工业用滚筒干燥器结构设计

1、工业用滚筒干燥器结构设计摘要滚筒干燥又称转鼓干燥，是一种热传导型连续干燥方式。物料在内部加热的高温滚筒表面铺布成薄膜，随着转动干燥达到所要求的湿含量。滚筒干燥特别适用于粘稠度高的浆状物料及泥状物料，且其干燥得到的产品具有较高的糊化度和良好的复水性，可以直接食用，因此广泛应用于食品工业加工。本文首先分析了滚筒干燥器的原理特点及分类，在此基础之上，本文设计了滚筒正常运转的条件参数以及结构参数；其次，本文设计了滚筒干燥器的功率以及传动装置；最后，本文分析了滚筒干燥器的强度，刚度以及设备的安装调试。关键词：滚筒干燥器；结构设计；刚度分析；安装调试ABSTRACTDrum drying is also

2、called the drum drying, it is a way of heat transfer model for drying.Materials in the internal heat of high temperature roller surface spread the cloth into a thin film, as the rotating drying to achieve the required moisture content. Drum drying especially suitable for the high viscosity of paste

3、shape material and mud, and its drying product has high degree of gelatinization and good after water, we can eat them, so widely used in food industry processing.This paper first analyzes the characteristics and classification of the principle of drum dryer, on this basis, this paper designed the c

4、ondition parameters and structure parameters for normal operation of the drum; Secondly, this paper designed the drum dryer power and transmission device; Finally, this paper analyzes the strength of the drum dryer, stiffness and equipment installation and debugging.Key Words: Drum dryer; The struct

5、ure design; The stiffness analysis; Installation and debugging目 录摘要1ABSTRACT11 绪论11.1本课题研究的内容的意义11.2国内外的发展概况11.3本课题设计的目的21.4本课题设计的要求和思想21.5概述2预糊化营养米粉具有速溶即食的特点，是最易消化的大米制品。根据不同消费对象和不同配方又可分为：婴幼儿营养米粉、老年营养米粉和方便营养米粉。21.6原材料供应情况及公用设施要求21.7工艺设计31.8主要设备（年产1000吨生产能力）32 滚筒干燥器特性原理52.1滚筒干燥器的特点52.2滚筒干燥器的基本原理52.3滚

6、筒干燥器的分类62.4被干燥物料及干燥介质的特性7被干燥物料的特性7干燥介质的特性72.5干燥过程的节能82.6改进干燥设备，强化干燥过程83 滚筒干燥器的计算83.1滚筒干燥器的条件参数83.2滚筒干燥器结构参数的计算9物料和热量衡算 干燥器的生产负荷9滚筒干燥器干燥面积，筒体直径，长度确定9滚筒干燥器的功率计算10传动装置设计11滚筒组件的强度和刚度计算15密封罩和排气管的设计234 设备的安装和调试244.1设备的安装244.2可能的故障现象和解决方案255 设备的维护和保养256 总结25致谢26参考文献261 绪论1.1本课题研究的内容的意义干燥技术的应用，在我国具有十分悠久的历史，

7、闻名于世的造纸技术就有干燥技术的应用。干燥设备广泛应用于化工、食品、粮油、饲料等工业。中国的现代干燥技术是从20 世纪50年代逐渐发展起来的，迄今对于常用的干燥设备如气流干燥、喷雾干燥、流化床干燥、旋转闪蒸干燥、红外干燥、微波干燥、冷冻干燥等设备，我国均能生产供应市场。对于一些较新型的干燥技术如冲击干燥、对撞流干燥、过热干燥、脉动燃烧干燥、热泵干燥等也都已开发研究，有的已工业化应用。我国的现代干燥技术取得的成绩是我国相关科研人员和企业界共同努力的结果，虽然取得了不少可喜的成果，但是企业间的竞争尚不规范阻碍了干燥技术的健康发展，很多成果尚未能转化为生产力使企业的产品得不到更新。1.2国内外的发展

8、概况干燥技术的应用，在我国具有十分悠久的历史。闻名于世的造纸技术，就有干燥技术的应用。干燥设备广泛应用于化工、食品、粮油、饲料等工业，中国的现代干燥技术是从20 世纪50年代逐渐发展起来的，迄今对于常用的干燥设备，如气流干燥、喷雾干燥、流化床干燥、旋转闪蒸干燥、红外干燥、微波干燥、冷冻干燥等设备，我国均能生产供应市场，对于一些较新型的干燥技术如冲击干燥、对撞流干燥、过热干燥、脉动燃烧干燥、热泵干燥等也都已开发研究，有的已工业化应用。我国的现代干燥技术取得的成绩是我国相关科研人员和企业界共同努力的结果，虽然取得了不少可喜的成果，但是企业间的竞争尚不规范阻碍了干燥技术的健康发展，很多成果尚未能转化

