Φ2500×40000回转窑结构设计说明书.doc
Φ2500×40000回转窑结构设计含开题、proe三维及7张CAD图
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Φ2500×40000回转窑结构设计含开题、proe三维及7张CAD图,2500,40000,回转,结构设计,开题,proe,三维,CAD
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250040000回转窑结构设计摘 要目前市场上生产水泥的主要机械设备是回转窑，它是水泥加工的核心设备。回转窑主要用于建筑材料的加工，比如：粘土、石灰石等。通过调研目前市场上不同型号回转窑的市场前景以及性能特点，本文从实际需求出发，研发一款规格为的回转窑，所设计的回转窑设备主要包含窑头机构、主窑体机构、窑尾机构、动力装置、支撑装置；其中窑头机构包含窑头密封装置、窑头罩；窑尾机构包含窑尾密封装置、窑尾罩；主窑体机构是整个回转窑的生产主体，包含筒体、滚圈；动力装置包含驱动电机、回转齿圈。本文将从多方面进行回转窑的设计计算，首先介绍目前市场上关于回转窑的研发情况；然后分析回转窑的工作原理，提出自己的设计理念和创新之处；接着开始根据设计标准和所设计的回转窑的工作目标，确定整个回转窑设备结构的基本框架组成；再接着就是计算和选择回转窑的每一个组成机构中各个组成零件的制造材料和参数；最后是回转窑的驱动机构的动力计算选择和传动机构减速器齿轮等的设计选型。回转窑设计的步骤可以总结为三步：第一步，回转窑的市场发展及应用领域的介绍，分析目前使用的回转窑的工作原理是什么；第二步，确定设计的回转窑的工作方案和设备整体的机构组成，分别对每一个机构进行设计计算；第三步，将设计的回转窑结构通过计算机绘图软件绘制出来，回转窑设备的三维图使用Pro/E绘制，所设计的组装零件使用二维软件CAD绘制。关键词：回转窑；筒体；齿轮；设计AbstractAt present, rotary kiln is the main mechanical equipment for cement production in the market, and it is the core equipment for cement processing.Rotary kilns are mainly used for processing building materials, such as clay, limestone, etc.By investigating the market prospects and performance characteristics of different types of rotary kilns on the market at present, this paper develops a rotary kiln with the specification of 2500*40000 from the actual demand. The designed rotary kiln equipment mainly includes kiln head mechanism, main kiln body mechanism, kiln tail mechanism, power unit and supporting device, in which the kiln head mechanism includes kiln head sealing device, kiln head cover and kiln tail mechanism.It includes the seal device of kiln tail and the cover of kiln tail; the main kiln body is the main body of the whole rotary kiln, including cylinder and roller; the power unit includes driving motor and rotary gear ring.This paper will carry out