毕业论文-回转圆筒干燥机传动装置的设计-文档精品

毕业设计说明书毕业设计说明书 题题 目：目：回转圆筒干燥机传动装置的设计回转圆筒干燥机传动装置的设计 学学 院：院： 专专 业：业： 学学 号：号： 姓姓 名：名： 指导教师：指导教师： 完成日期：完成日期： 20142014 年年 3 3 月月 1818 日日 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 摘摘 要要 着生产和流通的日益社会化，现代化，尤其是半个世纪以产品干燥机得到了飞速 的发展， 在市场商品交换的重要地位也越来越来突出， 目前， 已普遍引起人们的重视。 科技的发展在当代社会各个不同的领域都产生了深远的影响。特别是机械化，自动化 设备的普遍应用，更为这些领域增添了活力，机械行业也不例外。现在大部分的生产 过程已有手工作业转变为机械化作业。这不仅仅降低了人的劳动程度，而且也加快了 生产速度，提高了生产率，同时也使生产的形式在不断的改进、革新，使广大的消费 者普遍能够接受。这在客观上促进了产品的营销，提高了产品在市场上的竞争力，也 可以为企业带来高额的利润。回转圆筒干燥机是最古老的干燥设备之一，设备构造简 单，而且使用方便。目前仍被广泛应用于化工、建材和冶金等领域。本文将通过对其 结构的设计进一步介绍回转圆筒干燥机的筒体的结构组成， 筒体的载荷计算及其弯矩 与应力计算等，并详细说明回转圆筒干燥机的滚圈设计、支撑结构设计、传动参数的 选择和齿轮的计算。它的工作原理是湿物料由皮带运输机或斗式提升机送到料斗，由 进料口加入。转筒干燥器主体是略带倾斜并能回转的圆筒体。物料进入圆筒内部时， 与通过筒内的热风成顺流接触或逆流或与加热壁面进行有效接触而被干燥， 干燥后产 品从另一端下部出料。在干燥过程中，物料借助于圆筒的缓慢转动，在重力作用下从 高的一端向较低一端移动。筒体内壁上装有顺向抄板，它不断把物料抄起又洒下，使 物料的热接触面大大增强，提高了干燥速率并促使物料向前移动。热载体（热空气、 烟道气）干燥物料后，通过旋风除尘器收集其夹带的粉尘后排空。 关键词关键词：现代化 ；回转圆筒 ；干燥机 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 ABSTRCT With sociality and modernization of manufacture and circulation, especially since half of century produce packing has developed at high speed. At the same time, it is important for produce industry to packing.Development of science and technology throw great impact on all industry in our sociality, especially devices that realize the mechanizing and automation have been widely used, so produce packing has also been poured into great vigor. Nowadays, almost much of produce packing to mechanical operation. This change not only lowers peoples intensity of labor, but also increases, produce speed, and raise productivity, at the same time, the style of produce packing has also been made better and innovated, that not only improves produce competitiveness at market but also achieve enormous economical benefit for factory.Dry is the material elimination moisture content or other volatility ingredient operation, the affected area is very broad. Along with the production development, had a higher request to the dry technical drying equipments demand. Because the original industry foundation is weak, the output is small, the majority