9、为生产力，使企业的产品得不到更新。干燥技术的研究既要研究不同物料的干燥性能，也要研究各种节能高效的新型干燥设备，以及一定的物料在某种干燥设备中的合理操作参数。人们一直希望通过干燥理论的研究建立干燥模型，以期在计算机上取得最佳结果。遗憾的是，直到今天，对于大多数干燥操作，在无经验的情况下，只能通过试验取得相关数据，来指导生产实践。干燥技术有三项目标是业界公认的，即干燥操作要保证产品质量、干燥作业对环境不造成污染、干燥的节能研究。干燥也是一个能耗较大的单元操作，直接决定着产品的质量，特别是高性能材料的生产，对干燥操作有着更高的要求。针对这些问题，近些年来，干燥技术领域出现了一些创新成果。为了节能以

10、及生产附加值高的产品、解决干燥过程中出现的问题，需要结合现存的各种有效的干燥技术，或者研究开发特殊的干燥技术和新型的干燥设备，同时也需要强化干燥过程中的智能化控制。在油脂制取的原料干燥上，目前我国此类干燥设备大部分是采用对流干燥技术,主要使用滚筒烘干机、流化床烘干机和塔式干燥机。简而言之，目前干燥技术发展的总趋势为： A. 干燥设备研制上向专业化、大型化、系列化和自动化发展； B. 强化干燥过程； C. 采用新的干燥方法和组合干燥方法； D. 降低干燥过程中能量的消耗； E. 闭路循环干燥流程的开发和应用； F. 消除干燥过程造成的公害问题。1.3本课题设计的目的本次设计的目的是设计出一种单滚

11、筒式干燥器，要求其结构合理，经济适用，操作方便，易于维护，通用性好。 通过本次设计，希望能够进一步改进和完善现有机型，改善加工机的通用性，并为后来的设计奠定一定基础。再者，本次设计是综合教学和实践的重要环节，增强分析和解决机械设计的相关问题，巩固、加深和拓宽所学的理论知识。通过设计的实践过程，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识，熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等设计资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。1.4本课题设计的要求和思想根据干燥要求，干燥物料的品种及含水量工艺的不同，应达到如下技术要求(1) 干燥效果好，

12、干燥物料均匀，而且有比较高的干燥率；(2) 通用性好，尽可能的适用于多种物料的干燥；(3) 进出料自动化，工作安全可靠。功能上产品必须实现的任务或说是产品的用途，因此必须按照干燥器所要求的任务和目标进行设计，其设计原则有：(1) 保证干燥物料的均匀性；(2) 防止附属功能的遗漏（如自动输送）；(3) 尽量减少不必要的功能设置；(4) 注意要求达到基本功能的条件，防止其和具体环境等因素的不协调。1.5概述 速溶营养米粉自八十年代末在我国逐步推广，已形成一个较成熟的市场在婴幼儿营养米粉产品中出现了“亨氏”、“未来”等优秀品种，市场发展迅猛另外，在老年营养米粉和方便早餐米粉方面存在潜在的大市场。由于

13、预糊化大米粉是最易消化的大米制品，符合营养、保健、方便及经济的特点，深受消费者欢迎。预糊化营养米粉具有速溶即食的特点，是最易消化的大米制品。根据不同消费对象和不同配方又可分为：婴幼儿营养米粉、老年营养米粉和方便营养米粉。 以下介绍目前世界上最先进的转鼓干燥方法生产速溶营养米粉工程项目。1.6原材料供应情况及公用设施要求速溶营养米粉的主原料大米、大豆、面粉，市场供应充足。主要燃料为煤炭或柴油，易供应。供电需50kw三相电源。 需厂房面积500m2，普通厂房即可1.7工艺设计图1.1 工艺流程图生产流程： 图1.2 生产流程图1.8主要设备（年产1000吨生产能力）表1-1 主要设备1.1-2吨锅

14、炉及管道 1台20万元2.水处理 1台套4万元3.磨浆机 1台0.3万元4.搅拌机 1台2.8万元5.胶体磨 1台1.55万元6.储罐 1台2.0万元7.浓浆泵 4台1.8万元8.预煮装置及配套设施 1套6.2万元9.滚筒干燥机 1台49.5万元10.造粒过筛机 1台1.8万元 11.包装机 4台10万元12.各种控制台、电线、桥架、管道 10万元 总 合 计 ：109.95万元 主要设备介绍： 1水处理设备 国家"瓶装饮用纯净水卫生标准"和"生活饮用水水质标准"的某些指标如下表中所示。我国生活饮用水标准是用于检测自来水经预处理、除盐、灭菌、消

