• RU
  • icon На проверке: 3
Меню

Проектирование вращающейся печи 5х185 м

Описание

Проектирование вращающейся печи 5х185 м

Состав проекта

icon
icon Деталировка.dwg
icon Уплотнение концевое.dwg
icon печь.doc
icon КППМСН-19216000000 ПЗ.docx
icon Уплотнение.dwg
icon общий вид.dwg
icon уплотнение концевое.doc

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon Деталировка.dwg

Деталировка.dwg
(Verwendungsbereich)
(Modell- oder Gesenk-Nr)
Сталь 45 ГОСТ 4543-71
БГТУ им. В.Г. Шухова
Сталь 25Л ГОСТ 977-65
Муфта регулировочная

icon Уплотнение концевое.dwg

Уплотнение концевое.dwg

icon печь.doc

КППМСН-19216000000 ПЗ
Пояснительная записка
КППМСН-19216000000 СБ
КППМСН-192160010000
Бункер возврата пыли
Вентилятор нагнетательный
Трубопроводод возврата пыли
КППМСН-19216000000 СБ
Печь вращающаяся 5х185
БГТУ им. В.Г. Шухова

icon КППМСН-19216000000 ПЗ.docx

Технология производства цемента по мокрому способу4
Конструкция и принцип действия вращающейся печи 5х185 м8
Сущность модернизации24
Расчет основных параметров печи26
1. Расчет производительности печи26
2. Определение мощности главного привода вращающейся печи27
3. Определение мощности вспомогательного привода31
4. Определение тепловой мощности вращающейся печи32
5. Определение усилий возникающих в опорном ролике33
6. Расчёт гидроупоров34
Библиографический список39
Одним из самых приоритетных направлений в развитии предприятий промышленности строительных материалов является совершенствование производства на базе научных и опытно конструкторских разработок. В наше время ускоренными темпами создаются и осваиваются новые технические и технологические решения новое технологическое оборудование на их основе механизированные линии.
Промышленность строительных материалов на данный момент располагает значительным парком высокопроизводительного оборудования способного выпускать высококачественную продукцию.
Тем не менее перед наукой стоит ряд задач по повышению технологических свойств оборудования промышленности строительных материалов. Из них можно выделить такие как:
- повышение КПД приводов машин
- снижение энергозатрат на производство
- повышение производительности
- повышение долговечности узлов и механизмов.
В производстве цемента основным агрегатом является вращающаяся печь в которой клинкер подвергается воздействию высоких температур. Для получения высококачественной продукции требуется строгое соблюдение температурных режимов и технологии производства.
Главной целью улучшения работы печи является модернизация концевых уплотнений печи для снижения удельных энергозатрат.
Эта модернизация необходима из-за того что происходит подсос холодного воздуха на концах печи что приводит к увеличению расхода топлива следовательно вызывает дополнительные затраты. Снижение таких затрат является одной из важнейших задач отрасли.
Технология производства цемента по мокрому способу
Глина добываемая в карьере имеет размер куска до 05 м и влажность до 20%. Готовый глиняный шлам транспортируется гидротранспортом к сырьевому цеху на расстояние 68 км.
Добыча мела в карьере «Полигон» также ведется с использованием экскаваторов. Мел транспортируется железнодорожным транспортом на расстояние 25 км в саморазгружающихся вагонах–думпкарах. Загрузка сырьевой смеси в «Гидрофол» выполняется с помощью электрического экскаватора.
Сырьевой шлам готовится в мельнице мокрого самоизмельчения «Гидрофол» куда подается мел глина глиняный шлам бокситы пиритные огарки и вода. Приготовленный шлам влажностью (38÷39) % подвергают дополнительному измельчению в трубных мельницах размером 3×85 м с резиновой футеровкой. Корректирование сырьевого шлама осуществляют в вертикальных шламовых бассейнах. Коррекция происходит путём перекачивания различного по составу шлама центробежными шламовыми насосами из одного бассейна в другой до получения однородного по составу шлама. Шлам в бассейнах перемешивают сжатым воздухом поступающим в каждый из них по центральной трубе диаметром 001 м почти со дна бассейна. Здесь же в шлам поступают порошкообразные железистые включения.
Хранение готового шлама производится в горизонтальных шламовых бассейнах из которых он подается во вращающиеся печи. Здесь состав шлама усредняется (гомогенизируется). Из бассейна шлам влажностью (36÷45) % через дозирующие устройства направляется в печь на обжиг.
Рисунок 1.2. Блок-схема производства цемента
Обжиг сырьевого шлама и получение клинкера осуществляется в пяти вращающихся печах размером 4×150 м оснащенных рекуператорными холодильниками и двух печах размером 45×170 м оснащенных колосниковыми холодильниками. Охлажденный клинкер складируется в открытом складе отделения помола цемента.
Помол клинкера и добавок производится в трубных цементных мельницах следующих размеров: семь мельниц – 26×13 м; три мельницы – 3×14 м; четыре мельницы – 32×15 м. Одна из мельниц может работать в замкнутом цикле с воздушно-проходным сепаратором.