uses electricity the drying oven steam drying oven and so on dry material.In order to meet the needs of industrial and agricultural production, in the spray, and air flow, such as drying, and the development and installation of agricultural products, food, medicines, biological products, such as the drying process and device research and development work. Rotary cylinder dryer also be born. KEY WORDSKEY WORDS：Modernize Up；Dryer；Rotary cylinder； 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 目目 录录 摘 要 . 2 ABSTRCT 3 1 绪论 5 1.1 课题背景 . 5 1.2 干燥机机概述 7 1.2.1 干燥机机械概述 . 7 1.2.2 我国干燥机机械的现状与发展 . 7 1.2.3 干燥机机械的特点及发展方向 . 8 1.3 效益分析与环保分析 . 10 1.4 干燥机设计的重要性 . 11 2 回转圆筒干燥机的构造及工作原理 12 2.1 干燥机的分类 . 12 2.2 回转圆筒干燥机的构造及工作原理 . 12 3 回转圆筒干燥机传动装置设计 15 3.1 电动机的选择 . 15 3.2 电机的容量选择 . 15 3.3 回转圆筒的设计 . 19 3.3.1 筒体壁厚计算 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.3.2 筒体变形计算 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.3.3 悬伸端挠度计算 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.3.4 支座处的轴向弯曲应力计算 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 4 回转圆筒干燥机托架结构的设计 20 4.1 托架体材料及运动参数 . 20 4.2 设计的校核计算 . 20 4.2.1 托架的静态校核 . 20 4.2.2 托架的加载校核 . 22 4.2.3 法兰的校核 . 26 结 论 . 29 致 谢 30 参考文献 31 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 1 1 绪论绪论 1.1 1.1 课题背景课题背景 目前，我国的干燥机设计企业大部分规模偏小是其主要特征之一，同时存在着不 顾行业发展要求，重复生产那些成本低、工艺水平比较落后、易于制造的机械产品， 行业内目前大约有1/4的企业存在低水平重复生产现象。这是对资源的极大浪费，造 成干燥机机械市场的混乱，阻碍行业的发展。多数企业年产值在几百万元到1000万元 之间，低于100万元的企业为数还不少。每年有近15%的企业转产或倒闭，但又有15% 的企业加入这个行业，极其不稳定，现象阻碍了行业发展的稳定性。随着科学技术的 不断发展， 各种、 水产加工品的出现， 对干燥机技术和设备都提出了新的要求。 目前， 干燥机机械竞争日趋激烈，未来的干燥机机械将配合产业自动化，促进干燥机设备总 体水平提高，发展多功能、高效率、低消耗的干燥机设备。实现干燥机机械机电一体 化。如图1所示： 图1：国产回转圆筒干燥机 机电一体化的实质就是从系统观点出发，运用过程控制原理，将机械、电子与信 息、检测等有关技术进行有机组合，实现整体最佳化。总体讲，它是将微机技术引入 到干燥机机械，应用机电一体化技术，开发智能化干燥机技术，按产品自动干燥机工 艺要求组合成全自动干燥机系统进行生产，生产过程的检测与控制、故障的诊断与排 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 除将实现全面自动化，实现高速、优质、低耗和安全生产。可用于水产加工的精确计 量、高速充填和干燥机过程自动控制等，将使干燥机机械结构大为简化，提高干燥机 产品质量。如最常见的塑料袋封口机，其封口质量与干燥机材料、热封温度和运行速 度等有关。如材料(材质、厚度)发生变化，那温度和速度也要随之改变，但变化多少 却难把握。如采用微机控制，将各种干燥机材料的封口温度和速度的最佳参数匹配输 入微机存储器，再配上必要的传感器，组成自动跟踪系统，这样，不管哪个工艺参数 改变，都能保证最佳的封口质量。