15、毒后才能制得合格 的饮用纯净水。用水处理设备使生产使用水最少达到生活用水的标准。2 胶体磨胶体磨是流体超微粉碎机械，兼备粉碎、乳化、分散、均质、搅拌等功能可以代替石磨、砂磨机、球磨机、组织捣碎机等。胶体磨主要用途、适用范围：食品行业：果茶、豆奶、冰淇淋、月饼馅、豆制品、饮料、果汁、果酱。建筑行业：内外墙涂料、冷瓷涂料、多彩涂料、防腐防水涂料、阻燃涂料。文化用品行业：墨水、油墨、铅笔芯、广告色、油画色。化工行业：润滑脂、油漆、乳化沥青、胶粘剂、洗涤剂、皮革染料。医药行业：生物制品、疫苗、药膏、各种口服液。日用化工行业：洗发精、牙膏、鞋油、夹克油、化妆品。此外、胶体磨还应用于塑料工业、纺织工业、造

16、纸工业等方面。胶体磨的特点： (1) 胶体磨的工作是靠一对锥形的转齿与定齿作相对运动，物料通过定转齿之间的间隙受到剪切力、摩擦力、离心力和高频振动、而达到粉碎、乳化、均质、分散的目的。 （2）胶体磨接触物部分均采用不锈钢材料制成，耐腐蚀性好、对医药、食品及化工原料无污染。磨齿采用高硬度耐腐蚀合金制成，硬度可达HRC55左右，可粉碎较硬物料。3 浓浆泵 单杆浓浆螺杆泵（又名螺杆泵），适应高粘度介质的特殊输送，尤其在化工、酿造厂、食品厂、造纸厂、罐头厂、药厂、酒厂等单位使用广泛。4 造粒过筛机工作原理：物料由料斗经螺旋输送器进入粉碎室，被高速旋转的刀片剪切粉碎，粉体越过导向圈进入分级室，因分级轮是

17、旋转的，流入叶道内的粉体同时受到空气动力和离心力的作用。粉体中大于临界直径（分级粒径）的颗粒因质量大，被甩回粉碎室继续粉碎，小于临界直径的颗粒通过负压风运的方法经出料管进入旋风分离器、袋式除尘器，排出物料达到产品的要求由主机、辅机、电控箱三个部分组成，具有风选式、无筛、无网、出料粒度大小均匀等多种性能，生产过程连续进行，能处理如化学制品、食品、药品、药剂、化妆品、塑料、染料、树脂、颜料、谷物等物料的粉碎。5 滚筒干燥机用途：广泛应用于米粉，麦片，淀粉，马铃薯全粉等食品的干燥，也用于化工，环保，医药饲料中粘稠物料干燥，成品可做成片状，粉状，颗粒状。工作原理：在滚筒中通入饱和水蒸汽或导热油，物料以

18、不同方式涂布在滚筒表面，对其进行加热，熟化及制皮。特制的刮刀将其刮下后送到后续工序进行成品处理。特点：产品的干燥质量稳定。滚筒共热方式便于控制，筒内温度和间壁的传热速率能保持相对稳定，使料膜能处于稳定传热状态下干燥。适用范围广，采用滚筒干燥的液相物料，必须具有流动性，黏附性和对热的稳定性。物料的形态可分为溶液 非匀相的悬浊液，乳浊液，溶胶等。道气供热介质简单，常用饱和水蒸气。2 滚筒干燥器特性原理 2.1滚筒干燥器的特点1 热效率高。筒内供给的热量，除少数热辐射和筒体的端盖部分散热损失外，大部分热量用于湿分的汽化，热效率可高达70%-80%。2 干燥速率大。筒壁上湿料膜的传热与传质过程，由里到

19、外，方向一致，温度梯度较大，使料膜表面保持较高的蒸发强度3 产品的干燥质量稳定。滚筒共热方式便于控制，筒内温度和间壁的传热速率能保持相对稳定，使料膜能处于稳定传热状态下干燥。4 适用范围广。采用滚筒干燥的液相物料，必须具有流动性，黏附性和对热的稳定性。物料的形态可分为溶液 非匀相的悬浊液，乳浊液，溶胶等。5 单机的生产能力，受到筒体尺寸的限制。一般滚筒干燥器的干燥面积不宜过大，单筒的干燥面积很少超过12。同一规格的设备，其处理料液的能力，还受到料液的性质，湿含量控制，料膜厚度，滚筒转速的影响，变化范围较大。6 道气供热介质简单。常用饱和水蒸气，压力范围为 0.2-0.6 MPa.对于某些要求在

20、低温下干燥的物料，可采取热水做为媒介；一般不采用过热蒸汽和烟。7 刮刀容易磨损，使用周期短。筒体受到料液腐蚀和刮刀切削状态下的磨损后，难以修补，必须从新更换。 2.2滚筒干燥器的基本原理膜料的行成和干燥时间：液相物料在筒壁上成膜的厚度和干燥特性，对干燥产品的产率和质量有直接的影响。形成膜的厚度，与物料的性质，滚筒的线速度，筒壁温度，筒壁材料，以及布膜的方式的因素有关。料液的表面张力是同分类液体分子之间的引力，黏附力则是液体与金属筒壁之间不同分子的引力。只有黏附力大于表面张力时，才能行成膜。表面张力接近于水的物料，在干燥中可获得较高的产率。料液的黏度是液体流动时的内摩擦力，与料液的流动性成反比。

