化工回轉窯設計規定綜述一、總則二、筒體三、滾圈四、的設計計算五、六、潤滑七、傳動裝置八、窯頭、窯尾及密封裝置九、熱平衡、熱效率計算一﹑總則1.0.1主題內容a.回轉窯是對散狀物料(顆粒狀、塊狀或粉料)或漿狀物料進行加熱處理的熱工設備.它屬于回轉類設備,回轉筒體具有一定的安裝斜度,通常筒體內襯有耐火磚或設有內件(如換熱設備、抄板等),以低速回轉.b.本規定慨括了化工回轉窯的結構計算、設計—也就是說根據本設計規定和已知的工藝條件可以進行回轉窯的設計和計算.c.本規定所說的化工回轉窯主要包括以下九大部件:筒體與內襯、換熱裝置、滾圈、支承裝置、傳動裝置、窯頭罩、燃燒室、窯尾罩、加料設備.①筒體與內襯筒體由鋼板卷成,是物料完成物理與化學反應地回轉容器,因而是回轉窯的基體.由于回轉窯在化工過程中的作用不同,有的介質溫度高達1450℃,且介質往

往帶有腐蝕性,此時回轉筒體內都需要襯有若干層耐火材料---即窯襯,保護筒體和減少散熱損失.

②換熱裝置為了增強換熱效果,回轉筒體內往往還設有各種換熱裝置,如鏈條、換熱管束、格板式換熱器等.③滾圈筒體、物料、窯襯、內件等所有回轉部分的重量通過滾圈傳到支承裝置上.滾圈傳遞的載荷可達幾百噸,其本身的重量有可達幾十噸,是回轉設備的最重要的關鍵零件之一.④支承裝置支承裝置承受回轉部分的全部重量,由一對托輪軸承組和一個大底座組成.一對托輪支撐著滾圈,既允許筒體自由轉動,又向基礎傳遞了具大載荷.擋輪的作用是限制和控制回轉窯回轉部分的軸向竄動.⑤傳動裝置傳動裝置的作用是通過設在筒體中部的齒圈使筒體回轉,通常齒圈通過彈簧板與筒體相連.1.0.2本規定適用范圍:適用于工作壓力為微負壓或常壓的化工回轉窯及回轉設備,常用于煅燒、焚燒、還原、干燥、冷卻等工藝過程.1.0.3引用標準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《標準減速機》d.JB/T8854.2-1999《齒鼓式聯軸器》e.GB/T10095-1998《漸開線圓柱齒輪精度》1.0.4回轉窯分類a.按窯體幾何形狀來分:直筒窯、冷端擴大窯熱端擴大窯、兩端擴大窯.b.按加熱方式來分:內熱窯、外熱窯.c.按工藝作用來分:煅燒窯、焚燒窯、還原窯、干燥窯、冷卻窯.二．筒體筒體是回轉窯的基體,它應有足夠的剛度和強度.在安裝和運梳過程中應保持軸線的直線性和截面的圓度,它關系到延長回轉窯內襯的壽命,減少暈轉阻力,及功率消耗,減輕不均勻磨損,減少機械故障,保持長期安全運轉,因此十分關鍵,所以必須根據這一要求來設計窯的筒體.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.筒體的強度問題主要表現為筒體在載荷坐用下產生裂紋,尤其是滾圈附近的筒體.筒體在運轉過程中存在著相當大的應力,特別是軸向應力比切向應力大得多.因此在制造、安裝、使用和維修工作時應保證和保持筒體的直線性.2.1.1筒體的基本參數筒體的基本參數主要有:物料在筒體內的停留時間τ、填充系數f、筒體傾角α、轉速n.a．物料在筒體內的停留時間τ:物料在筒體內的停留時間τ主要與筒體長度、內徑、轉速、傾角、結構(有無抄板、擋料板)及自然傾角等因素有關.物料在窯內移動的基本規律是隨著窯的回轉,物料被帶到一定高度,隨后下落,由于窯是傾斜的,物料在滑落的同時就沿筒體軸線前進了一段距離.按筒體內是否有抄板,分兩種情況來計算物料在筒體內的停留時間τ.⑴筒體內無抄板的物料停留時間ττ=L(θ+24)/(324Di·n·sinα)Di—筒體內徑,如果不是等徑窯,應分段計算;帶內襯的窯應為襯后直徑.⑵筒體內無抄板的物料停留時間ττ=m·k·L/(Di·n·sinα)m、k是系數,它與物性參數、抄板形式、介質與物料的流動方式密切相關,除了按規定選取外,還應結合實際,參考類似工況的回轉窯確定系數m、k的取值.b.填充系數f窯某一截面上的填充系數f等于物料層所占有的截面積與窯整個截面積之比.某一窯的平均填充系數f等于該段窯內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f主要與結構影響系數、物料處理量、物料的停留時間、物料的密度、筒體的長度及內徑等因書素關.f=2.12×10-2×k1·G·τ/(ρ·l·Di2)對帶內襯的回設備，轉速過快而產生的慣性振動還會導制內襯的松動和脫落。2.1.2支承檔數的確定支承檔數按筒體內徑及筒體長度的比值來確定,具體取發見表2.1.2.