5000型瀝青混凝土拌合樓的畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、第一章緒論 1.1 瀝青混凝土設(shè)備概述 瀝青混凝土就是將各種規(guī)格的骨料（砂、石）、粘結(jié)劑（瀝青或渣油）和填料（礦粉） 按一定比例混合形成瀝青混合料，經(jīng)成型后所形成的混凝土板塊。用于拌和瀝青混合 料的機(jī)械設(shè)備就稱作瀝青混凝土拌和設(shè)備。 1.1.1瀝青混凝土拌合設(shè)備的主要作用 瀝青混凝拌合設(shè)備是瀝青路面施工的關(guān)鍵設(shè)備，瀝青混凝土拌合設(shè)備運(yùn)用的好 壞，嚴(yán)重影響路面工程施工的質(zhì)量、進(jìn)度和生產(chǎn)效益。 攪拌設(shè)備完成的基本工作 （1）將冷礦料初步配料、加熱烘干、重新篩分與計(jì)量； （2）將液態(tài)瀝青瀝加熱、保溫、輸送與計(jì)量； （3）將填料進(jìn)行輸送與計(jì)量； （4）將按照一定的配合比計(jì)量好的熱礦料、礦粉與熱瀝青均勻

2、地拌和成所需要 的成品混合料。 1.1.2 瀝青混凝土拌合設(shè)備的分類 1. 按生產(chǎn)工藝劃分為間歇式和連續(xù)式 間歇式拌和設(shè)備的工藝特征是：各種成分是分批計(jì)量好后投入拌和器進(jìn)行拌和 的，拌和好的成品料一批從拌和器卸出，接著進(jìn)行下一批料的拌和，形成周而復(fù)始的 循環(huán)作業(yè)過(guò)程。 連續(xù)式拌和工藝中，各種原材料是連續(xù)地進(jìn)入拌和筒中，拌好的成品料也是源 源不斷地從拌和筒卸出。在結(jié)構(gòu)上，這種設(shè)備的骨料烘干和拌和在同一個(gè)滾筒中進(jìn)行。 2. 按設(shè)備的額定生產(chǎn)率劃分為 ? 小型設(shè)備：額定生產(chǎn)率小于 60t/h ; ? 中型設(shè)備：額定生產(chǎn)率在 70140t/h ; ? 大型設(shè)備：額定生產(chǎn)率大于150350t/h ; ?

3、 超大型設(shè)備：額定生產(chǎn)率大于350 t/h 。 3. 按設(shè)備的機(jī)動(dòng)方式不同可劃分為固定式、半固定式和移動(dòng)式三種。 1.1.3 間接式攪拌設(shè)備與連續(xù)式攪拌設(shè)備的比較 強(qiáng)制間歇式拌和設(shè)備（圖1.1 ）的生產(chǎn)一般為各組成成分（碎石、砂子、石粉、 瀝青等）按比例分別進(jìn)行精確計(jì)量且間歇 分批投料和強(qiáng)制攪拌，即分批計(jì)量一一分 批投料一一分批強(qiáng)制攪拌一一分批出料。 骨料在烘干之后計(jì)算。冷骨料的烘干加熱 和混合料的攪拌分別在兩個(gè)不同的總成 裝置（干燥滾筒和攪拌器）內(nèi)進(jìn)行；冷骨 料烘干加熱方式為火焰逆流式。其自動(dòng)化 程度高，瀝青混合料制備質(zhì)量高，烘干加 熱效果好，成品料殘余含水量小，適用范 圍廣。但是產(chǎn)生大量粉

4、塵，除塵設(shè)備成本高 連續(xù)滾筒式攪拌設(shè)備的生產(chǎn)一般為各組成成分（碎石、砂子、石粉、瀝青等）按 比例分別進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)計(jì)量且連續(xù)投料和滾筒跌落攪拌，即按質(zhì)量（或容積）連續(xù)計(jì) 量一一連續(xù)投料一一連續(xù)滾筒跌落攪拌一一連續(xù)出料。骨料在烘干加熱前計(jì)量。冷骨 料的烘干加熱和混合攪拌在同一總成裝置（烘干攪拌筒）內(nèi)進(jìn)行的，冷骨料烘干加熱 方式為火焰順流式。生產(chǎn)過(guò)程中粉塵量大量減少，污染小，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)化。由于其采 用順流加熱方式，熱效率相對(duì)較低，混合料成品殘余含水量難以掌握，且瀝青可能接 觸明火產(chǎn)生老化。 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r與發(fā)展趨勢(shì) 瀝青混凝土攪拌設(shè)備是瀝青路面機(jī)械化施工的關(guān)鍵設(shè)備，由于其運(yùn)行狀況直接影 響施

5、工質(zhì)量與速度，歷來(lái)為公路施工單位所重視。近 20年來(lái),我國(guó)公路交通事業(yè)發(fā)展 迅猛,公路機(jī)械化施工因此獲得巨大進(jìn)步，特別是對(duì)參與高速公路瀝青路面工程建設(shè) 的企業(yè)來(lái)說(shuō)，擁有大型瀝青混凝土攪拌設(shè)備已是市場(chǎng)準(zhǔn)入條件之一。就技術(shù)工藝和設(shè) 備的先進(jìn)性而言，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、意大利、日本和韓國(guó)等國(guó)家生產(chǎn)的瀝青 混凝土攪拌設(shè)備在總體技術(shù)水平和運(yùn)行性能方面處于世界前列，尤其在智能控制和運(yùn) 行可靠性方面更是如此。如何縮小與國(guó)外同類產(chǎn)品的差距，開(kāi)發(fā)出滿足市場(chǎng)急需的產(chǎn) 品,主導(dǎo)國(guó)內(nèi)瀝青混凝土攪拌設(shè)備市場(chǎng)，已經(jīng)成為目前國(guó)內(nèi)企業(yè)急需解決的課題。 近年來(lái)隨著國(guó)家對(duì)道路建設(shè)投資的加大， 尤其是高等級(jí)公路的發(fā)展，筑路機(jī)械

6、行 業(yè)迎來(lái)了又一個(gè)春天。作為公路施工機(jī)械核心設(shè)備的瀝青拌合設(shè)備得到了突飛猛進(jìn)的 發(fā)展和技術(shù)革新，產(chǎn)品效率高、檔次高、產(chǎn)品規(guī)格系列化、設(shè)備性能先進(jìn)化、操作控 制自動(dòng)化的高端產(chǎn)品成為瀝青攪拌設(shè)備發(fā)展方向。240t/h以上的產(chǎn)品已占整個(gè)市場(chǎng) 份額的40%左右，但主要以國(guó)外產(chǎn)品為主，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品以160t/h以下的中低檔產(chǎn)品居 多。目前國(guó)外瀝青攪拌設(shè)備外形結(jié)構(gòu)緊湊、 精巧,便于拆卸轉(zhuǎn)移，尤其是智能控制技術(shù) 的成功運(yùn)用，使得瀝青攪拌設(shè)備的技術(shù)水平得到了進(jìn)一步的提升。另外，國(guó)家對(duì)道路 施工質(zhì)量要求也越來(lái)越嚴(yán)格，瀝青混合料質(zhì)量的影響因素也成為拌合設(shè)備設(shè)計(jì)者們的 考慮對(duì)象，新的技術(shù)理念和新的結(jié)構(gòu)不斷應(yīng)用到瀝青拌合

7、設(shè)備領(lǐng)域。因此雖然瀝青攪 拌設(shè)備將會(huì)有一個(gè)大的飛躍，但由于技術(shù)上的差距，對(duì)我國(guó)瀝青拌合設(shè)備的發(fā)展和技 術(shù)革新提出了新的要求和挑戰(zhàn)。近年來(lái)由于新開(kāi)工的油面工程較多， 瀝拌市場(chǎng)延續(xù)了 良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。另外加上監(jiān)理方要求高速公路配備5000型瀝青攪拌站，從而使得 5000型的市場(chǎng)相對(duì)比較火爆。 1.2.1國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 瀝青混凝土拌合設(shè)備在國(guó)外有著很久的歷史，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，特備是隨著電子 技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息處理技術(shù)的迅速發(fā)展，瀝青混凝土拌合設(shè)備已經(jīng)達(dá)到很高的 水平，并且還在不斷的改進(jìn)完善和提高。其總體發(fā)展水平可以歸納為： 1、生產(chǎn)能力系列化、大型化 2、技術(shù)性能先進(jìn)化 3、控制操作自動(dòng)化 我國(guó)