21、流动性好，便于输送和布膜，因此对于黏度过大的料液，应提高温度，以降低黏度。此外，由于筒壁材料的表面吸附力不同，对附料也有影响，筒壁温度低比高容易附料，筒体转速快，线速度高的也容易附料。在实际生产中，滚筒干燥器的料膜形成，常借助与布膜器或膜厚控制器，使之成膜进行干燥。附在筒壁上料膜的干燥特性，与料液物性有关。匀相物液的干燥，是在溶剂被汽化后，溶质结晶于筒壁上而行成固态膜。非匀相的悬浊液，乳浊液的干燥，则利用粒子的分散度和粒子表面的自由能较大而具有聚集的特性，在溶剂汽化或破乳脱水时，使粒子聚集沉积于筒壁面，形成固态膜。料液在筒壁上形成膜和干燥的过程中，料膜的厚度，是随湿分汽化而不断的收缩变化。确定

22、物料停留干燥时间，可在实验或生产装置中，通过调节各种影响干燥效果的操作条件，取得较好的综合经济效益时的滚筒实际转速，做为设计依据。滚筒干燥过程中的传热与传质：筒壁表面上料膜干燥的基本原理是基于筒体与料膜传热间壁的热阻，形成温度梯度，筒内的热量传到料膜，并按索莱效应，引起料膜内湿分向外转移，当料膜外表面的蒸汽压力超过环境空气中的蒸汽分压时，产生蒸发和扩散的作用。料膜干燥的过程可分为，预热，等速和降速3个阶段。筒壁浸于料液中的成膜区域是预热，蒸发作用还不明显。在料膜脱离料液主体后，干燥作用开始，膜表面汽化，并维持恒定的汽化速度。当膜内扩散速度小于表面汽化速度时，则进入降速阶段的干燥岁随着料膜内湿含

23、量降低，汽化速度大幅度下降。降速段的干燥时间，占总停留时间的80%-98%。 2.3滚筒干燥器的分类按结构形式分为：单滚筒干燥器、双筒型干燥器、多筒型干燥器，另外也可按操作压力分为常压和减压两种形式。 (1) 单滚筒干燥器，用于溶液或稀浆状是浮液的物料干燥。布膜方式常为浸液式或喷溅式，筒体用铸铁或钢板焊制，筒内供热介质的进出，采用填料函密封形式的进气头结构，筒内凝液，采取虹吸管并利用筒内蒸汽的压力与疏水阀之间的压差，使之连续地热排出筒外。 (2) 双筒型干燥器，双筒型干燥器由同一套减速传动装置，经相同模数和齿数的一对齿轮啮合，使两组相同直径的滚筒相对转动，根据布膜位置的不同，分为对滚式和同槽式

24、两类。 (3) 多筒型干燥器，多筒型干燥器应用于带状物料的干燥，进、出料的方式与液相物料干燥完全不同，带状物料的干燥，除控制湿含量外，还需控制外形的改变，故滚筒采用滚动轴承，以减小阻力，壁面在输送过程中拉伸而变形。 2.4被干燥物料及干燥介质的特性被干燥物料的特性 (1) 物料的状态 A. 溶液及泥浆状物料，如工程废液及盐类溶液等。 B. 冻结物料，如食品、医药制品等。 C. 膏糊状物料，如活性污泥及压滤机滤饼等。 D. 粉粒状物料，如硫酸铵及树脂粉末等。 E. 块状物料，如焦炭及矿石等。 F. 棒状物料，如木材等。 G .短纤维状物料，如人造纤维等。 H. 不规则形状的物料，如陶瓷制品等。

25、I. 连续的薄片状物料，如带状织物、纸张等。 J. 零件及设备的涂层，如机械产品的涂层等。 (2) 物料的物理化学性质与被干燥物料的物理化学性质是决定干燥介质种类、干燥方法和干燥设备的重要因素，因此，干燥器的设计者要了解。 A . 物料的化学性质。如组成、热敏性（软化点、熔点或分解点），物料的毒性,可燃性，氧化性和酸碱性（度）、摩擦带电性、吸水性等。 B. 物料的热物理性质。如物料含水率、假密度、真密度、比热容、热导率及粒度和粒度分布等。对于原料液还应当知道浓度、粘度及表面张力等。 C. 其他性质，如膏糊状物料的粘附性、触变性（即膏糊状物料在振动场中或在搅动条件下，物料可从塑性状态，过渡到具有

