5000型沥青混凝土拌合楼的毕业设计

第一章绪论沥青混凝土设备概述沥青混凝土就是将各种规格的骨料（砂、石）、粘结剂（沥青或渣油）和填料（矿粉）按一定比例混合形成沥青混合料，经成型后所形成的混凝土板块。用于拌和沥青混合料的机械设备就称作沥青混凝土拌和设备。1.1.1沥青混凝土拌合设备的主要作用沥青混凝拌合设备是沥青路面施工的关键设备，沥青混凝土拌合设备运用的好坏，严重影响路面工程施工的质量、进度和生产效益。将冷矿料初步配料、加热烘干、重新筛分与计量；将液态沥青沥加热、保温、输送与计量；将冷矿料初步配料、加热烘干、重新筛分与计量；将液态沥青沥加热、保温、输送与计量；将填料进行输送与计量；将按照一定的配合比计量好的热矿料、矿粉与热沥青均匀地拌和成所需要（1）（2）（3）（4）的成品混合料。1.1.2沥青混凝土拌合设备的分类按生产工艺划分为间歇式和连续式间歇式拌和设备的工艺特征是：各种成分是分批计量好后投入拌和器进行拌和的，拌和好的成品料一批从拌和器卸出， 接着进行下一批料的拌和，形成周而复始的循环作业过程。连续式拌和工艺中，各种原材料是连续地进入拌和筒中，拌好的成品料也是源源不断地从拌和筒卸出。在结构上，这种设备的骨料烘干和拌和在同一个滚筒中进行。按设备的额定生产率划分为?小型设备：额定生产率小于60t/h;?中型设备：额定生产率在70〜140t/h;?大型设备：额定生产率大于150〜350t/h;?超大型设备：额定生产率大于350t/h。按设备的机动方式不同可划分为固定式、半固定式和移动式三种。1.1.3 间接式搅拌设备与连续式搅拌设备的比较强制间歇式拌和设备（图1.1）的生产一般为各组成成分（碎石、砂子、石粉、

沥青等）按比例分别进行精确计量且间歇分批投料和强制搅拌，即分批计量一一分批投料一一分批强制搅拌一一分批出料。骨料在烘干之后计算。冷骨料的烘干加热和混合料的搅拌分别在两个不同的总成装置（干燥滚筒和搅拌器）内进行；冷骨料烘干加热方式为火焰逆流式。其自动化程度高，沥青混合料制备质量高，烘干加热效果好，成品料残余含水量小，适用范围广。但是产生大量粉尘，除尘设备成本高。连续滚筒式搅拌设备的生产一般为各组成成分（碎石、砂子、石粉、沥青等）按比例分别进行连续动态计量且连续投料和滚筒跌落搅拌， 即按质量（或容积）连续计量一一连续投料一一连续滚筒跌落搅拌一一连续出料。 骨料在烘干加热前计量。冷骨料的烘干加热和混合搅拌在同一总成装置（烘干搅拌筒）内进行的，冷骨料烘干加热方式为火焰顺流式。生产过程中粉尘量大量减少，污染小，生产工艺简化。由于其采用顺流加热方式，热效率相对较低，混合料成品残余含水量难以掌握，且沥青可能接触明火产生老化。国内外发展状况与发展趋势沥青混凝土搅拌设备是沥青路面机械化施工的关键设备，由于其运行状况直接影响施工质量与速度，历来为公路施工单位所重视。近20年来,我国公路交通事业发展迅猛,公路机械化施工因此获得巨大进步，特别是对参与高速公路沥青路面工程建设的企业来说，拥有大型沥青混凝土搅拌设备已是市场准入条件之一。就技术工艺和设备的先进性而言，美国、英国、德国、法国、意大利、日本和韩国等国家生产的沥青混凝土搅拌设备在总体技术水平和运行性能方面处于世界前列，尤其在智能控制和运行可靠性方面更是如此。如何缩小与国外同类产品的差距 ，开发出满足市场急需的产品,主导国内沥青混凝土搅拌设备市场，已经成为目前国内企业急需解决的课题。近年来随着国家对道路建设投资的加大，尤其是高等级公路的发展，筑路机械行业迎来了又一个春天。作为公路施工机械核心设备的沥青拌合设备得到了突飞猛进的发展和技术革新，产品效率高、档次高、产品规格系列化、设备性能先进化、操作控制自动化的高端产品成为沥青搅拌设备发展方向。 240t/h以上的产品已占整个市场份额的40%左右，但主要以国外产品为主，国产产品以 160t/h以下的中低档产品居多。目前国外沥青搅拌设备外形结构紧凑、精巧,便于拆卸转移，尤其是智能控制技术的成功运用，使得沥青搅拌设备的技术水平得到了进一步的提升。另外，国家对道路施工质量要求也越来越严格，沥青混合料质量的影响因素也成为拌合设备设计者们的考虑对象，新的技术理念和新的结构不断应用到沥青拌合设备领域。 因此虽然沥青搅拌设备将会有一个大的飞跃，但由于技术上的差距，对我国沥青拌合设备的发展和技术革新提出了新的要求和挑战。近年来由于新开工的油面工程较多，沥拌市场延续了良好的发展态势。另外加上监理方要求高速公路配备 5000型沥青搅拌站，从而使得5000型的市场相对比较火爆。1.2.1国内外发展状况沥青混凝土拌合设备在国外有着很久的历史， 经过长期的发展，特备是随着电子技术、计算机技术与信息处理技术的迅速发展，沥青混凝土拌合设备已经达到很高的水平，并且还在不断的改进完善和提高。其总体发展水平可以归纳为：1、 生产能力系列化、大型化2、 技术性能先进化3、 控制操作自动化我国沥青混凝土拌合设备从20世纪60年代后期起步，进入80年代后期，在国家“八五”规划中，交通部把1000型沥青搅拌设备（其中包括间歇式和连续式）作为重点攻关项目以来的5年后初显成效，间歇式沥青搅拌设备在1000型的基础上，国内企业通过技术引进和技术合作，以及自主开发的形式，成功研制开发了 2000和3000型。