回转圆筒干燥器设计的计算

第一章概述
1.1回转圆筒干燥器的特点
回转圆筒干燥器是古老而又有生命力的干燥器。

由于运转可靠，操作弹性大，适应性强，处理能力大，广泛用于化工建材、冶金、轻工等部门。

在化工行业中，如硫酸铵、硝酸铵、草酸、重铬酸钾、磷酸铵、硝酸、磷肥、复合肥等的干燥，也大多采用回转圆筒干燥器[2]。

目前，国内使用的转筒干燥器与国外的型式基本相同。

为了提高干燥性能，国内外新型设备研制动向亦大体相似，即通过组合设置不同几何形状的抄板，发展具有联合装置的回转圆筒干燥器。

回转圆筒干燥器装置如图1-1所示。

图1-1：回转圆筒干燥器流程图[3]
Fig1-1: Flow chart of rotary cylinder dryer[3]
1——回转干燥器；2——膨胀环；3——袋式除尘器（或湿式除尘器）；4——引风机；
5——旋风除尘器；6——斗式提升机；7——进风口；8——湿料输送机；
需要干燥的湿物料有皮带运输机或斗式提升机送到料斗，然后经过加料机构通过加料管进入进料端。

加料管的倾斜度要大于物料的休止角，以便物料顺利流入干燥器内。

干燥器圆筒是一个与水平线略成倾斜的旋转圆筒。

物料自较高的一端加入，载热体也由此端加入与物料呈并流接触，也有载热体与物料呈逆流接触的，随着圆筒的转动，物料受重力作用向较低一端移动，湿物料在筒内前移的过程中，直接或间接地得到热载体的给热使湿物料得以干燥。

干物料卸出后，经皮带运输机或螺旋输送机送出，在筒内装有抄板，抄板将物料抄起来又撒落，使物料与气流的接触表面增大，以提高干燥速率并使物料前移。

载热体一般为烟道气、热空气或水蒸气等，湿物料被蒸出的水蒸混入烟道气内。

烟道气排出干燥器后，一般需经旋风分离器将气体内所夹带的细粉捕集下来。

如需进一步减少尾气含尘量，还应经过袋式除尘器或湿式除尘器后再放空。

回转圆筒干燥器一般适用于颗粒状、片状、块状物料的干燥，也可通过部分掺入干物料
的方法，用来干燥黏性膏状物料或含水量较高的物料，并已成功地用于溶液物料（料浆）的造粒干燥中[4]。

回转干燥器有以下特点：
（1）连续操作、处理量大、水分蒸发量高达10 t/h；
（2）干燥器的主体是略带倾斜的回转圆筒，坚固、故障少、操作容易；
（3）能适应被干燥物料性质的变化，与通风干燥、气流干燥、流化床干燥等干燥器相比，即使加入物料的水分、黏度等有很大变化，亦能适用；
（4）回转圆筒干燥器的结构具有耐高温的特点，能使用高温等热风（如数百度的烟道气），此时比用其他干燥方法节省功率，特别是若使排风大量循环，则热效率可达80％以上；
（5）设备复杂庞大，一次性投资大，占地面积大，填充系数小，热损失较大。

1.2回转圆筒干燥器的国内外现状及发展趋势
1.2.1 转筒干燥器的国内外现状
目前，国内使用的转筒干燥器与国外的型式基本相同[7]。

为了提高干燥性能，国内外新型设备研制动向亦大体相似，即通过组合设置不同几何形状的抄板，发展具有联合装置的转筒干燥器。

按照被干燥物料的加热方式，可将目前的转筒干燥器分为五种类型，即直接加热式干燥器、间接加热式干燥器、复合加热式干燥器、蒸汽煅烧干燥器、喷浆造粒干燥器[5]。

1.2.2 发展趋势
随着人们对转筒干燥器研究的不断深入以及生产经验的不断积累，一些问题将会得到进一步的解决。

转筒内抄板的结构形式对干燥效果的影响，将得到进一步的研究。

也将会为转筒转数、倾斜度、干燥介质温度、速度对干燥速率的影响，提供较为准确的最佳参数范围。

为进一步提高效率、降低能耗、优化干燥器性能，提高控制水平和产品质量，不断增强在线检测的能力，计算机技术、专家系统将在转筒干燥器的应用领域得到进一步的应用和发展[6]。