26、一定流动性的性质），这些性质在设计干燥器及加料器时可加以利用。 (3) 物料与水分结合的性质固体与水分结合的方式是多种多样的，它可以是物料表面附着的，也可以是多孔性物料孔隙中滞留的水分，也可以是物料所带的结晶水分及透入物料细胞内的溶胀水分等。物料与水结合方式不同，除去的方法也不尽相同。例如物料表面附着的水分和大毛细管中的水分，是干燥可以除去的；化学结合水，不属于干 燥的范围，经干燥后，它仍残存在物料中。干燥介质的特性大多数工业干燥过程均采用预热后的空气作为干燥介质。 环境空气是含有少量水蒸 气的气汽混合物，所以又称为湿空气。干燥理论中之所以称其为“干燥介质”是因为它在干燥过程中承担着热湿载体的

27、作用。它将热量传递给湿物料，为其提供干燥能量；同时，又把湿物料中的湿分（通常是水分）携带出干燥器，从而达到了干燥的目的。 2.5干燥过程的节能 干燥是能量消耗较大的单元之一。因为不论是干燥液体物料、浆状物料，还是含湿的固体物料，都要将液态水变成气态，所以需要供给较大的汽化潜热。通常把干燥过 程中蒸发1水分所消耗的能量称为单位能耗。 2.6改进干燥设备，强化干燥过程 近年来，常用的干燥设备（喷雾、流态化、气流干燥等），仍在原有的基础上改进和发展。 (1) 改善设备内物料的流动状况（或干燥介质的流体力学状况），强化和改善干燥过程。例如气流干燥器，从直管气流干燥，改成脉冲气流，使被干燥粒子在脉冲气流

28、的作用下多次的加速，强化传热传质过程。又如，改进喷雾干燥器的进风装置，达到控制雾滴的运动状况等。 (2) 增添附属装置，改善干燥器的操作，扩大干燥设备的使用范围。在气流干燥器的流程中，增添分散器，使气流干燥器用于分散性差的湿物料的干燥；增添破碎机，使气流干燥器用于块状物料的干燥；增添混合器，使气流干燥器用于含水量很高的物料；增添分级机，以解决产品粒度的均匀化等。在喷雾干燥方面，研制了高粘度物料的雾化器；研制各种喷雾干燥器的进气分布装置，使干燥塔中心与塔壁的气速基本一致，减少喷雾干燥的粘壁；安装电磁自动振动装置，防止物料粘壁等。在流化床干燥器中，增添附属装置，改善其操作性能。例如在单层圆筒形流化

29、床中，添加旋转分隔板，分隔板从流化床中部开始旋转分隔直至出料口。湿物料从流化床中部加入,在旋转隔板的控制下，物料从进口至出口一边流化一边运动，而不会“短路” ，因此，物料在流化床中的停留时间均匀。在双层流化床中的上层，增添摆动的物料松动器，当流化床操作时，松动器不停摆动，松动物料，避免形成死床层，以改善流化床的特性。在卧式多室流化床中的第一室，增添搅拌装置，使凝聚的湿物料分散，同时排除不能流化的大颗粒。此外，在卧式多室流化床，把固定隔板改成悬挂在回转链上的运动隔板，在运动隔板的作用下，物料从加料端均匀地移到出料端,实现了物料的“活塞流” ，可使被干燥物料停留时间均匀，产品含水率均匀。3 滚筒干

30、燥器的计算 3.1滚筒干燥器的条件参数产量1000t/a, 操作方式全年全天。物料性质和工艺操作条件：料液湿含量1=70%，密度1=1.2/cm, 浆状，流动性好，沉淀物不多。干燥产品为粉末状，刮料点处的湿含量2=5%，堆积密度=0.8/cm，安息角40。度比热容c2=1.674KJ/(kgC)。进料料液温度t1=95度，进料刮点处料温t2=85度。供热介质为P=0.39MPa饱和水蒸汽，最高操作压力P<= 0.49MPa.蒸发强度Rm =30kg/(h)，干燥停留时间1=20s,转速n4=2/min。要求滚筒干燥器为带有水平输送的螺旋式最终干燥器，输送的有效距离Ls=4m，停留时间2&

31、gt;= 240s ，并采取全封闭罩，强制引风。 3.2滚筒干燥器结构参数的计算物料和热量衡算 干燥器的生产负荷 G2=114.2kg/h。蒸发水量：W=G2=249kg/h。料液处理能力：G1=W+G2=249+115=364kg/h。 干燥器的有效平均热负荷：Qm=0.278(W+G2C2t-G2C2t1-WCt1)=1.172W。干燥器的总热负荷，取滚筒干燥器的热效率m=0.75。Qh=W。饱和水蒸汽的消耗量查P=0.39MPa蒸汽的tL= 151.1C度，iH=2746kl/kg ,Cl=4.18kl/kgC。取蒸汽利用系数=0.85。GW=313kg/h滚筒干燥器干燥面积，筒体直径，