进入21世纪，间歇式沥青搅拌设备就在我国遍地开花，很多企业都成功地研制开发了3000型，特别是最近几年加大了对行业先进技术的跟进力度，在电子技术、智能技术方面取得一定突破。并且在结束性能方面已经达到国外 80年代末90年代初的现金水平。涌现了一批优秀企业，如西筑、徐工、无锡雪桃、无锡锡通、辽筑等10多个厂家都成功研制开发了3000和4000型沥青搅拌设备，有的企业甚至研制开发了5000型沥青搅拌设备，特别是国内沥青搅拌设备制造企业发展到 60多家，初步实现了产业规模化和普及化。国内企业通过引进吸收国外的先进制造技术， 使我国间歇式沥青搅拌设备设计、制造技术取得全面飞跃。目前整机设计技术已居国际前沿水平。但是在生产规模、制造工艺产品的可靠性和耐用性等方面，与国外发达国家相比还有和大差距，特别是在开发研制和生产大型搅拌设备、 提高产品的技术性能等方面还需要我们努力解决。干燥滚筒的发展趋势国外沥青搅拌设备外形结构紧凑、精巧，尤其是智能控制技术的成功运用，使得沥青搅拌设备的技术水平得到了进一步的提升。环保型沥青搅拌设备产品的开发成为企业重要的一项工作。节能技术和机电一体化技术的应用已到了必须直面的时候。 采用人机工程学设计，提高操作的智能化，减少噪声和振动，对外观造型设计的要求更高。另外随着电子技术和电子元件的日渐成熟，计算机仿真技术的发展，自动检测，自动控制和自动调节技术也逐渐在干燥滚筒上得到应用。节能、环保、自动化、智能化、高效率、大功率是未来几年干燥滚筒的发展方向。国内绝大多数企业对干燥滚筒没有自己的专业设计，即没有自己的设计理论和计算依据，比如燃烧区长度的确定依据，料帘设计的热力学计算，以及根据骨料级配不同如何调整导料板的布局，形成最佳的料帘提高热能利用，确保出料温度的最佳调节控制。除尘器中一级和二级装置的合理匹配，特别是根据骨料级配类型不同如何合理的调节装置和依据，以满足干燥滚筒合理的负压、烟气温度；尤其是一级除尘装置对热料仓细级料的影响，以致于影响成品料的性能。另外，燃烧器与干燥滚筒的匹配的问题需认真研究。1.3 选题背景及意义1.3.1选题背景随着中国交通道路网的不断壮大与延伸，道路的施工设备也在不断发展改进。在高等级公路的建设中，沥青混凝土作为一种面层料具有高温稳定性强、路面抗滑性能好、抗磨耗能力强等优点，越来越多地被道路设计者们采用，沥青拌和楼就担负起了生产沥青混凝土的使命，从而沥青拌和楼在现代的高等级路面的施工中占有着举足轻重的作用。近年来，在国家宏观调控政策的影响下，我国工程机械产业进入了加速增长阶段，呈现出前所未有的繁荣态势。工程机械装备已经称为我国国民经济发展的支柱产业之一占世界工程机械总量第七位。随着国家西部大开发战略的实施，南水北调工程，西电东送工程的启动，奥运会的基础设施及场馆建设等众多国家发展战略的实施， 都为国内工程机械产品市场的发展提供了良好的空间， 同时也必将有力地拉动相关产业的发展。道路建设速度日益加快，中小型的沥青拌和楼已经不能满足道路建设的需求。10年前产量在120t/h的沥青拌和楼已经渐渐逐出市场竞争的舞台，取而代之的是360t/h及400t/h等高产量的沥青拌和楼，他们渐渐成为市场的主流产品。随着拌合楼产量的不断增大，其关键设备一一干燥滚筒有关设备和技术参数也迎来了新的挑战。对其使用寿命、工作效率、烘干能力、加热装置和驱动方式提出提出了新的要求。1.3.2选题目的与意义近年来随着高等级公路的迅猛发展和对高等级公路路面质量要求的加强， 影响沥青混合料质量的重要设备一一干燥滚筒装置越来越受到设计者们和道路施工单位的重视。集料的烘干质量严重影响路面的摊铺质量，且烘干质量的好坏与烘干方式、烘干温度控制、叶片结构和强度等息息相关。以最低油耗达到最高效率的概念具体体现在干燥滚筒的每一个细微部分，为了达到以最低油耗达到最高效率的目的，设计者们利用在这一领域的丰富经验对如烘干方式、在筒内聚集的时间、旋转和排列方式、筒的散热方式、过量空气等所有相关因素进行认真深入研究。显然，为了得到质量合格的集料，拌合、称量和振动筛分这几道工序至关重要，而干燥滚筒的作用同样不容忽视。因此，为了提高沥青混合料的拌合质量进而提升公路摊铺质量达到国家质量标准，必须对干燥滚筒设计、结构和选材等方面加强研究。在本设计中，主要进行干燥滚筒烘干方式、驱动方式的选择及结构的确定和主要零部件的设计计算、强度校核。第二章干燥滚筒设计方案的选择2.1 干燥滚筒的作用与结构特点沥青混凝土本和设备有下列总成或部件组成：供料装置，烘干加热装置，除尘装置，拌合器，矿粉装置，成品料料斗，沥青流量器，沥青加热装置和操作控制室等。冷骨料的烘干加热装置主要由干燥滚筒和燃烧装置两部分组成。它是沥青混合料拌合设备不可缺少的关键总成之一，其作用是将骨料烘干加热至一定的工作温度，然后与一定温度的适量沥青等材料混合且均匀搅拌为成品料。 即利用该装置对骨料进行加热并使其充分脱水，以保证计量准确和准确的油石比及有机结合料对热骨料的均匀裹覆，是成品具有良好的使用品质和摊铺性能。2.1.1干燥滚筒的作用烘干加热装置用于冷骨料的烘干和加热到工作温度，其主要部件是干燥滚筒。干燥滚筒是对冷骨料进行烘干、加热的装置，使冷骨料在较短的时间内用较低的燃料消耗充分脱水，并升高到一定的温度。其烘干能力与几何尺寸、颗粒大小和含水量有关。对冷骨料烘干加热的具体要求：为使冷骨料在干燥滚筒内以较短的时间、较低的燃料消耗充分脱水并加热至所需的工作温度，对干燥滚筒及冷骨料烘干加热提出以下要求：1） 、冷骨料在干燥滚筒内应直接与燃气充分接触，以充分利用热能。2） 、冷骨料在干燥滚筒内应均匀分散，并在筒内有足够的带留时间。3） 、干燥滚筒内应有足够的空间，能容纳燃料燃烧后的热气和水分蒸发后的水气，以免使其内部气体受热膨胀后压力过大而使粉尘逸散。