第二章回转圆筒干燥器的工艺设计
2.1工艺核算
工艺核算主要包括物料衡算和能量衡算。

其工艺已知条件如表2-1所示。

表2-1 回转圆筒干燥器的已知工艺条件
Table 2-1 The known technological conditions of rotary cylinder dryer
进口含水量出口含
水量
产量（t/a）
相对密度
（kg/m3）
进口温
度（℃）
出口温
度（℃）
复合肥比热
容（kJ/kg
﹒℃）
堆积密度
（kg/m3）
20﹪3﹪100000 1200 60 70-80 4 1200
2.1.1 水分蒸发量
G1=10万吨/年=10
330243600
=3.51㎏/s （2-1）
ω1=20％，ω2=3％
c1=
100
10020
=0.25 ㎏(水)/㎏(绝干物料)
c2=
3
1003
=0.031 ㎏(水)/㎏(绝干物料
)
绝干物料量Gc
Gc=G 1(1-ω1)=3.51(1-0.25)=2.81 ㎏/s
则水分蒸发量W
W=Gc×(c1 -c2)=2.81(0.25-0.031)=0.615 ㎏/s
2.1.2 空气消耗量
t0=27 ℃,t w=17 ℃
由I-H图可查得H0=0.008 ㎏水/㎏绝干空气,H1=
H=0.008 ㎏水/㎏绝干空气[9]；
由I-H图可查得t w=67 ℃,Cs=4 kJ/(㎏⋅℃)；
θ1=60 ℃,
2
θ=75 ℃；
t2=0.05t1+64.5=70.5 ℃
由于此时无法求出离开干燥器时的H2，所以要由热量衡算求出空气消耗量L，kg/s；
C w=4.187 kJ/(kg⋅℃)
（1）1q ——蒸发水分所需的热量
1q = W (2491+1.926t 2-4.187
1)
=0.615(2491+1.92670.5-4.18760）
=1460.97 kJ （2-2）
（2）q 2——物料温升（由
1到
2）所需的热量
q 2=GcCm(2-1)=Gc(Cs+c 2cw) (
2-1)
=2.81(4+0.031 4.187)(70-60)
=116.05 kJ （2-3）
（3）3q ——热损失
3q =0.2（1q +2q ）
=0.2(1460.97+116.05)
=315.4 kJ （2-4） 需要总热量：
q=q 1+q 2+3q =1460.97+116.05+315.4 =1892.42 kJ
（4）空气消耗量
L=
01
2(1.005 1.926)()
q
H t t
=
1892.42
(1.005 1.9260.008)(12070.5)
=37.47kg/s （2-5）
2x =
0W
H L
=
0.615
37.47
+0.008 =0.024 kg （水）/kg （绝干空气） （2-6）
第三章 回转圆筒干燥器的设备设计
3.1设备参数计算和确定
3.1.1 转筒的直径D
转筒的直径可根据空气的最大流量计算，空气离开转筒时的流量v 为： v=L(1+x 2)=37.47⨯(1+0.024) =38.38 kg 湿空气/s 2(1)H v
[3]
（3-1）
式中，L=38.38 kg 湿空气/s ，2H 为离开干燥器时的尾气湿度，
H 2=0.024 kg(水)/kg (绝干空气)， v 为速度，v=8.5 kg/(s ⋅m 2)。

438.38(10.024)
8.5
=2.39 m 取筒体直径为 2.4 m 。

容积传热系数
a
a =
0.16
1.39v D
⨯ （3-2） 式中 v ——空气速度，v=8.5 kg/（s ⋅m 2）； v ——离开转筒时的流量，kg （湿空气）/s ；
F ——圆筒横截面积，㎡。

上式使用于回转圆筒干燥器直径在1~3 m 、填充率在0.05~0.15范围内
a =
0.16
1.39
2.4
=0.814
3.1.2 转筒长度 z
物料在转筒内的每一部分都有水分蒸发，为了计算方便，可将物料在转筒中的移动分为三段[2]。

