丁向娟

摘要：本文對(duì)圖拉法渣處理系統(tǒng)中脫水器設(shè)備的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)做了簡(jiǎn)要的描述；模擬計(jì)算了脫水器在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的最大扭矩，據(jù)此核算脫水器設(shè)備現(xiàn)有的傳動(dòng)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞： 脫水器；扭矩；傳動(dòng)系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：U673.38文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

圖拉法渣處理系統(tǒng)已在國(guó)內(nèi)上百家鋼鐵廠投入使用，目前安全可靠。因各高爐渣量的不同，我們配有不同型號(hào)的脫水器設(shè)備，以滿足生產(chǎn)要求。

這里，主要介紹的是型號(hào)為Тула—B的脫水器，適用于500m3~

1000m3高爐。

一、脫水器的結(jié)構(gòu)

圖拉法所用的脫水器為立式轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)。如圖1所示，轉(zhuǎn)鼓寬度方向分兩部分，圓周方向由帶過(guò)濾篩網(wǎng)的鋼板分成20格，每格的三個(gè)

1、導(dǎo)料槽2、脫水器3、脫水器外殼4、水5、渣（帶水）

圖1 脫水器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

側(cè)面裝有可拆卸的篩網(wǎng)以達(dá)到脫水的目的。渣水混合物進(jìn)入脫水器轉(zhuǎn)鼓后，由旋轉(zhuǎn)的脫水器撈起渣水混合物，水通過(guò)過(guò)濾篩網(wǎng)流回殼內(nèi)，由出水口流出。渣通過(guò)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)到上方入導(dǎo)料槽進(jìn)入皮帶，運(yùn)至渣場(chǎng)。

二、脫水器傳動(dòng)系統(tǒng)介紹

脫水器的運(yùn)轉(zhuǎn)和變速是通過(guò)變頻調(diào)速電機(jī)、減速器、小齒輪、大齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)的，可通過(guò)變頻器實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。

三、選擇電機(jī)減速器

1、計(jì)算脫水器轉(zhuǎn)矩T。

如圖1中，Тула—B型脫水器尺寸如下，，內(nèi)徑R1=2135mm，外徑R2=2900mm，半寬b=990mm，脫水器轉(zhuǎn)速為1~3r/min。渣水混合物的密度。

由于轉(zhuǎn)鼓在轉(zhuǎn)到導(dǎo)料槽位置時(shí)，渣開(kāi)始通過(guò)篩板掉入導(dǎo)料槽，所以在正常工作情況下，渣量布置如圖1所以。轉(zhuǎn)鼓圓周對(duì)稱(chēng)，轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時(shí)需要克服的轉(zhuǎn)矩即為帶渣部分的重量產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。底部三格的渣

圖2 重心位置

轉(zhuǎn)矩相互抵消平衡。

所以，形成轉(zhuǎn)矩的渣的重量為7格渣所有的重量。

G =

=N=82139N

通過(guò)使用軟件Solidworks計(jì)算這7格渣的重心位置，如圖2所示。

故得，脫水器轉(zhuǎn)矩

T=FS=GS=N·m。

2、計(jì)算脫水器的實(shí)際最大功率

脫水器最高轉(zhuǎn)速為n=3r/min，所以脫水器最大功率為：

Pmax=52.48kW。

3、選擇電機(jī)

電機(jī)功率應(yīng)滿足

P電機(jī)

由于是開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，選用甘油潤(rùn)滑，查得傳動(dòng)效率=0.955；聯(lián)軸器為齒輪聯(lián)軸器，查得傳動(dòng)效率=0.99；減速器的傳動(dòng)效率=0.96。

P電機(jī)

我們選擇的電機(jī)型號(hào)為YTSZ280S1-4，功率P電機(jī)=75KW，額定轉(zhuǎn)速n電機(jī)=1500r/min，符合要求。

5、選擇減速器

減速器的公稱(chēng)輸入功率PN，應(yīng)滿足

PN>P電機(jī)K2KSKR

K2為工況系數(shù)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，屬?gòu)?qiáng)沖擊載荷。故選K2=1.5。

KS為啟動(dòng)系數(shù)，脫水器啟動(dòng)次數(shù)最多每小時(shí)1次，故選KS=1。

KR為可靠度系數(shù)，可靠度要求為較高，故選KR=1.56。

∴PN>P電機(jī)K2KSKR==175.5KW

選減速器型號(hào)ZSY355-40-I，傳動(dòng)速比為40，公稱(chēng)功率為235，符合要求。

四、設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)

根據(jù)工況，我們?cè)O(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)為外嚙合開(kāi)式齒輪。脫水器為立式轉(zhuǎn)鼓，大齒輪與脫水器轉(zhuǎn)鼓相連接，所以要求設(shè)計(jì)中心距比較大。

要求脫水器最大轉(zhuǎn)速3r/min，故要求齒輪的速比

μ=，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=。

由小齒輪齒數(shù)Z1要保證不發(fā)生根切，最小齒數(shù)為Z1=17。

1、選擇齒輪材料

大齒輪45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)，硬度187~255HB。

小齒輪45Cr，調(diào)質(zhì)，硬度229~269HB。

2、初步選定中心距

按接觸強(qiáng)度初步確定中心距

a

① 按直齒輪，對(duì)于鋼對(duì)鋼的配對(duì)齒輪副選 Aa=483。

② 載荷系數(shù)K=1.2。

③ 由于傳動(dòng)設(shè)計(jì)小齒輪為懸臂配置，兩齒輪齒面系數(shù)都小于350HB，查表得齒寬系數(shù)。

0.089

④ T1為小齒輪轉(zhuǎn)矩，T1=18334N·m

⑤ 查得N/mm2，閉式齒輪許用接觸應(yīng)力

N/mm2

開(kāi)式齒輪許用接觸應(yīng)力為閉式齒輪的1.1倍，所以

N/mm2

中心距a:

a=2095mm

初選中心距a=2100mm。

3. 計(jì)算模數(shù)、齒數(shù)、齒寬等幾何參數(shù)

模數(shù)mn= 取mn=18

大齒輪齒數(shù)Z2=Z1212.5

取Z2=220

實(shí)際傳動(dòng)比為io==12.9

實(shí)際中心距a=mn（Z1+Z2）/2=18（17+220）/2=2133mm

齒寬b==0.0892133=189mm，取200mm

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)脫水器傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算，型號(hào)為Тула—B的脫水器設(shè)計(jì)完全符合要求。在以后的生產(chǎn)實(shí)踐中，我們還要完成各種型號(hào)的脫水器設(shè)計(jì)，滿足不同客戶(hù)的需求。

參考文獻(xiàn)

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