干燥滚筒的结构特点作为拌合设备关键部件，干燥滚筒的技术更新也备受关注，其烘干方式由简单旋转式发展为强制间歇式和滚筒连续式，并且有顺流和逆流两种，驱动方式也发展为齿轮传动、链传动和摩擦传动的多种方式。目前旋转式、长圆柱形的干燥滚筒得到广泛应用。其用耐热的锅炉钢板卷制焊接而成，骨料从一端进入筒内，从另一端卸出。另外随着科学技术的发展，自动控制系统、专家诊断系统、在线监测等已经开始在干燥滚筒上进行应用。随着人们对干燥滚筒研究的不断深入、生产经验的不断积累，以及先进制造技术和科学技术的发展一些问题将会得到进一步的解决。 滚筒内叶片的结构形式对干燥效果的影响，将得到进一步的研究，转筒转数、倾斜度、干燥介质温度、速度对干燥速率的影响，提供较为准确的最佳参数范围。为进一步提高效率、降低能耗、优化干燥滚筒性能，提高控制水平和产品质量，不断增强在线检测的能力，计算机技术、专家系统将在干燥滚筒的领域得到进一步的应用和发展。干燥滚筒外部结构的确定2.1。干燥滚筒外部由滚筒体、筒箍、滚圈、支撑滚轮、驱动装置等组成，如图下面我们介绍其烘干方式、驱动方式的选择与安装和支撑部分。干燥滚筒的筒体一般采用耐热锅炉钢板卷制焊接而成。小型滚筒用4个滚轮支撑（每个滚圈下2个），大型滚筒用82.1。£+¥图2.1£+¥图2.1干燥滚筒主要结构-A"2.2.1 烘干方式的选择冷骨料在干燥滚筒内的烘干加热方式一般有两种： 火焰逆流式与火焰顺流式。前者为冷骨料进入干燥滚筒及在筒内的流动方向与火焰入筒内的方向相反， 即燃烧加热装置安装在干燥滚筒的出料口的一端，火焰自滚筒的出料口一端喷入，热气流逆着料流方向穿过滚筒，这种方式一般用于强制间歇式拌合设备的冷骨料烘干加热装置上；而后者一般用于滚筒连续式拌合设备的冷骨料烘干与混合料搅拌装置 （简称加热搅拌00. 筒）上，其冷骨料进入加热搅拌及在筒内的流动方向与火焰喷入筒内的方向相同， 即燃烧加热装置安装在加热搅拌筒的进料口一端， 火焰自滚筒的进料口一端喷入，热气流顺着料流方向穿过滚筒。由于逆、顺不同加热方式的本质区别，致使前者的热量利用效果明显的优于后者，本课题选择逆流加热方式222驱动方式的选择对于大型的设备，由于滚筒质量已足够大，因此常常将前后滚圈下的托轮作为主动轮，利用摩擦传动的方式驱动干燥滚筒。干燥滚筒不同驱动方式比较表项目齿轮式链轮式摩擦式适用范围中小型大中型大型安全、密封性旋转部分暴露在外，易磨损，安全性差同齿轮式旋转部分可用密封罩封闭，磨损小，安全可更换性需整体更换可部分更换不必更换制造精度高较高一般噪声较大大运转平稳，噪音小表2.1结合各方面因素，本课题选择摩擦传动，如图2.2。2.2.3安装与支撑圆柱形的干燥滚筒经滚圈支撑在支重滚轮上，而滚圈通过与筒之间的温度形变胀缩件（滚圈架）固定在筒外表面上，图 2.3。圆柱形筒体焊接' k“制造。一般选择切向片状滚圈架。滚圈架在筒体上采用焊接或螺栓固定。滚圈架的安装间距不应大于滚圈架宽度的倍。滚圈架固定区内筒体的凸缘可按以下尺寸制造：5）b,厚为（1.5〜2）^（其中b――滚圈宽度；厚度）。为保证冷骨料干燥烘干加热后，能够顺畅的从其出料口卸出和在筒内具有一定的停留时间，且满足烘干加热要求等，干燥滚筒一般倾斜安装3°〜62〜2.5宽为（4〜S--筒壁L图2.2摩擦驱动方式。滚筒■热的目的，在滚筒内壁不同区段上安装有不同形状的叶片。料刮起、提升于不同的位置、改变不同区段上的叶片结构，合设备的生产率。€*■1nB1PIJ■©©热的目的，在滚筒内壁不同区段上安装有不同形状的叶片。料刮起、提升于不同的位置、改变不同区段上的叶片结构，合设备的生产率。€*■1nB1PIJ■©©图2.3安装与支撑的倾斜度、旋转速度、长度、直径、叶片排列和数量等决定了骨料在滚筒的停留时间（其中长度、直径、叶片的排列和数量等在设计制造时即已确定） ，其倾斜度为改变设备生产率和适应不同粒度与含水量的冷骨料在现代拌合设备上大多是可调的。 当骨料含水量较大时，可选择较小的角度，使冷骨料在筒内的停留时间长一些，烘干加热效果就好一些，反之可选择较大的角度。在生产批量沥青混合料过程中，倾斜度一旦调定就不能再改变，因为改变它会带来一系列相关问题，如冷骨料的进料比例（供料量大小）、燃烧加热装置喷烧器喷油量的大小和火焰强度以及油石比等。滚筒筒体一般是依靠前后两道筒箍和支撑滚轮（一般每道筒箍筒体两侧各有一个支撑滚轮）支撑安装在机架上。在大型干燥滚筒上，为减小接触应力在每道筒箍筒体一侧也采用成对支撑轮来支撑的，每对支撑轮是通过平衡架安装在机架上。由于筒体倾斜安装且以旋转方式工作，为防止其轴向滑移，通常在每道筒箍的两侧各安装一个水平止推、定位滚轮以便承受滚筒的下滑力。干燥滚筒内部结构与进排料结构2.3.1 内部结构如图2.4，为使冷骨料在干燥滚筒内被均匀抛散而有效的吸收热量，达到烘干加当滚筒旋转时，叶片将骨不同高度抛下，从而使骨料与热气流充分接触而被加热。同样可以改变冷骨料在筒内的移动速度，即可以改变拌