8、瀝青混凝土拌合設(shè)備從20世紀(jì)60年代后期起步，進(jìn)入80年代后期，在國(guó) 家“八五”規(guī)劃中，交通部把1000型瀝青攪拌設(shè)備（其中包括間歇式和連續(xù)式）作為 重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目以來(lái)的5年后初顯成效，間歇式瀝青攪拌設(shè)備在 1000型的基礎(chǔ)上，國(guó) 內(nèi)企業(yè)通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和技術(shù)合作，以及自主開(kāi)發(fā)的形式，成功研制開(kāi)發(fā)了2000和 3000型。進(jìn)入21世紀(jì)，間歇式瀝青攪拌設(shè)備就在我國(guó)遍地開(kāi)花，很多企業(yè)都成功地 研制開(kāi)發(fā)了 3000型，特別是最近幾年加大了對(duì)行業(yè)先進(jìn)技術(shù)的跟進(jìn)力度，在電子技 術(shù)、智能技術(shù)方面取得一定突破。并且在結(jié)束性能方面已經(jīng)達(dá)到國(guó)外80年代末90 年代初的現(xiàn)金水平。涌現(xiàn)了一批優(yōu)秀企業(yè)，如西筑、徐工、無(wú)錫雪

9、桃、無(wú)錫錫通、遼 筑等10多個(gè)廠家都成功研制開(kāi)發(fā)了 3000和4000型瀝青攪拌設(shè)備，有的企業(yè)甚至研 制開(kāi)發(fā)了 5000型瀝青攪拌設(shè)備，特別是國(guó)內(nèi)瀝青攪拌設(shè)備制造企業(yè)發(fā)展到60多家， 初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)規(guī)模化和普及化。 國(guó)內(nèi)企業(yè)通過(guò)引進(jìn)吸收國(guó)外的先進(jìn)制造技術(shù)，使我 國(guó)間歇式瀝青攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)、制造技術(shù)取得全面飛躍。目前整機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)已居國(guó)際前 沿水平。但是在生產(chǎn)規(guī)模、制造工藝產(chǎn)品的可靠性和耐用性等方面，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家 相比還有和大差距，特別是在開(kāi)發(fā)研制和生產(chǎn)大型攪拌設(shè)備、 提高產(chǎn)品的技術(shù)性能等 方面還需要我們努力解決。 1.2.2 干燥滾筒的發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)外瀝青攪拌設(shè)備外形結(jié)構(gòu)緊湊、 精巧，尤其是智能控

10、制技術(shù)的成功運(yùn)用， 使得 瀝青攪拌設(shè)備的技術(shù)水平得到了進(jìn)一步的提升。環(huán)保型瀝青攪拌設(shè)備產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成為 企業(yè)重要的一項(xiàng)工作。節(jié)能技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用已到了必須直面的時(shí)候。采 用人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)，提高操作的智能化，減少噪聲和振動(dòng)，對(duì)外觀造型設(shè)計(jì)的要求更 高。另外隨著電子技術(shù)和電子元件的日漸成熟，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)檢測(cè)， 自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)也逐漸在干燥滾筒上得到應(yīng)用。節(jié)能、環(huán)保、自動(dòng)化、智能 化、高效率、大功率是未來(lái)幾年干燥滾筒的發(fā)展方向。 國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)對(duì)干燥滾筒沒(méi)有自己的專業(yè)設(shè)計(jì)，即沒(méi)有自己的設(shè)計(jì)理論和計(jì) 算依據(jù)，比如燃燒區(qū)長(zhǎng)度的確定依據(jù)，料簾設(shè)計(jì)的熱力學(xué)計(jì)算，以及根據(jù)骨料級(jí)配

11、不 同如何調(diào)整導(dǎo)料板的布局，形成最佳的料簾提高熱能利用，確保出料溫度的最佳調(diào)節(jié) 控制。除塵器中一級(jí)和二級(jí)裝置的合理匹配， 特別是根據(jù)骨料級(jí)配類型不同如何合理 的調(diào)節(jié)裝置和依據(jù)，以滿足干燥滾筒合理的負(fù)壓、煙氣溫度；尤其是一級(jí)除塵裝置對(duì) 熱料倉(cāng)細(xì)級(jí)料的影響，以致于影響成品料的性能。另外，燃燒器與干燥滾筒的匹配的 冋題需認(rèn)真研究。 1.3 選題背景及意義 1.3.1選題背景 隨著中國(guó)交通道路網(wǎng)的不斷壯大與延伸，道路的施工設(shè)備也在不斷發(fā)展改進(jìn)。 在 高等級(jí)公路的建設(shè)中，瀝青混凝土作為一種面層料具有高溫穩(wěn)定性強(qiáng)、路面抗滑性能 好、抗磨耗能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多地被道路設(shè)計(jì)者們采用，瀝青拌和樓就擔(dān)負(fù)起了 生

12、產(chǎn)瀝青混凝土的使命，從而瀝青拌和樓在現(xiàn)代的高等級(jí)路面的施工中占有著舉足輕 重的作用。 近年來(lái)，在國(guó)家宏觀調(diào)控政策的影響下，我國(guó)工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了加速增長(zhǎng)階段， 呈現(xiàn)出前所未有的繁榮態(tài)勢(shì)。工程機(jī)械裝備已經(jīng)稱為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之 一占世界工程機(jī)械總量第七位。 隨著國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施， 南水北調(diào)工程，西 電東送工程的啟動(dòng)，奧運(yùn)會(huì)的基礎(chǔ)設(shè)施及場(chǎng)館建設(shè)等眾多國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，都為 國(guó)內(nèi)工程機(jī)械產(chǎn)品市場(chǎng)的發(fā)展提供了良好的空間，同時(shí)也必將有力地拉動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的 發(fā)展。道路建設(shè)速度日益加快，中小型的瀝青拌和樓已經(jīng)不能滿足道路建設(shè)的需求。 10年前產(chǎn)量在120t/h的瀝青拌和樓已經(jīng)漸漸逐出市場(chǎng)競(jìng)

13、爭(zhēng)的舞臺(tái)，取而代之的是 360t/h及400t/h等高產(chǎn)量的瀝青拌和樓，他們漸漸成為市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。 隨著拌合樓產(chǎn)量的不斷增大，其關(guān)鍵設(shè)備一一干燥滾筒有關(guān)設(shè)備和技術(shù)參數(shù)也迎 來(lái)了新的挑戰(zhàn)。對(duì)其使用壽命、工作效率、烘干能力、加熱裝置和驅(qū)動(dòng)方式提出提出 了新的要求。 1.3.2選題目的與意義 近年來(lái)隨著高等級(jí)公路的迅猛發(fā)展和對(duì)高等級(jí)公路路面質(zhì)量要求的加強(qiáng)，影響瀝 青混合料質(zhì)量的重要設(shè)備一一干燥滾筒裝置越來(lái)越受到設(shè)計(jì)者們和道路施工單位的 重視。集料的烘干質(zhì)量嚴(yán)重影響路面的攤鋪質(zhì)量，且烘干質(zhì)量的好壞與烘干方式、 烘 干溫度控制、葉片結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度等息息相關(guān)。以最低油耗達(dá)到最高效率的概念具體體現(xiàn) 在干燥滾筒

14、的每一個(gè)細(xì)微部分，為了達(dá)到以最低油耗達(dá)到最高效率的目的， 設(shè)計(jì)者們 利用在這一領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)對(duì)如烘干方式、 在筒內(nèi)聚集的時(shí)間、旋轉(zhuǎn)和排列方式、筒 的散熱方式、過(guò)量空氣等所有相關(guān)因素進(jìn)行認(rèn)真深入研究。顯然，為了得到質(zhì)量合格 的集料，拌合、稱量和振動(dòng)篩分這幾道工序至關(guān)重要，而干燥滾筒的作用同樣不容忽 視。因此，為了提高瀝青混合料的拌合質(zhì)量進(jìn)而提升公路攤鋪質(zhì)量達(dá)到國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)， 必須對(duì)干燥滾筒設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和選材等方面加強(qiáng)研究。 在本設(shè)計(jì)中，主要進(jìn)行干燥滾筒烘干方式、驅(qū)動(dòng)方式的選擇及結(jié)構(gòu)的確定和主要 零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算、強(qiáng)度校核。 第二章干燥滾筒設(shè)計(jì)方案的選擇 2.1 干燥滾筒的作用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 瀝青混凝土

