回转圆筒干燥机传动装置的设计改进.pdf

第36 卷第4 期2023-07doi:10.3969/j.issn.1008-8261.2023.04.017聚酯工业Polyester Industry回转圆筒干燥机传动装置的设计改进Vol.36 No.4July.2023张晓伟，耿健，尹鑫（山东天力能源股份有限公司，山东济南2 50 0 0 0）摘要：文章介绍了工业上常用的回转圆筒干燥机的传动结构，并对回转圆筒干燥机的缺点进行分析。通过对回转圆筒干燥机传动装置齿轮副受力分析得出，回转圆筒干燥机传动装置齿圈和小齿轮配置中心角的最佳选择。简化了传动装置使用零部件的配置，减少了制作费用，缩短了传动流程，提高了传动效率。同时，最佳的配置中心角还能减轻支撑筒体托轮所受压力，提高了干燥机设备的性能。关键词：回转圆筒干燥机；齿轮配置中心角；传动装置；托轮受力中图分类号：TQ3151概述回转圆筒干燥机是用于烘干聚酯、煤、金属矿物以及其他一些化工原料的热工设备12 。回转圆筒干燥机由倾斜而转动的筒体构成，是由电机、减速机、联轴器、小齿轮、齿圈组成的传动装置驱动筒体转动。目前市场上常用的回转干燥机传动装置结构如图1所示。由图1可知,电机的转动通过一级联轴器、减速机、二级联轴器、小齿轮支撑装置、小齿轮、大齿圈的传递到达筒体。小齿轮支撑装置由小齿轮轴、轴承、轴承座及小齿轮底座构成。传动装置的组成零部件过于穴余，传动效率降低，加工制造费用增加,同时也会带来安装及维修的不便。大齿轮文献标识码：A简体文章编号：10 0 8-8 2 6 1(2 0 2 3)0 4-0 0 55-0 3一定的探讨。2传动齿轮副受力分析回转圆筒干燥机的转向确定后，因传动装置多为开式或半开式齿轮传动，为了防止落人的杂物（如砂粒、铁屑等）使齿面磨损而报废，小齿轮必须安放在使大小齿轮都向上翻转的一侧。沿啮合线作用在小齿轮上的法向载荷Fn（单位为N）可以分解为2 个相互垂直的分力 4 ,即圆周力F与径向力F（单位均为N）。大小齿轮受力分析如图2 所示。入置中心角的大小可简化传动装置的配置，减轻支撑托轮的受力,因此，有必要对齿轮配置的中心角进行Fv2FH1电机联轴器减速机轴承座及轴承齿轮轴小齿轮轴承座及轴承FH2转动方向FW/FniFvd1转动方向中电减底座图1工业常用回转干燥机传功装置Fig.1 Power transmission device of commonly usedrotary dryers in industry目前市场上对小齿轮的位置说法不一。据统计，齿轮配置的中心角，即大小齿轮中心连线与通过大齿圈中心的铅直线之间的夹角在2 0 7 0 的范围内变动 3。因齿轮配置中心角的大小直接影响小齿轮支撑装置和筒体支撑托轮的受力，正确配收稿日期：2 0 2 3-0 2-0 6。作者简介：张晓伟（19 8 8-），男，山东泗水人，本科，工程师，研究方向为化工设备设计。中联轴器小齿轮底座图2 大小齿轮受力分析图Fig.2 Force analysis of large and small gears由图2 可知：F.i=2MdF,=FatanFFM2M=cos=+Fm=Fuicosy=d.cos(1)(2)(3)d,cos(4)2M=cos(0+20)(5)56Fum=Fusin=d.co20式中:M为小齿轮传动的转矩（Nmm);d为小齿轮的分度圆直径（mm）;为啮合角（o），对标准齿轮，=20;为大小齿轮配置中心角（）;为小齿轮所受法向载荷与通过齿轮副节点水平线之间的夹角;FH为小齿轮支撑装置所受倾覆载荷（N)；F为小齿轮支撑装置所受垂直载荷（N）。由各式可知,法向载荷Fn引起的小齿轮支撑装置倾覆载荷Fm随着齿轮配置中心角的增加而减小，当大小齿轮配置中心角=70时，小齿轮所受法向载荷与通过齿轮副节点水平线之间的夹角=90小齿轮支撑装置倾覆载荷Fml=0。3传动装置简配当大小齿轮配置中心角=70时，小齿轮支撑装置仅承受来自大齿圈的垂直载荷F，当F小于减速机输入轴的需用径向载荷时，传动装置可简化为如图3所示的简配结构。简体电机联轴器减速机图3传动装置减配结构Fig.3Reduction structure of transmission device由图3可知，小齿轮悬挑安装在减速机的输出轴上，电机的转动经联轴器、减速机、小齿轮、大齿圈传递到筒体上，与目前市场上常用传动结构相比，减配结构去掉了小齿轮支撑装置，即去掉了1根齿轮轴、2 套轴承、2 套轴承座、1套小齿轮底座及1套联轴器。传动装置简配结构减少了制作成本，缩短了加工时间，减小了基础尺寸及现场基础的施工量。去掉轴承及轴承座的同时避免了因轴承座密封损坏造成的跑油、漏油现场,改善了现场环境。去掉轴承减轻了设备维护人员对轴承注油润滑的劳动强度。4齿轮配置中心角对支撑干燥机筒体托轮影响与小齿轮法向载荷Fn相对应的反作用力Fm大小相等,方向相反的作用在大齿圈上，即作用在干燥机筒体上。齿圈作用在筒体上的力分析如图4所示。聚酯工业2Msin(+20)(6)=S大齿圈小齿轮电减底座第36 卷Fv2Fn2简体滚圈FH2齿圈托轮装置图4 齿圈作用在筒体上的力分析Fig.4 Analysis of the force acting on the cylinderby the gear ring由图4 可知：FH2=Fm2CosyFv2=Fm2Cos式中：F为大齿圈法向载荷作用在筒体上的水平载荷（N）;Fv 2 为大齿圈法向载荷作用在筒体上的径向载荷(N)。大齿圈法向载荷作用在筒体上的水平载荷Fm2的增加将导致两侧支撑托轮受力不均匀，处于传动装置侧的托轮受力增加，进而导致两侧托轮的磨损的不均匀,造成筒体的上窜或者下窜，导致干燥机的进出料密封或者其他的性能受到影响,影响干燥机的使用。若F齿圈法向载荷作用在筒体上的径向载荷增加，则能抵消筒体的部分自重载荷，减轻托轮径向载荷。当大小齿轮配置中心角=70时，即=90时，传动装置作用在筒体上的水平载荷为零，作用在筒体上的径向载荷达到最大值且垂直向上，托轮装置及筒体处于最佳受力状态。5结语回转圆筒干燥机齿圈与齿轮配置中心角=70时比较合理，此时能够简化传动结构，减轻筒体支撑托轮所受压力载荷。但当齿轮副运转时，齿面间存在摩擦,其摩擦角为38,因此,将中心角设置在6 2 6 7 较为合理。回转圆筒干燥机齿圈与齿轮配置中心角的选择还应考虑传动装置的安装空间、进行减速机及小齿轮安装及检修的便利性。本文只从齿轮副受力角度提出一种最佳的选择，为配置中心角的选择提供一种设计依据。参考文献：1郭中山,张帆，高妍，等.PTA蒸汽管回转干燥机的改造设计J.聚酯工业,2 0 19,32(1):9-12.2郭宇杰，论振国.蒸汽管回转干燥机在电厂中煤烘干技术的研究与应用 J.煤矿机械，2 0 15,36（12：2 2 2-2 2 3.3HG/T205662011，化工回转窑设计规定 S.4濮良贵机械设计 M.北京：高等教育出版社，2 0 0 6.