Мощность, расходуемая на преодоление сопротивлений от тре ния в цапфах роликов и при качении бандажей по роликам, опре
делится |
следующим |
образом. |
|
|
|
|
|
Статический момент, необходимый на преодоление этих сопро |
тивлений |
|
|
« ill |
Н - м (кгс-м), |
|
М |
G |
|
|
|
(Ri + RJ-jr + h r 2 J |
|
|
|
|
cos а |
|
|
|
|
где |
G — общий вес барабана, |
Н (кгс); |
относительно верти |
|
а — угол |
расположения |
|
роликов |
/?i, |
|
кальной оси, равный 30°; |
ролика |
и цапфы, м; |
/?2, г — радиусы бандажа, |
опорного |
|
/ — коэффициент |
трения |
скольжения в |
цапфе; |
|
/ х — коэффициент |
трения |
качения между |
бандажами |
|
|
и роликами; в условиях печей (запыленность, ока |
|
|
лина, неровная поверхность качения, непарал |
|
|
лельное^ роликов и др.) равен 0,001 |
м. |
Определив статический момент относительно оси барабана и зная его число оборотов, передаточное число и к. п. д. привода, требуемую
мощность |
на |
преодоление вредных сопротивлений можно найти |
по формуле |
|
N = |
|
Мп |
кВт. |
|
102п |
|
При подсчете мощности привода считают, что перерабатываемый материал занимает примерно 0,15—0,2 общего полезного объема печи. Толщина слоя материала по длине печи неодинакова — в за грузочном конце наибольшая. Внутренний диаметр барабана также непостоянен, так как в процессе работы футеровка изнашивается неравномерно и образуются неравномерные настыли и гарниссаж, значительно уменьшающие живое сечение барабана. Коэффициенты трения материала о футеровку барабана и внутри материала при его перемешивании не известны. Поэтому определить мощность тео ретически, по расчету, не представляется возможным — ее выби рают в соответствии с мощностью действующих печей.
Величина настылей зависит от физических свойств перерабаты ваемого материала, особенностей и культуры ведения технологи ческого процесса. В печах вельцевания размером 2,5 X 40 м тол щина настылей достигает 500 мм на длине 12 м и более, что составляет 30—-35 м3, или 90—-105 т. В печах спекания бокситовых шихт (раз мером 5 X 100 м) принимают массу настылей около 160 т и массу образующегося гарниссажа — около 330 т. Суммарная масса соста вляет примерно 80% массы всей футеровки барабана.
Вследствие малой скорости вращения барабана и сравнительно большой мощности передаточное число привода достигает 800 и выше, а модуль зубчатой передачи составляет 50 мм. Диаметр зубчатого венца находится в пределах 1,4—1,8 диаметра барабана. Венец отливают составным из углеродистой стали марок 35Л—50Л. Под венечную шестерню отливают из углеродистой стали или отковы
вают из конструкционной углеродистой или низколегированной стали.
Зубчатый венец закрепляют на барабане двумя способами: жестко (в малых печах, сушилках) и эластично с применением пру жинящих, амортизирующих элементов (рис. 223). Жесткое крепле ние (рис. 223, а) состоит из массивного стального кольца 2, приболченного или приклепанного к стенке барабана 3. Зубчатый венец 1
закреплен на кольце точеными болтами. Жесткое крепление наибо-' лее просто в изготовлении и монтаже, но подвержено воздействию
Р и с . 2 2 3 . С п о с о б ы к р е п л е н и я з у б ч а т ы х в е н ц о в :
а — ж е с т к о е , б о л т а м и ; б — т а н г е н ц и а л ь н ы м и п л а с т и н а м и ; в — р е с с о р н о е
температурного расширения барабана. В результате этого в кольце и болтах, соединяющих его с барабаном, возникают дополнитель ные напряжения, приводящие к ослаблению и обрывам болтов.
Для нежесткого крепления (рис. 223, в) применяют стальные
пластины 5, собранные в пакеты и приболченные к стальным опор ным сегментам 6. Под воздействием теплового расширения ба
рабана упругие пластины прогибаются, причем середина пластин, где закреплен венец 1, остается в неизменном положении. Поэтому
венец не испытывает температурные напряжения, и зацепление ра ботает нормально, без заеданий и заклиниваний.