采用新技术，建立自动化、多样化、多功能集成化 的干燥机机械新体干燥机机械其技术发展趋势主要体现在高生产率、自动化、单机多 功能、多功能组成生产线、采用新技术上。干燥是将物料去除水分或其他挥发成分的 操作， 涉及面很广。 随着生产的发展， 对干燥技术、 干燥装备的需求有了更高的要求。 由于原有工业基础较薄弱，产量小，大多数用电烘箱、蒸汽烘箱等干燥物料。为适应 工农业生产的需要，开展了对喷雾、气流、流化等干燥装置的开发以及对农产品、食 品、药品、生物制品等的干燥过程及装置的研究开发工作。干燥是许多工业生产中的 重要工艺过程之一，它直接影响到产品的性能、形态、质量以及过程的能耗等。干燥 技术的覆盖面较广，既涉及复杂的热、质传递机理，又与物系的特性、处理规模等密 切相关，最后体现在各种不同的设备结构及工艺上。干燥技术随着有关产业的发展有 着比较大的进展，因为干燥涉及不同品类产品的品质、性状、干燥前后的不同物态。 而干燥的能耗在工业发达国家要超过能耗总量的10%，因此干燥过程的节能是涉及面 广的长远课题。同时大量的干燥需求也必然促使干燥装置制造业的发展。其中机电一 体化、加工制造标准化、调控水平等也都是体现干燥装置水平的内涵。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 1.2 1.2 干燥机机概述干燥机机概述 1.2.1 干燥机干燥机机械概述机械概述 回转圆筒干燥机分为直接加热干燥和间接加热干燥两种， 本课题研究的回转圆筒 干燥机采用的是间接加热的方法对产品进行干燥的。 其工作原理： 原料从圆筒一端 （高 端）上部加入，经过圆筒内部时，与通过筒内的热空气接触而被干燥，干燥后的产品 从另一端 （低端） 底部收集。 其主体部分是略带倾斜并能回转的筒体。 在干燥过程中， 物料借助于圆筒的缓缓转动，由于重力作用，物料向低端移动。筒体内部设有抄板， 能使物料扬起、抛下，使物料与热气充分接触，提高干燥速率。回转圆筒干燥器是一 种处理大量物料干燥的干燥器。 由于生产能力大、 运转可靠、 操作弹性大、 适应性强、 流体阻力小等优点，广泛用于冶金、建材、轻工等部门。 1.2.2 我国我国干燥机干燥机机械的现状与发展机械的现状与发展 我国的干燥设备在解放前基本上是空白，干燥技术落后、生产设备原始。解放后 到现在我国的干燥设备，已经有了一个长足的发展。目前我国生产干燥设备的企业主 要是国营企业或者集体企业和民营企业，这些干燥设备主要应用在国民经济中的化 工、轻工、医药、食品、农业、林业等行业，经过干燥界工程技术人员的共同努力， 近年来我国的干燥设备有了长足的进步。 目前干燥设备服务化工行业的显著特点是技 术含量的作用日益突出。其中，一些干燥设备技术含量高，注重发展新品的厂家，效 益日渐提升；而相反，一些产品技术含量低，新技术开发能力落后的企业，效益开始 下滑，甚至走向倒闭。 回转圆筒干燥机是很多工业生产中用于大处理量的大负荷设备。这种设备投入 大，效益低，但弹性大。在旋转外壳内插入蒸汽管可以提高多级回转圆筒干燥机的热 效率。然而一段时间以来，这种干燥技术没有什么真正的创新。最近，日本东京 Yamoto Sankyo Mfg 公司取得了一项回转圆筒干燥机专利，设计较为简单 ：干 燥气流由许多从中心管分出的支管注入旋转回转圆筒携带的物料层中。 其热质传递速 率提 高了近两倍，并且具有尺寸小、结构简单、成本低等优点。然而这种干燥机并 不能适用于通 常由多级回转圆筒干燥机处理的所有物料。但在可行的情况下，相似 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 的操作条件，Yamoto 的 设计可以减少一半设备容积。这是该回转圆筒干燥机创新 思维的一个主要优点。市场反应显示，化工行业期待干燥设备制造业按照高品质、低 能耗、环保型的要求调整产品结构，进一步加强基础研究，夯实应用研发的基础。在 技术方面，加强自动化、测试、制造工艺和材料材质外观设计等方面的研究。在应用 研发方面，既要注重国际间的交流与合作，又要注重知识产权的保护；既要注重新技 术、新应用领域的开发，又要注重传统工艺和传统应用领域的革新和创新。 1.2.3 干燥机干燥机机械的特点及发展方向机械的特点及发展方向 干燥机机械是特殊类型的专用机械。 由于干燥机物品的多样性和人们对干燥机质 量的较高要求形成了干燥机机机构复杂，动作精确，运动速度快，工位多，工作协调 可靠，故障发生率低等特点。因此要设计改善自动干燥机机及自动干燥机线的整机造 型，总体布局。国外干燥机机械的发展经历了以下几个阶段：简单机械化，初级自动 化，自动干燥机生产线，电脑控制的高度自动化生产线。经过 50 年的发展，国外干 燥机机械的工业形成了独立完整的体系，成为机械制造业的一个重要分支，有以下几 个特点：干燥机机械生产稳定增长；干燥机机械门类齐全，品种繁多；干燥机机械生 产自成体系，干燥机机械的主要用户行业为生产，饮料饮品，家庭清洁用品和化妆品 产业，烟草业，医药用品等。近年来表明行业对干燥机机械的需求增大。