Готовый цемент транспортируется пневмотранспортом по цементопроводу в цементные силоса. Годовая мощность помольного парка предприятия составляет 2400 тыс. тонн цемента. Продукция потребителю отправляется навалом упакованной таре или в автоцементовозах. Тарирование цемента в бумажные мешки по 50 кг производится карусельными машинами.
Конструкция и принцип действия вращающейся печи 5х185 м
Вращающаяся печь 5х185м представляет собой сварной барабан из листовой стали М16С (ГОСТ 67-53) толщиной 45-110 мм с внутренним диаметром 5 м общей длинной 185 м. На барабане закреплены восемь бандажей которыми печь опирается на семь парных роликоопор с наклоном по отношению к горизонту 35%. Роликоопоры включают два ролика опирающиеся своими осями на подшипники скольжения или качения. Внутри барабан облицован огнеупорным кирпичом и жароупорным бетоном. Для фиксирования печи в осевом направлении на одной из опор установлены контрольные ролики на другой – специальные аварийные упоры снабженные конечными выключателями.
Печь вращается приводным механизмом расположенным у четвертой опоры считая от верхнего конца. Механизм состоит из закрепленного на барабане зубчатого венца двух подвенцовых шестерен двух шпинделей двух редукторов и двух электродвигателей с тормозами; мощность каждого электродвигателя 320 кВт. Регулирование частоты вращения печи (06 – 124мин-1) ступенчатое электрическое. Кроме того печь имеет вспомогательный приводной механизм небольшой мощности посредством которого при ремонтных работах ее можно поворачивать со скоростью 44час-1.
Помимо вращающегося футерованного барабана печь 5х185 м включает следующие устройства и механизмы:
а) реактивный или ковшовый питатель шлама с помощью которого непрерывно подается смесь в печь;
б) дутьевой вентилятор и топливная форсунка по которой газо-воздушная смесь непрерывно поступает в горячий конец печи;
в) колосниковый холодильник “Волга-75с” с воздушным и отсасывающим вентиляторами дробилками для дробления крупных кусков клинкера транспортерами приводными механизмами циклонными или другими пылеуловителями;
г) дымосос преодолевающий аэродинамическое сопротивление всего газового тракта и обеспечивающий надлежащую скорость газов в печи (тягу) при которой процессы испарения подогрева и обжига материала протекают с необходимой интенсивностью; давление развиваемое дымососами печей 1500-3000 Па (153 -306 мм вод.ст.);
д) пылеулавливающие устройства – пылеусодительную камеру и электрофильтр обеспечивающие требуемую степень обыспыливания газов перед выбросом в атмосферу;
е) установку для возврата в печь пыли уловленной в пылеуловителях;
ж) устройство для охлаждения оболочки печи поливом ее водой (до 300 м3ч) на участке зоны спекания для удлинения срока службы огнеупорной футеровки;
з) комплекс контрольно-измерительных и регулирующих приборов и аппаратуры позволяющих с одного пункта контролировать процессы протекающие в отдельных механизмах устройствах и частях и зонах печи а также регулировать интенсивность этих процессов и управлять всей установкой из указанного пункта.
Для нагнетания масла в узлы трения редукторов в подшипники привода опорных роликов и в зацепление венцовой шестерни у печи имеются три станции циркуляционной жидкой смазки.
Уплотнение холодного конца печи 5х185 м секторное на роликах уплотнение горячего конца – аэродинамическое т.е. с созданием в камере уплотнения несколько большего разряжения чем в полости головки печи в силу чего подсос холодного воздуха в печь предотвращается.
В печах подвешивают цепные завесы в виде гирлянд или свободно висящих концов цепей устанавливают теплообменные устройства для снижения расхода топлива. В холодном конце печи устанавливают цепной фильтр-подогреватель проходя через который шлам обволакивает густо навешенные в нем цепи или тела наполнения – обрезки стальных труб подогревается горячими запыленными газами; часть содержащейся в газах сырьевой смеси осаждается на смоченной шламом поверхности цепи и таким образом возвращается на обжиг.
Основные узлы вращающейся печи с теплообменными устройствами внутри корпуса (5×185 м) представлены на рис. 2.1 а: корпус 1 с надетыми на него бандажами 2 роликовые опоры 3 предохранительные упоры и контрольные ролики установленные на опорах привод 4. Корпус представляет собой трубу с внутренним диаметром 5 м и длиной 185 м уложенную на опоры сваренную из стальных кольцевых обечаек и отфутерованную внутри огнеупорным кирпичом. Подбандажные обечайки сваривают из листовой стали толщиной 60 мм в зоне спекания 40 мм в остальных пролетах 30 мм. Для повышения поперечной жесткости корпуса в пролетах между опорами установлены кольца жесткости 5. Бандажи имеющие прямоугольную форму устанавливают на корпусе печи свободно на регулировочных прокладках. Необходимый зазор между бандажом и корпусом достигается заменой регулировочных прокладок.