（1）预热段长 1z
q 1′=GcCm(t w -1θ)=Gc(Cs+c 1c w )(t w -1θ) =2.81(4+0.25
4.187)(67-60)
=99.27 kJ （3-3）
设预热段内加热损失为20%，则预热段内空气传递给物料的热量为：
1
11.2q q = 1.2
=119.123 kJ
1q =2
a 1m1πα××D z Δt 4
111w m1(t -θ)+(t -t )
Δt =2
（3-4）
1t 为热空气在预热段下降后的温度，可由下式求得：
1
1.2q 011L(1.005 1.926H )(t -t )
其中，1t =120 ℃ 0H =0.008 kg 水/kg 绝干空气；
∴ 1t =116.9 ℃
m1Δt =
(12060)
(116.967)
2
=54.95 ℃ ∴ 1
12
a m1
q z =
πα(D )Δt 4
= 119.123
0.814()54.95
4
= 0.59 m （3-5） （2）蒸发段长 2z
在蒸发段内，水分的蒸发量为 0.615 /kg s ，蒸发温度在 w t ℃，此时水的蒸发潜热为w
=
2417 kJ/㎏，此段内所需的能量按3-6式计算：
c ωq =W γ；c
c q 1.2q
（3-6）
即 c ωq =W γ=0.6152417 =1486.455 kJ/s ； c
c q 1.2q =1.2×1486.455= 1783.75 kJ/s
c
22a m2
q z =
π
α(D )Δt 4
（3-7）
而 1w c w m21w
c w
(t -t )-(t -t )Δt =
t -t ln t -t
=
(116.967)(7867)
116.967ln
7867
=25.73 ℃ （3-8） ∴ c
222
a m2
q 1783.75z =
=π
α(D )Δt 0.814
.4.73
4
=18.83 m （3-9） （3）加热段长 3z
加热段内物料自w t =67 ℃上升到θ2=70 ℃，此段内所需的能量为：
f q =2
(
)c m w G c t =22
()(
)c s w w G C c c t
=2.81×（4+0.031×4.187）×（70-67）
=34.82 /kJ s ； （3-10） f q =1.2×f q =1.2×34.82 =41.78 /kJ s
∵ 3
23
()4
c
a
m q z D t （3-11）
而
22
3
2
2
ln c w m c
w
t t t t t t t =
7867
70.570
7867ln
70.570
=3.42 ℃； （3-12） ∴ 3
223
41.78()0.814(
2.4)
3.42
4
4
c
a
m q z D t
=3.34 m 总长z
z=123z z z =0.59+18.83+3.34
=22.76 m 取z
23 m
3.1.3 转筒转速n 和倾斜度s 的选择 筒体转速一般为：
6~10
n
D
当 D=2.4 m 时， 6~108.4
2.4
n
D
=3.5 /min r 筒体的倾斜度一般为 0~8； 取筒体的倾斜角
130，斜度s =0.02618.
3.1.4 停留时间 τ 0.5
0.2310(
)60c p z zv
Sn D
G d (3-13) 式中，23, 2.4,37.47/z
m D
m v kg s ；
c G =2.81 /kg s ，p
d =2 3210mm
m ，n =3.5 /min r ，S= 0.02618.
则 0.5
0.2310(
)60c p z zv
Sn D
G d 0.930.5
0.2323
102337.47
[
]0.02618 3.5 2.4 2.81(210)60
=(27.2770.25)60
= 2579 s 填充率检验
s
τv =
V
式中，s v ——每秒钟的加料体积，1
s s
G v =
ρ； 31s G =3.51 kg/s,ρ=1200 kg/m ；
∴ 1
s
s
G v =
3.510.00291200
；
V ——转筒体积，3m ；
2
V
D 4z =22.4234
=104 3m
∴ s τv =V =
25970.0029
0.0878.7%104 (3-14)
即 8.7 的填充率。

