管束干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明

GSG500管束干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作者姓名：rlf指導(dǎo)老師：副教授單位名稱：機(jī)械工程與自動(dòng)化專業(yè)名稱：機(jī)械工程及自動(dòng)化東北大學(xué)2008年6月theStructuralDesignofGSG500DryerbyRLfSupervisor:ViceProfessorZZwNortheasternUniversityJune2008畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：GSG500管束干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本容：根據(jù)題目進(jìn)行調(diào)研并參觀相似實(shí)物及照片，主要進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成GSG500管束干燥機(jī)成套圖紙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)傳動(dòng)部分的帶輪、軸承壽命、軸強(qiáng)度和超靜定支撐等進(jìn)行計(jì)算，完成設(shè)計(jì)計(jì)算書。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專題部分：題目：管束干燥機(jī)選型方法基本容：根據(jù)需要干燥物料的含水量要求和此種干燥機(jī)的干燥強(qiáng)度，學(xué)會(huì)計(jì)算換熱面積和干燥機(jī)選型學(xué)生接受畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目日期第1周指導(dǎo)教師簽字：2007年3月4日GSG500管束干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要管束干燥機(jī)是干燥設(shè)備中的典型設(shè)備，在現(xiàn)代干燥工藝中應(yīng)用十分廣泛一般用于干燥糧食、食品、飼料、化工、輕工、陶瓷、環(huán)保等行業(yè)中的松散類物料。GSG500管束干燥機(jī)的干燥效果很均勻，操作簡(jiǎn)單，并且自動(dòng)化程度高，制作要求和生產(chǎn)成本高，運(yùn)輸和安裝要求有大型起吊裝備。由此可見GSG500管束干燥機(jī)是一種應(yīng)用圍十分廣泛，適應(yīng)性很好的干燥設(shè)備，有著廣闊的使用和推廣前景。GSG型管束干燥機(jī)是目前大部分發(fā)達(dá)國(guó)家使用最廣泛、最先進(jìn)的干燥設(shè)備之一，其最大優(yōu)點(diǎn)是高效節(jié)能、安裝方便、操作簡(jiǎn)單。該機(jī)是間接加熱接觸式干燥機(jī)，它可以廣泛應(yīng)用于化工、輕工、食品、油脂和糧食飼料等行業(yè)的松散類物料。管束件在管束干燥機(jī)的工作過(guò)程中起到了關(guān)鍵性的作用。一方面它使物料產(chǎn)生流動(dòng)；另一方面，蒸汽從它部通過(guò)，使物料在流動(dòng)過(guò)程中被逐步烘干。因而，它不但是烘干物料的主體，還是傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力的主體。由于故障就出在它身上，所以，對(duì)管束件的受力分析及對(duì)其部主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的剖析，就是我們從根本上解決蒸汽泄漏的焦點(diǎn)和關(guān)鍵所在。本設(shè)計(jì)主要是闡述了GSG500管束干燥機(jī)的工作原理及其工作特性，同時(shí)將管束干燥機(jī)與同類連續(xù)運(yùn)行的干燥機(jī)進(jìn)行了比較，指出了其利用優(yōu)勢(shì)。也闡述了管束干燥機(jī)工作時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題及其解決方案，從而大大提高了管束干燥機(jī)的工作效率。關(guān)鍵詞：管束干燥機(jī)，管束，工作原理，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)TheStructuralDesignofGSG500DryerAbstractProbationdryerdryingequipmentistypicalofmodernequipmentinthedryingprocessingeneralverybroadapplicationfordryinggrain,food,feed,chemicals,lightindustry,ceramics,andenvironmentalprotectionindustriesinthecategoryofloosematerials.GSG500controlofthedryerdryingeffectisveryuniform,simpleoperation,andahighdegreeofautomation,productionrequirementsandthehighcostofproduction,transportationandinstallationrequirementsoflarge-scaleliftingequipment.Thisshowsthatcontroldryerisaverybroadscopeofapplication,adaptabilitygooddryingequipment,withwideuseandpromotionprospects.GSG500controldryeristhemostdevelopedcountriesthemostwidelyusedandmostadvanceddryingequipmentoneofitsbiggestadvantageisenergyefficient,easytoinstall,simpleoperation.Theaircraftisindirectcontactwithheat-dryingmachine,canalsobedownprinciplesofcounter-currentwork.Itcanbewidelyusedinchemicalindustry,lightindustry,food,oilandfoodindustriessuchasfeedloosecategoryofmaterials.Pipe-clustersplayakeyroleintheworkingprocessofpipe-clusterdrier,whichbothmakestherawmaterialflowthroughthedrierandmakestherawmaterialdrygruaduallyduringtheflowingofthematerial.Therefore,itisnotonlythemainpartofthedrier,butalsothemainpartthattransmitsmovementormonument.Becausemanymalfunctionstakeplacehere,analysisoftheforcesandtheinnerstoucturearethekeyforustoresolvetheleakingofvaporthroughit.ThedesignisdescribedGSG500dryercontroltheworkingprincipleanditscharacteristics,whilesimilarcontroldryerandthedryerrunningforacomparison,thattheuseofitsadvantages.Alsoexpoundedonprobationdryerwhentheproblemswhichmayariseandtheirsolutionstogreatlyimprovethecontrolofthedryerefficiency.Keywords：Controldryer，Pipe-clusters，Principle，Structuraldesign目錄畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 i摘要 iiAbstract iii第1章緒論 11.1.干燥技術(shù)的概況 11.2.被干燥的物料的特性 31.2.1物料的狀態(tài) 31.2.2物料的物理化學(xué)性質(zhì) 31.2.3.物料與水分結(jié)合的性質(zhì) 41.3.干燥器的特性 41.4.干燥技術(shù)的進(jìn)展 51.5.國(guó)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài) 81.5.1干燥設(shè)備的加工質(zhì)量 81.5.2設(shè)備規(guī)模 81.5.3裝備規(guī)模 91.5.4干燥機(jī)主要在糧食方面的發(fā)展因素和研發(fā)方向 9第2章管束干燥機(jī)的性能及工作原理 122.1.管束干燥機(jī)的性能特點(diǎn) 122.2.主要結(jié)構(gòu)和工作原理 122.3.管束干燥機(jī)選用的注意事項(xiàng) 132.4.管束干燥機(jī)設(shè)計(jì)制作要點(diǎn) 142.5.管束干燥機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的特點(diǎn) 162.6.管束干燥機(jī)的調(diào)試和操作使用 172.7.管束干燥機(jī)的總體參數(shù) 19第3章傳動(dòng)齒輪及軸的壽命校核 203.1齒輪校核 203.