混料机传动装置设计课设

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1、综合课程设计论文 题 目 混料机传动装置设计 专业名称 飞行器制造工程专业 学生姓名 马英涛 指导教师 田卫军 毕业时间 二零一三年六月 设计论文综合课程 任务书一、题目混料机传动装置设计二、指导思想和目的要求混料机是由一个水平旋转的容器和旋转的立式搅拌叶片等组成，成型料搅拌时，容器向左转，叶片向右转，由于逆流的作用，成型料各颗粒间运动方向交叉，互相接触的机会增多，逆流混料机对料的挤压力小，发热量低，搅拌效率高，混料较为均匀国内和国外的发展都很快，尤其是圆筒混合机，它结构简单，运行可靠，混合和造球效果好，目前应用最广泛。本课题是通过对传统混料机的传动装置进行设计及改进，圆筒混料机机结构是由筒体

2、、滚圈、支承装置(包括托辊及轴承)、止推挡辊、传动装置、喂料与喷水装置、润滑装置、底座组成。工作时通过运输机械(一般为皮带运输机)将由各种原料组成的混合料导入混合机内。混合机筒体成倾斜安装。筒体回转时物料在摩擦力的作用下，随筒体回转方向向上运行，到一定高度，由于自重物料又落下来，并沿筒体轴向倾斜方向移动。物料的颗粒在上升抛落的每一个循环过程中，具有不同的运动轨迹。物料经过多次提升和抛落，在向排料端螺旋状前进的运动中，使物料中的各种成分及水分逐渐分布均匀。随着我国不断扩大的烧结作业率，为满足市场需求，需要进一步提高圆筒混合机技术水平，在消化吸收国外技术基础上，设计出更新的圆筒混合机。三、主要技术

3、指标1、完成设计说明书；2、完成一篇相关课题的外文翻译；3、完成改造后的图纸，A0大小两张左右；四、进度和要求第一阶段：开题论证阶段，详细了解毕业设计目的，任务要求，时间安排，确定基本方案；（2天）第二阶段：查阅课题相关资料，了解课题研究背景、目的及意义，并完成课题相关外文翻译；（1天）第三阶段：确定圆筒混料机的设计；（2天）第四阶段：确定辅助装置和传动装置的设计；（1天）第五阶段：总结，按要求撰写课程论文；（2天）第六阶段：进行课程设计论文答辩；（0.5天）五、主要参考书及参考资料1 烧结设计参考资料编写组.烧结设计参考资料.新华书店北京发行所：冶金工业出版社,1978，2-2312 化工设

4、备全书编辑委员会金国淼等编.干燥设备.化学工业出版社，1997年11月，311-3363 工业部长沙黑色冶金矿山设计研究院.烧结设计手册.冶金工业出版社，1995年6月，84-3114 历衡隆等.回转窑设计应用及维修.冶金工业出版社，1998年，4-1395 刘鸿文.材料力学（第4版）.高等教育出版社，2004年9月6 刘建寿 赵红霞 .水泥生产粉碎过程设备.武汉理工大学出版，2004年7月，68-1507 王昆 何小柏 汪信远.机械设计课程设计.高等教育出版社，1995年12月，117-1758 濮良贵 纪名刚.机械设计（第七版）.高等教育出版社，2001年7月，300-3349 朱龙根.简

5、明机械零件设计手册.机械工业出版社，1997年11月，2-28010 周明衡.减速器选用手册.化学工业出版社，2002年6月，2-2311 刘希平.工程机械构造图册.机械工业出版社，2001年9月，5-9012 刘朝儒 彭福荫等.机械制图（第四版）.高等教育出版社，2001年8月，2-27013 甘永立.几何量公差与检测（第5版）.上海:上海科学技术出版社，2001，31-21514 文九巴.机械工程材料.北京：机械工业出版社，88-183 15 朱昆泉,许林发.建材机械工程手册.武汉工业大学出版社,2002，16 回转窑设计应用及维修，冶金工业出版设，2000年9月，学生 指导教师 系主任

6、摘 要随着我国不断扩大的烧结作业率，为满足市场需求，需要进一步提高圆筒混合机技术水平，在消化吸收国外技术基础上，设计出更新的圆筒混合机。混料机是由一个水平旋转的容器和旋转的立式搅拌叶片等组成，成型料搅拌时，容器向左转，叶片向右转，由于逆流的作用，成型料各颗粒间运动方向交叉，互相接触的机会增多，逆流混料机对料的挤压力小，发热量低，搅拌效率高，混料较为均匀国内和国外的发展都很快，尤其是圆筒混合机，它结构简单，运行可靠，混合和造球效果好，目前应用最广泛。就本次设计而言，设计的主要目的是使混合配料中的水分、粒度以及配料各组分均匀分布，使圆筒混料机除构造简单外还有生产率高、生产可靠等优点。设计中主要对混

7、料机的传动装置进行了结构设计和理论计算，并着重对传动机构做了详细的分析设计，使这种新型圆筒混合设备得到了实实在在的应用。关键词：混料机，混合机，混合设备，传动装置AbstractWith the widening sintering operation efficiency, to meet the market demand, need to further improve the level of drum mixer technology, on the basis of digesting and absorbing foreign technology, design update

8、drum mixer. Mixer is composed of a horizontal rotating the container and the vertical mixing blades and so on, forming material mixing, turn left container, and the blade to the right, as a result of the action of reverse flow, molding compound direction cross between each particle, increase in the