3.2筒体设计
筒体跨距一般取（0.56~0.6）z ，取0.58z
筒体材料取235Q A -，取支点跨距 m z =14 m=14000 ㎜[9]； 3.2.1 筒体最小壁厚计算 2
4
min
S
R δ7.0710
k +C σ (3-15) 式中， R ——筒体半径，R=1200；
s σ——筒体材料在操作温度下的屈服应力，s σ=235 MPa ，
（系温度为200 ℃时的屈服应力）
k ——抄板与筒体壁重量比的系数，对于升举式抄板，k =1.6； C ——材料腐蚀裕度，C =3 mm
∴ 24
min
S
R δ7.0710
k C σ
=2
4
12007.0710 1.6
3235
=9.93 mm
参考筒体最小壁厚计算，确定筒体壁厚 s σ= 14 mm 。

3.2.2 筒体载荷计算 （1）筒体自重 筒体自重 s q 的估算：
s q =7.859.8(D δ)δ (3-16)
式中，D= 2.4 m ；δ=0.014 m ； 所以， s q =7.859.8
()D
=7.859.8(2.4
0.014)0.014
= 8.168 kN/m
考虑到滚圈下垫板加厚等因素，单位长度的重量取，
1.25 1.258.168s s
q q
=10.21 kN/m （2）物料重量 m q 2
m
q 4
600m
i m
G D u （3-17） 式中，——物料密度 ，=1 200 3/kg m ；——填充率, = 0.087 ；
D ——直径,D = 2.4 m 所以 2
4600m
m
i m
G q D u
212000.0879.80.785 2.4
=4626 /N m =4.626 kN/m （3）齿圈质量 1p
设齿轮位置在靠近拖轮1.8 m 处，
1p = 12 kN
3.2.3 筒体弯距与应力计算
支点跨距 m z = 14 m =14 000 mm . 均布荷重：
s
m q
q q = 10.21 +4.626 =14.836 /kN m
=14.836 /N mm
（1） 由均布荷重引起的最大弯距
筒体受力示意图如图3-1所示
图3-1：筒体受力示意图
Table 3-1：The sketch map of body accept force
2
2
max
(14)8
m qz M
4500
14000
h m
z z = 0.321；2
= 0.103
∴ 2
2max1
(14)8
m qz M =
2
14.83614000(140.103)8
=82.1410N mm × （3-18）
（2）由于集中载荷引起的最大弯距
max2
pab
M L
式中，a = 1 800 mm ；b =12 200 mm ；L = m z =14 000 mm ；1
12p
p kN
∴ max2
pab
M L
=12000180012200
14000
=71.8810N mm （3-19） 假设均布载荷和集中载荷引起的弯距作用在同一面上，则
max max1max2M =M +M =82.1410+71.8810 =2.328810N mm （3）计算弯距应力
s t M
K K W
（3-20）
式中，M ——M=max M =2.328810N mm ；
s K ——筒体焊缝系数，取0.9； t K ——温度系数，取1；
W ——筒体断面模数，3mm ；
4
42
32()
W
D
D D
=
4
42400014
2400032(2400014)
= 733.1710mm （3-21） ——许用弯曲应力，
=10~15 2N /mm ，（无衬里筒体）；
s t M
K K W =87
2.328100.91
3.1710
=8.16 2N/mm <10 2N/mm （3-22） 3.2.4 筒体变形计算 筒体变形计算按式3-23计算 4
2
max
(524)348m m
qz y y EI
（3-23）
式中，E ——材料弹性模数，E =522.110/N mm ； I ——筒体惯性距，I =441(64
D D 外）
所以 4
2
max
(524)348m m
qz y y EI
=4
513
14.83614000348 2.1107.8110
25240.321（） =0.234 mm
0.3/m m
m
y y mm m z z
0.0167/m m
y mm m z ，筒体安全。