design calculation of 2500*40000 rotary kiln from many aspects. First, it will introduce the research and development of rotary kiln in the market at present. Then, it will analyze the working principle of rotary kiln and put forward its own design concept and innovation. Then, it will start to determine the basic frame composition of the whole rotary kiln equipment structure according to the design criteria and the working objectives of the rotary kiln designed.It is to calculate and select the manufacturing materials and parameters of each component in each component mechanism of rotary kiln. Finally, it is to calculate and select the dynamic calculation of the driving mechanism of rotary kiln and design and selection of the gear reducer of the driving mechanism.The steps of rotary kiln design can be summarized as three steps: the first step is to introduce the market development and application field of rotary kiln and to analyze the working principle of the rotary kiln currently in use; the second step is to determine the working scheme of the designed 2500*40000 rotary kiln and the overall structure of the equipment to design and calculate each mechanism separately; the third step is to design the rotary kiln structure.The three-dimensional drawing of rotary kiln equipment is drawn with Pro/E and the assembled parts are designed with two-dimensional software CAD.Key words: rotary kiln; cylinder; gear; design目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论11.1回转窑研究背景及价值11.2国内外回转窑研究现状11.3回转窑简介21.3.1水泥回转窑的介绍21.3.2回转窑的结构3第2章 回转窑结构设计62.1 回转窑的相关参数62.2回转窑各结构研究设计62.2.1筒体材料及外形尺寸62.2.2筒体滚圈的设计62.2.3承重托轮和轴承设计62.2.4位移吃进开关止推滚轮的设计62.3回转窑结构参数设计72.3.1选择窑型72.3.2回转窑的生产率72.3.3回转窑转动参数的设计8第3章 