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 253.2.1繪制軸的受力分析圖如上 273.2.2作彎矩圖 273.2.3作轉(zhuǎn)矩T圖 273.2.4計(jì)算彎矩McaC圖 283.2.5校核軸的強(qiáng)度 283.2.6精確校核軸的強(qiáng)度 283.3小結(jié) 30第4章故障問(wèn)題及其解決方案 314.1.問(wèn)題的提出 314.2.故障模式的確定 314.2.1蒸汽均由管束件的換熱管與管板管孔的縫隙之間泄出 314.2.2由于封頭與管板的聯(lián)結(jié)方式不同，泄露部位也不同 324.3故障機(jī)理的判斷 324.4解決方案 384.5解決方案實(shí)施后的效果 404.5.1聯(lián)接式管束干燥機(jī) 404.5.2焊接式管束干燥機(jī) 404.6其他 404.6.1從選用時(shí)就考慮設(shè)備的使用壽命 404.6.2細(xì)節(jié)問(wèn)題不可忽視 41第5章環(huán)保與經(jīng)濟(jì)性分析 425.1固體廢棄物的危害性 425.2管束干燥機(jī)物料的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性 42第6章總結(jié) 44參考文獻(xiàn) 45結(jié)束語(yǔ) 47附錄：英文文獻(xiàn) 48第1章緒論1.1.干燥技術(shù)的概況干燥技術(shù)的應(yīng)用，在我國(guó)具有十分悠久的歷史。聞名于世的造紙技術(shù)，就顯示了干燥技術(shù)的應(yīng)用。《天工開物》一書中，描述了人工加熱干燥過(guò)程，總結(jié)了我國(guó)勞動(dòng)人民的干燥實(shí)踐，反映了我國(guó)古代勞動(dòng)人民的高度智慧。在解放前，我國(guó)干燥技術(shù)的應(yīng)用，一般仍停留在手工作坊的階段。解放以后，干燥技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展很快，20世紀(jì)50年代初期，分散懸浮態(tài)干燥技術(shù)（如氣流干燥器等）開始工業(yè)應(yīng)用，干燥技術(shù)的研究工作也普遍開展，高效的干燥器也在生產(chǎn)中應(yīng)用。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)展，化學(xué)工業(yè)的機(jī)械化、大型化和自動(dòng)化水平提高，作為化工單元操作設(shè)備之一的干燥器，也必將更加迅速的發(fā)展。干燥通常是指將熱量加于濕物料并排除揮發(fā)性濕分（大多數(shù)情況下是水），而獲得一定濕含量固體產(chǎn)品的過(guò)程。濕分以松散的化學(xué)結(jié)合形式或以液態(tài)溶液存在于固體中，或積聚在固體的毛細(xì)微結(jié)構(gòu)中。這種液體的蒸汽壓低于純液體的蒸汽壓，稱之為結(jié)合水。而游離在表面的濕分則稱之為非結(jié)合水分[1]。當(dāng)濕物料作熱力干燥時(shí)，以下兩種過(guò)程相繼發(fā)生：過(guò)程1能量（大多數(shù)是能量）從周圍環(huán)境傳遞至物料表面使表面濕分蒸發(fā)。過(guò)程2部濕份傳遞到物料表面，隨之由于上述過(guò)程而蒸發(fā)。干燥速率由上述兩個(gè)過(guò)程中較慢的。一個(gè)速率控制，從周圍環(huán)境將熱能傳遞到濕物料的方式有對(duì)流、傳導(dǎo)或輻射。在某些情況下可能是這些傳熱方式聯(lián)合作用，工業(yè)干燥器在型式和設(shè)計(jì)上的差別與采用的主要傳熱方式有關(guān)。在大多數(shù)情況下，熱量先傳導(dǎo)濕物料的表面然后傳入物料部，但是介電、射頻或微波干燥時(shí)供應(yīng)的能量在物料部產(chǎn)生熱量然后傳至外表面。過(guò)程1液體以蒸汽形式從物料表面排除，此過(guò)程的速率取決于溫度，空氣溫度、溫度和空氣流速，暴露的表面積和壓力等外部條件。此過(guò)程稱外部條件控制過(guò)程，也稱恒速干燥過(guò)程。過(guò)程2物料部濕分的遷移是物料性質(zhì)、濕度和濕含量的函數(shù)。此過(guò)程稱部條件控制過(guò)程。也稱為降速干燥過(guò)程。整個(gè)干燥循環(huán)中兩個(gè)過(guò)程相繼發(fā)生，并先后控制干燥速率。干燥的目的是除去某些原料、半成品中的水分或溶劑，就化學(xué)工業(yè)而言的目的在于，使物料便于包裝、運(yùn)輸、貯藏、加工和使用。具體為：（1）懸浮液和濾餅狀的化工原料和產(chǎn)品，可經(jīng)過(guò)干燥成為固體，便于包裝和運(yùn)輸。（2）不少的化工原料和產(chǎn)品，由于水分的存在，有利于微生物的繁殖，易腐爛、蟲蛀或變質(zhì)，這類物料經(jīng)過(guò)干燥便于貯藏。例如生物化學(xué)制品、抗生素及視頻等，若含水量超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，易于變質(zhì)，影響使用期限，需要經(jīng)干燥后才有利于貯藏。（3）為了使用方便。例如食鹽、尿素和硫銨等，當(dāng)其干燥到含水率為0.2%-0.5%左右時(shí)，物料不易結(jié)塊，使用比較方便。（4）便于加工。一些化工原料，由于加工工藝要求，需要粉碎（或造粒）到一定的粒度圍和含水率，以利于再加工和利用。如磷礦石經(jīng)粉碎干燥可以提高化學(xué)反應(yīng)速度；催化劑半成品的造粒干燥，可使其保持一定含水率和粒度圍，有利于壓片成型等。（5）為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量。某些化工原料和產(chǎn)品，其質(zhì)量的高低與含水量有關(guān)。物料經(jīng)過(guò)干燥處理，水分除去后，有效成分相應(yīng)增加，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。例如滌綸切片在紡織前，干燥到含水率為0.02%以下，可紡織在抽絲時(shí)產(chǎn)生氣泡，提高絲的質(zhì)量[2]。化學(xué)工業(yè)中的干燥方法有三類：機(jī)械除濕法、加熱干燥法、化學(xué)除濕法。機(jī)械除濕法，是用壓榨機(jī)對(duì)濕物料加壓，將其中一部分水分?jǐn)D出。物料中除去的水分量主要決定施加壓力的大小。物料經(jīng)機(jī)械除濕后仍保留很高的水分，一般為40%-60%左右。粒狀物料或不許受壓的物料可用離心機(jī)脫水，經(jīng)過(guò)離心機(jī)除去水分后，殘留在物料中的水分為5%-10%左右。其他，還有各種類型的過(guò)濾機(jī)，也是機(jī)械除濕法的常用設(shè)備。機(jī)械除濕只能除去物料中部分自由水分，結(jié)合水仍殘留在物料中。因此，物料經(jīng)過(guò)機(jī)械除濕后含水量仍然較高，一般不能達(dá)到化工工業(yè)要求的較低的含水量。加熱干燥法，是化學(xué)工業(yè)中常用的干燥方法，它借助熱能加熱物料、氣化物料中的水分。除去1Kg的水分，需要消耗一定的熱量。例如用空氣來(lái)干燥物料，同時(shí)氣化物料中的水分，不能夠隨空氣帶出干燥器。物料經(jīng)過(guò)加熱干燥，能夠除去物料中少量的水分，達(dá)到化工工藝上要求的含水量?；瘜W(xué)除濕法，是利用吸濕劑除去氣體、液體和固體物料中少量的水分。由于吸濕劑的除濕能力有限，僅用于除去物料中的微量水分，化工生產(chǎn)中的應(yīng)用很少?；瘜W(xué)工業(yè)中固體物料的干燥，一般是先用機(jī)械除濕法，除去物料中大量的非結(jié)合水分，再用加熱干燥法除去殘留的部分水分（包括非結(jié)合水分和結(jié)合水分）。1.2.被干燥的物料的特性1.2.1物料的狀態(tài)（1）.溶液及泥漿狀的物料，如工程廢液及鹽類溶液等。（2）.凍結(jié)物料，如視頻、醫(yī)藥制品等。（3）.膏糊狀物料，如活性污泥及壓濾機(jī)濾餅等。（4）.粉粒狀物料，物焦炭及礦石等。（5）.棒狀物料，如木材等。（6）.短纖維狀物料，如人造纖維等。（7）.不規(guī)則形狀的物料，如陶瓷制品等。（8）.連續(xù)的薄片狀物料，如帶狀織物、紙等。（9）.零件及設(shè)備的涂層，如機(jī)械產(chǎn)品的涂層等。1.2.2物料的物理化學(xué)性質(zhì)被干燥物料的理化性質(zhì)決定干燥介質(zhì)種類、干燥方法和干燥設(shè)備的重要因素，因此，干燥器的設(shè)計(jì)者要了解：（1）.物料的化學(xué)性質(zhì)。如組成、熱敏性（軟化點(diǎn)、熔點(diǎn)或分解點(diǎn)），物料的毒性，可燃性，氧化性和酸堿度、摩擦帶電性、吸水性等。（2）.物料的熱物理性質(zhì)。如物料含水率、假密度、真密度、比熱容、熱導(dǎo)率及粒度和粒度分布等。對(duì)于原料液還應(yīng)當(dāng)知道濃度、粘度及表面力等。（3）.其他性質(zhì)，如膏糊狀物料的粘附性、觸變性（即膏糊狀物料在振動(dòng)場(chǎng)中的或在攪拌條件下，物料可從塑性狀態(tài)，過(guò)渡到具有一定流動(dòng)性的性質(zhì)），這些性質(zhì)在設(shè)計(jì)干燥器及加料器時(shí)可加以利用。表1.1部分物料特性及技術(shù)指標(biāo)常見物料分類進(jìn)機(jī)水分出機(jī)水分干燥強(qiáng)度能耗胚芽55%3~5%2.5~33500~3800[焦耳/蒸發(fā)kg水][840~910caL/蒸發(fā)kg水][折合約1.45~1.50g標(biāo)準(zhǔn)飽和蒸汽]玉米纖維60%10~12%4.80蛋白粉45%12~13%4.70淀粉20%2~3%4.30薯類纖維65%10~12%4.80啤酒糟（白酒精）65%10~12%4.90飼料載體16%6~8%4.20油菜籽60%5~7%4.50豬血發(fā)酵粉35%10%4.40骨粉40%10%4.601.2.3.