32、长度确定 干燥面积：根据蒸发强度可以计算=8.3滚筒长度和直径的计算：保证滚筒料膜有效干燥弧面角，设取筒体的长径比为1,1.5,2D=分别带入数据得当1.5时 D=1.510m,L=2.265m,设1.5时D=1500mm,L=2300mm滚筒干燥器的功率计算滚筒驱动状态下的功率消耗，由刮刀，进气头轴封，支撑阻力和螺旋输送干燥器的功率等4部分组成。 (1) 刮刀作用力矩M4的确定 考虑筒体较长，设计分成4组刮刀，刮刀顶紧力取q1=3N/mm(最大为5N/mm);刮刀接触桶体总长度LD=。染料固态膜剥离筒壁的作用力取q2=2N/mm ,刮刀材料设计取Q235c 筒体材料取Q235A刮刀与筒体之间

33、的摩擦系数f1=0.15 .计算滚筒的阻力矩M4=（Pf1+Pd）R=M4max= (2) 进气头填料函的组里矩计算 蒸汽进气管内外径确定蒸汽体积流量 设计取正常操作压力下的蒸汽状态计，P=大气压，t1=151.1, 为饱和蒸汽压密度=2. 619kg/Vh =3.319 冷凝液排除管取252.5无缝钢管，ds=2.5cm。取饱和蒸汽在进气头出处的流速WH=20m/s。蒸汽管内径：Dh=0.0532m取无缝钢管。填料函的结构尺寸确定：选用的优质石棉填料。填料室外径D=60+=80mm.填料室轴向长度H=mm.摩擦阻力矩M0=1.233=4.735,。 (3) 螺旋输送干燥器功率消耗Ns ：采取

34、由滚筒主动端轴的链传动输出功率。物料输送量Q=G2=115kg/h 水平输送距离，LS=4m 物料属性按照无磨蚀性粉状物计，取阻力系数=1.2备用系数取K=1.2 按照标准螺旋输送器的轴功率计算公式=KW (4) 设备自重和刮刀作用力共同作用下在滚筒两端轴处的摩擦阻力矩M3在未确定滚筒壁厚等参数之前，取滚筒阻力矩的5%计算。 (5) 综上，干燥器的驱动轴功率可计算N1=滚筒转速：正常下为2r/min ,考虑可调范围为3r/min。链传动效率：=0 .93根据滚筒直径，长度和转速估算驱动轴功率的范围：（m=1）=0.15_0.35 N1=Kw在n=2r/min时：N1=（0761_1.755Kw

35、）在n=3时N1=（）kW 设计取N1=1.773 Kw (6) 电动机功率和型号的确定电动机的功率确定：干燥器减速传动装置。设取分为3及，其传动效率：第一级：三角皮带传动=0.92-0.96 第二级：采用减速机= 0.94-0 .98 第三级：直齿圆弧齿轮传动传动总功率取底值：=0.796 取储备系数K=1.5电动机功率：Nd=3.34 kW 电动机选择设计取Y132M1-6电动机，技术性能参数：n1=960r/min ND=4 kW传动装置设计(1) 总传动比 =480 (2) 减速装置传动比分配：第一级：取名义传动比i1=2 第二级：i2=40.17 第三级：名义传动比i3=5.975

36、(3) 三角皮带传送的实际传动比：根据电动机的功率 ，查取机械设计手册。确定选用A型三角皮带，并选取小皮带轮直径D1=125mm, 大皮带轮直径D2=D1 i1=250mm。由于三角皮带滑动系数=0.02,应做转速和传动比的校正：大皮带轮的实际转速： 实际传动比：i1= (4) 齿轮传动部分的结构参数确定：A设计基准：减速机的出轴的传动最大功率：齿轮结构选型：采用开式传动渐开线圆柱直齿轮 齿轮材料：大小齿轮都采用QT600球墨铸铁；HB=190-270。齿轮传动比i3=5.855B齿轮传动中心距A的确定：参照机械设计手册，按接触强度计算：A=设计取圆整后中心距A=864mm。 式中U齿数比 K

37、综合系数 齿轮传递的最大转矩=，对中心距的齿宽系数= （设计取=03）。为分度圆直径的吃宽系数=0.1 齿轮的接触疲劳极限。本设计按球墨铸铁HB=250时的MQ级要求，查取=570N/C 齿轮模数和主要的几何尺寸确定：模数：按照结构设计的要求，模数参数选择范围为 m=(0.007-0.2)A。本设计取0,014 A=12.096 mm 根据GB1357-87标准的第一系列取m=12mm 。大小齿轮的主要几何尺寸及参数，按机械设计手册有关计算表3-1 开式传动圆柱直齿轮几何尺寸及参数项目符号关系式单位小齿轮大齿轮模数mm=0.014Amm1212中心距A 见前计算mm864实际齿数比u5857分