核心机构的设计113.1筒体机构的研发113.1.1筒体的直径参数设计113.1.2窑体长度计算113.2驱动电机及传动减速器133.3回转窑传动齿轮的研究133.3.1回转窑传动齿轮得具体参数133.3.2筒体传动齿轮齿面接触疲劳强度133.3.3回转窑筒体齿轮齿根弯曲强度设计153.3.4回转窑传动齿轮参数计算163.4回转窑传动轴及相关零件设计163.4.1回转窑传动轴外形参数设计163.4.2筒体机构传动轴强度校核173.4.2筒体机构传动零件轴承的设计19总 结21参考文献22致 谢2324第1章 绪 论1.1回转窑研究背景及价值目前的回转窑设备已经被应用于生产加工各种建筑材料以及工业材料，在建筑材料中，它是生产水泥、粘土、石灰石的主要加工设备，是生产建筑材料的核心机械设备；在煤矿领域中，回转窑被用来加工矿渣；在防火材料的领域中，回转窑可以提高其物理性能及化学性能，加工出来的防火材料在强度上、硬度上都有明显的提升；在冶金领域中，回转窑可以从矿石中冶炼提取锌、铁、镍、钨、铝、铜等金属材料，在矿石的冶炼中，回转窑将含有各种金属的矿石煅烧成为易于其它提炼加工设备生产金属的中间物。例如，回转窑将铝矿锻炼成中间物氧化铝，将铁矿石锻炼成球团矿的中间物。目前回转窑的煅烧加工矿石的原理有多种，例如在铁矿的冶炼中就有、两种冶炼原理。在冶炼锡和铅的加工领域中，回转窑的工作原理为通过化学中的氯化物挥发方法进行提炼；在将含有金属的矿石从矿石堆里挑选出来的领域中，可以采用回转窑具有的强磁煅烧的功能，提高含有金属铁的矿石的磁性，以便于筛选。在化学物品领域中，回转窑被用来生产一些化学药品和肥料等，在年，西方的工业强国首次利用了回转窑生产肥料的工作原理，通过回转窑的焙烧肥料的方式，可以有效的减少了能源的消耗，降低了肥料的生产成本。现如今，回转窑也已经被用来焚毁各种会污染环境和造成他人生命健康安全的化学制品和工业废料等，在能源节约领域，回转窑可以将可燃垃圾变成生产电力的原料，提高可燃垃圾的利用率。1.2国内外回转窑研究现状自新中国建立几年后，中国开始迅速的发展，建筑材料的需求量大大的增加，为了满足国家建筑材料的需求量，中国开始了对回转窑的研发与制造。也正是那几年，西方的工业强国德国已经研发出来悬浮预热器窑，减少了加热过程中由于热传导传热而导致大量的热量损耗，也在一定程度上改进了回转窑的生产效率。之后，随着计算机的不断改进，回转窑也开始应用了计算机控制技术，以提高回转窑的自动化程度，进一步的增加了生产效率，中国也已经突破了回转窑的技术壁垒，成功研发了三种型号的回转窑：、。随后，日本根据悬浮预热器技术，成功的发明了回转窑外分解的加工原理，中国又在日本制造的新型回转窑的基础上研发了又一款新型回转窑，其规格为：、。在年左右，在改革开放的影响下，国内与国外已经在回转窑的多项技术领域实现了合作，通过学习引进发达国家的新型干法水泥制造工艺，在研究日本的干法回转窑的工作原理上，国内回转窑机械设备制造厂取得了前所未有的突破性发展。国内的回转窑制造厂还聚集在一起，共同研究大型的回转窑的制造工艺和制造材料及制造设备，这对于我国生产制造大型回转窑提供了技术基础，我国向先进型回转窑的制造和掌握回转窑核心技术的方向又迈进了一大步。为适应国内建筑的发展需求，我们的回转窑制造厂必须研发出适合国内国情的水泥回转窑设备。目前的干法水泥回转窑已经在国际上彻底的推广开来，由于其生产水泥的效率高，所生产的水泥品质高于其它回转窑加工出来的水泥，而且该型号回转窑还具有低能环保等优点，所以已经逐渐的取代了其它型号的水泥生产回转窑。在国家政策的大力支持下，干法回转窑的生产已经迈入了日程中来。由于国家工业建设起步晚，国内的许多机械制造领域不如西方的发达国家，回转窑设备生产也在其中之列，不仅是回转窑的机械制造技术落后于发达国家，连回转窑的物理理论基础也不如他们。因为回转窑加工生产水泥和冶炼矿石都是需要加热来完成的，因此回转窑所涉及的物理主要是热力学领域。回转窑在工作中主要会发生热传导、热对流、热辐射等三大传热过程，关于回转窑的传热，中国的热力学专家聚集一起，对回转窑在生产水泥和冶炼矿石进行了大量的传热实验，建立热力学微分方程，分析不同加工材料在回转窑中的传热过程，以及回转窑的组装机构的导热性和耐热能力。为后续的回转窑设备的生产制造提供理论参考。到了世纪，国内的热力学领域的科学家们又计算出了回转窑的其它的传热方面的相关计算参数，通过热渗透的理论指导，进一步的改进以往所计算而来的材料与筒体之间传热的有关设计参数。随着时间的推移，我国科学家不停的实验，再结合实际的回转窑加工材料的质量，使得回转窑的性能不断的提升。