【正文】 干燥滾筒的發(fā)展趨勢 國外瀝青攪拌設(shè)備外形結(jié)構(gòu)緊湊、精巧，尤其是智能控制技術(shù)的成功運(yùn)用，使得 瀝青攪拌設(shè)備的技術(shù)水平得到了進(jìn)一步的提升。節(jié)能技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用已到了必須直面的時候。 另外隨著電子技術(shù)和電子元件的日漸成熟，計算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，自動檢測， 自動控制和自動調(diào)節(jié)技術(shù)也逐漸在干燥滾筒上得到應(yīng)用。 國內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)對干燥滾筒沒有自己的專業(yè)設(shè)計，即沒有自己的設(shè)計理論和計 算依據(jù)，比如燃燒區(qū)長度的確定依據(jù)，料簾設(shè)計的熱力學(xué)計算，以及根據(jù)骨料級配不 同如何調(diào)整導(dǎo)料板的布局，形成最佳的料簾提高熱能利用，確保出料溫度的最佳調(diào)節(jié) 控制。 尤其是一級除塵裝置對 熱料倉細(xì)級料的影響，以致于影響成品料的性能。 選題背景及意義 選題背景 隨著中國 交通 道路網(wǎng)的不斷壯大與延伸，道路的施工設(shè)備也在不斷發(fā)展改進(jìn)。 近年來，在國 家宏觀調(diào)控政策的影響下，我國工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了加速增長階段， 呈現(xiàn)出前所未有的繁榮態(tài)勢。隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，南水北調(diào)工程，西 電東送工程的啟動，奧運(yùn)會的基礎(chǔ)設(shè)施及場館建設(shè)等眾多國家發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，都為 國內(nèi)工程機(jī)械產(chǎn)品市場的發(fā)展提供了良好的空間，同時也必將有力地拉動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的 發(fā)展。 10 年前產(chǎn)量在 120t/h 的瀝 青拌和樓已經(jīng)漸漸逐出市場競爭的舞臺，取而代之的是 360t/h 及 400t/h 等高產(chǎn)量的瀝青拌和樓，他們漸漸成為市場的主流產(chǎn)品。對其使用壽命、工作效率、烘干能力、加熱裝置和驅(qū)動方式提出提出 了新的要求。集料的烘干質(zhì)量嚴(yán)重影響路面的攤鋪質(zhì)量，且烘干質(zhì)量的好壞與烘干方式、烘 干溫度控制、葉片結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度等息息相關(guān)。顯然，為了得到質(zhì)量合格 的集料，拌合、稱量和振動篩分這幾道工序至關(guān)重要，而干燥滾筒的作用同樣不容忽 視。 在本設(shè)計中，主要進(jìn)行干燥滾筒烘干方式、驅(qū)動方式的選擇及結(jié)構(gòu)的確定和主要 零部件的設(shè)計計算、強(qiáng)度校核。 冷骨料的烘干加 熱裝置主要由干燥滾筒和燃燒裝置兩部分組成。即利用該裝置對骨料進(jìn)行 加熱并使其充分脫水，以保證計量準(zhǔn)確和準(zhǔn)確的油石比及有機(jī)結(jié)合料對熱骨料的均勻 裹覆，是成品具有良 好的使用品質(zhì)和攤鋪性能。 干燥滾筒是對冷骨料進(jìn)行烘干、加熱的裝置，使冷骨料在較短的時間內(nèi)用較低的 燃料消耗充分脫水，并升高到一定的溫度。 對冷骨料烘干加熱的具體要求： 為使冷骨料在干燥滾筒內(nèi)以較短的時間、較低的燃料消耗充分脫水并加熱至所需 的工作溫度，對干燥滾筒及冷骨料烘干加熱提出以下要求： 1）、冷骨料在干燥滾筒內(nèi)應(yīng)直接與燃?xì)獬浞纸佑|，以充分利用熱能。 3）、干燥滾筒內(nèi)應(yīng)有足夠的空間，能容納燃料燃燒后的熱氣和水分蒸發(fā)后的水氣， 以免使其內(nèi)部氣體受熱膨脹后壓力過大而使粉塵逸散。目前旋轉(zhuǎn)式、長圓柱形的干燥滾筒得到廣泛 應(yīng)用。另 外隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動控制系統(tǒng)、專家診斷系統(tǒng)、在線監(jiān)測等已經(jīng)開始在干燥 滾筒上進(jìn)行應(yīng)用。