化工回轉(zhuǎn)窯設(shè)計(jì)規(guī)定綜述

化工回轉(zhuǎn)窯設(shè)計(jì)規(guī)定綜述第1頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一﹑總則1.0.1主題內(nèi)容a.回轉(zhuǎn)窯是對(duì)散狀物料(顆粒狀、塊狀或粉料)或漿狀物料進(jìn)行加熱處理的熱工設(shè)備.它屬于回轉(zhuǎn)類設(shè)備,回轉(zhuǎn)筒體具有一定的安裝斜度,通常筒體內(nèi)襯有耐火磚或設(shè)有內(nèi)件(如換熱設(shè)備、抄板等),以低速回轉(zhuǎn).b.本規(guī)定慨括了化工回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)計(jì)算、設(shè)計(jì)—也就是說(shuō)根據(jù)本設(shè)計(jì)規(guī)定和已知的工藝條件可以進(jìn)行回轉(zhuǎn)窯的設(shè)計(jì)和計(jì)算.c.本規(guī)定所說(shuō)的化工回轉(zhuǎn)窯主要包括以下九大部件:筒體與內(nèi)襯、換熱裝置、滾圈、支承裝置、傳動(dòng)裝置、窯頭罩、燃燒室、窯尾罩、加料設(shè)備.①筒體與內(nèi)襯筒體由鋼板卷成,是物料完成物理與化學(xué)反應(yīng)地回轉(zhuǎn)容器,因而是回轉(zhuǎn)窯的基體.由于回轉(zhuǎn)窯在化工過(guò)程中的作用不同,有的介質(zhì)溫度高達(dá)1450℃,且介質(zhì)往第2頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

往帶有腐蝕性,此時(shí)回轉(zhuǎn)筒體內(nèi)都需要襯有若干層耐火材料---即窯襯,保護(hù)筒體和減少散熱損失.

②換熱裝置為了增強(qiáng)換熱效果,回轉(zhuǎn)筒體內(nèi)往往還設(shè)有各種換熱裝置,如鏈條、換熱管束、格板式換熱器等.③滾圈筒體、物料、窯襯、內(nèi)件等所有回轉(zhuǎn)部分的重量通過(guò)滾圈傳到支承裝置上.滾圈傳遞的載荷可達(dá)幾百噸,其本身的重量有可達(dá)幾十噸,是回轉(zhuǎn)設(shè)備的最重要的關(guān)鍵零件之一.④支承裝置支承裝置承受回轉(zhuǎn)部分的全部重量,由一對(duì)托輪軸承組和一個(gè)大底座組成.一對(duì)托輪支撐著滾圈,既允許筒體自由轉(zhuǎn)動(dòng),又向基礎(chǔ)傳遞了具大載荷.擋輪的作用是限制和控制回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)部分的軸向竄動(dòng).⑤傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置的作用是通過(guò)設(shè)在筒體中部的齒圈使筒體回轉(zhuǎn),通常齒圈通過(guò)彈簧板與筒體相連.第3頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一對(duì)直徑較大的回轉(zhuǎn)窯,為了便于內(nèi)襯的砌筑和檢修,通常都設(shè)有輔助傳動(dòng)裝置.它主要由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、液力偶合器、聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸、軸承、小齒輪、機(jī)架等組成.⑥窯頭罩窯頭罩是連接回轉(zhuǎn)筒體頭端與流程中下道工序設(shè)備的中間過(guò)渡體.窯頭罩內(nèi)通常也襯有耐火材料,在靜止的窯頭罩與回轉(zhuǎn)筒體之間有密封裝置,通常稱為窯頭密封裝置.⑦燃燒室它是工藝所需的高溫氣體的發(fā)生器,與窯尾罩相連,內(nèi)襯有若干層耐伙材料.⑧窯尾罩它是連接窯尾端與物料預(yù)處理設(shè)備以及煙氣處理設(shè)備的中間體窯頭罩內(nèi)通常也襯有耐火材料,在靜止的窯尾罩與回轉(zhuǎn)筒體之間有密封裝置,通常稱為窯尾密封裝置.⑨加料設(shè)備它是回轉(zhuǎn)窯的附屬設(shè)備,一般根據(jù)物料入窯形態(tài)來(lái)選用喂料設(shè)備.第4頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.0.2本規(guī)定適用范圍:適用于工作壓力為微負(fù)壓或常壓的化工回轉(zhuǎn)窯及回轉(zhuǎn)設(shè)備,常用于煅燒、焚燒、還原、干燥、冷卻等工藝過(guò)程.1.0.3引用標(biāo)準(zhǔn)a.GB/T11352-1989《一般工程用鑄造碳鋼》b.JB/T6402-1992《大型低合金鋼鑄件》c.JB/T8853-1999《標(biāo)準(zhǔn)減速機(jī)》d.JB/T8854.2-1999《齒鼓式聯(lián)軸器》e.GB/T10095-1998《漸開(kāi)線圓柱齒輪精度》1.0.4回轉(zhuǎn)窯分類a.按窯體幾何形狀來(lái)分:直筒窯、冷端擴(kuò)大窯熱端擴(kuò)大窯、兩端擴(kuò)大窯.b.按加熱方式來(lái)分:內(nèi)熱窯、外熱窯.c.按工藝作用來(lái)分:煅燒窯、焚燒窯、還原窯、干燥窯、冷卻窯.第5頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二．筒體筒體是回轉(zhuǎn)窯的基體,它應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度.在安裝和運(yùn)梳過(guò)程中應(yīng)保持軸線的直線性和截面的圓度,它關(guān)系到延長(zhǎng)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯的壽命,減少暈轉(zhuǎn)阻力,及功率消耗,減輕不均勻磨損,減少機(jī)械故障,保持長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn),因此十分關(guān)鍵,所以必須根據(jù)這一要求來(lái)設(shè)計(jì)窯的筒體.筒體的剛度主要是筒體截面在具大的橫向切力作用下抵抗徑向變形的能力.筒體的強(qiáng)度問(wèn)題主要表現(xiàn)為筒體在載荷坐用下產(chǎn)生裂紋,尤其是滾圈附近的筒體.筒體在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中存在著相當(dāng)大的應(yīng)力,特別是軸向應(yīng)力比切向應(yīng)力大得多.因此在制造、安裝、使用和維修工作時(shí)應(yīng)保證和保持筒體的直線性.2.1.1筒體的基本參數(shù)筒體的基本參數(shù)主要有:物料在筒體內(nèi)的停留時(shí)間τ、填充系數(shù)f、筒體傾角α、轉(zhuǎn)速n.第6頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一a．物料在筒體內(nèi)的停留時(shí)間τ:物料在筒體內(nèi)的停留時(shí)間τ主要與筒體長(zhǎng)度、內(nèi)徑、轉(zhuǎn)速、傾角、結(jié)構(gòu)(有無(wú)抄板、擋料板)及自然傾角等因素有關(guān).物料在窯內(nèi)移動(dòng)的基本規(guī)律是隨著窯的回轉(zhuǎn),物料被帶到一定高度,隨后下落,由于窯是傾斜的,物料在滑落的同時(shí)就沿筒體軸線前進(jìn)了一段距離.按筒體內(nèi)是否有抄板,分兩種情況來(lái)計(jì)算物料在筒體內(nèi)的停留時(shí)間τ.⑴筒體內(nèi)無(wú)抄板的物料停留時(shí)間ττ=L(θ+24)/(324Di·n·sinα)Di—筒體內(nèi)徑,如果不是等徑窯,應(yīng)分段計(jì)算;帶內(nèi)襯的窯應(yīng)為襯后直徑.⑵筒體內(nèi)無(wú)抄板的物料停留時(shí)間ττ=m·k·L/(Di·n·sinα)第7頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一m、k是系數(shù),它與物性參數(shù)、抄板形式、介質(zhì)與物料的流動(dòng)方式密切相關(guān),除了按規(guī)定選取外,還應(yīng)結(jié)合實(shí)際,參考類似工況的回轉(zhuǎn)窯確定系數(shù)m、k的取值.b.填充系數(shù)f窯某一截面上的填充系數(shù)f等于物料層所占有的截面積與窯整個(gè)截面積之比.某一窯的平均填充系數(shù)f等于該段窯內(nèi)裝填物料占有體積與該段窯的有效體積(容積)之比.填充系數(shù)f主要與結(jié)構(gòu)影響系數(shù)、物料處理量、物料的停留時(shí)間、物料的密度、筒體的長(zhǎng)度及內(nèi)徑等因書素關(guān).f=2.12×10-2×k1·G·τ/(ρ·l·Di2)第8頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