在回转窑的设计中，应用了大量的数学知识和传热学领域理论，建立各种材料的传热学模型，通过对这些模型的分析总结，设计了一个又一个针对不同材料的回转窑工作方案和加工原理，以及通过传热学模型，设计了回转窑的外形尺寸参数和构件的位置排列，还有为回转窑各零件的制造材料的选择提供了参考。1.3回转窑简介1.3.1水泥回转窑的介绍在水泥的发展历史中，先后研发了各种各样的加工技术和相应的生产回转窑，根据水泥的加工原理的不同可以划分成两类：一类原理为干法加工，另一类原理为湿法加工，根据两种的加工原理可以将回转窑的类型划分成干法加工型和湿法加工型。也可以根据回转窑的机构装置的不同，再划分成其它几类。（1）以湿法加工为工作原理的回转窑湿法加工型的回转窑其工作原理是将生料制作成水分含量为的泥浆，泥浆是具有流动特点，可充分的将材料混合均匀，再经回转窑的煅烧后，水泥成品效果好，但是，能源的消耗巨大，加重了环境的污染和成本的增加。（2）以干法加工为工作原理的回转窑干法加工的优点在于不需要加热蒸发生料中的水分，减少了能源的损耗，也降低了由热对流所导致的对筒体壁面的传热量，延长了回转窑筒体的使用寿命，加工生产水泥的稳定性更高，效率更快。但是其缺点是，生料不具有太高的流动能力，材料混合不够均匀，所生产的水泥品质也不如湿法加工。回转窑的整体机构外形是一个卧式结构，回转窑的种类型号有很多，有许多专用的回转窑，比如矿石冶金领域专用的回转窑，煤矿领域的煤渣烘干专用回转窑，制造加工水泥的专用回转窑。目前常见的几种回转窑有：中空式、干法和湿法，中空式回转窑的整体结构组成十分简单，是大多数回转窑的初始形态，其它种类的回转窑都是以它为基础，通过加装其它构件组成。1.3.2回转窑的结构下图所示的就是回转窑的二维结构简图，回转窑主要包含窑头机构、主窑体机构、窑尾机构、动力装置、支撑装置；其中窑头机构包含窑头密封装置、窑头罩；窑尾机构包含窑尾密封装置、窑尾罩；主窑体机构是整个回转窑的生产主体，包含筒体、滚圈；动力装置包含驱动电机、回转齿圈。图1-1 回转窑二维结构简图1、排烟筒；2、排烟管道；3、储烟容器；4、进料口；5、密封装置；6、支撑滚圈；7、传动齿轮；8、加工筒体；9、窑村；10、窑头机构；11、燃烧装置；12、承重托轮；13、传动装置；14、挡轮装置；15、冷却筒16、热烟室；17、鼓风机；18、热交换容器（1）回转窑加工筒体回转窑的主要加工装置是一个巨大的圆柱形筒体，材料的加热、煅烧、冷却都是在筒体内完成。回转窑的筒体制造材料为钢材料，回转窑筒体内的表面涂有一层厚为的既可以耐火抗高温，还能耐磨损的材料，这层材料可以有效的起保温作用，减少热能的损耗，并且将钢制筒体与高温材料隔开，防止筒体过热，引发安全事故。筒体的厚度是，由于筒体内部不能装有支撑轴来来动筒体转动，需要放在承重托轮上转动，在筒体与托轮之间安装支撑滚圈，滚圈与托轮之间添加润滑油，以减小滚动摩擦。回转窑筒体的制造钢板的厚度是由筒体的尺寸大小来决定的，对于外形尺寸巨大的筒体，它的制造钢板厚度为，对于承重部分的筒体厚度至少在以上，但是随着筒体的厚度增加也会消耗更多的钢材资源和电力资源，成本提高。在过去的回转窑筒体的设计制造中，通过安装加固圈的技术方式来提高强度，其安装方式也有所不同，一是采用焊接的方式安装加固圈，二是通过连接件如螺栓、螺钉等安装在圆筒外表面。通过上述增强强度的方法，在实际的应用中非常的麻烦，也增加了筒体的重量，影响了筒体加工的精密性，加大了能耗和成本，因此该方法随着新型技术材料的发展，逐渐被回转窑的市场淘汰。根据现有的合金技术可以提高钢材本身的硬度，降低了回转窑筒体的质量。图 1-2 筒体加工时的径向变形（2）回转窑筒体的支撑滚圈回转窑筒体的支撑滚圈是采用钢材加工制造而成，它的作用就是将整个筒体的重力分担给托轮，还有就是减小筒体在滚动时的磨损，便于托轮的润滑和维修。筒体支撑滚圈通常的制造材料为铸钢和钢，在现在的滚圈设计中，一般将其设计为实心，实心的滚圈承重能力更强，强度好，寿命长；对于大型的回转窑设备，加工筒体的尺也很大，这就需要增加滚圈的外形尺寸，如图为实心和空心两种滚圈截面剖面示意图。图 1-3 实心矩形（左）空心箱型（右）回转窑加工筒体上的滚圈可以通过固定安装的方法，把滚圈通过一些连接件固定在筒体上，该方法可以有效的保护筒体的热胀冷缩而导致的变形，缺点是滚圈与筒体表面充分接触，热传导系数较大，导致热损失。