冷卻機、干燥機的長徑比一般都小于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襯和不帶內襯兩種情況,分別見表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,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,主要以筒體計算結果為準,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:當回轉設備支撐檔數為奇數時，通常擋輪設置在中間檔；當回轉設備支撐檔數為偶數時，通常擋輪設置在中間靠近窯尾方向的第一檔.主要是因為筒體受熱要伸長,這樣可以減少累計伸長量,當然由于布置結構等原因,也有將擋輪設置靠近窯頭方向的支承裝置,此時筒體在窯體上竄時受軸下拉力.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筒體內部裝置a.內襯內襯的作用是保護筒體,使之免受高溫、介質腐蝕、磨損,變減少散熱損失.內襯每隔2~3年就要大修一次,這主要取決于內襯材料的質量、砌筑施工質量和操作穩定性等因素.常用耐火材料有:粘土質耐火磚、高鋁質耐火磚、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:其作用是將內襯分成若干個區,分別固定.它是焊在筒體上的一組圓環,厚度可取筒體厚度,但高度應為筒體內襯厚度的1/3~1/2左右.2.1.7測溫裝置常用的是滑環測溫裝置,熱電偶接線通過滑環與測溫儀表連接,測出回轉窯上需要測出的各點溫度.滑可用φ20~30mm紫銅棒煨制而成,環直徑取1.1~1.3Do.2.2筒體的計算2.2.1筒體的載荷計算: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,簡化為集中載荷.a.筒體單位長度載荷:qs=0.242·(Di+δ)·δN/m由于筒體各段的厚度不同,應分段計算,另外考慮筒體有內件時可增加10%~30%.b.筒體內襯單位長度載荷:qc=3.081×10-5·ρc·(Di-hi)·hiN/m如果是多層內襯應分層計算.c.筒體內單位長度物料載荷:qu=7.705×10-6·ρ·f·Dio2N/m注意窯內可能出現的最大填充率f.d.筒體內單位長度抄板載荷:qf=7.701×10-2·δ1·H·nN/m

一般需要計算實際抄板總重量再除以筒體長度.如果筒體內無抄板,此項載荷就沒有.f.齒圈質量Gc=f1·m·B2·df2f1—計算系數算系數、m—齒圈模數mm、B2--齒圈寬度mm、df2—齒圈分度圓直徑mm.剛計算時可能不知道m、B2、df2,應參照類似回轉窯設備先假定一個m、B2、df2,按步驟向后計算,最終會計算出一個m、B2、df2,再將它們與前面的假設進行比較,若差不多,說明前面假設成立,否則應重復上一假設過程,直到最終計算結果與假設相當時為止.2.2.2筒體彎矩計算及應力校核a.筒體計算的概念筒體截面剛度計算應是計算筒體的徑向變形,并使它不超過滿足運轉條件的徑向變形許用值.筒體的應力一般有軸向應力σ和切向應力στ(實際上的應力不限于此,遠比這要復雜得多).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.鋼制圓筒橫臥置放于地面上時,在自重作用下,在其底部會產生數值很可觀的切向彎曲應力.對于回轉窯,因增加了內襯、物料、齒圈等各項載荷,支承情況與自由臥置完全不同,對這種情況下的切向應力雖有幾種分析方法,但都不怎么成熟,目前也不適用于設計計計算,因此國內外至今任沿用一定的假設條件下的軸向應力計算的方法,在統計基礎上確定許用應力,通過軸向應力計算來間接保證徑向變形和切向應力滿足剛度和強度要求.b.三個假設條件⑴將筒體視為圓截面水平連續梁,不計傾角影響,也不計筒體截面變形后對截面模數的影響.⑵不計物料重心對筒體軸線的影響,不計筒體所受扭矩.⑶按靜載荷計算.c.進行筒體計算的主要目的