图2.4叶片结构$图2.5料帘的形成1I*41I|O$图2.5料帘的形成1I*41I|OI1"liltIMrPHI

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ihii（烘干加热区）和卸料区。为使骨料自滚筒进料端较快的向内移动，受料区大多采用螺旋叶片，它相对于滚筒轴线的升角为45。〜60。，该区长度大约为筒径的0.5〜0.8倍。提升-抛散区内的冷骨料向前移动只要是依据筒体的倾斜。该区根据筒体的长度可安装数排平行于滚筒轴线的提升-抛散叶片，两排叶片间应具有合适的间距。为使热气更好的传给骨料，相邻两排的在径向上应该错开。叶片长度应根据此区的长度、叶片排数及相邻排间距等方面选择一个合理值。叶片形状多为槽钢形和弯角形。靠近燃烧器的一端叶片断面为T型，其两翼则使部分物料始终留在其中，防止火焰直接烘烤滚筒，减少热量散失。卸料区通常安装径向直线形叶片，它与滚筒轴线成 20°〜30°的安装角，以加快骨料的移动速度和防止骨料受热辐射而过热。卸料区的叶片数可相对少些，但不能过少，否则骨料只沿旋转着的干燥滚筒内下部很窄的表面移动，致使该区段筒体内大部分表面因遭受火焰的强烈热辐射和热对流而过早损坏。该区长度为筒径的 0.4〜0.5倍。升料叶片常有浅槽式（a）；深闭式（b）；浅拱式（c）；镰刀式（d）；浅闭式（e）；密闭式（f）;平面径向式（g）;平面前倾式（h）和平面后倾式（i）等。深闭式具有的尺寸为：l=0.2D,li=0.085D,d=0.6D,a=25-30°。在n段内，以半个叶片的节距，沿筒长安装数排升料叶片。在筒轴线方向上的升料叶片的长度 l=0.6〜0.8m。在筒内的低温区内或采用短叶片时，可采用焊接固定升料叶片 ，而在高热区内，为了保证叶片和筒体因不均匀受热变形有相对的位移，必须采用螺栓固定。在长为 0.4〜0.6筒直径的第m区段内，实现矿料的卸料，通常装有与筒轴线成 20〜30°安装角的直形叶片，以便加速矿料的移动，避免辐射热烧毁矿料。进料口与排烟箱的结构H图2.6进料口布置1筒体2、排烟箱如图2.6在烟箱一侧，干燥滚筒具有为安置进料装置的空口。进料装置由通过烟箱与水平轴线成60〜H图2.6进料口布置1筒体2、排烟箱70°,以免湿料进料不畅。工作时斜皮带输送机输来的冷骨料经倒料槽进入干燥滚筒，然后再通过筒

体受料区的旋转叶片将冷骨料抛至筒内。233卸料方式的选择干燥滚筒的卸料端位于卸料箱内，图2.7。对于小直径的干燥滚筒，一般采用重力出料的卸料箱，矿料绕过火箱，从筒内下落到槽上。其沿水平轴45233卸料方式的选择23图2.7卸料方式1热料提升器 2、螺旋提升器3、筒体4、管道斗下置到更低处。这里采用旋转提升器式卸料装置23图2.7卸料方式1热料提升器 2、螺旋提升器3、筒体4、管道机的受料斗中。采用这种装置可以使热骨料提升机的受料斗高出地面， 还可以直接安装在干燥滚筒的机架上，既便于热骨料提升机的维护，又减少拌合设备转场时的拆装工作量。在近干燥滚筒火箱区段的内面上镶有耐热钢板制成的衬板。2.4整体结构的初步确定干燥滚筒由以下主要部件组成：筒体、筒箍、胀缩件、支撑轮（传动摩擦轮）卸料箱、进料箱、排烟箱、机架等组成。综上所述，可初步确定干燥滚筒的基本组成和构造，如图 2.8第三章设计计算3.1 干燥滚筒参数的计算在设计给定生产率的拌合设备的时候，要确定烘干筒的结构参数：烘干筒的容积V（m）、长度L（m）、和直径D（m）;筒的安置角（相对于水平的倾角）。干燥滚筒容积的大小直接影响单位时间内通过筒内的燃气量，筒的长度和安置角则决定砂石料在筒内的移动速度和停留时间。 因此，这些参数都影响着烘干与加热的效果。干燥滚筒的长度和直径变化均与其生产能力产生影响，但后者远远大于前者。考

虑滚筒直径确定复杂，为简化计算可先参考下表所列经验数据对滚筒直径 D进行初选，待滚筒长度确定后，再进行验证。3.1.1 干燥滚筒容积的计算干燥滚筒容积的大小直接影响单位时间内通过筒内的燃气量,法可根据水分的小时蒸发率A（即筒容积则有：确定容积的简便方1m在1h内所蒸发的水分的重量）来计算。W _QA A(3.1)式中W——蒸发水分的质量，3砂石料的含水量，Q――烘干筒的生产率，A――烘干筒的蒸发率，kg/h;%取3%kg/h;kg/m3*h。筒的蒸发率A取决于所采用的干燥滚筒加热流程、 筒内的结构型式、得充满率以及筒的转速。此外，还与砂石料的性质、含水量及其尺寸有关。蒸发率A的值可根据拌合设备干燥滚筒的试验数据来估算，一般取kg/m3*h,通风良好时可达220〜250kg/m3*h。将数据代入得V=0.03*400000/200=60m筒内砂石料125〜1753.1.2 长度与直径的计算确定筒的容积V后，可确定筒长L和直径D。干燥滚筒直径与生产能力的关系生产能力G（t/h）2550100200400滚筒直径D（m）1.101.40〜1.602.00〜2.202.40〜2.602.80表3.1初选D为2.8m,代入下面的公式,n=(3.2)式中：n——滚筒转速，r/min;g 重力加速度，g=9.8m/s2。