也有的是通过垫板将滚圈与筒体隔开，垫板固定在筒体的一圈，承重滚圈套在垫板上，保持两者之间有一定的距离，该方法可以有效的降低热传导，也保护筒体的热胀冷缩而导致的变形。现如今的机械制造技术已经十分的先进，可以进行大型回转窑的制造装配，回转窑的外形尺寸愈大，所要求的力学性能也就越高，再加上隔热材料的质量越来越好，隔热能力也越来越强，不用担心滚圈与筒体结为一起时所引起的传热增加现象，承重滚圈与筒体的焊接结合，不仅提高了滚筒的强度，也便于加工。（3）回转窑的托轮和轴承设计回转窑筒体下方的托轮的主要作用是支撑整个筒体，并保证筒体可以稳定转动，按照相关的回转窑设计标准可知托轮的宽度比滚圈大，支撑滚轮的轴承使用的是高强度的合金制造而成，因摩擦和筒体导热，轴承的工作环境温度会很高，长期的高温作业会导致滚轮轴承寿命大大的降低，也容易导致高温变形引发安全事故，因此，需要在滚轮轴承旁边安装降温装置进行降温。（4）回转窑的止推滚轮回转窑的止推滚轮的作用是控制筒体的上下移动，在回转窑工作时，为了保证托轮与筒体滚圈之间的磨损均匀化，而进行筒体的上下位移，止推滚轮就是筒体上下位移的控制装置。由于托轮的轴线与筒体的轴线在平面内并不平行，存在夹角，这样做的用途在于为筒体提高位移的推动力，具体的实施方法是筒体上移就增加托轮的摩擦力，筒体下移就减少滚轮的摩擦力。在回转窑的上下吃进时，还要依靠液压系统的控制，止推滚轮就是液压系统的两个开关，通过液压控制回转窑的上下吃进运动，提高滚轮和滚圈之间磨损的均匀性。第2章 回转窑结构设计2.1 回转窑的相关参数通过对回转窑进行市场调查和技术参数文献的查阅，本文所设计的回转窑的型号为：，设定机构参数如表所示表2-1 回转窑设计参数窑体尺寸电机功率（）总重量（）直径（）长度（）斜度()产量（）转速（）2.2回转窑各结构研究设计2.2.1筒体材料及外形尺寸回转窑的主体装置为筒体，它的制造材料为钢，其结构尺寸为，回转窑筒体内的表面涂有一层厚为的既可以耐火抗高温，还能耐磨损的材料，这层材料可以有效的起保温作用，减少热能的损耗，并且将钢制筒体与高温材料隔开，防止筒体过热，引发安全事故。通过查阅回转窑筒体机构相关的设计标准可知，规格的窑体在回转窑的设计领域中属于中等大小，选择厚度为的钢板通过电焊的加工方式进行拼接，筒体的内表面防火保温层的厚度是。因为所设计的回转窑属于中等型号的，可以通过安装筋板提高筒体强度。2.2.2筒体滚圈的设计由于规格的窑体在回转窑的设计领域中属于中等大小，那么滚圈的外形结构尺寸也在中等范围以内，可采用实心体滚圈。支撑滚圈通过焊接方式，固定在回转窑的筒体装置上。2.2.3承重托轮和轴承设计通过查阅回转窑筒体机构相关的设计标准可知，对于本文设计的回转窑外形规格来说，可设计确定筒体的承重托轮一个为组，而且，根据设计要求托轮宽度比传动滚圈大，最终设计宽度为，其支撑轴承的制造材料为巴氏合金。2.2.4位移吃进开关止推滚轮的设计根据规格的回转窑设计要求，将止推滚轮的位置设计在滚轮下方的支撑座上，并且设计其外形为锥形，紧靠着传动滚圈的两侧。通过对组成机构各零件的设计，文中的规格回转窑的结构简图如所示：图2-1 回转窑二维结构简图1-窑尾罩，2-窑尾密封装置，3-支撑滚轮，4-筒体，5-回转驱动装置6-回转齿圈，7-支撑滚圈，8-窑头密封装置，9-窑头罩2.3回转窑结构参数设计2.3.1选择窑型根据不同的材料、不同的加工需求，回转窑筒体的直径大小在各段是不同的，筒体的形状在轴向上也就不同，因此根据形状可分为：（1） 直径均匀的直筒型：该型号给人的感觉就是直来直去，结构简单明了，因此制造工艺简便，成本低廉，便于拆卸维修。（2） 增大热端直径型：筒体内包含多个工作段，不同的筒段，其作业也不一样，可分为加热段、过渡段、冷却段等，其中为了提高生产效率增加产量，可将热端扩大；（3） 增大冷端直径型：该型号通过增大冷端直径，可以扩充空间，添加热交换器，可提高筒内空间和水分蒸发量，缺点是不适合一般材料的加工，使用率低。（4） 增大两端直径型：该型号的筒体不仅能减少制造钢材的使用量，还可以增加水泥等产量，提高水泥的生产效率，缺点是不易制造，成本高。由于相关的制造技术的限制和考虑到加工成本、市场效益等多方面因素，现依然将直径均匀分布的直筒型作为回转窑筒体的主要形状。