（1）悬伸端挠度计算 4
08h qz y EI
（3-24） 其中，h z = 4 500 mm ； ∴ 4
8h qz y EI
=13
14.836
7.6110
=0.0476 mm ；
00.04760.0106/0.3/4.5
h
y mm m
mm m z
（2）截面变形的筒体计算 3
0.0814c r
QR W
EI （3-25） 式中，Q ——托轮处支点应力，,;A B Q R
C R ——平均半径，22
r C
D R C ；
r D ——平均直径，r D =1.17 1.17 2.4D
=2.808 m ；
取r D =2 900 mm ，则C R = 1 450 mm ；
I r ——截面惯性距，I r =3
12
r B h ；
h ——滚圈断面高度，h = 0.08D=0.08×2 400= 192 mm ； B r ——滚圈宽度，(1)r r
K i Q
B D ；20.218c
E
K
c
——滚圈托轮许用接触应力，c
=400 N/mm 2.
∴ 20.218c
E
K
=52
0.218 2.110400=0.286；
1r D i
D =2900725
=4； D 1——托轮直径，D 1=725 mm.
P 1= 12 kN ；
P 2——滚圈质量（估计），P 2=8 kN ；
∴ 21()()
2
m
h
m m h m h A
m
Z Z p Z
P
Z Z q Z Z R Z
=
80001400012000
=1.19×105 N （3-26） ∴ 51.9410B
R N
则 (1)r
r
K i Q
B D =5
0.286(41) 1.91102900
= 94.2 mm （3-27） 取B r = 120 mm
I r =312
r B h =3
12019212
= 7.078 ×107 mm 4
（3-28） 所以 Ｗ＝0.0814
C
r
QR EI =0.0814×53
57
1.91101450
2.1107.07810
=
3.2 mm
（3-29）
而 W = 0.02D =0.02×2400 = 4.8 mm ；所以 W=3.2 mm ＜W = 4.8 mm 。

在允许范围之内。

3.2.5 筒体热膨胀伸长计算
Z Z t （3-30）
式中，= 1.2×10-5；t =150 ℃；Z = 23 m ；
=Z Z t
= 5
1.210
23000150= 41.4 mm
第四章 辅助设备设计
4.1 滚圈设计
4.1.1 滚圈与托轮材料的确定 滚圈材料用 ZG 310-570 正火； 托轮材料用 ZG 340-640 正火； 许用接触应力
C
= 400 N/mm 2.
4.1.2 滚圈托轮接触应力计算
)0.0132
r t C
R R [10]
式中， r R =
12D =7252；t R =2r D =29002
； 所以 )
0.0132
r t C
R R
=514.836 2.110(362.51450)
0.0132
1450362.5
= 1.368 MPa （4-1） 查滚圈、托轮许用接触应力C
= 400 N/mm 2
所以
C
＜
C
滚圈截面设计 12r
D D
H
s
即 r D =D +2（H+δ+1s ） （4-2） 式中，H ——滚圈截面高度，H = 128 mm ；
δ——筒体厚度，δ= 14 mm ； 1
s s
c ；
s ——垫板实际厚度，s = 28 mm ； c ——常温时滚圈与垫板的半径间隙，mm
2c =c ΔD
αD t （4-3）
c D ——垫板外径，c D = 2480 mm ；
∴ c D
D t =5
1.210
2480150
= 4.464 mm ； ∴ 1
s s
c
=28 + 8 = 36 mm
r D =D +2（H+δ+1s ）
=2400+2×（128+36+12） =2752 mm
托轮直径 t D =
r D i =27524
= 688 mm
取托轮直径t D =700 mm 滚圈质量验算
12r r G F R （4-4） 式中，——铸钢密度，=6
37.910
kg/mm ；
r F ——滚圈截面积，r F =r B H =120×128 =15360 mm 3； 1R ——滚圈平均半径，1R =
2752128
2
=1312 mm ； ∴ r r 1G =ρF 2πR
=6
7.910
=9803 N 4.1.3 校核弯曲应力
max
0.093C QR （4-5）
式中，Q ——支点反力，Q =A R =1.91×105 N ；
C R ——滚圈半径，C R =1 376 mm ；
∴
max
0.093C QR
=0.093×1.91×105×1376 =2.44×107 N mm
m Z =0.58Z =0.58×23=13.34 m
1
=
max
r
W 2b
80/N mm （4-6）
式中，r W ——滚圈断面模数，r W =
2
2
1201286
6
r B H =533.2810mm ；
1
=
max
r
W =752.44103.2810
=74.4 2/N mm ； 所以
1＜
b
4.2 托轮及轴承设计
4.2.1 托轮
托轮直径 t D = 700 mm ；
托轮宽度 t B ≥r B +2u=120+40=160 mm ； （4-7） 式中，2u ——筒体轴向串动量，2u=40 mm ； 取t B =120+60=180 mm [11]. 托轮结构尺寸 （1）轮缘厚度
2
(0.08~0.09)0.09700t
d D
=63 mm （4-8） （2）轮壳直径
(1.5~1.6) 1.6100b
D d
=160 mm （4-9） （3）轴板厚度
2
1
2(0.4~0.5)()b d d =0.4×（63+30）
=38mm （4-10）
（4）轮壳宽度
(0.8~0.9)0.8160t
b
B
=128 mm （4-11）
2
160128
(15~25)
2022
t
B b
s
=36 mm （4-12） （5）筋板数
n =8 块
（6）筋厚度
2
2(0.6~0.8)b =0.7×38 =26 mm ； （4-13）
（7）轴向窜动量
两侧总和 2～3
4.2.2 托轮轴
拖轮轴采用心轴式结构 113
2.5()
N l b d （4-14）
式中，N ——0.6250.625A N
Q
R =0.625×1.91×105=1.24×105 N ；
1l ——轴承跨距，1l =360 mm ； 1b ——轴承结构宽度，1b =110 mm ；
——许用应力，
=80 N/mm 2；
所以 1
13
2.5()
N l b d
5
2.5 1.2410(360110)
80
=98.94 mm 取 d=100 mm
4.2.3 滚动轴承计算
h F
j
n T
f f C P f f （4-15） 式中，h f ——寿命系数， 103500
h
h
L f h L =7500h ，h f =4.5；
n f ——速度系数，1033.3
3n
t
f n
t n ——轴承转速，即托轮转速，t n =16 r/min,n f =1.246； F f ——载荷系数，F f =1.2； T f —— 温度系数，T f =0.95； P ——当量载荷，P =Y
a XF YF ；
Y F ——径向载荷，Y F =0.5N =6.2×104 N ； a F ——轴向载荷，a F =0.50.252An
N
F Y
； An F =0.624Q=0.624×A R =0.624×1.91×105
=1.19×105 N （4-16）
由轴承样本确定：
Z ——径向系数，等于1； Y ——轴向系数，等于2；
E ——介质系数，等于0.32；1Y =1；
a F =0.50.252An
N
F Y
=0.5× 1.19×105
+4
0.25 3.11022
=60 938 N ； （4-17）
P=Y F +1a Y F =62000+60938=122938 N ；
h F
j
n T
f f C P f f [12]
=
4.5 1.2
122938 1.2460.95
=560839 N
=560.8 kN ； （4-18） 选用单列圆锥滚子轴承[13]，型号 32300；
j C =568 kN ，j C ＜j C
符合要求。

