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第一章緒論瀝青混凝土設(shè)備概述瀝青混凝土就是將各種規(guī)格的骨料(砂、石)、粘結(jié)劑(瀝青或渣油)和填料(礦粉)按一定比例混合形成瀝青混合料,經(jīng)成型后所形成的混凝土板塊。用于拌和瀝青混合料的機(jī)械設(shè)備就稱作瀝青混凝土拌和設(shè)備。1.1.1瀝青混凝土拌合設(shè)備的主要作用瀝青混凝拌合設(shè)備是瀝青路面施工的關(guān)鍵設(shè)備,瀝青混凝土拌合設(shè)備運(yùn)用的好壞,嚴(yán)重影響路面工程施工的質(zhì)量、進(jìn)度和生產(chǎn)效益。將冷礦料初步配料、加熱烘干、重新篩分與計(jì)量;將液態(tài)瀝青瀝加熱、保溫、輸送與計(jì)量;將冷礦料初步配料、加熱烘干、重新篩分與計(jì)量;將液態(tài)瀝青瀝加熱、保溫、輸送與計(jì)量;將填料進(jìn)行輸送與計(jì)量;將按照一定的配合比計(jì)量好的熱礦料、礦粉與熱瀝青均勻地拌和成所需要(1)(2)(3)(4)的成品混合料。1.1.2瀝青混凝土拌合設(shè)備的分類按生產(chǎn)工藝劃分為間歇式和連續(xù)式間歇式拌和設(shè)備的工藝特征是:各種成分是分批計(jì)量好后投入拌和器進(jìn)行拌和的,拌和好的成品料一批從拌和器卸出, 接著進(jìn)行下一批料的拌和,形成周而復(fù)始的循環(huán)作業(yè)過(guò)程。連續(xù)式拌和工藝中,各種原材料是連續(xù)地進(jìn)入拌和筒中,拌好的成品料也是源源不斷地從拌和筒卸出。在結(jié)構(gòu)上,這種設(shè)備的骨料烘干和拌和在同一個(gè)滾筒中進(jìn)行。按設(shè)備的額定生產(chǎn)率劃分為?小型設(shè)備:額定生產(chǎn)率小于60t/h;?中型設(shè)備:額定生產(chǎn)率在70?140t/h;?大型設(shè)備:額定生產(chǎn)率大于150?350t/h;?超大型設(shè)備:額定生產(chǎn)率大于350t/h。按設(shè)備的機(jī)動(dòng)方式不同可劃分為固定式、半固定式和移動(dòng)式三種。1.1.3 間接式攪拌設(shè)備與連續(xù)式攪拌設(shè)備的比較強(qiáng)制間歇式拌和設(shè)備(圖1.1)的生產(chǎn)一般為各組成成分(碎石、砂子、石粉、

瀝青等)按比例分別進(jìn)行精確計(jì)量且間歇分批投料和強(qiáng)制攪拌,即分批計(jì)量一一分批投料一一分批強(qiáng)制攪拌一一分批出料。骨料在烘干之后計(jì)算。冷骨料的烘干加熱和混合料的攪拌分別在兩個(gè)不同的總成裝置(干燥滾筒和攪拌器)內(nèi)進(jìn)行;冷骨料烘干加熱方式為火焰逆流式。其自動(dòng)化程度高,瀝青混合料制備質(zhì)量高,烘干加熱效果好,成品料殘余含水量小,適用范圍廣。但是產(chǎn)生大量粉塵,除塵設(shè)備成本高。連續(xù)滾筒式攪拌設(shè)備的生產(chǎn)一般為各組成成分(碎石、砂子、石粉、瀝青等)按比例分別進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)計(jì)量且連續(xù)投料和滾筒跌落攪拌, 即按質(zhì)量(或容積)連續(xù)計(jì)量一一連續(xù)投料一一連續(xù)滾筒跌落攪拌一一連續(xù)出料。 骨料在烘干加熱前計(jì)量。冷骨料的烘干加熱和混合攪拌在同一總成裝置(烘干攪拌筒)內(nèi)進(jìn)行的,冷骨料烘干加熱方式為火焰順流式。生產(chǎn)過(guò)程中粉塵量大量減少,污染小,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)化。由于其采用順流加熱方式,熱效率相對(duì)較低,混合料成品殘余含水量難以掌握,且瀝青可能接觸明火產(chǎn)生老化。國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r與發(fā)展趨勢(shì)瀝青混凝土攪拌設(shè)備是瀝青路面機(jī)械化施工的關(guān)鍵設(shè)備,由于其運(yùn)行狀況直接影響施工質(zhì)量與速度,歷來(lái)為公路施工單位所重視。近20年來(lái),我國(guó)公路交通事業(yè)發(fā)展迅猛,公路機(jī)械化施工因此獲得巨大進(jìn)步,特別是對(duì)參與高速公路瀝青路面工程建設(shè)的企業(yè)來(lái)說(shuō),擁有大型瀝青混凝土攪拌設(shè)備已是市場(chǎng)準(zhǔn)入條件之一。就技術(shù)工藝和設(shè)備的先進(jìn)性而言,美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、意大利、日本和韓國(guó)等國(guó)家生產(chǎn)的瀝青混凝土攪拌設(shè)備在總體技術(shù)水平和運(yùn)行性能方面處于世界前列,尤其在智能控制和運(yùn)行可靠性方面更是如此。如何縮小與國(guó)外同類產(chǎn)品的差距 ,開(kāi)發(fā)出滿足市場(chǎng)急需的產(chǎn)品,主導(dǎo)國(guó)內(nèi)瀝青混凝土攪拌設(shè)備市場(chǎng),已經(jīng)成為目前國(guó)內(nèi)企業(yè)急需解決的課題。近年來(lái)隨著國(guó)家對(duì)道路建設(shè)投資的加大,尤其是高等級(jí)公路的發(fā)展,筑路機(jī)械行業(yè)迎來(lái)了又一個(gè)春天。作為公路施工機(jī)械核心設(shè)備的瀝青拌合設(shè)備得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展和技術(shù)革新,產(chǎn)品效率高、檔次高、產(chǎn)品規(guī)格系列化、設(shè)備性能先進(jìn)化、操作控制自動(dòng)化的高端產(chǎn)品成為瀝青攪拌設(shè)備發(fā)展方向。 240t/h以上的產(chǎn)品已占整個(gè)市場(chǎng)份額的40%左右,但主要以國(guó)外產(chǎn)品為主,國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品以 160t/h以下的中低檔產(chǎn)品居多。目前國(guó)外瀝青攪拌設(shè)備外形結(jié)構(gòu)緊湊、精巧,便于拆卸轉(zhuǎn)移,尤其是智能控制技術(shù)的成功運(yùn)用,使得瀝青攪拌設(shè)備的技術(shù)水平得到了進(jìn)一步的提升。另外,國(guó)家對(duì)道路施工質(zhì)量要求也越來(lái)越嚴(yán)格,瀝青混合料質(zhì)量的影響因素也成為拌合設(shè)備設(shè)計(jì)者們的考慮對(duì)象,新的技術(shù)理念和新的結(jié)構(gòu)不斷應(yīng)用到瀝青拌合設(shè)備領(lǐng)域。 因此雖然瀝青攪拌設(shè)備將會(huì)有一個(gè)大的飛躍,但由于技術(shù)上的差距,對(duì)我國(guó)瀝青拌合設(shè)備的發(fā)展和技術(shù)革新提出了新的要求和挑戰(zhàn)。近年來(lái)由于新開(kāi)工的油面工程較多,瀝拌市場(chǎng)延續(xù)了良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。另外加上監(jiān)理方要求高速公路配備 5000型瀝青攪拌站,從而使得5000型的市場(chǎng)相對(duì)比較火爆。1.2.1國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r瀝青混凝土拌合設(shè)備在國(guó)外有著很久的歷史, 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展,特備是隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息處理技術(shù)的迅速發(fā)展,瀝青混凝土拌合設(shè)備已經(jīng)達(dá)到很高的水平,并且還在不斷的改進(jìn)完善和提高。