Корпус печи с уклоном 35 % опирается на роликоопоры. Схема расположения роликоопор представлена на рисунке 2.2. Каждая опора состоит из двух роликов монтируемых на станине. Угол между линией соединяющей центры корпуса печи и ролика и вертикальной плоскостью равен 30°. Оси опорных роликов установлены в подшипниках скольжения с бронзовыми вкладышами. В последнее время имеется тенденция к установке их на роликоподшипниках. Жидкая смазка подшипников подается черпаками расположенными на специальном кольце закрепленном на оси. Подшипники роликоопор имеют водяное охлаждение. Для визуального контроля имеются термометр маслоуказатель а также термосигнализатор автоматически предупреждающий о перегревах. Для контроля над продольным перемещением печи на одной из опор устанавливают контрольные ролики а на другой для фиксации — предохранительный упор который удерживает печь от продольного перемещения в случае среза осей контрольных роликов.
Вращающаяся печь 5х185 м имеет 7 роликоопор которые воспринимают следующие нагрузки выраженные в тс (кН): I – 2693 (2693); II – 2849 (2849); III – 2863 (2863); IV – 2758 (2758); V – 2954 (2954); VI – 2757 (2757); VII – 2285 (2285).
У современных печей применяются роликоопоры с подшипниками качения. На этой опоре (рис. 2.3) ось 1 ролика 2 установлена на два четырехрядных подшипника 3 воспринимающих радиальную нагрузку корпуса 4 которых крепят на фундаментной раме 5.
Зубчатый венец 6 крепится на корпусе печи на шарнирах (или на рессорных подвесках). Главные 7 и вспомогательные 8 электродвигатели и система редукторов составляют привод печи. Главные электродвигатели предназначены для вращения печи во время работы (с шестью скоростями от 0010 до 020 обс). Вспомогательный привод предназначен для проворачивания корпуса печи во время ремонтных футеровочных и аварийных работ. Угловая скорость печи при работе вспомогательного привода составляет 00012 обс.
Рисунок 2.1. Вращающаяся печь: а — общий вид; б — кинематическая схема; 1 — корпус; 2 — бандажи; 3 — роликовые опоры; 4 — привод; 5 — кольцо жесткости; 6 — зубчатый венец; 7 — главный электродвигатель; 8 — вспомогательный электродвигатель; 9 — фильтр-подогреватель; 10 — цепная завеса; 11 — теплообменник
Главный привод (рис. 2.1 б) состоит из двух электродвигателей 1 двух редукторов 2 двух подвенцовых шестеренок 3 венцовой шестерни 4. Между вспомогательными электродвигателями 5 и редукторами главного привода устанавливают двухступенчатые редукторы 6. На приводе имеется тахогенератор 7 для контроля угловой скорости печи. Фильтр-подогреватель 9 которым может быть оборудована печь устанавливается внутри печи на расстоянии 2 м от холодного конца. Принцип работы фильтра-подогревателя состоит в том что тепло отходящих газов подогревает поступающий в печь шлам. Газы проходят через смоченные шламом цепные полотна; при этом одновременно с подогревом шлама происходит осаждение части содержащейся в газах пыли. Цепная завеса 10 с гирляндной навеской повышает теплообмен между шламом и отходящими газами. За цепной завесой внутри корпуса печи встроено теплообменное устройство ячейкового типа которое обеспечивает подогрев обжигаемого материала. Теплообменник 11 состоит из литых жаростойких полок одни концы которых крепят к корпусу печи а вторые соединяют между собой попарно. Полки обеспечивают подъем материала который затем свободно ссыпается с них.
Рисунок 2.2. Схема расположения роликоопор: 1 – обжигаемый материал; 2 – кольцевой бандаж; 3 – роликоопора; 4 – фундаментная рама; 5 – корпус подшипника; 6 – огнеупорная футеровка; 7 – корпус печи
Очистка отходящих газов от пыли происходит в пылеосадительные устройства печи к которым относятся пыльная камера циклон электрофильтр рукавный фильтр с повышенной теплостойкостью и т.д.
Печи также могут быть оборудованы устройствами для возврата пыли (за цепную завесу).
Рисунок 2.3. Роликоопора с подшипниками качения: 1 – ось; 2 – ролик; 3 – четырехрядный подшипник; 4 – корпус подшипника; 5 - рама
Технические характеристики вращающейся печи 5х185м представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1. Технические характеристики вращающейся печи 5х185м
Производительность по клинкеру тч
Потребляемая мощность кВтч
Частота вращения барабана мин-1.
От вспомогательного привода
Мощность двигателя кВт
Масса корпуса печи т
Площадь внутренней поверхности печи по футеровке м2
Тип подшипников опор
Вращающиеся печи имеют следующую классификацию:
по конструкции корпуса:
печи с корпусом имеющим одинаковый диаметр по всей длине;
печи с расширенным корпусом в зоне спекания;
печи с расширенным корпусом в зоне подсушки; печи с расширенным корпусом в зонах спекания и подсушки;
по конструкции холодильников:
печи с холодильниками барабанного типа;
печи с рекуператорными холодильниками;
печи с колосниковыми холодильниками;
печи с инерционными холодильниками;
по конструкции устройств для снижения расхода топлива:
печи со встроенными теплообменниками;
печи с кальцинаторами;
печи с концентраторами шлама;
печи с циклонными теплообменниками.
Печь работает по принципу противотока. Шлам подается со стороны верхнего «холодного» конца печи а топливно-воздушная смесь — со стороны нижнего «горячего» конца.
По характеру процессов протекающих в печи ее разделяют на 6 технологических зон: испарения (сушки) подогрева кальцинирования (декарбонизации) экзотермических реакций спекания и охлаждения.