这种形状的筒体适合制造大型回转窑。2.3.2回转窑的生产率回转窑加工生料技术充分结合了热力学、传热学等物理方面的知识，是一个极其复杂的生产过程，其理论计算也十分复杂，根据查阅相关的计算理论等资料，可建立基本的计算公式：根据材料流通的相关公式：参数：回转窑的生产率，；回转窑筒体机构平均内径，；回转窑筒体内材料填充系数，值范围；回转窑筒体内材料堆比重，；回转窑筒体内材料轴向速度，；表 各类窑的平均填充系数窑名称 平均填充系数 氧化焙烧窑 氯化焙烧窑 氧化铝熟料窑 氧化铝焙烧窑 表 加工材料的堆比重物料名称 堆比重 锌沸腾焙烧细尘 硫化镍精矿 硫化镍焙砂 氧化铝和干氢氧化铝 碱石灰铝土矿干生料 碱石灰铝土矿熟料 2.3.3回转窑转动参数的设计（1）回转窑筒体转速的设计回转窑筒体的工作转速由多种因素确定，比如：筒内加工材料的化学性质、材料在筒内各加工带区域的实际加工时间，材料从一段加工带区域到另一个加工带区域所花费的时间是多少，筒体内的材料占整个筒内体积是多少。筒体的运转给材料的混合和翻滚加热提供了动力，让材料得到充分的加热、煅烧。但是，材料的煅烧时间和煅烧程度却成反比，原因在于煅烧时间和煅烧程度与转速的比不同，前一个是反比，后一个是正比，转速快，煅烧程度好，但是时间不够。转速慢，虽然材料的加工时间变长，但煅烧并不能很充分，因此该转速设计可参照相关的设计经验数据值进行设计。表回转窑常用转速窑类 常用转速 n 值 铅锌挥发窑 离析窑 黄铁矿烧渣球团焙烧窑 氧化焙烧窑 氧化铝熟料窑 氧化铝焙烧窑 碳素窑 水泥窑 （2） 回转窑斜度的设计计算回转窑的主轴线在安装回转窑时并不是水平的，而是有一定的倾斜度，斜度大小等于回转窑两端的垂直距离与整个回转窑的长度比，其值等于倾斜角的正弦，斜放回转窑时，不能使倾斜角过大，太大会导致回转窑发生侧翻，损坏回转窑。对于加工不同的材料回转窑的倾斜度一般是不同的，其中对于流动性高的材料，其加工回转窑的斜度最小，大概范围是，生产水泥的回转窑大概的设计值范围是。通过查阅相关回转窑的设计制造资料可得：计算参数中：回转窑生产率，；回转窑筒体机构平均内径，； 回转窑转速，；回转窑斜度，；回转窑筒体内材料填充系数；回转窑筒体内材料堆比重，；筒内材料的自然堆角。回转窑内不同材料的堆角自然也是不同的，其中有色金属在筒内煅烧的堆角为，部分氧化物材料在回转窑筒内的堆角为，在矿石的冶炼提取的回转窑中一般取角度为。（1） 材料在筒体内的位移速度和加工总时间（2） 材料在筒体内的位移速度于筒体的转速、回转窑的倾斜度还有材料本身的流动性能的强弱都有关。通过查阅相关的回转窑的设计资料可知，不同的回转窑其加工材料的位移快慢并不一样，计算公式也各不相同。可以根据本文设计的规格回转窑可使用一般的计算公式：计算参数：回转窑筒体机构平均内径，；回转窑倾斜角，； 回转窑转速，。原料速度计算参数：回转窑斜度，；筒内材料的自然堆角，；原料速度计算参数：筒体内材料中心角，。原材料在筒体内的位移速度受到筒体内各种装置的影响，因此需要进行校正，其影响装置有提高原材料均匀度的扬料装置，系数，加热材料装置系数，捕尘链条的系数：，单面捕尘链条：。根据回转窑设备的具体结构不同还要计算系数。筒体内得计算参数：回转窑窑头机构的挡料圈的料层高度，；回转窑窑头机构的挡料圈高度，。通过查阅相关的回转窑筒体的设计数据可知：根据设计的回转窑的整体长度和查阅相关计算公式计算而来的，可计算出回转窑加工原材料的加工时间：第3章 核心机构的设计3.1筒体机构的研发3.1.1筒体的直径参数设计（1）通过查阅相关的回转窑筒体设计方案可知排烟速度：式中：回转窑尾部窑尾排烟速度，根据相关设计资料排烟速度范围是；对于筒体加工生产氧化物合金，为了提高筒体的蒸发能力和生产效率，其值的大小为。（3） 通过查阅相关的回转窑筒体设计方案可知，根据材料在筒体内的流动性能，可根据相关公式计算得：上述得筒体计算公式中得各参数所代表得意义同前文。在回转窑筒体的实际的加工作业中，筒体机构的直径需要根据相关情况进行调整，上式计算只作为一般规律。本文设计的回转窑只针对一般加工，因此公式计算是可以作为本文所设计的筒体机构的参数大小，再考虑窑衬的厚度参数得：筒体直径相关计算参数：回转窑窑衬厚度，大小取值范围：。