可得到转速为：n=8.8r/min长度L的确定(3.3n=(3.2)式中：n——滚筒转速，r/min;g 重力加速度，g=9.8m/s2。可得到转速为：n=8.8r/min长度L的确定(3.3)式中：a――干燥滚筒安置角(相对水平线倾角)，(°),一般3〜5°。将数据代入得L=4*9*2.8*tg5=9m直径D的校正=4nDtgai4V^nr(3.4)得D=2.9m.3.2 驱动功率的计算干燥滚筒在工作时，主要克服一下阻力：筒内材料的提升阻力W;筒旋转时滚圈沿支撑滚轮的滚动摩擦阻力W;支撑滚轮销轴内的摩擦阻力W为克服以上阻力而正常工作，干燥滚筒的驱动功率 P可按下式计算：工WV/n (3.5)换算到驱动元件(齿圈、链条、摩擦轮)上的P=式中：2V——为克服3种阻力，总力，KN工W=W+W2+W3;V——驱动元件的圆周速度,n——驱动机构的机械效率。m/s；3.2.1 筒内提升阻力W的计算筒内叶片的提升材料阻力W(KN，可根据材料提升时作用在筒上的力矩平衡式求得，所示。如图3.1(3.6)(3.7)式中：M——材料提升力矩，KN-m;M1=GMb=WRqW=GMb/Rqb)ft>GM――筒内材料重力，KNb 筒内材料重心相对于滚筒重心垂直轴线的距离， m;a、R――驱动元件半径，m 图3.1a、-滚筒旋转时材料的提升阻力； b、滚筒不转时材质重心相对筒中心的距离，取决于由筒转速而定的工况布大型干燥滚筒的转速一般较慢，对于慢速转动干燥滚筒，材料在筒内所占的截面积为一弓形面积，如图3.2。其质心位于离筒中心x距离处。材料质心到筒中心的距离可按下式求得3/(12S)x=a式中：a――弓圆弦长，S——弓圆面积，弓圆弦长a=^2R1h=2.83jRh 3/(12S)x=a式中：a――弓圆弦长，S——弓圆面积，弓圆弦长a=^2R1h=2.83jRh (3.9)式中：R——筒的内径，弓圆高度，(3.8)m;m。m;h-弓圆面积m。图3.2材料在筒内所占面积S=这样可得x=1ah=1.9jRh3(3.10)(2.83jRh)3/(12*1.9Jrh3)=R(3.11)(3.12)(3.13(3.12)(3.13)当滚筒转动时，弓圆材料将相对于垂线旋转一个角度P m=45〜50°;此时，材料的重力的力臂：b=xsinpM=Rsinpm=(0.7〜0.77)R在考虑了滚筒转速的工况下，滚圈上的圆周力：W 1=0.75GmR/Rq滚圈沿滚轮的滚动摩擦阻力 W和支撑滚轮销轴内的摩擦阻力 W的计算为了计算干燥滚筒沿滚轮的滚动摩擦阻力和支撑滚轮销轴内的摩擦阻力， 必须确定作用在滚轮上的压力。滚轮压力计算简图如图3.3所示：作用在滚轮上的压力(KNP=(G+G)/(zpCOSY) (3.14)式中：G――筒内材料的重力，KNG――筒的重力，KNzP 支撑滚轮数，ZP=4;丫=30筒内材料的重力(KNnD?LG= 4式中：D和L――筒的尺寸参数(Mg=112.5KN(3.15图)3.3滚轮上的压力B――筒内材料填充系数，――被烘干料的密度，-重力加速度，g=9.8m/s2。P=Gm+G=82.93KNzcosP=0.10〜0.20;PM=1.7t/m3;(3.16)换算到驱动元件半径上的滚圈沿支撑滚轮滚动的摩擦阻力((Gm+G)(Rqr)k1rRqcosKN：(3.17)式中：R 驱动元件半径，m;r——支撑滚轮半径，m;k1——滚圈沿滚轮的滚动摩擦系数，k1=0.0002〜0.0005m。换算到驱动元件半径上的支撑滚轮销轴摩擦阻力(KN:W _(Gm+G)Rqr0k2rRqcos式中：R 驱动元件半径，m;支撑滚圈销轴半径，m;r0=0.085m;k2——支撑滚轮轴承摩擦系数，k2=0.004m。将各参数代入公式得：3=(3.18)roW=83.6KNW=0.79KNW=0.36KN克服W、W和W所需的圆周力：2W=S+W2+W3=84.65KN驱动元件的圆周速度(m/s):(3.19)(3.20)V=nRn/30=0.105nR(3.19)(3.20)干燥滚筒驱动所需功率P(KW：P= 2WV/n=133.6KW式中：n——驱动机构的机械效率，n=0.9由于采用四台电动机同时驱动，每台电动机功率为 33.4KW干燥滚筒内部叶片的设计干燥滚筒内部叶片的设计应满足下列要求、骨料能在进料区段内快速移动；

2） 、可强化滚筒对流区段内燃气和骨料之间的换热过程;IllT'3） 、在燃烧区段内，骨料不应堵挡燃烧器喷吐的火焰，以使燃料在干燥滚筒内有一个良好的燃烧条件；IllT'4） 、骨料加热后，能与填料和结合料在滚筒内充分搅拌，均匀混合。it-n根据强制间歇式沥青混合料拌合设备的工作特点（干燥滚筒采用逆流加热方式，进对骨料进行烘干加热），其干燥滚筒内有四个区段配置不同结构的叶片（如图3.4）。it-n图3.4间歇强制式干燥滚筒叶片形式螺旋带头数与直径的关系 表3.2滚筒直径D（mI区直径螺旋带头数I区的长度（m1〜1.48〜101.810〜12（0.4〜0.8）D2.416第I区段为进料区段。这一区段的叶片系接料叶片，其用途是将骨料接入干燥滚筒内并快速地向前移动。为此，这一区段的叶采用片多头螺旋带，螺旋带的升角取45°〜60°或螺距s=（1.8〜3.14）D，其头数和长度视干燥滚筒的直径而定（见表）。第n区段为滚筒对流区。为强化骨料和燃气之间的换热过程，叶片的设计应使骨料在此区段内多次提升和自由洒落，并达到充分均匀分散，使燃气充分与骨料进行热交换。该区段叶片的结构形式如下图所示，安装时应错开布置。J1bldJ图3.5n区段叶片形式a）浅槽式b）深槽式c）勺式d）曲线式表3.3曲线式升料叶片的尺寸（如表3.3表3.3曲线式升料叶片尺寸