В зоне испарений начинающейся у загрузочного конца испаряется вода из шлама и материал подогревается до 1500С. Из зоны испарения материал переходит в зону подогрева где температура его повышается до 500-6000С. Здесь начинаются реакции; изменяется химический состав и физические свойства сырьевой смеси разлагаются органические вещества и выделяется химически связанная вода (происходит дегидротацмя глины) при 4500С.
В зоне кальцирования температура обжигаемого материала поднимается до 900-12000С. Здесь углекислый кальций и магний декарбонизируется. При этом выделяется большое количество свободной извести находящейся в тонкодисперсном состоянии. Свободная известь взаимодействуя с кремнеземом и полуторными окислами образует клинкерные минералы. Эта реакция протекает в твердом состоянии медленно и сопровождается превращением порошкообразной массы в крупные гранулы.
В зоне экзотермических реакций где температура материала достигает 1300 0С начинает образовываться большая часть двухкальциевого силиката а также алюминатов и алюмоферритов. Количество свободной извести в сырьевом материале быстро уменьшается. В этой зоне завершаются все реакции в твердом состоянии.
В зоне спекания температура материала повышается до 1400 – 14500С материал частично плавится с образованием жидкой фазы взаимодействующей с продуктами реакций в твердом состоянии т.е. начинается процесс спекания. Взаимодействуя в расплаве с СаО двухкальциевый силикат выделяющийся из жидкой фазы в кристаллическом виде. При понижении температуры до 13000С жидкая фаза застывает и процесс спекания заканчивается.
В зоне охлаждения при снижении температуры до 1100-10000С часть жидкой фазы переходит в стекловидное состояние а остальная часть – в кристаллическое.
Процесс охлаждения клинкера заканчивается в холодильнике температура на выходе из которого в зависимости от конструкции холодильника колеблется в пределах 60-4500С.
Сырьевая смесь проходя последовательно все зоны превращается в цементный клинкер. Корпус вращающейся печи имеет по всей длине постоянный или переменный диаметр. В печах с переменным диаметром некоторые зоны расширены например зоны спекания и подсушки. В печах с корпусом постоянного сечения по сравнению с печами с корпусом переменного понижается пылеунос повышается стойкость футеровки равномерно распределяются нагрузки на опорные устройства.
Патент RU № 2421669 F27B 714 Вращающаяся печь для обжига цементного клинкера.
Изобретение относится к обжигу цементного клинкера и может быть использовано в цементной промышленности. Вращающаяся печь содержит цилиндрический корпус опирающийся через бандажи на опорные ролики двойной привод состоящий из двух электродвигателей и двух редукторов двух подвенцовых шестерен одного венцового колеса питательную трубу для подачи обжигаемого цементного клинкера головку для подачи в печь топлива и воздуха цепной фильтр-подогреватель теплообменники колосниково-переталкивающий холодильник и снабжена установкой для водяного охлаждения и центральной системой смазки. Корпус смонтирован горизонтально по меньшей мере из одной свернутой в цилиндрические витки соединенные друг с другом по продольным кромкам полосы согнутой по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов многоугольной формы расстояние между линиями сгиба равно длине каждого элемента многоугольника. Изобретение направлено на расширение технологических возможностей повышение интенсивности теплообмена и упрощение эксплуатации печи.
Техническое решение достигается тем что во вращающейся печи для обжига цементного клинкера содержащей цилиндрический корпус опирающийся через бандажи на опорные ролики двойной привод состоящий из двух электродвигателей и двух редукторов двух подвенцовых шестерен одного венцового колеса питательную трубу для подачи обжигаемого цементного клинкера головку для подачи в печь топлива и воздуха цепной фильтр подогреватель теплообменники колосниково-переталкивающий холодильник и снабженной установкой для водяного охлаждения и центральной системой смазки корпус смонтирован горизонтально и изготовлен по меньшей мере из одной свернутой в цилиндрические витки соединенные друг с другом по продольным кромкам полосы согнутой по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов многоугольной формы расстояние между линиями сгиба равно длине каждого элемента многоугольника.
Новизна заключается также в том что при одних и тех же диаметрах корпуса в предлагаемой конструкции корпуса вращающейся печи длина пути прохождения частиц цементного клинкера по сравнению с известными конструкциями корпуса вращающейся печи в виде цилиндра значительно больше по периметру что представляет возможность сократить габариты корпуса вращающейся печи как по длине так и по диаметру а также способствует интенсификации теплообменных процессов и расширяет технологические возможности.
