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回转圆筒干燥机托轮装置的设计【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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回转 圆筒 干燥机 托轮 装置 设计 全套 cad 图纸 毕业论文 原创 资料
资源描述：

摘    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：现代化 ；回转圆筒 ；干燥机




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 people’s 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 equipment's 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 WORDS：Modernize Up；Dryer；Rotary cylinder；







                             目  录


摘    要2

ABSTRCT3

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 回转圆筒干燥机托轮装置设计15

 3.1 回转圆筒的设计15

 3.2筒体壁厚计算15

 3.3筒体变形计算17

 3.4悬伸端挠度计算18

 3.5支座处的轴向弯曲应力计算18

 3.6滚轮的设计19

    3.6.1滚轮与托轮材料19

    3.6.2许用接触应力计算及校核19

 3.7托轮装置20

4 回转圆筒干燥机托架结构的设计21

 4.1 托架体材料及运动参数21

 4.2 设计的校核计算21

    4.2.1 托架的静态校核21

    4.2.2 托架的加载校核23

    4.2.3 法兰的校核28

结 论31

致    谢32

参考文献33


1  绪论

1.1  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。


内容简介：
宁波大红鹰学院 毕业设计 (论文 ) 任 务 书 课题名称 回转圆筒干燥机托轮装置的设计 指导教师 周志斌 学院 机械与电气工程学院 专业 机械设计制造及其自动化 班级 10机自 2(本 ) 学生姓名 赵逸安 学号 1021080251 开题日期 一、 主要任务与目标： 通过对 回转圆筒干燥机 托轮装置 的设计，进一步巩固与深化学生对理论课程及实践性教学环节中所学知识的理解，培养学生综合运用所学基础知识、基本理论和基本技能来分析和解决 相关专业问题，以及收集、整理、分析、利用资料的能力，使学生受到工程师工作能力的综合训练，提高学生的独立工作能力与综合素质。 二、主要内容与基本要求： 1、按规定要求完成文献阅读、翻译和文献综述； 2、完成开题报告和毕业设计阶段的其他前期工作； 3、了解 回转圆筒干燥机 托轮装置 的工作原理与过程，分析其设计要求； 4、完成 回转圆筒干燥机 托轮装置 的 设计方案的分析与选择； 干燥机筒体上滚圈直径为 2400m， 滚圈宽度为 200mm。 干燥机筒体总重 80t（含物料及滚圈、大齿圈等附件重量）。 5、依据选定的方案，完成 圆筒 干燥机 托轮装置 的具体设计； 主要包括托轮装置装配图及相关零件图，托轮的设计及托轮轴的设计、计算及校核等内容。 6、按规定的工作量和质量要求完成图纸和毕业设计说明书。 nts三、计划进度： 2013年 9月 15日至 2013年 10月 5日：完成文献翻译、文献综述 2013年 10月 6日至 2013年 10月 20日：完成开题报告以及毕业设计阶段的其他前期工作 2013年 10月 21日至 2013年 10月 31日：完成对 圆筒干燥机 托轮装置 工作过程、设计要求的了解与分析 2013年 11月 1日至 2013年 11月 10日：完成对 圆筒干燥机 托轮装置 设计方案的分析、选择 2013年 11月 11日至 2013年 12月 5日：完成 圆筒干燥机 托轮装置 的具体设计 2013年 12月 6日至 2013年 12月 15日：设计内容修改，完成 圆筒干燥机 托轮装置 全部设计工作 2013年 12月 16日至 2013年 12月 31日：总结设计过程，完成 托轮装置 设计说明书初稿的撰写 2014年 1月 1日至 2014年 1月 10日：修改毕业设计及其说明书初稿，提交规定的与毕业设计相关的全部正式文件 2014年 1月 10日至 2014年 1月 15日：准备与完成答辩 四、主要参考文献： 1.金国淼 .干燥设 备 M，北京：化学工业出版社 ,2002. 2.潘永康 ,王喜忠 .现代干燥技术 M，北京：化学工业出版社 ,1998. 3.于才渊 ,王宝和 ,王喜忠 .干燥装置设计手册 M，北京：化学工业出版社 ,2005. 4.金国淼等编 .干燥设备设计 M，上海：上海科学出版社， 1983. 5.袁一主编 .化学工程师手册 M，北京：机械工业出版社， 1998. 6. 