滚筒直径D(mr)叶片数量H(mm)K(mm)R(mm)5(mm)1000818014016041200〜140082001601805160012200160180618001224019522062000〜22001624019522084T图3.6叶片的设置4T图3.6叶片的设置3.6)。20°〜30°的11=0.2D=0.58ml 2=0.0.085D=0.25mL1=0.6D=1.74ma=25°〜30°第m区段为滚筒燃烧区，为使燃料充分燃烧，该区段的骨料在向前移动过程中不能堵挡火焰，而应保证始终沿着叶片围成一周。这样，还可以减少由于燃油滴被骨料装落造成的机械不完全燃烧的损失；减少通过干燥滚筒壁散热的损失，减少热辐射对干燥滚筒壁的损害。为此该区段的叶片可设计成盒形(如图第W区段为卸料区，通常安装径向直线形叶片，它与滚筒轴线成安装角，以加快骨料的移动速度和防止骨料受热辐射而过热。卸料区的叶片数可相对少些，但不能过少，否则骨料只沿旋转着的干燥滚筒内下部很窄的表面移动，致使该区段筒体内大部分表面因遭受火焰的强烈热辐射和热对流而过早损坏。 该区长度为筒径的0.4〜0.5倍。干燥滚筒内叶片的固定，在低温区或使用短片时，可采取焊接的方式固定；而在高热区，由于叶片和滚筒的不均匀受热，变形会产生相对位移，所以必须采用螺栓固定。第四章主要零部件的强度校核及设计计算对于干燥滚筒部件需要进行强度校核计算的有： 筒体、滚圈，支撑滚轮和滚圈架等。筒体按许用应力进行强度计算和挠度计算，而滚圈进行弯曲和接触强度计算。4.1筒体的计算4.1筒体的计算筒体的强度计算筒体在工作中最不利的受载情况是：湿料集中加荷在两滚圈L0距离之间；不考虑两端非受载区的影响；驱动元件的圆周力的垂直作用。】Ltn示。干燥滚筒的受载情况如图 4.1所li由两滚圈之间的可以用下式表示；11】Ltn示。干燥滚筒的受载情况如图 4.1所li由两滚圈之间的可以用下式表示；11lO-Ls-2l0；I0-(——)Ls4 5式中：l0——干燥滚筒两滚圈外的端部长度。滚筒筒壁应力cB<5、TLr'»+工*TI.i1图〔仃滚筒筒体受载简 'I图 ICT-<[1000W(4.1)式中：M――由弯矩和扭矩作用的总计算力矩,KN-m。Mp-0.35M+0.65JM2MKMMp-0.35M+0.65JM2MKM在垂直平面内筒的变矩， KN-m;ql： WL0空 -280.3KN-m2 2滚圈的重量，KN;q——滚筒的均匀荷载；KN/m.;q-(G+Gs)/L6=31.92KN/m.滚筒两滚圈的距离，m;G——滚筒的重力，KNMk-刀WR-122.7KN-mMK——由圆周力刀W引起的滚筒的扭矩，KN-m。nDh一D、nDhW H 或W-一H-0.034KN-m32Dh 4(4.2)LoM-WLo(4.3)(4.4)(4.5)(4.6)W――滚筒的抗弯截面模量;D——滚筒的内直径,D——滚筒的内直径,m；mmmmm;其值的大小取决于滚筒直径，如表 4.1:表4.1dH――滚筒的外直径，s――滚筒筒壁的厚度，滚筒筒壁厚度与直径的关系直径D(m11.41.82.42.8S(mm)810121620[c]――滚筒的许用应力，Mpa,取其值不应大于25将已知参数代入各个公式得：MMP=404.04KN•mCT=Mp=11.88Mpav[(T]=25Mpa1000WCT=为了避免干燥滚筒的局部弯曲变形，尤其在与滚圈架接触段上的筒体弯曲变形,必须在该区段上装置衬（垫）板，其厚度为筒壁厚度的 1.5〜2倍。筒的挠度f的验算为了避免干燥滚筒的弯曲变形，以保证传动装置的正常工作,集中荷载作用产生的挠度值f不应大于许用值，即：f=f 1+f2<[f0]L式中：f1——由均匀载荷产生的挠度，有集中荷载产生的挠度，筒体受均匀荷载和(4.7)[f为了避免干燥滚筒的弯曲变形，以保证传动装置的正常工作,集中荷载作用产生的挠度值f不应大于许用值，即：f=f 1+f2<[f0]L式中：f1——由均匀载荷产生的挠度，有集中荷载产生的挠度，筒体受均匀荷载和(4.7)[f0] 每米筒长的许用挠度，筒受均匀载荷作用而产生的挠度：m[fo]=O.OOO3m/m。qL0fJ3841000EJ式中：E——钢的弹性模量，Mpa其值视滚筒温度而定，如表钢在不同温度下的弹性模量(4.8)4.2:表4.2温度（C）20100200300400E(Mpa210000197200191000184500175500J――筒截面的轴惯性矩，m。