38、度圆螺旋角度0分度圆直径dmm2521476齿宽系数见前计算03工作齿宽bb=Amm260齿行角标准值度20齿顶高系数标准值10顶隙系数标准值025变位系数x按本设计条件下0 齿数Z见前计算21123（5）螺旋输送装置和链传动的结构参数确定：设取螺旋浆转速n5=2n4(即i4=),当滚筒转速n4=2r/min时，螺旋浆螺距s=.当滚筒转速n4=3r/min时s= 设计考虑以满足物料在最终干燥器上的停留时间为基准，取螺距s=0.15,则当滚筒转速n4=2r/min 操作条件下停留时可达：=400sn4=3r/min操作条件下停留时可达：=266.7s螺旋浆直径D 取装料系数，水平输送时，c=1.

39、0物料输送量G0=0.88kg/转 物料堆积密度=0.8g/=800kg/D=设计取D=0.15m 。传动链轮参数及几何尺寸的确定：用与螺旋干燥器的传动，设计采取单排链轮传动。其主动大链轮安装于干燥器的主动轴端上，其转速即为滚筒转速；小链轮安装在螺旋干燥器的主动端上，因此该传动为增速传动。按设计要求的螺旋干燥器停留的时间确定的螺旋浆转速为滚筒转速的2倍，则链传动比i4=2,参照机械设计手册有关链传动的计算关系，计算参数和几何尺寸。链传动的参数及几何尺寸如下表所示。 表3-2 链传动参数及主要几何尺寸项目符号关系式单位小链轮大链轮齿数ZZ1=29-2iZ2=iZ1 i=2Z1=25Z2=50链条

40、节距t按结构要求确定mm25.4链条节数LpLp=118计算中心距acac =mm1016实际中心距aa = ac-mm1012链条速度UU=m/s0043分度圆直径dmm25354045齿顶圆直径damm2693261442044132齿根圆直径dtmm23763887齿宽bB=0.95b1mm1534链条材料钢45滚筒组件的强度和刚度计算 图3.1 单滚筒轴向和截面径向尺寸布置 (1) 滚筒组件承受外力的作用位置的确定 根据以上计算的筒体长度和直径 传动件的外行尺寸，填料函的深度刮刀作用位置和减速传动装置，可以先进行滚筒组件受力的轴向和径向位置的布置设计 见上图。 (2) 作用力计算 确定

41、滚筒组件的受力参数时，应按实际的配置的电动机的功率做为依据。 A 传动大齿轮对主动端的作用力，按配置的电机，允许的最大功率： 大齿轮传递的最大扭矩：=节圆处的最大圆周力作用于轴上的径向力：径向水平分力：径向垂直分力： B 螺旋输送干燥器链传动对主动轴端的作用力输出功率：传递的扭矩：链条工作拉力：径向作用力：水平径向分力：垂直径向分力： C 滚筒组件自重的估算 为确定滚筒支座反力，可预先估算滚筒组件的自重力。筒体部分：S1估算的筒体壁厚端盖部分：设取筒体自重的30%并两侧一致。设中心位于筒体两端端部 G2= D 按实际配置的电动机功率计算允许刮刀对对筒体的作用力 按配置电动机的最大输入功率，除去

42、消耗于填料函，支撑轴承的阻力以及输出到螺旋干燥器的功率外，则均可作为刮刀对筒体摩擦阻力的消耗。M0 填料函的阻力矩,M0=M1 大链轮输出的扭矩, M1=8452M3A M3B 支撑轴承处的摩擦阻力矩,设M3A+ M3B=0.05M2max.刮刀对对筒体最大的允许阻力矩:M4max=可估算刮刀对筒体允许的顶紧力:在次种状态下,筒体单位长度的顶紧力为: 相当于设计确定的操作条件q1=3N/mm的15.5倍.筒体承受的最大径向力:按照筒体允许的最大阻力矩状况下计算,最大径向力为:径向水平分力:径向垂直分力: (3) 支座反力计算 见滚筒组件布置图Y轴方向（垂直） 图3.2 Y轴方向受力分布图 X轴

43、方向（水平） 图3.3 X轴方向受力分布图 A 主动端轴的支座反力和作用力方向:支座反力: y为垂直分力.RAx为水平分力主动端最大的支座反力:作用力方向: B 从动轴端的支座反力和作用力方向:支座反力: RB= RB 从动侧支座的垂直分力RBx 从动侧支座的水平分力,从动端最大的支座反力:RB=作用力方向:按配置电动机的功率所计算的支座反力,可以做为设计轴承时的最大负荷,从动端比主动端大些,可以异由此为依据.根据受力方向,设计可以选择滑动轴承. (4) 滚筒危险断面的弯矩.扭矩和当量弯矩计算 根据单滚筒受力分析,应计算危险断面在主动端轴的大齿轮安装中心的断面,主动端轴承中心断面处以及筒体与端