其總體發(fā)展水平可以歸納為:1、 生產(chǎn)能力系列化、大型化2、 技術(shù)性能先進(jìn)化3、 控制操作自動(dòng)化我國(guó)瀝青混凝土拌合設(shè)備從20世紀(jì)60年代后期起步,進(jìn)入80年代后期,在國(guó)家“八五”規(guī)劃中,交通部把1000型瀝青攪拌設(shè)備(其中包括間歇式和連續(xù)式)作為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目以來(lái)的5年后初顯成效,間歇式瀝青攪拌設(shè)備在1000型的基礎(chǔ)上,國(guó)內(nèi)企業(yè)通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和技術(shù)合作,以及自主開(kāi)發(fā)的形式,成功研制開(kāi)發(fā)了 2000和3000型。進(jìn)入21世紀(jì),間歇式瀝青攪拌設(shè)備就在我國(guó)遍地開(kāi)花,很多企業(yè)都成功地研制開(kāi)發(fā)了3000型,特別是最近幾年加大了對(duì)行業(yè)先進(jìn)技術(shù)的跟進(jìn)力度,在電子技術(shù)、智能技術(shù)方面取得一定突破。并且在結(jié)束性能方面已經(jīng)達(dá)到國(guó)外 80年代末90年代初的現(xiàn)金水平。涌現(xiàn)了一批優(yōu)秀企業(yè),如西筑、徐工、無(wú)錫雪桃、無(wú)錫錫通、遼筑等10多個(gè)廠家都成功研制開(kāi)發(fā)了3000和4000型瀝青攪拌設(shè)備,有的企業(yè)甚至研制開(kāi)發(fā)了5000型瀝青攪拌設(shè)備,特別是國(guó)內(nèi)瀝青攪拌設(shè)備制造企業(yè)發(fā)展到 60多家,初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)規(guī)?;推占盎?guó)內(nèi)企業(yè)通過(guò)引進(jìn)吸收國(guó)外的先進(jìn)制造技術(shù), 使我國(guó)間歇式瀝青攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)、制造技術(shù)取得全面飛躍。目前整機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)已居國(guó)際前沿水平。但是在生產(chǎn)規(guī)模、制造工藝產(chǎn)品的可靠性和耐用性等方面,與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有和大差距,特別是在開(kāi)發(fā)研制和生產(chǎn)大型攪拌設(shè)備、 提高產(chǎn)品的技術(shù)性能等方面還需要我們努力解決。干燥滾筒的發(fā)展趨勢(shì)國(guó)外瀝青攪拌設(shè)備外形結(jié)構(gòu)緊湊、精巧,尤其是智能控制技術(shù)的成功運(yùn)用,使得瀝青攪拌設(shè)備的技術(shù)水平得到了進(jìn)一步的提升。環(huán)保型瀝青攪拌設(shè)備產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成為企業(yè)重要的一項(xiàng)工作。節(jié)能技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用已到了必須直面的時(shí)候。 采用人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì),提高操作的智能化,減少噪聲和振動(dòng),對(duì)外觀造型設(shè)計(jì)的要求更高。另外隨著電子技術(shù)和電子元件的日漸成熟,計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展,自動(dòng)檢測(cè),自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)也逐漸在干燥滾筒上得到應(yīng)用。節(jié)能、環(huán)保、自動(dòng)化、智能化、高效率、大功率是未來(lái)幾年干燥滾筒的發(fā)展方向。國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)對(duì)干燥滾筒沒(méi)有自己的專業(yè)設(shè)計(jì),即沒(méi)有自己的設(shè)計(jì)理論和計(jì)算依據(jù),比如燃燒區(qū)長(zhǎng)度的確定依據(jù),料簾設(shè)計(jì)的熱力學(xué)計(jì)算,以及根據(jù)骨料級(jí)配不同如何調(diào)整導(dǎo)料板的布局,形成最佳的料簾提高熱能利用,確保出料溫度的最佳調(diào)節(jié)控制。除塵器中一級(jí)和二級(jí)裝置的合理匹配,特別是根據(jù)骨料級(jí)配類型不同如何合理的調(diào)節(jié)裝置和依據(jù),以滿足干燥滾筒合理的負(fù)壓、煙氣溫度;尤其是一級(jí)除塵裝置對(duì)熱料倉(cāng)細(xì)級(jí)料的影響,以致于影響成品料的性能。另外,燃燒器與干燥滾筒的匹配的問(wèn)題需認(rèn)真研究。1.3 選題背景及意義1.3.1選題背景隨著中國(guó)交通道路網(wǎng)的不斷壯大與延伸,道路的施工設(shè)備也在不斷發(fā)展改進(jìn)。在高等級(jí)公路的建設(shè)中,瀝青混凝土作為一種面層料具有高溫穩(wěn)定性強(qiáng)、路面抗滑性能好、抗磨耗能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越多地被道路設(shè)計(jì)者們采用,瀝青拌和樓就擔(dān)負(fù)起了生產(chǎn)瀝青混凝土的使命,從而瀝青拌和樓在現(xiàn)代的高等級(jí)路面的施工中占有著舉足輕重的作用。近年來(lái),在國(guó)家宏觀調(diào)控政策的影響下,我國(guó)工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了加速增長(zhǎng)階段,呈現(xiàn)出前所未有的繁榮態(tài)勢(shì)。工程機(jī)械裝備已經(jīng)稱為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一占世界工程機(jī)械總量第七位。隨著國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施,南水北調(diào)工程,西電東送工程的啟動(dòng),奧運(yùn)會(huì)的基礎(chǔ)設(shè)施及場(chǎng)館建設(shè)等眾多國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施, 都為國(guó)內(nèi)工程機(jī)械產(chǎn)品市場(chǎng)的發(fā)展提供了良好的空間, 同時(shí)也必將有力地拉動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。道路建設(shè)速度日益加快,中小型的瀝青拌和樓已經(jīng)不能滿足道路建設(shè)的需求。10年前產(chǎn)量在120t/h的瀝青拌和樓已經(jīng)漸漸逐出市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的舞臺(tái),取而代之的是360t/h及400t/h等高產(chǎn)量的瀝青拌和樓,他們漸漸成為市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。隨著拌合樓產(chǎn)量的不斷增大,其關(guān)鍵設(shè)備一一干燥滾筒有關(guān)設(shè)備和技術(shù)參數(shù)也迎來(lái)了新的挑戰(zhàn)。對(duì)其使用壽命、工作效率、烘干能力、加熱裝置和驅(qū)動(dòng)方式提出提出了新的要求。1.3.2選題目的與意義近年來(lái)隨著高等級(jí)公路的迅猛發(fā)展和對(duì)高等級(jí)公路路面質(zhì)量要求的加強(qiáng), 影響瀝青混合料質(zhì)量的重要設(shè)備一一干燥滾筒裝置越來(lái)越受到設(shè)計(jì)者們和道路施工單位的重視。