物料與水分結(jié)合的性質(zhì)固體與水分結(jié)合的方式是多種多樣的，它可以是物料表面附著的，也可以是多孔物料空隙中滯留的水分，也可以是物料所帶的結(jié)晶水及透入物料細(xì)胞的溶脹水分等。物料與水結(jié)合方式不同，除去的方法也不盡相同。例如物料便面附著的水分和大毛細(xì)管中的水分，是干燥可以除去的；化學(xué)結(jié)合水，不屬于干燥的圍，經(jīng)干燥后，它仍殘存在物料中[3]。1.3.干燥器的特性干燥器的特性包括：（1）.干燥器對(duì)被干燥物料的適應(yīng)能力。如能否達(dá)到物料要求的干燥程度，干燥產(chǎn)品的均勻程度。（2）.這種干燥器對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有無(wú)損害。因?yàn)橛械漠a(chǎn)品要求保持晶體形狀、色澤，有的產(chǎn)品要求在干燥中不能變形和龜裂等。（3）.干燥裝置的熱效率高低（一般而言，干燥裝置熱利用好，則熱效率高，相反，熱效率低），這是干燥的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。此外，還應(yīng)了解干燥器的經(jīng)濟(jì)處理能力，干燥設(shè)備的生產(chǎn)強(qiáng)度或干燥速率。干燥強(qiáng)度大，所用設(shè)備小，其固定投資較少，操作費(fèi)用就低。干燥器附屬設(shè)備的多少，有時(shí)可能影響這種干燥的應(yīng)用。例如，懸浮態(tài)干燥裝置（如流化床干燥器、氣流干燥器等）。離不開有效的粉塵分離設(shè)備，可靠的通風(fēng)設(shè)備和濕物料的供給裝置等，雖然干燥器本身尺寸不大，但由于輔助設(shè)備很笨重，應(yīng)用受到限制。同時(shí)，還要求干燥設(shè)備控制方便，勞動(dòng)條件好。1.4.干燥技術(shù)的進(jìn)展目前干燥技術(shù)輔助的總趨勢(shì)為：(1).干燥設(shè)備研制向?qū)I(yè)化方向發(fā)展由前所述，干燥設(shè)備應(yīng)用極廣，遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門，而且需要量也很大，因此為干燥設(shè)備向?qū)I(yè)化方向發(fā)展的基礎(chǔ)。(2).干燥設(shè)備的大型化、系列化和自動(dòng)化從干燥技術(shù)經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來(lái)看，大型化的裝置，具有原材料消耗低、自動(dòng)化水平高、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)。設(shè)備系列化，可對(duì)不同生產(chǎn)規(guī)模的工廠及時(shí)提供成套設(shè)備和部件，具有投產(chǎn)快和維修容易的特點(diǎn)。例如，噴霧干燥裝置，最大生產(chǎn)能力為55.6Kg/s產(chǎn)品；流化床干燥器（干燥煤）生產(chǎn)能力可達(dá)到97Kg/s產(chǎn)品；雙層流化床干燥器，最高年處理物料11×108(3).改進(jìn)干燥設(shè)備，強(qiáng)化干燥過(guò)程近年來(lái)，常用的干燥設(shè)備（噴霧、流態(tài)化、氣流干燥等），仍在原有的基礎(chǔ)上改進(jìn)和發(fā)展。=1\*GB3①.改善設(shè)備物料的流動(dòng)狀況（或干燥介質(zhì)的流體力學(xué)狀況），強(qiáng)化和改善干燥過(guò)程。例如氣流干燥器，從直管氣流干燥，改成脈沖氣流，使被干燥粒子在脈沖氣流的作用下多次的加速，強(qiáng)化傳熱介質(zhì)過(guò)程。又如，改進(jìn)噴霧干燥器的進(jìn)風(fēng)裝置，達(dá)到控制霧滴的運(yùn)動(dòng)狀況等[4]。=2\*GB3②.增添附屬裝置，改善干燥器的操作，擴(kuò)大干燥設(shè)備的使用圍。在氣流干燥器的流程中，增添分散器，使氣流干燥器用于分散性差的濕物料的干燥；增添破碎機(jī)，使氣流干燥器用于塊狀物料的干燥；增添混合器，使氣流干燥器用于含水量高的物料；增添分級(jí)機(jī)，以解決產(chǎn)品粒度的均勻化等。在噴霧干燥方面，研制了高粘度物料的霧化器；研制各種噴霧干燥器的進(jìn)氣分布裝置，使干燥塔中心與塔壁的氣速基本一致，減少噴霧干燥的粘壁；干燥電磁自動(dòng)振動(dòng)裝置，防止物料粘壁等。在流化床干燥器中，增添附屬裝置，改善其操作性能。例如咋單層圓筒形流化床中，添加旋轉(zhuǎn)分隔板，分隔板從流化床中部開始旋轉(zhuǎn)分隔直至出料口。濕物料從流化床中部加入，在旋轉(zhuǎn)隔板的控制下，物料從進(jìn)料口至出口一邊流化一邊運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)“短路”，因此，物料在流化床中的停留時(shí)間均勻。在雙層流化床中的上層，增添擺動(dòng)的物料松動(dòng)器，當(dāng)流化床操作時(shí)，松動(dòng)器不停擺動(dòng)，松動(dòng)物料，避免形成死床層，以改善流化床的特性。在臥式多室流化床中的第一室，增添攪拌裝置，使凝聚的濕物料分散，同時(shí)排除不能流化的大顆粒。此外，在臥式多流化床，把固定隔板改成懸掛在回轉(zhuǎn)鏈上的運(yùn)動(dòng)隔板，在運(yùn)到那個(gè)隔板的作用下，物料從加料端均勻移動(dòng)到出料端，實(shí)現(xiàn)了物料的“活塞流”，可使被干燥的物料停留時(shí)間均勻，產(chǎn)品含水率均勻。(4).采用新的干燥方法及組合干燥方法近年來(lái)高頻干燥、微波干燥、紅外線干燥以及組合干燥發(fā)展較快。其他，如利用彈性振動(dòng)能，強(qiáng)化固體物料的干燥。彈性振動(dòng)能-聲波對(duì)物料表面作用，可使?jié)窆腆w表面流體便捷層破壞，減小傳熱和傳質(zhì)的阻力，故能強(qiáng)化干燥，但聲強(qiáng)不能低于143-145dB。(5).降低干燥過(guò)程中的能量消耗干燥是消耗熱量很大的化工單元裝置。在干燥過(guò)程中，熱效率變化很大，如藥片包衣干燥時(shí)，熱效率為7%；視頻添加劑的流態(tài)化干燥，熱效率為20%-50%。提高干燥過(guò)程熱效率的主要措施如下：=1\*GB3①.對(duì)現(xiàn)有干燥設(shè)備，如強(qiáng)熱管理。如防止干燥介質(zhì)的泄漏，使燃燒爐中的燃燒完全，對(duì)帶有熱風(fēng)循環(huán)的干燥設(shè)備，盡可能地保持最大的循環(huán)風(fēng)量等。=2\*GB3②.改善設(shè)備的保溫。一般干燥器損失熱量為3%-30%。在對(duì)干燥器散熱量進(jìn)行測(cè)定的基礎(chǔ)上，采取措施，改善設(shè)備的保溫，減少熱損失。=3\*GB3③.防止再次的過(guò)度干燥。干燥過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格地把產(chǎn)品控制在要求的含水量圍，避免造成產(chǎn)品的過(guò)度干燥，而增加能量消耗。例如紙干燥，是為了保證紙的強(qiáng)度，要求其含水率為7%，而多滾筒干燥器可能靖紙過(guò)度干燥到含水率為4%。為了防止過(guò)度干燥，可以減少最后幾個(gè)滾筒，改為高頻加熱，嚴(yán)格控制紙含水率在7%。=4\*GB3④.減少被干燥物料的初水分含量。如果被干燥的物料是溶液，可用薄膜蒸發(fā)器濃縮后，再進(jìn)行噴霧干燥；如果被干燥的物料是懸浮液，可用過(guò)濾除去大部分的水分，再進(jìn)行干燥。這樣可以降低單位質(zhì)量產(chǎn)品的熱能消耗。例如，天津油漆總廠把鉻黃干燥改成過(guò)濾后，把濾餅用往復(fù)泵輸送至噴嘴，再用氣流霧化，進(jìn)行噴霧干燥，產(chǎn)品質(zhì)量好，降低了熱能消耗。=5\*GB3⑤.回收廢氣帶走的熱量。對(duì)流干燥器在進(jìn)口溫度不太高的情況下，廢氣帶走的熱量與總熱量之壁紙是很大的，有的可占總熱量的40%。采用熱交換器回收廢氣帶走的熱，已在工業(yè)上實(shí)施。例如，用10℃的空氣，通過(guò)廢熱回收換熱器加熱到84.8℃，廢氣可從150℃降到70℃，回收了廢氣中熱量的25%，節(jié)約燃料23%，在兩年即可收回廢熱，回收換熱器所用的投資。用“熱管”回收廢氣中的熱量也是很有前途的方法。=6\*GB3⑥.提高干燥器的空氣進(jìn)口溫度。被干燥的物料若是非熱敏性的，進(jìn)入干燥器的空氣溫度，可以提高到650℃以上；對(duì)于熱敏性的物料，也可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能地采用較高的的干燥器氣體進(jìn)口溫度。因?yàn)?，使用的氣體溫度也高，干燥器的熱效率越高。例如，把20℃絕對(duì)濕含量為0.01的空氣加熱到500℃，用于干燥，在干燥器中空氣放熱而降溫的極限是使之絕熱飽和到這種狀態(tài)空氣的濕球溫度65.8℃其理論熱效率可達(dá)到90.5%。如果，這種空氣只加熱到120℃，用同樣的方法計(jì)算，其理論熱效率為82%。課件，提高干燥器的進(jìn)口空氣溫度，可以提高干燥器的理論熱效率，世紀(jì)熱效率亦是如此。=7\*GB3⑦.采用過(guò)熱蒸汽干燥。用過(guò)熱蒸汽作干燥介質(zhì)，利用蒸汽顯熱下降的干燥方法，叫做過(guò)熱蒸汽干燥。干燥用的蒸汽，可以循環(huán)使用，以減少熱損失，提高干燥過(guò)程的熱效率。此外，蒸汽的必比定壓熱容比空氣約大一倍，在相同的干燥熱負(fù)荷下，水蒸氣的用量，僅為空氣用量一半，因此，提高了干燥裝置的生產(chǎn)能力。它適用于干燥時(shí)發(fā)臭的物料、有爆炸危險(xiǎn)的物料、含有機(jī)溶劑物料以及放射性廢物的干燥等。=8\*GB3⑧.閉路循環(huán)干燥流程的開發(fā)和應(yīng)用。例如用惰性氣體作干燥介質(zhì)的閉路循環(huán)流程。北京石油化工總廠向陽(yáng)化工廠用但其作干燥介質(zhì)，干燥聚丙烯樹脂，生產(chǎn)能力可達(dá)1.39Kg/s，產(chǎn)品質(zhì)量也高。