9、number of opportunities to contact with each other, countercurrent mixer for material extrusion pressure is small, low calorific value, high mixing efficiency, mixing is uniform for domestic and foreign development soon, drum mixer, in particular, it has simple structure, reliable operation, blendin

10、g and pelletizing effect is good, is currently the most widely used. In terms of the design, the main purpose of design is to make the mix moisture, particle size uniform distribution of components and ingredients to make the cylinder mixing machine in addition to the simple structure and the advant

11、ages of high productivity and reliable production. In the design of main drive gear of mixer structure design and theoretical calculation, and focus on the analysis of the transmission mechanism do the detailed design, make the new cylinder mixing equipment is actually used.Keywords : batch mixer,bl

12、ender,mixed equipment, transmission device目 录前言7第一章 混料机概述81.1 混料机技术特点及发展状况81.2 混料机的结构特点及混合原理91.2.1 混料机结构101.2.2 混合原理111.3 给水对混合制粒的影响121.4 总体设计13第二章 混料机参数的确定142.1 计算规格参数152.2 验算规格参数162.2.1 验算混合时间及筒体转速172.2.2 验算筒体倾角182.3 计算填充率192.4 物料在圆筒内的移动速度202.5 筒体厚度20第三章 辅助装置的设计213.1筒体223.2滚圈233.3托轮装置233.3.1 托轮243

13、.4 挡轮与轴承的设计263.4.1 挡轮263.4.2 挡轮轴及轴承的选择27第四章 传动装置的确定294.1 传动系统说明304.2 主传动功率的计算及主电动机选型304.3 传动参数的选择及减速器选型314.3.1 速比的分配314.3.2 齿轮齿圈的主要参数324.3.3 减速器的选型324.4 其他附件的选型334.5 齿轮罩33第五章 给料装置、出料装置及附属设备345.1 给料装置345.1.1 带式输送机给料345.1.2 给料漏斗给料345.2 给水装置34总结35参考文献36致 谢37 前 言混料机是由一个水平旋转的容器和旋转的立式搅拌叶片等组成，成型料搅拌时，容器向左转，

14、叶片向右转，由于逆流的作用，成型料各颗粒间运动方向交叉，互相接触的机会增多，逆流混料机对料的挤压力小，发热量低，搅拌效率高，混料较为均匀国内和国外的发展都很快，尤其是圆筒混合机，它结构简单，运行可靠，混合和造球效果好，目前应用最广泛。 世界各国烧结厂的烧结原料作业中， 不论一次混合还是二次混合均选用圆筒混合机。经过长期实践和改进，随着烧结机向大型化方向发展，与之相配套圆筒混合机的规格也相应增大，结构也有了很大发展。新型圆筒混合机就是这一发展的产物 。混合设备是一种量大面广,品种繁多的机械产品,在化工、冶金、医药、造纸、化妆品、涂饰材料、食品、饲料及废水处理器等到行业广泛应用。国内和国外的发展都

15、很快，尤其是圆筒混合机，它结构简单，运行可靠，混合和造球效果好，目前应用最广泛。本次设计研究的是圆筒一次混合机（圆筒混料机）的总体设计。圆筒混合混料机机是冶金生产中原料制备的重要环节，混合效果的好坏对料层透气性和烧结机利用系数有着重要作用。如何提高圆筒混合混料机作业率、强化制粒效果，是研究烧结备料设备的重要课题之一。本文以圆筒混料机为例来设计传动装置。该圆筒混料机传动装置采用“电机-液力偶合器-硬齿面减速机-开式齿轮-慢速驱动装置”结构形式。圆筒混料机结构是由筒体、滚圈、支承装置(包括托辊及轴承)、止推挡辊、传动装置、喂料与喷水装置、润滑装置、底座组成。工作时通过运输机械(一般为皮带运输机)将

16、由各种原料组成的混合料导入混合机内。混合机筒体成倾斜安装。筒体回转时物料在摩擦力的作用下，随筒体回转方向向上运行，到一定高度，由于自重物料又落下来，并沿筒体轴向倾斜方向移动。物料的颗粒在上升抛落的每一个循环过程中，具有不同的运动轨迹。随着我国不断扩大的烧结作业率，为满足市场需求，需要进一步提高圆筒混合机技术水平，在消化吸收国外技术基础上，设计出更新的圆筒混合机。 第一章 圆筒混料机概述1.1 国内混合机技术特点和发展状况一、筒体和滚圈的结构筒体采用普通中厚钢板弯卷焊接，滚圈采用整体低碳钢锻造，筒体和滚圈间的固接采用整体焊接。该结构克服了老式混合机用楔铁固定的滚圈易产生松动并导致滚圈磨损加剧的缺

17、点，提高了滚圈寿命。二、传动装置 主传动减速器高速轴一端与电机连接，另一端通过爪型离合器连接，设置一套带电机减速器的微传动装置，通过该装置在非生产阶段，可使筒体以极低的速度正转或反转，从而有利于筒体的安装、检修调整及清理废料。三、自动润滑装置在传动大齿圈与小齿轮的啮合处、滚圈和托轮的接触面之间，采用自动喷油润滑装置，用压缩空气使高粘度润滑油形成油雾，喷射到接触面上。喷雾性能好，附着力强，油膜强度高，保证了摩擦表面均匀布油，提高了承载能力，延长了摩擦副的使用寿命。压缩空气还能排除周围粉尘，降低设备温度，延长设备使用寿命。四、国内圆筒混合机的发展概况我国混合机设备的发展是和烧结工业的发展同步的,经