集料的烘干質(zhì)量嚴(yán)重影響路面的攤鋪質(zhì)量,且烘干質(zhì)量的好壞與烘干方式、烘干溫度控制、葉片結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度等息息相關(guān)。以最低油耗達(dá)到最高效率的概念具體體現(xiàn)在干燥滾筒的每一個(gè)細(xì)微部分,為了達(dá)到以最低油耗達(dá)到最高效率的目的,設(shè)計(jì)者們利用在這一領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)對(duì)如烘干方式、在筒內(nèi)聚集的時(shí)間、旋轉(zhuǎn)和排列方式、筒的散熱方式、過(guò)量空氣等所有相關(guān)因素進(jìn)行認(rèn)真深入研究。顯然,為了得到質(zhì)量合格的集料,拌合、稱量和振動(dòng)篩分這幾道工序至關(guān)重要,而干燥滾筒的作用同樣不容忽視。因此,為了提高瀝青混合料的拌合質(zhì)量進(jìn)而提升公路攤鋪質(zhì)量達(dá)到國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),必須對(duì)干燥滾筒設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和選材等方面加強(qiáng)研究。在本設(shè)計(jì)中,主要進(jìn)行干燥滾筒烘干方式、驅(qū)動(dòng)方式的選擇及結(jié)構(gòu)的確定和主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算、強(qiáng)度校核。第二章干燥滾筒設(shè)計(jì)方案的選擇2.1 干燥滾筒的作用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)瀝青混凝土本和設(shè)備有下列總成或部件組成:供料裝置,烘干加熱裝置,除塵裝置,拌合器,礦粉裝置,成品料料斗,瀝青流量器,瀝青加熱裝置和操作控制室等。冷骨料的烘干加熱裝置主要由干燥滾筒和燃燒裝置兩部分組成。它是瀝青混合料拌合設(shè)備不可缺少的關(guān)鍵總成之一,其作用是將骨料烘干加熱至一定的工作溫度,然后與一定溫度的適量瀝青等材料混合且均勻攪拌為成品料。 即利用該裝置對(duì)骨料進(jìn)行加熱并使其充分脫水,以保證計(jì)量準(zhǔn)確和準(zhǔn)確的油石比及有機(jī)結(jié)合料對(duì)熱骨料的均勻裹覆,是成品具有良好的使用品質(zhì)和攤鋪性能。2.1.1干燥滾筒的作用烘干加熱裝置用于冷骨料的烘干和加熱到工作溫度,其主要部件是干燥滾筒。干燥滾筒是對(duì)冷骨料進(jìn)行烘干、加熱的裝置,使冷骨料在較短的時(shí)間內(nèi)用較低的燃料消耗充分脫水,并升高到一定的溫度。其烘干能力與幾何尺寸、顆粒大小和含水量有關(guān)。對(duì)冷骨料烘干加熱的具體要求:為使冷骨料在干燥滾筒內(nèi)以較短的時(shí)間、較低的燃料消耗充分脫水并加熱至所需的工作溫度,對(duì)干燥滾筒及冷骨料烘干加熱提出以下要求:1) 、冷骨料在干燥滾筒內(nèi)應(yīng)直接與燃?xì)獬浞纸佑|,以充分利用熱能。2) 、冷骨料在干燥滾筒內(nèi)應(yīng)均勻分散,并在筒內(nèi)有足夠的帶留時(shí)間。3) 、干燥滾筒內(nèi)應(yīng)有足夠的空間,能容納燃料燃燒后的熱氣和水分蒸發(fā)后的水氣,以免使其內(nèi)部氣體受熱膨脹后壓力過(guò)大而使粉塵逸散。

干燥滾筒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)作為拌合設(shè)備關(guān)鍵部件,干燥滾筒的技術(shù)更新也備受關(guān)注,其烘干方式由簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)式發(fā)展為強(qiáng)制間歇式和滾筒連續(xù)式,并且有順流和逆流兩種,驅(qū)動(dòng)方式也發(fā)展為齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和摩擦傳動(dòng)的多種方式。目前旋轉(zhuǎn)式、長(zhǎng)圓柱形的干燥滾筒得到廣泛應(yīng)用。其用耐熱的鍋爐鋼板卷制焊接而成,骨料從一端進(jìn)入筒內(nèi),從另一端卸出。另外隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,自動(dòng)控制系統(tǒng)、專家診斷系統(tǒng)、在線監(jiān)測(cè)等已經(jīng)開(kāi)始在干燥滾筒上進(jìn)行應(yīng)用。隨著人們對(duì)干燥滾筒研究的不斷深入、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的不斷積累,以及先進(jìn)制造技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展一些問(wèn)題將會(huì)得到進(jìn)一步的解決。 滾筒內(nèi)葉片的結(jié)構(gòu)形式對(duì)干燥效果的影響,將得到進(jìn)一步的研究,轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)數(shù)、傾斜度、干燥介質(zhì)溫度、速度對(duì)干燥速率的影響,提供較為準(zhǔn)確的最佳參數(shù)范圍。為進(jìn)一步提高效率、降低能耗、優(yōu)化干燥滾筒性能,提高控制水平和產(chǎn)品質(zhì)量,不斷增強(qiáng)在線檢測(cè)的能力,計(jì)算機(jī)技術(shù)、專家系統(tǒng)將在干燥滾筒的領(lǐng)域得到進(jìn)一步的應(yīng)用和發(fā)展。干燥滾筒外部結(jié)構(gòu)的確定2.1。干燥滾筒外部由滾筒體、筒箍、滾圈、支撐滾輪、驅(qū)動(dòng)裝置等組成,如圖下面我們介紹其烘干方式、驅(qū)動(dòng)方式的選擇與安裝和支撐部分。干燥滾筒的筒體一般采用耐熱鍋爐鋼板卷制焊接而成。小型滾筒用4個(gè)滾輪支撐(每個(gè)滾圈下2個(gè)),大型滾筒用82.1?!?¥圖2.1£+¥圖2.1干燥滾筒主要結(jié)構(gòu)-A"2.2.1 烘干方式的選擇冷骨料在干燥滾筒內(nèi)的烘干加熱方式一般有兩種: 火焰逆流式與火焰順流式。前者為冷骨料進(jìn)入干燥滾筒及在筒內(nèi)的流動(dòng)方向與火焰入筒內(nèi)的方向相反, 即燃燒加熱裝置安裝在干燥滾筒的出料口的一端,火焰自滾筒的出料口一端噴入,熱氣流逆著料流方向穿過(guò)滾筒,這種方式一般用于強(qiáng)制間歇式拌合設(shè)備的冷骨料烘干加熱裝置上;而后者一般用于滾筒連續(xù)式拌合設(shè)備的冷骨料烘干與混合料攪拌裝置 (簡(jiǎn)稱加熱攪拌00. 筒)上,其冷骨料進(jìn)入加熱攪拌及在筒內(nèi)的流動(dòng)方向與火焰噴入筒內(nèi)的方向相同, 即燃燒加熱裝置安裝在加熱攪拌筒的進(jìn)料口一端, 火焰自滾筒的進(jìn)料口一端噴入,熱氣流順著料流方向穿過(guò)滾筒。由于逆、順不同加熱方式的本質(zhì)區(qū)別,致使前者的熱量利用效果明顯的優(yōu)于后者,本課題選擇逆流加熱方式222驅(qū)動(dòng)方式的選擇對(duì)于大型的設(shè)備,由于滾筒質(zhì)量已足夠大,因此常常將前后滾圈下的托輪作為主動(dòng)輪,利用摩擦傳動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)干燥滾筒。干燥滾筒不同驅(qū)動(dòng)方式比較表項(xiàng)目齒輪式鏈輪式摩擦式適用范圍中小型大中型大型安全、密封性旋轉(zhuǎn)部分暴露在外,易磨損,安全性差同齒輪式旋轉(zhuǎn)部分可用密封罩封閉,磨損小,安全可更換性需整體更換可部分更換不必更換制造精度高較高一般噪聲較大大運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪音小表2.1結(jié)合各方面因素,本課題選擇摩擦傳動(dòng),如圖2.2。2.2.3安裝與支撐圓柱形的干燥滾筒經(jīng)滾圈支撐在支重滾輪上,而滾圈通過(guò)與筒之間的溫度形變脹縮件(滾圈架)固定在筒外表面上,圖 2.3。圓柱形筒體焊接' k“制造。