=9\*GB3⑨.消除干燥操作造成的公害問(wèn)題。在粉塵回收方面，用濕式除塵器洗滌廢氣，可使排放肺氣腫的含粉塵量降到15-35mg/m3（標(biāo)準(zhǔn)），此值的大小還取決于洗水用量?，F(xiàn)代化的空氣噴吹自動(dòng)清除粉塵的袋濾器，處理后氣體含塵量可以達(dá)到20mg/m3（標(biāo)準(zhǔn)）。還可采用廢氣洗滌和熱回收組合的方式，來(lái)凈化廢氣，它既可減少粉塵又降低了熱耗。為了減少干燥中的風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲，應(yīng)選用加工精度高、動(dòng)平衡調(diào)節(jié)耗的風(fēng)機(jī)，其次，在安裝上應(yīng)采取隔振和減振等措施，務(wù)必使風(fēng)機(jī)噪聲控制在90dB以下。1.5.國(guó)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài)近年來(lái)，隨著我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，對(duì)干燥設(shè)備的需求量越來(lái)越大，干燥設(shè)備的總體水平也不斷提高。常規(guī)干燥設(shè)備基本可以滿足生產(chǎn)的需要，并有部分機(jī)型出口到國(guó)外。干燥設(shè)備的進(jìn)步表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.5.1干燥設(shè)備的加工質(zhì)量從干燥設(shè)備的制造過(guò)程看，干燥設(shè)備的加工質(zhì)量受技術(shù)水平及應(yīng)用行業(yè)的制約。干燥設(shè)備的應(yīng)用行業(yè)很多，對(duì)設(shè)備質(zhì)量要求最高的是制藥行業(yè)。由于制藥行業(yè)的特殊性，對(duì)所用干燥設(shè)備的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)及加工質(zhì)量都有具體要求，因此要求制造行業(yè)提供的設(shè)備加工質(zhì)量較高。其次是食品行業(yè)，食品行業(yè)對(duì)干燥設(shè)備及干燥系統(tǒng)有嚴(yán)格的衛(wèi)生指標(biāo)要求，因此設(shè)備結(jié)構(gòu)及鋼材的處理標(biāo)準(zhǔn)較高。質(zhì)量要求相對(duì)不高的是化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中的部分設(shè)備。在所有行業(yè)中化學(xué)工業(yè)不論是設(shè)備的用量還是型式都最多最復(fù)雜，應(yīng)該說(shuō)化工行業(yè)的干燥設(shè)備有特殊要求的也比較嚴(yán)格，但與上述兩個(gè)行業(yè)相比略低一些。

從最年幾年干燥設(shè)備總的質(zhì)量看，多數(shù)設(shè)備鋼板都經(jīng)過(guò)拋光處理，焊縫采用氬弧焊（不銹鋼），焊縫也經(jīng)過(guò)處理，有些工廠對(duì)直焊縫和環(huán)焊縫采用自動(dòng)或半自動(dòng)焊接，使設(shè)備質(zhì)量得到保證。1.5.2設(shè)備規(guī)模作為生產(chǎn)中的單元設(shè)備，干燥機(jī)以滿足生產(chǎn)要求為最高目的。隨著各行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，也推動(dòng)了干燥設(shè)備的規(guī)模不斷擴(kuò)大。目前我國(guó)生產(chǎn)的閃蒸干燥設(shè)備直徑可以達(dá)到1.6m(超出此規(guī)模的應(yīng)用實(shí)例不多)，而且運(yùn)轉(zhuǎn)良好。槳葉干燥機(jī)的傳熱面積可以達(dá)到160平方米，可以通各種載熱介質(zhì)，盤式干燥機(jī)最大傳熱面積已達(dá)到180平方米。機(jī)械離心式噴霧干燥機(jī)的處理量可以達(dá)到45t/h，機(jī)電一體的離心霧化器也達(dá)到處理量5t/h的規(guī)模，較好地解決了霧化器的機(jī)械問(wèn)題，離心噴霧干燥機(jī)直徑已達(dá)到10米以上。壓力式噴霧干燥機(jī)可以達(dá)到直徑8米，總高50多米，處理能力達(dá)到4t/h?；剞D(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)直徑可以達(dá)到2.5米，長(zhǎng)達(dá)30多米。帶式干燥機(jī)面積也達(dá)到140多平方米。1.5.3裝備規(guī)模干燥設(shè)備的裝備水平主要指干燥系統(tǒng)的控制水平、附屬設(shè)備的配備、操作的方便程度和安全等級(jí)等。縱觀我國(guó)干燥設(shè)備的裝備水平，有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。特別是大型的干燥系統(tǒng)更是如此。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1).控制系統(tǒng)的配備自動(dòng)、半自動(dòng)控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用，使勞動(dòng)強(qiáng)度降低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定[5]。

(2).計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用大型系統(tǒng)中多數(shù)采用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)的采集、處理和控制，使系統(tǒng)操作條件達(dá)到最優(yōu)。

(3).人性化設(shè)計(jì)在設(shè)備設(shè)計(jì)的同時(shí)考慮操作者的習(xí)慣，維修時(shí)的方便程度。

(4).安全化設(shè)計(jì)系統(tǒng)中有安全報(bào)警、險(xiǎn)情排除功能，特別是易燃易爆物料的干燥都要考慮到這一點(diǎn)。

(5).附屬設(shè)備系統(tǒng)中的附屬設(shè)備也趨于合理，加熱、加料、氣固分離、產(chǎn)品的包裝設(shè)備與主機(jī)的配套關(guān)系達(dá)到最優(yōu)化[6]。1.5.4干燥機(jī)主要在糧食方面的發(fā)展因素和研發(fā)方向農(nóng)村勞動(dòng)力減少的趨勢(shì)。我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)體制改革后，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)逐步向多元化方向發(fā)展。我國(guó)廣大農(nóng)民已不再單純地從事種職業(yè)，相當(dāng)一部分農(nóng)民，尤其是青壯年農(nóng)民，遺精從事其他行業(yè)工作，有相當(dāng)數(shù)量的農(nóng)村勞動(dòng)力遺精完全離開了農(nóng)村，在城市里從事各類非農(nóng)業(yè)工作。農(nóng)村勞動(dòng)力的減少，使得農(nóng)業(yè)機(jī)械有進(jìn)一步發(fā)展的可能，其中就包括糧食干燥機(jī)械化。國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展也越來(lái)越重視。近年來(lái)國(guó)家出臺(tái)的法律法規(guī)等一系列文件也為農(nóng)業(yè)機(jī)械的進(jìn)一步發(fā)展起到了政策方面的支持。十一五國(guó)家科技支撐計(jì)劃也對(duì)小型高效保質(zhì)干燥設(shè)備研制開發(fā)給予了資金上的支持。我國(guó)干燥機(jī)潛在市場(chǎng)巨大。我國(guó)是糧食大國(guó)，每年僅稻谷產(chǎn)量約4000億斤，目前機(jī)械化干燥的糧食占總產(chǎn)量很小。隨著社會(huì)的發(fā)展，機(jī)械化干燥率每提高1%，就需要20t/d糧食干燥機(jī)2000臺(tái)，可見糧食干燥機(jī)市場(chǎng)潛力巨大，需求處于升勢(shì)，開發(fā)糧食干燥設(shè)備即管束干燥機(jī)順應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的要求。我國(guó)有一批長(zhǎng)期從事干燥技術(shù)和設(shè)備研發(fā)的科研院所和大專院校是我國(guó)糧食干燥設(shè)備研發(fā)的技術(shù)支撐力量。近年來(lái)糧食干燥設(shè)備的研發(fā)逐漸受到科研單位的重視，一些更新?lián)Q代產(chǎn)品正在研發(fā)設(shè)計(jì)之中，隨著干燥技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，我國(guó)干燥機(jī)的各方面性能將逐步改善。由于現(xiàn)階段糧食干燥機(jī)多為儲(chǔ)糧大戶，農(nóng)民聯(lián)合體和糧食收納庫(kù)出資購(gòu)買，因此機(jī)器要求成本不高，但不能以降低干燥質(zhì)量和干燥過(guò)程的穩(wěn)定性為代價(jià)來(lái)?yè)Q取設(shè)備的低成本。目前，我國(guó)多數(shù)產(chǎn)品的干燥操作是在單一干燥設(shè)備一種干燥參數(shù)下完成的，而從物料的干燥動(dòng)力學(xué)特性可以看出，在物料的不同干燥階段，其最優(yōu)的干燥參數(shù)是不同的。同時(shí)，一種干燥設(shè)備，往往不能適應(yīng)物料在不同干燥階段其含水量和其他物性對(duì)干燥設(shè)備的不同要求。