筒受集中载荷作用而产生的挠度：31(WGq)L02= 48 1000EJ(4.9)—(Dh-D)64将数据代入各个公式得：5 5 4 4f1=4X10mf2=7X10mf=f1+f2=1.1x10-mv[f0]L0=8.7x10-mJ=(4.10)4.2滚圈、滚轮和滚圈架及止推轮的设计计算4.2.1滚圈、滚轮和滚圈架的计算为了保证干燥滚筒的热膨胀，滚圈和滚圈架（刚性胀缩件）之间的间隙为:e=a(11-t2)Dh=0.0073m (4.11)式中：a——钢的线膨胀系数，a=11.5X10-5(m/(m「C))；(4.12)(4.13)qk=2000KN/m。0-(4.12)(4.13)qk=2000KN/m。0-cm=0.59式中:qgE1E2r_?h_r=206Mpav[ccMR?HrKN/m慢速旋转的干燥滚筒，qg<2000KN/m；'11000EjE2qg 实际线压力，R?h――滚圈半径,――支撑轮半径,1、E2[(T国(4.14)m滚圈和支撑轮所用材料的弹性模量，Mpa许用挤压力力，Mpa其值见下表：常用材料的许用挤压应力材料普通碳钢铸钢铁[ccM(Mpa)390〜590290〜490340表4.3筒体的最高温度，C；t2――筒体与滚圈在装配时的温度，C。滚圈直径md§•H=Dh+2hk+e~3.2m式中：hk——滚圈架的高度，m滚圈的宽度：b§•H=P/qk=0.164m式中：qk——许用线压力，慢速旋转的干燥滚筒,滚圈和滚轮在接触处的挤压应力(Mpa为：为了保证滚圈有足够的寿命，滚轮的直径不应制成很小的直径。对沥青混合料拌合设备的干燥滚筒，其支承滚轮的直径为：(4.15)d p=(0.15〜0.33)D?H(4.15)式中：D?H――滚圈外直径，mbp(m应在实际中考虑到滚筒的热膨胀伸长和不精确安装的误差，滚轮的宽度比滚圈的宽度H大bp(m应b p=b「h+(0.02〜0.03)=0.2m (4.16)滚圈和滚轮相比，较为昂贵，又是一个主要零件，滚圈一般用钢制造G5或G。为了提高滚圈的寿命，滚轮材料的弹性模量应小于滚圈材料的弹性模量。两滚圈架(胀缩件)之间的距离lk(m可以按下式计算：(4.17)I k=n H/ZK=n hak(4.17)式中：H——滚圈内直径，mak——滚圈架的角距，°；ak=10。〜20°(小值在滚圈和筒体在恶劣的条件下工作时选用)；Zk——在滚圈上滚圈架(胀缩件)的个数，视干燥滚筒直径大小而定，

通常Zk=8〜16。滚圈的弯矩M(KN-m:M a=Plk/4=13.06KN•m滚圈径向厚度hiH(m:(4.18)Mah §•H=I =0.06mV1000b?H[]式中：[T]――滚圈的许用弯曲应力，Mpa普通碳钢取100,铸钢件取W60。通常Zk=8〜16。滚圈的弯矩M(KN-m:M a=Plk/4=13.06KN•m滚圈径向厚度hiH(m:(4.18)Mah §•H=I =0.06mV1000b?H[]式中：[T]――滚圈的许用弯曲应力，Mpa普通碳钢取100,铸钢件取W60。(4.19)4.2.2 止推轮的设计计算为了保证干燥滚筒的正常运转，止推轮与筒体滚圈架之间的松紧程度要适宜，两止推轮之间安装有松紧调节装置，如图4.2。止推轮的受力F为：F=Gsina图4.2止推轮装置(4.20)式中：a――干燥滚筒的倾斜角，一般为止推轮的直径为：dz=(O.15〜0.25)D?H=0.4m式中：D?H——滚圈外直径，m为了保证止推轮与滚圈架间的合理装配，止推轮的厚度度好径向高度hs・H小5〜10mm：h z=b「Hr(0.005〜0.01)=0.05m止推轮轴的弯矩M(KN-m:M z=Psinahz/2=1.82KN•m滚圈和止推轮在接触处的挤压应力(Mpa为：3-5°，本设计取5°。(4.21)hz(m应比滚圈的(4.22)(4.23)(Tzcm=0.59”式中：(4.24)pz——接触压力，KN/mr?h——滚圈半径，m止推轮半径，m1、巳一一滚圈和止推轮所用材料的弹性模量， Mpa[TcM——许用挤压力力，Mpa其值见表4.3。

第五章电动机的选择及传动装置的确定5.1电动机的选择干燥滚筒一般由电动机驱动，由于干燥滚筒的转速一般较低，因而电动机在绝大数情况下与变速箱一起使用。为此选用电动机时，应考虑到与变速箱的匹配问题。通常应根据干燥滚筒的驱动功率和其周围的环境等因素选择电动机的型号， 并遵循以下原则：1）通常应根据干燥滚筒的驱动功率和其周围的环境等因素选择电动机的型号， 并遵循以下原则：1）根据干燥设备的负载特性和工艺条件对电动机的启动、运转、调速等要求，选择电动机的类型；2)3)2)3)4)根据干燥设备的最高转速和对电力传动调速系统的过渡过程的性能要求，及机械减速的复杂程度，选择电动机的耳钉转速。4)除此之外，电动机还应满足节能要求，并考虑其备件通用性、安装检修难易程度、运行和维护费用等因素。电动机功率的的选择1） 、类型：丫系列三相异步电动机2） 、功率的选择Pd=P/nn/*n2*n3*n4*n5=0.895式中：n1 联轴器的动效率：0.99；n2——每对轴承的传动效率：0.99；n3――减速器的传动效率：0.97；n4——摩擦轮的传动效率：0.98；n5——链传动效率：0.96。得：R=38.87KW查机械设计手册取电动机的额定功率为 45KW5.1.3电动机转速的确定干燥滚筒的转速为8.8r/min