滾筒內(nèi)葉片的結(jié)構(gòu) 形式對干燥效果的影響，將得到進(jìn)一步的研究，轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)數(shù)、傾斜度、干燥介質(zhì)溫度、 速度對干燥速率的影響，提供較為準(zhǔn)確的最佳參數(shù)范圍。 干燥滾筒外部結(jié)構(gòu)的確定 干燥滾筒外部由滾筒體、筒箍、滾圈、支撐滾輪、驅(qū)動裝置等組成，如圖 。 干燥滾筒的筒體一般 采用耐熱鍋爐鋼板卷制焊接而成。圓柱形的干燥滾筒經(jīng)滾圈支撐在支重滾輪上， 而滾圈通過與筒之間的溫度形變脹縮件（滾圈架）固定在筒外表面上。 共 31 頁 第 6 頁 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 烘干方式的選擇 圖 干燥滾筒主 要結(jié)構(gòu) ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 冷骨料在干燥滾筒內(nèi)的烘干加熱方式一般有兩種：火焰逆流式與火焰順流式。由于逆、順不同加熱方式的本質(zhì)區(qū)別，致使前者的熱量利 用效果明顯的優(yōu)于后者，本課題選擇逆流加熱方式 驅(qū)動方式的選擇 對于大型的設(shè)備，由于滾筒質(zhì)量已足夠大，因此常常將前后滾圈下的托輪作為主 動輪，利用摩擦傳動的方式驅(qū)動干燥滾筒。 共 31 頁 第 7 頁 項(xiàng)目 齒輪式 鏈輪式 摩擦式 適用范圍 中小型 大中型 大型 安全、密封性 旋轉(zhuǎn)部分暴露在外， 易磨損，安全性差 同齒輪式 旋轉(zhuǎn)部分可用密封 罩封閉，磨損小， 安全 可更換性 需整體更換 可部分更換 不必更換 制造精度 高 較高 一般 噪聲 較大 大 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 安裝與支撐 圓柱形的干燥滾筒經(jīng)滾圈支撐在支重滾輪上，而滾圈通過與筒之間的溫度 形變脹 縮件（滾圈架） 固定在筒外表面上，圖 。一般選擇 切向片狀滾圈架。 滾圈架 的安裝 間距不應(yīng) 大于滾圈 架寬度的 2～ 倍。 為保證冷骨料干燥烘干加熱后，能夠順暢的從其出料 口卸出和在筒內(nèi)具有一定的停留時間，且滿足烘干加熱要 求等，干燥滾筒一般傾斜安裝 3176。滾筒 圖 安裝與支撐 的傾斜度、旋轉(zhuǎn)速度、長度、直徑、葉片排列和數(shù)量等決定了骨料在滾筒的停留時間 （其中長度、直 徑、葉片的排列和數(shù)量等在設(shè)計制造時即已確定），其傾斜度為改變 設(shè)備生產(chǎn)率和適應(yīng)不同粒度與含水量的冷骨料在現(xiàn)代拌合設(shè)備上大多是可調(diào)的。在生產(chǎn)批量瀝青混合料過程中，傾斜度一旦 調(diào)定就不能再改變，因?yàn)楦淖兯鼤硪幌盗邢嚓P(guān)問題，如冷骨料的進(jìn)料比例（供料 量大?。?、燃燒加熱裝置噴燒器噴油量的大小和火焰強(qiáng)度以 及油石比等。在大型干燥滾筒上，為減小接觸應(yīng)力在每道筒箍筒體 一側(cè)也采用成對支撐輪來支撐的，每對支撐輪是通過平衡架安裝在機(jī)架上。 共 31 頁 第 8 頁 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 干燥滾筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)與進(jìn)排料結(jié)構(gòu) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如圖 ，為使冷骨料在干燥滾筒內(nèi)被均勻拋散而有效的吸收熱量，達(dá)到烘干加 熱的目的，在滾筒內(nèi)壁不同區(qū)段上安裝有不同形狀的葉片。 改變不同區(qū)段上的葉片結(jié)構(gòu)，同樣可以 改變冷骨料在筒內(nèi)的移動速度，即可以改變拌 合設(shè)備的生產(chǎn)率。為使骨料自滾筒進(jìn)料端較快 的向內(nèi)移動，受料區(qū)大多采用螺旋葉片，它相對于滾筒 軸 線的 升 角為 45 176。 ， 該區(qū) 長 度大 約 為 筒徑 的 ～ 倍。該區(qū)根據(jù)筒體的長度可安裝數(shù)排平行 于滾筒軸 線的提升 拋散 葉片，兩排葉片間 應(yīng)具有合適 圖 料簾的形成 上應(yīng)該錯開。葉片形狀多為槽鋼形和彎角形。卸料區(qū)通常安裝 徑向直線形葉片 ，它與滾筒軸線成 20176。的安裝角，以加快骨料的移動速度和 防止骨料受熱輻射而過熱。