3.1.2窑体长度计算原材料在回转窑筒体内经过一系列得加工过程，并不只是单纯得煅烧，筒体机构内按照作业不同，可以分为多个加工带，根据回转窑的设计加工目标，再查阅其它类似回转窑的设计数据，可设计本文的回转窑筒体的长度。（1）筒体机构的干燥区域的长度干燥带长度计算参数：每千克产品需要生料量，；回转窑产品产量，；筒体机构加工原料的含水量，% ；筒体机构的烘干区域的干燥强度，。根据相关回转窑筒体机构的设计可知，实际长度的设计要考虑多种因素，比如筒体内的热交换机构的尺寸和功率，筒体内的烟的排除速度，一般情况下筒体机构的干燥烘干区域长度为，具体情况还要根据筒体进口原料的水分含量来确定。根据资料得到干燥温度在，其干燥功率范围是。现实中由于机筒内的其它装置也起到了一定的烘干作用，为了提高干燥精度和节约制造成本，可以适当的减小筒体的干燥区域的长度。（2）筒体机构内的预热作业区域及分解作业区域根据筒体设计要求可知原料加工热量；根据筒体内部的设计要求设计各工作带的温度；根据筒体机构的相关计算参数和公式得：回转窑筒体机构内的预热作业区域及分解作业区域长度计算式中参数同前。（3）回转窑筒体机构内的烧结作业带在回转窑筒体机构内的烧结作业带的工作长度时，可按照查阅的筒体设计资料的总结规律公式进行计算，得到大概的取值范围，再根据本文设计的回转窑的规格和主要的加工目标进行进一步的校核优化，分析原料的物理性能和化学性能，计算其传热能力和流动性的强弱，计算原料在筒体内的移动速度和堆角，通过这些参数数据可计算出回转窑筒体机构内的烧结作业带的工作长度。查阅相关的回转窑筒体工作带的设计参考数据，确定筒体机构内的烧结作业的大概时间，则（4）回转窑筒体机构内的冷却区域作业长度水分含量高的加工材料经过烧结带将自身的热量增加，并把热量传送给机筒内的燃料，使之燃烧，回转窑筒体机构内的冷却区域作业长度计算方法时：通常情况下回转窑筒体机构内的冷却区域作业长度：筒体机构内的烧结区域与冷却区域的总长度为燃烧段长：查阅回转窑筒体机构设计资料，燃烧段计算公式： 湿法原理：干法原理：查阅回转窑筒体机构设计资料，原料在筒体机构内的烧结区域与冷却区域的加工时间和位移速度计算最终的长度。为筒体机构内的烧结区域与冷却区域的位移速度，其值等于：；上述计算筒体机构内的烧结区域与冷却区域的长度、时间、速度的公式是通过大量的实验总结出来的一般公式，其计算方法存在着一些不足之处。（5）回转窑的筒体工作带总长的计算通过前文对回转窑筒体机构内的各作业区域的长度计算，最终设计回转窑的筒体机构总长：，根据回转窑的设计参考标准单位面积产能，校核筒体机构的长度：回转窑筒体机构内作业区域总长度计算式中参数同前。3.2驱动电机及传动减速器根据回转窑的设计数据和经验计算公式得：的回转窑得动力机构驱动电机为，该回转窑驱动电动机功率为，转速：。根据回转窑的设计数据选择传动机构减速器是：，传动比。3.3回转窑传动齿轮的研究3.3.1回转窑传动齿轮得具体参数回转窑的筒体转动传动齿轮精度选用级，小齿轮制造材料为，材料硬度约为，回转窑的筒体转动大齿轮为钢（调质处理），硬度为。筒体机构小齿轮齿数筒体机构大齿轮齿数取3.3.2筒体传动齿轮齿面接触疲劳强度由回转窑筒体机构传动资料计算公式得：1）计算选择公式各参数数值（1）筒体机构传动载荷系数（2）筒体机构小齿轮的转矩（3）根据筒体机构传动小齿轮的位置，选取齿宽系数（4）查询筒体机构传动资料得弹性影响系数（5）通过回转窑筒体机构传动齿轮的设计手册查得接触疲劳强度极限：小齿轮：大齿轮：（6）通过回转窑筒体机构齿轮的循环次数设计：（7）通过回转窑筒体机构得资料计算接触疲劳强度寿命系数 （8）回转窑筒体转动得接触疲劳强度许用应力根据回转窑筒体转动失效概率和安全系数为，得（9）回转窑筒体传动齿轮参数回转窑筒体传动小齿轮分度圆参数，代入中回转窑筒体传动圆周速度回转窑筒体传动齿宽计算回转窑传动的载荷系数通过查阅筒体设计和，得动载荷；由回转窑设计的相关参数，得通过筒体设计要求得：.1；所以筒体机构系数：（10）根据回转窑传动的载荷系数校核分度圆直径，得：（11）回转窑齿轮模数3.3.3回转窑筒体齿轮齿根弯曲强度设计回转窑筒体齿轮机构弯曲强度的公式：（1）回转窑筒体齿轮机构弯曲疲劳强度极限小齿轮的大齿轮的根据回转窑筒体机构得齿轮设计可得弯曲疲劳寿命系数： 筒体传动零件齿轮弯曲疲劳许用应力根据回转窑资料数据可取安全系数为，得筒体传动齿轮的载荷系数（2）筒体机构的传动齿形系数：，（3）由筒体机构的设计要求选择应力校正系数：，（4）筒体传动机构齿轮的：由计算结果知回转窑筒体传动大齿轮大于小齿轮（5）回转窑筒体传动齿轮模数计算：根据对回转窑筒体传动机构齿轮的参数计算，加工筒体的齿轮齿面接触疲劳强度计算而来的模数的值较大，所以取筒体传动齿轮模数，并选取去皮机构齿轮模数标准值。