Рисунок 3.1. Вращающаяся печь для обжига цементного клинкера: 1 – корпус; 2 – бандажи; 3 – опорные ролики; 4 – электродвигатели; 5 – редукторы; 6 – венцовое колесо; 7 – питательная труба; 8 – головка; 9 – цепной фильтр-подогреватель; 10 – цепная завеса; 11 – теплообменники; 12 – загружатели; 13 – выступ; 14 - колосниково-переталкивающий холодильник; 15 – установка для водяного охлаждения; 16 – центральная система смазки
Патент RU № 2283996 F27B 724 Уплотнительное устройство вращающейся печи.
Уплотнительное устройство вращающейся печи содержащее эластичный кожух один край которого закреплен на неподвижной камере а другой связан с установленным соосно вращающемуся барабану уплотнительным кольцом выполненным со средством препятствующим его вращению закрепленные на вращающемся барабане кольца одно из которых более отдаленное от торца чем другое кольцо является направляющим для движения катковых элементов отличающееся тем что обращенный к барабану край уплотнительного кольца выполнен раздвоенным на части охватывающие с двух сторон другое закрепленное на вращающемся барабане контактное кольцо при этом катковые элементы выполнены в виде роликов смонтированных с возможностью свободного вращения на осях пропущенных через уплотнительное кольцо.
Устройство по п.1 отличающееся тем что оно снабжено фланцем закрепленным на неподвижной камере торцовый конец которой охвачен торцовым выполненным ступенчатой формы концом вращающегося барабана при этом направляющее кольцо размещено на части барабана имеющей больший диаметр а контактное кольцо - на концевой части барабана выполненной меньшим диаметром уплотнительное кольцо расположено параллельно фланцу и в совокупности с ним и с эластичным кожухом образует камеру с П-образным поперечным сечением охватывающую по периметру зазор между вращающимся барабаном и неподвижной камерой и выполненную в нижней части с выходным патрубком.
Устройство по п.1 или 2 отличающееся тем что раздвоенный край уплотнительного кольца выполнен в виде двух дополнительных колец прикрепленных внешним краем к внутреннему краю основного кольца пропущенному между ними.
Устройство по п.3 отличающееся тем что дополнительные кольца выполнены из термостойкого прорезиненного материала.
Устройство по п.2 отличающееся тем что средство препятствующее вращению уплотнительного кольца выполнено в виде штыря один конец которого пропущен через уплотнительное кольцо а второй конец размещен в вырезе выполненном во фланце неподвижной камеры.
Устройство по п.1 отличающееся тем что направляющее кольцо выполнено с Т-образным поперечным сечением при этом ролики выполнены с ребордами охватывающими горизонтальную полку направляющего кольца.
Устройство по п.1 отличающееся тем что контактное кольцо по внешнему краю выполнено с боковыми скосами.
Рисунок 3.2. Уплотнительное устройство вращающейся печи: 1 – фланец; 2 – неподвижная камера; 3 – уплотнительное кольцо; 4 – эластичный кожух; 5 – вращающийся барабан; 6 – направляющее кольцо; 7 – контактное кольцо; 8 – ролики; 9 – оси; 10 11 – кольца; 12 – камера; 13 – патрубок; 14 – штырь; 15 – паз; 16 - колпачок
Патент RU № 2231726 F27B 724 Уплотнительное устройство вращающейся печи.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для уплотнения мест ввода реторты в загрузочную и разгрузочную камеры. В уплотнительном устройстве вращающейся печи уплотняющий элемент установленный между ретортой вращающейся печи и камерой разгрузки выполнен в виде уголковых манжет установленных в корпус. Корпус жестко соединен с камерой разгрузки и кинематически связан с вращающейся ретортой через подшипник. Камера разгрузки соединена с неподвижным приемным бункером с помощью упругого элемента. Изобретение позволяет повысить надежность степень герметизации и увеличить срок службы уплотнения.
Поставленная задача достигается тем что в уплотнительном устройстве вращающейся печи уплотняющий элемент установленный между ретортой вращающейся печи и камерой разгрузки согласно формуле изобретения выполнен в виде уголковых манжет установленных в корпус который жестко соединен с камерой разгрузки и кинематически связан с вращающейся ретортой через подшипник а камера разгрузки соединена с неподвижным приемным бункером с помощью упругого элемента.
Уплотнительное устройство вращающейся печи состоит из одной или нескольких уголковых манжет 1 установленных в корпус 2 который жестко соединен с камерой разгрузки 3 и кинематически связан с вращающейся ретортой 4 через подшипник 5 а камера разгрузки 3 соединена с неподвижным приемным бункером 6 с помощью упругого элемента 7. Стопор 8 прикрепленный к корпусу 2 установлен в пазу неподвижной вилки 9.
Устройство работает следующим образом.
При вращении реторты 4 уголковые манжеты 1 (выполненные например из фторопласта) уплотняют место ввода реторты в камеру разгрузки 3. При этом подшипник 5 соединяющий корпус 2 с ретортой обеспечивает осевое центрирование уплотнения.
Упругий элемент 7 компенсирует биения между камерой разгрузки и неподвижным приемным бункером 6 к которым он прикреплен. Стопор 8 установленный в пазу неподвижной вилки 9 препятствует вращению уплотнительного устройства вместе с ретортой.