一般選擇切向片狀滾圈架。滾圈架在筒體上采用焊接或螺栓固定。滾圈架的安裝間距不應(yīng)大于滾圈架寬度的倍。滾圈架固定區(qū)內(nèi)筒體的凸緣可按以下尺寸制造:5)b,厚為(1.5?2)^(其中b――滾圈寬度;厚度)。為保證冷骨料干燥烘干加熱后,能夠順暢的從其出料口卸出和在筒內(nèi)具有一定的停留時(shí)間,且滿足烘干加熱要求等,干燥滾筒一般傾斜安裝3°?62?2.5寬為(4?S--筒壁L圖2.2摩擦驅(qū)動(dòng)方式。滾筒■熱的目的,在滾筒內(nèi)壁不同區(qū)段上安裝有不同形狀的葉片。料刮起、提升于不同的位置、改變不同區(qū)段上的葉片結(jié)構(gòu),合設(shè)備的生產(chǎn)率。€*■1nB1PIJ■??熱的目的,在滾筒內(nèi)壁不同區(qū)段上安裝有不同形狀的葉片。料刮起、提升于不同的位置、改變不同區(qū)段上的葉片結(jié)構(gòu),合設(shè)備的生產(chǎn)率。€*■1nB1PIJ■??圖2.3安裝與支撐的傾斜度、旋轉(zhuǎn)速度、長(zhǎng)度、直徑、葉片排列和數(shù)量等決定了骨料在滾筒的停留時(shí)間(其中長(zhǎng)度、直徑、葉片的排列和數(shù)量等在設(shè)計(jì)制造時(shí)即已確定) ,其傾斜度為改變?cè)O(shè)備生產(chǎn)率和適應(yīng)不同粒度與含水量的冷骨料在現(xiàn)代拌合設(shè)備上大多是可調(diào)的。 當(dāng)骨料含水量較大時(shí),可選擇較小的角度,使冷骨料在筒內(nèi)的停留時(shí)間長(zhǎng)一些,烘干加熱效果就好一些,反之可選擇較大的角度。在生產(chǎn)批量瀝青混合料過(guò)程中,傾斜度一旦調(diào)定就不能再改變,因?yàn)楦淖兯鼤?huì)帶來(lái)一系列相關(guān)問(wèn)題,如冷骨料的進(jìn)料比例(供料量大小)、燃燒加熱裝置噴燒器噴油量的大小和火焰強(qiáng)度以及油石比等。滾筒筒體一般是依靠前后兩道筒箍和支撐滾輪(一般每道筒箍筒體兩側(cè)各有一個(gè)支撐滾輪)支撐安裝在機(jī)架上。在大型干燥滾筒上,為減小接觸應(yīng)力在每道筒箍筒體一側(cè)也采用成對(duì)支撐輪來(lái)支撐的,每對(duì)支撐輪是通過(guò)平衡架安裝在機(jī)架上。由于筒體傾斜安裝且以旋轉(zhuǎn)方式工作,為防止其軸向滑移,通常在每道筒箍的兩側(cè)各安裝一個(gè)水平止推、定位滾輪以便承受滾筒的下滑力。干燥滾筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)與進(jìn)排料結(jié)構(gòu)2.3.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.4,為使冷骨料在干燥滾筒內(nèi)被均勻拋散而有效的吸收熱量,達(dá)到烘干加當(dāng)滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí),葉片將骨不同高度拋下,從而使骨料與熱氣流充分接觸而被加熱。同樣可以改變冷骨料在筒內(nèi)的移動(dòng)速度,即可以改變拌

圖2.4葉片結(jié)構(gòu)$圖2.5料簾的形成1I*41I|O$圖2.5料簾的形成1I*41I|OI1"liltIMrPHI

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ihii(烘干加熱區(qū))和卸料區(qū)。為使骨料自滾筒進(jìn)料端較快的向內(nèi)移動(dòng),受料區(qū)大多采用螺旋葉片,它相對(duì)于滾筒軸線的升角為45。?60。,該區(qū)長(zhǎng)度大約為筒徑的0.5?0.8倍。提升-拋散區(qū)內(nèi)的冷骨料向前移動(dòng)只要是依據(jù)筒體的傾斜。該區(qū)根據(jù)筒體的長(zhǎng)度可安裝數(shù)排平行于滾筒軸線的提升-拋散葉片,兩排葉片間應(yīng)具有合適的間距。為使熱氣更好的傳給骨料,相鄰兩排的在徑向上應(yīng)該錯(cuò)開(kāi)。葉片長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)此區(qū)的長(zhǎng)度、葉片排數(shù)及相鄰排間距等方面選擇一個(gè)合理值。葉片形狀多為槽鋼形和彎角形??拷紵鞯囊欢巳~片斷面為T型,其兩翼則使部分物料始終留在其中,防止火焰直接烘烤滾筒,減少熱量散失。卸料區(qū)通常安裝徑向直線形葉片,它與滾筒軸線成 20°?30°的安裝角,以加快骨料的移動(dòng)速度和防止骨料受熱輻射而過(guò)熱。卸料區(qū)的葉片數(shù)可相對(duì)少些,但不能過(guò)少,否則骨料只沿旋轉(zhuǎn)著的干燥滾筒內(nèi)下部很窄的表面移動(dòng),致使該區(qū)段筒體內(nèi)大部分表面因遭受火焰的強(qiáng)烈熱輻射和熱對(duì)流而過(guò)早損壞。該區(qū)長(zhǎng)度為筒徑的 0.4?0.5倍。升料葉片常有淺槽式(a);深閉式(b);淺拱式(c);鐮刀式(d);淺閉式(e);密閉式(f);平面徑向式(g);平面前傾式(h)和平面后傾式(i)等。深閉式具有的尺寸為:l=0.2D,li=0.085D,d=0.6D,a=25-30°。在n段內(nèi),以半個(gè)葉片的節(jié)距,沿筒長(zhǎng)安裝數(shù)排升料葉片。在筒軸線方向上的升料葉片的長(zhǎng)度 l=0.6?0.8m。在筒內(nèi)的低溫區(qū)內(nèi)或采用短葉片時(shí),可采用焊接固定升料葉片 ,而在高熱區(qū)內(nèi),為了保證葉片和筒體因不均勻受熱變形有相對(duì)的位移,必須采用螺栓固定。在長(zhǎng)為 0.4?0.6筒直徑的第m區(qū)段內(nèi),實(shí)現(xiàn)礦料的卸料,通常裝有與筒軸線成 20?30°安裝角的直形葉片,以便加速礦料的移動(dòng),避免輻射熱燒毀礦料。進(jìn)料口與排煙箱的結(jié)構(gòu)H圖2.6進(jìn)料口布置1筒體2、排煙箱如圖2.6在煙箱一側(cè),干燥滾筒具有為安置進(jìn)料裝置的空口。進(jìn)料裝置由通過(guò)煙箱與水平軸線成60?H圖2.6進(jìn)料口布置1筒體2、排煙箱70°,以免濕料進(jìn)料不暢。工作時(shí)斜皮帶輸送機(jī)輸來(lái)的冷骨料經(jīng)倒料槽進(jìn)入干燥滾筒,然后再通過(guò)筒

體受料區(qū)的旋轉(zhuǎn)葉片將冷骨料拋至筒內(nèi)。233卸料方式的選擇干燥滾筒的卸料端位于卸料箱內(nèi),圖2.7。對(duì)于小直徑的干燥滾筒,一般采用重力出料的卸料箱,礦料繞過(guò)火箱,從筒內(nèi)下落到槽上。其沿水平軸45233卸料方式的選擇23圖2.7卸料方式1熱料提升器 2、螺旋提升器3、筒體4、管道斗下置到更低處。這里采用旋轉(zhuǎn)提升器式卸料裝置23圖2.7卸料方式1熱料提升器 2、螺旋提升器3、筒體4、管道機(jī)的受料斗中。采用這種裝置可以使熱骨料提升機(jī)的受料斗高出地面, 還可以直接安裝在干燥滾筒的機(jī)架上,既便于熱骨料提升機(jī)的維護(hù),又減少拌合設(shè)備轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)的拆裝工作量。在近干燥滾筒火箱區(qū)段的內(nèi)面上鑲有耐熱鋼板制成的襯板。2.4整體結(jié)構(gòu)的初步確定干燥滾筒由以下主要部件組成:筒體、筒箍、脹縮件、支撐輪(傳動(dòng)摩擦輪)卸料箱、進(jìn)料箱、排煙箱、機(jī)架等組成。綜上所述,可初步確定干燥滾筒的基本組成和構(gòu)造,如圖 2.8第三章設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 干燥滾筒參數(shù)的計(jì)算在設(shè)計(jì)給定生產(chǎn)率的拌合設(shè)備的時(shí)候,要確定烘干筒的結(jié)構(gòu)參數(shù):烘干筒的容積V(m)、長(zhǎng)度L(m)、和直徑D(m);筒的安置角(相對(duì)于水平的傾角)。干燥滾筒容積的大小直接影響單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)筒內(nèi)的燃?xì)饬浚驳拈L(zhǎng)度和安置角則決定砂石料在筒內(nèi)的移動(dòng)速度和停留時(shí)間。 因此,這些參數(shù)都影響著烘干與加熱的效果。干燥滾筒的長(zhǎng)度和直徑變化均與其生產(chǎn)能力產(chǎn)生影響,但后者遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前者。考

