丁向娟

摘要：本文對圖拉法渣處理系統(tǒng)中脫水器設備的結構及傳動系統(tǒng)做了簡要的描述；模擬計算了脫水器在實際運行過程中的最大扭矩，據(jù)此核算脫水器設備現(xiàn)有的傳動系統(tǒng)。

關鍵詞： 脫水器；扭矩；傳動系統(tǒng)

中圖分類號：U673.38文獻標識碼：A

圖拉法渣處理系統(tǒng)已在國內(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，我們配有不同型號的脫水器設備，以滿足生產(chǎn)要求。

這里，主要介紹的是型號為Тула—B的脫水器，適用于500m3~

1000m3高爐。

一、脫水器的結構

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

1、導料槽2、脫水器3、脫水器外殼4、水5、渣（帶水）

圖1 脫水器結構簡圖

側面裝有可拆卸的篩網(wǎng)以達到脫水的目的。渣水混合物進入脫水器轉鼓后，由旋轉的脫水器撈起渣水混合物，水通過過濾篩網(wǎng)流回殼內(nèi)，由出水口流出。渣通過轉鼓旋轉到上方入導料槽進入皮帶，運至渣場。

二、脫水器傳動系統(tǒng)介紹

脫水器的運轉和變速是通過變頻調(diào)速電機、減速器、小齒輪、大齒輪來實現(xiàn)的，可通過變頻器實現(xiàn)無級調(diào)速。

三、選擇電機減速器

1、計算脫水器轉矩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，脫水器轉速為1~3r/min。渣水混合物的密度。

由于轉鼓在轉到導料槽位置時，渣開始通過篩板掉入導料槽，所以在正常工作情況下，渣量布置如圖1所以。轉鼓圓周對稱，轉鼓旋轉時需要克服的轉矩即為帶渣部分的重量產(chǎn)生的轉矩。底部三格的渣

圖2 重心位置

轉矩相互抵消平衡。

所以，形成轉矩的渣的重量為7格渣所有的重量。

G =

=N=82139N

通過使用軟件Solidworks計算這7格渣的重心位置，如圖2所示。

故得，脫水器轉矩

T=FS=GS=N·m。

2、計算脫水器的實際最大功率

脫水器最高轉速為n=3r/min，所以脫水器最大功率為：

Pmax=52.48kW。

3、選擇電機

電機功率應滿足

P電機

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

P電機

我們選擇的電機型號為YTSZ280S1-4，功率P電機=75KW，額定轉速n電機=1500r/min，符合要求。

5、選擇減速器

減速器的公稱輸入功率PN，應滿足

PN>P電機K2KSKR

K2為工況系數(shù)，原動機為電動機，屬強沖擊載荷。故選K2=1.5。

KS為啟動系數(shù)，脫水器啟動次數(shù)最多每小時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K2KSKR==175.5KW

選減速器型號ZSY355-40-I，傳動速比為40，公稱功率為235，符合要求。

四、設計齒輪傳動

根據(jù)工況，我們設計齒輪傳動為外嚙合開式齒輪。脫水器為立式轉鼓，大齒輪與脫水器轉鼓相連接，所以要求設計中心距比較大。

要求脫水器最大轉速3r/min，故要求齒輪的速比

μ=，小齒輪轉速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

按接觸強度初步確定中心距

a

① 按直齒輪，對于鋼對鋼的配對齒輪副選 Aa=483。

② 載荷系數(shù)K=1.2。

③ 由于傳動設計小齒輪為懸臂配置，兩齒輪齒面系數(shù)都小于350HB，查表得齒寬系數(shù)。

0.089

④ T1為小齒輪轉矩，T1=18334N·m

⑤ 查得N/mm2，閉式齒輪許用接觸應力

N/mm2

開式齒輪許用接觸應力為閉式齒輪的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

實際傳動比為io==12.9

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

齒寬b==0.0892133=189mm，取200mm

結束語

通過對脫水器傳動系統(tǒng)的計算，型號為Тула—B的脫水器設計完全符合要求。在以后的生產(chǎn)實踐中，我們還要完成各種型號的脫水器設計，滿足不同客戶的需求。

參考文獻

[1]成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.

[2]屈國華,康介鐸,黃文燦,等.機械原理及機械零件[M].高等教育出版社,2011.