电动机输出端接入圆柱齿轮减速器。由机械设计手册查得：链传动的传动比为1.25；摩擦传动比为6;减速器传动比W15;故总传动比范围为12-112;750r/min传动装置及运动参数5.2.1减速器的选用根据实际情况确定和由机械设计手册选取电动机满载转速为750r/min传动装置及运动参数5.2.1减速器的选用电动机型号额定功率KW同步转速r/min额定转速r/min重量Kg输出直径mmY280M-64575074059265电动机型号（Y280M-8）表5.15.211、器：减速器的种类很多，按照传动特点和结构，可分为齿轮减速器和带传动减速圆柱齿轮减速器渐开线圆柱齿轮减速器圆弧齿圆柱齿轮减速器圆锥齿轮减速器齿轮减速器带传动减速器轉蜗杆减速器行星齿轮减速器渐开线圆锥齿轮减速器曲面齿轮减速器圆弧齿圆锥齿轮减速器圆柱蜗杆减速器圆弧回转面蜗杆减速器锥蜗杆减速器渐开线行星减速器摆线针轮减速器谐波齿轮减速器P系列带传动减速器FP系列带传动减速器YP系列带传动减速器2、减速器的选用原则圆柱齿轮减速器渐开线圆柱齿轮减速器圆弧齿圆柱齿轮减速器圆锥齿轮减速器齿轮减速器带传动减速器轉蜗杆减速器行星齿轮减速器渐开线圆锥齿轮减速器曲面齿轮减速器圆弧齿圆锥齿轮减速器圆柱蜗杆减速器圆弧回转面蜗杆减速器锥蜗杆减速器渐开线行星减速器摆线针轮减速器谐波齿轮减速器P系列带传动减速器FP系列带传动减速器YP系列带传动减速器2、减速器的选用原则1)2)3)4)5)根据工作制度、总传动比、输入转速和功率合适的减速器；输入轴的转速应与电动机的转速匹配，输出轴应与工作要求的转速保持一致;额定功率应大于或等于电动机的额定功率；外形尺寸要满足安装及检验的要求；选用减速器时应对使用环境、工厂制造水平、检修能力、造价高低等因素进行综合考虑。传动比分配i=nv/n=750/8.8=86.2干燥滚筒与摩擦轮之间的传动比为i1=3.0/0.5=6；链传动传动比取i2=1.25；减速器的传动比为i3=86.2/（6*1.25）=11.5根据工作装置的额定功率和减速器的传动比，选择 FP系列带传动减速器。减速器型号为：FJ6因此可确定传动装置的传动顺序为：电动机一一减速器一一链传动一一摩擦轮传动 筒体。设计总结三个多月的毕业设计历程就要过去了，其中虽然辛苦但不乏快乐和充实，三个多月的时间里，在知道老师和同学的帮助和自己的努力下，下我不仅查阅了不少沥青混凝土拌合设备的有关知识，还认真查阅了与沥青混凝土拌合设备相关的中英文文献，总结国内外的技术差距，在此基础上加上我的一些外语基础，圆满完成了3000字的课外翻译。其中在资料收集过程中，我不仅对专业知识进行了巩固，而且获得了不少关于沥青拌合设备的课外知识，了解了当今国内外的沥青拌合设备的发展概况， 理解了间歇式沥青拌合设备和连续滚筒式沥青拌合设备的工作原理和各自工艺特点， 清楚了沥青拌合设备，对沥青拌合设备的发展和设计方向有了一个较完善的看法和了解。在这次设计过程中，我不但对烘干加热设备的作用、有关结构组成、工作原理和必要参数有了详细的了解，另外，还对沥青混凝土拌合设备的整体总成和其他各个部位的组成和作用有了大致了解。设计期间，我进行了干燥滚筒的主要参数计算，烘干方式、驱动方式的确定，外部和内部结构设计，强度校核和电动机选择等工作，通过理论联系实际，锻炼了自己对专业知识的运用能力，获取了机械产品设计研究流程的有关经验。三个多月的时间虽然短暂，但是从中我学会了很多做人处事的原则，无论做什么事都要严格要求自己，讲究效率，不怕辛苦，不怕失败，要努力借鉴前人的经验但又不能过于保守，要积极开动脑筋，迎难而上，路途虽然艰辛，但通过自己的努力，破解设计过程中一个个难题，使我感觉到了成功的喜悦，并有了奋勇向前动力，一切问题都迎刃而解。除此之外，我们还要积极发扬团队精神，几个人一起，多探讨，多研究，取各家之所长，补各家之所短，达到共同进步。所谓逆水行舟，不进则退，有了这些优良品质，才能不断进步，不断取得骄人的成就。这次的毕业设计做的不是很完美，但也学到了很多。下面来对毕设总结一下：1.快速入题。拿到毕设题目要尽快把自己的蓝图勾画出来，不能走一步算一步，必须把整体把握好。2.频繁与导师讨论。有问题多问导师，不能自己闷头做，方向偏了仍不知道，多把自己的想法和思路告诉老师。软件的学习。一定要边做边学软件，千万不能在做毕设期间，拿着本软件教程从第一页开始看，这样效率最低了，最好是根据已有论文资料中提到的软件用途，有针对性的学。包括毕设前期读文献资料，也不能闷头读，要与毕设紧密联系起来，最好是边做边读，有针对性的读。越挫越勇。做毕业设计，常常感觉到这句话：“山重水复疑无路，柳暗花明又一村。”通常遇到问题，一定是有解决的办法，只是由于文献查的不够，或是少了那点灵感。不能脱离实际。做的毕业设计要有意义，不能浮在上面，要让自己满意。严格把握时间。要今日事今日毕，严格按照设计日程安排好工作。并且根据自己的完成程度适当调整，保证自己按时按质完成毕业设计。致谢在设计计算过程中，我通过查阅参考大量有关资料，与同学探讨交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己完成了这次设计，通过本次毕业设计，使我将从前学过的知识有机的结合起来，专业知识更加扎实，脑海