⑴驗算強度-變形條件,以確定所選的筒體厚度是否合適.M1=q/2·l12;M2=q/2·l22;跨間最大彎矩Me=-q/2(l1+e)2+e·F1跨間最大彎矩發生在筒體內剪力燈于零的地方即F1=e·q+l1·qe.筒體的應力計算及校核⑴支座處的軸向彎曲應力σ1⑵跨間最大彎曲應力σef.三支點以上(包括三支點)筒體彎矩計算⑴三彎矩方程對于m+2檔支承(即m+1跨)的筒體,可以簡化為一個m次超靜定連續梁,它的兩端是懸伸梁,對每一個中間支座(2,┈m+1)均可列出一個三彎矩方程式(彎矩以梁下側纖維受拉為正)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在該跨右支座產生的虛反力;An-—跨度Ln上的虛載荷ωn在該跨左支座產生的虛反力;Mn-1、M

n–端支座彎矩,以在簡化載荷時求得.對m個中間支座可列出m個聯立方程,從而求得m個未知的支座截面彎矩.⑵截面慣性矩I按跨間筒體厚度計算,滾圈下加厚段的影響不計.⑶對三檔支承的窯,即m+2=3,m=1,近中間一個支座的彎矩M2未知.M2=[-6Bn-1-6An-M1l2-M3l3]/2(l2+l3)⑷支座反力的計算第n個支座的反力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附加彎矩的計算附加彎矩是由于托輪安裝位置不準確或支座沉陷引起的.g.應力計算與校核計算公式同兩彎矩方程h.筒體變形計算⑴筒體軸線撓度①跨間最大撓度ymax計算按表2.2.4.1分別計算后再疊加.②懸伸段端部撓度ye的計算ye=le·θ0-y0Y0按表2.2.4.1(2)計算③許用撓度[ym]的計算跨間許用撓度[ym]=3×10-4·L懸伸段許用撓度[ym]=4.5×10-4·le⑵筒體截面變形計算與校核①筒體徑向變形量用橢圓度e1來衡量e1=8.14×10-14Qc·Rc3/E·I②筒體徑向變形量校核[e1][e1]=1.5×10-3Dii.筒體安裝尺寸的計算⑴筒體熱膨脹量的計算:計算熱膨脹量以鄰近齒圈的托輪為基準⑵基礎水平距離及標高尺寸計算:計算基礎水平距離及標高尺寸時必須考慮筒體的安裝斜度及熱態工作的膨脹量.計算回轉設備的熱膨脹量的一個目的是為了協調回轉設備在使用狀態與安裝狀態下滾圈與支撐裝置的接觸長度，確保支撐裝置處于有利的受力狀態下工作。箱形鋼板焊接結構,整體鑄鋼結構.b.滾圈尺寸⑴滾圈外徑Dr與截面高度H的確定.設計時參照表3.1.2.1選取,對無內襯的回轉窯,Dr/Di可根據情況適當減少.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算接觸應力≤滾圈材料的許用接觸應力,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墊板的數量與尺寸墊板的數量按筒體外徑圓周每隔300~400mm(弧長)設置一塊.一般墊板的寬度占其所在的整個圓周長的60~70%。墊板的寬度b=2π(Di+2δ)/3n墊板的長度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;②墊板與筒體焊后必須進行外圓加工,外圓應與筒體同軸,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滾圈安裝處的筒體壁溫及他們的加工精度來確定的。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,長度以保證與墊板的焊接方便為宜.③擋板數量與分布--擋板數量與墊板數量相等,在滾圈兩側交錯布置.e.滾圈在筒體上的固定方式①松套式--滾圈內徑與墊板外徑間留有間隙.合理選擇間隙的大小,即可控制熱應力,又可充分利用滾圈的剛性使之對筒體起加固作用.②鉚固式—用鉚釘把滾圈、墊板與筒體鉚固在一起.③楔鐵式---通過一組組帶有斜面的楔鐵把滾圈固定在筒體上.滾圈內徑必須加工成斜面,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滾圈與筒體墊板之間的安裝間隙是根據滾圈安裝處的筒體壁溫及它們的加工精度來確定的.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滾圈的設計計算a.滾圈與托輪的材料關于二者材料的組合有兩種觀點:一種看法認為滾圈大而重,不易更換,為延長其使用壽命,滾圈的材料應比托輪好,即滾圈的硬度應比托輪高;另一種看法認為托輪轉速比滾圈高,點蝕和磨損快,而托輪表面損壞后又會影響滾圈的壽命,因此托輪的硬度應比滾圈高.目前國內大部分采用滾圈材料的硬度應比托輪低.