15、本和設(shè)備有下列總成或部件組成：供料裝置，烘干加熱裝置，除塵裝 置，拌合器，礦粉裝置，成品料料斗，瀝青流量器，瀝青加熱裝置和操作控制室等。 冷骨料的烘干加熱裝置主要由干燥滾筒和燃燒裝置兩部分組成。它是瀝青混合料 拌合設(shè)備不可缺少的關(guān)鍵總成之一， 其作用是將骨料烘干加熱至一定的工作溫度， 然 后與一定溫度的適量瀝青等材料混合且均勻攪拌為成品料。即利用該裝置對(duì)骨料進(jìn)行 加熱并使其充分脫水，以保證計(jì)量準(zhǔn)確和準(zhǔn)確的油石比及有機(jī)結(jié)合料對(duì)熱骨料的均勻 裹覆，是成品具有良好的使用品質(zhì)和攤鋪性能。 2.1.1干燥滾筒的作用 烘干加熱裝置用于冷骨料的烘干和加熱到工作溫度，其主要部件是干燥滾筒。 干燥滾筒是對(duì)冷骨料

16、進(jìn)行烘干、加熱的裝置，使冷骨料在較短的時(shí)間內(nèi)用較低的 燃料消耗充分脫水，并升高到一定的溫度。其烘干能力與幾何尺寸、顆粒大小和含水 量有關(guān)。 對(duì)冷骨料烘干加熱的具體要求： 為使冷骨料在干燥滾筒內(nèi)以較短的時(shí)間、 較低的燃料消耗充分脫水并加熱至所需 的工作溫度，對(duì)干燥滾筒及冷骨料烘干加熱提出以下要求： 1）、冷骨料在干燥滾筒內(nèi)應(yīng)直接與燃?xì)獬浞纸佑|，以充分利用熱能。 2）、冷骨料在干燥滾筒內(nèi)應(yīng)均勻分散，并在筒內(nèi)有足夠的帶留時(shí)間。 3）、干燥滾筒內(nèi)應(yīng)有足夠的空間，能容納燃料燃燒后的熱氣和水分蒸發(fā)后的水氣， 以免使其內(nèi)部氣體受熱膨脹后壓力過(guò)大而使粉塵逸散。 2.1.2 干燥滾筒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 作為拌合設(shè)備關(guān)鍵

17、部件，干燥滾筒的技術(shù)更新也備受關(guān)注，其烘干方式由簡(jiǎn)單旋 轉(zhuǎn)式發(fā)展為強(qiáng)制間歇式和滾筒連續(xù)式， 并且有順流和逆流兩種，驅(qū)動(dòng)方式也發(fā)展為齒 輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和摩擦傳動(dòng)的多種方式。目前旋轉(zhuǎn)式、長(zhǎng)圓柱形的干燥滾筒得到廣泛 應(yīng)用。其用耐熱的鍋爐鋼板卷制焊接而成，骨料從一端進(jìn)入筒內(nèi)，從另一端卸出。另 外隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)、專家診斷系統(tǒng)、在線監(jiān)測(cè)等已經(jīng)開(kāi)始在干燥 滾筒上進(jìn)行應(yīng)用。隨著人們對(duì)干燥滾筒研究的不斷深入、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，以及 先進(jìn)制造技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展一些問(wèn)題將會(huì)得到進(jìn)一步的解決。滾筒內(nèi)葉片的結(jié)構(gòu) 形式對(duì)干燥效果的影響，將得到進(jìn)一步的研究，轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)數(shù)、傾斜度、干燥介質(zhì)溫度、 速度對(duì)干燥

18、速率的影響，提供較為準(zhǔn)確的最佳參數(shù)范圍。為進(jìn)一步提高效率、降低能 耗、優(yōu)化干燥滾筒性能，提高控制水平和產(chǎn)品質(zhì)量，不斷增強(qiáng)在線檢測(cè)的能力，計(jì)算 機(jī)技術(shù)、專家系統(tǒng)將在干燥滾筒的領(lǐng)域得到進(jìn)一步的應(yīng)用和發(fā)展。 2.2 干燥滾筒外部結(jié)構(gòu)的確定 干燥滾筒外部由滾筒體、筒箍、滾圈、支撐滾輪、驅(qū)動(dòng)裝置等組成，如圖2.1。 下面我們介紹其烘干方式、驅(qū)動(dòng)方式的選擇與安裝和支撐部分。干燥滾筒的筒體一般 采用耐熱鍋爐鋼板卷制焊接而成。小型滾筒用 4個(gè)滾輪支撐（每個(gè)滾圈下2個(gè)），大 型滾筒用8個(gè)滾輪支撐（兩個(gè)一組）。圓柱形的干燥滾筒經(jīng)滾圈支撐在支重滾輪上， 而滾圈通過(guò)與筒之間的溫度形變脹縮件（滾圈架）固定在筒外表面上。

19、骨料一般從一 點(diǎn)進(jìn)入筒內(nèi)，被烘干加熱后從另一端卸出。 圖2.1干燥滾筒主要結(jié)構(gòu) 2.2.1 烘干方式的選擇 冷骨料在干燥滾筒內(nèi)的烘干加熱方式一般有兩種：火焰逆流式與火焰順流式。前 者為冷骨料進(jìn)入干燥滾筒及在筒內(nèi)的流動(dòng)方向與火焰入筒內(nèi)的方向相反，即燃燒加熱 裝置安裝在干燥滾筒的出料口的一端， 火焰自滾筒的出料口一端噴入，熱氣流逆著料 流方向穿過(guò)滾筒，這種方式一般用于強(qiáng)制間歇式拌合設(shè)備的冷骨料烘干加熱裝置上； 而后者一般用于滾筒連續(xù)式拌合設(shè)備的冷骨料烘干與混合料攪拌裝置（簡(jiǎn)稱加熱攪拌筒）上，其冷骨料進(jìn)入加熱攪拌及在筒內(nèi)的流動(dòng)方向與火焰噴入筒內(nèi)的方向相同， 即 燃燒加熱裝置安裝在加熱攪拌筒的進(jìn)料口一

20、端， 火焰自滾筒的進(jìn)料口一端噴入，熱氣 流順著料流方向穿過(guò)滾筒。由于逆、順不同加熱方式的本質(zhì)區(qū)別，致使前者的熱量利 用效果明顯的優(yōu)于后者，本課題選擇逆流加熱方式 222驅(qū)動(dòng)方式的選擇 對(duì)于大型的設(shè)備，由于滾筒質(zhì)量已足夠大，因此常常將前后滾圈下的托輪作為主 動(dòng)輪，利用摩擦傳動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)干燥滾筒。 干燥滾筒不同驅(qū)動(dòng)方式比較表表2.1 項(xiàng)目 齒輪式 鏈輪式 摩擦式 適用范圍 中小型 大中型 大型 安全、密封性 旋轉(zhuǎn)部分暴露在外， 易磨損，安全性差 同齒輪式 旋轉(zhuǎn)部分可用密封 罩封閉，磨損小， 安全 可更換性 需整體更換 可部分更換 不必更換 制造精度 高 較高 一般 噪聲 較大 大 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小

