环式冷却机主传动计算分析

一、前言

环式冷却机是烧结工艺中重要的设备，能将800°C左右的烧结矿在风冷的作用下冷却到100°C～150°C。环式冷却机与其它形式的冷却机相比，有如下优点：

1、冷却台车没有空行程，能充分利用，单台设备重量较轻，维修工作量较少，作业率高。

2、烧结矿为静料层，不受任何机械磨损与碰撞的影响。成品烧结矿粉碎量少，有利于保证烧结矿质量。

因此，环式冷却机在烧结领域得到广泛应用。

环式冷却机依靠摩擦传动，通过摩擦轮驱动环形摩擦板，使回转台车绕冷却机中心线运行。

二、主传动计算

环式冷却机主传动的计算一般包括以下几个步骤：1、受力分析；2、驱动力计算；3、强度校核。

1、受力分析

从整体来看，环式冷却机在竖直方向受到向下的重力、向上的风压力、行走轨道向上的支撑力；在水平方向受到传动的驱动力和运行时的各个阻力。其中阻力包括台车轮轴承滚动摩擦力、台车轮与行走轨之间的滚动摩擦力、密封橡胶与风箱之间的摩擦力、回转时启动阻力、卸料台车回位阻力。

环式冷却机重力包括设备本身自重和台车承载的冷却矿料重。风压力可通过风箱内鼓风压强和环冷机有效冷却面积计算出。从而到行走轨道对车轮的支撑力。

1）、运动件总重G

G=G1+G2

G1――环式回转体总重。

G2――最大料重。

D――回转框架中径。

B――台车宽。

h――台车栏板高。

ρ――料比重。

g――重力加速度。

2）、风压力F风

P风――风箱内风压。

A――有效鼓风面积。

3）、轨道支撑力F

4）、台车运行阻力W1

滚动轴承摩擦系数μ=0.01。

车轮滚动摩擦因数f=0.06cm。

台车轮轴轴承中径d3。

台车车轮外径D3。

5）、密封橡胶阻力W2

P风――风箱内风压。

A2――密封橡胶与风箱接触面积A2。

f2――橡胶与钢的摩擦因数，f2=0.1。

6）、回转时启动阻力W3

设启动时间为 s，

系统总速比

――传动处减速机速比。

D2――摩擦轮处回转体直径。

――摩擦轮直径。

环式回转体转速

――电机的额定转速。

摩擦轮啮合处线速度

启动加速度

7）、卸料台车回位阻力W4

――单台台车重。

8）、回转系统总阻力W

2、驱动力计算

驱动力计算要将台车处所受的阻力折合到摩擦轮处。由于采用摩擦传动，使用两个摩擦轮夹紧摩擦板，通过驱动主动摩擦轮带动摩擦板运行。所以计算摩擦传动时需要计算摩擦轮夹紧装置的夹紧力。

1）、摩擦片圆周力P0

D――回转体中径。

D2――摩擦轮处回转体直径。

2）、摩擦轮转矩T

由于是双传动驱动，所以每个摩擦轮处的圆周力为

3）、单个压紧装置的碟簧压紧力P3

单个摩擦轮需要的径向总压紧力

――工况系数，取 。

――摩擦因数（金属轮，干式，无），取 。

单个压紧装置的碟簧压紧力

4）、功率计算P

摩擦轮转速

摩擦轮处所需功率

摩擦传动效率η1=0.85，滚子轴承传动效率η2=0.98，圆柱齿轮减速机传动效率η3=0.95，联轴器效率η4=0.99，

总传动效率

电机功率

C――安全系数。

3、强度校核

摩擦传动的主要失效形式是摩擦轮与摩擦板的接触应力过大导致的点蚀甚至胶合。

摩擦轮接触应力校核

摩擦片材料NM360，HB360；摩擦轮轮缘接触面表面淬火，HRC45～55，优于摩擦片硬度。所以取摩擦片的许用接触强度为许用值。

当 时，接触应力校核通过。

三、结语

环冷机主传动计算是烧结设备设计的重要部分，对环冷机主电机的选型有指导意义。本文通过逐步分析环冷机受力及驱动力传导过程得到了环冷机主传动的计算方式，并且对主传动的主要失效形式进行了校核。■

参考文献

[1] 成大先主编. 机械设计手册. 北京：化学工业出版社，2008

[2] 汪用澎主编 大型烧结设备. 机械工业出版社