如果采用單一干燥設(shè)備和單一干燥參數(shù)，不僅會(huì)造成能源和資源的浪費(fèi)，還會(huì)影響干燥質(zhì)量和產(chǎn)量。因此，必須首先從干燥工藝上進(jìn)行根本改造，改變粗放型的干燥方式。隨著能源價(jià)格的不斷增長(zhǎng)，干燥用新能源的研究是熱點(diǎn)之一。我國(guó)的生物能源也相當(dāng)豐富，尤其在廣大農(nóng)村，用秸稈制造沼氣的技術(shù)遺精相當(dāng)成熟，現(xiàn)在要進(jìn)一步提高技術(shù)含量和實(shí)行規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。另外，生物制取氫氣與生物制取工業(yè)柴油的研究也在國(guó)外蓬勃開展。用生物制取燃料為干燥提供熱源有廣闊的應(yīng)用前景。干燥機(jī)采用可再生資源比如秸稈，稻殼等作為熱源成為發(fā)展的方向之一。隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)糧食的質(zhì)量也提出了更高的要求，干燥機(jī)在滿足高效干燥的同時(shí)，糧食的高質(zhì)量干燥也是發(fā)展的方向之一。干燥機(jī)的工藝選擇，的設(shè)計(jì)，材料的選取都會(huì)影響干燥后的糧食質(zhì)量。干燥過(guò)程中的質(zhì)量控制也是重要的研究方向。應(yīng)運(yùn)用符合先進(jìn)控制方向和方法干燥過(guò)程控制領(lǐng)域移植和改造，解決過(guò)程控制現(xiàn)有的難題，不斷完善，發(fā)展和創(chuàng)新現(xiàn)有的干燥過(guò)程控制算法，達(dá)到干燥精度和控制費(fèi)用的滿意折中。干燥過(guò)程控制中迫切要求開發(fā)出實(shí)時(shí)性好的模型預(yù)測(cè)控制方法，在保證干燥質(zhì)量的前提下使在線計(jì)算時(shí)間減少，在模型預(yù)測(cè)控制的3大機(jī)理——預(yù)測(cè)模型，反饋校正方法，求解優(yōu)化的策略上下功夫，全方位的去加以研究和突破，提高干燥品質(zhì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性，建立具有自適應(yīng)能力的控制算法等。我國(guó)幅員遼闊,不同地區(qū)、不同作物的糧食產(chǎn)地干燥機(jī)械化存在較大差異性,為適應(yīng)市場(chǎng)需要,適應(yīng)農(nóng)村以家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制為主的雙層經(jīng)營(yíng)體制,應(yīng)堅(jiān)持因地制宜、分散與集中相結(jié)合、流動(dòng)與固定相結(jié)合的特點(diǎn)。國(guó)營(yíng)糧庫(kù)集中干燥由于受基礎(chǔ)設(shè)施影響,如受場(chǎng)地、設(shè)備及收購(gòu)資金等限制越來(lái)越暴露出問(wèn)題,造成不能適時(shí)收購(gòu),而且收購(gòu)的主要是合同定購(gòu)糧,所占比重很小,約為30%,這樣造成農(nóng)民賣糧難,影響農(nóng)民種糧積極性,出現(xiàn)很多社會(huì)問(wèn)題。因此,北方地區(qū)糧食產(chǎn)后農(nóng)民自行分散干燥是未來(lái)的主要形式,這樣就迫切需要我們根據(jù)實(shí)際情況,設(shè)計(jì)出適合高寒地區(qū)作業(yè)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、日處理量5～10t,適應(yīng)農(nóng)村能源、運(yùn)輸條件,成本低廉,能夠跨村、跨戶聯(lián)合干燥作業(yè)的干燥機(jī),這對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義?？傊?，國(guó)外的先進(jìn)干燥技術(shù)水平帶動(dòng)了國(guó)干燥業(yè)的蓬勃發(fā)展，管束干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也隨著國(guó)干燥業(yè)的發(fā)展不斷的優(yōu)化，由于管束干燥機(jī)的干燥使用圍很廣，管束干燥機(jī)的廣泛應(yīng)用會(huì)成為國(guó)干燥業(yè)的一大亮點(diǎn)。第2章管束干燥機(jī)的性能及工作原理2.1.管束干燥機(jī)的性能特點(diǎn)管束干燥機(jī)可廣泛用于化工，食品和糧食，飼料等行業(yè)的松散類物料，如粉狀，顆粒狀，片狀類無(wú)太大粘性的物料。管束式干燥機(jī)是目前大部分先進(jìn)國(guó)家使用最廣泛的干燥機(jī)之一，GSG型管束干燥機(jī)吸收了國(guó)外同類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，并有了一定程度的提高，該機(jī)器的優(yōu)點(diǎn)：主要是熱耗低，干燥物料圍廣泛；產(chǎn)量大，水分蒸發(fā)量大且可干燥高水分的物料；干燥彈性大（能視不同的物料性質(zhì)，水分要求對(duì)干燥時(shí)間進(jìn)行調(diào)整）；能連續(xù)生產(chǎn)（即自動(dòng)化程度高），也可間歇生產(chǎn)（適合于特殊生產(chǎn)工藝）；該機(jī)器附加配套設(shè)備少，故占地面積少。因此在工藝上顯得很緊湊，可放在單層平房，節(jié)省土建費(fèi)用。另外一點(diǎn)是該機(jī)器受磨損件少，易于安裝，故維修費(fèi)用很低。GSG500管束干燥機(jī)采用部間接傳熱方式（熱介質(zhì)不接觸物料），傳熱面積大，熱效率高，單位容積的干燥能力是常規(guī)間接加熱干燥機(jī)的3倍左右，熱效率高達(dá)80～90%，節(jié)能降耗，是降低干燥產(chǎn)品成本的首選干燥形式。GSG500管束干燥機(jī)操作簡(jiǎn)單，使用方便，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，處理能力大；干燥時(shí)間可長(zhǎng)可短，對(duì)于瞬間不能干燥的物料以及需要脫除結(jié)晶水的物料是首選設(shè)備；粉塵回收設(shè)備簡(jiǎn)單，動(dòng)力能耗小[7]。GSG500管束干燥機(jī)機(jī)型設(shè)計(jì)和干燥能力可大可小，可以采用蒸汽、熱水、導(dǎo)熱油、煙道氣多種干燥介質(zhì)。通過(guò)選擇不同的干燥介質(zhì)，可以選擇50-600℃圍的任何干燥溫度區(qū)間。對(duì)于熱敏性物料，干燥溫度易于控制；對(duì)于易燃易爆的物料，干燥過(guò)程比其它干燥形式安全。由于干燥過(guò)程中不需要鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，對(duì)于回收有機(jī)溶劑比較方便。GSG500管束干燥機(jī)適用圍廣，對(duì)于化工、醫(yī)藥、建材、煤炭、輕工、食品、冶金、飼料、肥料等行業(yè)的顆粒狀、粉狀和濾餅而粘度不太大的物料都可以達(dá)到理想的干燥效果[8]。2.2.主要結(jié)構(gòu)和工作原理管束干燥機(jī)主要由管芯、管殼、傳動(dòng)、支撐、冷凝水輸出系統(tǒng)、蒸汽連接系統(tǒng)等組成。(1).管芯是管束換熱器是干燥機(jī)的核心部件，蒸汽與物料的熱交換主要通過(guò)它進(jìn)行，攪動(dòng)疏松物料及導(dǎo)引物料前進(jìn)的抄板安裝在管芯的外緣。管芯由管板、管束、進(jìn)出蒸汽的連接軸封頭、抄板等組成；(2).管殼是物料干燥流程的容腔，由上蓋和下筒體組成；(3).傳動(dòng)是帶動(dòng)管芯回轉(zhuǎn)的部件，通常由電機(jī)、減速機(jī)等組成；(4).支撐是支撐管芯的軸承座，安裝在管殼附屬機(jī)架上；(5).冷凝水輸出系統(tǒng)能有效及時(shí)排盡蒸汽冷凝水(6).蒸汽連接系統(tǒng)銜接管束與蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)。蒸汽連接系統(tǒng)和冷凝水輸出系統(tǒng)由動(dòng)密封接頭（專用旋轉(zhuǎn)接頭）固定與管芯兩端軸頭并保證部流體介質(zhì)的密封和所連接管芯的順暢回旋。電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)管束旋轉(zhuǎn)，物料用進(jìn)料絞龍從進(jìn)料口進(jìn)入機(jī)，通過(guò)裝在管束外周的抄板，一面把物料抄起，在下落過(guò)程使物料進(jìn)入管子間的空隙中，并逐根充分地接觸管壁，使之干燥；同時(shí)推動(dòng)物料前進(jìn)，從進(jìn)料端一直推進(jìn)到另一端的出料口出來(lái)為止，此時(shí)蒸汽從一端蒸汽街頭進(jìn)入，而冷凝水則從另一端蒸汽頭排出。設(shè)備外殼有保溫層，門蓋，進(jìn)料口等均采用密封裝置，冷空氣不易進(jìn)入機(jī)，機(jī)的熱量很不容易散失；同時(shí)冷凝水出口端有疏水器，有效的避免了蒸汽的無(wú)效逸出，防止了熱量的無(wú)效流失。該機(jī)器采用先進(jìn)的蒸汽動(dòng)密封裝置，沒(méi)有蒸汽泄露現(xiàn)象，因此該機(jī)的熱能損失很低，同時(shí)按照最佳節(jié)能途徑考慮，我們希望用戶把冷凝水從新直接回入鍋爐（該冷凝水均為軟水，無(wú)須化驗(yàn)），這樣就形成了最佳熱循環(huán)流程，使該機(jī)的熱能損失降低到最低點(diǎn)，所以該機(jī)是干燥行業(yè)最佳的節(jié)能設(shè)備之一，這也是該機(jī)的最主要特點(diǎn)。機(jī)器的抄板可以自由調(diào)整，故對(duì)物料在機(jī)各部的停留時(shí)間可隨意調(diào)節(jié)，因此該機(jī)能適合不同的物料，這是大部分干燥機(jī)很難達(dá)到的另一重要特點(diǎn)。