Наиболее распространенный способ нежесткого закрепления венца (рис. 223, б) достигается касательно расположенными к по верхности барабана стальными пружинящими пластинами 4. Пла
стины устанавливают так, чтобы один конец был закреплен на ба рабане, а другой соединен с приливами на ободе венца. Эта конструк ция более эластична, но сложна в монтаже и не позволяет переста
27 А . И . Б а с о в ну?.
6
Р и с . 2 2 4 . О п о р н ы е р о л и к и н п р и в о д |
п е ч и : |
|
а — у с т а н о в к а о п о р н ы х р о л и к о в ; 6 |
— п р и в о д ; / — о п о р н ы й р о л и к ; 2 — б а н д а ж ; |
3 — б а ш м а к ; 4 — у п о р н ы й р о л и к ; |
5 — в с п о м о г а т е л ь н ы й |
п р и в о д ; 6 — р е д у к т о р ; |
7 — п о д в е н ц о в а я ш е с т е р н я ; 8 — з у б ч а т ы й ве н е ц ; S — п л а с т и н а
|
|
|
|
|
башмаки. Зубчатый венец закреплен |
на барабане жестко болтами |
и защищен металлическим кожухом. |
Привод — редукторный. Ве |
дущая |
подвенцовая |
шестерня |
установлена на двух подшипниках. |
Привод |
расположен |
рядом со |
средней опорой. |
Вкрупных печах длиной более 150 м устанавливают сдвоенный привод из двух двигателей, двух редукторов с двумя подвеицовыми шестернями, сцепляющимися с одним зубчатым венцом.
Для медленного вращения барабана во время ремонта и внезап ных остановок в аварийных случаях на печах устанавливают вспо могательный (аварийный) привод. Он должен иметь независимый источник энергии — аккумуляторные батареи, двигатель внутрен него сгорания. Электродвигатель этого привода обычно подключают
кредуктору главного привода через дополнительный редуктор и сое динительную муфту. При нормальной работе печи муфту отключают.
Впечи размером 3,6 X 50 м мощность вспомогательного дви
гателя постоянного тока равна 7 кВт, скорость вращения барабана составляет 0,06 об/мин, что примерно в 20—25 раз меньше рабочей скорости вращения.
Если остановившийся аварийно барабан не вращать, то неиз бежно образуется недопустимое искривление его. В верхней части барабана волокна металла будут сжаты, в нижней, наиболее горя чей — растянуты под действием веса нагруженного барабана.
У обоих концов барабана, на верхней и нижней головках, печи устанавливают уплотнения, предназначенные для герметизации зазора между барабаном и стенками головок. Уплотнения должны предотвращать выход газа и пыли из барабана и подсос в него на ружного воздуха в случае работы с разрежением. Уплотнительные устройства работают в тяжелых условиях: подвергаются воздействию высоких температур, особенно в нижнем разгрузочном конце; конец барабана совершает возвратно-поступательные перемещения под действием температурного расширения и биения вследствие искри вления и неправильной установки барабана; уплотнительная зона подвержена воздействию сильно запыленных горячих газов. Это обусловило большое разнообразие конструкций уплотняющих устройств. Некоторые из них показаны на рис. 226.
Лабиринтное уплотнение (рис. 226, а) состоит из составного коробчатого кольца 4, надетого на неподвижное кольцо 6. Отдельные части кольца 4 стянуты пружинами. Поэтому оно вращается вместе с барабаном 1 и кольцом 6. Уплотнительный лабиринт создается неподвижным кольцом 3, закрепленным на головке печи 2, и выемкой
в коробчатом кольце. Чем меньше осевой зазор (вдоль оси печи) внутри лабиринта, тем герметичнее уплотнение. Для этого кольца обрабатывают и правильно устанавливают. Перекосы и коробления нарушают работу уплотнения. Радиальный зазор в лабиринте должен быть больше величины прогиба барабана. При температурном удли нении барабана кольцо 4 упирается в стенку кольца 3 и, проскаль
зывая, перемещается по кольцу б в ту или иную сторону. Рабочие поверхности лабиринта подвержены абразивному истиранию от попадающих в него частиц перерабатываемого материала. По мере
истирания поверхности следует обработать и для повышения изно состойкости наплавить.