产业的发展 推动了干燥机机械更新换代，从而推动干燥机机械科技的投入和科研的快速发展。 我国干燥机机械的发展方向：(1)在发展专用机机种的同时，积极开发通用干燥 机机。干燥机机械在发展专用机种的同时，为满足现代干燥机的实际需要，正在不断 扩大其通用能力，积极开发各种通用干燥机机。研制通用干燥机机的目的，一是要适 合被干燥机物品干燥机材料和干燥机形式的多样化； 二是要照顾到制造使用单位的技 术力量，设备配备和生产成本，因而国际干燥机节日益重视干燥机机的通用性，以便 借助有限的机械设备获得较大的经济效益。 （2）干燥机机械日益连动化、高速化、自 动化。根据我国的实际情况既要大力研制先进的全自动半自动的干燥机机，还要对某 些行之有效，小巧的手动干燥机工具与装置给以足够的重视,以以发挥其相辅相成的 作用。干燥机自动化的高低会直接影响产品的质量，能量的消耗，操作环境和劳动生 产率。实践表明搞好干燥机自动化不但离不开机电光液气（包括射流）等常规手段相 互渗透和配合，同时要因地制宜的吸收对改进干燥机机械确实有价值的部分，使之保 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 持一定的生命力。 干燥机机械的作用是给有关行业提供必要的技术装备,以完成所要求的产品干 燥机工艺过程。为了对干燥机机械的发生和发展找出规律性认识并制订适当的对策， 有必要深入地了解它的一些特点。干燥机机械为特殊类型的专业机械，机种繁多，综 合研究工艺、材料、设各乃是开拓干燥机新技术的根本途径。首先指出，干燥机物品 不仅花色品种多，而且大都是可变化的，如不同粘度的液体,不同粒度的散体和各种 片状、块状、束状、环状及异形的物体等。而正人们对、药品、日用消费品等的干燥 机还常提出更多更高的要求，以致在客观上便形成了干燥机机械突飞猛进、更新较快 的局面。任何事物之间总有它们的共性与特性。若能按照具体条件探索出一种模块化 (或称积木式)的干燥机机械体系， 通过适当改变模块的组合使之具有不同的功能和生 产能力，那么必会有助于简化设备构造，实现设计制造的计算机化，缩短工作周期， 降低生产成本， 增强市场竞争能力,如有的制袋成型充填机,只配备几种加料装置就实 现了一机多用。鉴于大多数干燥机机机构复杂、动作精确、远行速度快、工位多,所 以应力求其工作协调可靠,尽量少发生故障和误动作。为此，要设法改善自动干燥机 机及自动干燥机线的整机造型、总体布局、故障显示和安全防护等措施。 干燥机材料是干燥机工业的基础。选择合适的干燥机材料为有效地利用资源， 提高生产与运输效率,节约能耗,降低成本和广开销路创造了有利的条件.从五十年代 路有机合成、 金属治炼等工业部门取得了迅速发展并给干燥机工业部门提供了相当丰 富的新型材料、容器,涂料、油墨和粘合剂.从而使干燥机的技术方法、结构设计和所 用的机械设备产生了革命性的变化对于一般用途的大型容器,为增强牢固性和刚性， 有的则以硬质塑料来代替.今后.根据旅游、地质勘探,国防建设的实际需要还得大力 研究方便和方便口粮等干燥机新技术，随之将进一步促进干燥机机械的革新与创造。 从发达国家生产的干燥机机械水平来看，国际干燥机界普遍认为，提高干燥机机械系 列化标准化和通用化水平，建立组合化、机电一体化的现代干燥机机械的结构体系仍 是今后一个重要的发展方向。如卧式枕型干燥机机，现已形成拥有完整系列及品种的 组合化设备。只要更换主要操作部件，适当调整有关参数。便可在较宽的尺寸范围内 卷筒式柔性材料完成块片、棒状以及外形不规则的单个或多个物品的干燥机。不少机 种具有一机多用之特点，既可以进行一般的枕型干燥机，又能用于收缩干燥机。开发 与主机配套的辅助装置是扩充主机功能的重要一环。 针对不同面条开发的各式各样的 面条供送装置供用户选用，可提高干燥机机的工作效率。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 机械设备的高速化是实现人类社会高速发展的根本措施， 是提高设备生产率的主 要途径，故干燥机机的工作速度是衡量其性能优劣的重要指标。当然机械设备的高速 化要受到多种客观因素的制约， 必须综合权衡设备的使用量、 劳动生产率、 工作寿命、 工作环境以及材料与能量的消耗等方面的利弊，才能做到工作速度的最佳选择。干燥 机机械的高速化，随之对相应设备的联动化和自动化提出了更高的要求。微电子技术 和检测元件的发展和利用，提高了产品的干燥机质量，也提高了干燥机机的自动托程 度。通常干燥机机的生产速度越高，对执行机构的动作同步性和协调性要求越严。为 保证干燥机作业能够可靠地进行，自动干燥机机应具有故障诊断和显示功能，推行在 线的自动检测与控制。 据国外有关单位估计， 因机器发生故障而造成停工的时间， 80% 用于寻找故障原因，10%用于寻找排除故障方法，检修操作时间仅占 10%现在英国生 产干燥机机都设有“自我诊断”电子设备，这种设备已有系列产品付诸实用。为进一 步提高干燥机设备的生产率，必须开发与干燥机机主机相配套的辅助装置，以减少中 间贮存节环所占用的空间和人力。