21、 結(jié)合各方面因素，本課題選擇摩擦傳動(dòng)，如圖2.2 2.2.3 安裝與支撐 圓柱形的干燥滾筒經(jīng)滾圈支撐在支重滾輪上，而滾圈通過(guò)與筒之間的溫度形變脹 縮件（滾圈架）固定在筒外表面上，圖2.3。圓柱形筒體焊接 制造。一般選擇切向片狀滾圈架。滾圈架在筒體上采用焊接或 螺栓固定。滾圈架的安裝間距不應(yīng)大于滾圈架寬度的22.5 倍。滾圈架固定區(qū)內(nèi)筒體的凸緣可按以下尺寸制造：寬為（4 5） b,厚為（1.52）3（其中b滾圈寬度；S 筒壁 厚度）。 圖2.2摩擦驅(qū)動(dòng)方式 為保證冷骨料干燥烘干加熱后，能夠順暢的從其出料 口卸出和在筒內(nèi)具有一定的停留時(shí)間，且滿足烘干加熱要 求等，干燥滾筒一般傾斜安裝 36。滾筒

22、圖2.3安裝與支撐 的傾斜度、旋轉(zhuǎn)速度、長(zhǎng)度、直徑、葉片排列和數(shù)量等決定了骨料在滾筒的停留時(shí)間 （其中長(zhǎng)度、直徑、葉片的排列和數(shù)量等在設(shè)計(jì)制造時(shí)即已確定），其傾斜度為改變 設(shè)備生產(chǎn)率和適應(yīng)不同粒度與含水量的冷骨料在現(xiàn)代拌合設(shè)備上大多是可調(diào)的。當(dāng)骨 料含水量較大時(shí)，可選擇較小的角度，使冷骨料在筒內(nèi)的停留時(shí)間長(zhǎng)一些，烘干加熱 效果就好一些，反之可選擇較大的角度。在生產(chǎn)批量瀝青混合料過(guò)程中，傾斜度一旦 調(diào)定就不能再改變，因?yàn)楦淖兯鼤?huì)帶來(lái)一系列相關(guān)問(wèn)題，如冷骨料的進(jìn)料比例（供料 量大小）、燃燒加熱裝置噴燒器噴油量的大小和火焰強(qiáng)度以及油石比等。 滾筒筒體一般是依靠前后兩道筒箍和支撐滾輪（一般每道筒箍筒體

23、兩側(cè)各有一個(gè) 支撐滾輪）支撐安裝在機(jī)架上。在大型干燥滾筒上，為減小接觸應(yīng)力在每道筒箍筒體 一側(cè)也采用成對(duì)支撐輪來(lái)支撐的， 每對(duì)支撐輪是通過(guò)平衡架安裝在機(jī)架上。由于筒體 傾斜安裝且以旋轉(zhuǎn)方式工作，為防止其軸向滑移，通常在每道筒箍的兩側(cè)各安裝一個(gè) 水平止推、定位滾輪以便承受滾筒的下滑力。 2.3 干燥滾筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)與進(jìn)排料結(jié)構(gòu) 2.3.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如圖2.4，為使冷骨料在干燥滾筒內(nèi)被均勻拋散而有效的吸收熱量，達(dá)到烘干加 熱的目的，在滾筒內(nèi)壁不同區(qū)段上安裝有不同形狀的葉片。當(dāng)滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片將骨 料刮起、提升于不同的位置、不同高度拋下，從而使骨料與熱氣流充分接觸而被加熱。 改變不同區(qū)段上的葉片結(jié)構(gòu)，

24、同樣可以改變冷骨料在筒內(nèi)的移動(dòng)速度，即可以改變拌 合設(shè)備的生產(chǎn)率。 nzI) 圖2.4葉片結(jié)構(gòu) 11 圖2.5料簾的形成 干燥滾筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)根據(jù)不同的位置、不同的結(jié)構(gòu) 葉片的功能可劃分為三大區(qū)：受料區(qū)、提升-拋散區(qū)、 （烘干加熱區(qū)）和卸料區(qū)。為使骨料自滾筒進(jìn)料端較快 的向內(nèi)移動(dòng)，受料區(qū)大多采用螺旋葉片，它相對(duì)于滾筒 軸線的升角為 45 60 ,該區(qū)長(zhǎng)度大約為筒徑的 0.50.8倍。提升-拋散區(qū)內(nèi)的冷骨料向前移動(dòng)只要是 依據(jù)筒體的傾斜。該區(qū)根據(jù)筒體的長(zhǎng)度可安裝數(shù)排平行 于滾筒軸線的提升-拋散葉片，兩排葉片間應(yīng)具有合適 的間距。為使熱氣更好的傳給骨料，相鄰兩排的在徑向 上應(yīng)該錯(cuò)開(kāi)。葉片長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)此

25、區(qū)的長(zhǎng)度、葉片排數(shù)及相鄰排間距等方面選擇一個(gè)合 理值。葉片形狀多為槽鋼形和彎角形?？拷紵鞯囊欢巳~片斷面為T型，其兩翼則 使部分物料始終留在其中，防止火焰直接烘烤滾筒，減少熱量散失。卸料區(qū)通常安裝 徑向直線形葉片，它與滾筒軸線成2030的安裝角，以加快骨料的移動(dòng)速度和 防止骨料受熱輻射而過(guò)熱。卸料區(qū)的葉片數(shù)可相對(duì)少些，但不能過(guò)少，否則骨料只沿 旋轉(zhuǎn)著的干燥滾筒內(nèi)下部很窄的表面移動(dòng)，致使該區(qū)段筒體內(nèi)大部分表面因遭受火焰 的強(qiáng)烈熱輻射和熱對(duì)流而過(guò)早損壞。該區(qū)長(zhǎng)度為筒徑的0.40.5倍。 升料葉片常有淺槽式（a）；深閉式（b）；淺拱式（c）；鐮刀式（d）；淺閉式（e）； 密閉式（f）;平面徑向式（

26、g）；平面前傾式（h）和平面后傾式（i ）等。深閉式具有 的尺寸為：l=0.2D,l i=0.085D,d=0.6D, a =25 - 30。在U段內(nèi)，以半個(gè)葉片的節(jié)距， 沿筒長(zhǎng)安裝數(shù)排升料葉片。在筒軸線方向上的升料葉片的長(zhǎng)度1=0.60.8m。在筒內(nèi) 的低溫區(qū)內(nèi)或采用短葉片時(shí)，可采用焊接固定升料葉片，而在高熱區(qū)內(nèi)，為了保證 葉片和筒體因不均勻受熱變形有相對(duì)的位移，必須采用螺栓固定。在長(zhǎng)為0.40.6 筒直徑的第川區(qū)段內(nèi)，實(shí)現(xiàn)礦料的卸料，通常裝有與筒軸線成2030。安裝角的直 形葉片，以便加速礦料的移動(dòng)，避免輻射熱燒毀礦料。 2.3.2 進(jìn)料口與排煙箱的結(jié)構(gòu) 如圖2.6在煙箱一側(cè)，干燥滾筒具有

27、為安置進(jìn)料裝置的空口。進(jìn)料裝置由通過(guò)煙 箱與水平軸線成6070角安裝的斜槽組成。為了保證廢氣從干燥滾筒內(nèi)排出，可 圖2.6進(jìn)料口布置 1、筒體2、排煙箱 以應(yīng)用皮帶給料器或振動(dòng)喂料槽向干燥滾筒的下 部供送砂石料（如圖 2.6 ）。本課題選擇圖示的倒 料槽式進(jìn)料裝置，其中倒料槽穿過(guò)穿過(guò)排煙箱伸入 干燥滾筒進(jìn)料端并相對(duì)水平面傾斜安裝成60 70，以免濕料進(jìn)料不暢。工作時(shí)斜皮帶輸送機(jī)輸 來(lái)的冷骨料經(jīng)倒料槽進(jìn)入干燥滾筒，然后再通過(guò)筒 體受料區(qū)的旋轉(zhuǎn)葉片將冷骨料拋至筒內(nèi) 233 卸料方式的選擇 干燥滾筒的卸料端位于卸料箱內(nèi)，圖2.7 對(duì)于小直徑的干燥滾筒，一般采用重力出料的 卸料箱，礦料繞過(guò)火箱，從筒內(nèi)