44、盖连接部位附近的断面,其余部位可免计算.弯矩 ：Y方向 图3.4 Y方向弯矩图2点处弯矩（圆柱齿轮安装中心）3点处弯矩（支座A的中心）4点处弯矩（A端端盖中心）5点处弯矩（B端端盖中心）X轴方向 图3.5 X方向弯矩图各点受力总弯矩图3.6 总弯挤图 A 大齿轮安装处的轴断面 弯矩：=14425扭矩：当量弯矩： B 主动端轴承处的轴断面：弯矩 =扭矩：（式中，Mk1=M0+M1）当量弯矩： C 筒体的主动侧断面：弯矩 式中 筒体危险断面的垂直方向弯矩筒体危险断面的水平方向弯矩则扭矩（式中为B支撑的阻力矩）根据支座阻力矩可以取Mk5=当量弯矩：(5) 滚筒组件各危险断面的壁厚和直径的确定A 滚筒

45、壁厚：满足强度需要的筒体基本壁厚，S0=式中Sp 筒体承受内压P时应具有的壁厚SP=mmP 筒内共热介质设计压力，取1.05倍最大工作压力；P=1.05P=1.050.49=0.5145Mp; 筒体采用Q235A钢板，在时许用应力为113MPa; 焊缝系数，设计取单面焊局部探伤=0.8;D 筒体外径，D=1500 mm;SM 筒体承受当量弯矩时应具有的壁厚；基本壁厚：筒体的设计壁厚：设计取14mm。 B 从动端轴安装支撑轴承的轴径 考虑满足刚度要求，设轴承支撑断面的轴径d1=0.12D=180mm,满足强度需要时，危险断面的计算内径，危险断面的计算内径d端盖的厚度确定 设计采用端盖端轴整体铸造

46、，材质为HT250铸铁，端盖部分的结构，结合筒体结构计算设计考虑浇铸质量的影响和环境腐蚀的因数，设计确定最小壁厚S2=25mm图3.7 端盖密封罩和排气管的设计（1）设计依据：干燥器蒸发器蒸发水量W=249kg/h 全年平均气温t1=雨季最大的相对湿度。干燥器密封罩内湿空气温度50。取相对湿度。如考虑采取引风机强制通风，可不考虑室外大气的温度条件。 （2）对流空气量的确定：按给定条件时的湿含量设计罩内湿空气时的湿含量理论干空气量：环境空气量：罩顶湿气体重量流量：罩顶湿气体体积流量：罩顶湿气体密度： （3）排气管径的确定：取Kb=1.5,强制引风风速设计取D=0.4m。 （4）引风机选择 根据引

47、风体积流量Vb=4000，和参考设计的排气管直径D=0.4 m， 可以选择适用于湿气体介质条件的轴流通风机。风机性能：转速n=2900r/min风量Q=5120电动机型号：Y802-2电机功率：N=1.1kW (5) 排气管阻力降压力计算 在采用引风机的条件下，可以将湿空气排到室外大气中，阻力降远小于风机全压，可免计算。4 设备的安装和调试4.1设备的安装该机的安装应在破碎工序和轧坯工序之间，为蒸汽加热，需在进汽阀门前加装减压阀（P£0.4MPa），如用导热油加热，在进油口阀门前并联加装安全回油旁通管管道，管道通径不小于进油管道。安装完成后要求：l 设备固定要稳，不应在空转时有移动现

48、象。l 安装后各零件之间不会发生干涉现象且开关自如，运转正常。l 在齿轮准确咬合的情况下，两滚轮平行，并同时与滚圈准确接触，不能发生接触或接触线不在同一条直线上的现象。l 各接管应正确。蒸汽进口管和冷凝水出口管外接金属软管安装后应保持松弛，不得承受管道重量压力。l 设备空转时应正常，无异音和剧烈振动。l 保证滚轮和滚圈、齿轮和齿圈、挡轮和滚圈的线接触面长度占全长的85%以上。4.2可能的故障现象和解决方案表4-1故障及措施序号故障现象原因措施1旋转接头漏汽1、填料密封失效2、金属软管破裂1、更换密封填料2、更换金属软管，安装软管时务必不要让其承受管道压力2进出料端漏料端面密封不严调节密封装置3机器振动剧烈，电流振幅大1、减速机和小齿轮的传动轴同轴度不好2、滚圈、齿圈的三圈不同轴1、调节减速机和小齿轮的安装方式，使其同心；并保证小齿轮和齿圈的齿顶间隙在合理范围之内2、调节滚轮位置5 设备的维护和保养l 操作人员应随时注意机器各部件的运行情况。重点检查滚轮支承部分工作情况，齿轮传动