Di—筒體內(nèi)徑,如果不是等徑窯,應(yīng)分段計(jì)算;帶內(nèi)襯的窯應(yīng)為襯后直徑.計(jì)算f時(shí)應(yīng)考慮窯內(nèi)物料的結(jié)塊等影響因素.c.筒體傾角α窯筒體軸線與水平面的夾角為該窯的傾角α.傾角α大小應(yīng)根據(jù)筒體的長(zhǎng)短、物料的流動(dòng)性及物料的停留時(shí)間而定.為便于計(jì)算,回轉(zhuǎn)窯的斜度習(xí)慣上取窯軸線的傾角的正弦值sinα.d.轉(zhuǎn)速n回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動(dòng)的速度稱為該窯的轉(zhuǎn)速.單位r/min.回轉(zhuǎn)筒體的專速范圍為:0.4~10r/min,常用1~3r/min,設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速時(shí)應(yīng)控制筒體外徑的圓周速度不超過(guò)1m/s,即2π·R·n/60≤1m/s.主要是因?yàn)榇笮突剞D(zhuǎn)設(shè)備的直徑和長(zhǎng)度都比較大，構(gòu)成回轉(zhuǎn)設(shè)備的筒體、齒圈、滾圈及內(nèi)部充填物料的質(zhì)量總和比較龐大，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中所形成的慣性也就比較大。如果回轉(zhuǎn)筒體外徑圓周線速度過(guò)快，特別容易產(chǎn)生振動(dòng)而反過(guò)來(lái)影響傳動(dòng)裝置和支撐裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，造成軸承等部件失效。第9頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一對(duì)帶內(nèi)襯的回設(shè)備，轉(zhuǎn)速過(guò)快而產(chǎn)生的慣性振動(dòng)還會(huì)導(dǎo)制內(nèi)襯的松動(dòng)和脫落。2.1.2支承檔數(shù)的確定支承檔數(shù)按筒體內(nèi)徑及筒體長(zhǎng)度的比值來(lái)確定,具體取發(fā)見(jiàn)表2.1.2.冷卻機(jī)、干燥機(jī)的長(zhǎng)徑比一般都小于12,通常都采用兩檔支承.2.1.3筒體壁厚的確定---分齒圈、滾圈和其它部分處.其它部分處筒體壁厚的確定又分帶內(nèi)襯和不帶內(nèi)襯兩種情況,分別見(jiàn)表2.1.3.1-1和表2.1.3.1-2.在選取直徑分界處筒體壁厚的時(shí),盡量取大值.齒圈和滾圈處筒體的壁厚通常是取其它部分處筒體厚度的1.4~2倍,主要以筒體計(jì)算結(jié)果為準(zhǔn),一般直徑3000以下的窯取小值,直徑3000以上的窯取大值.筒體加厚段的長(zhǎng)度一般為滾圈寬度的2倍.即1~2m左右.2.1.3擋輪及齒圈位置的確定a.擋輪位置的確定:當(dāng)回轉(zhuǎn)設(shè)備支撐檔數(shù)為奇數(shù)時(shí)，通常擋輪設(shè)置在中間檔；當(dāng)回轉(zhuǎn)設(shè)備支撐檔數(shù)為偶數(shù)時(shí)，通常擋輪設(shè)置在中間靠近窯尾方向的第一檔.第10頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一主要是因?yàn)橥搀w受熱要伸長(zhǎng),這樣可以減少累計(jì)伸長(zhǎng)量,當(dāng)然由于布置結(jié)構(gòu)等原因,也有將擋輪設(shè)置靠近窯頭方向的支承裝置,此時(shí)筒體在窯體上竄時(shí)受軸下拉力.b.齒圈位置的確定為了使齒圈的嚙合少受熱膨脹的影響,齒圈應(yīng)鄰近帶擋輪的支撐裝置,其距離近似等于窯筒體的直徑.2.1.5筒體內(nèi)部裝置a.內(nèi)襯內(nèi)襯的作用是保護(hù)筒體,使之免受高溫、介質(zhì)腐蝕、磨損,變減少散熱損失.內(nèi)襯每隔2~3年就要大修一次,這主要取決于內(nèi)襯材料的質(zhì)量、砌筑施工質(zhì)量和操作穩(wěn)定性等因素.常用耐火材料有:粘土質(zhì)耐火磚、高鋁質(zhì)耐火磚、耐火混凝土砌塊、鱗酸鹽耐火磚、鎂鋁磚、隔熱磚、碳素磚等.b.擋磚圈:其作用是將內(nèi)襯分成若干個(gè)區(qū),分別固定.它是焊在筒體上的一組圓環(huán),厚度可取筒體厚度,但高度應(yīng)為筒體內(nèi)襯厚度的1/3~1/2左右.第11頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一c.擋料圈