На рис. 226, б показана одна из конструкций манжетного уплот нения. Сферическая головка таврового кольца 9 постоянно обжата манжетой 8, составленной из нескольких частей износостойкой и
жаропрочной медно-асбестовой ленты типа феррадо. Пружины и ко-
Рис. 226. УплотненняТбарабана:
а — лабиринтное; б — манжетное; в — лабиринтное с набивкой; г — манжетное с набивкой; / —* барабан; 2 — стенка головки; 3, 17 — уплотнительные кольца; 4 — уплотнительное коробчатое кольцо; 5 — опорное кольцо; 6 — кольцо барабана; 7 — крепление манжеты; 8 — манжета; 9 — уплотнительное кольцо; 10 — кольцо с набивкой; И — кронштейн; 12 — стальной канат; 13 — асбестовый рукав; 14 — набивка; 15 — плоское кольцо; 16 — угол ковое кольцо; 18 — штырь; 19 — поддерживающее кольцо; 20 — зажимное кольцо
нусность манжеты создают необходимый контакт между кольцом и манжетой, препятствующий проникновению газа и пыли из печи, а также воздуха внутрь барабана. В зависимости от изменения длины барабана кольцо углубляется в манжету или соответственно выдви гается из нее. Манжета обладает гибкостью в вертикальном напра влении и жесткостью в осевом. Это позволяет компенсировать бие ние барабана и сохранять постоянно конусную форму. Уплотнение отличается простой конструкцией и надежностью работы на печах малых размеров.
Лабиринтное уплотнение (рис. 226, в) отличается тем, что лаби ринт создается вращающимися кольцами 15, 16 и неподвижным коль цом 17. Для лучшей герметичности между кольцом 17 и кольцом 5,
закрепленным на головке печи, закладывают асбестовую набивку. Штырями 18 уплотнительное кольцо удерживается от проворачи вания. Кольца 15 и 16 соединены болтами и пружинами.
На рис. 226, г приведена конструкция уплотнения нижней го ловки печи. Герметичность создается асбестовой набивкой 14, рас положенной в уплотнительном кольце 10. Асбестовый рукав 13 соединяет головку печи с уплотнительным кольцом. В кольце 11
имеются прорези, по которым болты перемещаются при биениях барабана. Чтобы уплотнительное кольцо не проворачивалось, в бол тах имеются лыскн, которыми они заводятся в соответствующие прорези.
Уплотнения лабиринтного типа при правильном регулировании натяжения пружин, нормальном состоянии поверхностей лабиринта и нормальных зазорах работают надежно, но в процессе эксплуата ции требуют большего внимания и затрат по сравнению с манжет ными.
Производительность печей зависит от ряда факторов: рабочего объема барабана, скорости вращения (в определенном диапазоне), качества шихты, температуры и длины реакционной зоны.
Широкое распространение эти печи получили вследствие высоких показателей, спокойной и устойчивой работы. При нормальном про текании процесса шихта хорошо перемешивается с горячим воздухом
игазами. В рабочем пространстве печей отсутствуют металлические части (кроме цепей завес в печах глиноземного производства). По скольку скорость вращения небольшая, основные детали печей (ба рабан, бандажи, зубчатый венец и опорные ролики) работают дли тельное время. В эксплуатации находятся печи, барабаны, бандажи
ивенцы которых служат по 20—30 лет, а опорные ролики служат
3—6 лет.
Такие печи установлены в закрытых помещениях цинковых и гли ноземных заводов. Под открытым небом размещают печи, работаю щие в районах с теплым климатом. В здании находятся только за грузочные, а иногда и разгрузочные концы. В последнее время для сокращения капиталовложений наметилась тенденция к установке печей на открытом воздухе (в районах Сибири). Однако обслужи вание и ремонты печей в зимнее время в этом случае значительно усложняются, что связано с дополнительными затратами труда.
Громоздкость трубчатых печей, их большая длина и сравнительно низкая удельная производительность — существенные недостатки конструкции. Тем не менее, замена их более высокопроизводитель ными печами КС пока протекает медленно.
Для организации надежной эксплуатации печей должна быть осуществлена правильная их установка, особенно это важно для крупных агрегатов. Под правильной установкой подразумевают
прямолинейность оси вращения — геометрической оси ненагруженного барабана, параллельность осей опорных роликов оси вращения