2.3.管束干燥機(jī)選用的注意事項(xiàng)(1).管束干燥機(jī)容腔表面復(fù)雜，死角較多，干燥粘結(jié)性物料不應(yīng)選用管束干燥機(jī)。粘結(jié)性物料容易造成物料在容腔堵結(jié)，影響物料在管束干燥機(jī)的流動(dòng)，導(dǎo)致有效容積不斷減少，最后造成設(shè)備無(wú)法正常工作[9]。(2).選用管束干燥機(jī)以及相關(guān)銜接設(shè)備時(shí)應(yīng)充分考慮物料的物化特性。物料的含水率、親水性、干燥溫度等都應(yīng)該在確定生產(chǎn)工藝時(shí)加以預(yù)先考慮。含水率包括進(jìn)料含水率和出料含水率。進(jìn)出機(jī)水分的差值決定設(shè)備選用的規(guī)格型號(hào)，是決定性指標(biāo)。進(jìn)料含水率不高，可以不加回料，進(jìn)料含水率較高，則應(yīng)加以適當(dāng)?shù)幕亓稀；亓仙a(chǎn)工藝流程主要考慮進(jìn)機(jī)水分和總水分平衡。親水性是影響干燥效果的指標(biāo)之一，親水性較強(qiáng)，設(shè)備干燥面積應(yīng)加以適當(dāng)放大。需要特別指出的另一重要指標(biāo)是干燥溫度，溫度對(duì)某些物料的物化性能有影響，應(yīng)該加以控制。(3).生產(chǎn)廠商的通用產(chǎn)品適用于腐蝕性不強(qiáng)的物料，與物料接觸部位選用的是普通碳鋼材質(zhì)。物料的腐蝕性較強(qiáng)時(shí)，與物料接觸的材質(zhì)應(yīng)采用耐腐蝕的不銹鋼材質(zhì)。(4)設(shè)備生產(chǎn)廠商通常的報(bào)價(jià)只包含主機(jī)，連接設(shè)備和后續(xù)除塵設(shè)備并不包含。如果用戶自行生產(chǎn)或另行外購(gòu)，必須注意根據(jù)主機(jī)的干燥能力，產(chǎn)品的適宜干燥周期，汽化水的通暢排放等因素，合理選配，一般情況下不要自行決定相關(guān)參數(shù)，可由主機(jī)生產(chǎn)廠商提供[10]。2.4.管束干燥機(jī)設(shè)計(jì)制作要點(diǎn)(1).管芯兩端軸承支撐距離長(zhǎng)（軸承中心距），自重大（以上），運(yùn)行阻力高，對(duì)管芯兩端軸的軸功率應(yīng)嚴(yán)格校核。軸功率不夠，嚴(yán)重時(shí)將引起端軸斷裂，整機(jī)報(bào)廢。(2).管束干燥機(jī)是大型熱交換設(shè)備，因此須重點(diǎn)考慮設(shè)備的熱膨脹因素。首先，應(yīng)考慮到管芯的熱膨脹伸縮，軸承應(yīng)采用外圈可軸向相對(duì)滑移，游隙比常規(guī)軸承稍大的專用軸承，同時(shí)軸承座及其與軸承的裝配結(jié)構(gòu)也應(yīng)考慮該因素其次，以螺栓固定于管芯外緣的固定鏟板連接桿（固鏟角鋼），與管芯的熱膨脹伸縮量因溫差會(huì)造成較大差距。因此，結(jié)構(gòu)上同樣需要考慮其自由伸縮的調(diào)節(jié)，可以將固定固鏟角鋼的托板所鉆固定螺栓孔改為長(zhǎng)腰圓孔。聯(lián)接形式見圖2-1。國(guó)有些生產(chǎn)廠商由于忽視該熱膨脹不勻因素，在實(shí)際使用中，軸承壽命縮短；聯(lián)接螺栓擠斷，固鏟角鋼脫落，停機(jī)頻繁，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。(3).筒體干燥后汽化水的及時(shí)排出，廢氣吸氣口的定位，干燥空間的大小等因素對(duì)干燥效果也有很大影響。廢氣吸氣口一般定位于三分之一干燥機(jī)長(zhǎng)度處，吸風(fēng)口長(zhǎng)度為干燥機(jī)長(zhǎng)度的三分之一。吸風(fēng)口應(yīng)有足夠的高度（直筒高度一般為0.6-1.1米），以便抽風(fēng)順暢，同時(shí)應(yīng)根據(jù)干燥機(jī)及聯(lián)接設(shè)備管道的阻力、蒸發(fā)量、漏風(fēng)量等相關(guān)參數(shù)正確選用吸風(fēng)風(fēng)機(jī)。抽風(fēng)量過(guò)大，帶走粉塵和熱量多，加重后續(xù)除塵器的負(fù)荷，也浪費(fèi)熱能和風(fēng)機(jī)功率；抽風(fēng)量過(guò)小，不能及時(shí)排盡蒸發(fā)后廢氣，影響物料干燥效果。風(fēng)機(jī)壓頭一般考慮2900-4100MPa。(4).通常干燥機(jī)本身功率較大，使得調(diào)速的成本較高，因此干燥機(jī)主機(jī)一般不調(diào)速對(duì)需要調(diào)整干燥周期的產(chǎn)品，可以對(duì)進(jìn)出干燥機(jī)的輸送設(shè)備這些設(shè)備功率較低進(jìn)行調(diào)速，以方便生產(chǎn)線的集中控制。調(diào)速選用變頻調(diào)速或機(jī)械無(wú)級(jí)調(diào)速方式均可。(5).底架在一般管束干燥機(jī)生產(chǎn)廠商沒(méi)有引起足夠重視，達(dá)不到足夠強(qiáng)度，運(yùn)行時(shí)引起設(shè)備抖動(dòng)，故障增多，減短設(shè)備正常使用壽命。因此，合理設(shè)計(jì)底架，保證底架強(qiáng)度是十分必要的。(6).管束干燥機(jī)是大型回轉(zhuǎn)類設(shè)備，因此，制作時(shí)對(duì)管芯兩端軸頭軸承安裝部位的同軸度要求很高，如果該同軸度不能保證，極易引起兩端封頭與軸焊接處開裂，軸承很快損壞，機(jī)架抖動(dòng)，導(dǎo)致設(shè)備故障頻繁，嚴(yán)重影響正常使用。必須嚴(yán)格控制該同軸度誤差為。此外，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少裝配環(huán)節(jié)，盡可能保證管芯兩端軸的一次裝夾加工。同時(shí)考慮管芯承受較大的負(fù)荷以及同軸度或偏心引起的交變負(fù)荷，有條件的情況下對(duì)焊接后的左右封頭部件應(yīng)進(jìn)行回火處理以消除焊接應(yīng)力然后再進(jìn)行管芯的進(jìn)一步加工。圖2.1固定鏟板聯(lián)接形式圖2.5.管束干燥機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的特點(diǎn)將管束安裝在軸承上，并帶有獨(dú)立的軸承支座和基礎(chǔ)框架，這樣便于運(yùn)輸和安裝。為了降低熱耗，殼體采用保溫結(jié)構(gòu)，這樣減少了熱量損失，提高了熱效率。采用管束旋轉(zhuǎn)、管束外鏟子攪拌和推進(jìn)物料，鏟子分為兩種，一種是直立鏟子，一種是斜形鏟子。直立鏟子主要功能是鏟起較濕物料，加速其流動(dòng);斜形鏟子是按螺旋線布置的，其主要功能就是鏟起較干的物料，促使物料前移，物料顆粒不斷地被鏟子鏟起又灑下，散落在熱管表面，反復(fù)穿越加熱了的管束，物料經(jīng)過(guò)多次穿越就變成均勻的干燥產(chǎn)品。采用由電機(jī)帶動(dòng)減速器，再由一對(duì)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)管束轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)上裝有液力偶合器，它是用液體動(dòng)能來(lái)傳遞功率的裝置，它具有過(guò)載保護(hù)的作用。在干燥機(jī)的卸料槽上裝有隔板和取樣器。通過(guò)能放進(jìn)和拉出的隔板來(lái)調(diào)整干燥機(jī)物料的留時(shí)間和物料的多少，也可以通過(guò)斜形鏟子改成直立鏟子的方法來(lái)調(diào)整物料停留時(shí)間。檢驗(yàn)所需樣品是通過(guò)取樣器獲得的。采用了干燥后的物料部分返料，進(jìn)到濕物料中，與濕物料混合，再經(jīng)輸送攪拌機(jī)后由供料旋送到干燥機(jī)?；旌虾蟮奈锪?，由于干濕梯度、溫度梯度的平衡原理，可有效地促進(jìn)千燥后的料緩蘇，未干澡的物料還可以從已干燥的物料獲得冷卻時(shí)釋放的熱能，進(jìn)而使未烘物料和已烘物水份趨于平衡，提高了干燥速率。上料、干燥、返料、卸料都在封閉系統(tǒng)中進(jìn)行，作業(yè)環(huán)境清潔，最適合于連續(xù)作業(yè)。采用管束作為干燥主件，可把熱源直接通入機(jī)，從而可減少一道中間換熱設(shè)備，除減少設(shè)備投資外，至少可節(jié)約能源10%-15%。該機(jī)熱源不與物料接觸，從而能較好保證產(chǎn)品質(zhì)量，熱源可使用蒸汽、熱水和熱油，還能使用經(jīng)過(guò)除塵的高溫?zé)煔獾?，因而使熱源?lái)源較多。該機(jī)熱源與物料不接觸，因此其排出物的熱量就很容易回收，所以大大提高了熱量的利用率，使其低能耗指標(biāo)居于世界干燥行業(yè)前列。該機(jī)由于排放物少，排放物中含粉塵少，因此，對(duì)污染極少，從而大大節(jié)約了環(huán)保費(fèi)用，更適合于現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)的需要。圖2.2GSG型管束干燥機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖2.3GSG型管束干燥機(jī)干燥工藝流程圖2.6.管束干燥機(jī)的調(diào)試和操作使用合理使用設(shè)備，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高設(shè)備正常使用壽命都是十分重要的。(1).應(yīng)保證設(shè)備運(yùn)行前，各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)均已潤(rùn)滑充足，空載運(yùn)行無(wú)異常[11]。(2).應(yīng)保證管束干燥機(jī)正常使用前的充分預(yù)熱過(guò)程和逐步遞增加料過(guò)程。