盐城联鑫钢铁φ3.6x16m圆筒混料机的选型及计算
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摘要：本篇主要介绍了盐城联鑫圆筒混料机φ3.6x16m的主要部件及功率计算
关键字：筒体装配 传动装置混合时间 填充率功率
中图分类号： S776.032 文献标识码： A 文章编号：
圆筒混料机是烧结厂的主要设备之一。它设置在配料设备与烧结机之间，为烧结机提供混合均匀适合烧结的原料。根据原料性质的不同，烧结厂的混合作业分为一次混合和二次混合。一次混合主要目的是混匀和润湿；二次混合除继续混匀和水分微调外，主要目的是制粒，有时也进行通蒸汽预热混合料。盐城联鑫钢铁198m2烧结工程所用圆筒混料机一混φ3.6x16m、二混φ4x18m。现以φ3.6x16m圆筒混料机为例进行主要部件的选型及电机功率的计算。
一、圆筒混料机的主要部件
盐城联鑫钢铁φ3.6x16m混合机的的主要部件有筒体、大小齿轮、托辊装配、喷水装置、传动装置、喷射装置等组成。下面详细介绍混合机的主要部件。
（一）筒体装置
筒体装置是圆筒混合机的主体，由筒体、滚圈、大齿圈、筒体内附件等组成。
1.筒体
混合机筒体由筒体和两个滚圈对焊而成，筒体外装有大齿圈，筒体内衬以自NZ-HA弧形筋含油尼龙衬板，取代以往的橡胶衬板，解决了生产中筒体筒壁粘料的难题。为了减小筒体运转中出现的震动，通过加工工艺保证两个滚圈的同轴度，两个滚圈在专用筒体车床上一次装夹完成加工，同轴度小于0.5mm。为了提高滚圈的耐磨性，滚圈加工完之后再对滚圈进行表面淬火,淬火硬度要求达到HRC40~45。
2.大齿圈
筒体的大齿圈是筒体传动的主要部件。大齿圈安装在筒体变形较小处，距离上滚圈2850mm。为了便于安装制造，采用对半剖分，铰制螺栓联接。为了提高大齿圈和筒体的联接精度，在筒体上焊上一环形托架，相当于立式法兰，和大齿圈腹板贴合，分别用普通螺栓和铰孔螺栓把两者牢固连接。两种型式的螺栓间隙布置在同一圆上。这种联接方式的关键是托架贴合面的形位精度，包括和滚圈轴线的垂直度及端面跳动。
（二）传动装置
传动装置包括主传动装置和慢速传动系统。主传动装置驱动筒体转动，其传动形式为：电动机——联轴器——减速机——鼓型齿联轴器——小齿轮——大齿轮——筒体。小齿轮和主减速机之间采用鼓型齿式联轴器连接，不仅可以满足大的扭矩要求，也可用以补偿齿轮轴变形及安装等误差造成的两轴中心线相对偏移。为了检修混料机或更换衬板，主传动电机断电停机，然后开启慢速传动系统，它以低转速n=0.29rpm驱动混料机筒体，这样既便于工人操作又保证工作人员的人身安全。
（三）喷射装置
混合机上的开式齿轮传动是关键部件，它们的寿命直接影响能否机器的安全运行。为了保证齿轮传动的使用寿命，我们增加了结构先进的喷油装置，这种喷油装置为无气源喷油装置，运行安全可靠，减少了供气设备，排除故障点，液压系统密闭运行，安全可靠，基本不用维修，保证了大齿轮的，延长了齿轮使用寿命，减轻了工人的劳动强度。
二、圆筒混料机的电机功率计算
已知φ3.6x16m圆筒混料机技术参数如下：
D=3600mm L=16000mm
处理量 Q600~780t/h
物料堆比重 ρ 1.8 t/m3
筒体倾斜角α2.5°
筒体转速 n 7~8r/min
物料安息角 35°
进料方式 皮带机进料
主要参数计算：
㈠已知筒体尺寸，求其它参数
混合时间
t=
式中t——混合时间（min）
De——筒体有效直径(m)：De=D-0.1m=3.6-0.1=3.5m
Le——筒体有效长度(m)：Le=L-1.5m=16-1.5=14.5m
φ——混合料安息角
γ——混合前倾角： tgγ=sinα/sinφ=sin2.5°/sin35°=0.076
t=Le/（πDentgγ）=14.5/（3.14x3.5×7×0.076）=2.48min
填充率
ψ=（%）
式中Q——混合机产量（t/h）;
ρ——物料堆比重（t/m3）
ψ=780x2.48/0.471x1.8x14.5x3.52=12.84%
3.θ角度确定
根据θ角与填充率Ψ的关系查表得：
sin3θ=0.475
(二).圆筒回转主要阻力矩计算：
圆筒回转所需力矩Mn为
Mn=K(Mg+ Mf)
式中 K——考虑混合料量波动等未计因素采用的附加因数，取K=1.25;
Mn——圆筒回转所需力矩（N·m）；
Mg——物料提升阻力矩（N·m）；
Mf——运转摩擦阻力矩（N·m）；
1.物料提升阻力矩的计算（Mg）
Mg =GRCsinβ
G——筒体内流动物料的重力（N）；
RC——物料截面上重心点的半径（m）；
A——物料截面积（m2）；
G =9800 LeAρRC= De3 sin3θ/12A
取β=40 ºsinβ=0.64
则有Mg=
=522.7x3.53x14.5x1.8x0.475
=277837（N.m）
2.筒体运转摩擦阻力矩（Mf）
Mf=
μ——托轮轴承摩擦因数，取μ=0.015；
G——筒体内流动物料的重力（N）；
W——筒体及附着粘结物料的重力（N）；
Dr——滚圈直径（m），取Dr =4.12m；
Dt——托轮直径（m），取Dr=1m；
d——托轮轴颈直径（m），取d=0.3m；
——滚圈与托轮接触角（o），一般=30o。
W= W1 +W2
G=ρb·πDe2·ψ·Le·g/4
W1——筒体自重（N），取W1=880000N；
W2——筒体内粘结料层重力（N）；
W2=ρb·π（D-σ）·σLe·g
其中σ为粘结料层厚度（m）对于二次混合机粘结料层厚度取0.05m
粘结料层密度ρb=2.75（t/m3）
W2 =2.75×π×（3.6-0.05x2）×0.05×14.5x9.8
=215（KN）
W= W1+ W2=880000+215000=1095000（N）
G=ρb·πDe2·ψ·Le·g/4
=2.75x3.14x3.52x12.84%x14.5x1000x9.8/4=482744(N)
Mf=
Mf=
Mf=16889N·m
Mn=K(Mg+ Mf)
Mn=1.25x(277837+16889)=368408 N·m
（三）功率计算
P=
式中 P——传动所需电动机功率（kW）；
n——圆筒转速（r/min）；
——总传动效率。取=0.84
P=
==368（kW）
最后，考虑圆筒混料机可能出现的过载等未知因素，取安全系数1.5，所选电动机功率P=560kW。由于要求转速达到7~8rpm，电机选用高压变频调速电机。
三、结论：
该圆筒混料机运量大、转速高，主传动电机功率大，设计和制造有一定难度。目前已投入运行，状态良好。所选主传动电机功率及各部件均能能满足盐城联鑫钢铁公司的使用要求。
参考文献
1、汪用澎 张信 大型烧结设备.机械工业出版社，1997.8，19-67