因此，研制和发展干燥机机时，重视高新技术的应 用，是提高其先进性、可靠性的主要途径。今后应大力开发以下技术。 1) 微机控制技术 2) 模糊优化控制技术 3) 新型执行机械 4) 新型传动系统 5) 传感器的研究与开发 6) 在线显示技术 7) 现代设计方法 8) 现代制造技术 9) 先进的新工艺将材料,工艺,技术三结合是开拓发展机械的根本途径. 1.3 效益分析与环保分析效益分析与环保分析 目前我国干燥机机械还处于小批量生产阶段。其成本相对较高。每台售价可达到 80000300000 元之间。但它的需求量逐日增加，很有生产的前景。其价格与其生产 的效益成正比，是值得推广的。在生产过程中无污染，安全可靠。目前国内市场大量 应用的回转圆筒干燥机。回转圆筒干燥机是一种处理大量物料干燥的干燥机。其主要 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 特点：生产能力大、运转可靠、操作弹性大、适应性强、流体阻力小等优点，因此广 泛用于冶金、建材、轻工等部门。在化工行业中使用尤为广泛。 1.4 干燥机设计的重要性干燥机设计的重要性 无论在国内和国外，干燥机已涉及到各行各业，面广量大，对人民生活，国际贸 易以及国防建设等都带来了深刻的影响。随着人民生活水平的不断提高，物质和精神 生活上都有了更高的要求，很难想象现代生活中如果没有了干燥机会是什么样的，但 是我国的干燥机业起步相对来说还是比较晚的。 我国的干燥机工业与发达国家比较起 来可以说还处于很幼稚的阶段。为了快速的发展我国的干燥机工业，需要加快步伐研 制出适合中国国情的先进的干燥机设备。 目前国内的不少厂家引进了一部分国外的设 备，但是由于吸收跟消化都跟不上，带来了一系列的问题：比如工人素质问题，原材 料问题， 零部件配套问题等等等等所以说目前进行干燥机机方面的探讨研制出适合 我国国情的、集机电液一体的机械设备势在必行。 对于做毕业设计的学生来说，毕业设计无疑是一次很好的学习和锻炼自己的机 会。毕业设计是对四年来所学知识的一个总结和融会贯通。以前所学的全都是课本上 的理论性的知识， 而这样的一次毕业设计使我们将课本知识和实际问题紧密的联系到 一起了，综合的运用了所学的理论知识和技能。另外通过做毕业设计还提高了我们分 析问题和解决问题的能力； 培养收集、 阅读和分析参考资料， 运用各种标准和工具书， 编写技术工作文件的能力；培养实验研究，运算和数据处理能力；培养翻译外文资料 的能力，进一步培养学生的计算和制图等基本技能。对于即将走向工作岗位的同学门 来说，无疑是一次很好的锻炼机会，给以后的工作奠定了坚实的基础。所以毕业设计 对每位毕业生来说都是非常重要的，是大学生活中不可缺少的一个重要的环节。虽说 我们的这次设计只能作为一次练习， 但是我个人认为这的确是一次具有实际意义的设 计练习。 所以我们必需要认真的对待这次的实际任务， 努力的完成好这次设计的任务。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 2 回转圆筒干燥机回转圆筒干燥机的构造及工作原理的构造及工作原理 2.1 干燥机的分类干燥机的分类 （1）按干燥器操作压力分：可分为常压式和真空式干燥器两类。 （2）按干燥器操作方式分：可分为间歇操作和连续操作的干燥器两类 （3）按被干燥物料的状态分：可以分为块状物料、带状物料、粒状物料、膏状 物料、溶液或浆状物料干燥器等。 （4）按干燥器供给物料热量的方法分：可以分为传导加热干燥器、对流加热干 燥器、辐射加热干燥器、高频加热干燥器等。 （5）按干燥器使用干燥介质的种类分：可以分为空气、烟道气、过热水蒸气、 惰性气体为干燥介质的干燥器。 （6）按干燥器的构造分：可以分为喷雾干燥器、流化床干燥器、气体干燥器、 回转圆筒干燥器、滚筒干燥器、各种厢式干燥器等。 （7）一种较新的分类方法，把干燥器分为两大类、五小类：两大类是绝热干燥 过程和非绝热干燥过程。绝热干燥过程又可分为两类：一是小颗粒物料干燥器，例如 喷雾干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、移动床干燥器及回转圆筒干燥器等。二是 块状物料干燥器，例如厢式干燥器中的洞道式干燥器、多带式及带式干燥器等。非绝 热干燥过程，又分为三小类：真空干燥、传导传热干燥、辐射传热干燥，其特点是非 绝热系统。 2.2 回转圆筒干燥机的构造及工作原理回转圆筒干燥机的构造及工作原理 回转圆筒干燥器是一种处理大量物料干燥的干燥器。 由于运动可靠、 操作弹性大、 适应性强、处理能力大，广泛适用于冶金、建材、轻工等部门。在化工行业中，如硫 酸铵、硫化碱、安福粉、硝酸铵、尿素、草酸、重铬酸钾、聚氯乙烯、二氧化锰、碳 酸钙、硝酸磷肥、钙镁磷肥、磷矿、普通过磷酸钙、重过磷酸钠、三聚磷酸钠等的干 燥，大多适应回转圆筒干燥器。