脱水器传动计算

丁向娟

摘要：本文对图拉法渣处理系统中脱水器设备的结构及传动系统做了简要的描述；模拟计算了脱水器在实际运行过程中的最大扭矩，据此核算脱水器设备现有的传动系统。

关键词： 脱水器；扭矩；传动系统

中图分类号：U673.38文献标识码：A

图拉法渣处理系统已在国内上百家钢铁厂投入使用，目前安全可靠。因各高炉渣量的不同，我们配有不同型号的脱水器设备，以满足生产要求。

这里，主要介绍的是型号为Тула—B的脱水器，适用于500m3~

1000m3高炉。

一、脱水器的结构

图拉法所用的脱水器为立式转鼓结构。如图1所示，转鼓宽度方向分两部分，圆周方向由带过滤筛网的钢板分成20格，每格的三个

1、导料槽2、脱水器3、脱水器外壳4、水5、渣（带水）

图1 脱水器结构简图

侧面装有可拆卸的筛网以达到脱水的目的。渣水混合物进入脱水器转鼓后，由旋转的脱水器捞起渣水混合物，水通过过滤筛网流回壳内，由出水口流出。渣通过转鼓旋转到上方入导料槽进入皮带，运至渣场。

二、脱水器传动系统介绍

脱水器的运转和变速是通过变频调速电机、减速器、小齿轮、大齿轮来实现的，可通过变频器实现无级调速。

三、选择电机减速器

1、计算脱水器转矩T。

如图1中，Тула—B型脱水器尺寸如下，，内径R1=2135mm，外径R2=2900mm，半宽b=990mm，脱水器转速为1~3r/min。渣水混合物的密度。

由于转鼓在转到导料槽位置时，渣开始通过筛板掉入导料槽，所以在正常工作情况下，渣量布置如图1所以。转鼓圆周对称，转鼓旋转时需要克服的转矩即为带渣部分的重量产生的转矩。底部三格的渣

图2 重心位置

转矩相互抵消平衡。

所以，形成转矩的渣的重量为7格渣所有的重量。

G =

=N=82139N

通过使用软件Solidworks计算这7格渣的重心位置，如图2所示。

故得，脱水器转矩

T=FS=GS=N·m。

2、计算脱水器的实际最大功率

脱水器最高转速为n=3r/min，所以脱水器最大功率为：

Pmax=52.48kW。

3、选择电机

电机功率应满足

P电机

由于是开式齿轮传动，选用甘油润滑，查得传动效率=0.955；联轴器为齿轮联轴器，查得传动效率=0.99；减速器的传动效率=0.96。

P电机

我们选择的电机型号为YTSZ280S1-4，功率P电机=75KW，额定转速n电机=1500r/min，符合要求。

5、选择减速器

减速器的公称输入功率PN，应满足

PN>P电机K2KSKR

K2为工况系数，原动机为电动机，属强冲击载荷。故选K2=1.5。

KS为启动系数，脱水器启动次数最多每小时1次，故选KS=1。

KR为可靠度系数，可靠度要求为较高，故选KR=1.56。

∴PN>P电机K2KSKR==175.5KW

选减速器型号ZSY355-40-I，传动速比为40，公称功率为235，符合要求。

四、设计齿轮传动

根据工况，我们设计齿轮传动为外啮合开式齿轮。脱水器为立式转鼓，大齿轮与脱水器转鼓相连接，所以要求设计中心距比较大。

要求脱水器最大转速3r/min，故要求齿轮的速比

μ=，小齿轮转速n1=。

由小齿轮齿数Z1要保证不发生根切，最小齿数为Z1=17。

1、选择齿轮材料

大齿轮45号钢，调质，硬度187~255HB。

小齿轮45Cr，调质，硬度229~269HB。

2、初步选定中心距

按接触强度初步确定中心距

a

① 按直齿轮，对于钢对钢的配对齿轮副选 Aa=483。

② 载荷系数K=1.2。

③ 由于传动设计小齿轮为悬臂配置，两齿轮齿面系数都小于350HB，查表得齿宽系数。

0.089

④ T1为小齿轮转矩，T1=18334N·m

⑤ 查得N/mm2，闭式齿轮许用接触应力

N/mm2

开式齿轮许用接触应力为闭式齿轮的1.1倍，所以

N/mm2

中心距a:

a=2095mm

初选中心距a=2100mm。

3. 计算模数、齿数、齿宽等几何参数

模数mn= 取mn=18

大齿轮齿数Z2=Z1212.5

取Z2=220

实际传动比为io==12.9

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

齿宽b==0.0892133=189mm，取200mm

结束语

通过对脱水器传动系统的计算，型号为Тула—B的脱水器设计完全符合要求。在以后的生产实践中，我们还要完成各种型号的脱水器设计，满足不同客户的需求。

参考文献

[1]成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2010.

[2]屈国华,康介铎,黄文灿,等.机械原理及机械零件[M].高等教育出版社,2011.