4.2.4 轴的弯矩核算
max
111
()4M N l b =51
1.2410(360110)4
=7.75×106 N mm （4-19）
=
max
M W （4-20） W ——轴的断面系数，W =332a =
310032
=98 125 mm 3；
所以
=max
M W
= 67.761098125=78.98 N/mm 2；
——许用应力，=80 N/ mm 2 ；
＜
4.3 挡轮及轴的计算
4.3.1 挡轮
挡轮材料选用 ZG340-640，挡轮许用接触应力值为
0P =1.50p
0p 为挡轮接触许用应力，0p =400 N/mm 2；0P =1.5×400=600 N/mm 2. 4.3.2 挡轮受力 按普通挡轮推力 01
(
sin
)cos
Ad
f
F G [3] （4-21） 式中，0G ——回转部分重量，0G =1
2
2p p qz =12000+2×8000+14.836×23000=369228
N=3.69×105 N.
f ——滚圈与托轮的摩擦系数，f =0.05~0.1,取f =0.1；
∵=30°
cos =0.866； =1°30′，sin =0.02618； ∴ 01
(
sin
)cos
Ad
f
F G
=50.13.6910(
0.02618)0.866
=43.2910N ；
=sin Ad F G =5
3.69100.02618
=9660 N ； （4-22） 取Ad F =43.2910N 。

4.3.3 挡轮参数的确定 由接触强度确定直径： cp d ≥200.59()Ad
EF P h
（4-23） 式中，0P =600 N/2mm ；
E ——弹性模数，E =52.110 N/2mm ； Ad
F =43.2910N ； h ——挡轮厚度，h =
2~
33
H H
=85 mm ； cp d =200.59()Ad EF P h =54
20.59 2.110 3.2910()60085
=78.6 mm ； （4-24）
取cp d =80 mm 。