慮滾筒直徑確定復(fù)雜,為簡(jiǎn)化計(jì)算可先參考下表所列經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)滾筒直徑 D進(jìn)行初選,待滾筒長(zhǎng)度確定后,再進(jìn)行驗(yàn)證。3.1.1 干燥滾筒容積的計(jì)算干燥滾筒容積的大小直接影響單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)筒內(nèi)的燃?xì)饬?法可根據(jù)水分的小時(shí)蒸發(fā)率A(即筒容積則有:確定容積的簡(jiǎn)便方1m在1h內(nèi)所蒸發(fā)的水分的重量)來(lái)計(jì)算。W _QA A(3.1)式中W——蒸發(fā)水分的質(zhì)量,3砂石料的含水量,Q――烘干筒的生產(chǎn)率,A――烘干筒的蒸發(fā)率,kg/h;%取3%kg/h;kg/m3*h。筒的蒸發(fā)率A取決于所采用的干燥滾筒加熱流程、 筒內(nèi)的結(jié)構(gòu)型式、得充滿率以及筒的轉(zhuǎn)速。此外,還與砂石料的性質(zhì)、含水量及其尺寸有關(guān)。蒸發(fā)率A的值可根據(jù)拌合設(shè)備干燥滾筒的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)估算,一般取kg/m3*h,通風(fēng)良好時(shí)可達(dá)220?250kg/m3*h。將數(shù)據(jù)代入得V=0.03*400000/200=60m筒內(nèi)砂石料125?1753.1.2 長(zhǎng)度與直徑的計(jì)算確定筒的容積V后,可確定筒長(zhǎng)L和直徑D。干燥滾筒直徑與生產(chǎn)能力的關(guān)系生產(chǎn)能力G(t/h)2550100200400滾筒直徑D(m)1.101.40?1.602.00?2.202.40?2.602.80表3.1初選D為2.8m,代入下面的公式,n=(3.2)式中:n——滾筒轉(zhuǎn)速,r/min;g 重力加速度,g=9.8m/s2??傻玫睫D(zhuǎn)速為:n=8.8r/min長(zhǎng)度L的確定(3.3n=(3.2)式中:n——滾筒轉(zhuǎn)速,r/min;g 重力加速度,g=9.8m/s2??傻玫睫D(zhuǎn)速為:n=8.8r/min長(zhǎng)度L的確定(3.3)式中:a――干燥滾筒安置角(相對(duì)水平線傾角),(°),一般3?5°。將數(shù)據(jù)代入得L=4*9*2.8*tg5=9m直徑D的校正=4nDtgai4V^nr(3.4)得D=2.9m.3.2 驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算干燥滾筒在工作時(shí),主要克服一下阻力:筒內(nèi)材料的提升阻力W;筒旋轉(zhuǎn)時(shí)滾圈沿支撐滾輪的滾動(dòng)摩擦阻力W;支撐滾輪銷軸內(nèi)的摩擦阻力W為克服以上阻力而正常工作,干燥滾筒的驅(qū)動(dòng)功率 P可按下式計(jì)算:工WV/n (3.5)換算到驅(qū)動(dòng)元件(齒圈、鏈條、摩擦輪)上的P=式中:2V——為克服3種阻力,總力,KN工W=W+W2+W3;V——驅(qū)動(dòng)元件的圓周速度,n——驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率。m/s;3.2.1 筒內(nèi)提升阻力W的計(jì)算筒內(nèi)葉片的提升材料阻力W(KN,可根據(jù)材料提升時(shí)作用在筒上的力矩平衡式求得,所示。如圖3.1(3.6)(3.7)式中:M——材料提升力矩,KN-m;M1=GMb=WRqW=GMb/Rqb)ft>GM――筒內(nèi)材料重力,KNb 筒內(nèi)材料重心相對(duì)于滾筒重心垂直軸線的距離, m;a、R――驅(qū)動(dòng)元件半徑,m 圖3.1a、-滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)材料的提升阻力; b、滾筒不轉(zhuǎn)時(shí)材質(zhì)重心相對(duì)筒中心的距離,取決于由筒轉(zhuǎn)速而定的工況布大型干燥滾筒的轉(zhuǎn)速一般較慢,對(duì)于慢速轉(zhuǎn)動(dòng)干燥滾筒,材料在筒內(nèi)所占的截面積為一弓形面積,如圖3.2。其質(zhì)心位于離筒中心x距離處。材料質(zhì)心到筒中心的距離可按下式求得3/(12S)x=a式中:a――弓圓弦長(zhǎng),S——弓圓面積,弓圓弦長(zhǎng)a=^2R1h=2.83jRh 3/(12S)x=a式中:a――弓圓弦長(zhǎng),S——弓圓面積,弓圓弦長(zhǎng)a=^2R1h=2.83jRh (3.9)式中:R——筒的內(nèi)徑,弓圓高度,(3.8)m;m。m;h-弓圓面積m。圖3.2材料在筒內(nèi)所占面積S=這樣可得x=1ah=1.9jRh3(3.10)(2.83jRh)3/(12*1.9Jrh3)=R(3.11)(3.12)(3.13(3.12)(3.13)當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),弓圓材料將相對(duì)于垂線旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度P m=45?50°;此時(shí),材料的重力的力臂:b=xsinpM=Rsinpm=(0.7?0.77)R在考慮了滾筒轉(zhuǎn)速的工況下,滾圈上的圓周力:W 1=0.75GmR/Rq滾圈沿滾輪的滾動(dòng)摩擦阻力 W和支撐滾輪銷軸內(nèi)的摩擦阻力 W的計(jì)算為了計(jì)算干燥滾筒沿滾輪的滾動(dòng)摩擦阻力和支撐滾輪銷軸內(nèi)的摩擦阻力, 必須確定作用在滾輪上的壓力。滾輪壓力計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3.3所示:作用在滾輪上的壓力(KNP=(G+G)/(zpCOSY) (3.14)式中:G――筒內(nèi)材料的重力,KNG――筒的重力,KNzP 支撐滾輪數(shù),ZP=4;丫=30筒內(nèi)材料的重力(KNnD?LG= 4式中:D和L――筒的尺寸參數(shù)(Mg=112.5KN(3.15圖)3.3滾輪上的壓力B――筒內(nèi)材料填充系數(shù),――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)換算到驅(qū)動(dòng)元件半徑上的滾圈沿支撐滾輪滾動(dòng)的摩擦阻力((Gm+G)(Rqr)k1rRqcosKN:(3.17)式中:R 驅(qū)動(dòng)元件半徑,m;r——支撐滾輪半徑,m;k1——滾圈沿滾輪的滾動(dòng)摩擦系數(shù),k1=0.0002?0.0005m。換算到驅(qū)動(dòng)元件半徑上的支撐滾輪銷軸摩擦阻力(KN:W _(Gm+G)Rqr0k2rRqcos式中:R 驅(qū)動(dòng)元件半徑,m;支撐滾圈銷軸半徑,m;r0=0.085m;k2——支撐滾輪軸承摩擦系數(shù),k2=0.004m。將各參數(shù)代入公式得:3=(3.18)roW=83.6KNW=0.79KNW=0.36KN克服W、W和W所需的圓周力:2W=S+W2+W3=84.65KN驅(qū)動(dòng)元件的圓周速度(m/s):(3.19)(3.20)V=nRn/30=0.105nR(3.19)(3.20)干燥滾筒驅(qū)動(dòng)所需功率P(KW:P= 2WV/n=133.6KW式中:n——驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率,n=0.9由于采用四臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng),每臺(tái)電動(dòng)機(jī)功率為 33.4KW干燥滾筒內(nèi)部葉片的設(shè)計(jì)干燥滾筒內(nèi)部葉片的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求、骨料能在進(jìn)料區(qū)段內(nèi)快速移動(dòng);