孙志礼，冷兴聚，魏延刚等机械设计 M，沈阳：东北大学出版社，2000 nts 指导教师 周志斌 2013年 09月 15日 系 主 任 左桂兰 2013年 09月 15日 nts 毕业设计说明书 题 目： 回转圆筒干燥机托轮装置的设计 学 院： 专 业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2014 年 3 月 18 日 nts 2 摘 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 ： 现代化 ； 回转 圆筒 ； 干燥机 nts 3 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 WORDS： Modernize Up； Dryer； Rotary cylinder； nts 4 目 录 摘 要 . 2 ABSTRCT . 3 1 绪论 . 6 1.1 课题背景 . 6 1.2 干燥机机概述 . 8 1.2.1干燥机机械概述 . 8 1.2.2我国干燥机机械的现状与发展 . 8 1.2.3干燥机机械的特点及发展方向 . 9 1.3 效益分析与环保分析 . 11 1.4 干燥机设计的重要性 . 12 2 回转圆筒干燥机的构造及工作原理 . 13 2.1干燥机的分类 . 13 2.2回转圆筒干燥机的构造及工作原理 . 13 3 回转圆筒干燥机托轮装置设计 . 16 3.1 回转圆筒的设计 . 16 3.2筒体壁厚计算 . 16 3.3筒体变形计算 . 18 3.4悬伸端挠度计算 . 19 3.5支座处的轴向弯曲应力计算 . 19 3.6滚轮的设计 . 20 3.6.1滚轮与托轮材料 . 20 3.6.2许用接触应力 计算及校核 . 20 3.7托轮装置 . 21 4 回转圆筒干燥机托架结构的设计 . 22 4.1 托架体材料及运动参数 . 22 4.2 设计的校核计算 . 22 nts 5 4.2.1 托架的静态校核 . 22 4.2.2 托架的加载校核 . 24 4.2.3 法兰的校核 . 28 结 论 . 31 致 谢 . 32 参考文献 . 33 nts 6 1 绪论 1.1 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nts 7 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。 nts 8 1.2 干燥机机概述 1.2.1 干燥机 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 干燥机 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 ：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nts 9 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 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nts 10 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。 nts 11 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 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80000 300000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nts 12 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 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。 nts 13 2 回转圆筒干燥机 的构造及工作原理 2.1 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 ： nts 14 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。 nts 15 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。 nts 16 3 回转圆筒干燥机托轮装置设计 干燥机筒体上滚圈直径为 2400m， 滚圈宽度为 200mm。干燥机筒体总重 80t（含物料及滚圈、大齿圈等附件重量）。 3.1 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。 3.2 筒体壁厚计算 筒体壁厚与许多因素有关，若跨径比 /mZD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： 24m i n 7 . 0 7 1 0sRk (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， 2400mm； nts 17 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。 24m i n24007 . 0 7 1 0 1 . 6 3 2 . 5200 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。 筒体弯矩与应 2 2m a x 1 (1 4 )8 mqZM 4000 0 . 3 3 312000hMZZ 所以 2 8m a x 12 2 . 4 1 2 0 0 0 ( 1 4 0 . 1 1 1 ) 2 . 2 4 1 0 .8M N m m m ax 2 pabM L式中 c=1800mm， b=10200mm， 12000mL Z m m,1 2 6 .4p p K N7m a x 2 2 6 4 0 0 1 8 0 0 1 0 2 0 0 4 . 