只有設(shè)備空載運(yùn)行正常并經(jīng)過(guò)充分的預(yù)熱，設(shè)備的各個(gè)部件均正常工作后，才能進(jìn)行加料。逐步遞增加料是為了保證產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，以及機(jī)溫度分布均勻。整個(gè)調(diào)試過(guò)程不能急于求成，要調(diào)節(jié)好加料量大小，控制時(shí)間總量不能太少。(3).進(jìn)料水分較大需要回料時(shí)，不能直接將濕料加入機(jī)進(jìn)行調(diào)試，以免濕料粘結(jié)在設(shè)備表面，可將備用的干燥物料逐步加入，直至干燥物料充滿干燥機(jī)容腔（注意填充率不能過(guò)高）后，在回料里再逐步添加濕料至適當(dāng)比例。(4).風(fēng)機(jī)調(diào)整是調(diào)節(jié)干燥機(jī)水分和熱量平衡的關(guān)鍵。應(yīng)反復(fù)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)前閥門，控制出料溫度和出機(jī)廢氣溫度在所需正常圍。(5).物料在干燥機(jī)的填充率必須控制應(yīng)嚴(yán)格控制進(jìn)出機(jī)速度和抄板角度，保證填充率不致過(guò)高，填充率根據(jù)物料的差異一般在0.5-0.85[12]。管束干燥機(jī)與同類連續(xù)運(yùn)行干燥機(jī)的比較見下表2.1[13]。表2.1管束干燥機(jī)與同類型連續(xù)運(yùn)行干燥機(jī)的比較容管束干燥機(jī)轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)帶式干燥機(jī)操作形式連續(xù)運(yùn)行連續(xù)運(yùn)行連續(xù)運(yùn)行環(huán)境狀況密閉負(fù)壓運(yùn)行，環(huán)境狀況好半封閉運(yùn)行，環(huán)境狀況良半封閉運(yùn)行，環(huán)境狀況一般干燥效果很均勻一般均勻干燥物料顆粒、粉狀、片狀等非粘性或半粘性松散物料顆粒、粉狀、片狀等非粘性或半粘性松散物料顆粒、粉狀、片狀等非粘性或半粘性松散物料可控制性操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高制作和安裝運(yùn)行制作要求和生產(chǎn)成本高，運(yùn)輸安裝要求有大型起吊裝備，運(yùn)行、操作簡(jiǎn)單制作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本一般，安裝有要求，運(yùn)行、操作簡(jiǎn)單制作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，安裝運(yùn)行調(diào)試有要求2.7.管束干燥機(jī)的總體參數(shù)設(shè)計(jì)壓力:0.65MPa最高許用工作壓力：0.6MPa設(shè)計(jì)溫度：170攝氏度試驗(yàn)壓力：0.85MPa加熱介質(zhì)：水蒸氣散熱面積：500平方米主軸轉(zhuǎn)速：10rpm主機(jī)功率：45kw主機(jī)重量：39652.02kg外形尺寸：長(zhǎng)×寬×高12316×2988×3497（mm）容積：8.35立方米第3章傳動(dòng)齒輪及軸的壽命校核3.1齒輪校核選擇齒輪材料、確定精度等級(jí)及許用應(yīng)力。小齒輪材料選用40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，查機(jī)械設(shè)計(jì)課本中表5-1，硬度為241-286HB，取250-280HB[14]。大齒輪材料選用ZG45，正火處理，硬度為245-285HB，取250-290HB。選齒輪精度等級(jí)8級(jí)(GB10095-88)查機(jī)械設(shè)計(jì)課本中圖5-16b，得QUOTEσHlim1=690MPa；QUOTEσHlim2=440MPa；計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，由機(jī)械設(shè)計(jì)課本[15]中式(5-33)QUOTEN1=60n1jLh=60×300×1×10×300×8QUOTEN2=N1u=4.32×108查機(jī)械設(shè)計(jì)課本中圖5-17，得,QUOTEZN2=1.13(允許有一定量的點(diǎn)蝕)取QUOTEZW=1.0，QUOTESHmin=1.0，QUOTEZLVR=0.92，接觸疲勞許用應(yīng)力(機(jī)械設(shè)計(jì)課本中式5-28)QUOTEσH1=σHlim1SHminZN1ZW(3-4)按接觸疲勞強(qiáng)度確定中心距a由機(jī)械設(shè)計(jì)課本中(5-18)QUOTEa≥u+13KT12?au式中QUOTET1=9550×103P1n1=9550×由于轉(zhuǎn)速不高，初取取?a由機(jī)械設(shè)計(jì)課本中表5-5，得(3-7)由機(jī)械設(shè)計(jì)課本中式(5-14)計(jì)算QUOTEZH=2cosαsinα=2cos初定中心距a(3-9)圓整取一般取QUOTEm=0.01~0.02a=0.01~0.02×864=2.08~5.60mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)齒數(shù)(3-10)(3-11)齒輪分度圓直徑QUOTEd1=mz1=16×25=400mmQUOTEd2=mz2齒輪頂圓徑QUOTEda1=d1+2hQUOTEda2=d2+2h齒輪基圓直徑QUOTEdb1=d1cosα=400×QUOTEdb2=d2cosα=1328×圓周速率QUOTEv=πd1n160×1000=π×400×30060×1000=6.28m/s由機(jī)械設(shè)計(jì)課本中表5-6知，選取齒輪精度為8級(jí)是合格的。由機(jī)械設(shè)計(jì)課本中表5-3知，電機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)取QUOTEKA=1.0QUOTEvz1100=1.70×25100=0.425m/s(按8級(jí)精度，查機(jī)械設(shè)計(jì)課本中圖5-4a得齒寬QUOTEb=?aa=04×864=345.6mm(3-14)按考慮低速級(jí)軸的剛度較大，齒輪相對(duì)軸承非對(duì)稱布置，查機(jī)械設(shè)計(jì)課本中圖5-7(a)，得按8級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)課本中表5-4，得QUOTEK=KAKvKβKα=1.0×1.05×1.09×1.1=1.26由《機(jī)械原理》公式計(jì)算端面重合度QUOTEaa1=cos-1db1da1=cos-1375.877432=28.5320oQUOTEΕα=12πz(3-18)由機(jī)械設(shè)計(jì)課本中式(5-17)QUOTEσH=ZH安全QUOTE=273.9MPa<σH22校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由機(jī)械設(shè)計(jì)課本中式(5-22)QUOTEσF=2KT1bd1mY按QUOTEz1=25，z2=83查機(jī)械設(shè)計(jì)課本中圖5-14，得QUOTEYFa1=2.60，YFa2=2.20查機(jī)械設(shè)計(jì)課本中圖5-19，得QUOTEYSa1=1.62，YSa2=1.82由機(jī)械設(shè)計(jì)課本中式(5-23)計(jì)算QUOTEYε=0.25+0.75εa=0.25+0.751.661=0.70彎曲疲勞許用應(yīng)力，由機(jī)械設(shè)計(jì)課本中式(5-31)知(3-21)查機(jī)械設(shè)計(jì)課本中圖5-16b，得QUOTEσFlim1=290MPa，σFlim2=152MPa查機(jī)械設(shè)計(jì)課本中圖5-19，得QUOTEYN1=1.0,YN2=1.0,取QUOTEYST=2.0，SFmin=1.4QUOTEσF1=σFlim1YSTSFminYN1QUOTEσF2=σFlim2YSTSFminYN2QUOTEσF1=2KT1bd1mYFa1YSa1安全齒輪主要幾何參數(shù):QUOTEz1=25，z2=83,,QUOTEu=3.32，m=16，QUOTEd1=mz1=16×25=400mmQUOTEd2=mz2=16×83=1328mmQUOTEda1=d1+2m=400+2×1×16=432QUOTEda2=d2QUOTEdf2=d2-2.5m=1382-2.5×16=1288mm3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核圖3.1軸的受力分析圖圖3.2受力簡(jiǎn)圖圖3.3彎矩圖圖3.4轉(zhuǎn)矩圖圖3.5計(jì)算彎矩圖圖3.6軸簡(jiǎn)圖3.2.1繪制軸的受力分析圖如上由得QUOTE-RAYL1+L2+FL2=0(3-25)由QUOTEY=0得得QUOTERBY=F-RAY=3350-1675=141991.5N(3-263.2.2作彎矩圖垂直面彎矩MY圖C點(diǎn)：QUOTE=RAYL1=141991.5×4738=672755.73N.m(3-27)3.2.3作轉(zhuǎn)矩T圖QUOTET=9550×103×45600=9550×103×453.2.4計(jì)算彎矩McaC圖轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭矩剪應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力考慮，取a=0.6C點(diǎn)左側(cè)彎矩最大為：QUOTEMcaC=MCY2+αT2=672755.732+0.6×716.252(3-29)QUOTE=6.73×3.2.5校核軸的強(qiáng)度由上圖可見：C點(diǎn)彎矩最大，A點(diǎn)軸頸最小。