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力的計算與校核①滾圈與托輪材料不同時的接觸應力的計算見3.2.2.1-1;②滾圈與托輪材料相同時的接觸應力的計算見3.2.2.1-2.c.接觸應力的校核①滾圈與托輪的接觸應力差值③固定于筒體上的滾圈彎曲應力計算.⑴均布載荷⑵滾圈上的彎矩⑶最大彎矩⑷彎曲應力計算與校核按(3.2.3.1-4~6).四、支承裝置的設計計算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,即托輪采用非對稱的布置形式，這樣可使兩側的托輪在運行時所受的磨擦力相等，即使得兩側托輪的運行壽命相當。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.托輪軸向力分析見圖4.1.4所示⑴下滑工況

⑵上竄工況⑶停窯工況d.接觸應力計算托輪接觸應力計算公式同滾圈接觸應力計算公式.(二)托輪設計計算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滿足下列三項要求:⑴工作狀態時托輪與滾圈應保持全接觸.⑵由于筒體的熱膨脹及托輪底座的安裝誤差,托輪的寬度應大于滾圈寬度50~100mm.⑶當窯體較長和工作溫度較高時,應驗算冷態時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與不轉分為轉軸式結構和心軸式結構.⑴普通機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.接觸強度條件見式4.3.1.3d.擋輪直徑見式4.3.1.4回轉窯是傾斜安裝的,由自重及磨擦產生軸向力,又因滾圈和托輪軸線不平行而產生附加軸向力.形大體重的筒體的軸向位置難于固定,應允許筒體沿軸向往復竄動.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竄動.竄動周期一般為每班1~2次.擋輪的作用是限制筒體軸向竄動(普通機械擋輪)或控制筒體軸向竄動(液壓擋輪).普通機械擋輪成對安裝在與齒圈鄰近的滾圈兩側,擋輪是否轉動成為筒體上竄或下滑的標志,因此亦稱為”信號擋輪”.實際操作中,應避免使上擋輪或下擋輪長時間連續轉動.普通機械擋輪在工作時僅能起到限制筒體的軸向竄動,沒有其它作用力來推動筒體向上竄動,必須靠托輪軸線與滾圈軸線的不平行安裝來產生上竄力.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.托輪裝置承受整個窯回轉部分的重量(主要是筒體、內襯、窯內換熱裝置、物料、滾圈、齒圈),并使筒體、滾圈能在托輪上平穩轉動.《回轉窯用的托輪》及《回轉窯用的擋輪》為化工回轉窯的支承裝置的標準系列,設計中應優先選用.《回轉窯用的托輪、擋輪類型及技術條件》---HG21546.1-93.《回轉窯用的托輪》---HG21546.2-93.《回轉窯用的擋輪》---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調整托輪軸承座時的推力,⑷支座不傾覆的條件,六、潤滑要使回轉窯長時穩定運行,各運轉部件保持良好的潤滑條件是十分重要的一環.回轉窯的轉動部件比較多,且具有如下特點:⑴低速重載,⑵環境溫度高，筒體表面溫度高達200℃；⑶環境粉塵多，⑷傾斜安裝低端軸承易漏油。a.潤滑油(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滑油,⑵高速、輕載、溫度低時應選用粘度小的潤滑油,⑶承受壓力大的機件選用耐高壓的潤滑油,⑷機件受溫度影響大時,除粘度外,還應考慮潤滑油的閃點和凝固點.b.在下列條件下宜選用潤滑脂:⑴避免灰塵進入軸承內的部件;⑵不需要經常檢查的地方;⑶某些低速、重載和溫度高的機件.在潮濕的環境中,應選用鈣基潤滑脂,在高溫條件下必須選用鈉基潤滑脂.回轉設備的傳動件的潤滑主要是指軸承、托擋輪與滾圈及大小齒輪之間的潤滑。其中滾動軸承主要采用潤滑脂，托擋輪與滾圈之間主要采用石墨塊潤滑，大小齒輪之間采用壓縮空氣噴油潤滑和小齒輪帶油潤滑。七、傳動裝置

回轉窯傳動裝置的特點是減速比大。回轉窯低速級(即筒體)轉數多半為1~1.5r/min,不超過3r/min,而干燥機和冷卻機的轉速一般不超過6r/min,因此力矩很大,需要的傳動部件尺寸很龐大.a.傳動裝置的基本要求⑴足夠的傳動功率,先進而簡潔的傳動系統,⑵運行可靠、操作簡單、維修方便,⑶對采用調速的要有足夠的調速范圍,⑷為了安全維護和檢修需要,應設置輔助傳動裝置.b.傳動系統說明主傳動系統是:主電機、液力偶合器、主減速機、聯軸器、齒輪與齒圈、筒體.c.傳動形式隨著窯直徑的加大,傳動功率也要求越來越大,以前由于大功率大速比減速機的設計制造存在困難,較大的窯都采用雙傳動.雙傳動的特點:⑴減輕齒圈的重量;⑵單側傳動件發生故障時,可降低產量用另一側傳動繼續運轉;⑶嚙合的齒對數增加,傳動更平穩;⑷零部件數量增加,增加了安裝和維修的工作量;⑸雙傳動兩側的電機必須是同步的---電動機需要采用直流電源驅動.目前,隨著冶煉技術和熱處理工藝技術的不斷發展,齒輪和傳動軸的材料的機械性能得到大大的提高,大功率、大速比的減速機制造能力也有了突飛猛進的發展,并且引進國外先進技術的減速機也非常方便,因此在進行傳動裝置設計時,大多數采用單傳動,而不是雙傳動.d.在回轉設備的傳動裝置中，主電機與主減速機之間的限矩型液力偶合器的主要作用是：⑴輕載或空載啟動電動機和逐步啟動大慣量負載，提高異步電機的啟動能力；⑵防護動力過載，保護電動機；⑶可隔離振動，緩和沖擊；⑷可方便實現離合。e.輔助傳動輔助傳動的作用是當主電機或主電源發生故障時,定期轉動窯以免筒體應上下溫差造成彎曲,并確保砌筑、安裝或檢修時能使筒體停留在某個指定的位置.輔助傳動與主傳動電機電源應分開設置,輔助電機與輔助減速機之間應設有制動器.以防窯在電動機停轉后由于在物料、內襯的偏重作用下反轉.窯的反轉速度接近甚至超過正常轉速,此時減速機變成了增速機,如不加以制動,可能會影響電機.在輔助減速機與主減速機之間應設有離合器,在窯正常轉動時使輔助傳動與主傳動脫開.在離合器未脫開的情況下,輔助傳動與主傳動不能同時轉動,因此輔助傳動與主傳動的電機應有電氣聯鎖.為了保證安全可靠,在離合器與主電機之間還應有機械—電氣聯鎖裝置,以防在離合器未脫開時啟動主電機.離合器分為手動牙嵌式離合器、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的力矩傳入主減速機,如果主減速機按同一方向驅動主減速機的主動軸,離合器將處于脫離狀態,起到脫開兩者作用.f.傳動功率的計算:⑴基本公式:N=N1+N2N1=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經驗公式ND=K·γ·D3·L·n四個公式比較一下各有特色,平時用的多的是基本公式,即第一種計算方法.值得一提的是對未計算過的窯,應該與類似窯的功率作一比較,以防取的系數與實際情況出入太大.電機功率取得太大也不好,但取的太小問題更嚴重.7.2主要零部件的選用和設計a.電動機⑴回轉窯的載荷特點:①恒力矩,即阻力矩與轉速無關---指正常物料流通量情況下.②起動力矩大,窯的起動往往是在滿載的條件下進行,此時托輪軸承內尚未形成油膜,阻力矩也大.一般起動力矩是正常力矩的3.5~4倍.因此回轉窯用的電機必須滿足上述兩個載荷特點.b.電動機的選用要點:⑴對于煅燒、反應等有物料性能變化和處理量波動的回轉窯,以及要求調速的回轉窯應選用調速電機,調速范圍1~3以上.⑵對環境溫度高、含粉塵或含腐蝕氣體的工況,應選用防爆防塵或防腐蝕電機.⑶對環境溫度高,已超出電機使用范圍者,應設置通風冷卻裝置或隔離裝置.⑷應考慮回轉窯的載荷特點.另外對于有要求調速的回轉窯的電動機的選擇方法如下:⑴對功率較小的電動機,可選擇電磁異步調速電機,⑵對功率較大的電動機,可選擇調速型液力偶合器調速,⑶對功率較大的電動機,可選擇調頻電機來調速,即調整電源的頻率.c.齒輪罩齒輪罩的作用是將轉動的齒圈隔離起來,起安全保護作用.確定齒圈罩寬度時,必須開慮筒體的軸向竄動量.在設計齒圈罩時應防止漏油,在側壁和周壁上應適當設置觀查孔,以便檢查和測量齒圈與小齒輪的嚙合情況.d.減速機的選用i總=i1·i2總速比i總=電機的轉速與窯轉速之比;i1減速機速比;i2大齒圈與小齒輪的速比;大齒圈與小齒輪的速比i2與窯的長徑比有關,一般為7.5~12.取8~9的較多.設計傳動裝置時，分配減速機的速比i1和大小齒輪之間的速比i2時主要應考慮的因素為：回轉設備的結構安裝尺寸及減速機和大小齒輪的綜合投資。減速機的選用除了考慮滿足速比i1要求外,還應考慮所傳遞的有效功率N,一般減速機的額定功率應≥2N,并且減速機的熱功率還應滿足廠房的散熱要求.f.大齒圈和小齒輪的設計和計算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.主要是綜合減速機、小齒輪及支撐架的布置,最后確定.⑵齒圈分度圓直徑Df2的確定齒圈與筒體的連接通過彈簧板,彈簧板的安裝需要一定的空間,因此可由回轉筒體的直徑來確定齒圈分度圓直徑Df2.見表7.2.3.2⑶齒圈的模數m齒圈的模數m主要是參照電機功率按表7.2.3.3選取.⑷齒數小齒輪齒數Z1為17~23之間的奇數，優先選取19、21，大齒圈齒數Z2必須取偶數,為了便于安裝和運輸,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，應對齒輪進行熱處理，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《漸開線圓柱齒輪精度》的規定,一般精度等級取9級.g.齒圈與小齒輪的設計計算齒圈與小齒輪的設計計算按接觸強度和彎曲強度進行,本規定的計算公式主要是按接觸強度進行的,彎曲強度的計算要按機械設計手冊中有關齒輪傳動中的有關內容進行.經驗表明,按本規定接觸強度計算出的齒圈,都滿足彎曲強度的要求.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是取計算的運轉功率加上一余量。⑵小齒輪寬度Bf1Bf1=

Bf2+△B△B---窯體的竄動量,⑶齒圈結構尺寸工字形截面,切向彈簧板固定的齒圈,其各項尺寸按下列取定: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.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.彈簧板的數量、結構尺寸見表7.2.3.7f.聯軸器根據電機功率可計算出聯軸器需要傳遞的扭矩,再根據此值和有關標準即可選擇出滿足要求的聯軸器.扭矩M=9550·kp·N/n≤[M].八、窯頭、窯尾及密封裝置8.1窯頭罩經過處理的物料,從回轉的窯體內出來,通過窯頭罩進入下道工序.窯頭罩與筒體之間有窯頭密封裝置,窯頭罩上設有看火孔,用來觀察操作中的窯內情況.對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采用滑動式窯頭罩.b.窯頭罩上應設有觀察孔、檢修門、測溫口、出料口等工藝接口.c.燃燒室主要尺寸的確定燃燒室必須有足夠的容積,對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---燃料的容積熱強度.見表8.1.3-1及表8.1.3-2.⑵燃燒室的內徑Di燃燒室的內徑Di主要是根據燃燒器最大負荷是的火焰直徑來確定,一般在火焰外徑與燃燒室內徑之間留有300~500mm.⑶燃燒室的長度LL=V/(π/4Di2),同時還應滿足燃燒器的火焰的長度的要求,燃燒室的長度L不得小于燃燒器的火焰的長度.d.燃燒室的結構⑴燃燒室的結構應能使燃料強化燃燒,提高燃燒室的溫度,使燃料充分燃燒,減少散熱損失,降低燃料消耗量.⑵燃燒室的內襯結構及厚度應保證外殼溫度在70~90℃,最高不