18、历了从简单到逐步完善、从小型到大型化的发展历程。 70年代未 ,我国已自行设计制造多种不同规格的圆筒混合机,最大直径达 3m,长度达 12m,并形成了系列产品,满足了烧结机发展的需要。进入 80年代 ,尤其是宝钢引进的450烧结机 建成投产后 ,有力地促进了我国烧结工业的发展 ,圆筒混合机设计制造水平也有了新的提高 ,自行解决了 264、300以及 435烧结机配套的大型圆筒混合机的设计制造技术。 图1-1 先进的混料机近几年通过消化吸收引进圆筒混合机设备及技术，长沙冶金设计院、鞍山冶金设计院、西安重型机械研究所等单位已为国内各烧结厂设计了多套大型圆筒混合机.并陆续投入使用，国内设计制造的圆筒

19、混合机，在吸收国外先进技术结构的基础上。根据国内实际情况，在设计上作了一些改进。主要有一下几个方面：一、不设金属扬料板为防止筒体内部磨损和粘料，提高混合效果。扬料板和衬板全部选用耐磨橡胶。不设金属扬料板。虽然橡胶价格高于合金钢.但是橡胶的耐腐蚀性使橡胶扬料板寿命高于金属扬料板.减少了停机更换扬料板次数。提高了设备运转率。按衬板、扬料板在一个工作周期内的用量计算，橡胶成本仅接近合金钢的一半。另外.同等规格橡胶低于金属.减少了维修替换衬板、扬料板工作时的耐磨强度，降低了造成伤害的危险性，给安装工作带来极大方便。二、皮带给料改为溜槽给料国内最初引进的混合机是采用可移动的皮带机给料.皮带给料机结构复杂

20、.维护检修工作量大，撒料处理较麻烦。回转筒体中心料物料易洒在皮带机头轮轴承座上堆积起来影响头轮的运转。鞍山冶金设计院设计了一种给料油槽。在给料油槽的底板上设有两段活动溜扳.上活动溜板的上部通过挂钩悬挂在侧壁上，下部靠自重和物料作用压在下边带有振动器的活动溜板上。由振动器带动上下活动溜板一起振动。使粘料下落可提高给料效果，防止了物料的散落。三、托轮轴承采用双列抽承为提高滚筒文承座装置中托轮的承载能力、设计选用双列向心球面滚子轴承。为了安装调整方便，保证安装精度.同一端两侧的托轮采用了整体底座。1.2 国内混料机的结构特点及混合原理我国混合机设备已发展较为熟，目前应用最广泛的为圆筒混合机，它结构简

21、单、运行可靠，混合和造球效果好。圆筒混合机主要用于烧结厂，它将混有添加剂和铁矿粉的混合料润湿、混匀、制成适宜烧结的小球，然后进行烧结，制成高炉需要的熟料。1.2.1 混料机结构混料机传动装置采用“电机液力偶合器硬齿面减速机开式齿轮慢速驱动装置，”结构形式。在主电机端加装液力偶合器以减小主电机起动时对电网的冲击，如加调速型液力偶合器，还可对混合机的速度进行调整；另一端设有慢速驱动装置，微动时通过爪型离合器使筒体正转或反转，以便于混合机的安装，调试和维修；当混合机正常工作时，爪型离合器使微动电机与减速机脱离。1、进料皮带 2、进料护罩 3、给水装置 4、托辊5、筒体 6、传动装置 7、出料护罩 8

22、、出料平台图1-2 开式齿轮传动的圆筒混合机 图1-3开式齿轮传动的圆筒混合机筒体为圆形钢结构。两端各有一个滚圈，坐在四个托棍上进行转动。圆筒混合机筒体的进料端高于出料端，使筒体具有一定倾角；滚圈下部两侧设有挡轮装置，以限制混合机轴向串动。为提高混合效率，在筒体内壁铺有稀土含油尼龙衬板（专利产品，能有效的防止粘料及筒体磨损）。衬板根据混匀、润湿、制粒三种不同的功能，采用不同的材质，从进料口到出料口根据各段作用不同，设计成不同形状及加水曲线，以便物料的导入、润湿、混匀后导出。物料的润湿是靠筒体内给水装置实现的。1.2.2 混合原理物料进入筒体后借助于筒体旋转的离心力，被带到一定高度后向前方落下，

23、由于筒体是倾斜的，物料落下成一角度，沿筒体轴线方向向前翻滚、滑动，物料在多次这样的运动中混合均匀；在混合过程加入适量的水，由于水表面的张力及物料与筒壁之间，物料与物料之间互相摩擦、在筒体内不断的翻动、滚动来达到混匀的目的。物料在筒体内运动是比较复杂的。混合料进入圆筒后,由于与筒壁之间产生摩擦,在圆筒旋转离心力的作用下,附于筒壁并上升到一定的高度,然后靠重力的作用滚下,与上升的物料产生相对运动而滚动成球,混合料在多次往复运动的过程中,在轴向分力的作用下,不断向出料端移动。从圆筒的横断面上看,由于混合料层较厚,各部位受力情况相差很大,其上升时达到的高度也不相同,并且在圆筒连续旋转的过程中,总是有一