挡轮大端直径：
cp H
r
d d 1h/D =
80
1852900
=82.4 mm （4-25）
又H d =tan r D r （r=10°～18°） 则H d
=2900tan10=511 mm ； 选取H d =520 mm.
4.3.4 挡轮轴及轴承的计算 （1）挡轮轴向力
挡轮推力 Ad F =A F =43.2910N ；
（2）轴的计算
挡轮轴的初步确定（按滑动轴承计算）按式4-26计算 1.25A
F d
P
（4-26）
挡轮转速
r
cp
D n
n d =22.31 r/min （4-27）
P ——轴衬单位许用应力，P =40 N/2mm ；
∴ 1.25A F d
P 4
3.29101.25
=81.1 mm ；
取 d= 90 mm. 轴瓦长度
L
d
=0.9～1.1；取为1.1； ∴ L=99 mm ，取 L= 100 mm 。

（3）轴颈剪切的验算
采用空心轴，材料选用45钢，按下式验算[14]：
2
04Ad F d =
42
3.2910904=51.7 N/2mm ； （4-28）
2120/N
mm
∴
符合要求。

（4）弯曲应力计算
H
Ad M F h =4
3.2910=1.97710 N/mm
W =
308
d =
8
390=286277.6 3mm ；
H M W
=7
1.9710286277.6=68.9 N/2mm ； （4-29） =80 N/2mm
∴
符合要求。

第五章 传动装置的确定设计依据
5.1 传动功率的确定
设计依据：D=2400 mm ；Z=2300 mm ；N=3.5 r/min ；
130；
30；
42(物料休止角)；
用佐野公式计算
123N
N N N kW ； 321129.798(sin
)s N D Z gn C C Dn kW ；
3222
1.37310T N m D n kW ；
3cos 0.5123()(/)
cos
t T m d r N D n m q f D kW ； （5-1——5-3）[12]
式中，D ——筒体直径 Z ——筒体长度； s ρg ——物料容量
s
g =1200 3/kg m ；
n ——筒体转速；
1C ——充满度系数 1C =0.0045721
sin ；
1
——按填充系数查阅的计算角度
1
35；1C =0.0015；
2C ——粉粒体的休止角 7429.6110(1cos )C ，2C =76.310；
T m ——转动部分质量 T m =0G =369.2 kN=37.7 t ； m q ——圆筒内物料质量 m q =4.626×23=106.4 kN=10.8 t ； z
——滚圈与托轮的接触角
z
=30 ；
——圆筒的倾斜角 =130；
f ——摩擦系数 f =0.01～0.015； d ——托轮轴轴承处直径 m ；
321
129.798(sin
)
s N D Z gn C C Dn
=39.798 2.423 1.2 3.5(0.00150.5 6.3
)
=10.1 kW ；
3222
1.37310T N m D n =3
221.37310
2.4
3.5=3.65 kW ；
3cos 0.5123()(/)
cos
t T m d r N D n m q f D =0.12 4 kW ；
1
2
3N
N N N =10.1+3.65+0.124=13.87 kW ；
电动机功率：D N =1.25 N=17.34 kW ；
由于减速机与传动装置的动力损失为10％，电动机功率为 D N =19.08 kW ； 选用电动机功率D N =25 kW [15].
5.2 传动装置的确定
总速比 1500428.63.5
D n i
n
一般齿轮比为7～9,取G i =8.5 则减速比 428.6508.5
j
G
i i i
按功率为25 kW ，进轴转速为2000 r/min ，减速比为50选用减速机。

5.3 齿轮的计算
2(1.6 1.8)(1.6~1.8)2400
3840~4320f d D
（5-4）
取m=20
22
192~216f d z m
取2z =198
21
19823.298.5
G
z z i （5-5）
取1
23z ，按接触强度计算齿轮宽度；
9222
24.2910(1)
j dj G
G f j
NK K i B d n
=195.83 mm （5-6）
取2
G B 260 mm
第六章回转圆筒的进出料、润滑及密封
6.1 回转圆筒的进出料
6.1.1 进出料
（1）加料方法加入转筒的固体颗粒物料，由加料器经下料管流入转筒中。

下料管的倾角要大于物料的自然倾角，通常要大于45°以上，为60°～70°，以使物料能顺利地流入转筒中。

如载热体通过进料溜管进入转筒时，为避免溜管被烧变形而影响物料的加入，溜管应加水夹套进行冷却。

加料器的形式很多，转筒加料用得最多的是星行加料器、螺旋加料器、盘式加料器。

若希望在加料处不漏入空气，则以采用星行加料器为宜，因其密封性较好。

（2）卸料方法根据物料离开转筒时的方向及位置的不同，卸料方法可分为轴向卸料、径向卸料及中心卸料三种。

选用轴向卸料的方式。

6.1.2 进出料箱
被干燥的物料经加料器进入转筒，干燥后的物料经出料端进入出料器，因此加料端和出料端都是固定不动的，与转筒连接处则需有密封装置，以便物料和气体外漏或冷空气漏入[16]。

6.2 润滑系统
6.2.1 托轮、传动装置的润滑
采用滑动轴承时用润滑油,油在轴承和油池间连续循环。

为使油得到冷却，可在油池中的球面瓦内通过冷却水。

采用滚动轴承时，则用润滑脂，并定期更换。

6.2.2 减速器的润滑
传筒的减速器的润滑往往采用浴油飞溅润滑。

但由于速比大，特别是三级减速器，各级间的浴油情况不易兼顾。

在减速器受到筒体辐射热的情况下，若因浴油飞溅润滑不能满足散热要求时，应考虑附设润滑冷却设施。

较简单的方法是在油池内敷设蛇形管。

有些转筒设置了稀油冷却润滑站，由电动机齿轮泵、冷却器、过滤器等组成。

它保证各轴承、齿轮润滑点的正常供油，而且又能使润滑油得到冷却。

6.2.3 密封装置的润滑
在金属-金属接触式的密封面上，如果添加润滑剂，对延长使用寿命和增强密封效果都有
好处。

带有压轮装置的密封结构，由于压轮的转速可达80-90 r/min，更需要有效的润滑。

沈阳润滑设备厂和太原矿山机器厂生产的电动多点干油泵DDB-36和DDB-10，供油点分别为36点和10点。

6.3 密封装置
筒体衬里的作用是保护筒体，使之免受高温，起隔热作用，减少散热损失。

如使用耐火砖，耐火砖需要经常更换，它的更换期一般为筒体的运转周期。

维护好筒体衬砖，对于长期稳定优质高产起着重要作用。

有时为了产品干净或防腐也有衬铝和不锈钢板的。

查《干燥设备》知，干燥复混肥时，选用黏土衬砖作衬里。

6.3.1 密封装置位置与要求
回转筒一般是在负压下进行操作，回转的筒体及部件和固定装置的连接处不可避免存在缝隙，为防止外界空气被吸入筒内或防止筒内气体携带物料外泄污染环境，必须在某些部位设立密封装置。

对密封装置的要求是（1）密封性能好；（2）能适应筒体的形状误差（椭圆度偏心等）和运转中沿轴向的往复窜动；（3）磨损轻，维护和检修方便；（4）结构尽量简单[14]。

6.3.2 密封结构
进料箱密封装置应优先按下列标准选用：
a.HG21546.4-93《回转圆筒进出料箱密封装置类型与技术条件》；
b.HG21546.5-93《回转圆筒进出料箱密封装置MG型与技术条件》；
c.HG21546.6-93《回转圆筒进出料箱密封装置JC型与技术条件》。

参照上述标准，此回转圆筒干燥器的密封装置选用：MGJ2400，
尺寸为：D=2840+2δ，H=160，a=30,b=10,n-φ=36-φ18[17]。

附图：AutoCAD图一张A2图纸；
手工绘图一张A1图纸。

结论
毕业设计是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整的回转圆筒干燥器的设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。

这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。

通过此次毕业设计，经过工艺的衡算和设备设计计算及设备的选型，我设计出了一台比较合理的回转圆筒干燥器，年生产能力为10万吨复合肥。

其规格为：Φ2400，L23000，厚度14；配套电动机功率为25 kW。

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