JLY3809機(jī)立窯（加料及窯罩部件）設(shè)計(jì)【含13張CAD圖紙】
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JLY3809機(jī)立窯（加料及窯罩部件）設(shè)計(jì)說(shuō)明書
摘要：本課題完成了JLY3809機(jī)立窯(加料及窯罩部件)設(shè)計(jì)。JLY3809機(jī)立窯是目前新興的擴(kuò)的直徑窯,但在很多配套設(shè)備上還是沿用擴(kuò)徑前的技術(shù)設(shè)備,使得雖然進(jìn)行了改造,但是相關(guān)設(shè)備未能得到改進(jìn),未能體現(xiàn)出新窯的優(yōu)勢(shì)。本次設(shè)計(jì)了新型的加料裝置和窯罩。新型加料裝置對(duì)支承裝置和布料器做了改進(jìn),生產(chǎn)實(shí)踐表明支撐裝置經(jīng)過(guò)改造后,傳動(dòng)平穩(wěn),且潤(rùn)滑和檢修方便;改造后的布料器提升了高度,不易堵料,減輕看火工的勞動(dòng)強(qiáng)度,布料器不易腐蝕,減少維修更換費(fèi)用;在升降裝置方面也做了一點(diǎn)小改動(dòng),增加了防扭器.改造后的窯罩便于運(yùn)輸,吊裝和易于銹蝕的下部可以單獨(dú)更換和拆卸。鑄鋼比普通的Q235鋼耐高溫,且鑄鋼內(nèi)含有一部分合金元素,又耐氧化不易變形等,故使用壽命一般比Q235鋼至少高2~3倍。設(shè)計(jì)中還涉及到沉降室和新型收塵器的選型,減少了資源的浪費(fèi),提高了水泥的生產(chǎn)效率,大大減少了機(jī)立窯對(duì)周圍環(huán)境的污染。
關(guān)鍵詞:機(jī)立窯;窯罩;加料裝置;除塵
The charging and hooding parts designs of JLY3809 mechanical upright kiln
Abstract:This subject designs the charging and hooding parts of JLY3809 kiln. At present, JLY3809 mechanical upright kiln is a new emerging large diameter kiln. Because many corollary equipment have not been improved and still adopt conventional technology ,so the benefits with the new kiln can not been realized. In this subject we have designed the new charging device and hooding parts of kiln. The supporting and charge spreading have been improved ,too. The production practice indicates that the propping up equipment after transformation transmits steadily. Also the lubrication and the overhaul is convenient; after the transformation cotton material has promoted its altitude. The material cant be easily blocked, which reduces the labor intensity looks at the hot work, the cotton material is not easily corroded, reduced the repair and replacement; a point of small modification is also made in the elevating equipment aspect, adding in anti-turning equipment, after the transformation, the hooding parts of kiln is advantageous for the transportation, the hoisting and lower part which rusts is easily away possible alone to be replaced and disassembled. The cast steel is thermostabler than the ordinary Q235 steel, also the cast steel includes part of alloying elements, the oxidation and can not be easily distorted and so on. The service life of it is generally 2~3 double higher than Q235 ,moreover in the design there also involves the settling pocket and the new dust catcher shaping, reduced the resources waste. Enhanced the cement production efficiency, reduced greatly the environment pollution made by mechanical upright kiln.
Key word: mechanical; hooding parts of kiln; charging device; dust removal
目 錄
1 前 言 ··························································1
2 總體方案論證····················································2
2.1窯罩的結(jié)構(gòu)和對(duì)窯罩技術(shù)改進(jìn)的分析·······························2
2.2加料裝置的分析·················································4
2.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的技術(shù)分析論證········································4
3 JLY3809機(jī)立窯（加料及窯罩部件）設(shè)計(jì)綜合參數(shù)計(jì)算·················5
3.1確定立窯的規(guī)格與形狀···········································5
3.2立窯的廢氣量與煙囪計(jì)算·········································7