擋料圈可設(shè)置在窯頭,也可設(shè)在窯尾.設(shè)在窯頭的擋料圈用來(lái)防止物料倒流,其高度按照轉(zhuǎn)窯的填充系數(shù)及物料性質(zhì)來(lái)確定.設(shè)在窯尾的擋料圈主要是延長(zhǎng)物料停留時(shí)間,增大回轉(zhuǎn)窯的填充率.設(shè)計(jì)窯頭擋料圈時(shí),應(yīng)注意不要防礙加料裝置.d.導(dǎo)料螺旋e.進(jìn)料裝置f.刮料器g.擋料板h.抄板抄板的作用是將物料揚(yáng)起,是物料松散形成料幕,充分與氣體接觸換熱.抄板的型式:升舉式、扇形式、分布式等,以升舉式使用較多.抄板的固定:直接焊在筒體上、通過(guò)焊在筒體上的連接件用螺栓連接.抄板的高度:主要是根據(jù)物性參數(shù)、筒體直徑、轉(zhuǎn)速等參數(shù)確定,一般都分好幾段.i.筒體接口主要是指測(cè)溫口、測(cè)壓口、取樣口、檢查孔等.筒體上一般不設(shè)人孔.第12頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2.1.7測(cè)溫裝置常用的是滑環(huán)測(cè)溫裝置,熱電偶接線通過(guò)滑環(huán)與測(cè)溫儀表連接,測(cè)出回轉(zhuǎn)窯上需要測(cè)出的各點(diǎn)溫度.滑可用φ20~30mm紫銅棒煨制而成,環(huán)直徑取1.1~1.3Do.2.2筒體的計(jì)算2.2.1筒體的載荷計(jì)算:筒題上的載荷分為兩類,一類是沿筒體軸線方向的均布載荷;另一類是它分布較短,簡(jiǎn)化為集中載荷.a.筒體單位長(zhǎng)度載荷:qs=0.242·(Di+δ)·δN/m由于筒體各段的厚度不同,應(yīng)分段計(jì)算,另外考慮筒體有內(nèi)件時(shí)可增加10%~30%.b.筒體內(nèi)襯單位長(zhǎng)度載荷:qc=3.081×10-5·ρc·(Di-hi)·hiN/m如果是多層內(nèi)襯應(yīng)分層計(jì)算.c.筒體內(nèi)單位長(zhǎng)度物料載荷:qu=7.705×10-6·ρ·f·Dio2N/m注意窯內(nèi)可能出現(xiàn)的最大填充率f.d.筒體內(nèi)單位長(zhǎng)度抄板載荷:qf=7.701×10-2·δ1·H·nN/m第13頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

一般需要計(jì)算實(shí)際抄板總重量再除以筒體長(zhǎng)度.如果筒體內(nèi)無(wú)抄板,此項(xiàng)載荷就沒(méi)有.f.齒圈質(zhì)量Gc=f1·m·B2·df2f1—計(jì)算系數(shù)算系數(shù)、m—齒圈模數(shù)mm、B2--齒圈寬度mm、df2—齒圈分度圓直徑mm.剛計(jì)算時(shí)可能不知道m(xù)、B2、df2,應(yīng)參照類似回轉(zhuǎn)窯設(shè)備先假定一個(gè)m、B2、df2,按步驟向后計(jì)算,最終會(huì)計(jì)算出一個(gè)m、B2、df2,再將它們與前面的假設(shè)進(jìn)行比較,若差不多,說(shuō)明前面假設(shè)成立,否則應(yīng)重復(fù)上一假設(shè)過(guò)程,直到最終計(jì)算結(jié)果與假設(shè)相當(dāng)時(shí)為止.2.2.2筒體彎矩計(jì)算及應(yīng)力校核a.筒體計(jì)算的概念筒體截面剛度計(jì)算應(yīng)是計(jì)算筒體的徑向變形,并使它不超過(guò)滿足運(yùn)轉(zhuǎn)條件的徑向變形許用值.筒體的應(yīng)力一般有軸向應(yīng)力σ和切向應(yīng)力στ(實(shí)際上的應(yīng)力不限于此,遠(yuǎn)比這要復(fù)雜得多).由筒體的軸向彎曲可以判定σ的存在,由筒體橫截面變形可以判定στ的存在.第14頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一鋼制圓筒橫臥置放于地面上時(shí),在自重作用下,在其底部會(huì)產(chǎn)生數(shù)值很可觀的切向彎曲應(yīng)力.對(duì)于回轉(zhuǎn)窯,因增加了內(nèi)襯、物料、齒圈等各項(xiàng)載荷,支承情況與自由臥置完全不同,對(duì)這種情況下的切向應(yīng)力雖有幾種分析方法,但都不怎么成熟,目前也不適用于設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算,因此國(guó)內(nèi)外至今任沿用一定的假設(shè)條件下的軸向應(yīng)力計(jì)算的方法,在統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上確定許用應(yīng)力,通過(guò)軸向應(yīng)力計(jì)算來(lái)間接保證徑向變形和切向應(yīng)力滿足剛度和強(qiáng)度要求.b.三個(gè)假設(shè)條件⑴將筒體視為圓截面水平連續(xù)梁,不計(jì)傾角影響,也不計(jì)筒體截面變形后對(duì)截面模數(shù)的影響.⑵不計(jì)物料重心對(duì)筒體軸線的影響,不計(jì)筒體所受扭矩.⑶按靜載荷計(jì)算.c.進(jìn)行筒體計(jì)算的主要目的

⑴驗(yàn)算強(qiáng)度-變形條件,以確定所選的筒體厚度是否合適.第15頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一⑵根據(jù)計(jì)算結(jié)果,調(diào)整各跨跨度

,使之滿足等支反力原則—使各支座反力趨于接近,從而使支承裝置的設(shè)計(jì)得到統(tǒng)一;其次是滿足等彎矩原則,使各支座截面彎矩趣于接近,避免為了滿足個(gè)別截面的要求而加厚筒體.支承檔數(shù)較少時(shí),由于結(jié)構(gòu)上的原因,上述原則不易實(shí)現(xiàn),不必強(qiáng)求.⑶為支承部件及基礎(chǔ)提供設(shè)計(jì)載荷.d.雙支座筒體彎矩的計(jì)算⑴支點(diǎn)位置的確定支點(diǎn)位置除考慮結(jié)構(gòu)要求外,應(yīng)按等彎矩原則設(shè)計(jì).對(duì)于等直徑的懸伸段結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的,可近似取l1=l2=0.21L.⑵支座反力的計(jì)算F1=[Lq(L/2-l2)+Fc·a]/(L-l1-l2)N;F2=[Lq(L/2-l1)-Fc·a]/(L-l1-l2)+FcN;⑶彎矩的計(jì)算支座處的彎距M1、M2第16頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一M1=q/2·l12;M2=q/2·l22;跨間最大彎矩Me=-q/2(l1+e)2+e·F1跨間最大彎矩發(fā)生在筒體內(nèi)剪力燈于零的地方即F1=e·q+l1·qe.筒體的應(yīng)力計(jì)算及校核⑴支座處的軸向彎曲應(yīng)力σ1⑵跨間最大彎曲應(yīng)力σef.三支點(diǎn)以上(包括三支點(diǎn))筒體彎矩計(jì)算⑴三彎矩方程對(duì)于m+2檔支承(即m+1跨)的筒體,可以簡(jiǎn)化為一個(gè)m次超靜定連續(xù)梁,它的兩端是懸伸梁,對(duì)每一個(gè)中間支座(2,┈m+1)均可列出一個(gè)三彎矩方程式(彎矩以梁下側(cè)纖維受拉為正)Ln-1Mn-1/In-1+2(Ln-1/In-1+Ln/In)Mn+LnMn+1/In=-6Bn-1/In-1-6An/InBn-1—跨度Ln-1上的虛載荷ωn-1在該跨右支座產(chǎn)生的虛反力;An-—跨度Ln上的虛載荷ωn在該跨左支座產(chǎn)生的虛反力;第17頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Mn-1、M

n–端支座彎矩,以在簡(jiǎn)化載荷時(shí)求得.對(duì)m個(gè)中間支座可列出m個(gè)聯(lián)立方程,從而求得m個(gè)未知的支座截面彎矩.⑵截面慣性矩I按跨間筒體厚度計(jì)算,滾圈下加厚段的影響不計(jì).⑶對(duì)三檔支承的窯,即m+2=3,m=1,近中間一個(gè)支座的彎矩M2未知.M2=[-6Bn-1-6An-M1l2-M3l3]/2(l2+l3)⑷支座反力的計(jì)算第n個(gè)支座的反力Fn=Fa+FbFa—作用在n支座左面跨度的支座彎矩及載荷引起的反力;Fb—作用在n支座右面跨度的支座彎矩及載荷引起的反力;⑸附加彎矩的計(jì)算附加彎矩是由于托輪安裝位置不準(zhǔn)確或支座沉陷引起的.g.應(yīng)力計(jì)算與校核計(jì)算公式同兩彎矩方程h.筒體變形計(jì)算⑴筒體軸線撓度①跨間最大撓度ymax計(jì)算按表2.2.4.1分別計(jì)算后再疊加.第18頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一②懸伸段端部撓度ye的計(jì)算ye=le·θ0-y0Y0按表2.2.4.1(2)計(jì)算③許用撓度[ym]的計(jì)算跨間許用撓度[ym]=3×10-4·L懸伸段許用撓度[ym]=4.5×10-4·le⑵筒體截面變形計(jì)算與校核①筒體徑向變形量用橢圓度e1來(lái)衡量e1=8.14×10-14Qc·Rc3/E·I②筒體徑向變形量校核[e1][e1]=1.5×10-3Dii.筒體安裝尺寸的計(jì)算⑴筒體熱膨脹量的計(jì)算:計(jì)算熱膨脹量以鄰近齒圈的托輪為基準(zhǔn)⑵基礎(chǔ)水平距離及標(biāo)高尺寸計(jì)算:計(jì)算基礎(chǔ)水平距離及標(biāo)高尺寸時(shí)必須考慮筒體的安裝斜度及熱態(tài)工作的膨脹量.計(jì)算回轉(zhuǎn)設(shè)備的熱膨脹量的一個(gè)目的是為了協(xié)調(diào)回轉(zhuǎn)設(shè)備在使用狀態(tài)與安裝狀態(tài)下滾圈與支撐裝置的接觸長(zhǎng)度，確保支撐裝置處于有利的受力狀態(tài)下工作。第19頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、滾圈回轉(zhuǎn)設(shè)備的滾圈對(duì)回轉(zhuǎn)筒體的主要作用是支撐和剛性加強(qiáng)作用.

a.滾圈結(jié)構(gòu)滾圈的截面形式可分為:矩形截面和箱形截面.⑴矩形滾圈:其截面是實(shí)心矩形,形狀簡(jiǎn)單,由于截面是整體的,鑄造缺陷相對(duì)來(lái)說(shuō)不顯得突出,裂縫少.矩形滾圈可以鑄造,也可鍛造.但兩者價(jià)格相差比較大.⑵箱形滾圈:其截面是空心箱形,形狀比較復(fù)雜.其剛性較大,有利于增強(qiáng)筒體剛度,與矩形滾圈相比,可節(jié)約材料.但由于形狀比較復(fù)雜,鑄造時(shí)在冷縮過(guò)程中易產(chǎn)生裂紋等缺陷,它有時(shí)導(dǎo)致橫截面斷裂.⑶剖分式滾圈:將滾圈分成若干塊,用螺栓連接成整體.有分成兩塊的,也有分成四塊的.它增大了機(jī)械加工量、剛性比整體滾圈差得多、它對(duì)筒體的加固作用也將大大削弱,特別是連接處的局部剛性特差,易產(chǎn)生早期破壞.⑷滾圈與筒體的聯(lián)合化:為了簡(jiǎn)化制造、安裝,增強(qiáng)筒體剛性,可采用滾圈與筒體加厚段(滾圈下)合在一起的結(jié)構(gòu).第20頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一箱形鋼板焊接結(jié)構(gòu),整體鑄鋼結(jié)構(gòu).b.滾圈尺寸⑴滾圈外徑Dr與截面高度H的確定.設(shè)計(jì)時(shí)參照表3.1.2.1選取,對(duì)無(wú)內(nèi)襯的回轉(zhuǎn)窯,Dr/Di可根據(jù)情況適當(dāng)減少.⑵滾圈的寬度Br滾圈的寬度Br必須滿足其與托輪之間的計(jì)算接觸應(yīng)力≤滾圈材料的許用接觸應(yīng)力,且滾圈的寬度Br比托輪的寬度Bt寬30~40mm.c.墊板墊板用來(lái)將筒體載荷傳遞到滾圈上,使筒體不直接與滾圈相磨損.但墊板之間的空隙增加了滾圈的散熱面積.⑴墊板的數(shù)量與尺寸墊板的數(shù)量按筒體外徑圓周每隔300~400mm(弧長(zhǎng))設(shè)置一塊.一般墊板的寬度占其所在的整個(gè)圓周長(zhǎng)的60~70%。墊板的寬度b=2π(Di+2δ)/3n墊板的長(zhǎng)度a=2(20~30)+2b0+Brb0—擋板寬度墊板的厚度取1.1~1.3倍滾圈處的筒體厚度,并留有加工余量.⑵墊板與筒體的焊接①焊接高度不大于墊板厚度的一半;第21頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一②墊板與筒體焊后必須進(jìn)行外圓加工,外圓應(yīng)與筒體同軸,同軸度公差為0.0015Di,且不得大于3mm.滾圈與筒體墊板之間的安裝間隙是根據(jù)滾圈安裝處的筒體壁溫及他們的加工精度來(lái)確定的。d.擋板---擋板的作用是限制滾圈在筒體的軸線方向的位移.①擋板的形式分為擋塊式、支耳式、擋圈式.②擋板尺寸--擋板的高度不大于滾圈高度的1/2,長(zhǎng)度以保證與墊板的焊接方便為宜.③擋板數(shù)量與分布--擋板數(shù)量與墊板數(shù)量相等,在滾圈兩側(cè)交錯(cuò)布置.e.滾圈在筒體上的固定方式①松套式--滾圈內(nèi)徑與墊板外徑間留有間隙.合理選擇間隙的大小,即可控制熱應(yīng)力,又可充分利用滾圈的剛性使之對(duì)筒體起加固作用.②鉚固式—用鉚釘把滾圈、墊板與筒體鉚固在一起.③楔鐵式---通過(guò)一組組帶有斜面的楔鐵把滾圈固定在筒體上.滾圈內(nèi)徑必須加工成斜面,楔鐵必須有足夠的硬度,且楔鐵與筒體的焊接順序很重要f.滾圈與墊板安裝間隙第22頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一滾圈與筒體墊板之間的安裝間隙是根據(jù)滾圈安裝處的筒體壁溫及它們的加工精度來(lái)確定的.一般高溫段間隙較大,低溫段間隙較小.安裝間隙c=1/2αDri(t1-t2).㈡滾圈的設(shè)計(jì)計(jì)算a.滾圈與托輪的材料關(guān)于二者材料的組合有兩種觀點(diǎn):一種看法認(rèn)為滾圈大而重,不易更換,為延長(zhǎng)其使用壽命,滾圈的材料應(yīng)比托輪好,即滾圈的硬度應(yīng)比托輪高;另一種看法認(rèn)為托輪轉(zhuǎn)速比滾圈高,點(diǎn)蝕和磨損快,而托輪表面損壞后又會(huì)影響滾圈的壽命,因此托輪的硬度應(yīng)比滾圈高.目前國(guó)內(nèi)大部分采用滾圈材料的硬度應(yīng)比托輪低.

滾圈的常用材料為：鑄造碳素鋼和鑄造合金鋼.b.滾圈與托輪的接觸應(yīng)力的計(jì)算與校核①滾圈與托輪材料不同時(shí)的接觸應(yīng)力的計(jì)算見(jiàn)3.2.2.1-1;②滾圈與托輪材料相同時(shí)的接觸應(yīng)力的計(jì)算見(jiàn)3.2.2.1-2.c.接觸應(yīng)力的校核①滾圈與托輪的接觸應(yīng)力差值第23頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一滾圈與托輪（或擋輪）之間的表面硬度HB不能相同主要有兩個(gè)原因:⑴因?yàn)闈L圈與托輪的直徑大小比一般為2.3~4之間，也就是說(shuō)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中托輪與滾圈的轉(zhuǎn)速比為2.3~4，托輪上的某定點(diǎn)受磨擦的時(shí)間比滾圈上的某定點(diǎn)長(zhǎng)4~2.3倍，考慮等壽命設(shè)計(jì)原則，滾圈與托輪之間的表面硬度不能相同。⑵在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，滾圈與托輪（擋輪）的接觸面上的接觸應(yīng)力較大，若兩物體的表面硬度相等，則接觸面會(huì)發(fā)生“脫皮”現(xiàn)象。②滾圈與托輪材料的許用接觸應(yīng)力值見(jiàn)表3.2.2.2.當(dāng)滾圈材料用ZG42CrMo時(shí),正火處理后其硬度HB≥200~220,此時(shí)配對(duì)的托輪（擋輪）的材料也用ZG42CrMo,調(diào)質(zhì)后其表面硬度HB≥230.此時(shí)ZG42CrMo的許用接觸應(yīng)力[σc]=441MPa,許用彎曲應(yīng)力[σw]=98MPa.d.彎曲應(yīng)力的計(jì)算與校核.①滾圈松套于墊板無(wú)間隙結(jié)構(gòu)彎曲應(yīng)力計(jì)算.⑴載荷分布滾圈與墊板的接觸沿圓周連續(xù).⑵滾圈上的彎矩計(jì)算⑶滾圈上最大彎矩的計(jì)算Mmax=8.61×10-5Qc·RcN·m②彎曲應(yīng)力的校核見(jiàn)3.2.3.1-4判斷某一回轉(zhuǎn)設(shè)備的滾圈截面設(shè)計(jì)是否合格主要看滾圈的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)果是否合格且適中。第24頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一③固定于筒體上的滾圈彎曲應(yīng)力計(jì)算.⑴均布載荷⑵滾圈上的彎矩⑶最大彎矩⑷彎曲應(yīng)力計(jì)算與校核按(3.2.3.1-4~6).四、支承裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算㈠托輪布置及受力分析a.兩托輪中心線與筒體截面中心連線的夾角一般為60°,也有不是60°的,即托輪采用非對(duì)稱的布置形式，這樣可使兩側(cè)的托輪在運(yùn)行時(shí)所受的磨擦力相等，即使得兩側(cè)托輪的運(yùn)行壽命相當(dāng)。b.托輪徑向力分析

徑向力Nt=(Q+Qr)·cosβ/2·cosα由于cosβ近似等于1,所以:

Nt=(Q+Qr)/2·cosα

FH=Nt·sina

Fv=Nt·cosa+QtC.托輪軸向力分析見(jiàn)圖4.1.4所示⑴下滑工況

第25頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一⑵上竄工況⑶停窯工況d.接觸應(yīng)力計(jì)算托輪接觸應(yīng)力計(jì)算公式同滾圈接觸應(yīng)力計(jì)算公式.(二)托輪設(shè)計(jì)計(jì)算a.托輪直徑滾圈直徑與托輪直徑之比宜取:i=Dr/Dt=2.3~4;b.托輪的寬度托輪的寬度應(yīng)滿足下列三項(xiàng)要求:⑴工作狀態(tài)時(shí)托輪與滾圈應(yīng)保持全接觸.⑵由于筒體的熱膨脹及托輪底座的安裝誤差,托輪的寬度應(yīng)大于滾圈寬度50~100mm.⑶當(dāng)窯體較長(zhǎng)和工作溫度較高時(shí),應(yīng)驗(yàn)算冷態(tài)時(shí)滾圈與托輪的接觸寬度不小于滾圈寬度的3/4.c.托輪軸根踞托輪軸轉(zhuǎn)與不轉(zhuǎn)分為轉(zhuǎn)軸式結(jié)構(gòu)和心軸式結(jié)構(gòu).第26頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一⑴轉(zhuǎn)軸最大彎矩:Mmax=1/4Nt(L-b)⑵心軸最大彎矩:Mmax=1/4Nt(L1-b1)⑶轉(zhuǎn)軸式結(jié)構(gòu)與心軸式結(jié)構(gòu)的最大區(qū)別是:轉(zhuǎn)軸式結(jié)構(gòu)的軸承裝在軸的兩端,心軸式結(jié)構(gòu)的軸承裝在軸的中間.轉(zhuǎn)軸式結(jié)構(gòu)的托輪適用于直徑和載荷較大的窯,心軸式結(jié)構(gòu)的托輪適用于直徑和載荷較小的窯,一般直徑400mm以下的托輪裝置為心軸式結(jié)構(gòu),直徑大于400mm的托輪裝置為轉(zhuǎn)軸式結(jié)構(gòu).托輪裝置的軸承有用滑動(dòng)軸承,也有用滾動(dòng)軸承.主要看托輪所受的載荷大小,一般不帶內(nèi)襯的窯托輪裝置用滾動(dòng)軸承,帶內(nèi)襯的窯托輪裝置用滑動(dòng)軸承.滾動(dòng)軸承托輪組具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、摩擦阻力小、減少電耗及制造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn).滑動(dòng)軸承托輪組隨然結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修困難、摩擦阻力大,但因承載能力大,造價(jià)低而往往用于載荷較大的回轉(zhuǎn)窯.⑷托輪軸直徑心軸式托輪軸直徑計(jì)算公式見(jiàn)4.2.3-4轉(zhuǎn)軸式托輪軸直徑計(jì)算公式見(jiàn)4.2.3-5⑸校核軸的疲勞強(qiáng)度,驗(yàn)算安全系數(shù)心軸式計(jì)算公式見(jiàn)4.2.3-7;轉(zhuǎn)軸式計(jì)算公式見(jiàn)4.2.3-6.第27頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一⑸滾動(dòng)軸承的選用

計(jì)算滾動(dòng)軸承的額定動(dòng)載荷,托擋輪滾動(dòng)軸承的額定壽命可取5~10年,每年按7500小時(shí)計(jì).(三)擋輪設(shè)計(jì)a.擋輪的基本參數(shù)⑴擋輪的半錐頂角為減少擋輪與滾圈接觸面之間的滑動(dòng)磨擦損失,擋輪和滾圈間應(yīng)是兩個(gè)錐體作純滾動(dòng),即兩個(gè)錐體有公共頂點(diǎn).即擋輪的半錐角是根據(jù)擋輪與滾圈的幾何關(guān)系確定的。只有當(dāng)擋輪的半錐角的正切值等于擋輪與滾圈的直徑比時(shí)，才能保證在回轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，擋輪與滾圈之間的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)滾動(dòng)。擋輪的半錐頂角一般γ=10~18°⑵擋輪的厚度h—可根據(jù)配對(duì)的滾圈的截面高度H確定.h=(1/3~2/3)H.b.擋輪推力Fad第28頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一⑴普通機(jī)械擋輪推力取下面兩式中的大值.

Fad=f·G0/cosα-G0·sinaβFad=G0·sinaβ⑵液壓擋輪推力Fad=(1.2~1.5)G0·sinaβc.接觸強(qiáng)度條件見(jiàn)式4.3.1.3d.擋輪直徑見(jiàn)式4.3.1.4回轉(zhuǎn)窯是傾斜安裝的,由自重及磨擦產(chǎn)生軸向力,又因滾圈和托輪軸線不平行而產(chǎn)生附加軸向力.形大體重的筒體的軸向位置難于固定,應(yīng)允許筒體沿軸向往復(fù)竄動(dòng).為了使寬度不等的托輪和滾圈的工作表面磨損均勻,也要求筒體能軸向往復(fù)竄動(dòng).竄動(dòng)周期一般為每班1~2次.擋輪的作用是限制筒體軸向竄動(dòng)(普通機(jī)械擋輪)或控制筒體軸向竄動(dòng)(液壓擋輪).普通機(jī)械擋輪成對(duì)安裝在與齒圈鄰近的滾圈兩側(cè),擋輪是否轉(zhuǎn)動(dòng)成為筒體上竄或下滑的標(biāo)志,因此亦稱為”信號(hào)擋輪”.實(shí)際操作中,應(yīng)避免使上擋輪或下?lián)踺嗛L(zhǎng)時(shí)間連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng).普通機(jī)械擋輪在工作時(shí)僅能起到限制筒體的軸向竄動(dòng),沒(méi)有其它作用力來(lái)推動(dòng)筒體向上竄動(dòng),必須靠托輪軸線與滾圈軸線的不平行安裝來(lái)產(chǎn)生上竄力.第29頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一五、支承裝置

a.支承裝置包括托輪、擋輪、軸、軸承及其支承底座等.b.托輪裝置承受整個(gè)窯回轉(zhuǎn)部分的重量(主要是筒體、內(nèi)襯、窯內(nèi)換熱裝置、物料、滾圈、齒圈),并使筒體、滾圈能在托輪上平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng).《回轉(zhuǎn)窯用的托輪》及《回轉(zhuǎn)窯用的擋輪》為化工回轉(zhuǎn)窯的支承裝置的標(biāo)準(zhǔn)系列,設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先選用.《回轉(zhuǎn)窯用的托輪、擋輪類型及技術(shù)條件》---HG21546.1-93.《回轉(zhuǎn)窯用的托輪》---HG21546.2-93.《回轉(zhuǎn)窯用的擋輪》---HG21546.3-93.c.支座受力分析⑴軸承座傾覆力,⑵軸承座軸向推力,⑶調(diào)整托輪軸承座時(shí)的推力,⑷支座不傾覆的條件,第30頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一六、潤(rùn)滑要使回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行,各運(yùn)轉(zhuǎn)部件保持良好的潤(rùn)滑條件是十分重要的一環(huán).回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)動(dòng)部件比較多,且具有如下特點(diǎn):⑴低速重載,⑵環(huán)境溫度高，筒體表面溫度高達(dá)200℃；⑶環(huán)境粉塵多，⑷傾斜安裝低端軸承易漏油。a.潤(rùn)滑油(脂)的選用原則⑴低速、重載、溫度高、有沖擊載荷的用粘度大的潤(rùn)滑油,⑵高速、輕載、溫度低時(shí)應(yīng)選用粘度小的潤(rùn)滑油,⑶承受壓力大的機(jī)件選用耐高壓的潤(rùn)滑油,⑷機(jī)件受溫度影響大時(shí),除粘度外,還應(yīng)考慮潤(rùn)滑油的閃點(diǎn)和凝固點(diǎn).b.在下列條件下宜選用潤(rùn)滑脂:⑴避免灰塵進(jìn)入軸承內(nèi)的部件;⑵不需要經(jīng)常檢查的地方;⑶某些低速、重載和溫度高的機(jī)件.在潮濕的環(huán)境中,應(yīng)選用鈣基潤(rùn)滑脂,在高溫條件下必須選用鈉基潤(rùn)滑脂.回轉(zhuǎn)設(shè)備的傳動(dòng)件的潤(rùn)滑主要是指軸承、托擋輪與滾圈及大小齒輪之間的潤(rùn)滑。其中滾動(dòng)軸承主要采用潤(rùn)滑脂，托擋輪與滾圈之間主要采用石墨塊潤(rùn)滑，大小齒輪之間采用壓縮空氣噴油潤(rùn)滑和小齒輪帶油潤(rùn)滑。第31頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一七、傳動(dòng)裝置

回轉(zhuǎn)窯傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)是減速比大。回轉(zhuǎn)窯低速級(jí)(即筒體)轉(zhuǎn)數(shù)多半為1~1.5r/min,不超過(guò)3r/min,而干燥機(jī)和冷卻機(jī)的轉(zhuǎn)速一般不超過(guò)6r/min,因此力矩很大,需要的傳動(dòng)部件尺寸很龐大.a.傳動(dòng)裝置的基本要求⑴足夠的傳動(dòng)功率,先進(jìn)而簡(jiǎn)潔的傳動(dòng)系統(tǒng),⑵運(yùn)行可靠、操作簡(jiǎn)單、維修方便,⑶對(duì)采用調(diào)速的要有足夠的調(diào)速范圍,⑷為了安全維護(hù)和檢修需要,應(yīng)設(shè)置輔助傳動(dòng)裝置.b.傳動(dòng)系統(tǒng)說(shuō)明主傳動(dòng)系統(tǒng)是:主電機(jī)、液力偶合器、主減速機(jī)、聯(lián)軸器、齒輪與齒圈、筒體.c.傳動(dòng)形式隨著窯直徑的加大,傳動(dòng)功率也要求越來(lái)越大,以前由于大功率大速比減速機(jī)的設(shè)計(jì)制造存在困難,較大的窯都采用雙傳動(dòng).第32頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一雙傳動(dòng)的特點(diǎn):⑴減輕齒圈的重量;⑵單側(cè)傳動(dòng)件發(fā)生故障時(shí),可降低產(chǎn)量用另一側(cè)傳動(dòng)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn);⑶嚙合的齒對(duì)數(shù)增加,傳動(dòng)更平穩(wěn);⑷零部件數(shù)量增加,增加了安裝和維修的工作量;⑸雙傳動(dòng)兩側(cè)的電機(jī)必須是同步的---電動(dòng)機(jī)需要采用直流電源驅(qū)動(dòng).目前,隨著冶煉技術(shù)和熱處理工藝技術(shù)的不斷發(fā)展,齒輪和傳動(dòng)軸的材料的機(jī)械性能得到大大的提高,大功率、大速比的減速機(jī)制造能力也有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,并且引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的減速機(jī)也非常方便,因此在進(jìn)行傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)時(shí),大多數(shù)采用單傳動(dòng),而不是雙傳動(dòng).d.在回轉(zhuǎn)設(shè)備的傳動(dòng)裝置中，主電機(jī)與主減速機(jī)之間的限矩型液力偶合器的主要作用是：⑴輕載或空載啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)和逐步啟動(dòng)大慣量負(fù)載，提高異步電機(jī)的啟動(dòng)能力；⑵防護(hù)動(dòng)力過(guò)載，保護(hù)電動(dòng)機(jī)；⑶可隔離振動(dòng)，緩和沖擊；⑷可方便實(shí)現(xiàn)離合。第33頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一e.輔助傳動(dòng)輔助傳動(dòng)的作用是當(dāng)主電機(jī)或主電源發(fā)生故障時(shí),定期轉(zhuǎn)動(dòng)窯以免筒體應(yīng)上下溫差造成彎曲,并確保砌筑、安裝或檢修時(shí)能使筒體停留在某個(gè)指定的位置.輔助傳動(dòng)與主傳動(dòng)電機(jī)電源應(yīng)分開(kāi)設(shè)置,輔助電機(jī)與輔助減速機(jī)之間應(yīng)設(shè)有制動(dòng)器.以防窯在電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)后由于在物料、內(nèi)襯的偏重作用下反轉(zhuǎn).窯的反轉(zhuǎn)速度接近甚至超過(guò)正常轉(zhuǎn)速,此時(shí)減速機(jī)變成了增速機(jī),如不加以制動(dòng),可能會(huì)影響電機(jī).在輔助減速機(jī)與主減速機(jī)之間應(yīng)設(shè)有離合器,在窯正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使輔助傳動(dòng)與主傳動(dòng)脫開(kāi).在離合器未脫開(kāi)的情況下,輔助傳動(dòng)與主傳動(dòng)不能同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng),因此輔助傳動(dòng)與主傳動(dòng)的電機(jī)應(yīng)有電氣聯(lián)鎖.為了保證安全可靠,在離合器與主電機(jī)之間還應(yīng)有機(jī)械—電氣聯(lián)鎖裝置,以防在離合器未脫開(kāi)時(shí)啟動(dòng)主電機(jī).離合器分為手動(dòng)牙嵌式離合器、柱銷式離合器、電磁離合器、超越離合器等.超越離合器可將輔助電機(jī)的力矩傳入主減速機(jī),如果主減速機(jī)按同一方向驅(qū)動(dòng)主減速機(jī)的主動(dòng)軸,離合器將處于脫離狀態(tài),起到脫開(kāi)兩者作用.f.傳動(dòng)功率的計(jì)算:⑴基本公式:N=N1+N2第34頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一N1=0.086(ΣDi3·Li)n·γ·sinθ3·sinωN2=(6.016×10-2P·Dr·d·n·f)/DtND=C1·

C1·N⑵佐野公式⑶杜馬公式N=0.0184K·γ·D3·L·n·fND=Ki·D⑷經(jīng)驗(yàn)公式ND=K·γ·D3·L·n四個(gè)公式比較一下各有特色,平時(shí)用的多的是基本公式,即第一種計(jì)算方法.值得一提的是對(duì)未計(jì)算過(guò)的窯,應(yīng)該與類似窯的功率作一比較,以防取的系數(shù)與實(shí)際情況出入太大.電機(jī)功率取得太大也不好,但取的太小問(wèn)題更嚴(yán)重.7.2主要零部件的選用和設(shè)計(jì)a.電動(dòng)機(jī)⑴回轉(zhuǎn)窯的載荷特點(diǎn):①恒力矩,即阻力矩與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)---指正常物料流通量情況下.②起動(dòng)力矩大,窯的起動(dòng)往往是在滿載的條件下進(jìn)行,此時(shí)托輪軸承內(nèi)尚未形成油膜,阻力矩也大.一般起動(dòng)力矩是正常力矩的3.5~4倍.第35頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一因此回轉(zhuǎn)窯用的電機(jī)必須滿足上述兩個(gè)載荷特點(diǎn).b.電動(dòng)機(jī)的選用要點(diǎn):⑴對(duì)于煅燒、反應(yīng)等有物料性能變化和處理量波動(dòng)的回轉(zhuǎn)窯,以及要求調(diào)速的回轉(zhuǎn)窯應(yīng)選用調(diào)速電機(jī),調(diào)速范圍1~3以上.⑵對(duì)環(huán)境溫度高、含粉塵或含腐蝕氣體的工況,應(yīng)選用防爆防塵或防腐蝕電機(jī).⑶對(duì)環(huán)境溫度高,已超出電機(jī)使用范圍者,應(yīng)設(shè)置通風(fēng)冷卻裝置或隔離裝置.⑷應(yīng)考慮回轉(zhuǎn)窯的載荷特點(diǎn).另外對(duì)于有要求調(diào)速的回轉(zhuǎn)窯的電動(dòng)機(jī)的選擇方法如下:⑴對(duì)功率較小的電動(dòng)機(jī),可選擇電磁異步調(diào)速電機(jī),⑵對(duì)功率較大的電動(dòng)機(jī),可選擇調(diào)速型液力偶合器調(diào)速,⑶對(duì)功率較大的電動(dòng)機(jī),可選擇調(diào)頻電機(jī)來(lái)調(diào)速,即調(diào)整電源的頻率.c.齒輪罩齒輪罩的作用是將轉(zhuǎn)動(dòng)的齒圈隔離起來(lái),起安全保護(hù)作用.第36頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一確定齒圈罩寬度時(shí),必須開(kāi)慮筒體的軸向竄動(dòng)量.在設(shè)計(jì)齒圈罩時(shí)應(yīng)防止漏油,在側(cè)壁和周壁上應(yīng)適當(dāng)設(shè)置觀查孔,以便檢查和測(cè)量齒圈與小齒輪的嚙合情況.d.減速機(jī)的選用i總=i1·i2總速比i總=電機(jī)的轉(zhuǎn)速與窯轉(zhuǎn)速之比;i1減速機(jī)速比;i2大齒圈與小齒輪的速比;大齒圈與小齒輪的速比i2與窯的長(zhǎng)徑比有關(guān),一般為7.5~12.取8~9的較多.設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置時(shí)，分配減速機(jī)的速比i1和大小齒輪之間的速比i2時(shí)主要應(yīng)考慮的因素為：回轉(zhuǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)安裝尺寸及減速機(jī)和大小齒輪的綜合投資。減速機(jī)的選用除了考慮滿足速比i1要求外,還應(yīng)考慮所傳遞的有效功率N,一般減速機(jī)的額定功率應(yīng)≥2N,并且減速機(jī)的熱功率還應(yīng)滿足廠房的散熱要求.f.大齒圈和小齒輪的設(shè)計(jì)和計(jì)算⑴齒輪配置的中心角α大齒圈和小齒輪的中心連線與齒圈的垂直中心線的夾角稱齒輪配置的中心角α.中心角α一般取20~40°,以30°占大多數(shù).主要是綜合減速機(jī)、小齒輪及支撐架的布置,最后確定.第37頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一⑵齒圈分度圓直徑Df2的確定齒圈與筒體的連接通過(guò)彈簧板,彈簧板的安裝需要一定的空間,因此可由回轉(zhuǎn)筒體的直徑來(lái)確定齒圈分度圓直徑Df2.見(jiàn)表7.2.3.2⑶齒圈的模數(shù)m齒圈的模數(shù)m主要是參照電機(jī)功率按表7.2.3.3選取.⑷齒數(shù)小齒輪齒數(shù)Z1為17~23之間的奇數(shù)，優(yōu)先選取19、21，大齒圈齒數(shù)Z2必須取偶數(shù),為了便于安裝和運(yùn)輸,需要將齒圈剖分為兩片。⑸齒圈與小齒輪的材料齒圈的常用材料為：鑄造碳素鋼和鑄造合金鋼,配套的小齒輪材料為：45(鍛)和合金鋼(鍛).同滾圈與托(擋)輪一樣,齒圈與小齒輪的表面硬度HB應(yīng)相差30~40為宜,且小齒輪的表面硬度HB＞齒圈的表面硬度HB.齒輪的損壞形式主要是磨損，為了抗磨損，應(yīng)對(duì)齒輪進(jìn)行熱處理，提高其硬度和耐磨性。⑹齒圈與小齒輪的加工精度按GB/T10095-1988《漸開(kāi)線圓柱齒輪精度》的規(guī)定,一般精度等級(jí)取9級(jí).g.齒圈與小齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算第38頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一齒圈與小齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算按接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度進(jìn)行,本規(guī)定的計(jì)算公式主要是按接觸強(qiáng)度進(jìn)行的,彎曲強(qiáng)度的計(jì)算要按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中有關(guān)齒輪傳動(dòng)中的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行.經(jīng)驗(yàn)表明,按本規(guī)定接觸強(qiáng)度計(jì)算出的齒圈,都滿足彎曲強(qiáng)度的要求.⑴齒圈寬度Bf2Bf2≥4.29×109·N·η·Kj·Kdj(i2+1)/(D2f2·n·[σc]2)式中的功率N是取計(jì)算的運(yùn)轉(zhuǎn)功率加上一余量。⑵小齒輪寬度Bf1Bf1=

Bf2+△B△B---窯體的竄動(dòng)量,⑶齒圈結(jié)構(gòu)尺寸工字形截面,切向彈簧板固定的齒圈,其各項(xiàng)尺寸按下列取定:輪緣厚度δ0=2m;輪轂厚度δ0=(1.4~2)m;輪幅寬度b=(0.125~0.135)Bf2;輪轂寬度b1=(0.3~0.4)Bf2筋厚度δ2=(1.0~1.5)m;m為齒圈模數(shù).第39頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一g.彈簧板彈簧板分為切向彈簧板和縱向彈簧板.縱向彈簧板僅適用于連接截面型式為箱形斷面的齒圈,齒圈與縱向彈簧板、縱向彈簧板與筒體之間通過(guò)墊板和螺栓連接.切向彈簧板適用的齒圈截面型式較多,使用的也比較多.彈簧板的數(shù)量、結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表7.2.3.7f.聯(lián)軸器根據(jù)電機(jī)功率可計(jì)算出聯(lián)軸器需要傳遞的扭矩,再根據(jù)此值和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)即可選擇出滿足要求的聯(lián)軸器.扭矩M=9550·kp·N/n≤[M].第40頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一八、窯頭、窯尾及密封裝置8.1窯頭罩經(jīng)過(guò)處理的物料,從回轉(zhuǎn)的窯體內(nèi)出來(lái),通過(guò)窯頭罩進(jìn)入下道工序.窯頭罩與筒體之間有窯頭密封裝置,窯頭罩上設(shè)有看火孔,用來(lái)觀察操作中的窯內(nèi)情況.對(duì)于需要提供高溫氣體的煅燒窯,窯頭罩的外面還接有燃燒室.a.窯頭罩的形式窯頭罩分為固定式和滑動(dòng)式兩種形式.大型窯的窯頭罩和窯頭罩兼作燃燒室并以煤作為燃料的應(yīng)采用固定式窯頭罩.中小型窯的窯頭罩和窯頭罩兼作燃燒室并以粉煤、燃料油、燃料氣作為燃料的應(yīng)采用滑動(dòng)式窯頭罩.b.窯頭罩上應(yīng)設(shè)有觀察孔、檢修門、測(cè)溫口、出料口等工藝接口.第41頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一c.燃燒室主要尺寸的確定燃燒室必須有足夠的容積,對(duì)于不同的燃料和工藝要求,燃燒室有不同的尺寸要求.⑴燃燒室的容積VV=B·Qfn/q容q容---燃料的容積熱強(qiáng)