該區(qū)長度為筒徑的 ～ 倍。平面前傾式（ h）和平面后傾式（ i）等。 30176。在筒軸線方向上的升料葉片的長度 l=～ 。在長為 ～ 筒直徑的第Ⅲ區(qū) 段內(nèi)，實(shí)現(xiàn)礦料的卸料，通常裝有與筒軸線成 20～ 30176。 進(jìn)料口與排煙箱的結(jié)構(gòu) 如圖 在煙箱一側(cè)，干燥滾筒具有為安置進(jìn)料裝置的空口。角安裝的斜槽組成。本課題選擇圖示的 倒 料槽式進(jìn)料裝置，其中倒料槽穿過穿過排煙箱伸入 干燥滾筒 進(jìn)料端并相對水平 面傾斜安裝成 60 176。以免濕料進(jìn)料不暢。 圖 進(jìn)料口布置 筒體 排煙箱 卸料方式的選擇 干燥滾筒的卸料端位于卸料箱內(nèi)，圖 。 其沿水平軸 45176。這里采用旋轉(zhuǎn)提升器式卸料裝置，如圖 ，從干燥滾筒出來的熱 骨料由旋轉(zhuǎn)提升器提升到筒體軸線以上并拋入漏斗內(nèi)，再沿著集料槽落入熱骨料提升 機(jī)的受料斗中。在近干燥滾筒火箱區(qū)段的內(nèi)面上鑲有耐熱鋼板制成的襯板。 綜上所述，可初步確定干燥滾筒的基本組成和構(gòu)造，如圖 圖 逆流加熱式干燥滾筒的結(jié)構(gòu) 第三章 設(shè) 計計算 干燥滾筒參數(shù)的計算 在設(shè)計給定生產(chǎn)率的 拌合設(shè)備的時候，要確定烘干筒的結(jié)構(gòu)參數(shù)：烘干筒的容積 V（ m ）、長度 L（ m）、和直徑 D(m)。 共 31 頁 第 11 頁 3 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 干燥滾筒容積的 大小直接影響單位時 間內(nèi)通過筒內(nèi)的燃?xì)饬?，筒的長度和安置角 則決定砂石料在筒內(nèi)的移動速度和停留時間。 干燥滾筒的長度 和直徑變化均與其生產(chǎn)能力產(chǎn)生影響，但后者遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前者。 干燥滾筒容積的計算 干燥滾筒容積的大小直接影響單位時間內(nèi)通過筒內(nèi)的燃?xì)饬?，確定容積的簡便方 法可根據(jù)水分的小時蒸發(fā)率 A（即筒容積 1m 在 1h 內(nèi)所蒸發(fā)的水分的重量）來計算 。 ω —— 砂石料的含水量， %,取 3%； Q—— 烘干筒的生產(chǎn)率， kg/h。 筒的蒸發(fā)率 A 取決于所采用的干燥滾筒加熱流程、筒內(nèi)的結(jié)構(gòu)型式、筒內(nèi)砂石料 得充滿率以及筒的轉(zhuǎn)速。 蒸發(fā)率 A 的值可根 據(jù)拌合設(shè) 備干燥滾 筒的試驗(yàn) 數(shù)據(jù)來估 算，一般 取 125～ 175 kg/m *h,通風(fēng)良好時可達(dá) 220～ 250 kg/m *h。 干燥滾筒直徑與生產(chǎn)能力的關(guān)系 表 初選 D ??為 ，代入下面的公式， ? 式中： n—— 滾筒轉(zhuǎn)速， r/min。 共 31 頁 第 12 頁 生產(chǎn)能力 G（ t/h） 25 50 100 200 400 滾筒直徑 D（ m） ～ ～ ～ 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 ┊ 可得到轉(zhuǎn)速為： n=長度 L ??的確定 L ? =4n D ? tgα （ ） ┊ 式中： α —— 干燥滾筒安置角（相對水平線傾角），（176。 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 將數(shù)據(jù)代入得 L=4*9**tg5=9m 直徑 D ??的校正 D 得 D ??=. 驅(qū)動功率的計算 ? = 4V π Ｌ ? （ ） ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 干燥滾筒在工作時，主要克服一下阻力：筒內(nèi)材料的提升阻力 W1；筒旋轉(zhuǎn)時滾圈 沿支撐滾輪的滾動摩擦阻力 W2；支撐滾輪銷軸內(nèi)的摩擦阻力 W3。 筒內(nèi)提升阻力 W1 的計算 筒內(nèi) 葉片的提升 材料阻力 W1 （ KN），可根據(jù) 材料提升時作用在 筒上的力矩平衡式求得，如圖 所示。 m 。 a、滾筒旋轉(zhuǎn)時材料的提升阻力； b、滾筒不 轉(zhuǎn)時 共 31 頁 第 13 頁 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