水泥工廠結構設計指南之一回轉窯基礎計算與設計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上回轉窯基礎的計算與設計 窯系統(tǒng)照片回轉窯是水泥廠熟料煅燒的主要設備，以筒體的內(nèi)徑及長度來表示其規(guī)格，筒體長30180m，直徑1.86m，浮放在26對托輪上，托輪的組數(shù)視窯的直徑及長度而定，兩托輪中心線與窯體斷面中心線之間的連線夾角為60°，窯體荷載通過托輪底座傳遞給基礎，參見窯系統(tǒng)示意圖。為了保證回轉窯正常有效運轉,必須要有安全可靠的基礎來支承回轉窯, 回轉窯是由電機通過減速機和大小牙齒輪來驅動的，轉速很低，一般都小于3轉分鐘。 回轉窯體具有35%的斜度，由窯尾坡向窯頭，物料從高端的窯尾進入，火煙由低端的窯頭噴入，形成物料與火煙的對流。由于窯內(nèi)煅燒帶溫度高，

2、窯體將會變形，有時將導致某一個托輪脫空，使基礎受力不均勻。根據(jù)生產(chǎn)工藝不同,一般濕法窯有6個基礎, 而干法窯一般僅需要23個基礎,其結構形式一般為大塊式混凝土基礎和鋼筋混凝土墻式基礎。 回轉窯基礎的計算方法：回轉窯屬于低速運轉設備,根據(jù)<<水泥工廠設計規(guī)范>>(GB 50295-1999) 9.8.5條,可不進行動力計算,只需進行靜力計算，另外根據(jù)9.8.6條, 回轉窯基礎可不作抗震驗算?；剞D窯基礎的地基反力, 不應出現(xiàn)拉力, 頂點位移不應大于3毫米, 相鄰基礎之間及與窯頭、窯尾相鄰基礎的沉降差不應大于5毫米。只有2個窯基礎時不會出現(xiàn)托輪托空的情況,所以不需要考慮此工況

3、,但是當有2個以上基礎時,必須考慮托輪托空的情況。 在計算時除對齒輪的傳動力考慮2.0的動力系數(shù)外，其它荷載均不考慮動力系數(shù)。 1. 回轉窯基礎在驗算地基承載力時，作用在基礎上的荷載應按下列內(nèi)容計算： (a)托輪傳遞的荷載, 包括垂直荷載和水平荷載。 (b)牙輪驅動時所傳遞的荷載。 (c)電機、減速機及托輪座架的重量。 (d)基礎自重及臺階上的回填土重。 (e)工作走道傳遞的荷載，2. 荷載的分析與組合: 托輪傳遞的荷載分三種情況進行基礎計算，第三種荷載通常是基礎的控制荷載，見圖1。 圖1 托輪荷載示意圖 (a)正常運轉 (b)托輪脫空 (c)設有擋輪(a)窯體正常運轉時(圖1a), 托輪傳遞

4、的垂直荷載為Wm1, 則托輪與輪帶間產(chǎn)生的縱向水平力為H1:H1 = ± f1 · Wm1/cos (11) 式中 f1摩擦系數(shù)，取0.2 。 一托輪中心與窯體中心連線和垂直線夾角，一般取用 30°。H1 近似地作用在托輪中心線上。(b)窯體發(fā)生縱向變形時，即輪帶不圓或窯體稍有彎曲變形，使托輪傳遞荷載不均勻，在計算時，托輪傳遞的荷載乘1.5不均勻系數(shù)。 垂直荷載為Wm2：Wm21.5Wm1 (12)縱向水平力為H1a(作用點同H1)： H1a= ±f2 · Wm2/cos (13)式中 f2動摩擦系數(shù)，取0.1。 (c)當窯體或輪帶發(fā)生較大變形

5、，致使一個托輪脫空(圖1b), 此時在該托輪基礎上，僅有一個托輪受力，而垂直荷載要考慮不均勻系數(shù)1.3。 垂直荷載為Wm3： Wm31.3·1/2·Wm1065Wm1 (14) 縱向水平力為H1b： H1b= ±f2·Wm3/cos (15)橫向水平力(與窯體垂直方向) H2： H2Wm3·tg (16)此時Wm3產(chǎn)生偏心彎矩為M0.65Wm1·L/20.325 Wm1·Li(17)3. 窯體縱向推力H3：窯體的縱向設有35%斜率，當窯體運轉時，因自重下滑，或由于一雙托輪不平行，在運轉時使 整個窯體上竄，為此在個別窯基礎上設

6、有防止下滑或上竄的一對 水平擋輪(見圖1c)。H3作用在擋輪軸承中心線處，則： H3=±sinWmi±tgWmi(0.030.05)Wmi (18) 式中 窯體斜率， Wmi 所有托輪上承受垂直荷載總和。H3與H1，H1a , H1b不需同時考慮，取其最大者。4. 牙輪驅動時所傳遞于基礎的水平力如圖2。 圖2 牙輪傳動力在基礎上產(chǎn)生的水平力 H4=2 ·N ·cos (1-9) WH=2·N ·sin (1-10)H5H4 ·L1/L (1-11) H6=H4·(L-L1)/L (1-12) 式中 H4大牙輪對小牙

7、輪作用力的水平分力， WH大牙輪對小牙輪作用力的垂直分力; H5窯體對傳動基礎托輪上的水平力; H6窯體對牙輪相鄰的基礎托輪上的水平力; L傳動基礎托輪中心線與相鄰基礎托輪中心線間的距離; N齒輪傳動力; a傳動基礎牙輪中心線與該基礎托輪中心線間的距離; 齒輪傳動力與水平線的夾角。 2齒輪的傳動力考慮2.0的動力系數(shù)。 5. 荷載組合： 根據(jù)托輪傳遞荷載的三種情況分別進行組合，這三種荷載組合見表1。 表1荷載基礎類別 第一種 第二種第三種垂直荷載水平荷載垂直荷載水平荷載垂直荷載水平荷載縱向橫向縱向橫向縱向橫向托輪基礎一 般Wm1、Wma Wj 、Wg Wp±H1Wm2 、Wma Wj

8、、Wg Wp±H1aWm3、Wma Wj 、Wg 、Wp±H1b±H2與牙輪相鄰的Wm1、Wma Wj 、Wg Wp±H1H6Wm2 、Wma Wj、WgWp±H1aH6Wm3、Wma Wj 、Wg 、Wp±H1b±H2H6有擋輪的Wm1、Wma Wj 、WgWp±H1或±H3Wm2 、Wma Wj、WgWp±H1a或±H3Wm3、Wma Wj 、Wg 、Wp±H1b或±H3±H2H6傳動基礎Wm、Wma Wmb 、Wj 、Wg WH 、Wp±H1或±H3H5Wm1、Wma Wmb 、Wj 、Wg 、WH 、Wp±H1