因此筒体机构传动齿轮分度圆直径所以，筒体传动小齿轮：，筒体传动大齿轮：，3.3.4回转窑传动齿轮参数计算（1）筒体机构中的传动齿轮分度圆直径：（3） 回转窑传动齿轮中心距：3.4回转窑传动轴及相关零件设计3.4.1回转窑传动轴外形参数设计1）筒体转动传动高速轴的工作功率P1,运行转速n1和工作转矩T1，2）回转窑传动轴的最小直径先根据回转窑传动轴直径设计式初步计算筒体传动轴的最小直径。确定轴的制作材料为45钢，该型号钢经调质处理。选取确定，带入计算公式得：筒体机构传动轴在挖取键槽的那一段，其轴径值需要增加，因此可以选择轴径，。3） 设计计算回转窑筒体传动轴的各段直径和长度的参数值大小（a） 为了使筒体传动零件联轴器稳定的固定在传动轴上，用于安装联轴器的轴段的左端需要设计轴肩固定联轴器的位置，因此设计该段的直径为，。（b） 根据筒体机构传动轴的受力分析，可以选定滚动轴承作为力的承载零件，根据，选择型号为6240的深沟球轴承，查阅回转窑筒体机构传动设计资料，则有。3.4.2筒体机构传动轴强度校核（1）计算筒体机构传动轴上的力由前文对回转窑传动齿轮的计算参数，则根据有关筒体机构传动的设计计算公式可得：（2）筒体机构传动轴上的负载先根据所设计的回转窑筒体传动轴绘制出结构简图，从轴的相关实验得到的设计数据：，回转窑筒体传动轴的支撑跨距大小可确定为。通过计算绘制回转窑筒体转动的传动轴的弯矩图和扭矩图。在弯矩和扭矩图上标志的数值大小可以看出截面是危险截面。根据相关筒体传动数据计算该面的、和的值，如下表：载荷水平面垂直面支反力，截面弯矩总弯矩扭矩（3）计算校核回转窑筒体传动轴的强度大小根据所设计和查阅计算得到的相关数据，取，回转窑筒体机构内的减速器传动轴的应力为：该设计回转窑筒体机构的传动轴的材料为，调质处理。查询有关的回转窑筒体转动的传动轴材料的设计参数标准得，由此可知轴安全性好，可确保筒体机构工作的平稳性。3.4.2筒体机构传动零件轴承的设计（1）筒体传动机构零件轴承计算1）通过回转窑筒体转动设计和轴承零件机械的设计手册可知所选型号的轴承的外形尺寸参数：，。2）筒体传动装置轴承当量动载荷前文计算得：，；筒体传动轴的两个支撑轴承的径向载荷：筒体传动轴的两个支撑轴承的轴向载荷：根据本文设计的回转窑工作性能，有相关筒体传动的设计数据参数得：，筒体传动轴的轴承当量动载荷为：本文设计的回转窑工作性能，有相关筒体传动的设计数据参数得；（3）回转窑传动机构轴承寿命计算由计算结果，验算回转窑传动机构轴承一。筒体传动的设计数据得滚子轴承。根据设计的回转窑工作性能，筒体机构减速器寿命。由筒体传动机构零件寿命，该设计满足回转窑得寿命期限。（2）回转窑传动机构连接键的校核1）回转窑筒体传动轴的连接键的参数制定筒体机构的传动联轴器使用单圆头平键，外形尺寸：2)回转窑筒体传动轴的连接键的强度由回转窑筒体机构的设计资料可得键的许用挤压力为，长度。因此回转窑筒体传动轴的连接键强度满足设计要求。总 结经过数月的努力，本文对于的回转窑设计也到此结束，回顾整个回转窑的设计过程，感受良多，在对回转窑的每一个组成机构的设计中，我学到了很多关于回转窑的设计制造知识。在对回转窑的整体和部分机构的设计中，我学到了大量的关于回转窑如何加工生产水泥和石灰石、回转窑如何冶炼矿石方面的知识，了解了目前市场上各种型号的回转窑的工作原理和制造装配过程，对于它们的优缺点都进行了详细的对比分析，让我对回转窑的发展历史以及未来的研究方向都有了一定的认识。在对筒体的设计中，我知道了筒体机构作为回转窑的核心机构，整个原材料的加工过程包含材料的干燥加工、预热加工、冷却加工等。在设计托轮和止推滚轮中，我明白了筒体机构是如何的吃上吃下做位移运动，明白了滚圈的设计规则，滚圈的几种安装方式以及滚圈对于筒体机构的作用有哪些，止
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