回转圆筒干燥如图 2.2 所示： 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 图 2.2：回转圆筒干燥机 干燥操作是传热传质同时伴随发生的除湿过程。 干燥所需的热量是由于干燥介质 通过对流、传导、热辐射及介电的方式传给被干燥物料的，使物料中的湿分获得热量 后变成蒸汽从其中分离出来，最后得到湿含量较低的且达到某一规定要求的干燥产 品。在干燥过程中，干燥过程原理主要涉及湿物料和干燥介质在热力干燥过程中所表 现的热力学及物理特性及其变化规律； 湿物料内部以及与干燥介质间的热量和质量传 递过程机理；干燥过程动力学原理；干燥过程的模型、模拟等内容。简单地讲，湿物 料在热力干燥时通常会相继经历以下两个主要的阶段。阶段 1.能量（主要为热量） 从周围环境传递至物料表面使其表面湿分蒸发。液体以近不变的速度从物料表面排 除，而物料温度则维持在湿球温度左右。此过程的干燥速率主要取决于干燥介质的温 度、湿度、流速、作用表面积以及压力等外部条件。此过程称外部条件控制过程，也 称恒速干燥过程。阶段 2.当物料表面不再有充足的水分供表面蒸发后，多余的热量 会通过热传导传递至湿物料内部，使物料温度上升，并在其内部形成温度梯度；而湿 分则由内部向表面迁移，至物料表面后进而被不饱和的干燥介质带走，显然此时的干 燥速率会低于恒速干燥阶段的干燥速率。 湿物料内部的热量和质量的传递速率主要取 决于物料性质（如热导率、质量传递系数等）以及其自身的温度和湿含量等因素。此 过程称内部条件控制过程，也称降速干燥过程。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 需要干燥的湿物料由皮带运输机或斗式提升机送到料斗， 然后经料斗的加料机构 通过加料管进入进料端。加料管的斜度要大于物料自然倾角，以便物料顺利溜入干燥 器内。干燥器圆筒是一个与水平线略成倾斜的旋转圆筒。物料从较高一端加入，载热 体由较低一端进入，与物料成逆流接触，也有载热体与物料一起并流进入筒体的。随 着圆筒的转动，物料受到重力作用运行到较低的一端。湿物料在筒内前移的过程中， 直接或间接得到了载热体的给热，使湿物料得以干燥。然后在出料端经皮带机或螺旋 输送机送出。在圆筒内壁上装有抄板，它的作用是把物料抄起来又洒下，使物料与气 流的接触表面增大，以提高干燥速率并促进物料前进。载热体一般为热空气、烟道气 等。载热体经干燥后，一般需经除尘器将气体内所带物料捕集下来。如须进一步减少 尾气含尘量，还应经过袋式除尘器或湿法除尘器后在放空。回转圆筒干燥器在物料和 载热体并流操作时，筒体内物料温度即使在出口处也很接近于气体的湿球温度，这说 明干燥过程基本上是在等阶段进行。即水分主要从粒子表面蒸发而无降速阶段。这是 因为当粒子与气流接触时，水分从表面蒸发，但当粒子埋入料层后，水分几乎停止蒸 发。这时粒子内部的水分继续向表面扩散，当粒子在露出料层与气流接触时，粒子表 面又有自由水分存在，使粒子温度一直维持在气流的湿球温度附近。故可认为此干燥 过程仅仅是物料与气体之间的外部传热、 传质过程。 筒壁、 抄板与气流接触时被加热， 而与物料接触时被冷却，但由于变化周期较短，温度变化幅度很小，所以筒壁温度基 本上可以认为是常数。此外，由于物料对筒壁传导的给热系数大于气体对筒壁的对流 给热系数，故筒壁温度实际上接近于料温，加上物料只有很薄的一层被加热，故料层 中心温度升高极少。根据许多资料表明，热传导的热量所占比例很小，只有在分格式 转筒中才占 30%左右。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 3 回转圆筒干燥机传动装置设计回转圆筒干燥机传动装置设计 回转圆筒干燥机传动装置的设计方案的分析与选择； 干燥机转速为3.9转/分， 干燥机筒体含物料、滚圈、大齿圈等重量共重120t。大齿圈齿数180，模数为36。 3.1 电动机的选择电动机的选择 在交流电动机中，三相异步电动机在工业中广泛应用。常用的 Y 系列三相异步电 动机属于一般用途的全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，其结构简单，工作可靠， 启动性能好，价格低廉，维护方便，适用于非易燃易爆，无腐蚀性和无特殊要求的机 械上，也适用于某些对启动转矩有较高要求的机械，如压缩机等。经常启动，制动和 反转的机械设备要求电动机具有较小的转动惯量和较大的过载能力， 应选用起重的冶 金用的三相异步电动机电动机，常用 YX 型（笼型）和 YZR 型(绕线型)。如果电动机 功率选的过小，就会出现“小马拉大车”现象，造成电动机长期过载，使其绝缘因发 热而损坏，甚至电动机被烧坏。如果电动机功率选的过大，就会出现“大马拉小车” 现象，其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电 网不利，而且还会造成电能浪费。 3.2 电机的容量选择电机的容量选择 1、回转圆筒设备的转速都较慢，一般在 26r/min,因而电动机将转矩传给转筒 时，就必须进行减速。