沸石转筒选型计算书

沸石转筒选型计算书

单灵灵

云汇环保科技南通有限公司 江苏省南通市226000

1.齿轮盘受力分析

1.1 前处理

通过三维软件Pro/E对齿轮盘及承载的滚轮进行建模，为了提高计算的准确性和计算机的运行速度，对其中部分结构进行了简化处理，将优化好后的模型导入ANSYS中。并对相关材料参数进行如下设置：普通碳素结构钢Q235，密度：7850kg/m3；弹性模量：200~210 Gpa；泊松比：0.25~0.33；抗拉强度：370-500Mpa；屈服强度：235Mpa。对模型进行网格划分及相关设置。

1.2 设置约束与施加载荷

根据齿轮盘的实际受力情况，对支承齿轮盘的四个滚轮进行了固定约束（Fixed Support），并对齿轮盘施加30000N的力，等效于4246Pa的均布荷载，模拟转筒及吸附材料施加给齿轮盘的力，方向垂直于齿轮盘，竖直向下，并对齿轮盘边上施加10000N的切向力，模拟链轮所施加的力，最后通过求解（Solve）进行计算。

2. 齿距、齿高、尺盘厚度设计计算书

2.1设计要求：

从动圆盘外径

从动圆盘重量

主动输入圆盘外径

从动圆盘转速

2.2传动结构选择

根据已知条件，因从动圆盘外径偏大，采用主动轮与从动轮均采用齿轮传动加工费用大，成本高；而皮带轮传动容易出现打滑等问题，本传动结构考虑采用链传动的小节距滚子链与链轮传动（适合转速慢的工况）。

2.3从动圆盘与链轮扭矩计算

转筒的重力为G=mg=3600X9.8N=35280N

查表可知，滚动轴承摩擦系数，所以从动圆盘滚动摩擦力，

因此，驱动从动圆盘的最小扭矩可计算得：

.m

对于链轮侧，输入扭矩需要大于或等于，因此链轮与滚子链侧受到的载荷F需满足：

滚子链轮为满足强度条件，需选用型号为12A的滚子链条。

其中，该12A型号的滚子链轮节距为19.05mm，外节内宽（即从动圆盘厚度）。

链条长度。

链条节数，因此节数取整节。

2.4静载荷校核

链速0.058m/s，小于0.6m/s，主要疲劳为链条的过载拉断，设计时必须验算静力强度的安全系数。

≧S=4~8

已知Q = 31.3KN，F1为链的紧边拉力，F1 = F+Fc+Fy。其中，Fc是围绕在链轮上的链节在运动中产生的离心拉力，Fc = qv2= 1.5×0.0582= 0.005N，由于链速较小，Fc可省略不记。Fy为悬垂拉力，本装置不涉及。

则F1 = F = 4310N；取S=6， == 7.2 > S，满足静载荷使用要求。

2.5动载荷校核

转筒的重力为G = mg = 36009.8N = 35280N

已知滚动轴承摩擦系数，所以从动圆盘滚动摩擦力，

因此，驱动从动圆盘的最小扭矩可计算得：

对于链轮侧，输入扭矩需要大于或等于，因此链轮与滚子链侧受到的载F需满足：

根据选用的12A型链条可承受动载荷5490N，满足使用要求。

3.支撑轴承位置形状及支架出图

在转筒下板下方共有4个带锥度的辊子，用于支撑转筒的轴向力，支撑辊子距离中心点的距离为r1=1066mm，假设四个辊子均匀受力。支撑辊子内有一对深沟球轴承，计算校核深沟球轴承。

3.1设计条件参数

设备中间滚筒转速n1：3~4r/h，即0.067r/min；

中间圆盘总质量m：2.4t；（未考虑吸附材料质量，先暂时按照3t计算）；

支撑点数量：4个；

设备运行时温度t：（暂时按照小于100℃计算）；

支撑辊子的平均直径rg：114mm；

棍子的锥度：2.73°；

设备运转时间：40000h。

3.2受力分析

初步选取深沟球轴承，内径50mm，外径80mm，基本额定动载荷Cr=16.1kN，基本额定静载荷C0r=13.1kN。

支撑辊子的结构如图3-2所示，因为支撑辊子存在一定的角度，所以轴承受到轴向力Fa和径向力Fr的作用，因为角度过小，所以只考虑径向力Fr。总共有8个轴承，所以每个轴承承受的力Fr为：

支撑辊子圆盘的压力下转动，连接处的两部件的线速度相等，所以辊子的转速ng为：

图3-2 支撑辊子的受力

所以支撑的轴承是以极低的速度转动，应该分别计算轴承的额定动载荷和额定静载荷，取其中较大值选择轴承。

基本额定静载荷C0计算公式为[1]：

（4-1）

式中 P0—当量静载荷，kN，按文献[1]中表7-2-29计算可得3.675kN；

S0安全系数，查[1]中表7-2-31，取1.5。

计算可得C0=7.35kN，C0＜C0r，所以所选轴承符合要求。

轴承的动载荷C的计算公式为：

（4-2）

式中fp—载荷系数，查[2]表12.7，取fp=1.2；

ft—温度系数，查[2]表12.8，取=1；

P—轴承当量动载荷，查[2]表12.9，计算可得P=3.675kN；

n—轴承转速，n=ng=1.25r/min；

—预期轴承寿命；

—轴承的寿命指数，取3。

计算可以得到轴承的动载荷C=6.35kN<Cr，所选轴承符合使用要求。

作者简介：单灵灵，男，1985年12出生，名族：汉族，籍贯：江苏南通，云汇环保科技南通有限公司，本科/助理工程师，研究方向：沸石转筒，分子筛转轮。