24、部分物料在上升,一部分在下落,物料上升或下落的多少,与圆筒的转速有关。若转速过小,混合料所受到的离心力、圆周力也就过小,物料就不能上升到足够的高度,仅堆积在圆筒下部,这种情况起不到混合的作用。与之相反,若转速过大,物料所受到的离心力、圆周力过大,致使物料紧贴附于筒壁而带到很高的部位才抛落下来,这种情况也起不到混匀的作用。只有在速度适宜时,设备运转安全,混合效果也好,大型混合机一般选用68r/min的速度。1.3 混料机对人的影响及解决方法伴随着时代的发展，“以人为本”的理念也越来越突出的表现出来。“以人为本”的理念在各行各业中逐渐得到体现与完善。改革开放之前，在工业生产尤其是冶金工业中普遍存在

25、着安全防范不到位、劳动环境差、劳动超负荷等不规范现象。随着时代的进步，人的健康与安全首先得到考虑，特别是要求工作环境必须是良好的，把工作对人的危害降到最低。在冶金工业中有着大量粉尘、矿石颗粒漂浮在空气中，这种状况也必须得到改善。在混料机运转过程中，由于其设备体积比较大，再加之混合配料的粒度小，因此它的粉尘与噪音污染也很严重，这很容易对人的健康造成危害，对人的身心都会产生很大的影响。故要改善混合车间的劳动环境，就必须降低粉尘的污染，把机器运转产生的震动降低，这样才能创造良好的工作环境。机器的震动主要是有筒体转动引起，增加筒体运转的平稳性有利于减低震动。在混料机上加装机械挡轮装置或液压挡轮装置，就

26、会使减少混料机圆筒运转过程中的轴向窜动；另一方面，从原料进入筒体到混合完毕，都应该尽量减少原料与外部环境的接触，避免矿石颗粒散布于空气中，这就要给排料端加装一个排气筒，把那些带有粉尘的废气排出。在给料端用筒式给料装置替代集中供料的皮带输送装置。对混料机的改进有助于生产率的提高与机器设备的使用保养，更有利于人的健康。1.4 总体方案确定 一、传动方案的选择烧结厂中应用最广的混合设备就是圆筒混合机，其传动装置设计是否正确，制造质量如何，安装、检修和维护的好坏，对圆筒制粒机的正常运转和电耗都有极大的影响。随着圆筒混料机的大型化，它所需要的动力越来越大，就显得更为重要。其传动形式有中心传动和边缘传动。

27、1、 中心传动：中心传动是由电动机通过减速机，同时减速机的出轴与圆筒制粒机中心线应在一条直线上。中心传动分为单传动和双传动两种形式。中心传动被广泛用于10007000kW以上的传动中。2、 边缘传动：边缘传动是由电动机驱动减速机，再由小齿轮带动安装在筒体上的大齿圈进行转动，即带动筒体回转。此传动形式适于相对小的功率传动。经比较此次设计传动形式确定为边缘传动。二、传动形式的确定目前，国内外混合机的传动形式有3种:轮胎传动(汽车轮胎、飞机轮胎、实心轮胎)。该型式适用于中小型混合机，适宜配置在高层平台上，具有震动小、噪声低的优点；但目前其能带动筒体的最大吨位还不是很理想，在大型混合机上使用时，一次性

28、投资小，但使用寿命短，维修成本高，作业率低，太钢等厂的使用均不理想。聚胺脂胶辊传动。该种传动型式混合机的一次投资低于大齿圈形式。但目前国内的聚胺脂胶辊技术尚沿不成熟，从国外进口，价格过于昂贵。大齿圈传动型式混合机，一次性投资大一些，但若设计合理，维修成本远远低于前两种型式，作业率也高于前两种，所以采用这种型式。采用开式齿轮传动具有结构合理、操作简便、运转平稳、使用寿命长、作业率高、安装维修调试方便。综上所述，本次设计的圆筒混料机传动装置采用“电机-液力偶合器-硬齿面减速机-开式齿轮-慢速驱动装”结构形式。并确定圆筒制粒机总体结构:由筒体、滚圈、支承装置(包括托辊及轴承)、止推挡辊、传动装置、喂

29、料与喷水装置、润滑装置、底座组成。第二章 混料机参数的确定已知设计参数：混料机生产能力 物料堆比重 物料安息角 结构说明：圆筒混料机主要由传动装置【电机液力偶合器硬齿面减速器（带稀油润滑）慢速驱动装置】、筒体装配、托轮装置、挡轮装置、小齿轮装配、手动干油润滑系统、进料端防散料护罩、排料端支架及操作平台、排料装置、喷水装置、喷蒸汽装置等组成。其中，挡轮设置挡轮结构：在进料端设一组挡轮。 2.1 计算规格参数一、确定筒体转速、筒体倾角根据生产实际圆筒混料机的转速一般取68r/min，考虑到该设备的实际情况，所以取筒体转速n=7r/min。圆筒混料机倾角应根据混合时间及其混合作用确定，一般一次混合机

30、的倾角不大于4，二次混合机的倾角约为2.5。一次混合的目的是物料混匀，二次混合机的目的是使物料成球。所以圆筒混料机是一次混合机，其筒体的倾角取=2.5（不大于4）。则斜度 sin=0.0436 二、计算筒体长度L和内径D混合机的转速与临界转速之比i=0.20.3，在此取i=0.3根据 式中：-混合机的有效长度 =L+0.5 m；L-混合机的实际长度 m；-混合机的有效内径 =D+0.1 m；-混合机的转速 r/min；-混合时间 min；-筒体倾斜角 度；-物料安息角 度。得混合机的实际规格：本机进料方式选斗式，则D=+0.1=3.2865+0.1=3.3865mL=+0.5=15.1638+

31、0.5=15.6638m把参数取整并综合考虑选定 D=3.5m L=16m2.2 验算规格参数2.2.1 验算混合时间及筒体转速 按选定的规格核算混合时间 式中： -混合机的有效长度 =L+0.5 m；L-混合机的实际长度 16 m； -混合机的有效内径 =D+0.1 m； -混合机的转速 7 r/min；-混合时间 3 min；-筒体倾斜角 2.3 度； -物料安息角 35 度。由于进料方式为斗式，则=L-1+0.5=L-0.5=15.5m=D-0.1=3.5-0.1=3.4m取整后，n=7r/min，符合要求。混合时间 取整后，混合时间t=3min所以本次设计确定:圆筒转速n=7r/min

32、 混合时间 t=3min 2.2.2 验算筒体倾角由式 得所以 =2.3因为圆筒混合机的斜度一般为0.030.08，所以选取=2.3符合要求.2.3 计算填充率根据 式中： -填充率； -混合料堆积密度； -最大生产能力 t。1.15Q1.15570t=655.5t=1.7t/由于二混的填充率为1015，此处计算13.7符合要求。2.4 物料在圆筒内的移动速度物料在圆筒内的移动速度的基本规律是：随圆筒的回转，物料被带起到一定高度，随后滑落下来，由于圆筒是倾斜的，物料在滑落的同时就沿轴向前进了一段距离，形成移动速度。查回转窑的设计及维修手册移动速度 式中：-筒体转速 r/min ； -筒体倾斜角

33、 度 ；-物料自然堆角（安息角）度 ；因为 n7r/min =2.3 =35 所以物料停留时间2.5 筒体厚度根据干燥设备，筒体的最小厚度按下列公式核算： 式中： -筒体半径，m；-操作温度下的屈服应力，MPa；-腐蚀裕度，取C=3mm；-抄板与圆筒壁质量的比例系数。对于升举式抄板K=1；最小厚度 综合考虑并圆整后，取筒体的最小壁厚=20mm。综上所述，部分设计参数列出如下：规格 筒体倾斜角 筒体转速 混合时间 制粒机填充率 物料移动速度 第三章 辅助装置设计3.1筒体作为该设备的主体-混合机筒体,承受着运行过程中混合料抛落、滚落连续冲击负荷,其制造质量不仅直接关系整台设备的工作质量和使用寿命

34、,且为确保烧结系统顺利运行起着重要作用。因此,对于大型筒体的制造必须结合生产实际,从设计工艺方案、制定可靠技术措施,直到实施严格的技术施工和质量监控各个环节,构建起全面制造质量保证体系。 图3-1混合机筒体一、 筒体材料筒体是圆筒混料机的基体，由钢板卷制而成，筒体的大小标志着混合机的规格和生产能力。筒体具有足够的刚度和强度。在安装和运转中应保持轴线的直线性和截面的圆度，这对减小运转阻力及功率消耗，减轻不均匀磨埙，减小机械事故，保证长期安全高效运转，延长回转圆筒寿命都十分重要，必须根据这一要求来设计筒体,筒体的刚度主要是筒体截面在巨大的横向切力作用下,抵抗径向变形的能力。筒体的强度问题表现为筒体

35、在载荷作用下,产生裂纹,尤其滚圈附近筒体。筒体应具有足够的刚度和强度，筒体材料一般取用Q235,普通低合金刚,其中以16Mn用的最多,要求耐磨耐腐蚀时,用不锈钢,也可以衬铝或者其他耐腐蚀材料。因此本次设计筒体材料选用16Mn，16Mn具有良好的切削加工性、可焊性、耐磨性和耐疲劳破坏性，成本较低。筒体采用普通中厚钢板弯卷焊接，为消除焊接应力，要进行整体退火。二、筒体厚度根据干燥设备，筒体的最小厚度按下列公式核算： 式中： -筒体半径，m；-操作温度下的屈服应力，MPa； -腐蚀裕度，取C=3mm；-抄板与圆筒壁质量的比例系数。对于升举式抄板K=1； 最小厚度 综合考虑并圆整后，取筒体的最小壁厚=

36、20mm。滚圈处筒体截面内力最大，该段筒体必须加厚取=2=40mm。三、筒体跨度由于混合机的长径比小于12，采用两挡支承。确定两端悬伸长度时，主要考虑使两挡反力接近相等。一般取，则取=9m。见图3-2图3-2 筒体跨度3.2滚圈一、滚圈的结构型式1、矩型滚圈 其截面是实心矩型,形状简单。由于截面是整体的,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,即采用大型水压机锻制滚圈,由于铸造质量原因,大型回转干燥器中,矩形滚圈使用较多。2、箱形滚圈 刚性大,有利于增强通体刚度,与矩形相比可节约材料,但由于截面形状复杂,在铸造冷缩过程中容易产生裂纹等缺陷,这些缺陷有时会导致横截面断裂

37、。由于箱形滚圈内圆中部有一段不加工,因此可设计成带键滚圈。 3、剖分式滚圈 剖分式滚圈是将滚圈分成若干块,有螺栓连接成整体,但由于滚圆剖分后使机械加工工作增加较多,刚性比整体滚圈又差,对筒体的加固作用也大大削弱,运转时又对拖轮磨损较快,故实际使用较少。4、滚圈与筒体的联合化：为进一步简化制造、安装，增强筒体刚性，可采用将滚圈和筒体加厚段（滚圈下）合在一起的结构。这种焊在一起的结构增强了筒体的刚性，消除了松套滚圈与筒体垫板、挡板间的磨损问题。 经比较我们选用滚圈与筒体的联合化。二、 滚圈材料滚圈材料用35CrMo，此钢具有高的强度，高的韧性和高的淬透性，淬火时变形极小。用于作大截面齿轮、重型传动

38、轴等。正火处理后表面硬度为HB=150180。托轮材料用45钢，调质处理后表面硬度为HB=217255。许用接触应力。三、滚圈截面设计由于滚圈与圆筒焊接为一个整体 式中： -滚圈外圆直径，定为4100mm ；-圆筒外直径，mm 。已知筒体内直径为3500mm，筒体厚为20mm D=3500+220=3540mm = (4100-3540)/2 = 280 滚圈宽： Br = K( i+ 1)Q/Dr 托轮副宽度B由已知条件有B=300400，我们定为350，整个滚圈宽定为800。滚圈结构图3-3 滚 圈3.3 托轮装置托轮承受整个回转部分的重量，并使筒体、滚圈在托轮上平稳转动。托轮装置按所用轴

39、承分为滑动轴承托轮组和滚动轴承托轮组，滚动轴承托轮组具有结构简单、维修方便、摩擦阻力小、减少电耗及制造简单等优点，所以我们选用滚动轴承托轮组。托轮材料和直径已在滚圈设计过程中确定,托轮材料一般用铸钢,并和滚圈相配用,小型的筒体可用铸铁托轮,使用带凸边的托轮的小型筒体,这种结构可以不设挡轮,因为其重量轻,筒体下滑的轴向力较小。但本次设计为大型筒体,筒体下滑的轴向力较大,所以必须用挡轮装置。托轮工作表面磨损速度一般为每年24 mm, 应具有610年的正常使用寿命。托轮与轴是紧配合装配的,往往是轴随托轮磨损严重而报废, 为延长托轮的使用寿命,可采用镶套托轮, 外套损坏后可拆掉重新镶套使用, 当托轮表

40、面有局部凹凸不平的缺陷时,可以用车削托轮的方法予以清除。3.3.1托轮1. 托轮直径：滚圈与托轮直径之比 i = Dr/Dt = 2.85.3 设计选定为Dt=11002. 托轮宽度：Bt Br+2U 式中： Br-为托轮副宽 350 mm； U-筒体的轴向窜动量,一般为2040mm。则 Bt 350+40=390 设计选定为Bt=4003.4 挡轮与轴承的设计3.4.1 挡轮 1. 挡轮材料挡轮材料选用45钢，调质处理后表面硬度为HB=229269，其中A表面淬火后硬度为HRC=4530。2. 挡轮的受力为减少滑动摩擦损耗，挡轮和滚圈间应是两个锥体作纯滚动，即这两个锥体有公共顶点O，则图 3

41、-4 挡轮几何关系 式中； -挡轮大端直径 mm；-挡轮半锥角 （度）。一般=1018,tan=0.1770.32525。挡轮厚度h根据滚圈截面高度H确定：h=。H太小会使挡轮直径加大，而h又受滚圈和挡轮安装空间的限制，不能太大。H与挡轮的推力的大小有关。取h=120mm由受力分析知道，挡轮受力为防止筒体在轴向方向的窜动 式中G-筒体、物料、滚圈及齿圈等的总重 t ； -筒体的倾斜角 度 。在混料机3.516中G= 99.44t，=2.3。=99.44sin2.3=3.99t=3. 挡轮参数的确定接触强度条件 由图3-4所示，有如下几何关系：h=scos， （、分别为挡轮、滚圈侧面的平均直径）

42、 得我们已经选定挡轮的半锥角=10所以cos1误差不超过5%得到。由接触强度确定直径 由于已知，钢的弹性模量E=2。对于45钢，其许用应力：调质处理：=0.26HB=6994；淬火：。当润滑条件不好时取上述值的7080%，我们取70%，则有：45钢调质处理时；45钢淬火时。分别代入上式可得：调质： 大径为：淬火： 大径为： 根据其他需要，这里我们取挡轮大径为=620mm。3.4.2挡轮轴及轴承的选择（1）轴的计算挡轮轴的初步确定： 式中： -轴颈处直径，mm； -轴衬单位许用应力，MPa。查干燥设备，轴瓦材料为ZGAl-9-4，由表8-25知p=30MPa。又因为=所以=102.11mm综合考

43、虑取轴颈d=160mm。（2）计算额定动载荷 （kg） 式中： -寿命系数，； -额定寿命（小时）。对于混料机和制粒机我们取35年，每年7500小时计（相当于运转率85.6%）； -寿命指数，对滚珠轴承=； -速度系数，； -轴承转速，即挡轮转速（转/分）； -载荷系数，按有轻微冲击力； -温度系数，=0.95（按工作温度125以下）； P-当量动载荷（kg）。 因此，挡轮转速 圆锥滚子轴承在不变的径向和轴向负荷作用下，当量负荷按下式计算，单列圆锥滚子轴承当量动负荷 因为筒体总重量为63.64t，物料经计算重量为35.8t，筒体倾角为2.3。所以挡轮受力为：（63.64+35.8）sin2.3

44、=3.99t。又轮带和挡轮工作表面的倾斜角为10， 径向负荷：=3.99sin10=0.69t轴向负荷：=3.99cos10=3.93t5.69 而查型号30230，知其e=0.44 eY=1.4，。所以当量动负荷=5.78t =23.95t=234.7kN查轴承样本，使规定的额定动载荷C，因为型号30230的额定动载荷为499.1 kN，所以满足。我们确定的轴承为：圆锥滚子轴承30230。第四章 传动装置的确定4.1 传动系统说明 目前，国内外混料机的传动形式有3种:轮胎传动(汽车轮胎、飞机轮胎、实心轮胎)。该型式适用于中小型混合机，适宜配置在高层平台上，具有震动小、噪声低的优点；但目前其能

45、带动筒体的最大吨位还不是很理想，在大型混合机上使用时，一次性投资小，但使用寿命短，维修成本高，作业率低，太钢等厂的使用均不理想。聚胺脂胶辊传动。该种传动型式混合机的一次投资低于大齿圈形式。但目前国内的聚胺脂胶辊技术尚沿不成熟，从国外进口，价格过于昂贵。大齿圈传动型式混合机，一次性投资大一些，但若设计合理，维修成本远远低于前两种型式，作业率也高于前两种，所以采用这种型式。采用开式齿轮传动圆筒混合机具有结构合理、操作简便、使用寿命长、效率高、维修方便等特点。辅助传动的作用是当主电动机或主电源发生故障是定期转动筒体，以免筒体因上下有温差造成弯曲，并确保在检修时筒体能停留在某个位置。4.2 主传动功率

46、的计算及主电动机选型设计依据：圆筒倾角=2.3、混料机填充率=13.7、混料机圆筒转速n=7r/min、混合料堆积密度=1.7t/m，筒体重量G筒=35.73吨，混合机的传动是由电动机通过一、二级减速机和两组主动托辊、两组被动托辊摩擦传动来实现的,混合机的进料端比出料端高,使整个设备具有一定的倾斜角。经分析可知,驱动圆筒混合机转动所消耗的功率N可按下式来决定查干燥设备手册，由杜马公式： 式中：-回转圆筒转动所需功率，kW ；-回转圆筒直径；mm ;-回转圆筒长度；mm ;-回转圆筒转速；r/min 。=（1.11.3）N=（1.11.3）322.67=354.94419.47（）考虑到设备的安

47、全性，我们选择主电机的型号为YKK5601-8，其额定功率为775，额定转速为742r/min，额定电压为10KV，重量5355kg。该三相异步电动机的优点：装备简单，价格便宜，有足够的启动转矩，可直接启动混合机，启动电流小，对电网冲击较小，而且启动噪音较小。4.3 传动参数的选择及减速器选型4.3.1 速比的分配电动机已经选定，由电动机转速和转筒转速即可确定总速比：对常用的电动机-减速器-齿轮、齿圈-筒体的传动系统 式中： -减速器速比 ；-齿轮齿圈速比 。对整个传动系统影响很大，增大可减小，有利于减速器的选型。为了提高传动平稳性，我们在此取=7.6，所以=14。4.3.2 齿轮齿圈的主要参

48、数（1）齿圈分度圆直径齿圈和筒体间的弹簧板需一定空间才能安装，根据干燥设备，=1.61.8 所以取=5600mm（2）模数m 取m=40（3）小齿轮齿数 一般=1723，优先采用奇数，为便于拆卸和安装，将大齿圈设计成分体式。其安装型式:在筒体上焊接法兰，用高强度螺栓将两个齿圈半体固定在法兰上。为了保证有足够的检修空间，大齿圈采35SiMnMO制造以提高强度，在保证设备工艺参数的情况下，尽量减少大齿圈的外形尺寸。其齿轮必须是偶数。 因为所以=/=140/7.6=18.42，圆整后取=19.4.3.3减速器的选型平行传动的硬齿面减速机传动精度高 ,齿轮均为渐开线斜齿轮 ,可缓冲圆筒内物料翻滚跌落产

49、生的交变载荷 ,能够适应圆筒实际运转速度的周期性变化 ,可避免断齿现象的发生。根据我国减速机的设计制造情况，我们优先采用大功率圆柱齿轮减速机，在此选用ZL两级减速机。由减速器的速比=14，选定圆柱减速机ZLY560-16-II。 图4-1减速器润滑方式：采用循环油润滑，并在启动前给油润滑渐开线齿（当超过24小时且满载起动时）。4.4 其他附件的选型主电动机与减速机之间用限矩型液力偶合器，根据主电动机的额定功率和转速并综合考虑我们选YOX875，其输入转速为1000r/min，传动功率为330620KW。在另一端设置带电机减速器的微传动装置，通过该装置在非生产阶段，可使筒体以极低的速度正转或反转