Рисунок 3.3. Уплотнительное устройство вращающейся печи: 1 – уголковая манжета; 2 – корпус; 3 – камера разгрузки; 4 – вращающаяся реторта; 5 – подшипник; 6 – приемный бункер; 7 – упругий элемент; 8 – стопор; 9 – неподвижная вилка
Патент RU № 178610 F27B 724 Уплотнение вращающейся печи.
Полезная модель относится к уплотнению вращающейся печи предназначенному для уплотнения ее корпуса со стороны неподвижного холодильника печи. Уплотнение содержит коническую юбку выполненную из перекрывающих друг друга лепестков закрепленное на корпусе шлифованное кольцо к которому с помощью системы тросов прижимаются концы лепестков конической юбки образуя металлическое кольцо. Обеспечивается повышение надежности корпуса печи за счет уменьшения сил трения.
Поставленная задача достигается тем что уплотнение вращающейся печи содержит корпус вращающейся печи с конической юбкой состоящей из перекрывающих друг друга лепестков. В предложенном решении на корпусе закреплено шлифованное кольцо к которому с помощью системы тросов прижимаются концы лепестков конической юбки образуя металлическое кольцо.
Уплотнение вращающейся печи содержит корпус 1 вращающейся печи на котором закреплено например сваркой шлифованное кольцо 2 расположенное со стороны холодильника 3. На стенке холодильника закреплена нижним основанием коническая юбка 4 состоящая из перекрывающих друг друга лепестков. Концы лепестков конической юбки прижаты с помощью системы тросов к шлифованному кольцу образуя металлическое кольцо 5. Система тросов состоит из верхнего троса 6 на конце которого закреплен груз 7 и нижнего троса 8 перекинутого через ролик 9 на конце которого закреплен груз 10. Тросы прижимают лепестки конической юбки к шлифованному кольцу за счет массы грузов расположенных на их концах.
Уплотнение вращающейся печи работает следующим образом: вращение корпуса 1 происходит совместно с вращением шлифованного кольца 2. Коническая юбка 4 исключает попадание пыли из холодильника 3. Металлическое кольцо 5 образованное концами лепестками конической юбки за счет тросов 6 и 8 перекинутого через ролик 9 с грузами 7 10 и плотно но податливо регулируя силу прижатия прижимается к шлифованному кольцу и трется по его поверхности защищая при этом корпус печи.
Таким образом использование такого устройства позволяет уменьшить силы трения и соответственно износ уплотнения и предохранить корпус печи от разрушения.
Рисунок 3.4. Уплотнение вращающейся печи: 1 – корпус; 2 – шлифовальное кольцо; 3 – холодильник; 4 – коническая юбка; 5 – металлическое кольцо; 6 – верхний трос; 7 10 – грузы;
– нижний трос; 9 – ролик
Сущность модернизации
Патент RU № 2021566 F27B 724 Устройство для уплотнения зазора между вращающейся печью и неподвижной камерой.
На рисунке 4.1 а показан продольный разрез устройства для уплотнения зазора между вращающейся печью и неподвижной камерой; на рисунке 4.1 б - разрез по А-А.
Устройство для уплотнения зазора между вращающейся печью 1 и неподвижной камерой 2 содержит размещенный в зазоре между ними эластичный тороидальный элемент 3 который выполнен с двухслойной навивкой внутреннего слоя из стальной полосы 4 и расположенного между его витками слоя 5 из металлической сетки асбеста мятой фольги или других легко деформируемых материалов который по форме соответствует зазору между витками полосы. Со стороны вращающейся печи к тороидальному элементу прикреплена составная эластичная обечайка 6 из износостойкого материала из группы: ферадо сталь.
Зазор между камерой 2 и печью 1 определяется в зависимости от биения оси печи и ее овальности.
Диаметр тороидального элемента 3 определяется из условия обеспечения соприкосновения с вращающейся печью 1 при максимально возможном зазоре между печью и неподвижной камерой 2. Толщина и ширина полосы 4 определяется из условия навивки тороидального элемента 3 и обеспечения упругой деформации его витков.
Эластичная обечайка 6 выполняется составной со скошенными концами для обеспечения возможности изменения ее диаметра при температурных изменениях диаметра печи. Остальные размеры определяются конструктивно и проверяются на прочность и работоспособность.
Устройство для уплотнения зазора между вращающейся печью и неподвижной камерой работает следующим образом.
При вращении печи 1 тороидальный элемент 3 упруго деформируется вместе с полосой 5 что и обеспечивает уплотнение между печью 1 и тороидальным элементом 3 с полосой 5 или обечайкой 6.
В предложенной конструкции уплотнения уменьшаются подсосы холодного воздуха что обеспечивает экономию топлива.
Наличие обечайки 6 обеспечивает повышение срока службы что приводит к снижению затрат на эксплуатацию и уменьшению простоев.
Рисунок 4.1. Устройство для уплотнения зазора между вращающейся печью и неподвижной камерой: а - продольный разрез устройства; б - разрез по А-А; 1 – вращающаяся печь; 2 – неподвижная камера; 3 – тороидальный элемент; 4 – стальная полоса; 5 – витой слой; 6 – эластичная обечайка
Расчет основных параметров печи
1.Расчет производительности печи
Производительность печи как транспортирующего устройства определяется по формуле:
