2781 滾筒干燥機(jī)的設(shè)計(jì)

2781 滾筒干燥機(jī)的設(shè)計(jì),滾筒,干燥機(jī),設(shè)計(jì) I滾筒干燥機(jī)的設(shè)計(jì)摘 要筒體是臥式滾筒軟化干燥機(jī)的機(jī)體。筒體內(nèi)既進(jìn)行熱和質(zhì)的傳遞又輸送物料，筒體的大小標(biāo)志著臥式滾筒軟化干燥機(jī)的規(guī)格和生產(chǎn)能力。筒體應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度。在安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)中必須保持軸線的直線性和截面的圓度。筒體的材料一般用Q235 鋼和普通低合金鋼。提高了傳熱效率,充分發(fā)揮了蒸汽的潛能 ,降低了蒸汽消耗;提高了滾筒軟化干燥機(jī)加熱列管的管壁溫度,增加設(shè)備處理量,提高物料軟化效率。應(yīng)根據(jù)油料的種類和含水量的不同，制定軟化溫度；當(dāng)油料含水量低時(shí)，軟化溫度應(yīng)相應(yīng)高些，反之，應(yīng)低些。根據(jù)油料含水量的不同，可進(jìn)行加熱潤(rùn)濕或加熱去水。根據(jù)軋呸效果調(diào)整軟化條件。軸的設(shè)計(jì)工作中的另一個(gè)重要方面是一根軸與另一根軸之間的直接聯(lián)接方法。這由剛性或者彈性聯(lián)軸器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。聯(lián)軸器是用來(lái)把相鄰的兩個(gè)軸端聯(lián)接起來(lái)的裝置。在機(jī)械結(jié)構(gòu)中,聯(lián)軸器被用來(lái)實(shí)現(xiàn)相鄰的兩根轉(zhuǎn)軸之間的半永久性聯(lián)接。關(guān)鍵詞：滾筒 ；軟化；效率; 聯(lián)軸器 IITitle The Softening kettleAbstract： The tube body is the machine body that the softening kettle. The tube body inside since carry on heat and qualities' deliver and transport the material, the size of the tube body symbolizes the specification and the production ability that the softening kettle. The tube body should have enough of just degree and strength. Must keep the straight line of the stalk line and cut a degree of the noodles in install and revolve. The material of the tube body uses the low metal alloy steel of Q235 steel and commonness generally. Raised to transmit heat the efficiency, developed the potential of the steam well, lower the steam to eliminate Consume; raised the roller to soften the tube wall temperature of a pot of heating row tube, increase the equipments processing quantity, raise the material to soften the efficiency. Should according to the category and dissimilarity with amount of waters that oil anticipate, draw up to soften the temperature; When the oil anticipates to contain the amount of water low, soften the temperature and should correspond a little higher, whereas, should be a little lower. Anticipate the dissimilarity with amount of water according to the oil, can carry on heat smooth wet or heat to the water. Adjust to soften the condition according to the force result. Another important aspect of shaft design is the method of directly connecting one shaft to another. This is accomplished by devices such as rigid and flexible couplings. A coupling is a device for connecting the ends of adjacentshafts. In machine construction, couplings are used to effect a semi permanent connection between adjacent rotating shafts.IIIKeywords ：Rotary Drum；Softening；efficiency; couplingI目 錄1. 前言…………………………………………………………………………………… 11.1. 干燥設(shè)備的概況………………………………………………………………………11.2. 滾筒干燥機(jī)的工作原理和特點(diǎn)………………………………………………………………21.3. 本課題的設(shè)計(jì)目的和主要內(nèi)容………………………………………………………31.4. 設(shè)計(jì)進(jìn)度安排…………………………………………………………………………42. 設(shè)計(jì)計(jì)算書………………………………………………………………………………52.1. 已知參數(shù)………………………………………………………………………………52.2. 總體方按確定…………………………………………………………………………52.2.1 單位時(shí)間產(chǎn)量…………………………………………………………………………52.2.2 物料吸熱計(jì)算 ……………………………………………………………………… 52.2.3 蒸汽管徑計(jì)算……………………………………………………………………… 72.2.4 加熱面積的計(jì)算…………………………………………………………………… 72.3. 主要尺寸的確定 ………………………………………………………………………82.4 傳動(dòng)設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………… 92.4.1 功率計(jì)算…………………………………………………………………………… 92.4.2 減速機(jī)選型………………………………………………………………………… 102.4.3 齒輪計(jì)算 ……………………………………………………………………………102.4.4 滾輪部裝計(jì)算 ………………………………………………………………………122.4.5 擋輪部裝計(jì)算 ………………………………………………………………………153. 滾圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………164. 進(jìn)料絞龍?jiān)O(shè)計(jì)……………………………………………………………………………195. 設(shè)備的安裝和調(diào)試…………………………………………………………………… 216. 可能的故障現(xiàn)象和解決方案……………………………………………………………217. 設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)………………………………………………………………………22結(jié)束語(yǔ) ………………………………………………………………………………………23致謝 …………………………………………………………………………………………24參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………25 11. 前言油脂與糧食同為人類最基本的生活必需品。油脂制取技術(shù)、加工技術(shù)、工藝流程、質(zhì)量檢測(cè)、包裝儲(chǔ)藏、生產(chǎn)管理是油脂生產(chǎn)全程中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在植物油脂加工過(guò)程中,油料在預(yù)處理階段非常關(guān)鍵,國(guó)內(nèi)油廠普遍采用軟化步驟和專門的軟化裝置--滾筒軟化干燥機(jī)(softening kettle).但是目前一些油廠尤其是中小油廠,對(duì)該工藝及設(shè)備的計(jì)算熟悉程度不足,所以,對(duì)此工藝的研究計(jì)算就顯得頗為重要。油料加工過(guò)程中，軟化是一道關(guān)鍵的工序。軟化是調(diào)節(jié)油料的水分和溫度，使其變軟、改善其彈塑性的工序，主要用于含油量低的大豆、含水量低的菜耔，和含殼的棉仁等。為了達(dá)到所需的軟化效果，各廠家研究出各種各樣的軟化設(shè)備，目前軟化設(shè)備歸結(jié)起來(lái)主要有 3 大類：第 1 類為軟化箱，該類型設(shè)備由于缺陷太多，已經(jīng)淡出市場(chǎng)；第 2 類為立式滾筒軟化干燥機(jī)，該類型設(shè)備由于消耗動(dòng)力高，制造及維修復(fù)雜，存在死角等問(wèn)題已逐漸被其他產(chǎn)品取而代之；第 3 類為臥式滾筒軟化干燥機(jī)，該類型設(shè)備最突出優(yōu)點(diǎn)為消耗動(dòng)力低，是立式滾筒軟化干燥機(jī)消耗動(dòng)力的 1／6～1／4。油脂生產(chǎn)蓬勃發(fā)展，競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，對(duì)油脂工藝的要求越來(lái)越高。更合理高效的設(shè)備不斷涌現(xiàn)，同時(shí)原有設(shè)備更新?lián)Q代的周期不斷縮短。本課題所設(shè)計(jì)的軟化滾筒干燥機(jī)就是對(duì)原有類似設(shè)備加以改進(jìn)，并形成系列化產(chǎn)品。1.1.干燥設(shè)備的概況干燥技術(shù)的應(yīng)用，在我國(guó)具有十分悠久的歷史。聞名于世的造紙技術(shù)，就有干燥技術(shù)的應(yīng)用。干燥設(shè)備廣泛應(yīng)用于化工、食品、糧油、飼料等工業(yè)，中國(guó)的現(xiàn)代干燥技術(shù)是從 20 世紀(jì) 50 年代逐漸發(fā)展起來(lái)的，迄今對(duì)于常用的干燥設(shè)備，如氣流干燥、噴霧干燥、流化床干燥、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥、紅外干燥、微波干燥、冷凍干燥等設(shè)備，我國(guó)均能生產(chǎn)供應(yīng)市場(chǎng)，對(duì)于一些較新型的干燥技術(shù)如沖擊干燥、對(duì)撞流干燥、過(guò)熱干燥、脈動(dòng)燃燒干燥、熱泵干燥等也都已開發(fā)研究，有的已工業(yè)化應(yīng)用。我國(guó)的現(xiàn)代干燥技術(shù)取得的成績(jī)是我國(guó)相關(guān)科研人員和企業(yè)界共同努力的結(jié)果，雖然取得了不少可喜的成果，但是企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)尚不規(guī)范阻礙了干燥技術(shù)的健康發(fā)展，很多成果尚未能轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，使企業(yè)的產(chǎn)品得不到更新。干燥技術(shù)的研究既要研究不同物料的干燥性能，也要研究各種節(jié)能高效的新型 2干燥設(shè)備，以及一定的物料在某種干燥設(shè)備中的合理操作參數(shù)。人們一直希望通過(guò)干燥理論的研究建立干燥模型，以期在計(jì)算機(jī)上取得最佳結(jié)果。遺憾的是，直到今天，對(duì)于大多數(shù)干燥操作，在無(wú)經(jīng)驗(yàn)的情況下，只能通過(guò)試驗(yàn)取得相關(guān)數(shù)據(jù)，來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。干燥技術(shù)有三項(xiàng)目標(biāo)是業(yè)界公認(rèn)的，即干燥操作要保證產(chǎn)品質(zhì)量、干燥作業(yè)對(duì)環(huán)境不造成污染、干燥的節(jié)能研究。干燥也是一個(gè)能耗較大的單元操作，直接決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，特別是高性能材料的生產(chǎn)，對(duì)干燥操作有著更高的要求。針對(duì)這些問(wèn)題，近些年來(lái)，干燥技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了一些創(chuàng)新成果。為了節(jié)能以及生產(chǎn)附加值高的產(chǎn)品、解決干燥過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，需要結(jié)合現(xiàn)存的各種有效的干燥技術(shù)，或者研究開發(fā)特殊的干燥技術(shù)和新型的干燥設(shè)備，同時(shí)也需要強(qiáng)化干燥過(guò)程中的智能化控制。在油脂制取的原料干燥上，目前我國(guó)此類干燥設(shè)備大部分是采用對(duì)流干燥技術(shù),主要使用滾筒烘干機(jī)、流化床烘干機(jī)和塔式干燥機(jī)。簡(jiǎn)而言之，目前干燥技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)為：a.干燥設(shè)備研制上向?qū)I(yè)化、大型化、系列化和自動(dòng)化發(fā)展；c.強(qiáng)化干燥過(guò)程；d. 采用新的干燥方法和組合干燥方法；e.降低干燥過(guò)程中能量的消耗；f.閉路循環(huán)干燥流程的開發(fā)和應(yīng)用；g.消除干燥過(guò)程造成的公害問(wèn)題。1.2. 滾筒干燥機(jī)的工作原理和特點(diǎn)YRHW 型臥式滾筒軟化干燥機(jī)適用于 50～1500 噸/日榨油廠、浸出油廠，主要用于原料的軟化，提高原料的塑性，使軋坯機(jī)軋出的坯薄而不碎，從而提高蒸炒、壓榨、浸出效果。該型滾筒軟化干燥機(jī)還可用于飼料行業(yè)的物料干燥。滾筒軟化干燥機(jī)的工作原理：物料通過(guò)進(jìn)料口進(jìn)入轉(zhuǎn)筒內(nèi)，隨著轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)物料得到不斷的翻動(dòng)，由于轉(zhuǎn)筒內(nèi)裝有加熱列管，列管里通有蒸汽，因此物料在隨著轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)不斷翻動(dòng)的同時(shí)，得到加熱、軟化。轉(zhuǎn)筒帶有進(jìn)料端高、出料端低的傾斜角，根據(jù)物料的軟化情況，通過(guò)調(diào)速裝置調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速，可以控制物料在轉(zhuǎn)筒內(nèi)的軟化時(shí)間，使物料的軟化效果達(dá)到最佳狀態(tài)。滾筒軟化干燥機(jī)的主要結(jié)構(gòu)：YRHW 型滾筒軟化干燥機(jī)主要由帶傾斜角的底座板框、進(jìn)料裝置、帶加熱裝置的滾筒、支承架裝置、電機(jī)調(diào)速裝置、擋輪裝置和齒圈傳動(dòng)裝置等組成，主要結(jié)構(gòu) 3參見(jiàn)圖 1-1。圖 1-1 滾筒軟化干燥機(jī)的主要結(jié)構(gòu)YRHW 型臥式滾筒軟化干燥機(jī)的主要特點(diǎn)：1．滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)使物料翻動(dòng)更加均勻沒(méi)有死角，避免立式蒸炒鍋死角造成物料焦糊現(xiàn)象，物料軟化均勻透徹。2．能量消耗大大降低，同樣產(chǎn)量的軟化設(shè)備，YRHW 型臥式滾筒軟化干燥機(jī)僅為立式蒸炒鍋裝機(jī)功率的十分之一左右，使生產(chǎn)成本大大降低。3．與傳統(tǒng)的立式蒸炒鍋相比，滾筒軟化干燥機(jī)避免了刮刀和加熱層的磨損，因而設(shè)備使用壽命長(zhǎng)，故障率低，維修費(fèi)用少。4．根據(jù)物料的品種、性質(zhì)不同，可隨時(shí)調(diào)節(jié)物料在鍋內(nèi)的軟化時(shí)間。5．由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，同等處理量的設(shè)備體積比立式蒸炒鍋大為減少，在車間內(nèi)的布置更容易，占地面積減小，設(shè)備投資額也大為降低，尤其是大噸位的油料加工廠采用該設(shè)備意義更大。6．在軟化高水份物料的同時(shí)能干燥物料，去水率最高可達(dá) 2%～3%。1.3. 本課題的設(shè)計(jì)目的和主要內(nèi)容本課題擬通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)型號(hào)的臥式滾筒軟化干燥機(jī)，學(xué)習(xí)如何綜合應(yīng)用本專業(yè)的知識(shí)進(jìn)行資料的查閱、方案的擬定和設(shè)備的具體設(shè)計(jì)，熟悉機(jī)械圖樣的繪制方法，熟練掌握計(jì)算機(jī)繪圖的技能。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)認(rèn)真、踏實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì) YRHW 型臥式滾筒軟化干燥機(jī)系列中的 YRHW180B 型，設(shè)計(jì)產(chǎn)量 350 4TPD（處理原料為破碎大豆） ，完成整體結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)裝置、筒體部裝、底座裝置等零部件的設(shè)計(jì)、繪圖，所有的圖紙均采用計(jì)算機(jī)繪圖，總裝還采用三維設(shè)計(jì)。1.4. 設(shè)計(jì)進(jìn)度安排本設(shè)計(jì)總的時(shí)間約 14 周，主要進(jìn)度安排如下：時(shí)間安排 完成內(nèi)容第 4～5 周 調(diào)研、查資料、完成畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告（調(diào)研報(bào)告）第 6～8 周 總體方案確定、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)第 9～14 周 詳細(xì)設(shè)計(jì)第 15～16 周 編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書，準(zhǔn)備答辯 52. 設(shè)計(jì)計(jì)算書2.1.已知參數(shù)YRHW180B 型主要已知參數(shù)見(jiàn)表 2-1。表 2-1 已知參數(shù)表規(guī) 格 型 號(hào) YRHW180B生 產(chǎn) 能 力 （ T/D) 350蒸 汽 壓 力 (MPa) 0.4進(jìn) 料 溫 度 ( oC) 20出 料 溫 度 (oC) 80蒸 汽 流 速 (m/s ) 20 去 水 率3蒸汽密度(㎏/ )3 2.12滾 筒 轉(zhuǎn) 速 (r pm) 1～ 42.2.總體方案的確定計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果2.2.1. 單位時(shí)間產(chǎn)量W0＝W×1000/24＝41.67W=14584.5 Kg/hW0——每小時(shí)產(chǎn)量W——日產(chǎn)量 W＝350T/D2.2.2. 物料吸熱計(jì)算Q＝Q 1＋Q 2Q1——物料升溫?zé)崃浚↘J/h）W0 =14584.5 Kg/h 6Q2——水分汽化熱量（KJ/h）Q1＝W 0·C·△tC——物料比熱，大豆比熱C=0.5 KJ/kg·K△ t＝t 2-t1 ＝80-20 =60 Q1＝W 0×0.5×60 ＝30 W 0 Q2＝m·△m——物料含水量（kg/h） ，m＝W 0×3%kg/h △Q——水的汽化熱（KJ/kg） ，Q2＝W 0×3%×2250 KJ/kg ＝67.5W 0KJ/h所以：Q＝(30+67.5)W 0 ＝97.5×41.67W＝4063W ＝1421988.75KJ/h 按熱損失 5%計(jì)，需蒸汽的量 ZZ＝1.05×Q/?Q＝1.05×4063W/2140＝2W＝700KJ/h△Q——蒸汽的汽化潛熱 KJ/kg，0.4kg 壓力下，△Q＝2140KJ/kg2.2.3 蒸汽管徑計(jì)算Q＝1421988.75KJ/hZ＝700KJ/h 7蒸汽的體積流量V＝Z/ρ＝2W/2.12＝0.94W (m 3/h)=0.94W /3600＝0.00026W (m 3/s)蒸汽進(jìn)汽管道直徑D ＝2×SQRT（V/uπ）＝2×SQRT（0.00026W/20/3.14）＝2×SQRT（0.0000042W） （m）＝2000×SQRT（0.0000042W） （mm） ＝77 mm2.2.4.加熱面積的計(jì)算設(shè)大豆溫度由 20 度升至 80 度，蒸汽壓力 0.4MPa，溫度 142.9℃，計(jì)算換熱面積：A＝ tmKΔ Q式中：Q ? 蒸汽冷凝熱量（KW）,Q=Z×△ Q，△ Q＝2140kj/kg(蒸汽壓力 0.4Mpa)K ? 傳熱系數(shù)， K≈0.03 KW/m 2·℃△t m = tHtt??lg3.2= 809.142l.).()(?D＝77 mm△t m =89.68 K 或℃ 8=89.68 K 或℃因?yàn)椋? j/h=2.778×10-7KW=2.778×10-4W所以：A＝Z×2140×2.778×10 -4/(0.03×89.68)＝0.221 Z=0.221×2×W =0.442W ＝154.7 m 2 （Z：蒸汽用量，kg/h，W：日產(chǎn)量，T/D）筒體主要參數(shù)的確定即需要的換熱面積應(yīng)滿足：A＝154.7 m 22.3 主要尺寸的確定計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果筒體體積 ： V＝W 0×t/(ρ×β×60) =41.67×W×t/(ρ×β×60) ＝20.7 m 3式中：W0 ? 單位時(shí)間生產(chǎn)能力 (kg/h)t ? 停留時(shí)間(min) 取 t=15 minρ? 物料密度 (kg/m 3)ρ＝560 kg/ m 3, 查《糧食流通工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 大豆整粒 ρ=720～800kg/ m 3，破碎后為480～640 kg/ m 3，薄片 288～400 kg/ m 3。 β? 裝滿系數(shù)，β＝0.3 V＝20.7 m 3 9筒體長(zhǎng)度 L=V/(0.785×D2) ＝8.14m 其中 D=1.8 m即需要的筒體長(zhǎng)度應(yīng)滿足：L≥ 8.14 m2.4 傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果2.4.1 功率計(jì)算計(jì)算功率： N＝0.0002×D 3×L×n×ρ×β×K 式中： D：筒體直徑，mL：筒體長(zhǎng)度，mn：筒體轉(zhuǎn)速 rpm，按設(shè)計(jì)最大轉(zhuǎn)速 4rpmρ:物料密度，ρ＝560kg/ m 3 β：裝滿系數(shù)，取 βK：修正系數(shù)，對(duì)空心筒體 K＝1 加裝換熱管和導(dǎo)流板后，K＝1.5～2 。取 K＝1.5所以：N＝0.0002×1.8 3×8.14×4×560×0.3×1.5＝9.57 KW 實(shí)際電機(jī)功率 N 電 ＝N÷0.9＝9.57÷0.9＝ 10.6 KW取電機(jī)功率 N 電 ＝11 KW。1電機(jī)功率 N 電＝11KW 102.4.2 減速機(jī)選型擺線針輪減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 M 的計(jì)算方法見(jiàn)天津減速機(jī)總廠的產(chǎn)品樣本 P16 頁(yè)，減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 M M＝975×9.8×N×i×η×K/n＝9555×N×i×η×K/n ＝6045 N.m 其中： N：輸入功率（KW）N=11KWi：傳動(dòng)比 ；n：轉(zhuǎn)速（rpm）η：效率 取 η＝0.9； K：工況系數(shù)， K＝1.35聯(lián)軸器選擇 按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二卷 P6-56 進(jìn)行。Tc=K·9550·Pw/n≤[Tn] (N.m) =1.5 ×9550×11×0.9/71= 1997 N.m 取工況系數(shù) K＝1.52.4.3 齒輪計(jì)算漸開線齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算書（1）確定齒輪類型標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪，齒輪配合為外嚙合傳動(dòng)。（2）選擇材料設(shè)減速機(jī)傳動(dòng)效率 0.9，速比 i，齒輪傳動(dòng)速比 i1；不考慮軸承的功率消耗；小齒輪材料 45，調(diào)質(zhì) 220～250HBS，表面淬火 HRC45，齒數(shù) 23，齒圈材料 ZG340～640（ZG45） ，正火200-220HBS，則齒根彎曲疲勞極限σFlim1＝240MPa，σFlim2＝170MPa，許用接觸應(yīng)力[σ H1]M＝6045 N.m 取 XWD 11-9-71取 YL15 型凸緣聯(lián)軸器 11＝600MPa，[σ H2]＝（《新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P429、 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P181） 。1. 小齒輪扭矩（減速機(jī)輸出扭矩）：T1＝9.55×106×P 0×η/ n 1＝9.55×106×P 0×η/（n 0/i）＝9.55×106×0.9×P 0×i/ n0 ＝4475000 N.mm P0：電機(jī)輸出功率（KW） n0：電機(jī)轉(zhuǎn)速 n 0＝1500rpmn1：減速機(jī)出軸轉(zhuǎn)速（rpm） ，n 1＝n 0/i。 n1＝21rpm（3）計(jì)算許用彎曲應(yīng)力[σ] F確定壽命系數(shù) YN設(shè)計(jì)工作年限 15 年（年工作 300 天） ，每天工作 24 小時(shí)。小齒輪壽命系數(shù)： N 1＝60×n 0/i×tk＝60×n 0/i×（15×300×24）＝1.36×10 8大齒輪壽命系數(shù)： N 2＝N 1/i1＝ 6.5×10 6因 N1、N2 均大于 3×106， 確定尺寸系數(shù) Yx （假定模數(shù) 10-20）安全系數(shù) SF 按失效概率 1% 計(jì)算許用彎曲應(yīng)力[σ] F [σ] F1=σ Flim1×YN1×Yx/SF=204 MPa [σ] F2=σ Flim1×YN2×Yx/SF =144.5 MpaT1＝4475000 N.mm N1＝1.36×10 8N2＝6.5×10 6 12YN1＝Y(jié) N2＝1 Yx＝0.85； S F＝1.0(4) 計(jì)算模數(shù)載荷系數(shù) K＝1.5齒形系數(shù) YF YF＝2.65確定齒寬系數(shù) φa＝b/a ＝0.1 （φm＝b/m≌8～15）（2.78/144.5＝0.0183）確定模數(shù) m m≧｛4KT 1YF /φa(i 1+1)z2[σ F]｝ （1/3）m≧15.51顯然小齒輪的 YF/[σ F]要大，所以上式中 YF/[σF]值以小齒輪代入。故：m≧｛4×1.5×0.0164×T 1 /0.1×(i1+1)×232｝ （1/3 ＝｛0.00186×T 1/（i 1＋1） ｝ （1/3） 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算（[τ]=40MPa） ，小齒輪的最小軸徑： d≧ )][2.0/(3??T≧82.40mm2.4.4 滾輪部裝計(jì)算圓整 m=16圓整 d =85 mm 13滾輪材質(zhì) ZG310-570（原 ZG45） ，調(diào)質(zhì)處理:HB220～250，輪面淬火 HRC45滾圈材質(zhì) ZG270-500（原 ZG35）正火處理:HB200～220計(jì)算方法：按線接觸強(qiáng)度計(jì)算筒體傳遞的動(dòng)力 P1 P1＝P×η 1×η 2 ＝9.7kw （η 1、η 2為減速機(jī)、齒輪效率） ，筒體的轉(zhuǎn)矩 T1 T1＝9.55×10 6×P1/n =3.1×107 N.mm（n 為筒體轉(zhuǎn)速）n=3rpm單個(gè)滾圈外圓處的圓周力 F1＝T1/D1，＝14220.18N（D1 為滾圈直徑） 單個(gè)滾輪法向壓緊力 N＝KF1/f/2＝4.165 T1/D1 ＝5.9×10 4 N（K：載荷系數(shù)，1.25；f：摩擦系數(shù)，0.15） ，計(jì)算接觸應(yīng)力如下：σH＝0.418×SQRT（FnE/bρ）＝187.9×SQRT（Fn/bρ）≤[σH]=400N/ mm 2Fn：載荷，此處為單個(gè)滾輪法向壓緊力N；單個(gè)滾輪法向壓緊力 也可按 N＝G cos（θ）/4=0.21GP1＝9.7kwT1＝3.1×10 7 N.mmF1＝14220.18NN＝5.9×10 4 NN=5.9×104 N 14=5.9×104 N取 θ＝33°（4 個(gè)滾輪）計(jì)算，綜合彈性模量 E E=2E1E2/（E 1+E2） ，此處 E1 和 E2 相等， 接觸長(zhǎng)度 b 滾輪和滾圈的接觸長(zhǎng)度綜合曲率半徑 ρ（mm） ，對(duì)于外接觸，ρ=ρ 1ρ 2/（ρ 1+ρ 2） ，ρ 1、ρ 2為滾輪和滾圈的半徑。滾圈的寬度b≥0.175×Fn×E/｛[σ H]2×ρ｝＝0.22Fn/ρ = 92.7mm滾輪的直徑按赫茲線接觸強(qiáng)度公式：滾輪的直徑 d≥2/{B(E 1+E2[σmax] 2/(0.35FE1E2)-1/R1}如 E1＝E2，則： d≥2/{5.7B[σmax] 2/(FE)-1/R1}=2/{4.51×B/F-1/ R1}d≥272.48mmR1:支承圈的半徑（mm）E1、E 2：支承圈和滾輪材料的彈性模量，對(duì)鋼，E＝19.6～20.6×104N/mm 2（Mpa）對(duì)于鑄鋼，E=17.2～20.2×104 N/mm 2[σmax]:滾輪許用接觸應(yīng)力，N/mm，對(duì)于鑄鋼，為 400～450 N/mm 2，F(xiàn)：（驅(qū)動(dòng)）滾輪與支承圈處的附著力，取 b=100 mm取 d=320 mm F＝63150N 15F＝G az0＝63150NGa：作用全部滾輪上的力， z0：附著系數(shù) 取 z0＝0.15Ga的計(jì)算：滾輪 4 個(gè)，滾輪與滾圈中心夾角 α（取 66°） ，則：Ga＝4×G 1＝G/cos（α/2）＝G/cos（θ） ＝3×10 5N （G:筒體旋轉(zhuǎn)部分和物料總重）計(jì)算徑向變形（RHG.EXE）后，滾圈的厚度、寬度還需調(diào)整。注：滾輪軸徑是指固定心軸許用彎曲應(yīng)力為 215MPa 下按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算的最小軸徑值（mm） 。2.4.5 擋輪部裝計(jì)算擋輪直徑按接觸強(qiáng)度計(jì)算彈性模量 E=2.02×105 MPa擋輪高度軸向力 F F=fG＋Gsin（θ） =43800NE=2.02×105 MPa干摩擦系數(shù) f＝0.1-0.15，取 f＝0.1，θ＝1.5°（考慮滾輪和滾圈若出現(xiàn)滑動(dòng)，則擋輪需承受相當(dāng)大的摩擦力） ；若不計(jì)摩擦力.Ga＝ 3×105NF=43800N 16對(duì) 180B，G=300000N 擋輪直徑 d≥(0.59/[P 0])2×(EF/h) [P0]：許用接觸應(yīng)力，MPa。對(duì) ZG45，HB170 取 450MPa；h=60mm=0.06md≥（0.59/450）2×2.02×105×38225/60 ≥169 mmF=0.026G實(shí)際取 d＝180mm 合適。 取 d＝180mm3. 滾圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滾圈和支承圈的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)：RHG2.EXE。參見(jiàn)圖 2-2。由圖中可知，滾圈的徑向變形為 3.1mm，小于許用徑向變形量3.6mm，接觸應(yīng)力也小于許用接觸應(yīng)力，說(shuō)明滾圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)取值合理。 17圖 2-2 滾圈的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)結(jié)論：許用彎曲應(yīng)力 75≧34.24；許用接觸應(yīng)力 400≧273.18 ；設(shè)計(jì)合理。 18圖 2-2 支撐圈的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 194. 進(jìn)料絞龍?jiān)O(shè)計(jì)螺旋輸送機(jī)俗稱絞龍，是常見(jiàn)的輸送設(shè)備之一，它是一種非撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送設(shè)備。此類輸送機(jī)是由裝有螺旋葉片的軸和筒形機(jī)槽所組成，物料在槽內(nèi)是螺旋的旋轉(zhuǎn)作用而被推進(jìn)的。采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具進(jìn)行計(jì)算：絞龍（慢速螺旋輸送機(jī)）輔助設(shè)計(jì)工具 V1.0-2001-4-11適用條件：水平或小傾角（<20°）的慢速螺旋輸送機(jī)，正螺旋葉片。程序使用說(shuō)明：首先根據(jù)日產(chǎn)量和物料種類，在已知條件欄內(nèi)填入相關(guān)的參數(shù)，粗步計(jì)算螺旋的直徑和螺距、轉(zhuǎn)速，然后確定具體的螺旋直徑、螺距和轉(zhuǎn)速值，進(jìn)一步計(jì)算功率，驗(yàn)算填充系數(shù)和轉(zhuǎn)速。 估算后在計(jì)算結(jié)果欄內(nèi)自動(dòng)出現(xiàn)圓整后的螺旋直徑、螺距和轉(zhuǎn)速，根據(jù)需要可任意改變其值，計(jì)算功率。注意絞龍的轉(zhuǎn)速應(yīng)小于最大轉(zhuǎn)速，裝滿系數(shù)在推薦的范圍內(nèi)，S/D 的值為 0.8～1.0。 默認(rèn)已知條件以破碎的大豆為輸送物料，可根據(jù)實(shí)際情況修改。帶底色的數(shù)據(jù)框不能被修改。參數(shù)說(shuō)明：1. 物料特性系數(shù) A 和推薦裝滿（填充）系數(shù) ψ ：大豆、花生仁、菜籽、蓖麻籽 A=45，ψ=0.20～0.30；傳動(dòng)裝置的總效率 η，一般為 0.8～0.95 設(shè)計(jì)資料： 設(shè)計(jì)要求：產(chǎn)量 350TPD參數(shù)設(shè)計(jì)，用絞龍?jiān)O(shè)計(jì)輔助工具 JIAOLONG.EXE 計(jì)算，參見(jiàn)圖 2-3： 20圖 2-3 絞龍計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)結(jié)論：螺旋直徑 D=320 mm；螺距 S=288 mm；轉(zhuǎn)速=62.6rpm；功率 Nd=0.091kw； 所以絞龍選用 FLSS40 215. 設(shè)備的安裝和調(diào)試該機(jī)的安裝應(yīng)在破碎工序和軋坯工序之間，為蒸汽加熱，需在進(jìn)汽閥門前加裝減壓閥（P ?0.4MPa） ，如用導(dǎo)熱油加熱，在進(jìn)油口閥門前并聯(lián)加裝安全回油旁通管管道，管道通徑不小于進(jìn)油管道。安裝完成后要求：? 設(shè)備固定要穩(wěn)，不應(yīng)在空轉(zhuǎn)時(shí)有移動(dòng)現(xiàn)象。? 安裝后各零件之間不會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象且開關(guān)自如，運(yùn)轉(zhuǎn)正常。? 在齒輪準(zhǔn)確咬合的情況下，兩滾輪平行，并同時(shí)與滾圈準(zhǔn)確接觸，不能發(fā)生接觸或接觸線不在同一條直線上的現(xiàn)象。? 各接管應(yīng)正確。蒸汽進(jìn)口管和冷凝水出口管外接金屬軟管安裝后應(yīng)保持松弛，不得承受管道重量壓力。? 設(shè)備空轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)正常，無(wú)異音和劇烈振動(dòng)。? 保證滾輪和滾圈、齒輪和齒圈、擋輪和滾圈的線接觸面長(zhǎng)度占全長(zhǎng)的 85%以上。6.可能的故障現(xiàn)象和解決方案序號(hào) 故障現(xiàn)象 原因 措施1 旋轉(zhuǎn)接頭漏汽 1、填料密封失效2、金屬軟管破裂1、更換密封填料2、更換金屬軟管，安裝軟管時(shí)務(wù)必不要讓其承受管道壓力2 進(jìn)出料端漏料 端面密封不嚴(yán) 調(diào)節(jié)密封裝置3 機(jī)器振動(dòng)劇烈，電流振幅大1、減速機(jī)和小齒輪的傳動(dòng)軸同軸度不好2、滾圈、齒圈的三圈不同軸1、調(diào)節(jié)減速機(jī)和小齒輪的安裝方式，使其同心；并保證小齒輪和齒圈的齒頂間隙在合理范圍之內(nèi)2、調(diào)節(jié)滾輪位置 227. 設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)? 操作人員應(yīng)隨時(shí)注意機(jī)器各部件的運(yùn)行情況。重點(diǎn)檢查滾輪支承部分工作情況，齒輪傳動(dòng)是否平穩(wěn)，有異常及時(shí)停車處理。? 檢查各儀表的可靠性。? 對(duì)連接部位，要經(jīng)常檢查蒸汽進(jìn)管和冷凝水出管的密封填料的磨損程度，如已嚴(yán)重漏汽漏水，應(yīng)及時(shí)更換。? 對(duì)機(jī)體上的集塵及時(shí)清理，特別應(yīng)注意清理黏附在齒圈和滾圈上的細(xì)小硬物，以免劃傷傳動(dòng)件表面。? 檢查各部件的潤(rùn)滑情況是否良好。? 通汽管路是否有漏汽現(xiàn)象。? 運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理。? 長(zhǎng)時(shí)間停車，應(yīng)徹底除去積料和冷凝水，做好傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的防銹工作，并定期開動(dòng)電機(jī)，讓筒體旋轉(zhuǎn)數(shù)圈，改變其停車位置，以免筒體因自重造成永久變形。? 定期檢查，及時(shí)維修。 23參 考 文 獻(xiàn)1 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京. 化學(xué)工業(yè)出版社. 20022 劉玉蘭主編. 油脂制取與加工工藝學(xué). 北京. 科學(xué)出版社，2003.3 梁德本.葉玉駒. 機(jī)械制圖手冊(cè). 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社. 20024 趙思孟. 糧食干燥技術(shù). 河南. 河南科學(xué)技術(shù)出版社. 19915 黃平，劉建素等. 常用機(jī)械零件及機(jī)構(gòu)圖冊(cè). 北京. 化學(xué)工業(yè)出版社.19996 劉玉蘭，汪學(xué)德等. 油脂制取與加工工藝學(xué). 北京. 科學(xué)出版社. 20037 陳伯雄. Inventor R8 應(yīng)用培訓(xùn)教程－機(jī)械設(shè)計(jì). 北京. 清華大學(xué)出版社. 20041 8 大連理工大學(xué)工程畫教研室編，機(jī)械制圖.北京.高等教育出版社.20039 清華大學(xué)，吳宗澤編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).北京.高等教育出版社 199910 徐灝主編. 機(jī)械工程手冊(cè)（第一至五卷）.北京.機(jī)械工業(yè)出版.199111 鄭文維，吳克堅(jiān)主編.機(jī)械原理. 北京.高等教育出版社.199612 邱宣懷主編.機(jī)械設(shè)計(jì).北京.高等教育出版社.199713 梁俊英主編.糧食流通工程設(shè)計(jì)手冊(cè).鄭州.河南科學(xué)技術(shù)出版社.199714 張安云主編.機(jī)械輸送設(shè)備。北京.中國(guó)財(cái)經(jīng)經(jīng)濟(jì)出版社。