50、，从而有利于筒体的安装、检修调整及清理废料。当混合机正常工作时，爪型离合器使微动电机与减速机脱离。在次我们选用微动电机XWD8185。4.5 齿轮罩齿轮罩的结构主要有全封闭和半封闭两种。全封闭严密性好，漏出的油少。但往往大量油滴在筒体上，当该段筒体因故过热时，会引起着火事故。半封闭便于观察弹簧板的工作情况和有利于齿圈的散热，并耗用钢材少，如果该部分露天配置，结构上要注意防止雨水漏入。因圆筒混料机露天配置，又综合考虑各种因素，我们采用全封闭齿轮罩。确定齿轮罩宽度时，必须考虑筒体的轴向窜动量。在齿轮罩的结构上应注意防止漏油。在侧壁和周壁上适当部位开观察孔，对于全封闭的还应有能观察弹簧板铆钉、销轴及

51、齿圈对口落实的连接是否牢靠的观察门。第五章 给料装置、出料装置及附属设备5.1 给料装置5.1.1 带式输送机给料 带式输送机直接伸入混合机内给料，给料顺畅，不会引起堵料停机事故。再自动化水平高的烧结厂采取这种给料方式可保证系统连续生产，不足之处是带式输送机头部占去了部分混合机长度及带式输送机 卸料不净，散料落在圆筒给料端的平台上，增加了清扫的工作量。5.1.2 给料漏斗给料给料漏斗给料有两种形式：带式输送机通过漏斗给料、圆辊给料机通过漏斗给料。给料漏斗倾角一般为70，这种配置方式可解决撒料问题，但漏斗有时会堵塞，尤其是粘性较大的混合料，即使设置了振动器仍可能堵料。考虑到混合料的粘性较小，并设

52、置振动器，我们选用带式输送机通过漏斗给料。5.2 给水装置（1）混合料的给水装置混合料的给水装置常用的有两种：一是在混合机圆筒长度方向配置洒水管，管上钻孔，给水呈注流状加至混合料中。水管开口一般为2mm左右，另一种是由一根安装在筒体内部的水管和若干不锈钢喷嘴组成的给水装置。该混合机的给水装置是一根通长的洒水管，洒水管上按一定的距离安装一排喷嘴，喷嘴的间距要使在圆筒长度方向给水均匀。喷嘴的喷射方向应与筒内运动物料的料面相垂直，整根洒水管与一根沿筒体轴向安装的钢丝绳连结，钢丝绳的一端固定在给料漏斗支架或给料带式输送机支架上，另一端固定在圆筒排料漏斗或排料操作平台上，钢丝绳上设有螺旋拉紧机构，以调节

53、钢丝绳的紧张程度。采用钢丝绳吊挂洒水管装置,解决了因跨度大,洒水管严重变形,强度不足,水流不畅等问题;安装调整方便,使用可靠,对落料冲击有较好的缓解作用。（2）设置新型的喷淋系统圆筒混料机筒内装有新型的喷淋装置,从筒体头部到筒体尾部装有一排共8个喷头,这些喷头都是特殊的专用喷头,喷淋面积大,喷水均匀。筒体头部喷水量较多,尾部喷水量较少。当物料含水量低时打开喷淋系统进水管阀门,喷入适量的水调节混合物料的湿度,物料含水量6%8%为宜,此时将获得更好的混匀效果。 图5-1给料斗装配简略图图5-2 （排料斗装配） 1-排料斗 2-喷水装置 3-底座总 结本次设计历时近两周，对圆筒混料机进行了总体方案设

54、计。对圆筒混料机的整体性能有了新的了解，对建材设备有了以更深的理解。传动系统的设计对圆筒混料机提高工作效率、提高使用寿命有很大的好处，使这种新型圆筒混合设备得到了实实在在的应用。就本次设计而言，此次设计解决了以往圆筒混料机的撒料、设备寿命低、安装、调试不便等问题。该圆筒制粒机具有运转平稳、耐冲击、耐磨损、使用寿命长、安装维修调试方便等一系列优点。同以往的同类设备相比，本次设计的圆筒混料机具有以下优点：采用开式齿轮传动，具有结构合理、操作简便、使用寿命长、效率高、维修方便等特点；采用这种设计及加工工艺，保证了筒体、辊圈、大齿圈中心线的一致性，使设备运行平稳，振动与噪声大大减小。采用钢丝绳吊挂洒水

55、管装置,解决了因跨度大,洒水管严重变形,强度不足,水流不畅等问题;安装调整方便,使用可靠,对落料冲击有较好的缓解作用。问题是存在的，同时收获也是欣喜的，通过这次设计，我把以往所学的知识有机的结合了起来，并加以应用，而且还解除了许多性质时，有些还是科技的最前沿， 并且还包括了许多书本上无法接触到的经验，增强了自己查阅资料的能力和同学们共同创作的工作经历使我们受益匪浅，良好的团队精神在设计中发挥了巨大的作用，一组就是一个集体，大家齐心协力就会有一个好的结果。这也是我们即将走上社会所要的一种精神，我们在此已得到了锻炼。 参考文献1 烧结设计参考资料编写组.烧结设计参考资料.新华书店北京发行所：冶金工业出版社,1978，2-2312 化工设备全书编辑委员会金国淼等编.干燥设备.化学工业出版社，1997年11月，311-3363 工业部长沙黑色冶金矿山设计研究院.烧结设计手册.冶金工业出版社，1995年6月，84-