减速速比较大，通常是电动机通过减速器输出轴上的小齿轮经 过一级开式齿轮传给通体，使筒体转动。回转圆筒干燥机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、防腐防暴，还应具有通风冷却装置，以适应高温腐蚀的需 要。本题目根据经验选用三项异步电动机，型号 Y250M-4。 2、电动机容量选择： 筒体转速 3.9r/min,电机转速为 1480r/min,因此总传输比 ： 1480 379.5 3.9 D n n i 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 为了便于加工制造，因此筒体大齿轮采用焊接件，齿数选用偶数，取齿数 180，模 数为 36。传动小齿轮模数 36，齿数 23，则传动装置的传动比为 7.83。选用减速器的 传动比为 48.5。 3.3 齿轮传动零件的设计齿轮传动零件的设计 已知，电机 Y250M-4，电机转速为 1480r/min。传递功率 55KW,电动机驱动，筒体 大齿轮采用焊接件，齿数选用偶数，取齿数 180，模数为 36。传动小齿轮模数 36， 齿数 23，则传动装置的传动比为 7.83。选用减速器的传动比为 48.5。 1、选择齿轮的材料及热处理方法 （1） 传动装置为一般减速装置，没有特殊要求，以降低成本，减少结构尺寸 和易于取材的原则出发，查机械设计P322表 1410，决定小齿轮用 45 钢调质， 齿面硬度为 217255HBS，大齿轮选用 45 钢正火，齿面硬度为 169217HBS。 （2） 传动装置为一般齿轮传动，圆周速度不会太大，根据机械设计学基础 P145表 57，选定精度等级 。 2、按齿面接触疲劳强度设计 （1） 转矩 T （2） 载荷系数 K 机械设计学基础P147表 58 取 K=1.1 （3） 齿数 Z 和齿宽系数 d 选齿轮 1 齿数 1 Z=23，则 112 IZZ =207.83=108 因直齿圆柱齿轮传动为不对称布置， 而齿轮齿面又为软齿面， 查 机械设计 P326 表 1412 选取 d =1 。 （4） 许用接触应力 H 由 机械设计学基础 P150图 530 中的 MQ 取值线查得： 齿轮 1、 3 1limH =600MPa， 同理齿轮 2、4 2limH =550MPa 查机械设计学基础P151表 510 查得 H S=1 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 h jLnN 11 60 9 102 . 1)1610300(11 .41760 8 9 1 2 1075. 2 37. 4 102 . 1 i N N 查机械设计学基础P151图 531，且允许齿轮表面有一定的点蚀 得 15. 1 1 NT Z，28. 1 2 NT Z。 所以 MPa S Z H NTH HH 690 1 15. 1600 11lim 31 MPa S Z H NTH HH 704 1 28. 1550 22lim 42 故 12 1 3 3 12 2 1 11.1 2.53 107.83 1 2.322.32828 0.145 7.83 690 dH KT u dmm u 1 1 1 828 36 23 d mmm Z 查机械设计P311表 141，取标准模数 1 m36mm。 3、主要尺寸计算 11 36 23828dmZmm 22 36 1083888dmZmm 112 11 3623 1082358 22 am ZZmm 4、按齿根弯曲疲劳强度校核 （1） 齿形系数 F Y 根据 Z1、Z2,查机械设计学基础P153表 511，得 81. 2 1F Y,30. 2 2 F Y,68. 2 3 F Y,30. 2 4 F Y。 56. 1 1 S Y,73. 1 2 S Y,58. 1 3 S Y,73. 1 4 S Y。 （2） 许用弯曲应力 由机械设计学基础P154图 533 的 MQ 取值线 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 查得 MPa FF 210 3lim1lim MPa FF 190 4lim2lim 查机械设计学基础P151表 510， 3 . 1 F S 查机械设计学基础P156图 534 得，1 4321 NTNTNTNT YYYY MPa S Y F FNT FF 162 3 . 1 2101 1lim1 31 MPa S Y F FNT FF 146 3 . 1 1901 2lim2 42 故 MPaMPa YY Zmb KT F SFF 16227.89 56. 181. 2 20480 2369801 . 12 2 1 2 11 1 2 2 1 1 MPaMPa YY YY F SF SF FF 14603.81 56. 181. 2 73. 130. 2 27.89 2 11 22 12 所以齿根弯曲强度校核合格。 5、验算齿轮的圆周速度 V 1 1 3.14 828 90 3.9/ 60 100060 1000 d n Vm s 查 机械设计学基础 P145表 57， 应选 9 级精度， 要求齿面粗糙度mRa3 . 6。 6、计算啮合力 圆周力 2 2 22 984500 5593.75 352 t T FKN d 径向力 tan205593.75 0.362013.75 o rt FFKN 轴向力 5593.75 5950.8 cos200.94 t a o F FKN 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 3.4 回转圆筒的设计回转圆筒的设计 筒体是回转圆筒干燥器的基体。筒体内部既进行热和质的传递又输送物料，通体 大小标志着干燥器的规格和生产能力。筒体应满足一定的刚度和强度。在安装和运转 中应保持轴线的直线性和截面的圆度，这对于筒体安全使用极为重要 。筒体刚度主 要是筒体截面在巨大的横向切力作用下，抵抗径向变变形能力。筒体强度问题表现在 筒体在载荷作用下产生的裂纹，尤其是滚圈附近筒体。筒体计算采用一定假设条件下 的轴向力计算的方法。在统计基础上，确定许用应力。通过轴向应力计算来间接保证 径向变形和切向应力，满足刚度和强度的要求。筒体计算的基本条件是： （1）将筒体 视作圆环截面水平连续梁。布吉截面变形后对截面魔术的影响。因角度很小，水平力 相对于垂直李小得多。 （2）不及物料中心对筒体轴线的偏移，不计筒体所受扭矩的作 用。因扭矩所产生的剪应力仅占弯曲应力 5%6%，相对来说是很少的，不影响其计 算的准确程度，因吃可忽洛不计。 （3）按经载荷计算，必须指出，按这样的假设计算 应力与薄壁截面的筒体的实际情况有很大出入， 因此这种应力计算方法是统计基础上 的假定计算。进行筒体计算的主要目的是： （1）验算强度变形条件，以确定所选 定的筒体厚度是否合适。 （2）根据计算结果，满足等反力，其次满足等弯矩原则。 （3） 为支撑件计基础件提供设计载荷。 筒体壁厚与许多因素有关，若跨径比/ m ZD偏小，壁厚可略小；反之，壁厚增大， 通体的最小壁厚按一下经验公式核算： 2 4 min 7.07 10 s R k (2-1) K抄板与筒体壁重量比的系数，对于升举式抄板 K=1.6； R筒体半径，2415mm； s 筒体材料在操作温度下的屈服应力，200N/mm2(温度为 150使得 s 。 2 4 min 2415 7.07 101.632.9 200 mm 考虑到实际生产时筒体要受到一定的腐蚀，为了安全，取 min =35mm。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 4 回转圆筒干燥机托架回转圆筒干燥机托架结构的设计结构的设计 4.1 托架体材料及运动参数托架体材料及运动参数 托架起到承载整个圆筒干燥机的重量，托架如图 4.1 所示： 图 4.1：托架零件图 4.2 设计的校核计算设计的校核计算 4.2.1 托架托架的静态校核的静态校核 振动平稳，工作可靠；最大进料粒度：500mm；最大输送能力：96-160t/h。将 托架结构简化为底板，具体形状尺寸为：长=5230mm，宽=1480mm，高=370mm。干 燥机筒体含物料、滚圈、大齿圈等重量共重 120t。 ，预定装载质量选择为 120000kg。 则平均分布力 120000 9.8 224.8( N/m) 5.23 qK ； 较核安全因数1.5 s n 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 此时托架受力情况可简化如图 4-1 所示，约束 A 处和 B 处的支反力分别为 RA F和 RB F，其中 CA=1643mm，AB=1944mm m，BD=1643mm。 B q A C D x y 图 4-1 托架简化受力图 由静力平衡可得： 22 0 0 22 yRAFB ARB FFFq CD qq MCAFABAD （4-1） 可得： 22 224.8 5.23 224.8224.8 1.6431.9443.587 22 RAFB RB FF F （4-2） 1175.7 303.41.9441446.2 RAFB RB FF F 解得： 587.84() RA FN 587.86(k ) RB FN 托架在 CA，AB，BD 三段内所受的剪切力和弯矩各不相同，应分段分析： 在 CA 段，01.643xm 22 ( )224.8 ( )112.4 2 S Fxqxx q M xxx （4-3） 在 AB 段，1.6433.587mxm RA F RB F 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 2 2 2 ( )224.8488 ( )() 2 488(1.643)112.4 112.448824.4 SRA RA FxqxFx q M xFxCAx