28、下落到槽上。 其沿水平軸45角安裝，以保證干礦料自由灑 落到熱料提升機(jī)的接料斗中。這樣的卸料系統(tǒng) 、圖2.7卸料方式 具有較長(zhǎng)的卸料槽，并要求熱料提升機(jī)的接料1熱料提升器2、螺旋提升器3、筒體4、管道 斗下置到更低處。這里采用旋轉(zhuǎn)提升器式卸料裝置，如褂斗6、料斗從干燥滾筒出來(lái)的熱 骨料由旋轉(zhuǎn)提升器提升到筒體軸線以上并拋入漏斗內(nèi)， 再沿著集料槽落入熱骨料提升 機(jī)的受料斗中。采用這種裝置可以使熱骨料提升機(jī)的受料斗高出地面，還可以直接安 裝在干燥滾筒的機(jī)架上，既便于熱骨料提升機(jī)的維護(hù)，又減少拌合設(shè)備轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)的拆裝 工作量。在近干燥滾筒火箱區(qū)段的內(nèi)面上鑲有耐熱鋼板制成的襯板。 2.4整體結(jié)構(gòu)的初步確定

29、干燥滾筒由以下主要部件組成：筒體、筒箍、脹縮件、支撐輪（傳動(dòng)摩擦輪） 卸料箱、進(jìn)料箱、排煙箱、機(jī)架等組成。 圖2.8逆流加熱式干燥滾筒的結(jié)構(gòu) 第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 干燥滾筒參數(shù)的計(jì)算 在設(shè)計(jì)給定生產(chǎn)率的拌合設(shè)備的時(shí)候， 要確定烘干筒的結(jié)構(gòu)參數(shù)：烘干筒的容積 V（m）長(zhǎng)度L（m）、和直徑D（m）;筒的安置角（相對(duì)于水平的傾角）。 干燥滾筒容積的大小直接影響單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)筒內(nèi)的燃?xì)饬浚驳拈L(zhǎng)度和安置角 則決定砂石料在筒內(nèi)的移動(dòng)速度和停留時(shí)間。因此，這些參數(shù)都影響著烘干與加熱的 效果。 干燥滾筒的長(zhǎng)度和直徑變化均與其生產(chǎn)能力產(chǎn)生影響，但后者遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前者?？?慮滾筒直徑確定復(fù)雜，為簡(jiǎn)化計(jì)算可先參考

30、下表所列經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)滾筒直徑D進(jìn)行初 選，待滾筒長(zhǎng)度確定后，再進(jìn)行驗(yàn)證。 3.1.1 干燥滾筒容積的計(jì)算 干燥滾筒容積的大小直接影響單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)筒內(nèi)的燃?xì)饬?，確定容積的簡(jiǎn)便方 法可根據(jù)水分的小時(shí)蒸發(fā)率 A （即筒容積im在1h內(nèi)所蒸發(fā)的水分的重量）來(lái)計(jì)算。 則有： (3.1 ) 筒內(nèi)的結(jié)構(gòu)型式、筒內(nèi)砂石料 V W衛(wèi) A A 式中W蒸發(fā)水分的質(zhì)量，kg/h; 3 砂石料的含水量， ，取3% Q烘干筒的生產(chǎn)率，kg/h; A 烘干筒的蒸發(fā)率，kg/m3*h。 筒的蒸發(fā)率A取決于所采用的干燥滾筒加熱流程、 得充滿率以及筒的轉(zhuǎn)速。此外，還與砂石料的性質(zhì)、含水量及其尺寸有關(guān)。 蒸發(fā)率A的值可根據(jù)拌合設(shè)備

31、干燥滾筒的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)估算，一般取125175 kg/m3*h,通風(fēng)良好時(shí)可達(dá)220250 kg/m3*h。 將數(shù)據(jù)代入得 V=0.03*400000/200=60m? 3.1.2 長(zhǎng)度與直徑的計(jì)算 確定筒的容積V后，可確定筒長(zhǎng)L和直徑D。 干燥滾筒直徑與生產(chǎn)能力的關(guān)系表3.1 生產(chǎn)能力G （t/h ） 25 50 100 200 400 滾筒直徑D （m） 1.10 1.40 1.60 2.00 2.20 2.40 2.60 2.80 初選D為2.8m,代入下面的公式, n= 15 n (3.2 ) 式中：n滾筒轉(zhuǎn)速，r/min; g重力加速度，g=9.8m/s2。 可得到轉(zhuǎn)速為：n=8.8r

32、/mi n 長(zhǎng)度L的確定 (3.3) =4n D tg a 式中：a干燥滾筒安置角(相對(duì)水平線傾角)，(), 一般35 將數(shù)據(jù)代入得L=4*9*2.8*tg5=9m 直徑D的校正 D 得 D =2.9m. (3.4) 3.2驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算 干燥滾筒在工作時(shí)，主要克服一下阻力：筒內(nèi)材料的提升阻力W;筒旋轉(zhuǎn)時(shí)滾圈 沿支撐滾輪的滾動(dòng)摩擦阻力 W;支撐滾輪銷軸內(nèi)的摩擦阻力 W。 為克服以上阻力而正常工作，干燥滾筒的驅(qū)動(dòng)功率P可按下式計(jì)算： P=藝 WV / n(3.5) 式中：工W-為克服3種阻力，換算到驅(qū)動(dòng)元件(齒圈、鏈條、摩擦輪)上的 總力，KN 藝 W= W+ W2+ W; v 驅(qū)動(dòng)元件的圓周速

33、度，m/s； n 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率。 3.2.1 筒內(nèi)提升阻力W的計(jì)算 筒內(nèi)葉片的提升材料阻力 W (KN，可根據(jù)材料提升時(shí)作用在 筒上的力矩平衡式求得，如圖3.1 所示。 M=GMd=WR(3.6 ) W= GMb/ Rq(3.7 ) 式中：M材料提升力矩， KN m ; G m筒內(nèi)材料重力，KN 筒內(nèi)材料重心相對(duì)于滾筒重心垂直軸線的距離，m; R驅(qū)動(dòng)元件半徑，m圖3.1干燥滾筒計(jì)算簡(jiǎn)圖 a、滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)材料的提升阻力；b、滾筒不轉(zhuǎn)時(shí) 材質(zhì)重心相對(duì)筒中心的距離，取決于由筒轉(zhuǎn)速而輪定的壓工況布 其質(zhì)心位于離筒中心x距離處。材料質(zhì)心到筒中心的距 大型干燥滾筒的轉(zhuǎn)速一般較慢，對(duì)于慢速轉(zhuǎn)動(dòng)干燥滾筒，

34、材料在筒內(nèi)所占的截面 積為一弓形面積，如圖3.2 離可按下式求得 x=a 式中：a弓圓弦長(zhǎng)， S 弓圓面積, m; 2 m。 弓圓弦長(zhǎng) a=2.,2R h =2.83 式中：R 筒的內(nèi)徑， m; 3 /(12S) (3.9 ) h - 弓圓面積 弓圓咼度, m (3.8 ) 圖3.2材料在筒內(nèi)所占面積 S= I a h=1.9 R h3 (3.10 ) (2.83 R h ) 3/ (12*1.9 R h3 ) = R (3.11 ) 當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，弓圓材料將相對(duì)于垂線旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度Bm=4550 ;此時(shí)，材料 的重力的力臂： 這樣可得 x= b= x sin B m= R sin B m =

35、(0.7 0.77) R 在考慮了滾筒轉(zhuǎn)速的工況下，滾圈上的圓周力： W1=0.75 Gm R / R q (3.12 ) (3.13) 3.2.2滾圈沿滾輪的滾動(dòng)摩擦阻力W和支撐滾輪銷軸內(nèi)的摩擦阻力W的計(jì)算 為了計(jì)算干燥滾筒沿滾輪的滾動(dòng)摩擦阻力和支撐滾輪銷軸內(nèi)的摩擦阻力，必須確 定作用在滾輪上的壓力。 滾輪壓力計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3.3所示： 作用在滾輪上的壓力(KN P=(G+G )/(z pcos 丫)( 3.14 ) 式中：G筒內(nèi)材料的重力，KN G 筒的重力，KN z p支撐滾輪數(shù)，z p=4; 丫 =30 筒內(nèi)材料的重力(KN 2 G =小 皿g=112 .5KN (3.l5圖3.3滾輪上

36、的壓力 4 式中：d和l 筒的尺寸參數(shù)(m 筒內(nèi)材料填充系數(shù)，B =0.100.20； 被烘干料的密度，P m =1.7t/m 3; g重力加速度，g=9.8m/s2。 G m + G z cos =82.93 KN (3.16) KN): (3.17) 換算到驅(qū)動(dòng)元件半徑上的滾圈沿支撐滾輪滾動(dòng)的摩擦阻力( _ (Gm +G )(Rq r)k1 2 = rRq cos 式中：R驅(qū)動(dòng)元件半徑，m; r支撐滾輪半徑，m; k1滾圈沿滾輪的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，k1=0.00020.0005 m 換算到驅(qū)動(dòng)元件半徑上的支撐滾輪銷軸摩擦阻力(KN： (3.18) (Gm + G )Rqr0k2 W 3= rR

37、q cos 式中：R驅(qū)動(dòng)元件半徑，m; ro支撐滾圈銷軸半徑，m; r 0=0.085 m; k2支撐滾輪軸承摩擦系數(shù)，k2=0.004 m。 將各參數(shù)代入公式得： W=83.6 KN W =0.79 KN W=0.36 KN 克服W、W和W所需的圓周力： 藝 W= W+ W2+ W3=84.65 KN 驅(qū)動(dòng)元件的圓周速度(m/s): v = n R n/30=0.105nRq=1.42 m/s(3.19 ) 干燥滾筒驅(qū)動(dòng)所需功率p( Kvy： P=藝 W / n =133.6 KW(3.20) 式中：n驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率，n =0.9 由于采用四臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)功率為33.4 K

38、W 3.2.3 干燥滾筒內(nèi)部葉片的設(shè)計(jì) 干燥滾筒內(nèi)部葉片的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求 1) 、骨料能在進(jìn)料區(qū)段內(nèi)快速移動(dòng)； 2）、可強(qiáng)化滾筒對(duì)流區(qū)段內(nèi)燃?xì)夂凸橇现g的換熱過(guò)程; 3）、在燃燒區(qū)段內(nèi)，骨料不應(yīng)堵 擋燃燒器噴吐的火焰，以使燃料在干燥 滾筒內(nèi)有一個(gè)良好的燃燒條件； 4）、骨料加熱后，能與填料和結(jié) 合料在滾筒內(nèi)充分?jǐn)嚢瑁鶆蚧旌稀?根據(jù)強(qiáng)制間歇式瀝青混合料拌合 設(shè)備的工作特點(diǎn)（干燥滾筒采用逆流加 熱方式，進(jìn)對(duì)骨料進(jìn)行烘干加熱），其 干燥滾筒內(nèi)有四個(gè)區(qū)段配置不同結(jié)構(gòu) 的葉片（如圖3.4）。 圖3.4間歇強(qiáng)制式干燥滾筒葉片形式 螺旋帶頭數(shù)與直徑的關(guān)系表3.2 滾筒直徑d （ m I區(qū)直徑螺旋帶頭數(shù)

39、 I區(qū)的長(zhǎng)度（m） 1 1.4 810 1.8 10 12 （0.4 0.8） D 2.4 16 第I區(qū)段為進(jìn)料區(qū)段。這一區(qū)段的葉片系接料葉片，其用途是將骨料接入干燥滾 筒內(nèi)并快速地向前移動(dòng)。為此，這一區(qū)段的葉采用片多頭螺旋帶，螺旋帶的升角取 4560或螺距s= （1.83.14） D，其頭數(shù)和長(zhǎng)度視干燥滾筒的直徑而定（見(jiàn)表 3.1 ）。 bldi 圖3.5 n區(qū)段葉片形式 a）淺槽式b）深槽式c）勺式d）曲線式 第U區(qū)段為滾筒對(duì)流區(qū)。為強(qiáng)化骨料和燃?xì)庵g的換熱過(guò)程，葉片的設(shè)計(jì)應(yīng)使 骨料在此區(qū)段內(nèi)多次提升和自由灑落， 并達(dá)到充分均勻分散，使燃?xì)獬浞峙c骨料進(jìn)行 熱交換。該區(qū)段葉片的結(jié)構(gòu)形式如下圖

40、所示，安裝時(shí)應(yīng)錯(cuò)開(kāi)布置。 表3.3 曲線式升料葉片的尺寸（如表3.3 ）: 曲線式升料葉片尺寸 滾筒直徑D (mr) 葉片數(shù)量 H(mm) K(mm) R(mm) S (mm) 1000 8 180 140 160 4 12001400 8 200 160 180 5 1600 12 200 160 180 6 1800 12 240 195 220 6 20002200 16 240 195 220 8 深槽式升料葉片的具體尺寸: 11=0.2 D = 0.58 m I 2=0.0.085 D =0.25 m Li=0.6 D =1.74 m a =25 30 第川區(qū)段為滾筒燃燒區(qū)，為使燃料

41、充分燃燒，該區(qū)段的骨 料在向前移動(dòng)過(guò)程中不能堵?lián)趸鹧?，而?yīng)保證始終沿著葉片圍 成一周。這樣，還可以減少由于燃油滴被骨料裝落造成的機(jī)械 不完全燃燒的損失；減少通過(guò)干燥滾筒壁散熱的損失，減少熱 圖3.6葉片的設(shè)置 輻射對(duì)干燥滾筒壁的損害。為此該區(qū)段的葉片可設(shè)計(jì)成盒形(如圖 3.6 ) 第W區(qū)段為卸料區(qū)，通常安裝徑向直線形葉片，它與滾筒軸線成2030的 安裝角，以加快骨料的移動(dòng)速度和防止骨料受熱輻射而過(guò)熱。卸料區(qū)的葉片數(shù)可相對(duì) 少些，但不能過(guò)少，否則骨料只沿旋轉(zhuǎn)著的干燥滾筒內(nèi)下部很窄的表面移動(dòng)，致使該 區(qū)段筒體內(nèi)大部分表面因遭受火焰的強(qiáng)烈熱輻射和熱對(duì)流而過(guò)早損壞。該區(qū)長(zhǎng)度為筒 徑的0.40.5倍。

42、干燥滾筒內(nèi)葉片的固定，在低溫區(qū)或使用短片時(shí)，可采取焊接的方式固定；而在 高熱區(qū)，由于葉片和滾筒的不均勻受熱， 變形會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移，所以必須采用螺栓固 第四章 主要零部件的強(qiáng)度校核及設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)于干燥滾筒部件需要進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算的有：筒體、滾圈，支撐滾輪和滾圈架 等。 筒體按許用應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和撓度計(jì)算，而滾圈進(jìn)行彎曲和接觸強(qiáng)度計(jì)算。 4.1筒體的計(jì)算 4.1.1 筒體的強(qiáng)度計(jì)算 筒體在工作中最不利的受載情況是： 濕料集中加荷在兩滾圈L0距離之間；不考慮 兩端非受載區(qū)的影響；驅(qū)動(dòng)元件的圓周力的垂直作用 干燥滾筒的受載情況如圖4.1所 示 O 兩滾圈之間的可以用下式表示； 1 1 l 0=Ls

43、-2 l 0 ; l 0= () Ls 45 式中：I0干燥滾筒兩滾圈外的 端部長(zhǎng)度。 Cr 貳+ 4 圖41滾筒筒體受載簡(jiǎn) 圖 (4.1 ) 滾筒筒壁應(yīng)力c 式中：M由彎矩和扭矩作用的總計(jì)算力矩, KN- m。 M p =0.35M+0.65 J _MI M在垂直平面內(nèi)筒的變矩，KN- m qlo WL0 (4.2 ) M= =280.3 KN -m 2 2 滾圈的重量，KN ; q滾筒的均勻荷載；KN/m.; q = (G+Gs) / L s=31.92 KN/m. 滾筒兩滾圈的距離，m -滾筒的重力，kn Mk =刀W R =122.7 KN -m MK由圓周力刀W引起的滾筒的扭矩，KN

44、- m n Du D 、 n Dh W =或W = =0.034 KN -m 32 D4 (4.3 ) (4.4 ) Lo Gs (4.5 ) (4.6 ) W 滾筒的抗彎截面模量; D 滾筒的內(nèi)直徑，nm d4滾筒的外直徑，m s滾筒筒壁的厚度，m其值的大小取決于滾筒直徑，如表 4.1 ： 滾筒筒壁厚度與直徑的關(guān)系表4.1 直徑d ( m 1 1.4 1.8 2.4 2.8 S (mm) 8 10 12 16 20 c 滾筒的許用應(yīng)力，Mpa,取其值不應(yīng)大于25 將已知參數(shù)代入各個(gè)公式得： (T = Mp =11.88 Mpa v (T =25 Mpa 1000W 為了避免干燥滾筒的局部彎曲

45、變形，尤其在與滾圈架接觸段上的筒體彎曲變形, 必須在該區(qū)段上裝置襯(墊)板，其厚度為筒壁厚度的1.52倍。 4.1.2 筒的撓度f(wàn)的驗(yàn)算 為了避免干燥滾筒的彎曲變形，以保證傳動(dòng)裝置的正常工作， 集中荷載作用產(chǎn)生的撓度值f不應(yīng)大于許用值，即： f=f計(jì)f2 f 0 L 0 式中：“由均勻載荷產(chǎn)生的撓度，m f 2有集中荷載產(chǎn)生的撓度，m f 0每米筒長(zhǎng)的許用撓度，f。=0.0003 m/ m 。 筒受均勻載荷作用而產(chǎn)生的撓度： f qL 384 1000EJ 式中：e鋼的彈性模量，Mpa其值視滾筒溫度而定，如表 溫度(C) 20 100 200 300 400 e (Mpa 210000 197

46、200 191000 184500 175500 鋼在不同溫度下的彈性模量表4.2 4.2 : j筒截面的軸慣性矩，m 筒受集中載荷作用而產(chǎn)生的撓度： 3 1 ( W Gq)L。 2= 筒體受均勻荷載和 (4.7 ) (4.8 ) (4.9 ) J= 丄(D卜D4) 64 (4.10 ) 481000 EJ 將數(shù)據(jù)代入各個(gè)公式得: 5544 f 1=4X 10 m f 2=7x 10 m f=f 1+f2=1.1 x 10 mv f 0 L 0=8.7 x 10 m 4.2 滾圈、滾輪和滾圈架及止推輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.2.1 滾圈、滾輪和滾圈架的計(jì)算 為了保證干燥滾筒的熱膨脹，滾圈和滾圈架(剛性

47、脹縮件)之間的間隙為: e =a( 11-t 2) dH =0.0073 m(4.11 ) 式中：a鋼的線膨脹系數(shù)，a =11.5 x 10-5 (m/ (mC)； t 1 筒體的最高溫度，c； t 2筒體與滾圈在裝配時(shí)的溫度，C。 滾圈直徑m d h= Dh +2hk+e 3.2 m(4.12) 式中：hk滾圈架的高度，m 滾圈的寬度： b hfP/ q k=0.164 m(4.13 ) 式中：qk許用線壓力，慢速旋轉(zhuǎn)的干燥滾筒，qk =2000 KN/m。 滾圈和滾輪在接觸處的擠壓應(yīng)力(Mpa為： I (T ch=0.59 : -壬2-R?hr = 206 Mpav c cR(4.14)

48、1000 E, E2 R ?h r 式中：qg實(shí)際線壓力，KN/m慢速旋轉(zhuǎn)的干燥滾筒，qg 2000 KN/m； r?h 滾圈半徑，m r 支撐輪半徑，m E 1、E2滾圈和支撐輪所用材料的彈性模量，Mpa c cM 許用擠壓力力，Mpa其值見(jiàn)下表： 常用材料的許用擠壓應(yīng)力表4.3 材料 普通碳鋼 鑄鋼 鐵 c cM ( Mpa) 390590 290490 340 為了保證滾圈有足夠的壽命，滾輪的直徑不應(yīng)制成很小的直徑。對(duì)瀝青混合料拌 合設(shè)備的干燥滾筒，其支承滾輪的直徑為： dp= (0.15 0.33) D?h=0.5 m(4.15 ) 式中：D ?h 滾圈外直徑，m 在實(shí)際中考慮到滾筒的

49、熱膨脹伸長(zhǎng)和不精確安裝的誤差，滾輪的寬度bp (m)應(yīng) 比滾圈的寬度h大2030 m m： bp=bh+ (0.02 0.03 ) =0.2m(4.16 ) 滾圈和滾輪相比，較為昂貴，又是一個(gè)主要零件，滾圈一般用鋼制造G或G。為 了提高滾圈的壽命，滾輪材料的彈性模量應(yīng)小于滾圈材料的彈性模量。 兩滾圈架(脹縮件)之間的距離ik (m可以按下式計(jì)算： Ik= nh /Z k= nh a 360=0.63 m(4.17 ) 式中：h滾圈內(nèi)直徑，m a k滾圈架的角距，；a k =10。20(小值在滾圈和筒體在惡 劣的條件下工作時(shí)選用)； Zk在滾圈上滾圈架(脹縮件)的個(gè)數(shù)，視干燥滾筒直徑大小而定，

50、通常Zk =816。 滾圈的彎矩m( kn- m: (4.18 ) (4.19) Ma=Plk/4=13.06 KN -m 滾圈徑向厚度h(m： hh= a =0.06 m 1000b ?h 滾圈的許用彎曲應(yīng)力，Mpa普通碳鋼取100,鑄鋼件取w 60 4.2.2 止推輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 為了保證干燥滾筒的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，止 推輪與筒體滾圈架之間的松緊程度要 適宜，兩止推輪之間安裝有松緊調(diào)節(jié)裝 置，如圖4.2。 止推輪的受力F為： F=Gsin a(4.20 )圖4.2止推輪裝置 式中：a干燥滾筒的傾斜角，一般為 3-5 ，本設(shè)計(jì)取5 o 止推輪的直徑為： dz= (0.15 0.25 ) D ?H =0

51、.4 m (4.21 ) 式中：D ?H滾圈外直徑，m hz( m應(yīng)比滾圈的 (4.22) (4.23 ) (4.24 ) 為了保證止推輪與滾圈架間的合理裝配，止推輪的厚度度好 徑向高度hs- h小510 m m： hz=bs- h- (0.005 0.01 ) =0.05m 止推輪軸的彎矩m( kn- m: Mz=Psin a hz/2=1.82 KN -m 滾圈和止推輪在接觸處的擠壓應(yīng)力(Mpa為： c zch0.59 J-E 且 R?h_rz = 14.6 Mpa v c cM 1000 E1 E2 R ?Hrz 式中：pz接觸壓力，KN/m r?h 滾圈半徑，m r z止推輪半徑，m

52、e 1、巳一一滾圈和止推輪所用材料的彈性模量，Mpa c cM 許用擠壓力力，Mpa其值見(jiàn)表4.3 o 第五章 電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的確定 5.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 干燥滾筒一般由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，由于干燥滾筒的轉(zhuǎn)速一般較低，因而電動(dòng)機(jī)在絕大 數(shù)情況下與變速箱一起使用。為此選用電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)考慮到與變速箱的匹配問(wèn)題。 5.1.1 電動(dòng)機(jī)的選用原則 通常應(yīng)根據(jù)干燥滾筒的驅(qū)動(dòng)功率和其周圍的環(huán)境等因素選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，并遵 循以下原則： 1）根據(jù)干燥設(shè)備的負(fù)載特性和工藝條件對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求， 選擇電動(dòng)機(jī)的類型； 2）根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變化和工作功率等要求，合理選擇電動(dòng)機(jī)； 3）根據(jù)使用場(chǎng)地的環(huán)

53、境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水等，考慮必要的防護(hù) 方式和電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式； 4）根據(jù)干燥設(shè)備的最高轉(zhuǎn)速和對(duì)電力傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程的性能要求，以 及機(jī)械減速的復(fù)雜程度，選擇電動(dòng)機(jī)的耳釘轉(zhuǎn)速。 除此之外，電動(dòng)機(jī)還應(yīng)滿足節(jié)能要求，并考慮其備件通用性、安裝檢修難易程度、 運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用等因素。 5.1.2 電動(dòng)機(jī)功率的的選擇 1）、類型：丫系列三相異步電動(dòng)機(jī) 2）、功率的選擇 Pd=P/ n 式中： 23* n 1 * n 2 * n 3 n 4* n 5=0.895 n 1聯(lián)軸器的動(dòng)效率：0.99 ； n 2每對(duì)軸承的傳動(dòng)效率：0.99 ； n 3減速器的傳動(dòng)效率：0.97 ； n 4摩擦輪的傳

54、動(dòng)效率：0.98 ； n 5鏈傳動(dòng)效率：0.96。 得：Fd=38.87KW 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取電動(dòng)機(jī)的額定功率為 45 KW 5.1.3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定 干燥滾筒的轉(zhuǎn)速為8.8 r/min 電動(dòng)機(jī)輸出端接入圓柱齒輪減速器。 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得： 鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比為1.25 ； 摩擦傳動(dòng)比為6; 減速器傳動(dòng)比w 15; 故總傳動(dòng)比范圍為12-112 ; 根據(jù)實(shí)際情況確定和由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速為750r/min 電動(dòng)機(jī)型號(hào)（Y280M-8）表5.1 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率KW 同步轉(zhuǎn)速 r/min 額定轉(zhuǎn)速 r/min 重量Kg 輸出直徑 mm Y280M-6 45 750 740 592

55、 65 5.2 傳動(dòng)裝置及運(yùn)動(dòng)參數(shù) 5.2.1 減速器的選用 1、減速器的種類很多，按照傳動(dòng)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)，可分為齒輪減速器和帶傳動(dòng)減速 器: 齒輪減速器 圓柱齒輪減速器 圓錐齒輪減速器Y 漸開(kāi)線圓柱齒輪減速器 圓弧齒圓柱齒輪減速器 漸開(kāi)線圓錐齒輪減速 口口 器曲面齒輪減速器 圓弧齒圓錐齒輪減速器 V 蝸桿減速器 圓柱蝸桿減速器 圓弧回轉(zhuǎn)面蝸桿減速器 錐蝸桿減速器 2、減速器的選用原則 1）根據(jù)工作制度、總傳動(dòng)比、輸入轉(zhuǎn)速和功率合適的減速器； 2）輸入軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速匹配，輸出軸應(yīng)與工作要求的轉(zhuǎn)速保持一致; 3）額定功率應(yīng)大于或等于電動(dòng)機(jī)的額定功率； 4）外形尺寸要滿足安裝及檢驗(yàn)的要求；

56、5）選用減速器時(shí)應(yīng)對(duì)使用環(huán)境、工廠制造水平、檢修能力、造價(jià)高低等因素進(jìn) 行綜合考慮。 522 傳動(dòng)比分配 i=n Jn=750/8.8=86.2 干燥滾筒與摩擦輪之間的傳動(dòng)比為i i=3.0/0.5=6 ； 鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比取i 2=1.25 ； 減速器的傳動(dòng)比為i3=86.2/ （6*1.25）=11.5 根據(jù)工作裝置的額定功率和減速器的傳動(dòng)比，選擇FP系列帶傳動(dòng)減速器。 減速器型號(hào)為：FJ6 因此可確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)順序?yàn)椋弘妱?dòng)機(jī)一一減速器一一鏈傳動(dòng)一一摩擦輪 傳動(dòng)一一筒體。 設(shè)計(jì)總結(jié) 三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)歷程就要過(guò)去了， 其中雖然辛苦但不乏快樂(lè)和充實(shí)，三個(gè)多 月的時(shí)間里，在知道老師和同學(xué)的幫助

57、和自己的努力下， 下我不僅查閱了不少瀝青混 凝土拌合設(shè)備的有關(guān)知識(shí)，還認(rèn)真查閱了與瀝青混凝土拌合設(shè)備相關(guān)的中英文文獻(xiàn)， 總結(jié)國(guó)內(nèi)外的技術(shù)差距，在此基礎(chǔ)上加上我的一些外語(yǔ)基礎(chǔ)， 圓滿完成了 3000字的課 外翻譯。其中在資料收集過(guò)程中，我不僅對(duì)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了鞏固，而且獲得了不少關(guān) 于瀝青拌合設(shè)備的課外知識(shí)，了解了當(dāng)今國(guó)內(nèi)外的瀝青拌合設(shè)備的發(fā)展概況，理解了 間歇式瀝青拌合設(shè)備和連續(xù)滾筒式瀝青拌合設(shè)備的工作原理和各自工藝特點(diǎn)，清楚了 瀝青拌合設(shè)備，對(duì)瀝青拌合設(shè)備的發(fā)展和設(shè)計(jì)方向有了一個(gè)較完善的看法和了解。 在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我不但對(duì)烘干加熱設(shè)備的作用、有關(guān)結(jié)構(gòu)組成、工作原理和 必要參數(shù)有了詳細(xì)的了解

58、，另外，還對(duì)瀝青混凝土拌合設(shè)備的整體總成和其他各個(gè)部 位的組成和作用有了大致了解。 設(shè)計(jì)期間，我進(jìn)行了干燥滾筒的主要參數(shù)計(jì)算， 烘干 方式、驅(qū)動(dòng)方式的確定，外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度校核和電動(dòng)機(jī)選擇等工作，通過(guò) 理論聯(lián)系實(shí)際，鍛煉了自己對(duì)專業(yè)知識(shí)的運(yùn)用能力， 獲取了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究流程的 有關(guān)經(jīng)驗(yàn)。 三個(gè)多月的時(shí)間雖然短暫，但是從中我學(xué)會(huì)了很多做人處事的原則， 無(wú)論做什么 事都要嚴(yán)格要求自己，講究效率，不怕辛苦，不怕失敗，要努力借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)但又 不能過(guò)于保守，要積極開(kāi)動(dòng)腦筋，迎難而上，路途雖然艱辛，但通過(guò)自己的努力，破 解設(shè)計(jì)過(guò)程中一個(gè)個(gè)難題，使我感覺(jué)到了成功的喜悅，并有了奮勇向前動(dòng)力，一切問(wèn)

59、 題都迎刃而解。除此之外，我們還要積極發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)精神，幾個(gè)人一起，多探討，多研 究，取各家之所長(zhǎng)，補(bǔ)各家之所短，達(dá)到共同進(jìn)步。所謂逆水行舟，不進(jìn)則退，有了 這些優(yōu)良品質(zhì)，才能不斷進(jìn)步，不斷取得驕人的成就。 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)做的不是很完美，但也學(xué)到了很多。下面來(lái)對(duì)畢設(shè)總結(jié)一下： 1快速入題。拿到畢設(shè)題目要盡快把自己的藍(lán)圖勾畫(huà)出來(lái)，不能走一步算一步， 必須把整體把握好。2.頻繁與導(dǎo)師討論。有問(wèn)題多問(wèn)導(dǎo)師，不能自己悶頭做，方向偏 了仍不知道， 多把自己的想法和思路告訴老師。 3. 軟件的學(xué)習(xí)。一定要邊做邊學(xué)軟件，千萬(wàn)不能在做畢設(shè)期間，拿著本軟件教程 從第一頁(yè)開(kāi)始看，這樣效率最低了，最好是根據(jù)已有論文資料

60、中提到的軟件用途，有 針對(duì)性的學(xué)。包括畢設(shè)前期讀文獻(xiàn)資料，也不能悶頭讀，要與畢設(shè)緊密聯(lián)系起來(lái)，最 好是邊做邊讀，有針對(duì)性的讀。 4. 越挫越勇。做畢業(yè)設(shè)計(jì)，常常感覺(jué)到這句話：“山重水復(fù)疑無(wú)路，柳暗花明又 一村?！蓖ǔＳ龅絾?wèn)題，一定是有解決的辦法，只是由于文獻(xiàn)查的不夠，或是少了那 點(diǎn)靈感。 5. 不能脫離實(shí)際。做的畢業(yè)設(shè)計(jì)要有意義，不能浮在上面，要讓自己滿意。 6. 嚴(yán)格把握時(shí)間。要今日事今日畢，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)日程安排好工作。并且根據(jù)自 己的完成程度適當(dāng)調(diào)整，保證自己按時(shí)按質(zhì)完成畢業(yè)設(shè)計(jì) 致謝 在設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中，我通過(guò)查閱參考大量有關(guān)資料，與同學(xué)探討交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)， 并向老師請(qǐng)教等方式，使自己完成