3.3煙囪計(jì)算·······················································8
3.4立窯收塵器的選型計(jì)算···········································8
3.5袋式除塵器的選型···············································10
3.6播料落點(diǎn)的確定·················································10
4加料裝置的參數(shù)設(shè)計(jì)···············································12
4.1選擇電機(jī)·······················································12
4.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的各參數(shù)···········································12
4.3錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)·················································12
5傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的密封潤(rùn)滑···············································20
6機(jī)立窯的窯罩和加料裝置的總體設(shè)計(jì)·································21
7結(jié)論·····························································22
參考文獻(xiàn)··························································23
致謝·······························································24
附錄清單···························································25
1.前言
國(guó)內(nèi)外發(fā)展的形勢(shì)
我國(guó)立窯水泥發(fā)展，經(jīng)歷了三個(gè)高峰期，前兩個(gè)高峰期是在50和60年代，為兩次全國(guó)農(nóng)田水利建設(shè)高潮的需要；第三個(gè)高峰期是為改革開放后國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展的需要，由此可證明，立窯水泥為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出過(guò)重要的歷史貢獻(xiàn)，并將繼續(xù)做貢獻(xiàn)。
90年代初，原國(guó)家建材局向全國(guó)立窯企業(yè)推廣應(yīng)用節(jié)能新技術(shù)，并在全國(guó)各地建立了眾多節(jié)能改造示范線，使立窯水泥生產(chǎn)水平上了新臺(tái)階，進(jìn)入21世紀(jì)，立窯生產(chǎn)水平又更上一層，立窯水泥質(zhì)量進(jìn)一步穩(wěn)定、提高，多數(shù)企業(yè)的熟料28天耐壓強(qiáng)度都在50Mpa以上，有的能穩(wěn)定在54Mpa以上，現(xiàn)代立窯水泥的質(zhì)量，能與現(xiàn)代旋窯水泥質(zhì)量相妣美；能耗進(jìn)一步降低，現(xiàn)代立窯熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗≤120kg/t熟料，其中有的在100kg/t熟料；水泥綜合電耗≤70kw./t水泥，其中有的在100 kw./t水泥，左右，現(xiàn)代立窯主要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，相當(dāng)或優(yōu)于日產(chǎn)2500（t/d）帶分解爐窯。
原國(guó)家建材局給立窯水泥制定“限制、淘汰、改造、提高的八字方針，很符合我國(guó)國(guó)情，筆者認(rèn)為應(yīng)繼續(xù)貫徹實(shí)施。限制不再新建，對(duì)質(zhì)量低劣、能耗高、污染嚴(yán)重的應(yīng)盡快淘汰（目前這類的已不多），對(duì)多數(shù)立窯企業(yè)應(yīng)是改造、提高，使其逐步達(dá)到現(xiàn)代立窯水泥的水平。
機(jī)立窯水泥的發(fā)展方向——現(xiàn)代化立窯
為使機(jī)立窯較快的邁向現(xiàn)代化，首先要使產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)，其次要大幅度降低能耗、節(jié)約資源、能源、保護(hù)好環(huán)境、實(shí)施可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略，這既符合國(guó)家政策，又能使立窯企業(yè)沿著正確的道路發(fā)展、壯大。適應(yīng)水泥生產(chǎn)新時(shí)代的JLY3809機(jī)立窯應(yīng)運(yùn)而生,許多水泥窯生產(chǎn)廠家及相關(guān)輔件生產(chǎn)商瞄準(zhǔn)了當(dāng)前市場(chǎng),全面生產(chǎn)新窯。
本課題來(lái)源于結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際。為了適應(yīng)現(xiàn)代立窯水泥生產(chǎn)的需要，設(shè)計(jì)產(chǎn)量為25t/h的機(jī)立窯加料及窯罩部件設(shè)計(jì)以及加料裝置及窯罩部件相關(guān)零部件設(shè)計(jì)。有以下幾個(gè)技術(shù)要求：
A.所有結(jié)構(gòu)及其零部件設(shè)計(jì)后考慮技術(shù)性、加工工藝性、經(jīng)濟(jì)性，并保證安裝、使用經(jīng)濟(jì)方便。
B.要保證機(jī)立窯的加料裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，節(jié)能高產(chǎn)。
在劉平成老師的指導(dǎo)下，首先進(jìn)行方案論證。通過(guò)討論研究，最終確定采用上、下剖分式窯罩和新型加料系統(tǒng)、以及由電機(jī)à減速機(jī)à小錐齒輪à大錐齒輪à回轉(zhuǎn)裝置à布料器的傳動(dòng)方式。然后根據(jù)分析的結(jié)果，開始計(jì)算軸扭矩以及功率。分析擬定傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，分配各級(jí)傳動(dòng)比，進(jìn)而進(jìn)行傳動(dòng)零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核。然后對(duì)機(jī)立窯的窯罩和加料裝置進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
JLY3809機(jī)立窯新型加料裝置改變了以往加料裝置的加料斗和布料器易變形，易腐蝕;料球粘在料斗內(nèi)壁阻礙下料;渦輪減速機(jī)在高溫,粉塵以及腐蝕氣體條件下工作,磨損,漏油嚴(yán)重; 渦輪減速機(jī)箱體內(nèi)潤(rùn)滑油無(wú)法保存，順軸流出。由于窯罩上部氣流溫度高，粉塵濃度大，從而造成軸承、渦輪、磨損嚴(yán)重或損壞；渦輪減速機(jī)中空輸出軸與料斗聯(lián)接的容易腐蝕脫落,落入窯內(nèi)會(huì)造成粉磨設(shè)備的磨損;料斗和溜槽材料浪費(fèi);三角皮帶受高溫影響,經(jīng)常需要調(diào)整松緊更換等缺陷。新型加料裝置采用針線擺輪減速機(jī)代替渦輪減速機(jī)，徹底解決漏油問(wèn)題,功率不變,料斗和溜子的鋼板厚度由原來(lái)的12mm改為8mm,節(jié)約材料;大圓錐齒輪下有軌道和鋼球,傳動(dòng)平穩(wěn),操作方便,占地小,費(fèi)用低。本課題新穎實(shí)用，在技術(shù)上有較大改進(jìn)，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。該加料裝置和窯罩將具有很大的市場(chǎng)前景。
2 總體方案論證
2.1窯罩的結(jié)構(gòu)和對(duì)窯罩技術(shù)改進(jìn)的分析
窯罩有單、雙層兩種，均由6~8mm厚鋼板制成的截錐體，其高度在2~3m，沿窯罩周圍開有加料口，加料口外裝有加料門，機(jī)立窯則有觀察門。
為了利于采用儀表正確測(cè)定機(jī)立窯窯面廢氣成分及溫度等參數(shù)，應(yīng)注意各觀察門以及料球入窯加料裝置與窯罩結(jié)合處的密封，盡量減少向窯內(nèi)漏風(fēng)，使測(cè)定出的各項(xiàng)參數(shù)更接近于實(shí)際情況。
方案一、上下剖分式:
(1)窯罩在工藝上搞成單層式，且兩煙囪高度應(yīng)以窯罩上平面為準(zhǔn)，并配焊(或澆鑄)上法蘭。
(2)以窯門上部約l00～150mm處橫向剖開(該部分最易銹蝕)，下部用厚度為，材料用可焊性較好的ZG35澆鑄而成。上部用厚度為～，材料為Q235鋼板卷制焊接而成，也可用～的ZG35材料澆鑄而成。再配焊(或澆鑄)上若干加強(qiáng)筋，其余所有的工藝及中心幾何尺寸不變。
(3)上、下結(jié)合處均焊制與燒鑄上聯(lián)接法蘭，以利螺栓的連接。為考慮下部鑄鋼件的受力結(jié)構(gòu)以及有關(guān)部位的的安裝更換及防塵等因素，法蘭外徑應(yīng)大于窯罩外徑50～60mm，法蘭內(nèi)徑應(yīng)小于窯罩內(nèi)徑10～15 mm，在法蘭外徑的圓周上(應(yīng)考慮裝拆方便)每隔mm左右距離預(yù)留17mm的聯(lián)接螺栓孔，應(yīng)均布。
(4)兩法蘭接合面在安裝使用前應(yīng)用石棉硅藻土或磷酸鹽粉等耐火泥材料和泥后涂抹在下面，厚度約5mm后再將上端放置于上并用M14的螺栓聯(lián)接緊固(主要起封煙塵作用)。
(5)窯門旋轉(zhuǎn)銷等按工藝尺寸在安裝好后焊上即可。
方案二、左右剖分式
(1)窯罩在工藝上改成單層式，且兩煙囪高度應(yīng)以窯罩上平面為準(zhǔn)，并澆鑄上聯(lián)接法蘭。
(2)以窯罩軸心線為準(zhǔn)縱向剖開，用下部厚,上部厚材料為ZG35澆鑄而成。兩剖分端面均留止口，且內(nèi)外止口均應(yīng)預(yù)留5～lOmm焊縫間隙。其余所有工藝及幾何尺寸基本不變。
(3)為考慮大型薄壁鑄鋼件在工藝澆鑄易出現(xiàn)縮孔，以及砂箱制作較困難等因素，其煙囪還可作成從窯罩銜接處予以剖分或斷開。但在每剖分或斷面上應(yīng)澆鑄上聯(lián)接法蘭或止口，并每隔mm留中l(wèi)5mm左右螺栓孔，且均布。
(4)在兩半窯罩運(yùn)人現(xiàn)場(chǎng)基本拼合就位后，找正上、下中心位置線再行兩面焊接，不規(guī)則部分用氣割和砂輪打磨平整。在焊接中考慮因熱應(yīng)力產(chǎn)生窯罩變形，應(yīng)盡量先采用對(duì)角形點(diǎn)焊而后再進(jìn)行對(duì)角形雙面焊，直至將兩半窯罩拼焊成為一整體零件而止。
(5)窯門旋轉(zhuǎn)銷按工藝尺寸在安裝好后焊上即可。
2.2加料裝置的分析
機(jī)立窯的加料裝置由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)加料溜子、升降控制器組成。加料機(jī)有單播料器和雙播料器兩種，雙播料器由于結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)流程比較復(fù)雜，很少在機(jī)立窯上使用。
單播料器的傾角可以通過(guò)升降鋼絲繩進(jìn)行調(diào)整，來(lái)改變?nèi)隽宵c(diǎn)。提高鋼絲繩使傾角變小，料球撒向窯邊部，降低鋼絲繩使傾角增大，料球撒向二肋和中部。電動(dòng)機(jī)可以正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)窯內(nèi)某處濕料層薄時(shí)，可以將播料器停車或退出去集中加料。播料器的主軸中心線應(yīng)與窯中心重合，才能保證撒料均勻。
為防止加料溜子回轉(zhuǎn)時(shí)將鋼絲繩扭斷，應(yīng)在加料斗上面一段鋼絲繩上安裝一個(gè)防扭器。
在加料裝置停在某一點(diǎn)加料時(shí)，用關(guān)閉電機(jī)的方法不易準(zhǔn)確控制停點(diǎn)位置。可將加料斗與撒料溜子之間設(shè)計(jì)成摩擦離合器連接，有的用自行車飛輪改裝成為摩擦離合器，使加料溜子可以根據(jù)需要，不用關(guān)電機(jī)，只用鐵鏟或鉤子，就可以把它擋住停在任何位置地方，抽出鐵鏟或鐵鉤，電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，給窯的燒成操作創(chuàng)造了有利條件。
2.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的技術(shù)分析論證
傳動(dòng)裝置一般為整個(gè)加料系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。以往采用渦桿渦輪傳動(dòng),傳動(dòng)方式路線方式為電機(jī)à渦輪減速機(jī)à軸 à回轉(zhuǎn)裝置。這種傳動(dòng)方式下，渦輪、渦桿會(huì)嚴(yán)重磨損，導(dǎo)致錐形斗停留在某一點(diǎn)上加料，導(dǎo)致窯內(nèi)料層厚度不均，發(fā)生異常窯況。現(xiàn)在更多的采用錐齒輪傳動(dòng)，也有通過(guò)齒輪傳動(dòng)。
常用的減速機(jī)有三種型式，圓柱齒輪減速機(jī)、行星減速機(jī)和擺線針輪減速機(jī)。其中采用針線擺輪減速機(jī)較合適，而采用行星減速機(jī)和圓柱齒輪減速機(jī)常會(huì)出現(xiàn)因球盤起動(dòng)扭矩大，傳動(dòng)系統(tǒng)剛度不足，故障多，有漏油問(wèn)題。相對(duì)而言針線擺輪減速機(jī)傳動(dòng)穩(wěn)定，噪音小，齒面接觸穩(wěn)定，在潤(rùn)滑保養(yǎng)良好的條件下，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。
另外，對(duì)針線擺輪減速機(jī)輸出軸采用花鍵聯(lián)接的，因?yàn)檫@樣的孔軸聯(lián)接是間隙配合，所以傳動(dòng)上存在著諸多缺陷。采用平鍵聯(lián)接避免了在與軸安裝時(shí)的間隙配合，從而導(dǎo)致的在電機(jī)突然停機(jī)的情況下花鍵由于承受不了較大的慣性力而失效的問(wèn)題。在強(qiáng)度達(dá)到要求的前提下，平鍵采用過(guò)盈配合能保證扭矩的正常傳遞。
3.JLY3809機(jī)立窯（加料及窯罩部件）設(shè)計(jì)綜合參數(shù)計(jì)算
3.1確定立窯的規(guī)格與形狀
立窯的規(guī)格是以窯的有效內(nèi)徑和高度來(lái)表示。
3.1.1窯的有效內(nèi)徑
機(jī)械立窯的產(chǎn)量與窯的內(nèi)徑的平方成正比，為簡(jiǎn)便計(jì)算，在工藝設(shè)計(jì)中，常以窯的單位截面積來(lái)計(jì)算窯的產(chǎn)量。
經(jīng)驗(yàn)公式： (3-1)
式中:G-----機(jī)械立窯的產(chǎn)量,t/h；
D-----窯的內(nèi)徑,m；
----窯的單位截面積產(chǎn)量,；
25=0.785
3.1.2鼓風(fēng)機(jī)選型與鼓風(fēng)方式
風(fēng)量
可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:
（3-2）
式中:----立窯的鼓風(fēng)量,；
----立窯的日產(chǎn)量,；
----熟料的熱耗, ,現(xiàn)在一般在3000～4200左00左右,這里取4200；
---換算系數(shù),；
----生產(chǎn)不均衡系數(shù),對(duì)普通立窯:=1.31.5;機(jī)械立窯:=1.151.25。
由于窯身高度一般不超過(guò)10m,所需鼓風(fēng)壓力一般不超過(guò)2025k，在確定鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量時(shí),需考慮風(fēng)量和儲(chǔ)備系數(shù),其計(jì)算式為
（3-3）
式中: ----鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量();
----入窯的鼓風(fēng)量();
----漏風(fēng)系數(shù),對(duì)普通立窯: =1.3 1.4 機(jī)械立窯: =1.15 1.25;
----儲(chǔ)備系數(shù),通常取 =1.2 1.3.
=5041.251.3=819
驗(yàn)算窯內(nèi)的氣流速度
按式 計(jì)算的鼓風(fēng)量,尚需驗(yàn)算窯內(nèi)的氣流速度應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速范圍內(nèi),對(duì)普通立窯 ;機(jī)械立窯窯內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速為
（3-4）
式中: ----窯內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速();
-----不包括漏風(fēng)在內(nèi)的入窯鼓風(fēng)風(fēng)量( );
----立窯的有效直徑(m);
------鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度();
p------當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫?)。
計(jì)算的值若不在標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速范圍內(nèi),機(jī)械立窯須在 =0.5 0.7 范圍內(nèi)確定一個(gè)值后,按
（3-5）
計(jì)算 的值,然后按 計(jì)算其鼓風(fēng)量值.因?yàn)檫^(guò)大,會(huì)引起物料停止向下運(yùn)動(dòng),使物料飛損增加,廢氣溫度升高,對(duì)煅燒不利,若值過(guò)小,則會(huì)降低熟料的產(chǎn)量。
取 =0.7
=134
= =217.75
鼓風(fēng)壓力
機(jī)械立窯的鼓風(fēng)壓力的計(jì)算式:
經(jīng)驗(yàn)式
通常,立窯取 ,H為立窯的有效高度(m)。
風(fēng)機(jī)的電機(jī)功率
按機(jī)械立窯所需的風(fēng)量與風(fēng)壓,根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)制造廠的合理配套選定鼓風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)。
它也可以按下式進(jìn)行計(jì)算確定:
（3-6）
式中:----鼓風(fēng)機(jī)所需惡毒電機(jī)功率();
K-----備用系數(shù),取K==1.11.2;
p----風(fēng)機(jī)的靜壓( );
Q----風(fēng)機(jī)的容量();
----風(fēng)機(jī)的容積效率,一般取=75%;
---- 風(fēng)機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)效率,一般取=90%。
按計(jì)算的功率值,查電動(dòng)機(jī)手冊(cè)選定鼓風(fēng)機(jī)的電機(jī)。
3.2立窯的廢氣量與煙囪計(jì)算
立窯的廢氣量由煤的燃燒廢氣、生料分解的和料球蒸發(fā)、脫水的水氣等組成,進(jìn)入煙囪需處理的廢氣量尚需包括自由進(jìn)入煙囪的漏氣量。
3.2.1出窯面的廢氣量
（3-7）
式中:----出窯面的廢氣量();
----煤的燃燒廢氣量();
----生料分解生成的廢氣量();
----料球水分蒸發(fā)生成的廢氣量()。
煤的燃燒廢氣量
（3-8）
式中:----煤的低熱值();
----熟料煤耗()。
生料分解生成的廢氣量
（3-9）
式中----生料燒失量,%；
1.997---標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的重量,；
料球水分蒸發(fā)生成的廢氣量：
（3-10）
式中:----料球水分(%);
----熟料熱耗();
0.805---標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度.().
進(jìn)入煙囪的廢氣量
（3-11）
式中----進(jìn)入煙囪的廢氣量(/h);
----出窯面的廢氣量(熟料),可按公式計(jì)算,也可以每公斤熟料的單位廢氣量計(jì),一般約為1.61.8;
G----熟料臺(tái)時(shí)產(chǎn)量(t/h);
t----進(jìn)入窯面的廢氣溫度,一般t=70120;
P---當(dāng)?shù)卮髿鈮?);
K----窯門漏風(fēng)系數(shù),一般取K=1.21.5。
3.3. 煙囪計(jì)算
煙囪計(jì)算有煙囪的直徑,個(gè)數(shù)與煙囪高度。
3.3.1煙囪個(gè)數(shù)
煙囪個(gè)數(shù)決定于立窯的直徑.在一般情況下,2m以下的立窯,設(shè)煙囪一個(gè); 2m以上的立窯,煙囪個(gè)數(shù)n=2。
3.3.2煙囪的直徑
（3-12）
式中:----煙囪直徑(m);
V-----進(jìn)入煙囪的廢氣量();
n-----煙囪個(gè)數(shù);
w-----煙囪的氣流速度(m/s),自然通風(fēng)時(shí)w=24(m/s),機(jī)械通風(fēng)時(shí)w=
812(m/s)。
D=1m
考慮到其它因素，煙囪直徑需要擴(kuò)大，所以這里取D=1.5m。
3.3.3煙囪高度
因?yàn)椴捎昧硕?jí)收塵,收塵效率比以前大幅度提高.煙囪高度可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)高度來(lái)決定。
3.4. 立窯收塵器的選型計(jì)算
立窯的收塵,應(yīng)根據(jù)立窯廢氣的特點(diǎn),進(jìn)行合理選擇收塵器。
3.4.1立窯廢氣的特點(diǎn)
械立窯水泥廠的生產(chǎn)測(cè)定,立窯廢氣的特點(diǎn)主要有如下幾個(gè)方面:
立窯廢氣量含塵量大,它的含塵濃度為3.27.2g/,一般為5 g/左右,最高濃度不超過(guò)10 g/;
灰塵的顆粒較粗,塵粒d>10μm顆粒約占到70%85%;
廢氣溫度忽高忽低而且波動(dòng)范圍大,約在t=40500范圍內(nèi)波動(dòng),在溫度低時(shí)易結(jié)露；
廢氣的濕度大且水氣有腐蝕性;
塵具有親水性強(qiáng)的特點(diǎn),它較易粘附于水滴或水霧中,凝聚成較大的塵粒。
3.4.2立窯收塵器的選擇
機(jī)械立窯選用的收塵器有沉降室,旋風(fēng)式,水浴式,袋式和電收塵等類型,有些廠為了提高收塵,還使用二級(jí)收塵系統(tǒng)。
由于立窯廢氣具有含塵濃度大,塵粒粗,濕度大,溫度波動(dòng)大,且水氣冷凝猴子愛收塵器內(nèi)引起堵塞和銹蝕,給收塵器的選型和維護(hù)管理帶來(lái)了不少問(wèn)題。
在生產(chǎn)實(shí)踐中,立窯收塵選用沉降室較適宜,因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單不易堵塞,對(duì)立窯廢氣適應(yīng)性好,且有較高的收塵效率()。
立窯收塵除了正確地選型和加強(qiáng)經(jīng)常性的維護(hù)管理外,如何提高廢氣溫度,并使其穩(wěn)定,防止水氣冷凝,減少堵塞和銹蝕是十分重要的。
這里采用沉降室和布袋除塵器作為收塵系統(tǒng)。
3.4.3 沉降室設(shè)計(jì)
沉降室的設(shè)計(jì)要點(diǎn):
流經(jīng)沉降室的氣流速度慢,客人提高收塵效率。為了降低氣流速度,在布置許可條件下,可以適當(dāng)加大沉降室的斷面,一般按w=0.5m/s設(shè)計(jì);
在沉降室內(nèi)設(shè)置橫向或豎向隔板,以延長(zhǎng)廢氣在沉降室內(nèi)停留的時(shí)間.此時(shí),沉降室內(nèi)氣體停留時(shí)間一般可以按t=2040s考慮;
沉降室尺寸應(yīng)本著寬度盡可能大,高度盡可能小的原則布置,以提高效率;
沉降室漏風(fēng)量按100%設(shè)計(jì),并在沉降室的進(jìn)口處設(shè)置導(dǎo)流板,以使氣體進(jìn)入沉降室時(shí)呈均勻分布,有利于粉塵的沉降;
沉降室殼體的結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮能承受立窯點(diǎn)火時(shí)短時(shí)間內(nèi)可能達(dá)到300500的影響;
為了便于回灰,沉降室集灰漏斗的角度不可以過(guò)小,錐角一般為5560°;沉降室的內(nèi)壁須平整光滑,且殼體側(cè)壁應(yīng)設(shè)置人形門孔供檢修清理之用。
沉降室面積
通過(guò)沉降室的廢氣量為出窯面的廢氣量。
沉降室的斷面積F為
（3-13）
式中----進(jìn)入沉降室的廢氣量()；
w-----沉降室內(nèi)氣流速度,w=0.5m/s。
F=43.652
沉降室的長(zhǎng)度L=tw
式中t----沉降室的氣體停留時(shí)間,一般t=2040s；
L=10m
沉降室高度為
考慮到工廠的廠房布置限制,B取7m,H取3m,L取6m。
3.5袋式除塵器的選型
根據(jù)出沉降室的廢氣量,查布袋除塵器的處理量選擇布袋除塵器的規(guī)格。
這里選擇LLC386型布袋玻纖除塵器。
3.6播料落點(diǎn)的確定
播料落點(diǎn)小于直筒環(huán)形圈時(shí),易產(chǎn)生中火過(guò)深,甚至二肋濕料層過(guò)厚,使該部位料層板結(jié),上火速度慢,窯內(nèi)通風(fēng)阻力大,形成風(fēng)洞,破壞底火層穩(wěn)定;若播料落點(diǎn)大于直筒環(huán)形圈時(shí),可能出現(xiàn)播料直接沖向窯壁落下,將邊風(fēng)堵死,產(chǎn)生煉邊,結(jié)圈,引起卸料不暢,甚至造成邊火過(guò)深,形成偏火。
所以根據(jù)不同窯徑,擴(kuò)口角度和高度的變化計(jì)算結(jié)果可知, 擴(kuò)口角度的每增減1或高度增降0.1m,其上擴(kuò)口角度就隨之增加或減少0.05m左右。
這里應(yīng)注意:
A.播料落點(diǎn)應(yīng)與擴(kuò)口角度變化相適宜,以次來(lái)確定播料落點(diǎn)與邊部的距離。即擴(kuò)口角度大的窯,距離邊部遠(yuǎn)些,小則反之。
B.操作中應(yīng)做到料面相對(duì)固定。當(dāng)燒滿窯時(shí),相應(yīng)提高了擴(kuò)口角度,淺則反之。
C.這時(shí)播料落點(diǎn)與窯壁距離也隨之發(fā)生變化。應(yīng)此,操作中必須調(diào)整播料器角度,使播料落點(diǎn)保持不變。
確定播料落點(diǎn)距離窯壁距離的計(jì)算公式:
式中:S-----窯面物料落點(diǎn)(二肋中心區(qū))與窯壁間的距離(m);
D-----窯內(nèi)物料面的直徑(m);
----窯內(nèi)直筒部位的直徑(m) 。
4加料裝置的參數(shù)設(shè)計(jì)
4.1選擇電機(jī)
4.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式
根據(jù)機(jī)立窯加料裝置的工作條件和要求, 選用一般用途的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，為臥式封閉結(jié)構(gòu)。但是本設(shè)計(jì)的針線擺輪減速機(jī)自帶一級(jí)臥式直聯(lián)式(XWD型)電機(jī),所以這里不需要另外選擇設(shè)計(jì)電機(jī)的類型。
4.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量
選擇電動(dòng)機(jī)額定功率Pm，根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn),加料裝置的電機(jī)功率一般在2到3kw,在這里可以針線擺輪減速機(jī)自帶的電機(jī)功率,選定Pm=3kw。
4.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
根據(jù)電機(jī)的功率,查表可以得知n1=750r/min。
4.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的各參數(shù)
4.2.1 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比
傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比
傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為i=294=116；
各級(jí)傳動(dòng)比分別為，減速機(jī)傳動(dòng)比29，錐齒輪傳動(dòng)比4。
4.2.2錐齒輪的設(shè)計(jì)(以下公式出自徐灝主編<<新編機(jī)械師設(shè)計(jì)手冊(cè)>>)
齒數(shù)比
(4-1) 按傳動(dòng)要求確定,通常=1～10,取=4
小輪大端分度圓直徑
表5.4-18 (4-2)
載荷系數(shù)K K=1.5
齒數(shù)比
試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限見圖5.3-18d,
估算時(shí)的安全系數(shù)
齒輪的許用接觸應(yīng)力
估算的結(jié)果
根據(jù)計(jì)算初定選取=160
齒數(shù)
一般=16～30,當(dāng)已確定,可按圖5.4-3選取;最少的薦按表5.4-5選取.
=16,.
大端模數(shù)面
取=10按表5.4-3取成標(biāo)準(zhǔn)系列值后,再確定
分錐角
當(dāng)
(4-3)
當(dāng)
外錐距
(4-4)
=
齒寬b
(4-5)
齒寬系數(shù)
,一般=,常用0.3,這里取0.3.
平均分度圓直徑
(4-6)
=85
中錐距
(4-7)
平均模數(shù)
(4-8)
=8.5
切向變位系數(shù)
薦用值見圖5.4-4
徑向變位系數(shù)
亦可以按表選取=0.44,=-0.44
齒頂高
(4-9)
齒跟高
見表5.4-2 (4-10)
頂隙C
(4-11)
齒頂角
(4-12)
,
這里選用等頂隙收縮齒
齒頂角
(4-13)
頂錐角
不等頂隙收縮齒 (4-14)
等頂隙收縮齒
這里采用的是等頂隙收縮齒,所以
(4-15)
齒頂圓直徑
(4-16)
安裝距A
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝結(jié)構(gòu)來(lái)確定。
冠頂距
(4-17)
輪冠距離H
(4-18)
大端分度圓齒厚
(4-19)
大端分度圓弧齒厚
(4-20)
大端分度圓弧齒高
(4-21)
當(dāng)量齒數(shù)
(4-22)
4.2.3接觸疲勞強(qiáng)度的校核
(4-23)
分度圓切向力
使用系數(shù) 見表5.4-24
(4-24)
載荷分布系數(shù)
載荷分配系數(shù)
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
彈性系數(shù)
重合度,螺旋角系數(shù)
因式中=1
錐齒輪系數(shù)
計(jì)算結(jié)果
許用接觸疲勞強(qiáng)度極限
,因長(zhǎng)期工作,壽命系數(shù)
潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)
最小安全系數(shù)
尺寸系數(shù)
工作硬化系數(shù)
許用接觸應(yīng)力值
通過(guò)
4.2.4抗彎強(qiáng)度校核
(4-25)
符合齒形系數(shù)=4.8,=4..6(按, )
重合度和螺旋角系數(shù) 其于項(xiàng)同前,并,
計(jì)算結(jié)果
許用抗彎應(yīng)力
齒輪基本強(qiáng)度
因長(zhǎng)期工作,壽命系數(shù)
相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù) =1
相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)=1
尺寸系數(shù)=1
最小安全系數(shù)=1.4
許用抗彎應(yīng)力值
結(jié)論 , 通過(guò)
5 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的密封潤(rùn)滑
由于水泥生產(chǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，為保證傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作穩(wěn)定可靠性，密封和潤(rùn)滑尤為重要。
在有大量粉塵的環(huán)境下，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如齒輪易發(fā)生磨粒磨損。這將很大的縮短了傳動(dòng)部件的壽命，從而無(wú)法保證生產(chǎn)的連續(xù)性。為了減少磨損情況，這里對(duì)于齒輪嚙合的采用半封閉式密封。這樣減少了粉塵對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的影響，同時(shí)也便于拆裝。而減速機(jī)、電動(dòng)機(jī)、軸承和軸承座，它們本身是全封閉結(jié)構(gòu)。所以只需考慮密封透蓋上的密封材料問(wèn)題。
加料裝置回轉(zhuǎn)軌道的密封,如果有水泥粉塵進(jìn)入軌道,粘在鋼珠上,增加了鋼珠直徑,使得回轉(zhuǎn)裝置阻力增大,,容易磨損鋼珠,布料不均,容易發(fā)生機(jī)立窯異常窯況,造成經(jīng)濟(jì)上的損失。為了預(yù)防這種情況,在軌道外面采用油脂密封,在軌道上,下面涂滿油脂,從而不讓粉塵進(jìn)入。
6機(jī)立窯的窯罩和加料裝置的總體設(shè)計(jì)
窯罩:窯罩體主要采用的型材有:15mm的ZG35切割鋼板焊接制成,8mm的切割鋼板焊接而成,窯罩制成上、下兩剖分面,上部采用8mm的Q235切割鋼板焊接制成,下部用15mm的ZG35切割鋼板焊接制成,上、下部通過(guò)法蘭盤焊接在一起。窯罩采用雙層結(jié)構(gòu),中間填充保溫材料,窯罩采用8mm的Q235切割鋼板焊接而成.煙囪采用Q235切割鋼板焊接而成。窯罩采用上,下結(jié)構(gòu),維修,更換方便,節(jié)約了材料,增加了使用壽命,提高了經(jīng)濟(jì)效益.
煙囪:熟料煅燒過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣不僅包括有煤燃燒和石灰石分解產(chǎn)生的，還有料球水分蒸發(fā)形成的水蒸汽、入窯風(fēng)中剩余的N2、過(guò)剩的、煤不完全燃燒及包氏反應(yīng)和郝氏反應(yīng)產(chǎn)生的CO、揮發(fā)分產(chǎn)生的氣體及從窯罩門漏入的空氣等。生產(chǎn)lkg熟料所產(chǎn)生的廢氣量一般為3.5～4kg（即2.65～3m3/ h），由立窯的煙囪排向大氣。立窯技術(shù)改造后，窯罩h 必須相應(yīng)加高，h/D≥1.0（D 為立窯有效內(nèi)徑）。以Φ3.2m 窯為例，窯罩高度應(yīng)為3.2m。立窯煅燒時(shí)，為了減少?gòu)U氣量，即使不能做到閉門操作，也應(yīng)少開窯門，這對(duì)提高窯內(nèi)上火速度和熟料產(chǎn)量、改善窯面操作環(huán)境均有好處.
傳動(dòng)機(jī)構(gòu): 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所采用的傳動(dòng)方式為：電機(jī)à XWD針線擺輪減速機(jī)à小齒輪à大齒輪à回轉(zhuǎn)裝置à錐形斗。其中電機(jī)是針線擺輪減速機(jī)自帶的電機(jī),減速機(jī)采用針線擺輪減速機(jī),軸承采用深溝球軸承6021,及軸承座采用整體式軸承,而齒輪采用40Cr材料鑄件精加工而成。主軸采用45鍛鋼精加工而成.
播料:窯罩高度增加后,布料器與垂直線之間的角度變小,正常生產(chǎn)時(shí)布料器變陡,生料球不易粘在布料器上,可以減少布料器的堵料現(xiàn)象。確定適宜的播料位置,是擴(kuò)口角度大小都能適應(yīng)的關(guān)鍵。
由于入窯物料在窯內(nèi)二肋部位的自然堆積,滾動(dòng),塌落,燒成中產(chǎn)生的收縮運(yùn)動(dòng),卸料引起的垂直運(yùn)動(dòng)和向心擠壓力作用。所以,擴(kuò)口角度無(wú)論大與小的窯型,其播料固定落點(diǎn)是基本不變的,但擴(kuò)口角度大的窯型,其播料固定落點(diǎn)可以稍大雨直筒直徑的環(huán)形圈;而擴(kuò)口角度小的窯型,其固定布料點(diǎn)也不小于直筒環(huán)形圈.
老式蝸輪桿布料器因故障率特高，布料不均，積料料垢嚴(yán)重應(yīng)淘汰；宜采用回轉(zhuǎn)支撐中心布料器，該布料器由于采用回轉(zhuǎn)支撐，大、小傘齒輪傳運(yùn)，因此故障率低，幾乎無(wú)故障，而且布料均勻性好，積料料垢少，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，該新型布料器已在全國(guó)８００多家水泥廠推廣使用。
7結(jié)論
JLY3809機(jī)立窯(加料及窯罩部件)的改進(jìn)主要是針對(duì)加料裝置和窯罩的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)來(lái)提高機(jī)立窯的生產(chǎn)效率和資源利用率,降低粉塵污染.它的主要特點(diǎn)是改進(jìn)后的加料系統(tǒng)。
A.結(jié)構(gòu)合理,料斗布置在窯罩上,脫離了高溫腐蝕區(qū),溜子被升高,比改造前離高溫腐蝕區(qū)遠(yuǎn)些,從而提高了料斗和溜子的使用壽命。
B.用針線擺輪減速機(jī)取代了渦輪減速機(jī),徹底解決了漏油問(wèn)題,且功率不變。
C.將料斗和溜子的鋼板厚度由原來(lái)的12mm改為8mm,節(jié)約了材料,降低價(jià)格。
D.大圓錐齒輪下有軌道和鋼球，錐形料斗和回轉(zhuǎn)裝置結(jié)合為一體，設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)較小，,傳動(dòng)十分平穩(wěn),操作方便,占地小,費(fèi)用低。
E.使回轉(zhuǎn)部分得到良好的潤(rùn)滑，延長(zhǎng)了系統(tǒng)的使用壽命，提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，減輕了維修工作量，降低維修費(fèi)用。
F.減輕了看火操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度，且杜絕了CO中毒事故。
JLY3809機(jī)立窯由于考慮到成本問(wèn)題,對(duì)一些使用良好的設(shè)備可以不更換在以后的生產(chǎn)中,可以對(duì)這些設(shè)備更換。這樣可以更好地體現(xiàn)JLY3809機(jī)立窯的優(yōu)勢(shì),從而擴(kuò)大使用范圍,減少污染，提高我國(guó)水泥產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)水平。
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[21].李捷華.機(jī)立窯單加料溜子傳動(dòng)裝置的改造[J].水泥1997.2： 48~49
致 謝
為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)已經(jīng)結(jié)束。回顧整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程，雖然充滿了困難與曲折，但卻讓我感到受益匪淺。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是JLY3809機(jī)立窯（加料及窯罩部件）設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是解決JLY3809機(jī)立窯加料裝置及窯罩與新窯配合使用的問(wèn)題，因此立窯水泥生產(chǎn)企業(yè)對(duì)此項(xiàng)目的要求很高。本設(shè)計(jì)是學(xué)完所有大學(xué)期間本專業(yè)應(yīng)修的課程和完成畢業(yè)實(shí)習(xí)以后所進(jìn)行的，是對(duì)我三年半來(lái)所學(xué)知識(shí)的一次大檢驗(yàn)，也是對(duì)我實(shí)習(xí)過(guò)程的再學(xué)習(xí)。使我能夠在畢業(yè)前將理論與實(shí)踐更加融會(huì)貫通，并且學(xué)到了書本上沒(méi)有提及的知識(shí)點(diǎn)，加深了我對(duì)理論知識(shí)的理解，擴(kuò)展了我對(duì)水泥機(jī)械和生產(chǎn)工藝的認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化了實(shí)際生產(chǎn)中的感性認(rèn)識(shí)。
通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我掌握了最新的JLY3809機(jī)立窯加料裝置技術(shù)、窯罩的設(shè)計(jì)方法和步驟及認(rèn)識(shí)到了在設(shè)計(jì)過(guò)程中所要注意的問(wèn)題。另外也學(xué)會(huì)了如何應(yīng)用圖書、手冊(cè)和網(wǎng)絡(luò)查找所需的資料信息。
總的來(lái)是說(shuō)，這次設(shè)計(jì)使我在基本理論的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問(wèn)題方面得到依次較好的鍛煉，提高了我獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，縮短了我與工廠技術(shù)人員的距離，為我以后從事工程技術(shù)工作奠定了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。同時(shí)也讓我了解目前我們這個(gè)專業(yè)所處的位置。
本次設(shè)計(jì)任務(wù)業(yè)已順利完成，但由于本人水平有限，缺乏經(jīng)驗(yàn)，難免會(huì)留下一些遺憾，在此懇請(qǐng)各位專家、老師及同學(xué)不吝賜教。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在劉平成老師和楊曉紅老師的認(rèn)真指導(dǎo)下進(jìn)行的。劉老師和楊老師經(jīng)常為我解答一系列的疑難問(wèn)題，以及指導(dǎo)我的思想，引導(dǎo)我的設(shè)計(jì)思路。在歷經(jīng)三個(gè)多月的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一直熱心的輔導(dǎo)。其他同學(xué)也有對(duì)我在設(shè)計(jì)過(guò)程中給予幫助。在此，我忠心地向他們表示誠(chéng)摯的感謝和敬意！
附錄清單
圖名 圖號(hào) 圖幅
1加料及窯罩部裝圖 JLY3809-01 A0
2窯罩布裝圖 JLY3809-01-01 A0
3加料裝置 JLY3809-01-02 A1
4窯罩上部 JLY3809-01-01-01 A3
5窯罩下部 JLY3809-01-01-02 A3
6大齒輪 JLY3809-01-02-01 A3
7小齒輪 JLY3809-01-02-02 A3
8機(jī)罩 JLY3809-01-02-05 A3
9支承回轉(zhuǎn)裝置 JLY3809-01-02 06 A3
10大齒輪基座 JLY3809-01-02-07 A3
11觀察門板 JLY3809-01-01-03 A4
12下料溜子 JLY3809-01-02-04 A4
13錐形斗 JLY3809-01-02-03 A4
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