0 1 0 .12000M N m m 假设均布载荷引起的弯矩与集中载荷引起的弯矩作用在同一面上，则 8 7 8m a x m a x 1 m a x 2 2 . 2 4 1 0 4 . 0 1 0 2 . 6 4 1 0 .M M M N m m 计算弯曲应力 sTMK K W 44 ( 2 ) 3 2 ( 2 )W D DD 4 4 8 33 . 1 4 ( 3 0 0 0 3 0 ) 3 0 0 0 1 . 0 6 1 03 2 3 0 3 0W m m 式中， M 7m a x 5 . 8 1 0 .M M N m m ； sK 筒体焊缝系数，取 0.9； TK 温度系数，取 1； nts 18 W 筒体抗弯截面系数， 831 .0 1 0W m m ； 许用弯曲应力， 2 1 0 1 5 /N m m ； 882 . 6 4 1 0 2 . 7 6 . 1 0 . 9 1 . 0 6 1 0 N m m 3.3 筒体变形计算 轴线挠度计算 42m a x ( 5 2 4 )384mmqzyyEI 44( ( 2 ) )64I D D 4 4 1 1 43 . 1 4 ( 3 0 0 0 3 0 ) 3 0 0 0 1 . 6 1 1 064I m m 式中 ， E 材料弹性模量， 522 . 1 1 0 /E N m m ； I 筒体惯性矩， 1 1 41 .6 1 1 0 mm 。 4m a x 5 1 12 2 . 4 1 2 0 0 0 ( 5 2 4 0 . 1 1 1 ) 0 . 0 8 3 53 8 4 2 . 1 1 0 1 . 6 1 1 0my y m m 只需检验 m a x 0 . 3 /mmy y m m mZZ 是否成立，代入数据可得 m a x 0 . 0 8 3 5 0 . 0 0 6 9 6 0 . 3 /12m my y m m mZ z 上式成立，所以筒体满足使用要求，故筒体安全 。 nts 19 3.4 悬伸端挠度计算 40 8 hqZy EI 40 5 1 12 2 . 4 4 0 0 0 0 . 0 2 1 28 2 . 1 1 0 1 . 6 1 1 0y m m 0 0 . 0 2 1 2 0 . 0 0 5 3 / 0 . 3 /4hy m m m m m mZ 3.5 支座处的轴向弯曲应力计算 支点 1处弯曲应力 61110wtMK K W 支点 2 处弯曲应力 622 10wtMK K W 式中： W 筒体截面模数； 4493 ( 2 ) 1 0 ,3 2 2DDWmD 筒体壁厚， m； D 筒体内经， m； wK 焊接接头系数， 0.9； tK 温度系数，取 1； 需用弯曲应力， 9.8 14.7Mpa。 代入数据可得 5611 . 7 9 2 1 0 1 0 1 . 8 6 8 9 . 8 1 4 . 70 . 9 1 0 . 1 0 6 5 7 M p a M p a nts 20 5611 . 7 9 2 1 0 1 0 1 . 8 6 8 9 . 8 1 4 . 70 . 9 1 0 . 1 0 6 5 7 M p a M p a 3.6 滚轮的设计 滚轮的断面有实心矩形、正方形、空心箱形数种。小型的回转圆筒也有用钢轨或型钢弯 接而成。本题目采用的是矩形滚轮，因为矩形滚轮 ，其界面是矩形，形状简单。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。 3.6.1 滚轮与托轮材料 滚轮的作用是支撑着整个回转体的质量，使其能在托轮上回转，因此托轮和滚轮都必须有足够的刚性。一般用 ZG270-500 制造滚轮，托轮也用 ZG270-500 制造。ZG270-500制造的托轮与滚圈的许用接触应力 375Mpa。 3.6.2 许用接触应力计算及校核 ()0 . 0 1 3 2 rtsrtq E R RRR 式中： q 作用在滚轮单位长度上的均布载荷； 2 c o s r rQ G gq B 552 . 8 1 0 0 . 0 8 2 . 8 1 0 9 . 8 1 1 2 1 . 3 /2 c o s 3 0 2 5 0q N m 托轮与滚轮中心线与垂直方向的夹角， 30； rB 滚轮宽度， 250mm； rG 等于 0.08Q； Q 取最大支撑载荷的 1.1 倍， 5511 . 1 1 . 1 2 . 5 4 3 6 1 0 2 . 8 1 0Q R N ； rR 滚轮外径 ,3680mm； nts 21 tR 托轮外径， 610mm 51 1 2 1 . 3 2 . 1 1 0 ( 3 6 8 0 6 1 0 )0 . 0 1 3 2 8 . 8 3 6 8 0 6 1 0sc M p a 顾满足要求。因此可以安全使用。 3.7 托轮 装置 拖轮装置承受整个回转部 分的重量，因此实在重负荷下工作的部件，并且要使筒体滚圈能在拖轮上平稳转动。为了平稳，一个滚圈下面有一对托轮，中心线夹角成60，结构分布如图 3.7所示， 图 3.7托轮与滚轮的结构 轴承可以用滚动轴承也可以用滑动轴承，承受较大载荷时，所需滚动轴承尺寸较大，使安装体积较大，本题目虽然是以硫酸铵为例来讨论的，虽然滚动轴承托轮组具有结构简单，维修方便，摩擦阻力小，减小电耗及制造简单等优点，但为了该设备还能进行其他物料的干燥，因此本课题采用滑动轴承。从上面的拖轮与筒体结构图可知，拖轮主要承受与中心线呈 30
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本文标题：回转圆筒干燥机托轮装置的设计【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】
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