所以該軸的危險(xiǎn)界面為C點(diǎn)和A點(diǎn)所在的截面，由45鋼調(diào)質(zhì)處理查表得：QUOTEσB=637N/mm2，按式QUOTEd=3Mca0.1σb-1mm(3-30)QUOTE式計(jì)算得：C點(diǎn)軸頸(3-31)考慮鍵槽影響，有一個(gè)鍵槽，軸頸加大5%QUOTEdC=40.23×1+5%=42.24mm(3-32)該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸頸45mm，安全。A點(diǎn)軸頸QUOTEdA=3Mca0.1σb-1=31200考慮鍵槽影響，有一個(gè)鍵槽，軸頸加大5%(3-34)該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸頸230mm，安全。3.2.6精確校核軸的強(qiáng)度圖中Ⅰ-Ⅴ剖面均為應(yīng)力集中剖面，均可能是危險(xiǎn)剖面。其中，Ⅰ-Ⅲ剖面及Ⅺ剖面計(jì)算彎矩相同，Ⅰ剖面和Ⅱ剖面比較只是應(yīng)力集中影響不同，可取應(yīng)力集中系數(shù)較大者進(jìn)行計(jì)算即可。（1）校核Ⅰ、Ⅲ剖面疲勞強(qiáng)度Ⅰ剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)課本中的表查得：Ⅲ剖面因配合（H7/f6）引起的應(yīng)力集中系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)表得：Ⅰ剖面產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力、應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為：QUOTEτa=τm=查機(jī)械設(shè)計(jì)表得QUOTEτ-1=155N/mm2絕對(duì)尺寸影響系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)表得表面質(zhì)量影響系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)表得Ⅰ剖面安全系數(shù)為：(3-35)取[S]=1.5~1.8，S>[S],所以Ⅰ剖面安全[17]。（2）校核Ⅳ、Ⅴ剖面的疲勞強(qiáng)度由于Ⅳ剖面即受彎矩又受轉(zhuǎn)矩作用，且轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于彎矩，因此可忽略轉(zhuǎn)矩的作用。校核Ⅳ剖面因加工退刀槽而引起的應(yīng)力集中，應(yīng)力集中系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)表得：Ⅳ剖面產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力、應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為：

QUOTEτa=τm絕對(duì)尺寸影響系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)表得表面質(zhì)量影響系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)表得Ⅳ剖面安全系數(shù)為：

(3-36)取QUOTES=1.5~1.8,S>S,所以Ⅳ剖面安全。取[S]=1.5~1.8，S>3.3小結(jié)經(jīng)過(guò)對(duì)齒輪和軸的壽命校核，可以得出選取的軸的剛度，壽命和強(qiáng)度都符合設(shè)計(jì)的要求，齒輪的硬度，壽命也符合設(shè)計(jì)的第4章故障問(wèn)題及其解決方案4.1.問(wèn)題的提出管束干燥機(jī)是目前大部分國(guó)家廣泛使用的先進(jìn)干燥設(shè)備，與國(guó)舊的干燥設(shè)備相比，它具有能耗低、干燥彈性大、干燥對(duì)象圍廣、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡(jiǎn)便和易于操作保養(yǎng)等特點(diǎn)。因此，該設(shè)備自上世紀(jì)90年代引進(jìn)以來(lái)，已從淀粉行業(yè)廣泛推廣應(yīng)用于油脂、糧食、輕工、化工、冶金、電力、建材等行業(yè)和部門，干燥各種松散型顆粒狀或粉狀物料。然而，由于該機(jī)結(jié)構(gòu)上的弱點(diǎn)，使其(不論是進(jìn)口機(jī)還是國(guó)產(chǎn)機(jī))在使用過(guò)程中極易產(chǎn)生蒸汽泄漏，致使物料難以干燥，從而嚴(yán)重影響設(shè)備的正常使用，使用戶的經(jīng)濟(jì)效益受損(據(jù)調(diào)查，淀粉行業(yè)一臺(tái)熱交換面積為500平方米的管束干燥機(jī)停產(chǎn)一天，將造成一萬(wàn)多元的直接經(jīng)濟(jì)損失;嚴(yán)重時(shí)平均每月檢修一次，每次最短費(fèi)時(shí)三天，經(jīng)濟(jì)損失是極其巨大的)，極大地影響到其使用該機(jī)的信心。因而，不論是設(shè)備用戶還是設(shè)備制造廠家，都迫切希望從根本上解決這個(gè)問(wèn)題。4.2.故障模式的確定通過(guò)對(duì)箕城、辛集、、蒙,望奎、新疆和靜、、、棗莊等大量用戶的調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)勘察得知，管束干燥機(jī)在使用半年至一年的時(shí)間段，均會(huì)有蒸汽泄漏的現(xiàn)象發(fā)生。其主要表現(xiàn)分為以下幾個(gè)方面。4.2.1蒸汽均由管束件的換熱管與管板管孔的縫隙之間泄出由于換熱管由管板的管孔穿過(guò)后，與管板是焊聯(lián)接的，在正常情況下，只有聯(lián)接焊縫或換熱管被破壞，蒸汽才有可能從觀察到的部位泄出。通過(guò)大量的走訪調(diào)查，經(jīng)對(duì)若干使用廠家維修現(xiàn)場(chǎng)的仔細(xì)勘察，我們發(fā)現(xiàn)了換熱管的幾種有在聯(lián)系的破壞形式(如圖4.1(a),(b),(c)所示)。因此初步得出結(jié)論:在使用過(guò)程中，換熱管端部距其與管板聯(lián)接焊縫3-5mm處開始出現(xiàn)細(xì)微的裂縫(圖4.la)，若不及時(shí)處理，裂縫逐漸擴(kuò)大(圖4.1b)，直至換熱管環(huán)向斷裂(圖4.（a）（b）（c）圖4.1裂縫圖與此同時(shí)，蒸汽泄漏由小至大，直到干燥機(jī)不能正常工作。這結(jié)論與有關(guān)的管理人員、使用人員和檢修人員的口述是完全相符的。4.2.2由于封頭與管板的聯(lián)結(jié)方式不同，泄露部位也不同(1).封頭與管板為螺栓連接(見圖4.2，以下簡(jiǎn)稱聯(lián)接式管束干燥機(jī))，最外圈換熱管先產(chǎn)生泄漏，若不及時(shí)予以處理，則泄漏點(diǎn)由外及里，不斷增加。(2).封頭與管板為焊聯(lián)接(見圖4.3，以下簡(jiǎn)稱焊接式管束干燥機(jī))，不但具有聯(lián)接式管束干燥機(jī)故障模式的特點(diǎn)，而且靠近圈部分的換熱管也有很多同時(shí)發(fā)生泄漏。因?yàn)樵谡{(diào)查走訪過(guò)程中，沒(méi)有聽到過(guò)類似“焊縫破壞”的反映，在檢修現(xiàn)場(chǎng)勘察中，也沒(méi)發(fā)現(xiàn)有焊縫破壞的現(xiàn)象，所以最終可以確定，管束件的換熱管在使用過(guò)程中的逐步被破壞，是導(dǎo)致管束干燥機(jī)蒸汽泄漏的根本原因。4.3故障機(jī)理的判斷管束干燥機(jī)的工作原理是電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)管束件(有許多換熱管穿過(guò)兩端的管板并與其焊聯(lián)接，管板外端有封頭通過(guò)螺栓、密封墊或焊接與其密封聯(lián)接，封頭上有中空的傳動(dòng)軸或支承軸(見圖4.2和圖4.3)；蒸汽泄漏就產(chǎn)生在管束件上)旋轉(zhuǎn)，物料則由進(jìn)料絞龍輸入機(jī)。裝在管束件上的料鏟一面將物料揚(yáng)起，使其落入換熱管的間隙中，一面推動(dòng)物料前進(jìn)，直到其從出料口輸出為止;同時(shí)，蒸汽從一端蒸汽接頭進(jìn)人(從出料端進(jìn)為逆流，從進(jìn)料端進(jìn)則為順流)，加熱換熱管，使從換熱管間隙中通過(guò)的物料得以逐步烘干，而冷凝水則由另一端蒸汽接頭排出(見圖4.4、圖4.5)。由上可知，管束件在管束干燥機(jī)的工作過(guò)程中起到了關(guān)鍵性的作用。一方面它使物料產(chǎn)生流動(dòng);另一方面，蒸汽從它部通過(guò)，使物料在流動(dòng)過(guò)程中被逐步烘干。因而，它不但是烘干物料的主體，還是傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力的主體。由于故障就出在它身上，所以，對(duì)管束件的受力分析及對(duì)其部主要結(jié)構(gòu)的剖析，就是我們從根本上解決蒸汽泄漏的焦點(diǎn)和關(guān)鍵所在。圖4.2管束件圖4.3封頭上部圖4.4管式卷筒干燥機(jī)圖4.5管束干燥機(jī)圖4.6是管束件力學(xué)分析簡(jiǎn)圖。由圖可知，不論是靜態(tài)，還是動(dòng)態(tài)，在自重P和支點(diǎn)A,B間的距離L(管束干燥機(jī)是系列產(chǎn)品，根據(jù)不同管板直徑和兩管板間的不同長(zhǎng)度，管束件自重P在幾噸到幾十噸之間變動(dòng)，支點(diǎn)A,B間的距離L也不相同)的影響下，它始終呈向下彎曲狀態(tài)，其彎矩計(jì)算公式(公式4-1)和撓度計(jì)算公式(公式4-2)分別為: