內(nèi)循環(huán)式烘干機總體及卸料裝置設計開題報告

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哈爾濱理工大學 畢業(yè)設計 (論文 ) 開 題 報 告 學生姓名 李賀 學 號 1330060307 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 機械 13 指導教師 趙金濤 2017 年 3 月 17 日 課題題目及來源：內(nèi)循環(huán)式烘干機總體及卸料裝置設計 題目來 源：自擬 課題研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 課題研究意義：單筒式回轉(zhuǎn)烘干機適用范圍廣、操作方便、運轉(zhuǎn)率高，在水泥工業(yè)中被廣泛用于烘干粘土、礦渣、碎石、煤等原、燃料。干燥時，熱空氣或熱煙氣將熱量傳給物料，使水份蒸發(fā)，同時依靠通風設備的作用，使干燥設備內(nèi)的干燥介質(zhì)不斷更新，以排除水汽。干燥設備的形式也是多種多樣的，水泥工業(yè)中常用的有回轉(zhuǎn)烘干機、流態(tài)烘干機、攪拌（懸?。┖娓煞e極氣流式干燥管等。近年來國內(nèi)外還在研究噴霧干燥裝置。這些設備一般都利用熱煙氣進行對流烘干回轉(zhuǎn)烘干機筒體一般為單直筒型，安裝 時筒體與水平成一傾斜角度，物料從高端進入，隨著筒體的回轉(zhuǎn)緩緩流向低端而后卸出。在中小型水泥廠中，烘干機的筒體長度一般為 12保證物料在烘干機內(nèi)的停留時間，滿足烘干工藝要求。出熱風爐的熱氣流和物料在筒體內(nèi)以順流或逆流形式進行熱交換。在烘干過程中，單筒式烘干機約有 35％－ 55％的熱量隨廢氣流失和由筒體向外散失掉。 內(nèi)循環(huán)式 烘干機 的傳動裝置，回轉(zhuǎn)圓筒設備的轉(zhuǎn)速都比較慢，一般在 2此在電動機將轉(zhuǎn)矩傳給筒時就必須進行減速。 減速的速比較大，通常的電動機通過減速機輸出軸上的小齒輪經(jīng)過一級開式齒輪傳動之后，在傳給裝在筒體上的大齒輪而使筒體轉(zhuǎn)動。隨著筒體的加大，傳動功率亦越來越大。由于大功率、大速比減速器的設計制造困難，因此較大的筒體有采用雙傳動的。當用直流電動機驅(qū)動時，雙傳動兩側(cè)電動機的同步是完整可以實現(xiàn)的。確定單傳動的主要依據(jù)為電動機功率的大小。內(nèi)循環(huán)式烘干機回轉(zhuǎn)筒一般是在負壓下進行操作，回轉(zhuǎn)的筒體及部件和固定裝置的連接處避免存在縫隙，為了防止外界空氣被吸入筒體內(nèi)或防止筒體內(nèi)空氣 攜帶物料外泄污染環(huán)境，必須在某些部分設定密封裝置。對密封裝置的基本要求是密封性能好，能適應筒體的形狀誤差（橢圓度偏心等）和運轉(zhuǎn)中沿軸向的往復竄，結(jié)構盡量簡單，磨損輕，維修和檢修方便。內(nèi)循環(huán)式烘干機拖輪裝置按所用軸承可分為滑動軸承拖輪組和滾動軸承拖輪組，滾動軸承拖輪組又可分為轉(zhuǎn)軸式和心軸式。拖輪擋輪標準中每組拖輪承載不超過 100 噸時都用滾動軸承。只有當載荷較重時，所需滾動軸承尺寸較大，受到供貨條件的限制而采用滑動軸承。 針對單筒式回轉(zhuǎn)烘干機存在的弊端，我們開始設計一種套筒式烘干機。該機結(jié)構新穎獨特，占 地面積小、單位機重產(chǎn)量高、熱效率高、運轉(zhuǎn)可靠。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：第一屆全國干燥會議于１９７５年６月２３日至 ３０年來，中國的許多干燥技術已得到了工業(yè)化應用，主要有噴霧干燥、流態(tài)化干燥（普通流化床，振動流化床，內(nèi)加熱流化床，流化床噴霧造粒干蒸汽回轉(zhuǎn)干燥、氣流干燥、回轉(zhuǎn)圓筒干燥、旋轉(zhuǎn)燥）、快速干燥、圓盤干燥、帶式干燥、雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥、槳葉式干燥、冷凍干燥、微波及遠紅外干燥、糧食干燥等。常規(guī)干燥設備基本可以滿足生產(chǎn)需要，有部分機型已達到國際當代水平并出口到國外。 干燥單元的重要性不僅在于它對產(chǎn)品生產(chǎn)過程 的效率和總能耗有較大的影響，還在于它往往是生產(chǎn)過程的最后工序，操作的好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，從而影響市場競爭力和經(jīng)濟效益。我國有許多產(chǎn)品，就純度而言已經(jīng)達到甚至超過國外產(chǎn)品，只是因為干燥技術不如國外，堆積密度、粒度、色澤等物性指標上不去，在國際市場競爭中處于劣勢，有的售價僅為國外同類產(chǎn)品的三分之一。目前我國某些大型石化干燥裝備還依賴進口。椐估計，我國生產(chǎn)的干燥設備種類僅為國外的３０％～４０％。由此可見，我國干燥技術研究仍然是任重而道遠。 ３０日在南京召開，至今已３０年了。３０多年來，我國干燥技術研究隊伍不斷壯 大。目前我國從事干燥技術研究的大專院校、科研院所大約有５０多家，領域涉及化工、醫(yī)藥、染料、輕工、林業(yè)、食品、糧食、造紙、硅酸鹽、水產(chǎn)等行業(yè)。全國共有設備制造廠６００多家，企業(yè)自身也已擁有一支強有力的干燥科研開發(fā)隊伍。通過廣泛開展干燥技術基礎研究、工藝研究及工業(yè)化應用研究，使得我國干燥技術正在走近國際先進水平，而在某些技術領域已經(jīng)達到國際先進水平。 課題研究的主要內(nèi)容和方法，研究過程中的主要問題和解決辦法： 主要內(nèi)容： 設計一種結(jié)構獨特的的水平布置雙筒回 轉(zhuǎn)式烘干機。本機主要由正面框、密封裝置、回轉(zhuǎn)部分、出料裝置、傳動裝置、支承裝置等組成，水平布置，中心傳動。烘干機筒體部分由兩個同心水平放置的內(nèi)外筒體組成（見圖 1），內(nèi)筒體由直端和錐體拼接而成以利物料的流動；外筒為一直筒，設計為兩段，其中一端為可拆分式，以便修理；筒體長度約為同等烘干能力的單筒烘干機的 50％～ 60％，從而大幅度減少了占地面積和廠房建筑面積。工作是，物料由提升倉送到料倉，經(jīng)自制圓盤喂料機喂料，由下料管喂入內(nèi)筒與熱氣體順流由內(nèi)筒體的支端進入，物料經(jīng)螺旋板的推進流入內(nèi)筒錐體部分，隨著筒體回轉(zhuǎn)及揚料板 的拋散，物料一邊與熱氣體進行交換，一邊向前移動，從內(nèi)筒體的出料口進入外筒體內(nèi)。為了防止出料口的物料堵塞，在外筒體兩端各設置了螺旋板，同時，外筒體中的養(yǎng)料板也呈一定的角度布置，作用形似輪旋板，在內(nèi)筒外壁上，也布置了幾塊物料導向板。物料在外筒體中，通過揚料板的作用，分別與熱氣體及內(nèi)筒外壁再次進行熱交換。烘干好的物料由外筒上的出料口卸入翻板閥，廢氣則由出料口經(jīng)出料罩上部入除塵器除塵。內(nèi)筒中的物料與熱氣體的交換以輻射、對流傳熱形式為主，而在外筒中，熱氣體溫度低，濕度也較大，物料被拋散與內(nèi)筒外壁上，在被熱氣體直接烘干 的同時又于內(nèi)筒外壁進行進行以傳導、對流形式的熱交換。采用內(nèi)外筒結(jié)構，可使低溫的外筒體對高溫的內(nèi)筒體起到保溫、隔熱作用，并使設備的總散熱面積只相當與同等能力單筒烘干機的 50％～ 60％。而且，外筒表面的溫度僅為 70℃，較單筒烘干機表面溫度（ 120℃～ 140℃）有了大幅度降低?？傊p筒烘干機有了革命性的改進，其使用效果也是非常好。 主要方法： 1． 雙筒烘干機的設計計算 2． 水分蒸發(fā)強度及烘干機尺寸計算 3． 物料需在轉(zhuǎn)筒內(nèi)烘干時間的計算 4． 烘干機轉(zhuǎn)速的計算 5． 回轉(zhuǎn)烘干機所需動力的計算 6． 烘干機產(chǎn)量的計算 主要問題： 國內(nèi)老 式 烘干機 單獨裝有 L 型揚料板，物料在筒體斷面上分散度低 ;熱空氣與物料接觸面小 ;在空中停留時間短，傳熱傳質(zhì)時間短 ;存在由前至后的風洞。原L 型揚料板沒有考慮揚料板結(jié)構角對揚料分散度的影響，故只裝有 L 型揚料板的烘干機物料與熱空氣傳熱效果差，處于低效工作狀態(tài)，烘干機產(chǎn)量低。 另一方面，回轉(zhuǎn)烘干機在安裝不同角度的 L 型揚料板時應具有不同的轉(zhuǎn)速，但在工業(yè)中烘干機轉(zhuǎn)速是固定的轉(zhuǎn)速，烘干機沒有工作在最佳狀態(tài)，影響了筒內(nèi)物料和熱空氣的熱交換，故應找出最佳 轉(zhuǎn)速，使烘干機揚料板的揚料在筒體斷面上分散度最高。 研究問題存在以下幾個特點 1. 在烘干機熱端，物料與熱氣體的溫差較大，熱交換過程迅速，大量水分易被蒸發(fā)，適用于初水分較高的物料。 2．粘性物料進入烘干機后 ,由于表面水分易蒸發(fā)，可減少粘結(jié) ,有利于物料運動。用于烘干濕煤時，可避免高溫氣體直接接觸干煤引起著火。 3．順流操作的熱端負壓低，能減少進入烘干的漏風量，有利于穩(wěn)定烘干機內(nèi)熱氣體的溫度及流速。 4．喂料與供煤同設與烘干機的熱端，車間布置較方便。 5．順流操作的烘干機出料溫度低，一般可用膠帶輸送機輸送。 6．順流操作的粉 塵飛揚較逆流時要多，烘干機內(nèi)總的傳熱速率比逆流式要慢。 根據(jù)上述 幾 個方面的問題，揚料板結(jié)構和烘干機轉(zhuǎn)速制約著烘干機的工作，必須對二個方面問題加以研究，設計合理的揚料板結(jié)構，選擇正確的轉(zhuǎn)速，大幅度提高回轉(zhuǎn)式烘干機的產(chǎn)量，節(jié)約燃料的消耗，使烘干機達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗，為國家鼓勵發(fā)展的高效節(jié)能產(chǎn)品。該技術主要應用于回轉(zhuǎn)式烘干機上，用于各種原材料的烘干。 解決方法： （ 1）去烘干機廠里進行實地參觀，請工廠負責人員幫忙介紹烘干機各組成部分的作用，同時提出自己的疑問，并與工作人員進行交流。 （ 2）查閱與烘干 機相關的書籍，設計過程嚴格按照書籍要求計算，對于各系數(shù)和經(jīng)驗值的選取嚴格參照標準選取。 （ 3）向指導老師請教，對于一些設計過程的確定，先構思方案，再與老師交流，請老師指正。圖紙繪制過程中，細節(jié)部分尤為重要，繪制結(jié)束后請老師幫忙檢查錯誤，并不斷改進。 （ 4）與同學互相交流，不斷改進設計方案。 課題研究所需的參考文獻： [1] 姜煜林等 《水泥技術》 [2] 韓梅祥 武漢工業(yè)大 學出版社 [3] 朱昆泉、許林發(fā) . 建材機械工程手冊 . 武漢工業(yè)大學出版社 [4] 化工設備設計全書編輯委員會 上?？茖W技術出社 [5]孫晉濤 . 硅酸鹽工業(yè)熱工基礎 . 上海科學技術出版社 2 [6] 于潤如，嚴生 中國建材工業(yè)出版社 2 [7] 柴小平 . 水泥生產(chǎn)輔助機械設備 . 武漢工業(yè)大學出版社 [8] 山東建筑材料工業(yè)學院主編 中國建筑工業(yè)出版社 [9] 武漢建筑材料工業(yè)學院等編 中國建筑工業(yè)出版社 10] 楊祥坤等 中國建材工業(yè)出版社 [11] 武漢建筑材料工業(yè)學院等編 中國建筑工業(yè)出版社 12] 許林發(fā) ） 1990 [13] 張森林 武漢工業(yè)大學出版社， 1991 [14] 鐵大錚、于永禮 中國建筑工業(yè)出版社 15] 姜煜林 [16] 張少明 《水泥》 1 [17] 王文山 《水泥》 1 [18] 關于回轉(zhuǎn)烘干機揚料板尺寸計算影響的探討 . 《水泥》 指導教師審查意見： 指導教師簽字： 20 年 月 日 指導委員會意見審核意見： 組長簽字： 20 年 月 日