гдеR- радиус корпуса печи в свету м;
- коэффициент заполнения печи материалом (=0.08-0.12);
VМ- скорость движения материала вдоль корпуса печи ммин;
- насыпная плотность материала тм3 (ρ = 125 тм3).
Радиус корпуса печи в свету определяется по формуле:
где – диаметр корпуса печи в свету м.
Диаметр печи в свету определяется по формуле:
– толщина футеровки в зоне спекания м (2 = 04 м).
Скорость движения материала вдоль корпуса печи определяется по формуле:
n – частота вращения печи мин-1 (n = 06 – 124 мин-1).
Определим диаметр корпуса печи в свету:
Определим радиус корпуса печи в свету:
Определим скорость движения материала вдоль корпуса печи:
Подставив найденные параметры в формулу 5.1 получим:
2.Определение мощности главного привода вращающейся печи
Мощность электродвигателя вращающейся печи определяется по формуле:
Где мощность затрачиваемая на подъём материала кВт;
мощность затрачиваемая на преодоление сил трения опорных роликов кВт;
мощность затрачиваемая на преодоление сил трения качения бандажей по роликам кВт;
– КПД вращающейся печи (=085).
Мощность затрачиваемую на подъём материала рассчитаем по формуле:
где момент возникающий при подъёме материала Н*м;
угловая скорость вращения барабана печи радс =0129 радс.
Момент возникающий при подъёме материала рассчитывается по формуле:
гдевес материала находящегося в печи Н;
расстояние от вертикальной оси до центра тяжести материала м.
Вес материала находящегося в печи рассчитывается по формуле:
где коэффициент заполнения печи материалом на основании практических данных 0.08-0.12;
R – радиус корпуса печи в свету м;
L – длина корпуса печи м;
Расстояние от вертикальной оси до центра тяжести материала определяется по формуле:
где координата центра тяжести кругового сечения;
– угол характеризующий перемещение центра тяжести (угол сползания материала) принимаем = 450.
Координату центра тяжести кругового сечения определим по формуле:
где а – хорда кругового сегмента м;
площадь сегмента заполняемого материалом м3.
Центральный угол опирающийся на хорду для вращающихся печей принимаем 80-90О тогда:
где R – радиус корпуса печи в свету м.
Площадь сегмента заполняемого материалом определим по формуле:
Подставив в формулу известные значения найдём площадь сегмента заполняемого материалом:
Определим хорду кругового сегмента:
Найдём координату центра тяжести кругового сечения:
Рассчитаем расстояние от вертикальной оси до центра тяжести материала:
Определим вес материала находящегося в печи:
Рассчитаем момент возникающий при подъёме материала:
Подставив полученные значения в формулу 5.6 найдём мощность затрачиваемую на подъём материала:
Мощность затрачиваемую на преодоление трения в подшипниках качения опорных роликов определим по формуле:
где момент трения качения в опорных подшипниках роликоопор Н*м.
Момент трения качения в опорных подшипниках роликоопор определяется по формуле:
где f – коэффициент трения качения f=0.008;
общий вес вращающихся частей печи Н ();
z – количество роликов z = 14;
радиус цапфы под радиальный подшипник опорного ролика м ( = 035 м);
радиус бандажа м ();
угол между вертикальной осью корпуса и линией центров ролика =30О.
Подставив известные данные рассчитаем момент трения качения в опорных подшипниках роликоопор:
Таким образом мощность затрачиваемая на преодоление трения в подшипниках качения опорных роликовбудет равна:
Мощность затрачиваемая на преодоление трения качения бандажа по роликам рассчитывается по формуле:
гдемомент трения качения бандажей по роликам Н*м;
Момент трения качения бандажей по роликам определяется по формуле:
гдекоэффициент трения качения = 0.0005;
Рассчитаем момент трения бандажей по роликам:
Подставив найденные значения определим мощность затрачиваемую на преодоление трения качения бандажа по роликам:
Рисунок 5.1. Схема к производительности мощности вращающейся печи
Тогда мощность электродвигателя вращающейся печи составит:
3.Определение мощности вспомогательного привода
Мощность вспомогательного привода определяется по формуле:
-1 (nвсп=0069 мин-1);
КПД вспомогательного привода
Крутящий момент вращающейся печи определяется по формуле:
гдеP – мощность главного привода печи кВт;
n – число оборотов печи от главного привода мин-1.
По формуле 5.18 определим крутящий момент вращающейся печи:
Таким образом мощность вспомогательного привода равна:
4.Определение тепловой мощности вращающейся печи
где поправочный коэффициент = 29;
– диаметр корпуса печи в свету м;
– поправочный коэффициент учитывающий эксплуатационные показатели
Таким образом тепловая мощность вращающейся печи равна:
125293 Вт = 1112 кВт.
Диаметр печи проверяется по допустимому тепловому напряжению которое не должно превышать 64 75 кВтм2 для мокрого способа производства.
Подставив известные значения в формулу 5.20 рассчитаем тепловое напряжение вращающейся печи:
Проверка теплового напряжения показала что принятый диаметр удовлетворяет условиям расчета.
5.Определение усилий возникающих в опорном ролике
Усилие возникающее в опорном ролике рассчитывается по формуле:
