =W) 析： N 2=102 每挡的摩擦阻力 pf= 0 0 02c o s RN 10 +10 =10 N v=60= d= v= 0 4 67 15 9 2 N 2102 o s/=合 1 和 2： N= 21 = =W) N=N=据窑的实际情况，可选 11 N= 21 电动机 即 电动机。 轮和齿圈 1. 齿圈的参数选定： 圈宽 22221110)1(m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 =22114 2 0 16( = 圈重量： =估计的 12 吨相符合。 2. 齿轮的设计： 为标准开式直齿轮（外啮合） 设计计算公式如下： 分度圆直径： 齿顶高： ha=h*根高： h*a+C* ) 齿高： h=ha+2ha;2 2hf;2a= )(2)(21 2121 基圆半径： d1 ;d2 具体计算：参照类似设备先取 157；设定 小齿轮齿数 9157 = 19 实际 2于开式齿轮传动，一般只按弯曲强度计算。 按弯曲强度： m=1K:综合系数，参照机械手册第 3 卷表 14取 K=1 :小齿轮的额定转矩，按表 14算 19550其中 1 = =d为齿宽系数，参 考表 14取d=1齿轮的齿形系数，查图 14 ：试验齿轮的弯曲疲劳极限，按图 14取 取 1与 2的较小者 查得 1=279 2=325 =279 m= )92 79 3 2 7) =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 根据手册取 m=(1+10%取 m=16 h*a=1,x=0,C* = 16 157=2521mm 16 19=304顶高： ha=h*6 齿根高： h*a+C* )=16=4顶圆直径： 204+2 16=336; 2 512+2 16=2544 齿根圆直径： 204 =298; 2512 =2504 中心距： a= )(2)(21 2121 =1408 固定弦齿