2) 、可強(qiáng)化滾筒對(duì)流區(qū)段內(nèi)燃?xì)夂凸橇现g的換熱過(guò)程;IllT'3) 、在燃燒區(qū)段內(nèi),骨料不應(yīng)堵?lián)跞紵鲊娡碌幕鹧妫允谷剂显诟稍餄L筒內(nèi)有一個(gè)良好的燃燒條件;IllT'4) 、骨料加熱后,能與填料和結(jié)合料在滾筒內(nèi)充分?jǐn)嚢?,均勻混合。it-n根據(jù)強(qiáng)制間歇式瀝青混合料拌合設(shè)備的工作特點(diǎn)(干燥滾筒采用逆流加熱方式,進(jìn)對(duì)骨料進(jìn)行烘干加熱),其干燥滾筒內(nèi)有四個(gè)區(qū)段配置不同結(jié)構(gòu)的葉片(如圖3.4)。it-n圖3.4間歇強(qiáng)制式干燥滾筒葉片形式螺旋帶頭數(shù)與直徑的關(guān)系 表3.2滾筒直徑D(mI區(qū)直徑螺旋帶頭數(shù)I區(qū)的長(zhǎng)度(m1?1.48?101.810?12(0.4?0.8)D2.416第I區(qū)段為進(jìn)料區(qū)段。這一區(qū)段的葉片系接料葉片,其用途是將骨料接入干燥滾筒內(nèi)并快速地向前移動(dòng)。為此,這一區(qū)段的葉采用片多頭螺旋帶,螺旋帶的升角取45°?60°或螺距s=(1.8?3.14)D,其頭數(shù)和長(zhǎng)度視干燥滾筒的直徑而定(見(jiàn)表)。第n區(qū)段為滾筒對(duì)流區(qū)。為強(qiáng)化骨料和燃?xì)庵g的換熱過(guò)程,葉片的設(shè)計(jì)應(yīng)使骨料在此區(qū)段內(nèi)多次提升和自由灑落,并達(dá)到充分均勻分散,使燃?xì)獬浞峙c骨料進(jìn)行熱交換。該區(qū)段葉片的結(jié)構(gòu)形式如下圖所示,安裝時(shí)應(yīng)錯(cuò)開(kāi)布置。J1bldJ圖3.5n區(qū)段葉片形式a)淺槽式b)深槽式c)勺式d)曲線式表3.3曲線式升料葉片的尺寸(如表3.3表3.3曲線式升料葉片尺寸

滾筒直徑D(mr)葉片數(shù)量H(mm)K(mm)R(mm)5(mm)1000818014016041200?140082001601805160012200160180618001224019522062000?22001624019522084T圖3.6葉片的設(shè)置4T圖3.6葉片的設(shè)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區(qū)段為滾筒燃燒區(qū),為使燃料充分燃燒,該區(qū)段的骨料在向前移動(dòng)過(guò)程中不能堵?lián)趸鹧?,而?yīng)保證始終沿著葉片圍成一周。這樣,還可以減少由于燃油滴被骨料裝落造成的機(jī)械不完全燃燒的損失;減少通過(guò)干燥滾筒壁散熱的損失,減少熱輻射對(duì)干燥滾筒壁的損害。為此該區(qū)段的葉片可設(shè)計(jì)成盒形(如圖第W區(qū)段為卸料區(qū),通常安裝徑向直線形葉片,它與滾筒軸線成安裝角,以加快骨料的移動(dòng)速度和防止骨料受熱輻射而過(guò)熱。卸料區(qū)的葉片數(shù)可相對(duì)少些,但不能過(guò)少,否則骨料只沿旋轉(zhuǎn)著的干燥滾筒內(nèi)下部很窄的表面移動(dòng),致使該區(qū)段筒體內(nèi)大部分表面因遭受火焰的強(qiáng)烈熱輻射和熱對(duì)流而過(guò)早損壞。 該區(qū)長(zhǎng)度為筒徑的0.4?0.5倍。干燥滾筒內(nèi)葉片的固定,在低溫區(qū)或使用短片時(shí),可采取焊接的方式固定;而在高熱區(qū),由于葉片和滾筒的不均勻受熱,變形會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移,所以必須采用螺栓固定。第四章主要零部件的強(qiáng)度校核及設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)于干燥滾筒部件需要進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算的有: 筒體、滾圈,支撐滾輪和滾圈架等。筒體按許用應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和撓度計(jì)算,而滾圈進(jìn)行彎曲和接觸強(qiáng)度計(jì)算。4.1筒體的計(jì)算4.1筒體的計(jì)算筒體的強(qiáng)度計(jì)算筒體在工作中最不利的受載情況是:濕料集中加荷在兩滾圈L0距離之間;不考慮兩端非受載區(qū)的影響;驅(qū)動(dòng)元件的圓周力的垂直作用?!縇tn示。干燥滾筒的受載情況如圖 4.1所li由兩滾圈之間的可以用下式表示;11】Ltn示。干燥滾筒的受載情況如圖 4.1所li由兩滾圈之間的可以用下式表示;11lO-Ls-2l0;I0-(——)Ls4 5式中:l0——干燥滾筒兩滾圈外的端部長(zhǎng)度。滾筒筒壁應(yīng)力cB<5、TLr'?+工*TI.i1圖〔仃滾筒筒體受載簡(jiǎn) 'I圖 ICT-<[1000W(4.1)式中:M――由彎矩和扭矩作用的總計(jì)算力矩,KN-m。Mp-0.35M+0.65JM2MKMMp-0.35M+0.65JM2MKM在垂直平面內(nèi)筒的變矩, KN-m;ql: WL0空 -280.3KN-m2 2滾圈的重量,KN;q——滾筒的均勻荷載;KN/m.;q-(G+Gs)/L6=31.92KN/m.滾筒兩滾圈的距離,m;G——滾筒的重力,KNMk-刀WR-122.7KN-mMK——由圓周力刀W引起的滾筒的扭矩,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――滾筒的抗彎截面模量;D——滾筒的內(nèi)直徑,D——滾筒的內(nèi)直徑,m;mmmmm;其值的大小取決于滾筒直徑,如表 4.1:表4.1dH――滾筒的外直徑,s――滾筒筒壁的厚度,滾筒筒壁厚度與直徑的關(guān)系直徑D(m11.41.82.42.8S(mm)810121620[c]――滾筒的許用應(yīng)力,Mpa,取其值不應(yīng)大于25將已知參數(shù)代入各個(gè)公式得:MMP=404.04KN?mCT=Mp=11.88Mpav[(T]=25Mpa1000WCT=為了避免干燥滾筒的局部彎曲變形,尤其在與滾圈架接觸段上的筒體彎曲變形,必須在該區(qū)段上裝置襯(墊)板,其厚度為筒壁厚度的 1.5?2倍。筒的撓度f(wàn)的驗(yàn)算為了避免干燥滾筒的彎曲變形,以保證傳動(dòng)裝置的正常工作,集中荷載作用產(chǎn)生的撓度值f不應(yīng)大于許用值,即:f=f 1+f2<[f0]L式中:f1——由均勻載荷產(chǎn)生的撓度,有集中荷載產(chǎn)生的撓度,筒體受均勻荷載和(4.7)[f為了避免干燥滾筒的彎曲變形,以保證傳動(dòng)裝置的正常工作,集中荷載作用產(chǎn)生的撓度值f不應(yīng)大于許用值,即:f=f 1+f2<[f0]L式中:f1——由均勻載荷產(chǎn)生的撓度,有集中荷載產(chǎn)生的撓度,筒體受均勻荷載和(4.7)[f0] 每米筒長(zhǎng)的許用撓度,筒受均勻載荷作用而產(chǎn)生的撓度:m[fo]=O.OOO3m/m。qL0fJ3841000EJ式中:E——鋼的彈性模量,Mpa其值視滾筒溫度而定,如表鋼在不同溫度下的彈性模量(4.8)4.2:表4.2溫度(C)20100200300400E(Mpa210000197200191000184500175500J――筒截面的軸慣性矩,m。