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三筒回转式烘干机几种传动方式及关键件的改进

传动部件作为三筒回转式烘干机的重要部件,其设计是否科学、合理,将直接关系到三筒回转式烘干机的可靠性与经济性。常见的三筒回转式烘干机的传动方式有边缘摩擦传动、边缘销齿传动、边缘齿轮传动和中心传动四种。四种传动方式各有特点,但是或多或少都存在一些不足,本文针对不同传动方式的不足之处分别进行改进。

三筒回转式烘干机

1、边缘摩擦传动

(1)增大托轮轴心与筒体中心线夹角

目前,在常用的边缘摩擦传动方式中,2个支承托轮的轴心与筒体中心连线之间夹角均为60°,这是造成摩擦传动出现打滑,影响系统产量提高的主要原因。

增大托轮轴心与筒体中心线夹角一般取值为30°。而三筒回转式烘干机的托轮和轮带既起支承作用,同时又通过托轮和轮带的摩擦驱动筒体回转,则为了增加摩擦力,通常提高至45°~50°,即两支承托轮的轴心与筒体中心连线之夹角应由原先的60°至少提高到90°~100°。若为45°,则托轮与轮带之间的正压力增加22.5%,导致其驱动摩擦力也增加22.5%,从而有效避免了传动打滑,因此通过加大筒体转速提高产量是可能 的。当然,托轮与轮带之间的正压力增加22.5%,也必须提高对应托轮轴及其轴承座的承载能力,包括其强度、刚度和可靠性等,故制造成本也略有提高。

(2)边缘摩擦传动方式的个性化设计

作为带料回转的筒体,其筒内物料的运动状态随着筒体转速的不同,其运动轨迹也会发生变化。若其支承装置为托轮轮带支承方式,则左右2个托轮所承受的正压力也不完全相同。在转速较低时,左右2个托轮所承受的正压力差距更大,三筒回转式烘干机的内筒、中筒及外筒均带有扬料板和导料板,使得物料的运动轨迹变得相对复杂。目前,市场上最常见的是同规格四驱动三筒回转式烘干机,其4个驱动电动机的电流差别也证明了这一点。

用相同的传动方式驱动不同规格的三筒回转式烘干机显然不科学,正确的做法应该是个性化的量身定做。直径≤3m的三筒回转式烘干机,可考虑采用双驱动(按照旋转方向,驱动托轮应设置在重载一侧);4.2m 直径 3m的三筒回转式烘干机可考虑四驱动,且用两组不同驱动功率的减速电动机(按照旋转方向,大功率减速电动机对应的驱动托轮应设置在重载一侧;小功率减速电动机对应的驱动托轮应设置在轻载一侧);而直径≥4.2m的三筒回转式烘干机,使用边缘摩擦传动方式已难以驱动,必须采用边缘齿轮传动方式(或边缘销齿传动)。

2、边缘销齿传动方式

边缘销齿传动的传动效率、可靠性及平稳性等方面明显不及齿轮传动,因此可进行如下改进:

(1)可通过专用夹具(如钻模板)等手段进一步提高齿轮、销轮制造精度与安装精度,保证其啮合精度(每一个销的位置精度、销轮与三筒烘干机外筒体的同心度等尤为重要)。

(2)提高销轮整体刚度,保证加载运行后不变形。

(3)提高销的刚度与表面硬度,同时延长销及齿轮的使用寿命,进一步提高传动的可靠性。

3、边缘齿轮传动方式

采用边缘齿轮传动方式的大齿轮与筒体的连接方式尤其关键。对大规格单筒烘干机而言,大齿轮与筒体常用的连接方法是多片弹簧板切向连接。因烘干机筒体工作温度高于300℃,而工作状态为常温,如果使用法兰式刚性连接,则相关零部件热胀冷缩,局部应力较大,可能频繁剪短大齿轮连接螺栓,严重影响系统运转率。所以相关行业一直使用弹簧板切向连接方式达数十年之久。实践证明,弹簧板连接方式在 局部应力增大等相关问题的同时,也存在传动系统效率低、冲击噪声大且可靠性差等问题。对三筒回转式烘干机而言,工况与单筒烘干机有所不同,其外筒体工作温度 不超过70℃,与常温接近。故建议将边缘齿轮传动常用的弹簧片连接,改为法兰式连接。实践已经证明,只有保证大齿轮与筒体的同心度、大小齿轮的制造与安装精度等,才能 弹簧片连接传动效率高、冲击噪声小且可靠性高。

4、关键零部件——托轮与轮带的改进

各种传动方式的三筒回转式烘干机对应的轮带与托轮,外观大致相同,且均起支承作用,因此其制造、安装 直接影响系统的可靠性与平稳性。三筒回转式烘干机支承装置由两套相同的托轮支承部件组成,且每套托轮支承装置均由1对托轮、4个轴承和1个大底座组成。

为了保持筒体的垂直度和圆度,各组托轮安装必须保证达到两方面要求:(1)保证安装后筒体中心线成一直线;(2)尽可能保证同一档两托轮受大小相同的作用力,使两个托轮磨损均匀。对于边缘齿轮传动、边缘销齿传动、中心传动三筒回转式烘干机,托轮打滑现象较为少见,相对容易达到这些要求;但边缘摩擦传动三筒回转式烘干机的轮带与托轮,除支承作用外,还有驱动作用,故保证2个托轮磨损均匀就相对困难。因开机启动过程及过载时的托轮打滑现象难以避免,会加剧托轮磨损。当然,磨损严重的托轮总在重载一侧,磨损较轻的总在轻载一侧。故重载一侧可考虑选用耐磨性能相对较好的托轮材质(不低于ZG310-570),从而保证2个托轮尽可能磨损均匀,确保三筒回转式烘干机长期稳定运行。

综合以上各类传动方式的优缺点,我们建议应优先选用边缘齿轮传动方式,不考虑采用中心传动方式。小规格三筒回转式烘干机可考虑选用边缘摩擦传动方式,但其两支承托轮的轴心与筒体中心连线之夹角必须大于90°,且尽可能采用托轮双驱动方式;大规格三筒回转式烘干机优先选用边缘齿轮传动方式,慎重选择边缘销齿传动,但需就齿轮销轮制造安装 提出相应要求。从而为提高三筒回转式烘干机的可靠性与运转率,降低维护成本,以及烘干机的 进步带来积极影响。

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