где нагрузка передаваемая от корпуса печи к опоре кН.
У вращающейся печи при нормальном расположении корпуса на роликах нагрузка на опору в зависимости от радиуса печи составляет 1500-5000 кН.
Определим усилие возникающее в опорном ролике при
Усилие возникающее в опорном ролике можно разложить на две составляющие:
Рассчитаем вертикальную и горизонтальную составляющие усилия возникающего в ролике при
Вертикальная сила принимается подшипником опорного ролика и передаётся к стальной плите опирающейся на фундамент. В связи с этим возникает сила терния которая определяется по формуле:
где f – коэффициент трения скольжения f = 015.
Рисунок 5.2. Распределение усилий в опорном ролике
Тогда при сила трения будет равна:
Данная сила препятствует действию горизонтальной силы стремящейся сдвинуть опорный ролик в сторону от оси печи. Поэтому сдвигающую силу можно посчитать как разность двух сил:
Подставив значения получаем:
6.Расчёт гидроупоров
Сила необходимая для перемещения печи гидроупорами определяется по формуле:
гдевес вращающихся частей печи Н (;
угол наклона печи к горизонту.
Условно считаем что сила должна создаваться одним гидроупором.
Контактные напряжения в паре бандаж – опорный ролик находим по формуле:
гдесоответственно радиусы поверхностей качения бандажа и ролика в плоскости нормальной к линии их контакта м;
q – давление в паре бандаж – опорный ролик Нм;
E – модуль упругости (Юнга) Нм2 для стали Е = 2*1011 Нм2;
– допускаемое контактное напряжение Мпа.
Для определения необходимо рассчитать средний радиус упорной поверхности бандажа:
гдеb – ширина упорного ролика м b=025 м;
радиус бандажа м 305 м.
Давление в паре бандаж – опорный ролик определяется по формуле:
находим по следующим формулам:
Из предыдущего расчёта определим значение угла :
Подставив числовые значения в формулы 5.30 и 5.31 получим:
Подставив найденные значения в формулу 5.27 получим:
Допускаемые контактные напряжения определим по формуле:
гдеНВ – твёрдость рабочих поверхностей бандажа и ролика по Бринеллю НВ=160.
Так как 1040 МПа[] = 65856 МПа то условие не выполняется следовательно необходимо увеличить ширину упорного ролика или использовать более прочный материал.
Рисунок 5.3. Схема гидроупора
Рисунок 5.4. Схема для определения радиусов поверхностей качения
В данном курсовом проекте были рассмотрены технология производства цемента по мокрому способу классификация конструкция и принцип действия вращающейся печи 5х185 м выявлены её основные преимущества и недостатки рассчитаны основные эксплуатационные и конструктивные параметры.
В качестве модернизации предложено применение в уплотнительном устройстве в зазоре между вращающейся печью и неподвижной камерой тороидального элемента из эластичных материалов. В предложенной конструкции уплотнения уменьшаются подсосы холодного воздуха что обеспечивает экономию топлива. Также данная конструкция обеспечивает повышение срока службы что приводит к снижению затрат на эксплуатацию и уменьшению простоев.
Библиографический список
Анурьев В. И. Справочник конструктора – машиностроителя: В 3 х т.: Т. 3. – 8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестиковой. - М.: Машиностроение 2001. – 920 с.: ил.
Бамит Ф.Г. и другие. Эксплуатация ремонт и монтаж оборудования промышленности строительных материалов. –М.: Стройиздат 1997г.-367с.
Дроздов Н.Е. Эксплуатация ремонт и испытание оборудования предприятий строительных матиалов. – М.: Высшая школа 1989. – 312 с.
Сапожников М.Я. Дроздов Н.Е. Справочник по оборудованию заводов строительных материалов. –М.: Стройиздат 1975г.-236с.
Сапожников М.Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов изделий и конструкций. –М.: Стойиздат 1971г.-365с.
Строительные машины: Справочник Т.2: Оборудование для производства строительных материалов и изделий В.Н. Лямин М.Н. Горбовец И.И. Быховский и др.; под общ. ред. М.Н. Горбовца. - М.: Машиностроение1991. 496с.
Шарапов Р.Р. Семикопенко И.А. Специальное оборудование заводов производства железобетона Учебное пособие. – Белгород: БГТУ 2004 - 153 с.

icon Уплотнение.dwg

Уплотнение.dwg

icon общий вид.dwg

общий вид.dwg
Техническая характеристика
Диаметр корпуса печи
Число оборотов печи от главного привода
Производительность печи
Тип холодильника - "Волга 75С
Теплообменные устройства - трехзаходная винтовая
гирляндная цепная завеса на длине 41
Тип роликоопор - на подшипниках качения
Привод печи - двусторонний
*Размеры для справок
КППМСН-19216000000СБ

icon уплотнение концевое.doc

КППМСН-19216010000 ПЗ
Пояснительная записка
КППМСН-19216010000 СБ
КППМСН -19216010100
КППМСН -19216010200
Кронштейн блока нижний
КППМСН -19216010300
КППМСН -19216010400
КППМСН -19216010500
КППМСН -19216010600
КППМСН -19216010700
КППМСН -19216010001
КППМСН -19216010002
КППМСН -19216010003
КППМСН -19216010004
КППМСН -19216010005
Пружина тарельчатая
КППМСН -19216010008
БГТУ им. В.Г. Шухова
КППМСН -19216010010
Болт М8х20ГОСТ 7798-70
Гайка М8 ГОСТ 5915-70

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 19 часов 5 минут
up Наверх