筒受集中載荷作用而產(chǎn)生的撓度:31(WGq)L02= 48 1000EJ(4.9)—(Dh-D)64將數(shù)據(jù)代入各個(gè)公式得:5 5 4 4f1=4X10mf2=7X10mf=f1+f2=1.1x10-mv[f0]L0=8.7x10-mJ=(4.10)4.2滾圈、滾輪和滾圈架及止推輪的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1滾圈、滾輪和滾圈架的計(jì)算為了保證干燥滾筒的熱膨脹,滾圈和滾圈架(剛性脹縮件)之間的間隙為:e=a(11-t2)Dh=0.0073m (4.11)式中:a——鋼的線膨脹系數(shù),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慢速旋轉(zhuǎn)的干燥滾筒,qg<2000KN/m;'11000EjE2qg 實(shí)際線壓力,R?h――滾圈半徑,――支撐輪半徑,1、E2[(T國(guó)(4.14)m滾圈和支撐輪所用材料的彈性模量,Mpa許用擠壓力力,Mpa其值見(jiàn)下表:常用材料的許用擠壓應(yīng)力材料普通碳鋼鑄鋼鐵[ccM(Mpa)390?590290?490340表4.3筒體的最高溫度,C;t2――筒體與滾圈在裝配時(shí)的溫度,C。滾圈直徑md§?H=Dh+2hk+e~3.2m式中:hk——滾圈架的高度,m滾圈的寬度:b§?H=P/qk=0.164m式中:qk——許用線壓力,慢速旋轉(zhuǎn)的干燥滾筒,滾圈和滾輪在接觸處的擠壓應(yīng)力(Mpa為:為了保證滾圈有足夠的壽命,滾輪的直徑不應(yīng)制成很小的直徑。對(duì)瀝青混合料拌合設(shè)備的干燥滾筒,其支承滾輪的直徑為:(4.15)d p=(0.15?0.33)D?H(4.15)式中:D?H――滾圈外直徑,mbp(m應(yīng)在實(shí)際中考慮到滾筒的熱膨脹伸長(zhǎng)和不精確安裝的誤差,滾輪的寬度比滾圈的寬度H大bp(m應(yīng)b p=b「h+(0.02?0.03)=0.2m (4.16)滾圈和滾輪相比,較為昂貴,又是一個(gè)主要零件,滾圈一般用鋼制造G5或G。為了提高滾圈的壽命,滾輪材料的彈性模量應(yīng)小于滾圈材料的彈性模量。兩滾圈架(脹縮件)之間的距離lk(m可以按下式計(jì)算:(4.17)I k=n H/ZK=n hak(4.17)式中:H——滾圈內(nèi)直徑,mak——滾圈架的角距,°;ak=10。?20°(小值在滾圈和筒體在惡劣的條件下工作時(shí)選用);Zk——在滾圈上滾圈架(脹縮件)的個(gè)數(shù),視干燥滾筒直徑大小而定,

通常Zk=8?16。滾圈的彎矩M(KN-m:M a=Plk/4=13.06KN?m滾圈徑向厚度hiH(m:(4.18)Mah §?H=I =0.06mV1000b?H[]式中:[T]――滾圈的許用彎曲應(yīng)力,Mpa普通碳鋼取100,鑄鋼件取W60。通常Zk=8?16。滾圈的彎矩M(KN-m:M a=Plk/4=13.06KN?m滾圈徑向厚度hiH(m:(4.18)Mah §?H=I =0.06mV1000b?H[]式中:[T]――滾圈的許用彎曲應(yīng)力,Mpa普通碳鋼取100,鑄鋼件取W60。(4.19)4.2.2 止推輪的設(shè)計(jì)計(jì)算為了保證干燥滾筒的正常運(yùn)轉(zhuǎn),止推輪與筒體滾圈架之間的松緊程度要適宜,兩止推輪之間安裝有松緊調(diào)節(jié)裝置,如圖4.2。止推輪的受力F為:F=Gsina圖4.2止推輪裝置(4.20)式中:a――干燥滾筒的傾斜角,一般為止推輪的直徑為:dz=(O.15?0.25)D?H=0.4m式中:D?H——滾圈外直徑,m為了保證止推輪與滾圈架間的合理裝配,止推輪的厚度度好徑向高度hs?H小5?10mm:h z=b「Hr(0.005?0.01)=0.05m止推輪軸的彎矩M(KN-m:M z=Psinahz/2=1.82KN?m滾圈和止推輪在接觸處的擠壓應(yīng)力(Mpa為:3-5°,本設(shè)計(jì)取5°。(4.21)hz(m應(yīng)比滾圈的(4.22)(4.23)(Tzcm=0.59”式中:(4.24)pz——接觸壓力,KN/mr?h——滾圈半徑,m止推輪半徑,m1、巳一一滾圈和止推輪所用材料的彈性模量, Mpa[TcM——許用擠壓力力,Mpa其值見(jiàn)表4.3。

第五章電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的確定5.1電動(dòng)機(jī)的選擇干燥滾筒一般由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),由于干燥滾筒的轉(zhuǎn)速一般較低,因而電動(dòng)機(jī)在絕大數(shù)情況下與變速箱一起使用。為此選用電動(dòng)機(jī)時(shí),應(yīng)考慮到與變速箱的匹配問(wèn)題。通常應(yīng)根據(jù)干燥滾筒的驅(qū)動(dòng)功率和其周圍的環(huán)境等因素選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào), 并遵循以下原則:1)通常應(yīng)根據(jù)干燥滾筒的驅(qū)動(dòng)功率和其周圍的環(huán)境等因素選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào), 并遵循以下原則:1)根據(jù)干燥設(shè)備的負(fù)載特性和工藝條件對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求,選擇電動(dòng)機(jī)的類型;2)3)2)3)4)根據(jù)干燥設(shè)備的最高轉(zhuǎn)速和對(duì)電力傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程的性能要求,及機(jī)械減速的復(fù)雜程度,選擇電動(dòng)機(jī)的耳釘轉(zhuǎn)速。4)除此之外,電動(dòng)機(jī)還應(yīng)滿足節(jié)能要求,并考慮其備件通用性、安裝檢修難易程度、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用等因素。電動(dòng)機(jī)功率的的選擇1) 、類型:丫系列三相異步電動(dòng)機(jī)2) 、功率的選擇Pd=P/nn/*n2*n3*n4*n5=0.895式中:n1 聯(lián)軸器的動(dòng)效率:0.99;n2——每對(duì)軸承的傳動(dòng)效率:0.99;n3――減速器的傳動(dòng)效率:0.97;n4——摩擦輪的傳動(dòng)效率:0.98;n5——鏈傳動(dòng)效率:0.96。得:R=38.87KW查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取電動(dòng)機(jī)的額定功率為 45KW5.1.3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定干燥滾筒的轉(zhuǎn)速為8.8r/min

電動(dòng)機(jī)輸出端接入圓柱齒輪減速器。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得:鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比為1.25;摩擦傳動(dòng)比為6;減速器傳動(dòng)比W15;故總傳動(dòng)比范圍為12-112;750r/min傳動(dòng)裝置及運(yùn)動(dòng)參數(shù)5.2.1減速器的選用根據(jù)實(shí)際情況確定和由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速為750r/min傳動(dòng)裝置及運(yùn)動(dòng)參數(shù)5.2.1減速器的選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率KW同步轉(zhuǎn)速r/min額定轉(zhuǎn)速r/min重量Kg輸出直徑mmY280M-64575074059265電動(dòng)機(jī)型號(hào)(Y280M-8)表5.15.211、器:減速器的種類很多,按照傳動(dòng)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu),可分為齒輪減速器和帶傳動(dòng)減速圓柱齒輪減速器漸開(kāi)線圓柱齒輪減速器圓弧齒圓柱齒輪減速器圓錐齒輪減速器齒輪減速器帶傳動(dòng)減速器轉(zhuǎn)蝸桿減速器行星齒輪減速器漸開(kāi)線圓錐齒輪減速器曲面齒輪減速器圓弧齒圓錐齒輪減速器圓柱蝸桿減速器圓弧回轉(zhuǎn)面蝸桿減速器錐蝸桿減速器漸開(kāi)線行星減速器擺線針輪減速器諧波齒輪減速器P系列帶傳動(dòng)減速器FP系列帶傳動(dòng)減速器YP系列帶傳動(dòng)減速器2、減速器的選用原則圓柱齒輪減速器漸開(kāi)線圓柱齒輪減速器圓弧齒圓柱齒輪減速器圓錐齒輪減速器齒輪減速器帶傳動(dòng)減速器轉(zhuǎn)蝸桿減速器行星齒輪減速器漸開(kāi)線圓錐齒輪減速器曲面齒輪減速器圓弧齒圓錐齒輪減速器圓柱蝸桿減速器圓弧回轉(zhuǎn)面蝸桿減速器錐蝸桿減速器漸開(kāi)線行星減速器擺線針輪減速器諧波齒輪減速器P系列帶傳動(dòng)減速器FP系列帶傳動(dòng)減速器YP系列帶傳動(dòng)減速器2、減速器的選用原則1)2)3)4)5)根據(jù)工作制度、總傳動(dòng)比、輸入轉(zhuǎn)速和功率合適的減速器;輸入軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速匹配,輸出軸應(yīng)與工作要求的轉(zhuǎn)速保持一致;額定功率應(yīng)大于或等于電動(dòng)機(jī)的額定功率;外形尺寸要滿足安裝及檢驗(yàn)的要求;選用減速器時(shí)應(yīng)對(duì)使用環(huán)境、工廠制造水平、檢修能力、造價(jià)高低等因素進(jìn)行綜合考慮。