托轮装置r1(7)(8)第4期张晓伟，等：转圆筒干燥机传动装置的设计改进57Design improvement of transmission device for rotary drum dryerZHANG Xiao-wei,GENG Jian,YIN Xin(Shandong Tianli Energy Co.,Ltd.,Jinan 250000,China)Abstract:The article introduces the transmission structure of commonly used rotary drum dryers in industry,andanalyzes the shortcomings of rotary drum dryers.By analyzing the force acting on the gear pair of the rotary drumdryer transmission device,it is found that the optimal choice for the center angle of the gear ring and pinion config-uration of the rotary drum dryer transmission device is achieved.Simplified the configuration of components used inthe transmission device,reduced production costs,shortened the transmission process,and improved transmissionefficiency.At the same time,the optimal configuration of the center angle can also reduce the pressure on the sup-porting cylinder supporting rollers,improving the performance of the dryer equipment.Key words:Rotary drum dryer;center angle of gear pair;driving device;force on the supporting wheel(上接第19 页)参考文献：峰的组分含量之和按10 0%计的定量方法，称为归一化法。当样品中所有组分均能流出色谱柱,并在检测器上都能产生信号的样品，可用归一化法定量。各成分校正因子一致时可用校正面积归一化法,该法简便、准确，特别是进样量不容易准确控制时,对进样浓度及进样量的变化影响很小。其他操作条件,如流速、柱温等变化对定量结果的影响也很小。气相色谱应用广于高效液相色谱。面积归一化法测定石油对二甲苯纯度及烃类杂质含量操作简单，直接进样，不引人中间误差环节，测定结果重复性好，分析结果准确。优化后的方法简便、准确、操作条件的变化对结果影响小。优化后的方法更适合测定石油对二甲苯纯度及烃类杂质。Improvement of determination method of petroleumP-Xylene purity and hydrocarbon impurities(PetroChina Urumqi Petrochemical Company Refinery Laboratory,Urumqi 830000,China)Abstract:As one of the important chemical raw materials,P-Xylene is widely used in the petrochemical industry,and its quality requirements are constantly improving.The accuracy of P-Xylene determination results directly af-fects the economic benefits of products and has a great impact on product quality.When testing with a gas chroma-tograph equipped with a hydrogen flame ionization detector(FID),petroleum P-Xylene,as a toxic and harmfulsubstance,has a strong anesthetic effect on the central nervous system.The traditional internal standard method re-quires the addition of internal standards,which not only takes a long time,but also exposes personnel to toxic haz-ards.Therefore,it is urgent to find an efficient and concise method for determination.The calibration area normali-zation method is compared with the internal standard method in determining purity and hydrocarbon impurity con-tent.It not only eliminates the impact of weighing errors on the analysis results,but also is simple and direct,andthe sample content can be directly seen without calculation,which has certain promotional value.Key words:correction area normalization method;internal standard method;quality control samples1SH/T14892018,对二甲苯纯度及烃类杂质的测定气相色谱法 S.2刘珍.化验员分析读本（第四版)M.北京：化学工业出版社，2003.3李明.我国对二甲苯的供需现状及发展建议 J.乙醛醋酸化工,2 0 13,2 6(2):1-5.4成有为,李希.对二甲苯(PX)氧化工艺的比较与剖析 C/中国化工学会石油化工学术年会，2 0 0 3.5谭杰.PX氧化工艺的发展方向J.合成纤维工业，2 0 0 5，2 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