傳動(dòng)比分配i=nv/n=750/8.8=86.2干燥滾筒與摩擦輪之間的傳動(dòng)比為i1=3.0/0.5=6;鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比取i2=1.25;減速器的傳動(dòng)比為i3=86.2/(6*1.25)=11.5根據(jù)工作裝置的額定功率和減速器的傳動(dòng)比,選擇 FP系列帶傳動(dòng)減速器。減速器型號(hào)為:FJ6因此可確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)順序?yàn)椋弘妱?dòng)機(jī)一一減速器一一鏈傳動(dòng)一一摩擦輪傳動(dòng) 筒體。設(shè)計(jì)總結(jié)三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)歷程就要過(guò)去了,其中雖然辛苦但不乏快樂(lè)和充實(shí),三個(gè)多月的時(shí)間里,在知道老師和同學(xué)的幫助和自己的努力下,下我不僅查閱了不少瀝青混凝土拌合設(shè)備的有關(guān)知識(shí),還認(rèn)真查閱了與瀝青混凝土拌合設(shè)備相關(guān)的中英文文獻(xiàn),總結(jié)國(guó)內(nèi)外的技術(shù)差距,在此基礎(chǔ)上加上我的一些外語(yǔ)基礎(chǔ),圓滿完成了3000字的課外翻譯。其中在資料收集過(guò)程中,我不僅對(duì)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了鞏固,而且獲得了不少關(guān)于瀝青拌合設(shè)備的課外知識(shí),了解了當(dāng)今國(guó)內(nèi)外的瀝青拌合設(shè)備的發(fā)展概況, 理解了間歇式瀝青拌合設(shè)備和連續(xù)滾筒式瀝青拌合設(shè)備的工作原理和各自工藝特點(diǎn), 清楚了瀝青拌合設(shè)備,對(duì)瀝青拌合設(shè)備的發(fā)展和設(shè)計(jì)方向有了一個(gè)較完善的看法和了解。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中,我不但對(duì)烘干加熱設(shè)備的作用、有關(guān)結(jié)構(gòu)組成、工作原理和必要參數(shù)有了詳細(xì)的了解,另外,還對(duì)瀝青混凝土拌合設(shè)備的整體總成和其他各個(gè)部位的組成和作用有了大致了解。設(shè)計(jì)期間,我進(jìn)行了干燥滾筒的主要參數(shù)計(jì)算,烘干方式、驅(qū)動(dòng)方式的確定,外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),強(qiáng)度校核和電動(dòng)機(jī)選擇等工作,通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際,鍛煉了自己對(duì)專業(yè)知識(shí)的運(yùn)用能力,獲取了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究流程的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)。三個(gè)多月的時(shí)間雖然短暫,但是從中我學(xué)會(huì)了很多做人處事的原則,無(wú)論做什么事都要嚴(yán)格要求自己,講究效率,不怕辛苦,不怕失敗,要努力借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)但又不能過(guò)于保守,要積極開(kāi)動(dòng)腦筋,迎難而上,路途雖然艱辛,但通過(guò)自己的努力,破解設(shè)計(jì)過(guò)程中一個(gè)個(gè)難題,使我感覺(jué)到了成功的喜悅,并有了奮勇向前動(dòng)力,一切問(wèn)題都迎刃而解。除此之外,我們還要積極發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)精神,幾個(gè)人一起,多探討,多研究,取各家之所長(zhǎng),補(bǔ)各家之所短,達(dá)到共同進(jìn)步。所謂逆水行舟,不進(jìn)則退,有了這些優(yōu)良品質(zhì),才能不斷進(jìn)步,不斷取得驕人的成就。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)做的不是很完美,但也學(xué)到了很多。下面來(lái)對(duì)畢設(shè)總結(jié)一下:1.快速入題。拿到畢設(shè)題目要盡快把自己的藍(lán)圖勾畫出來(lái),不能走一步算一步,必須把整體把握好。2.頻繁與導(dǎo)師討論。有問(wèn)題多問(wèn)導(dǎo)師,不能自己悶頭做,方向偏了仍不知道,多把自己的想法和思路告訴老師。軟件的學(xué)習(xí)。一定要邊做邊學(xué)軟件,千萬(wàn)不能在做畢設(shè)期間,拿著本軟件教程從第一頁(yè)開(kāi)始看,這樣效率最低了,最好是根據(jù)已有論文資料中提到的軟件用途,有針對(duì)性的學(xué)。包括畢設(shè)前期讀文獻(xiàn)資料,也不能悶頭讀,要與畢設(shè)緊密聯(lián)系起來(lái),最好是邊做邊讀,有針對(duì)性的讀。越挫越勇。做畢業(yè)設(shè)計(jì),常常感覺(jué)到這句話:“山重水復(fù)疑無(wú)路,柳暗花明又一村?!蓖ǔS龅絾?wèn)題,一定是有解決的辦法,只是由于文獻(xiàn)查的不夠,或是少了那點(diǎn)靈感。不能脫離實(shí)際。做的畢業(yè)設(shè)計(jì)要有意義,不能浮在上面,要讓自己滿意。嚴(yán)格把握時(shí)間。要今日事今日畢,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)日程安排好工作。并且根據(jù)自己的完成程度適當(dāng)調(diào)整,保證自己按時(shí)按質(zhì)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。致謝在設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中,我通過(guò)查閱參考大量有關(guān)資料,與同學(xué)探討交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué),并向老師請(qǐng)教等方式,使自己完成了這次設(shè)計(jì),通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì),使我將從前學(xué)過(guò)的知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來(lái),專業(yè)知識(shí)更加扎實(shí),腦海

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